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Die Erfindung betrifft eine Flachstrickvorrichtung und ein Flachstrickverfahren zur Herstellung von mehrlagigen, mehraxial verstärkten, dreidimensionalen Abstandsstrukturen.
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Flachgestrickte dreidimensionale Abstandsstrukturen, wie die sogenannten 3D-„Spacer fabrics”, bieten ein großes Potential für Verbundwerkstoffe als komplexe Textilhalbzeuge. Dies ermöglicht die Reduzierung von Abfall und Abfallkosten. Dreidimensionale textile Abstandsstrukturen, verbunden mit vertikalen Gestricklagen zwischen den Oberflächenebenen, werden entwickelt, indem die hochentwickelten Funktionen einer modernen elektronischen Flachstrickmaschine benutzt werden. Um als Textilhalbzeuge in Hochleistungsverbundwerkstoffen angewendet zu werden, ist es unvermeidlich, Verstärkungen sowohl in der Schussrichtung als auch in der Kettrichtung solcher Abstandsstrukturen zu haben. Allerdings gibt es bisher noch keine Entwicklung von mehrlagigen dreidimensionalen Abstandsstrukturen mit Schuss- und Kettfäden in allen Oberflächenebenen mit Hilfe der Flachstricktechnik.
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Die sogenannten „Spacer fabrics” werden entwickelt, indem individuelle Oberflächen- und Verbindungsebenen, die aus einfachen Jerseystrukturen bestehen, geschaffen und dabei Maschenfäden auf einer Flachstrickmaschine benutzt werden. Für die biaxialen Verstärkungen einer „Spacer fabric” müssen Verstärkungsfäden, wie Kettfäden und Schussfäden, in die Gestrickstrukturen eingebunden werden. Die Verstärkungsschussfäden werden einfach von der Seite mit Hilfe von Fadenführern zugeführt. Die Schussfäden werden eingebunden, indem die einzelnen Fadenführer in allen Gestricklagen benutzt werden, wobei die Verstärkungskettfäden dazu dienen, um von oben zu ziehen. Die geschlossene Oberfläche der Schlitten der meisten Flachstrickmaschinen behindert jedoch die Zufuhr von Kettfäden von oben. Eine solche Kettfadenzufuhr ist nur möglich, wenn teure und komplexe Modifikationen der Schlitten zum Einsatz kommen. Die Flachstrickmaschinen, die offene Schlitten anbieten, ermöglichen die Zufuhr von Kettfäden durch diese Schlitten nach unten in den Strickbereich. Allerdings gibt es bisher noch keine dokumentierte Herstellungstechnik für die Entwicklung einer flachgestrickten, biaxial verstärkten „Spacer fabric”, wobei der Zufuhrmechanismus der Kettfäden – unabhängig von sowohl der Oberflächenebene als auch ihrer Bindungstechniken mit den Maschenfäden und unter Berücksichtigung unterschiedlicher 3D-Spacergeometrie – einbezogen werden sollte. Andererseits scheint die Präsenz von Niederhaltplatinen auf einer Flachstrickmaschine notwendig zu sein, um eine „Spacer fabric” mit einer existierenden Technik zu entwickeln. Diese Abhängigkeit von den Niederhaltplatinen ist eine technische Beschränkung und daher ein wesentlicher Nachteil.
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In einigen Druckschriften aus dem Stand der Technik wurden mehrlagige gestrickte „Spacer fabrics”, bestehend aus zwei parallelen Oberflächenebenen, zusammen mit Verbindungspolfäden in Bezug auf die Auswahl des Materials, der Verbindungstechniken, der Oberflächendesigns und der Verwendungszwecke dokumentiert. Allerdings genügen solche „Spacer fabrics”, welche elastisch und nicht formbeständig sind, nicht den Anforderungen von 3D-Strukturen für Anwendungen in Hochleistungsverbundwerkstoffen. Zusätzlich ist der beschränkte Abstand zwischen den Oberflächenebenen auch ein Nachteil solcher „Spacer fabrics”. Es ist weiterhin bekannt, dass auf Strickmaschinen mittels zweier Nadelbetten gleichzeitig parallel zueinander zwei getrennte Gestrickbahnen hergestellt werden können. Durch stellenweise Verbindung miteinander lassen sich auch räumliche Gestrickgebilde herstellen. Die Verbindung der Gestrickbahnen kann gemäß der
DE 40 08 057 A1 durch eine dritte Gestrickbahn erfolgen. Somit weisen die Gestricke keine gestreckten Fadenlagen auf und sind als Verstärkungsgestrick nur bedingt geeignet. Die Erfindung eines Mehrlagengestricks speziell für Sitzbezüge ist bekannt aus der
DE 198 55 541 A1 , wobei die Gestricklagen durch Maschen und Henkel in verschiedenen Maschenreihen/Maschenstäbchen gestrickt werden, indem variable Fadenstärken benutzt werden. Ein neuartiges fadengestrecktes Gestrick, welches durch den Einsatz von Doppelnadelbetten hergestellt wird, ist in der
GB 2 233 989 A dokumentiert. Nur der Schussfaden ist in dieses Gestrick eingebunden, indem die Maschen von den aktiven Nadeln des einen Nadelbettes auf die Nadeln des anderen Nadelbettes transferiert werden. Nach der
DE 36 43 357 A1 erfolgt die Verbindung durch wenigstens einen eingestrickten beziehungsweise eingewirkten, vergleichsweise dünnen, gesonderten Zwischenfaden beziehungsweise ein Gestrick. Bei dieser Art der Verbindung zweier Gestrickhälften erfolgt der Zusammenhalt über die Bildung von Henkeln. Der Verbindungsfaden bildet selbst Maschen beziehungsweise Henkel. Somit weisen die Gestricke keine gestreckten Fadenlagen auf und sind als Verstärkungsgestrick nur bedingt geeignet. Aus der
DE-PS 458 906 ist ein Mehrlagengestrick, bestehend aus zwei RL-Gestrickbahnen, die mit ihren linken Warenseiten einander zugewandt sind und durch ein drittes Fadensystem verbunden sind, bekannt. Bei diesem Gestrick besteht das dritte Fadensystem aus einer Stehfadenschar, welche den Zusammenhalt der äußeren Gestrickbahnen gewährleistet. Die Strickware ist zum Verbinden von zwei verschiedenen Warenflächen vorgesehen. Das dritte Fadensystem soll das Gestrick besser ausfüllen und Festigkeit in Längsrichtung geben. Nach der
DE 29 27 414 A1 ist ein Verstärkungsgestrick für harzhaltige Laminate bekannt, das aus einem Gewirk oder Gestrick mit Verstärkungseinlagen besteht. Das Verstärkungsgestrick besteht ferner aus einer Vielzahl parallel verlaufender Ketteinlagen und einer Vielzahl parallel verlaufender Schusseinlagen in der Wirk- oder Strickware. Die Ketteinlage wird von den linken Bögen und in den Schusseinlagen von den rechten Maschen begrenzt. Nachteilig ist der an eine bestimmte Reihenfolge gebundene Aufbau. Außerdem ist ein Verstärkungstextil mit beanspruchungsgerecht orientierten Verstärkungsfäden nicht oder nur bedingt herstellbar. Durch die
DE 44 19 985 C2 und die
US 6,244,077 B1 sind Mehrlagengestricke, die aus zwei RL-Gestrickbahnen bestehen, die über ein drittes Fadensystem miteinander verbunden sind, bekannt. Die Herstellung von solch einem Mehrlagengestrick wird ausgeführt, indem die Nadeln der beiden Nadelbetten genutzt werden. Die beiden Gestrickbahnen werden von mindestens einer Lage von Kettfäden zusammengehalten und sind für die Herstellung von Halbzeugen für Faserverbundwerkstoffe geeignet. Die Dicke des Gestrickes kann durch zusätzliche Kett- und Schussfäden erhöht werden. Durch die gestreckten Lagen von Kettfäden und Schussfäden werden die wirkenden Kräfte in Faserverbundwerkstoffen aufgenommen. Allerdings ist bei diesem Verfahren das Stricken von zwei getrennt gestrickten Mehrlagengestricken mit Kett- und Schussfäden, die durch ein Fadensystem auf beiden Nadelbetten verbunden sind, nicht möglich.
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Die meisten der dokumentierten „Spacer fabrics” (US-Patent(anmelde)nummern US 5,735,145, US 5,284,031, US 5,422,153, US 5,395,684, US 2004/0097151 A1) bestehen aus Mehrebenenoberflächenschichten und sind mit Polfäden verbunden, die durch eine Stricktechnologie hergestellt werden. Diese „Spacer fabrics” zeigen eine geringe Steifigkeit unter Druck und sind nicht formbeständig in Bezug auf angreifende Kräfte in 3D-Richtungen. Zusätzlich ist der begrenzte Abstand zwischen den Oberflächenebenen auch ein Nachteil von solchen „Spacer fabrics”. Außerdem haben die anderen dokumentierten „Spacer fabrics” (
DE 40 08 057 A1 ,
DE 198 55 541 A1 ,
GB 2 233 989 A ,
DE 36 43 357 A1 ,
DE-PS 458 906 ,
DE 29 27 414 A1 ) eigentlich keine 3D-Spacer-Strukturen, sondern eher 3D-Geometrien, welche wenig Anwendungsmöglichkeiten für Hochleistungsverbundwerkstoffe bieten. Durch die
DE 44 19 985 C2 und die
US 6,244,077 B1 wurde die Herstellung mehrlagiger gestrickter Strukturen mit halbfertigen Strukturen und erhöhter Dicke mit Hilfe von zusätzlichen Kett- und Schussfäden dokumentiert. Allerdings ist die Realisierung einer 3D-„Spacer fabric”-Struktur durch so ein Verfahren nicht möglich.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines kostengünstigen Weges zur Herstellung von mehrlagigen, mehraxial verstärkten dreidimensionalen Abstandsstrukturen, die aus zwei Oberflächenebenen bestehen und vertikal oder winklig durch eine dritte Ebene verbunden sind. Jede dieser Gestrickebenen, sowohl die der Oberflächen als auch die der Verbindungsstege, soll mit gestreckten Fadenlagen gestrickt sein.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung besteht in einer Flachstrickvorrichtung für ein Flachstrickverfahren zur Herstellung einer mehrlagigen, mehraxial verstärkten, dreidimensionalen Abstandsstruktur, umfassend
- – einen Strickbereich mit zwei Nadelbetten, einem vorderen Nadelbett einerseits und einem hinteren Nadelbett andererseits;
- – einen Schlitten mit einer geöffneten Oberseite, durch die mehrere verschiedene Kettfadengruppen zum Strickbereich mit zwei Nadelbetten zugeführt werden können;
- – eine Anzahl von verschiedenen Kettfadenzuführungen, die der Anzahl der zu führenden Kettfadengruppen entspricht, wobei jeweils ein Teil der Kettfadenzuführungen für die Kettfadengruppen jedem Nadelbett zugeordnet ist und die Kettfadenzuführungen flexibel derart befestigt sind, dass sie direkt über der Spalte zwischen den zwei Nadelbetten hängen, und wobei die flexible Befestigung ebenso wie die Position der Kettfadenzuführungen den Kettfadenzuführungen erlauben, zwischen den beiden Nadelbetten hindurchzulaufen;
- – individuelle Schussfadenführer, die derart angeordnet sind, dass mit diesen mehrere Schussfäden von der Seite zu beiden Nadelbetten zugeführt werden können, sodass die Schussfäden jeweils neben den Kettfadengruppen liegen und jeweils ein der Anzahl der Kettfadengruppen auf dem jeweiligen Nadelbett entsprechender Teil der Schussfäden für jedes Nadelbett vorgesehen ist, wobei die Schussfäden vor den Kettfadengruppen so positioniert sind, als ob sie, ausgehend vom jeweiligen Nadelbett, dem sie zugeordnet sind, gezählt würden;
- – Maschenfadenführer für die Zuführung von individuellen Maschenfäden für beide Nadelbetten von der Seite, wobei die Maschenfadenführer geeignet sind, um zwei getrennte Grundstrukturen herzustellen, und wobei die Maschenfadenführer so hinter alle dem jeweiligen Nadelbett zugeordneten Schussfäden und Kettfadengruppen platziert werden, als ob sie, ausgehend vom jeweiligen Nadelbett, dem sie zugeordnet sind, gezählt würden.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung besteht des Weiteren in einem Flachstrickverfahren zur Herstellung einer mehrlagigen, mehraxial verstärkten, dreidimensionalen Abstandsstruktur unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung. Das Flachstrickverfahren umfasst erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte I bis VI:
- I Einbinden von jeweils einem Teil einer Gesamtzahl von zugeführten Kettfadengruppen und der entsprechend gleichen Anzahl an zugeführten Schussfäden in jedem Nadelbett durch jeweils einen Maschenfaden, sodass daraus jeweils eine mehrlagige, mehraxial gestrickte Grundstruktur entsteht, wobei diese zwei mehrlagigen, getrennt mehraxial gestrickten Grundstrukturen auf beiden Nadelbetten als die Oberflächenebenen der geplanten Abstandsstruktur vorgesehen sind;
- II Abschalten von jeweils einem Teil der Kettfadengruppensysteme und von jeweils einem Teil der Schussfadensysteme auf jedem Nadelbett und Beginn der Konstruktion eines Verbindungsstegs durch Stricken jeweils einer Mehraxialstruktur für den Verbindungssteg auf jedem Nadelbett, wobei die Mehraxialstruktur gegenüber der Grundstruktur auf dem gleichen Nadelbett um mindestens eine Lage reduziert ist, mittels Einbinden der verbleibenden aktiven einzelnen Kettfadengruppensysteme und der verbleibenden aktiven Schussfadensysteme einzeln auf dem jeweiligen Nadelbett durch den jeweils zuvor verwendeten Maschenfaden, wobei zwei sich zur Gesamtlänge des Verbindungsstegs ergänzende Mehraxialstrukturen für den Verbindungssteg in der Längsrichtung auf den beiden Nadelbetten gestrickt werden;
- III Einbinden und Zusammenführen der beiden Mehraxialstrukturen für den Verbindungssteg der beiden Nadelbetten durch einen oder beide Maschenfäden;
- IV nochmaliges getrenntes Stricken beider Mehraxialstrukturen für den Verbindungssteg in der Längsrichtung in der Weise, dass sich die jeweiligen Längen der beiden getrennten Teile der Mehraxialstrukturen für den Verbindungssteg zur Gesamtlänge des Verbindungsstegs ergänzen, unter Verwendung der jeweiligen Kettfäden, Schussfäden und Maschenfäden der zwei Nadelbetten;
- V Errichtung des Verbindungsstegs durch Umformen der gestrickten Abstandsstruktur in eine U-Form durch Zurückziehen der äußeren Kettfadengruppen in Richtung der Nadelbetten bis zur vollen Länge des Verbindungsstegs;
- VI Entwicklung der mehrlagigen, mehraxial verstärkten, dreidimensionalen Abstandsstrukturen durch Wiederholung der Verfahrensschritte I bis V.
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Durch Anwendung der Erfindung können mehraxial verstärkte, mindestens zweilagige Flächen sowie Verbindungsstege zur Entwicklung von flachgestrickten, mehraxial verstärkten, mindestens zweilagigen dreidimensionalen Abstandsstrukturen, sogenannten 3D-„Spacer fabrics”, realisiert werden.
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Entsprechend der Aufgabe der Erfindung können somit mehrlagige flachgestrickte 3D-„Spacer fabrics” hergestellt werden, bei der jeweils zwei Oberflächenebenen durch eine dritte Gestricklage verbunden sind. Die jeweiligen Gestrickebenen (Oberflächen- und Verbindungsgestrickebene) von so einer „Spacer fabric” können individuell zum Beispiel durch Vierfadensysteme (zwei Kett- und zwei Schussfadensysteme) gestaltet werden. Darüber hinaus können die vertikalen sowie die winkligen Verbindungen zwischen den Oberflächenebenen durch ein drittes Gestrick die Formen solch einer 3D-„Spacer fabric” diversifizieren.
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Erzielte Vorteile sind:
- • die flexible Herstellung von dreidimensionalen Halbzeugen in einer einzigen Prozessstufe,
- • gestreckte Fadenlagen als „none crimp yarns” in den Strukturen, die für höhere Kräfteübertragung gut geeignet sind,
- • ein kostengünstiges Herstellungsverfahren mit relativ niedrigen Investitionskosten,
- • die reproduzierbare Fertigung von mehraxial verstärkten, mehrlagigen, zum Beispiel vierlagigen „Spacer fabrics”,
- • die Fixierung der Verstärkungsfadensysteme in unterschiedliche Richtungen durch die üblichen Maschenfadensysteme,
- • qualitativ höherwertige „Spacer fabrics”,
- • die Erhöhung der Produktivität bei der Herstellung von „Spacer fabrics”.
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Vorzugsweise werden in Verfahrensschritt II jeweils die äußeren Kettfadengruppensysteme und Schussfadensysteme auf jedem Nadelbett abgeschaltet.
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In einer Ausführungsvariante des Verfahrens werden rechteckige Strukturen durch das gleichzeitige Stricken von gleichen Längen der Grundstrukturen für die Oberflächenebenen in Verfahrensschritt II ebenso wie durch das gleichzeitige Stricken von gleichen Längen der sich ergänzenden Mehraxialstrukturen für den Verbindungssteg in Verfahrensschritt III auf beiden Nadelbetten realisiert.
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In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Krümmung in Maschenstäbchenrichtung einer mehrlagigen, mehraxial verstärkten Abstandsstruktur durch das gleichzeitige Stricken von variierenden Längen der Grundstrukturen für Oberflächenebenen in Verfahrensschritt II ebenso wie durch das gleichzeitige Stricken von variierenden Längen der sich ergänzenden Mehraxialstrukturen für den Verbindungssteg in Verfahrensschritt III auf beiden Nadelbetten realisiert. Die gestrickte Abstandsstruktur mit variierenden Längen der Mehraxialstrukturen für die Oberflächenebenen wird auf beiden Nadelbetten realisiert, indem die äußeren Kettfadengruppen bis zu ihren freien Längen, welche unterschiedlich für beide Mehraxialstrukturen für die Oberflächenebenen sind, zurückgezogen werden. Die mehrlagige, mehraxial verstärkte Abstandsstruktur mit einachsiger Krümmung in Maschenstäbchenrichtung wird dann durch eine Flachstricktechnik entwickelt, indem die oben genannten Abfolgen wiederholt durchgeführt werden. Der Krümmungswinkel wird vorzugsweise durch das gleichzeitige Erhöhen der Variation der Stricklänge zwischen der mehrlagigen Grundstruktur für die Oberflächenebene auf einem Nadelbett und dem um die äußeren Lagen reduzierten Verbindungssteg auf dem anderen Nadelbett verändert.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Winkel der einachsigen Krümmung positiv oder negativ festgelegt, indem die Herstellung der variablen Länge der mehrlagigen Grundstruktur für die Oberflächenebenen genauso wie die Herstellung der variablen Länge der Mehraxialstruktur für den Verbindungssteg von einem Nadelbett zum anderen Nadelbett gespiegelt wird.
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Vorzugsweise wird eine Krümmung in Maschenreihenrichtung einer mehrlagigen, mehraxial verstärkten Abstandsstruktur durch die Variation der Verbindungssteglänge mit dem Einsatz des Nadelparkens sowie der „Fully-fashion”-Technik realisiert.
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Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind somit vorteilhafterweise zahlreiche Strukturvarianten von gekrümmten textilen Abstandsstrukturen erhältlich. Das schließt Abstandsstrukturen mit einem Krümmungswinkel von 0° ebenso ein wie Abstandsstrukturen mit einem Krümmungswinkel von 90°. Des Weiteren kann eine durch die Erfindung erhältliche Abstandsstruktur auch variierende Krümmungswinkel in unterschiedliche Richtungen zeigen, sodass sich eine wellenförmige Abstandsstruktur bilden kann. Schließlich sind auch rohrförmig ausgebildete Abstandsstrukturen mit einen Krümmungswinkel von 360° und Abstandsstrukturen mit einer mehrachsige Krümmung erhältlich.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Figuren.
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Es zeigen:
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1: die schematische Darstellung einer „Spacer fabric”-Abstandsstruktur;
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2: die schematischen Darstellungen der Strickprinzipien:
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2a: die schematische Darstellung des Strickprinzips von einer Fläche im Querschnitt;
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2b: die schematische Darstellung des Strickprinzips eines Verbindungsstegs im Querschnitt;
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3: die schematische Darstellung des Herstellungsprinzips einer flachgestrickten, biaxial verstärkten, vierlagigen „Spacer fabric”-Abstandsstruktur;
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4: die schematische Darstellung des Herstellungsprinzips einer flachgestrickten, biaxial verstärkten, vierlagigen „Spacer fabric”-Abstandsstruktur mit einachsiger Krümmung als Beispiel; und
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5: Strukturvarianten von gekrümmten textilen Abstandsstrukturen.
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Die 1 zeigt die schematische Darstellung einer Abstandsstruktur 1, einer sogenannten „Spacer fabric”. Diese dreidimensionale textile Abstandsstruktur 1 besteht aus zwei Oberflächen 2, die vertikal oder winklig durch eine dritte Ebene, einen Verbindungssteg 3, verbunden sind.
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Die 2 stellt die Strickprinzipien schematisch dar. Dabei zeigt die 2a einen Querschnitt aus dem Arbeitsbereich einer Fischstrickmaschine mit einer schematischen Darstellung des Strickprinzips für eine mehrlagige, mehraxiale, in diesem Fall eine vierlagige, biaxiale Oberfläche 2, wobei zwei einem Stricknadelbett zugeordnete Kettfäden von zwei unterschiedlichen Kettfadengruppen 4a, 4b dargestellt sind. Die Zufuhr von Kettfäden erfolgt erfindungsgemäß von oben in den Strickbereich einer Flachstrickmaschine über eine Öffnung im Schlitten (nicht dargestellt). Kettfäden von zwei Kettfadengruppen 4a, 4b werden parallel über Kettfadenführerröhrchen 5 zugeführt. Von der Seite erfolgt die Zufuhr von Schussfäden 6a, 6b (in 2a im Querschnitt dargestellt) in den Strickbereich. Die Fixierung der Kettfäden der Kettfadengruppen 4a, 4b und der Schussfäden 6a, 6b zueinander erfolgt durch einen Maschenfaden 7. Dargestellt ist zudem jeweils eine der Zungennadeln 8 und eine der Abschlagsplatinen 9 des Stricknadelbetts als Arbeitselemente für die Bildung der Maschen unter Verwendung des Maschenfadens 7. Mit Hilfe von Zungennadeln 8 erfolgt die Zufuhr des Maschenfadens 7 für eine jeweilige Grundstruktur 10 der vierlagigen, biaxialen Oberfläche 2 von der Seite in den Strickbereich. Auf diese prinzipielle Weise, hier am Beispiel einer vierlagigen Biaxial-Grundstruktur dargestellt, erfolgt die Konstruktion einer mehrlagigen Biaxial-Grundstruktur 10 auf jedem Nadelbett, wobei die mehrlagige Biaxial-Grundstruktur 10 als Oberflächenschicht 2 für eine „Spacer fabric” dient.
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Des Weiteren findet die Konstruktion eines mindestens zweilagigen Verbindungsstegs 3 statt, der insgesamt zwei im Vergleich zu den Grundstrukturen 10 um die jeweils äußere Lage reduzierte Biaxialstrukturen umfasst, welche individuell auf beiden Nadelbetten gestrickt werden. Die 2b zeigt eine schematische Darstellung des Strickprinzips für eine kombinierte vierlagige (mehrlagige) Grundstruktur 10 sowie für eine zweilagige (um die äußere Lage reduzierte) Biaxialstruktur 11 auf einem der Nadelbetten im Querschnitt. Das entspricht dem Strickprinzip für einen Verbindungssteg 3. Die Zufuhr von Kettfäden erfolgt ebenfalls von oben in den Strickbereich der Flachstrickmaschine über eine Öffnung im Schlitten (nicht dargestellt). Kettfäden von zwei Kettfadengruppen 4a, 4b werden parallel über Kettfadenführerröhrchen 5 zugeführt. Von der Seite erfolgt die Zufuhr von Schussfäden 6a, 6b (in 2a im Querschnitt dargestellt) in den Strickbereich. Die Fixierung der Kettfäden der Kettfadengruppen 4a, 4b und der Schussfäden 6a, 6b zueinander erfolgt durch einen Maschenfaden 7. Dargestellt ist zudem jeweils eine der Zungennadeln 8 und eine der Abschlagsplatinen 9 des Stricknadelbetts als Arbeitselemente für die Bildung der Maschen unter Verwendung des Maschenfadens 7. Mit Hilfe von Zungennadeln 8 erfolgt die Zufuhr des Maschenfadens 7 für die jeweilige Grundstruktur 10 der vierlagigen, biaxialen Oberfläche 2 von der Seite in den Strickbereich. Im Anschluss an das Stricken eines vierlagigen Bereichs der Oberflächenebene 2 wird das äußere (dem Nadelbett zugewandte) Kettfadengruppensystem 4a und das ausgehend vom Nadelbett entsprechend vorgelagerte äußere Schussfadensystem 6a des jeweiligen Nadelbettes abgeschaltet. Zu Beginn der Konstruktion des Verbindungsstegs 3 wird dann die zweilagige Biaxialstruktur 11 auf dem Nadelbett gestrickt. Dies geschieht, indem das verbleibende einzelne innere Kettfadengruppensystem 4b und das diesem, ausgehend vom Nadelbett, entsprechend vorgelagerte Schussfadensystem 6b gemäß 2b durch denselben Maschenfaden 7 einzeln auf dem Nadelbett eingebunden werden.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des Herstellungsprinzips einer flachgestrickten, biaxial verstärkten, mehrlagigen Abstandsstruktur 1 am Beispiel einer vierlagigen Abstandsstruktur 1. Die Herstellung erfolgt gemäß 3 folgendermaßen:
In Verfahrensschritt I erfolgt die Zufuhr von vier verschiedenen Kettfadengruppen 4a, 4b, 4c und 4d zum Strickbereich der Flachstrickmaschine von oben durch die geöffnete Oberseite des Schlittens der Flachstrickmaschine (in 3 nicht dargestellt). Die Kettfäden werden durch vier verschiedene, speziell konstruierte Kettfadenzufuhren zu beiden Nadelbetten geführt, wobei jeweils zwei Kettfadengruppen jedem Nadelbett zugeordnet sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3 sind die Kettfadengruppen 4a und 4b dem vorderen Nadelbett und die Kettfadengruppen 4c und 4d dem hinteren Nadelbett zugeordnet. Die Kettfadenzuführungen sind so befestigt, dass sie direkt über der Spalte zwischen den zwei Nadelbetten hängen. Die flexible Befestigung genauso wie die Position der Kettfadenzuführungen erlauben den Kettfadenzuführungen, dazwischen hindurchzulaufen. Vier Schussfäden 6a, 6b, 6c und 6d werden von der Seite zu beiden Nadelbetten mit Hilfe von individuellen Schussfadenführern, die jeweils neben den Kettfadengruppen 4a, 4b, 4c, 4d liegen, zugeführt, das heißt zwei für jedes Nadelbett. Die Schussfäden 6a, 6b, 6c, 6d sind vor den Kettfadengruppen 4a, 4b, 4c, 4d so positioniert, als ob sie, ausgehend von den jeweiligen Nadelbetten (vorderes Nadelbett beziehungsweise hinteres Nadelbett), gezählt würden.
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Es werden individuelle Maschenfäden 7a und 7b für beide Nadelbetten so von der Seite zugeführt, dass dabei die Fadenführer benutzt werden, um zwei getrennte Grundstrukturen 10a, 10b für die Oberflächenebenen 2 herzustellen. Die Maschenfadenführer werden so hinter alle Schuss- und Kettfäden platziert, als ob sie, ausgehend von den jeweiligen Nadelbetten (vorderes Nadelbett beziehungsweise hinteres Nadelbett), gezählt würden.
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Die schon zugeführten zwei Kettfadengruppen 4a, 4b oder 4c, 4d und zwei Schussfäden 6a, 6b oder 6c, 6d in jedem Nadelbett werden durch jeweils einen einzigen Maschenfaden 7a oder 7b derart eingebunden, dass daraus gemäß Verfahrensschritt I in 3 eine vierlagige, biaxial gestrickte Grundstruktur 10a oder 10b entsteht. Zum Beispiel werden die Kettfadengruppen 4a und 4b sowie die Schussfäden 6a und 6b durch den Maschenfaden 7a so eingebunden, dass eine vierlagige, biaxial gestrickte Grundstruktur 10a auf dem vorderen Nadelbett entsteht. Genauso werden die Kettfadengruppen 4c und 4d sowie die Schussfäden 6c und 6d durch den Maschenfaden 7b so eingebunden, dass eine vierlagige, biaxial gestrickte Grundstruktur 10b auf dem hinteren Nadelbett entsteht. Diese zwei getrennt gestrickten vierlagigen, biaxial gestrickten Grundstrukturen 10a, 10b auf beiden Nadelbetten stellen die zwei Oberflächenebenen 2 der geplanten „Spacer fabric” 1 dar. Nachdem die vierlagigen Grundstrukturen 10a, 10b gestrickt wurden und die äußeren Kettfadengruppensysteme 4a, 4d und die äußeren Schussfadensysteme 6a, 6d der jeweiligen Nadelbetten abgeschaltet wurden, wird in Verfahrensschritt II am Anfang der Konstruktion des Verbindungsstegs 3 die zweilagige Biaxialstruktur 11a, 11b auf jedem Nadelbett gestrickt. Dies geschieht, indem die verbleibenden einzelnen inneren Kettfadengruppen 4b, 4c und Schussfadensysteme 6b, 6c durch den jeweils zuvor verwendeten Maschenfaden 7a, 7b einzeln auf dem jeweiligen Nadelbett eingebunden werden. Nachdem die halbe Länge des Verbindungsstegs 3 (die Hälfte in der Längsrichtung) gestrickt wurde, werden gemäß Verfahrensschritt III in 3 die beiden zweilagigen Biaxialstrukturen 11a, 11b der beiden Nadelbetten durch den Maschenfaden 7a, 7b eingebunden. Im Anschluss daran erfolgt in Verfahrensschritt IV ein nochmaliges getrenntes Stricken von jeweils einem Teil 12a, 12b der beiden zweilagigen Biaxialstrukturen 11a, 11b für den Verbindungssteg 3 bis zur halben Länge des Verbindungsstegs 3, indem die jeweiligen inneren Kettfadengruppen 4b, 4c, inneren Schussfäden 6b, 6c und Maschenfäden 7a, 7b der zwei Nadelbetten benutzt werden. In Verfahrensschritt V findet ein Umformen der gestrickten Abstandsstruktur 1 in eine U-Form statt, indem die äußeren Kettfadengruppen 4a, 4d bis zur vollen Länge des Verbindungsstegs 3 zurückgezogen werden. Nun errichten die zwei zweilagigen Biaxialstrukturen 11a, 11b zusammen den vierlagigen Verbindungssteg 3. Die vierlagige, biaxial verstärkte „Spacer fabric”-Abstandsstruktur 1 wurde wie eine U-Form durch eine Flachstricktechnik entwickelt, indem die oben genannten Abfolgen der Verfahrensschritte I bis V entsprechend Verfahrensschritt VI (in 3 nicht dargestellt) wiederholt durchgeführt wurden.
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Die 4 beinhaltet die schematische Darstellung des Herstellungsprinzips einer flachgestrickten, biaxial verstärkten vierlagigen „Spacer fabric”-Abstandsstruktur 1 mit einachsiger Krümmung als Beispiel.
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In dem Verfahrensschritt I erfolgt die Zufuhr von vier verschiedenen Kettfadengruppen 4a, 4b, 4c und 4d zum Strickbereich der Flachstrickmaschine von oben durch die geöffnete Oberseite des Schlittens der Flachstrickmaschine (in 4 nicht dargestellt). Die Kettfäden werden durch vier verschiedene, speziell konstruierte Kettfadenzufuhren zu beiden Nadelbetten geführt, wobei jeweils zwei Kettfadengruppen 4a, 4b und 4c, 4d jedem Nadelbett zugeordnet sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel in 4 die Kettfadengruppen 4a und 4b dem vorderen Nadelbett und die Kettfadengruppen 4c und 4d dem hinteren Nadelbett. Die Kettfadenzuführungen sind so befestigt, dass sie direkt über der Spalte zwischen den zwei Nadelbetten hängen. Die flexible Befestigung genauso wie die Position der Kettfadenzuführungen erlauben den Kettfadenzuführungen, dazwischen hindurchzulaufen. Vier Schussfäden 6a, 6b, 6c und 6d werden von der Seite zu beiden Nadelbetten mit Hilfe von individuellen Schussfadenführern, die jeweils neben den Kettfadengruppen 4a, 4b, 4c, 4d liegen, zugeführt, das heißt zwei Schussfäden 6a, 6b beziehungsweise 6c, 6d für jedes Nadelbett. Die Schussfäden 6a, 6b, 6c, 6d sind vor den Kettfadengruppen 4a, 4b, 4c, 4d so positioniert, als ob sie, ausgehend von den jeweiligen Nadelbetten (vorderes Nadelbett beziehungsweise hinteres Nadelbett), gezählt würden.
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Es werden individuelle Maschenfäden 7a und 7b für beide Nadelbetten so von der Seite zugeführt, dass dabei die Fadenführer benutzt werden, um zwei getrennte Grundstrukturen 10a, 10b herzustellen. Die Maschenfadenführer werden so hinter alle Schussfäden 6a, 6b, 6c, 6d und Kettfäden 4a, 4b, 4c, 4d platziert, als ob sie, ausgehend von den jeweiligen Nadelbetten (vorderes Nadelbett beziehungsweise hinteres Nadelbett), gezählt würden.
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Die schon zugeführten zwei Kettfadengruppen 4a, 4b oder 4c, 4d und zwei Schussfäden 6a, 6b oder 6c, 6d in jedem Nadelbett werden durch jeweils einen einzigen Maschenfaden 7a oder 7b derart eingebunden, dass daraus gemäß Verfahrensschritt I in 4 eine vierlagige, biaxial gestrickte Grundstruktur 10a oder 10b entsteht. Zum Beispiel werden die Kettfadengruppen 4a und 4b sowie die Schussfäden 6a und 6b durch den Maschenfaden 7a so eingebunden, dass eine vierlagige, biaxial gestrickte Grundstruktur 10a auf dem vorderen Nadelbett entsteht. Genauso werden die Kettfadengruppen 4c und 4d sowie die Schussfäden 6c und 6d durch den Maschenfaden 7b so eingebunden, dass eine vierlagige, biaxial gestrickte Grundstruktur 10b auf dem hinteren Nadelbett entsteht. Diese getrennt gestrickten, zwei vierlagigen, biaxial gestrickten Grundstrukturen 10a, 10b auf beiden Nadelbetten stellen die zwei Oberflächenebenen 2 der geplanten „Spacer fabric” 1 dar. Nachdem die vierlagigen Grundstrukturen 10a, 10b gestrickt wurden und die äußeren Kettfadengruppensysteme 4a, 4d sowie die äußeren Schussfadensysteme 6a, 6d der jeweiligen Nadelbetten abgeschaltet wurden, wird in Verfahrensschritt II am Anfang der Konstruktion des Verbindungsstegs 3 die zweilagige Biaxialstruktur 11a, 11b auf jedem Nadelbett gestrickt. Dies geschieht, indem die verbleibenden einzelnen inneren Kettfadengruppen 4b, 4c und Schussfadensysteme 6b, 6c durch den jeweils zuvor verwendeten Maschenfaden 7a, 7b einzeln auf dem jeweiligen Nadelbett eingebunden werden.
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Die mehrachsige Krümmung einer mehrlagigen, biaxial verstärkten „Spacer fabric” 1 wird realisiert, nachdem sowohl die mehrlagigen als auch die um die äußeren Lagen reduzierten Biaxialstrukturen 11a, 11b für den Verbindungssteg 3 auf beiden Nadelbetten jeweils unterschiedlich hergestellt wurden. Die Herstellung einer mehrachsigen Krümmung einer vierlagigen, biaxial verstärkten „Spacer fabric”-Abstandsstruktur 1 erfolgt folgendermaßen:
Eine Krümmung in Maschenstäbchenrichtung einer vierlagigen, biaxial verstärkten „Spacer fabric”-Abstandsstruktur 1 ist realisierbar durch das gleichzeitige Stricken von variierenden Längen der gegenüberliegenden, die Oberflächen 2 der „Spacer fabric” 1 bildenden vierlagigen, biaxialen Grundstrukturen 10a, 10b bei gleichzeitig variierenden Längen der um die äußeren Lagen reduzierten Biaxialstrukturen 11a, 11b für den Verbindungssteg 3 auf beiden Nadelbetten gemäß Verfahrensschritt II in 4. Die gestrickte „Spacer-fabric”-Abstandsstruktur 1 mit variierenden Längen der Oberflächenebene 2 wird auf beiden Nadelbetten realisiert, wenn die äußeren Kettfadengruppen 4a, 4d bis zu ihren freien Längen, welche unterschiedlich für die beiden Oberflächenebenen 2 sind, gemäß Verfahrensschritt V in 4 zurückgezogen werden. Nun errichten die zwei zweilagigen Biaxialstrukturen 11a, 11b zusammen den vierlagigen Verbindungssteg 3. Die vierlagige, biaxial verstärkte „Spacer fabric” 1 mit einachsiger Krümmung (in Maschenstäbchenrichtung) wurde durch eine Flachstricktechnik entwickelt, indem die oben genannten Abfolgen entsprechend Verfahrensschritt VI wiederholt durchgeführt wurden. Der Krümmungswinkel wird durch das gleichzeitige Erhöhen der Variation der Stricklänge zwischen der vierlagigen Grundstruktur 10a (beziehungsweise 10b) auf einem Nadelbett und der zweilagigen Biaxialstruktur 11b (beziehungsweise 11a) für den Verbindungssteg 3 auf dem anderen Nadelbett verändert. Der Winkel einer solchen einachsigen Krümmung wird positiv oder negativ festgelegt, indem die Herstellung der variablen Länge der vierlagigen Grundstruktur 10a (beziehungsweise 10b) genauso wie der zweilagigen Biaxialstruktur 11b (beziehungsweise 11a) für den Verbindungssteg 3 von einem Nadelbett zum anderen Nadelbett gespiegelt wird. Eine Krümmung in Maschenreihenrichtung einer vierlagigen, biaxial verstärkten „Spacer fabric” 1 ist realisierbar durch die Variation der Länge des Verbindungsstegs 3 mit dem Einsatz des Nadelparkens sowie der „Fully-fashion”-Technik.
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Die 5 zeigt Strukturvarianten von gekrümmten textilen Abstandsstrukturen, die durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältlich sind. Eine Abstandsstruktur 1a mit einem Krümmungswinkel von 0° ist ebenso dargestellt wie eine Abstandsstruktur 1b mit einem Krümmungswinkel von 90°. Des Weiteren zeigt eine Abstandsstruktur 1c variierende Krümmungswinkel von jeweils 90° in unterschiedliche Richtungen, sodass sich eine wellenförmige Abstandsstruktur 1c bildet. Schließlich zeigt die Abstandsstruktur 1d eine rohrförmige Ausbildung mit einen Krümmungswinkel von 360°. Die Abstandsstruktur 1e weist eine mehrachsige Krümmung auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abstandsstruktur, „Spacer fabric”
- 1a
- Abstandsstruktur (Krümmungswinkel 0°)
- 1b
- Abstandsstruktur (Krümmungswinkel 90°)
- 1c
- Abstandsstruktur (Krümmungswinkel 90° in unterschiedliche Richtungen)
- 1d
- Abstandsstruktur (Krümmungswinkel 360°)
- 1e
- Abstandsstruktur (mehrachsige Krümmung)
- 2
- Oberfläche, Oberflächenebene, Oberflächenschicht
- 3
- Verbindungssteg
- 4a
- (äußere) Kettfadengruppe, äußeres Kettfadengruppensystem (vorderes Nadelbett)
- 4b
- (innere) Kettfadengruppe, verbleibendes aktives Kettfadengruppensystem (vorderes Nadelbett)
- 4c
- (innere) Kettfadengruppe, verbleibendes aktives Kettfadengruppensystem (hinteres Nadelbett)
- 4d
- (äußere) Kettfadengruppe, äußeres Kettfadengruppensystem (hinteres Nadelbett)
- 5
- Kettfadenführerröhrchen
- 6a
- Schussfaden, äußeres Schussfadensystem
- 6b
- Schussfaden, verbleibendes aktives (inneres) Schussfadensystem
- 6c
- Schussfaden, verbleibendes aktives (inneres) Schussfadensystem
- 6d
- Schussfaden, äußeres Schussfadensystem
- 7
- Maschenfaden
- 7a
- Maschenfaden (vorderes Nadelbett)
- 7b
- Maschenfaden (hinteres Nadelbett)
- 8
- Zungennadel
- 9
- Abschlagsplatine
- 10
- Grundstruktur, Mehraxial-Grundstruktur, Biaxial-Grundstruktur
- 10a
- Grundstruktur (vorderes Nadelbett)
- 10b
- Grundstruktur (hinteres Nadelbett)
- 11
- Mehraxialstruktur/Biaxialstruktur für den Verbindungssteg 3
- 11a
- Mehraxialstruktur/Biaxialstruktur für den Verbindungssteg 3 (vorderes Nadelbett)
- 11b
- Mehraxialstruktur/Biaxialstruktur für den Verbindungssteg 3 (hinteres Nadelbett)
- 12a
- Teil der Mehraxialstruktur/Biaxialstruktur 11a für den Verbindungssteg 3
- 12b
- Teil der Mehraxialstruktur/Biaxialstruktur 11b für den Verbindungssteg 3
- I
- Verfahrensschritt I
- II
- Verfahrensschritt II
- III
- Verfahrensschritt III
- IV
- Verfahrensschritt IV
- V
- Verfahrensschritt V
- VI
- Verfahrensschritt VI
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4008057 A1 [0004, 0005]
- DE 19855541 A1 [0004, 0005]
- GB 2233989 A [0004, 0005]
- DE 3643357 A1 [0004, 0005]
- DE 458906 [0004, 0005]
- DE 2927414 A1 [0004, 0005]
- DE 4419985 C2 [0004, 0005]
- US 6244077 B1 [0004, 0005]
