DE102008058270B4

DE102008058270B4 - Textilmaschine

Info

Publication number: DE102008058270B4
Application number: DE200810058270
Authority: DE
Inventors: Rainer Seuss
Original assignee: LIBA Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl Mayer Technische Textilien GmbH
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2028-11-21
Also published as: DE102008058270A1

Abstract

Textilmaschine zum Herstellen einer Textilbahn mit mindestens einer unidirektionalen 90°-Fadenlage, deren Fäden in der Ebene der Textilbahn senkrecht zu deren Längserstreckung angeordnet sind, wobei die Textilmaschine die folgenden Merkmale aufweist:
a) eine Fördereinrichtung, welche die entstehende Textilbahn fortlaufend in einer Laufrichtung fördert, welche mit der Längserstreckung der Textilbahn übereinstimmt,
b) mindestens eine Zufuhrstation zum Aufbringen der 90°-Fadenlage auf die Fördereinrichtung,
c) eine Verbindungsstation, der die Textilbahn zugeführt wird und in der die 90°-Fadenlage beim Durchlauf fixiert wird,
d) in der Verbindungsstation befindliche, in Reihe angeordnete und beweglich angetriebene Verbindungswerkzeuge, welche die Ebene der Textilbahn durchdringen und dabei Verbindungsfäden in die Textilbahn einarbeiten,
dadurch gekennzeichnet, dass
e) der Winkel β, den die Reihe (11) der Verbindungswerkzeuge in der Ebene der Textilbahn (13) mit der Laufrichtung (3) der Fördereinrichtung ausbildet, um einen geringen Winkelbetrag α von einem rechten Winkel abweicht.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Textilmaschine zum Herstellen einer Textilbahn mit mindestens einer unidirektionalen 90°-Fadenlage, deren Fäden in der Ebene der Textilbahn senkrecht zu deren Längserstreckung angeordnet sind, wobei die Textilmaschine die folgenden Merkmale aufweist:

a) eine Fördereinrichtung, welche die entstehende Textilbahn fortlaufend in einer Laufrichtung fördert, welche mit der Längserstreckung der Textilbahn übereinstimmt,
b) mindestens eine Zufuhrstation zum Aufbringen der 90°-Fadenlage auf die Fördereinrichtung,
c) eine Verbindungsstation, der die Textilbahn zugeführt wird und in der die 90°-Fadenlage beim Durchlauf fixiert wird, und
d) in der Verbindungsstation befindliche, in Reihe angeordnete und beweglich angetriebene Verbindungswerkzeuge, welche die Ebene der Textilbahn durchdringen und dabei Verbindungsfäden in die Textilbahn einarbeiten.

Zu den Textilmaschinen dieser Art zählen Kettenwirkmaschinen und Multiaxialmaschinen in zahlreichen Ausführungsformen, wie sie auch in Firmendruckschriften der Anmelderin aufgeführt sind, vgl. hierzu beispielsweise die Schriften Copcentra HS-2-ST (Druck-Nr. 08/07 Mo), Copcentra HS-2-ST-CH-Biaxial/HX-2-ST-CH-Biaxial (Druck-Nr. 07/07Mo), Copcentra MAX 3 CNC (Druck-Nr. 08/07 Mo) und Copcentra MAX 5 CNC CARBON (Druck-Nr. 09/07 Mo). Die Fördereinrichtung dieser Maschinen besteht aus zwei Transportketten, die im Abstand voneinander im wesentlichen parallel verlaufend angeordnet sind und Befestigungshaken aufweisen, an denen die Fäden mindestens einer unidirektionalen Fadenlage befestigt werden. Die Erfindung betrifft den speziellen Fall, dass die unidirektionale Fadenlage eine 90°-Fadenlage ist, d. h. ihre Richtung verläuft senkrecht zu der Laufrichtung der Transportketten und damit auch senkrecht zu der Längserstreckung der entstehenden Textilbahn.
Dabei kann die 90°-Fadenlage die einzige Fadenlage der Textilbahn sein. Die Textilbahn kann aber auch aus mehreren übereinander angeordneten Fadenlagen aufgebaut sein, zum Beispiel zusätzlich zu der 90°-Fadenlage eine 0°-Fadenlage aufweisen, die somit in der Längserstreckung der Textilbahn verläuft. Kettenwirkmaschinen mit einer Vielzahl von übereinander liegenden unidirektionalen Fadenlagen, die in unterschiedlichen Winkeln zur Längserstreckung der Textilbahn verlaufen, werden vielfach als Multiaxialmaschinen bezeichnet. Sie dienen zum Aufbau von Multiaxialgelegen. Für die einzelnen Fadenlagen kommen vornehmlich Fäden oder Fasern aus Kohlenstoff, Glas, Keramik, aber auch Synthesefasern wie beispielsweise Aramidfasern oder Polyamidfasern in Frage. Für die Fäden oder Fasern ist auch die Bezeichnung „Kabel” üblich; sie sind aus einzelnen Filamenten aufgebaut und können sich nicht nur hinsichtlich des Werkstoffes, sondern auch hinsichtlich ihres Durchmessers und der Zahl der Filamente, aus denen sie bestehen, erheblich voneinander unterscheiden. Bei den hier vorausgesetzten Textilbahnen müssen die zusätzlichen Lagen nicht nur Fadenlagen sein; auch Vliese oder Matten als Schichten können in dem Multiaxialgelege vorhanden sein. Mit einer Chopper-Einrichtung lassen sich auch Faser-Schnitzel als eine besondere einzelne Lage in das Multiaxialgelege einarbeiten.
Die Zufuhrstation für die einzelnen unidirektionalen Fadenlagen ist bei den hier vorausgesetzten Textilmaschinen als Schusseintragsystem ausgebildet; bekannt sind ortsfeste und bewegliche Schussleger (Portale), wobei der Schusseintrag in ein oder zwei Dimensionen horizontal, aber auch räumlich erfolgen kann. Je nach Beschaffenheit der Fäden oder Fasern werden diese zur Bildung der unidirektionalen Fadenlage entweder als endlose Faserschar um Haken oder Stifte herumgelegt, die sich an Transportketten befinden, wie das z. B. aus der DE 197 26 831 C5 bekannt ist. Oder die unidirektionale Fadenschar entsteht, indem abgelängte bandförmige Teilstücke (Segmente) aus parallel zueinander verlaufenden Fäden oder Fasern nebeneinander auf Transportketten abgelegt und dort in lösbaren Klemmvorrichtungen befestigt werden; ein Beispiel hierfür geht aus der DE 102 14 140 B4 hervor.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit älterem Zeitrang DE 10 2007 024 124.2 der Anmelderin ist weiter eine Multiaxialmaschine der hier umfassten Art abgehandelt, bei der mindestens zwei Zufuhrstationen für unidirektionale Fadenlagen vorgesehen sind, von denen die eine für die Endlosverlegung und die andere für das Verlegen der Faserscharen in abgelängten Segmenten eingerichtet ist.
In der Regel werden verschiedene unidirektionale Fadenlagen nacheinander in unterschiedlichen Richtungen gegenüber der Laufrichtung der Fördereinrichtung auf dieser und gegebenenfalls bereits vorhandenen abgelegten Fadenlagen oder Schichten abgelegt. Dabei werden die Fadenlagen vorübergehend an der Fördereinrichtung befestigt, damit sie ihre Richtung und Spannung während des gesamten Herstellvorgangs beibehalten. Nach dem Ablegen oder Zuführen der letzten Fadenlage oder Schicht fördert die Fördereinrichtung das vollständige Multiaxialgelege zu der Verbindungsstation, in der die entstehende Textilbahn und mit ihr auch die 90°-Fadenlage fixiert wird. Anschließend wird die Verbindung zwischen der Fördereinrichtung und den unidirektionalen Fadenlagen aufgehoben, und die Textilbahn steht als Fertigprodukt oder Halbfabrikat zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.
Das Wort „fortlaufend” im Merkmal a des Anspruchs 1 soll lediglich zum Ausdruck bringen, dass eine Fließfertigung vorliegt und die hergestellte Textilbahn im Prinzip eine Endlosbahn ist; die Bewegung der Fördereinrichtung muss dabei aber nicht kontinuierlich und von gleichbleibender Geschwindigkeit sein. Fertigungstechnisch bedingt kann die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung auch veränderlich sein; ebenso ist ein intermittierender, aber fortlaufender Fertigungsbetrieb möglich.
Der im Merkmal c des Anspruchs 1 für die Verbindungsstation verwendete Begriff des Fixierens umfasst alle Maßnahmen, durch die die zunächst nur abgelegte 90°-Fadenlage zum verbundenen Bestandteil der Textilbahn wird; in der Regel wird damit auch die Textilbahn fixiert, und beim Vorhandensein von weiteren Fadenlagen oder Schichten wird das Multiaxialgelege gebildet, das einen Zusammenhalt hat und als band- oder bahnförmiges Material gehandhabt, zum Beispiel auf eine Trommel aufgewickelt werden kann. Der Begriff des Fixierens schließt aber auch ein, dass die 90°-Fadenlage die einzige Fadenlage ist, und dass die einzelnen Fäden dieser Fadenlage miteinander verbunden, d. h. zu einer Textilbahn fixiert werden. Zwischen den einzelnen Fäden der 90°-Fadenlage kann dabei ein definierter Abstand gebildet sein, sie können aber auch so dicht an einander liegen oder sich sogar überlappen, wie es die Verbindungstechnik zulässt.
Die im Merkmal d des Anspruchs 1 für die Verbindungsstation vorgeschriebene Verbindungstechnik umfasst vor allem das Wirken und Nähen, so dass als Verbindungswerkzeuge Wirkwerkzeuge oder Nähnadeln in Frage kommen, welche Verbindungsfäden in die Textilbahn einarbeiten und diese damit fixieren (vgl. hierzu die DE 199 13 647 B4 ). Auch die Nähwirktechnik kommt grundsätzlich in Frage (vgl. hierzu A. Hofer, „Stoffe 2”, Deutscher Fachverlag, Frankfurt a. M. 2004, Seiten 445 bis 462). Beim Wirken werden die Fadenlagen oder Schichten durch die Maschenbildung der Verbindungsfäden miteinander verbunden. Die Wirkfontur, die durch die in Reihen angeordneten Wirknadeln gebildet ist, verläuft bei den bekannten Textilmaschinen senkrecht zu der Laufrichtung der Fördereinrichtung. Dasselbe gilt für die Nähnadeln bei der Anord nung einer Nähstation, wobei sich eine oder mehrere Reihen von Nähnadeln senkrecht quer zu der Laufrichtung der Fördereinrichtung erstrecken.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass bei der Herstellung von Textilbahnen mit unidirektionalen 90°-Fadenlagen verhältnismäßig häufig Unregelmäßigkeiten gerade im Bereich dieser 90°-Fadenlagen zu verzeichnen sind, indem die gleichmäßige Ausrichtung der Fäden gestört ist, z. B. die Fäden dieser Fadenlagen zu schlaff sind; außerdem ist an der zugehörigen Textilmaschine bei entsprechender konstruktiver Ausbildung ein vorzeitiger Verschleiß von an den Transportketten befindlichen Befestigungshaken oder -stiften sowie der Wirkfontur in der Verbindungsstation zu beobachten. Es ist in vielen Fällen jedoch ausgeschlossen, die 90°-Fadenlagen einfach fort zu lassen. Die Ausrichtung „senkrecht zur Längserstreckung der Textilbahn” bedeutet eine Grundrichtung, die bei der Weiterverarbeitung der Textilbahn, z. B. beim Handlaminieren oder bei der Festlegung der Belastbarkeit in multiaxialen Fadengelegen unverzichtbar ist oder nur durch zusätzlichen Aufwand mit Vorgängen des Drehens oder Schneidens ersetzt werden könnte.
Aus der DE 199 52 458 A1 ist es bekannt, beim Verlegen von unidirektionalen Fadenlagen zwei dieser Fadenlagen in einem Arbeitsgang zwischen zwei Transportketten zu verlegen. Dabei wird eine endlose Fadenschar in der Weise verlegt, dass bei einem Doppelhub des Schussfadenführers, also bei einem einzigen vollständigen Arbeitstakt mit Vorwärts- und Rückwärtsbewegung über den Transportketten, die Fadenschar beim zweiten Teilhub (Rückwärtsbewegung) eine Winkelabweichung gegenüber der Fadenschar des ersten Teilhubes (Vorwärtsbewegung) aufweist. Das Gleiche gilt beim Übergang auf die nächste Vorwärtsbewegung. Zudem erfolgt in den Umkehrpunkten des Fadenführers die notwendige Versatzbewegung entgegen der Laufrichtung der Transportketten nicht in der vollständigen Breite der Fadenschar, sondern nur um einen kleineren Betrag. Mit der Vorgehensweise gemäß der DE 199 52 458 A1 soll vor allem vermieden werden, dass hinter den Haken oder Stiften der Transportketten eine zu große Zahl von Fäden abgelegt wird, wie das beim Versatz um die vollständige Breite der Fadenschar der Fall ist. Im Ergebnis soll sich eine verbesserte Oberflächenstruktur des entstehenden Multiaxialgeleges ergeben, und die Abfallmenge an Fadenmaterial soll verringert werden.
Beim Verlegen gemäß der DE 199 52 458 A1 ergibt sich für den einzelnen Faden einer Fadenschar eine trapezförmige Ablagebahn, bei der die parallelen Seiten des Trapezes kürzer sind als die Breite der Fadenschar. Insgesamt erzeugt ein einziger Fadenführer dadurch zwei unidirektionale Fadenlagen, deren Verlegerichtung um einen geringen Differenzwinkel von weniger als 15° voneinander abweicht und die einander bereichsweise überdecken. Die Möglichkeit, die beiden zusammengehörenden Fadenscharen entsprechend ihrer gemeinsamen Mittellinie (Win kelhalbierende) in wählbaren Winkeln gegenüber der Richtung der Transportketten zu verlegen, bleibt davon unberührt. Beispielsweise sind in der DE 199 52 458 A1 auch Ausführungsbeispiele für Multiaxialmaschinen angegeben, bei denen die gemeinsame Mittellinie eines Fadenschar-Paares unter einem Winkel von 90° zur Richtung der Transportketten verläuft. Die beiden Fadenscharen dieses Paares sind dann beiderseits des 90°-Winkels ausgerichtet, durchlaufen die den Legevorgang abschließende Kettenwirkmaschine somit in einer leichten Schräglage gegenüber den Reihen der Wirkwerkzeuge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Textilmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch mehrschichtige Textilbahnen, die unidirektionale 90°-Faserlagen enthalten, von absolut gleichmäßigem Aufbau erreicht werden und bei der eine hohe Lebensdauer der Verbindungswerkzeuge in der Verbindungsstation sowie der gegebenenfalls vorhandenen Befestigungshaken oder -stifte sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Merkmal e des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Winkel β, den die Reihe der Verbindungswerkzeuge in der Ebene der Textilbahn mit der Laufrichtung der Fördereinrichtung ausbildet, um einen geringen Winkelbetrag α von einem rechten Winkel abweicht.
In überraschender Weise bleiben die oben festgestellten Mängel und Unregelmäßigkeiten aus, wenn die Textilmaschine in der angegebenen Weise ausgeführt wird. Die genannte geringe Winkelabweichung ist der Winkel, der sich in einer horizontalen Ebene zwischen der Richtung der in Reihe angeordneten Verbindungswerkzeuge, zum Beispiel einer Wirkfontur, und der Richtung der Fäden in der unidirektionalen 90°-Fadenlage ergibt, wenn diese die Verbindungsstation durchläuft. Der Winkel zeigt sich in einer Ansicht von oben auf die Textilmaschine mit der entstehenden mehrschichtigen Textilbahn.
Die Ursache für die beim Stand der Technik festgestellten Mängel dürfte darin bestehen, dass die Reihe der Verbindungswerkzeuge in der Verbindungsstation senkrecht zu der Laufrichtung der Fördereinrichtung und damit parallel zu den Fäden von unidirektionalen 90°-Fadenlagen verläuft und infolge dessen die einzelnen Fäden dieser Fadenlagen von beinahe jedem Verbindungswerkzeug getroffen werden, wenn sie die Verbindungsstation durchlaufen. Beispielsweise bei einem Wirkvorgang gerät ein derartiger Faden in eine gewundene Form und liegt teils vor, teils hinter den Wirknadeln; der betroffende Faden wird stark verformt und steht dadurch unter erhöhter mechanischer Längsspannung. Die gleichmäßige Ablage der unidirektionalen Fadenlagen wird dadurch gestört, was zu einem ungleichmäßigen Aufbau des gesamten Multiaxialgeleges führt. Bei unidirektionalen 90°-Fadenlagen, die in abgelängten Segmenten abgelegt und mittels Klemmeinrichtungen an den Transportketten gehalten werden, kann zudem die nachteilige Wirkung entstehen, dass die Fäden dieser Fadenlagen aus den Klemmeinrichtungen herausgezogen werden, dadurch ihre Längsspannung verlieren und somit erst recht erhebliche Störungen im Aufbau des Multiaxialgeleges herbeiführen. Ferner können die Fäden der betroffenen 90°-Fadenlagen auch mechanisch beschädigt werden, was ihre Stützfunktion innerhalb eines Faserverbund-Bauteils erheblich herabsetzt.
Indem nun die Reihe der Verbindungswerkzeuge gegenüber den Fäden der unidirektionalen 90°-Faserlagen einen geringen Winkel, also eine Schrägstellung in einer horizontalen Ebene aufweist, wird erreicht, dass ein bestimmter Faden der unidirektionalen 90°-Fadenlage nur über einen kleinen Bereich seiner Länge mit den zumeist durch Nadeln gebildeten Verbindungswerkzeugen der Verbindungsstation in Berührung kommt. Im Idealfall ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur eine einfache Kreuzungsstelle zwischen der Reihe der Verbindungswerkzeuge und einem Faden der 90°-Fadenlage, welcher die Verbindungsstation durchläuft. Der betreffende Faden bleibt dadurch weitgehend geradlinig und unbeschädigt.
Die Erfindung vermeidet damit die Nachteile von Schusseintragsystemen, die nicht „maschengerecht” arbeiten. Maschengerecht arbeitende Schusseintragsysteme legen den Faden einer 90°-Fadenlage der Wirkfontur einer Kettenwirkmaschine so vor, das er gezielt in die Maschen der Verbindungsfäden eingebunden wird, ohne von einer Nadel ausgelenkt oder beschädigt zu werden. Der bauliche Aufwand für derartige Kettenwirkmaschinen ist höher und die Verstellmöglichkeiten sind geringer. Ein Beispiel zeigt die DE 10 2007 004 315 A1 der Anmelderin.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 aufgeführt.
Die Ansprüche 2 und 3 geben vorteilhafte Bereiche an, in denen die Winkelabweichung zwischen der Wirkfontur und den Fäden der unidirektionalen 90°-Fadenlagen liegen soll.
Mit den Ansprüchen 4 bis 6 wird aufgezeigt, dass die erfindungsgemäße Ausbildung in vorteilhafter Weise an Textilmaschinen mit einer unterschiedlichen Zahl von Fadenlagen Vorteile bringt. Das gilt für eine Textilbahn mit nur einer Fadenlage der 90°-Ausrichtung ebenso wie bei multiaxialen Fadengelegen, bei denen eine oder mehrere 90°-Fadenlagen nur einen Teil von vielen Fadenlagen unterschiedlicher Richtung bilden.
Gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 kommt die erfindungsgemäße Bauweise bei der Endlosverlegung der unidirektionalen Fadenlagen ebenso in Frage wie bei der Ablage in Form einzelner bandförmiger Segmentstücke und damit auch an Multiaxialmaschinen, bei denen Zufuhrstatio nen für beide Verlegearten vorgesehen sind. Wenn in den Ansprüchen 7 bis 9 Befestigungshaken und Klemmvorrichtungen als Mittel zur vorübergehenden Befestigung der Fäden an den Transportketten besonders erwähnt sind, so sollen damit nur gängige und besonders bewährte Elemente herausgestellt werden; auch andere Befestigungsmittel wie zum Beispiel Nadelfelder ( EP 1 512 784 B1 ) oder Nadelraupen ( DE 196 24 912 C2 ) sind mit der erfindungsgemäßen Bauart vereinbar.
In den Ansprüchen 10 und 11 ist konkret angegeben, welche Techniken zum Fixieren der 90°-Fadenlagen und damit auch der Textilbahn als Ganzes angewendet werden. Es handelt sich um bewährte Methoden, die nicht näher erläutert werden müssen.
Die Erfindung wird anschließend am Ausführungsbeispiel einer Kettenwirkmaschine in der besonderen Ausführung als Multiaxialmaschine anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. In den Figuren ist das Folgende dargestellt:
1 ist die räumliche Darstellung einer Kettenwirkmaschine nach dem Stand der Technik.
2 zeigt das Zusammenwirken der Wirkfontur mit dem entstehenden Multiaxialgelege in einer räumlichen Prinzipdarstellung.
3 ist eine vereinfachte Ansicht von oben auf die Kettenwirkmaschine gemäß 1.
4 verdeutlicht den Einfluss der Wirkfontur auf einen Faden der 90°-Fadenlage bei der Kettenwirkmaschine nach den 1 bis 3.
5 enthält eine der 3 entsprechende Ansicht auf eine erfindungsgemäße Kettenwirkmaschine.
1 zeigt eine als Kettenwirkmaschine (Multiaxialmaschine) ausgebildete Textilmaschine nach dem Stand der Technik mit einem Maschinengestell 1, in dem als Fördereinrichtung zwei Transportketten 2 in der Laufrichtung 3 umlaufen. An den Transportketten 2 befinden sich nicht näher dargestellte Befestigungshaken für die Fäden 15 (vgl. 4) oder Fasern der unidirektionalen Fadenlagen 4 bis 8. Die Längs- und Verlegerichtung der einzelnen Fadenlagen 4 bis 8 verläuft unter unterschiedlichen Winkeln gegenüber der Laufrichtung 3 der Transportketten 2. Der 2 ist zu entnehmen, wie groß dieser Winkel für jede der unidirektionalen Fadenlagen 4 bis 8 ist. Während die unidirektionalen Fadenlagen 4 bis 7 unter unterschiedlichen Winkeln quer zur Laufrichtung 3 ausgerichtet sind, ist die Fadenlage 8 eine sogenannte Null-Grad-Faserlage, deren Fäden in der Laufrichtung 3 verlaufen.
Die Fäden der unidirektionalen Fadenlagen 4 bis 7 werden von Spulengattern abgezogen und über Schusseintragsysteme, die mit Portalen und Schusslegewagen ausgestattet sind, den kontinuierlich sich bewegenden Transportketten 2 zugeführt. Spulengatter und Schusseintragsysteme bilden Zufuhrstationen 9, die von dem entstehenden Multiaxialgelege nacheinander durchlaufen werden. Einzelheiten hierzu sind in der DE 197 26 831 C5 beschrieben und dargestellt. Das Verlegen erfolgt in diesem Fall somit im Wege der Endlosverlegung, wobei die Fadenscharen um die Befestigungshaken herumgelegt werden, die sich an den Transportketten 2 befinden. Es entsteht eine Textilbahn 13 in der Form eines Multiaxialgeleges.
Wenn als letzte die obere Null-Grad-Fadenlage 8 abgelegt ist, gelangt das Multiaxialgelege zu einer Verbindungsstation 10, die hier als Wirkstation 10a ausgebildet ist. Die Wirkfontur der Wirkstation 10a ist durch Nadelreihen gebildet und mit 11 bezeichnet. Die unidirektionalen Fadenlagen 4 bis 8 werden hierbei durch die Wirk- oder Verbindungsfäden 12 miteinander verbunden, vgl. 2. Die fertige Textilbahn 13 wird sodann der Warenaufrollung 14 zugeführt und für die weitere Verarbeitung bereitgestellt.
3 zeigt in der Ansicht von oben die gegenseitige Ausrichtung der unidirektionalen Fadenlagen 4 bis 8 im Verhältnis zum Verlauf der Wirkfontur 11. Diese ist beim Stand der Technik senkrecht zu der gemeinsamen Laufrichtung 3 der Transportketten 2 gerichtet, die zugleich die Längsrichtung (Längserstreckung) des entstehenden Multiaxialgeleges ist. Der sich in einer horizontalen Ebene ergebende Winkel β zwischen der Laufrichtung 3 und der Richtung der Wirkfontur 11 beträgt somit 90°. Während die schräg oder längs gerichteten unidirektionalen Fadenlagen 4, 6 und 8 die Wirkfontur 11 unter einem Winkel durchlaufen, gelangen die 90°-Fadenlagen 5 und 7 dagegen in paralleler Ausrichtung in die Wirkfontur 11; die Fäden 15 dieser Fadenlagen verlaufen genau in derselben Richtung wie die Reihen der Wirknadeln 16, welche die Wirkfontur 11 bilden.
Das hat schädliche Folgen, wie anhand von 4 gezeigt wird. Es ist unausbleiblich, dass einzelne Fäden 15 der 90°-Fadenlagen 5 und 7 von beinahe jeder einzelnen Wirknadel 16 getroffen werden, vgl. in 4 den anfänglichen Fadenverlauf eines derartigen Fadens 15. Beim Wirkvorgang ergibt sich daher ein Fadenverlauf 15a; der Faden liegt jetzt teils vor, teils hinter den Wirknadeln 16, ist stark verformt und steht dadurch unter erhöhter mechanischer Längsspannung. Durch das mehrfache Anstechen ist der Faden 15 außerdem beschädigt. Das hat zur Folge, dass die gleichmäßige Ablage der unidirektionalen Fadenlagen 5 und 7 gestört ist, was zu einem ungleichmäßigen Aufbau des gesamten Multiaxialgeleges führt.
Dieser ungleichmäßige Aufbau und die Beschädigung der Fäden 15 selbst können auch zu einer verminderten Festigkeit in den faserverstärkten Bauteilen führen, die das Multiaxialgelege verstärken soll.
Die erhöhte mechanische Beanspruchung zwischen der Wirkfontur 11 und den betroffenen Fäden 15 hat weiter zur Folge, dass die Wirknadeln 16 der Wirkfontur 11 schneller verschleißen, ebenso die Befestigungshaken an den Transportketten 2 und die Transportketten 2 selbst. Wenn die undirektionalen 90°-Fadenlagen nicht im Wege der Endlosverlegung, sondern in Form einzelner abgelängter, bandförmiger Teilstücke (Segmente) verlegt werden, erfolgt ihre Befestigung an den Transportketten 2 durch Klemmeinrichtungen, wie das im einzelnen in der DE 102 14 140 A1 und der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit älterem Zeitrang DE 10 2007 024 124.2 der Anmelderin dargestellt und beschrieben ist. In diesem Fall besteht die zusätzliche Gefahr, dass die Fäden 15 von unidirektionalen 90°-Fadenlagen aus ihren Klemmeinrichtungen gezogen werden und ihre mechanische Längsspannung verlieren. Das führt ebenso zu einem fehlerhaften Multiaxialgelege wie eine übermäßige Spannung der von den Wirknadeln 16 verformten Fäden.
Zur Beseitigung der aufgezeigten Mängel wird die erfindungsgemäße Anordnung gemäß 5 vorgeschlagen, bei der die Wirkfontur 11 mit einer geringen Winkelabweichung α gegenüber der Richtung der Fäden 15 in den unidirektionalen 90°-Fadenlagen 5, 7 angeordnet ist. Der in einer waagerechten Ebene sich ergebende Winkel α zwischen der Richtung der Wirkfontur 11 und der Richtung dieser Fäden 15 kann zwischen 2° und 10° liegen; ein besonders bevorzugter Bereich ist derjenige zwischen 3° bis 5°. Entsprechend liegt bei der erfindungsgemäßen Multiaxialmaschine der Winkel β zwischen der Wirkfontur 11 und der Laufrichtung 3 der Transportketten 2 in einem Bereich zwischen 80° und 88°, vorzugsweise zwischen 85° und 87°.
Die leicht schräge Anordnung der Wirkfontur 11 hat zur Folge, dass ein bestimmter Faden 15 der unidirektionalen 90°-Fadenlage nur über einen kleinen Bereich seiner Länge mit den Wirknadeln 16 der Wirkfontur 11 in Berührung kommt, im Idealfall ergibt sich ein einfach gekreuzter Fadenverlauf 15b gemäß 4. Die vorstehend geschilderten Nachteile bleiben dann aus.
Die schräge Anordnung der Verbindungsstation 10 kann auch dann von Vorteil sein, wenn bei einem Multiaxialgelege die Verbindung der einzelnen Schichten nicht durch Verwirken, sondern durch Nähen erfolgt und die Nähnadeln in geradlinigen Reihen quer zu der Laufrichtung 3 des entstehenden Multiaxialgeleges angeordnet sind.
Aus Gründen der vereinfachten zeichnerischen Darstellung ist in 5 die gesamte Verbindungsstation 10 in Schrägstellung dargestellt. Darauf kommt es natürlich nicht entscheidend an. Die Verbindungsstation 10 und eine Wirkstation 10a können als Ganzes auch herkömmlich, d. h. senkrecht zur Laufrichtung 3 der Textilbahn 13 ausgerichtet sein, solange nur die Reihe 11 der Verbindungswerkzeuge, zum Beispiel die Wirkfontur 11, die erforderliche schräge Ausrichtung hat.

1: Maschinengestell
2: Transportketten
3: Laufrichtung
4: unidirektionale Fadenlage (–45°)
5: unidirektionale 90°-Fadenlage
6: unidirektionale Fadenlage (+45°)
7: unidirektionale 90°-Fadenlage
8: unidirektionale Fadenlage (0°-Fadenlage)
9: Zufuhrstation
10: Verbindungsstation
10a: Wirkstation
11: Wirkfontur
12: Verbindungsfäden
13: Textilbahn
14: Warenaufrollung
15: Faden einer 90°-Fadenlage 5, 7
15a, b: Fadenverlauf
16: Wirknadel
α: Winkelabweichung zwischen der Richtung der Wirkfontur und der 90°-Fadenlage
β: Winkel zwischen der Richtung der Wirkfontur und der Längsförderer-Laufrichtung

Claims

Textilmaschine zum Herstellen einer Textilbahn mit mindestens einer unidirektionalen 90°-Fadenlage, deren Fäden in der Ebene der Textilbahn senkrecht zu deren Längserstreckung angeordnet sind, wobei die Textilmaschine die folgenden Merkmale aufweist: a) eine Fördereinrichtung, welche die entstehende Textilbahn fortlaufend in einer Laufrichtung fördert, welche mit der Längserstreckung der Textilbahn übereinstimmt, b) mindestens eine Zufuhrstation zum Aufbringen der 90°-Fadenlage auf die Fördereinrichtung, c) eine Verbindungsstation, der die Textilbahn zugeführt wird und in der die 90°-Fadenlage beim Durchlauf fixiert wird, d) in der Verbindungsstation befindliche, in Reihe angeordnete und beweglich angetriebene Verbindungswerkzeuge, welche die Ebene der Textilbahn durchdringen und dabei Verbindungsfäden in die Textilbahn einarbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass e) der Winkel β, den die Reihe (11) der Verbindungswerkzeuge in der Ebene der Textilbahn (13) mit der Laufrichtung (3) der Fördereinrichtung ausbildet, um einen geringen Winkelbetrag α von einem rechten Winkel abweicht.
Textilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelabweichung α = 2° bis 10° beträgt.
Textilmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelabweichung α = 3° bis 7°, insbesondere 3° bis 5° beträgt.
Textilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilmaschine eine einzige Zufuhrstation (9) aufweist, wobei die Textilbahn (13) aus einer einzigen 90°-Fadenlage gebildet wird.
Textilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Laufrichtung der Fördereinrichtung hintereinander zwei Zufuhrstationen vorgesehen sind, von denen die eine zum Aufbringen einer 90°-Fadenlage und die andere zum Aufbringen einer 0°-Fadenlage auf die Fördereinrichtung dient.
Textilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Laufrichtung (3) der Fördereinrichtung hintereinander zwei und mehr Zufuhrstationen (9) vorgesehen sind, die zur Ablage von unidirektionalen Fadenlagen (4 bis 8) dienen, wobei die Fadenlagen (4 bis 8) in unterschiedlichen Richtungen verlegt werden und eine Textilbahn (13) in Form eines multiaxialen Fadengeleges aufgebaut wird.
Textilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördereinrichtung in Form von zwei im Abstand voneinander befindlichen Transportketten (2), mindestens eine Zufuhrstation (9) zur Endlosverlegung einer unidirektionalen 90° Fadenlage (5, 7) und an den Längsförderern (2) befindliche Befestigungshaken zur Halterung der 90°-Fadenlage (5, 7) aufweist.
Textilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördereinrichtung in Form von zwei im Abstand voneinander befindlichen Transportketten, mindestens eine Zufuhrstationen zur Ablage einer unidirektionalen Fadenlage in Form einzelner bandförmiger Segmentstücke und an den Längsförderern befindliche Klemmvorrichtungen zur Halterung der Segmentstücke aufweist.
Textilmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Herstellung eines Hybridgeleges mindestens je eine der Zufuhrstationen nach Anspruch 7 und 8 aufweist.
Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Kettenwirkmaschine mit einer Verbindungsstation (10) ausgeführt ist, deren Verbindungswerkzeuge Wirkwerkzeuge sind, welche das Fixieren der Textilbahn (13) durch Maschenbildung der Verbindungsfäden (12) herbeiführen.
Textilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Verbindungsstation, in der das Fixieren der Textilbahn durch Nähen oder Nähwirken erfolgt.