-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Textilien, bei dem ein Anfangsabschnitt eines Fadens durch ein Nadelöhr einer Nadel geführt wird. Ein Teil der Nadel, in dem das Nadelöhr angeordnet ist, wird mit dem im Nadelöhr geführten Faden in Stichrichtung durch einen textilen Grundkörper gestochen. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Textilien.
-
Das Verfahren und die Vorrichtung werden vorzugsweise zum Herstellen von Tuftingwaren, insbesondere sogenannten Cut-Pile-Waren, wie beispielsweise Veloursteppichen, verwendet. Das Verfahren wird daher auch als Tufting-Verfahren bezeichnet. Bei der Herstellung von Cut-Pile-Teppichen im Cut-Pile-Verfahren wird ein Polfaden mit Hilfe einer Tuftingnadel durch den textilen Grundkörper gestochen und der Polfaden mit Hilfe einer Rückhalteeinheit zurückgehalten, wenn die Tuftingnadel wieder aus dem textilen Grundkörper hinausgezogen wird, so dass sich eine Schlinge bildet. Die dem Grundkörper abgewandten Enden von auf diese Weise gebildeten Schlingen werden abgeschnitten, so dass sich die für Cut-Pile-Teppiche typische fadenartige Struktur ergibt. Nachteilig an diesem Tufting-Verfahren ist zum einen, dass es durch das Abschneiden der Schlingen viel Verschnitt anfällt, wodurch hohe Kosten entstehen. Zum anderen ist es nachteilig, dass für das Erzeugen der Schlingen und das anschließende Abschneiden der Schlingen zwei Arbeitsschritte notwendig sind. Des Weiteren kann es bei dem beschriebenen Cut-Pile-Verfahren passieren, dass der Polfaden zumindestens teilweise mit der Tuftingnadel wieder zurückgezogen wird, so dass sich die Schlingen aus dem Polfaden nicht planmäßig ausbilden und es zu Fehlern in der Struktur kommt.
-
Die
DE 692 14 956 T2 offenbart ein Verfahren und ein System zum Tuften von Geweben. Die
US 2009/0 173 262 A1 beschreibt eine Maschine zum Tuften von Geweben.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen Tuftingwaren einfach und fehlerfrei herstellbar sind und bei denen kein oder nur minimaler Verschnitt anfällt.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Durch die Einspannung mindestens eines Teils des Anfangsabschnitts des Fadens in einer Befestigungseinheit und die Bewegung der Nadel soweit in Stichrichtung, bis ein Endabschnitt des Fadens aus dem Nadelöhr ausgetreten ist, wird die fadenartige Struktur des dreidimensionalen Textils direkt in einem Arbeitsschritt hergestellt. Es ist nicht notwendig, mit dem Faden zuerst die Schlingen auszubilden und diese dann abzuschneiden, so dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Abfälle anfallen. Ferner wird erreicht, dass die durch den Grundkörper gestochenen Fäden alle die gleiche vorbestimmte Länge haben.
-
Es ist vorteilhaft, wenn der Faden von einer Vorratsrolle abgewickelt wird und auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten wird. Hierdurch kann die Länge der durch den Grundkörper gestochenen Fäden auf die für das dreidimensionale Textil gewünschte Länge voreingestellt werden. Ferner kann die Länge der Fäden auf einfache Weise variiert werden. Alternativ können auch Fäden mit vorgefertigter Länge verwendet werden.
-
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Faden auf die vorbestimmte Länge abgeschnitten wird, bevor der Teil der Nadel, in dem das Nadelöhr angeordnet ist, durch den Grundkörper gestochen wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass es zu Abweichungen der Länge des Fadens von der vorbestimmten Länge des Fadens aufgrund ungleichmäßigen Abwickelns des Fadens von der Vorratsrolle wegen des Kontakts zwischen dem Faden und dem Grundkörper kommt.
-
Die Einspannung des Anfangsabschnitts des Fadens wird vorzugsweise gelöst, nachdem der Endabschnitt des Fadens aus dem Nadelöhr ausgetreten ist. Die Einspannung wird insbesondere dann gelöst, wenn die Nadel wieder soweit entgegen der Stichrichtung zurückbewegt wurde, dass sie den Grundkörper nicht mehr kontaktiert. Durch die Einspannung mindestens eines Teils des Anfangsabschnitts des Fadens während dem Durchstechen des Grundkörpers wird der Anfangsabschnitt des Fadens zurückgehalten und somit verhindert, dass der Faden durch die Nadel in seiner gesamten Länge durch den Grundkörper gezogen wird.
-
Der Endabschnitt des ersten Fadens ist vorzugsweise in dem Befestigungselement eingeklemmt. Durch die Verwendung einer Einklemmung zur Befestigung des Fadens wird zum einen eine sichere Befestigung erreicht und zum anderen erreicht, dass die Befestigung auf einfache Weise herstell- und wieder lösbar ist.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Nadel senkrecht zum Grundkörper durch diesen gestochen. Hierdurch wird verhindert, dass mehrere zeitgleich oder nacheinander durch den Grundkörper gestochene Fäden sich gegenseitig behindern, insbesondere sich verknoten.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Faden durch einen Fadenkanal zur Führung des Fadens geführt wird, bevor er durch das Nadelöhr geführt wird. Hierdurch wird eine sichere Führung des Fadens erreicht und ein zuverlässiges Einfädeln des Fadens in das Nadelöhr sichergestellt. Ferner wird hierdurch ermöglicht, dass der Faden mit hoher Geschwindigkeit durch den Fadenkanal und durch das Nadelöhr bis in das Befestigungselement transportiert werden kann.
-
Es wird vorzugsweise ein textiler Grundkörper aus Gewebe und/oder Vlies verwendet. Alternativ kann auch andere Nähware als textiler Grundkörper verwendet werden.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Textilien. Die Vorrichtung umfasst eine ein Nadelöhr aufweisende Nadel und eine Befestigungseinheit zum Einspannen mindestens eines Teils des Anfangsabschnitts eines durch das Nadelöhr der Nadel geführten Fadens vorbestimmter Länge. Ferner hat die Vorrichtung eine Antriebseinheit zum Bewegen der Nadel, wobei die Antriebseinheit einen Teil der Nadel, in dem das Nadelöhr angeordnet ist, mit dem im Nadelöhr geführten Faden in Stichrichtung durch einen textilen Grundkörper sticht. Die Nadel ist mit Hilfe der Antriebseinheit so weit in Stichrichtung bewegbar, dass ein Endabschnitt des Fadens aus dem Nadelöhr ausgetreten ist.
-
Es ist vorteilhaft, wenn eine Fadenvorschubeinheit vorgesehen ist, die den Faden durch einen Fadenkanal zum Einfädeln des Fadens in das Nadelöhr in eine Transportrichtung transportiert. Durch den Fadenkanal wird auf einfache Weise ein zuverlässiges Einfädeln des Fadens in das Nadelöhr erreicht.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Fadenvorschubeinheit den Faden von einer Vorratsrolle abwickelt und wenn eine Schneideeinheit vorgesehen ist, die den Faden auf eine vorbestimmte Länge abschneidet. Durch die Bevorratung des Fadens auf einer Vorratsrolle wird eine platzsparende Bevorratung des Fadens erreicht. Durch das Abschneiden des Fadens von der Vorratsrolle auf die vorbestimmte Länge mit Hilfe der Schneideeinheit wird erzielt, dass die gewünschte Länge des Fadens, auf die der Faden abgeschnitten wird, jederzeit änderbar ist.
-
Die durch den unabhängigen Vorrichtungsanspruch spezifizierte Vorrichtung kann auf die gleiche Weise weitergebildet werden wie das erfindungsgemäße Verfahren. Insbesondere kann die Vorrichtung mit den in den auf das Verfahren rückbezogenen Ansprüchen angegebenen Merkmalen bzw. entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen weitergebildet werden. Ebenso kann das Verfahren auf die gleiche Weise weitergebildet werden wie die erfindungsgemäße Vorrichtung. Insbesondere kann das Verfahren mit den in den auf die Vorrichtung rückbezogenen Ansprüchen angegebenen Merkmalen bzw. entsprechenden Verfahrensmerkmalen weitergebildet werden.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Textilien in einem ersten Betriebszustand;
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Vorrichtung nach 1; und
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach den 1 und 2 in einem zweiten Betriebszustand.
-
In 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Herstellen von dreidimensionalen Textilien in einem ersten Betriebszustand dargestellt. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung 10 nach 1. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben gleiche Bezugszeichen.
-
Die Vorrichtung 10 umfasst eine einen Schaft 14 und eine Spitze 16 umfassende Nadel 12. Der Schaft 14 weist an dem der Spitze 16 zugewandten Ende ein Nadelöhr 18 auf, durch das bei dem in 1 und 2 gezeigten ersten Betriebszustand der Faden 20 geführt ist.
-
Ferner umfasst die Vorrichtung 10 eine nicht dargestellte Antriebseinheit, mit deren Hilfe die Nadel 12 in eine durch den Pfeil P1 angedeutete Stichrichtung hin und her bewegbar ist. Die Nadel 12 ist zumindestens soweit in Stichrichtung P1 bewegbar, dass der Teil der Nadel 12, in dem das Nadelöhr 18 angeordnet ist, einen unterhalb der Vorrichtung 10 angeordneten textilen Grundkörper 22 vollständig durchsticht. Beim Durchstechen des Grundkörpers 22 wird auch ein Teil des Fadens 20 durch den Grundkörper 22 hindurch gestochen, so dass ein Teil des Fadens 22 an der in der Darstellung nach 1 der der Nadel 12 zugewandten Seite entgegengesetzten Seite des textilen Grundköpers 22 austritt, so dass die für Tuftingwaren typische fadenartige Struktur auf der Unterseite des Grundkörpers 22 entsteht. Der textile Grundkörper 22 ist insbesondere ein Gewebe und wird auch als Erstrücken bezeichnet.
-
Die Stichrichtung P1 ist insbesondere senkrecht zu einer durch die der Nadel 12 zugewandeten Oberfläche des Grundkörpers 22 festgelegten Ebene gerichtet. Hierdurch wird vermieden, dass mehrere durch den Grundkörper 22 gestochene Fäden 20 sich gegenseitig behindern und es somit zu Strukturfehlern kommen kann.
-
Ferner umfasst die Vorrichtung 10 eine Fadenvorschubeinheit 24 und einen Fadenkanal 26. Die Fadenvorschubeinheit 24 hat zwei Rollen 28, 30, zwischen denen der Faden 20 hindurchgeführt wird. Durch den Kontakt des Fadens mit den Rollen 28, 30 wird der Faden 20 bei einer Rotation der Rollen 28, 30 in Richtung des Pfeiles P2 bzw. P3 in Transportrichtung P4 transportiert.
-
Der Fadenkanal 26 umfasst einen Trichter 32 und ein an der Spitze des Trichters 32 angeordnetes und fest mit dem Trichter 32 verbundenes hohlzylindrisches Element 34. Der Trichter 32 und das hohlzylindrische Element 34 sind insbesondere einteilig ausgebildet. Der Faden 20 wird mit Hilfe der Fadenvorschubeinheit 24 durch den Fadenkanal 26 geführt, so dass er auf einfache Weise zuverlässig durch das Nadelöhr 18 der Nadel 12 geführt werden kann und somit problemlos in das Nadelöhr 18 eingefädelt werden kann. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Elements 34 ist vorzugsweise genau so groß wie der Durchmesser des Fadens 20 oder nur geringfügig größer als der Durchmesser des Fadens 20. Der Fadenkanal 26 ist zwischen der Fadenvorschubeinheit 24 und der Nadel 12 angeordnet. Durch den Trichter 32 wird erreicht, dass ein Anfangsabschnitt des Fadens 20, wenn dieser mit Hilfe der Fadenvorschubeinheit 24 in Transportrichtung P4 transportiert wird, nach dem Hindurchführen zwischen den Rollen 28, 30 in das hohlzylindrischen Element 34 des Fadenkanals 26 geführt wird. Der Anfangsbereich des Fadens 20 umfasst insbesondere das in Transportrichtung P4 gesehen vordere Ende des Fadens 20.
-
Die Fadenvorschubeinheit 24 wickelt den Faden 20 von einem auf einer nicht dargestellten Vorratsrolle aufgewickelten Fadenvorrat ab. Der Faden 20 wird mit Hilfe einer in Transportrichtung P4 gesehen vor der Fadenvorschubeinheit 24 angeordneten Schneideeinheit 36 auf eine vorbestimmte Länge abgeschnitten. Die Schneideeinheit 36 ist insbesondere eine Schere. Alternativ kann auch ein Messer als Schneideeinheit 36 verwendet werden. Über die vorbestimmte Länge des Fadens 20 kann auf einfache Weise die Länge, mit der der Faden nach unten aus dem Grundkörper 22 herausragt, eingestellt werden. Insbesondere kann durch das Abwickeln des Fadens 20 von der Vorratsrolle und dem anschließenden Schneiden des Fadens 20 mit Hilfe der Schneideeinheit 36 die Länge des Fadens 20 beliebig variiert werden. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können auch Fäden 20 mit vorgefertigter Länge verwendet werden.
-
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 10 ein Befestigungselement 38, in dem zumindest ein Teil des Anfangsabschnitts des Fadens 20 eingespannt wird, nachdem der Anfangsabschnitt des Fadens 20 durch das Nadelöhr 18 geführt wurde. Das Befestigungselement 38 ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Anfangsabschnitt zwischen zwei Klemmelementen eingeklemmt wird. Auf diese Weise kann der Anfangsabschnitt auf einfache Weise fixiert und auch auf einfache Weise wieder freigegeben werden. Durch das Befestigungselement 38 wird der Anfangsabschnitt des Fadens 20 zurückgehalten, wenn die Nadel 12 und somit auch ein Teil des Fadens 20 durch den Grundkörper 22 gestochen wird.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Textilien, insbesondere Tuftingwaren, wird in einem ersten Schritt der Faden 20 von der nicht dargestellten Vorratsrolle kommend durch die Fadenvorschubeinheit 24 in Transportrichtung P4 mit dem Anfangsabschnitt des Fadens 20 voran durch den Fadenkanal 26 transportiert, so dass der Anfangsabschnitt des Fadens 20 durch das Nadelöhr 18 der Nadel 12 geführt wird. Nachdem der Anfangsabschnitt des Fadens 20 durch das Nadelöhr 18 geführt ist, wird zumindest ein Teil des Anfangsabschnitts in dem Befestigungselement 38 eingespannt und somit fixiert.
-
In einem nächsten Schritt wird der Faden 20 mit Hilfe der Schneideeinheit 36 auf die vorbestimmte Länge abgeschnitten. Anschließend wird zumindestens der Teil der Nadel 12, in dem das Nadelöhr 18 angeordnet ist, durch den Grundkörper 22 hindurchgestochen. Hierbei wird auch ein Teil des Fadens 20 durch den Grundkörper 22 hindurchgestochen, wobei der Faden 20 durch das Nadelöhr 18 gleitet.
-
Die Nadel 12 wird so weit in Stichrichtung P1 bewegt, bis ein Endabschnitt des Fadens 20 aus dem Nadelöhr 18 ausgetreten ist. Der Endabschnitt ist das dem Anfangsabschnitt des Fadens 20 entgegengesetzte Ende des Fadens 20, das durch das Abschneiden des Fadens 20 entstanden ist. Dieser Zustand, bei dem der Faden 20 nicht mehr durch das Nadelöhr 18 der Nadel 12 geführt ist, die Nadel 12 aber noch durch den Grundkörper 22 gestochen ist, ist in 3 dargestellt.
-
In einem nächsten Schritt wird die Nadel 12 entgegen der Stichrichtung P1 nach oben bewegt, bis die Nadel 12 den Grundkörper 22 nicht mehr kontaktiert. Anschließend wird die Einspannung des Anfangsabschnittes des Fadens 20 durch das Befestigungselement 38 gelöst. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als nächstes die Vorrichtung 10 und/oder der Grundkörper 22 orthogonal zur Stichrichtung P1 bewegt und anschließend die zuvor beschriebenen Schritte mit einem neuen Faden 20 wiederholt, so dass der neue Faden 20 in dem Grundkörper 22 eingebracht wird.
-
Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung 10 mehrere nebeneinander angeordnete Nadeln 12 und entsprechend ebenfalls nebeneinander angeordnete Befestigungselemente 38, Fadenkanäle 26, Fadenvorschubeinheiten 24 und Schneideeinheiten 36 umfasst, so dass zeitgleich mehrere Fäden 20 in den Grundkörper 22 eingebracht werden können und somit das Verfahren zur Herstellung des dreidimensionalen Textils beschleunigt wird.
-
Nachdem die Fäden 20 in den Grundkörper 22 eingebracht sind, kann auf der oberen Seite des Grundkörpers 22 zur Befestigung der auf der oberen Seite des Grundkörpers 22 aufliegenden Anfangsabschnitte der Fäden 20 ein Zweitrücken aufgebracht werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Vorrichtung
- 12
- Nadel
- 14
- Schaft
- 16
- Spitze
- 18
- Nadelöhr
- 20
- Faden
- 22
- Grundkörper
- 24
- Fadenvorschubeinheit
- 26
- Fadenkanal
- 28, 30
- Rollen
- 32
- Trichter
- 34
- Hohlzylindrisches Element
- 36
- Schneideeinheit
- 38
- Befestigungselement
- P1
- Stichrichtung
- P2, P3
- Rotationsrichtung
- P4
- Transportrichtung
