DE102013014586B4

DE102013014586B4 - Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102013014586B4
Application number: DE102013014586.4A
Authority: DE
Inventors: Rolf Arnold; Reinhard Helbig; Günther Thielemann; Jens Stopp
Original assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Current assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: DE102013014586A1

Abstract

Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf bestehend aus einer Wirkmaschenstruktur und gestreckten Schussfäden, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewirkte Netzstruktur aus extrem dünnen Maschenfäden (11) besteht, die von groben Hochleistungsfäden als Diagonalfäden (7, 8) gegenläufig durchzogen wird, wobei die als Schuss eingelegten Diagonalfäden bis zu den Warenrändern verlaufen, dort flottierende Abschnitte (7', 8') bilden und nachfolgend in umgekehrter Richtung das Netz durchdringen.

Description

Die Erfindung betrifft ein knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf, wobei die Schussfäden vorzugsweise aus groben Hochleistungsfäden bestehen. Das Verfahren ermöglicht eine ondulationsfreie Verbindung von vorzugsweise Glas- oder Carbonrovings zu Netzen mit rhombischen Netzmaschen beliebiger Maschenweite. Infolge der sehr guten Drapierfähigkeit ist das Netz besonders als räumliche Verstärkungsstruktur geeignet.
Stand der Technik
Knotenlos gewirkte Netze wurden etwa 1955 in die Produktion eingeführt. Sie besitzen wie geknotete Netze einen zick-zack-förmigen Fadenverlauf, wobei die jeweils benachbarten Netzmaschenschenkel wechselweise durch Knoten (geknotete Netze) oder durch Wirkmaschenverbindungen (gewirkte Netze) verbunden sind. Durch die Art der Netzmaschenverbindung tritt ein sehr hoher Festigkeitsabfall von mehr als 50% auf. Bei geknoteten Netzen ist durch den Materialverbrauch im Knoten, der je nach Materialstärke und Netzfadendurchmesser bis 60% betragen kann, ein zusätzlicher Nachteil vorhanden [siehe Halbich, R., Die bisherigen Erfahrungen bei der Herstellung knotenloser Netze..., Deutsche Textiltechnik 12 (1962) 9, S. 468–471; Reichel, H. Moderne Herstellungsverfahren für geknotete und knotenlose Netze, Deutsche Textiltechnik 12 (1962) 4, S. 201–205 und 5, S. 258–263; Arnold, R., Knotenloses Gewirkenetztuch..., Techn. Textilien 14 (1971) 3, S. 69–77). Zur Verbesserung der Querfestigkeit in knotenlos gewirkten Netzen wird in DE 1826716 U eine spezielle Bindung vorgeschlagen, die zu einer Verbesserung der Materialausnutzung führt. Für die Verarbeitung von Hochleistungsfäden ist diese Bindungstechnik nicht geeignet, weil der sonst gestreckt verlaufende Schussfaden zur Masche umgeformt wird. Trotz der aufgezeigten Nachteile, die bei gewirkten Netzen durch die zick-zack-förmige Verbindung der Fäden zur Netzmaschenbildung entstehen, wurde infolge des hohen Leistungspotentials moderner Netzwirkmaschinen eine ständige Weiterentwicklung durchgeführt (Mit einer neuen Netzwirkmaschine..., Kettenwirkpraxis 2/2008, S. 14–15). Dies bezieht sich insbesondere auf Anwendungsfälle, die große Netzflächen erfordern, die eine bestimmte Strukturdehnung besitzen dürfen. Zur Herstellung von Netzen mit kompakten Netzmaschenschenkeln (geflochten oder gedreht), wie sie geknotete Netze besitzen, wurden seit Anfang 1950 in Japan und in der ehemaligen Sowjetunion knotenlos gezwirnte Netze (Zwirn-Flecht-Netze) und knotenlos geflochtene Netze (Flecht-Flecht-Netze) entwickelt. In DE 2114184 A wird ein Anfang 1970 in Japan entwickeltes Verfahren sowie die Vorrichtung zur Herstellung eines knotenlosen Netzes unter Schutz gestellt. Bei beiden Netzarten laufen die Fadensysteme benachbarter Netzmaschenschenkel diagonal du entgegengesetzt durch das Netz bis zum Warenrand und zurück zum benachbarten Rand. Aus der Sicht der Materialausnutzung ist diese Struktur ideal, insbesondere dann, wenn die rautenförmigen Netzmaschen durch diagonalen Zuschnitt in Quadratmaschennetze umgebaut werden. Hier ist dann in beiden Richtungen ein völlig gestreckter Fadenlauf vorhanden.
Die Zwirn-Flecht-Technik ist nicht für die Verarbeitung grober Hochleistungsfasern wie Glas, Carbon oder Basalt geeignet, weil durch die erforderliche hohe Zwirndrehung, die für den festen Sitz der Netzmaschenverbindungsstellen notwendig ist, ein hoher Festigkeitsabfall entstehen würde. Der Nachteil beider Techniken ist der sehr komplizierte Maschinenaufbau und die damit verbundenen hohen Maschinenkosten sowie die niedrige Leistung.
Mitte 1960 wurden von einer deutschen Firma mehrere Flecht-Flecht-Maschinen gebaut, die aber aus Gründen zu hoher Kosten nach 1970 die Produktion einstellen mussten. Für Verfahren und Vorrichtung sind mehrere Patente bekannt. ( DD 143164 A2 – Einrichtung zur Herstellung knotenlos geflochtener Netze, DE1585538 A – Knotenlos geflochtenes Netz..., DE 1435210 B – Knotenlos geflochtenes Netz sowie Flechtmaschine und Verfahren zur Herstellung derselben.)
Alle Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Flecht-Flecht-Netzen erfordern sehr komplizierte Fadenwege, die zu einer hohen Materialbeanspruchung führen. Eine Verarbeitung von relativ offenen Filamentgarnen wie z. B. Glas, Carbon oder Basalt ist deshalb nicht möglich.
Eine andere Art der Verstärkung von knotenlos gewirkten Netzen ist aus der DE 19857993A1 bekannt. Hier wird ein Sicherheitsnetz beschrieben, dass aus einer Rechts/Rechts-Kettengewirkestruktur mit eingearbeiteten Schussfaden und Netzmaschenschenkel, die aus mindestens zwei Wirkmaschenstäbchen bestehen, gebildet wird. Um eine hohe Energieaufnahme zu realisieren, ist es vorgesehen, dass die Wirkmaschenstäbchen der Netzmaschenschenkel wenigstens ein nahezu gestreckt verlaufendes Fadensystem (Schuß unter 1) enthalten und durch einen vorzugsweise dünnen Hilfsschuss zu Netzmaschenschenkeln verbunden sind.
Gitterartige Verstärkungen mit rhombischen Durchbrechungen, z. B. für faserverstärkte Kunststoffe werden in bekannter Weise auf Multiaxialwirkmaschinen der Firmen Karl Mayer oder Liba hergestellt. Nach dieser Technologie können sehr gut offene Hochleistungsfäden verarbeitet werden. Bei diesen Strukturen handelt es sich nicht um Netze mit rhombischen Netzmaschen, da die diagonal in ±-Richtung verlegten Fäden in Längsrichtung durchgängig mit Wirkmaschenstäbchen verbunden und somit in ihrer Breite fixiert sind. Die Arbeitsbreite entspricht dadurch etwa der Gewirkebreite. Dagegen kann bei der rautenförmigen Anordnung der Fäden zu Netzmaschen die Netzbreite je nach Maschenweite und Einstellung der Netzmaschenschenkel um ein Vielfaches größer sein als die Arbeitsbreite.
Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein rhombisches Netz mit diagonal über die gesamte Warenbreite verlaufenden Schussfäden zu schaffen. Gleichzeitig soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, dass den völlig gestreckten diagonalen Eintrag grober, offener Hochleistungsfilamentgarne wie Glas, Carbon oder Basalt ermöglicht.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird gelöst durch ein knotenloses gewirktes Netz nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes nach Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen des knotenlosen Netzes und des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der Lösung
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, eine bekannte Raschelmaschine mit einer Diagonaleinrichtung, z. B. nach DE 19928635 C1 einzusetzen. Durch die mögliche Breite von 260 Zoll können bei einer Feinheit von 8 Nadeln/Zoll über 1000 Netzmaschen in der Breite hergestellt werden, im Vergleich zu Flecht-Flecht-Maschinen ist das die 10-fache Breite. Der Platzbedarf ist in diesem Fall für beide Herstellungsverfahren etwa gleich. Wenn man die Breite eines Flecht-Flecht-Netzes von 100 Netzmaschen auf einer Wirkmaschine realisiert, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, benötigt man 200 Nadeln, was bei einer Feinheit von 8 Nadeln/Zoll einer Breite von 25 Zoll entspricht. Eine solche Maschine ist im Vergleich zu einer Flecht-Flecht-Maschine sehr klein und wesentlich kostengünstiger. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Netz besitzt einen völlig gestreckten diagonalen Schussfadenverlauf, wodurch die Eigenschaften von Hochleistungsfasern optimal genutzt werden können. Im Vergleich zu gitterartigen Diagonalstrukturen von Multiaxialwirkmaschinen ergibt sich je nach Netzmaschenweite des erfindungsgemäßen Netzes eine wesentlich größere Breite und eine bessere Drapierfähigkeit durch beliebig bewegliche Netzmaschenschenkel.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 die Prinzipdarstellung eines Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf
2 den Fadenverlauf der Diagonalfäden für eine Netzstruktur nach Anspruch 2 sowie die zugeordnete Position der Diagonalfadenleger
2a das Prinzip der umlaufenden Diagonalfadenleger am Beispiel einer Kette mit Legeröhrchen
3 die Legung der extrem dünnen Fäden für das Grundnetz
4 die zick-zack-förmige Überdeckung der Diagonalfäden durch die Grundfäden beim Einbinden im Netzmaschenschenkel
5 den Fadenverlauf der Diagonalfäden für eine Netzstruktur nach Anspruch 3
6 das Einbinden der Diagonalfäden im Netzmaschenschenkel zwischen zwei benachbarten Wirkmaschenstäbchen durch zwei Schusslegungen unter 2
7 das Einbinden der Diagonalfäden im Netzmaschenschenkel zwischen zwei benachbarten Wirkmaschenstäbchen einer gegenlegigen Trikotlegung
Das Netz (1) in 1 besteht aus den Diagonalfäden (7, 8), die gleichzeitig die Netzmaschenschenkel (3, 4) bilden. Die extrem dünnen Maschenfäden (11) sind wegen einer besseren Übersicht hier nicht dargestellt. Diese bilden das Grundnetz, was zur Lagesicherung der Diagonalfäden dient. Durch den entgegengesetzten Verlauf der Diagonalfäden entstehen an ihren Kreuzungsstellen zusammen mit den extrem dünnen Maschenfäden die Netzmaschenverbindungsstellen (6), die durch die Legung der extrem dünnen Grundfäden nach 3 zusammengehalten werden. Je nach Anzahl der Wirkmaschen (12) in den Netzmaschenschenkeln (3, 4) ergeben sich unterschiedlich lange Netzmaschenschenkel, die die Maschenweite (5) bilden.
Der in 2 dargestellte Verlauf der Diagonalfäden nach Anspruch 2 zeigt zur besseren Übersicht den Fadenverlauf ohne Grundfäden. Unter dem Legungsbild in 2 ist die Diagonaleinrichtung (14) schematisch mit dem Einsatz der Legeröhrchen 1 voll 1 her dargestellt. Sie besteht aus einem oberen Teil umlaufender Fadenleger (14') und einem unteren Teil umlaufender Fadenleger (14''). Im Bereich der Umkehrzonen der Diagonalfäden, d. h. am rechten und linken Warenrand befinden sich jeweils zwei Fadenleger (15) für die am Rand flottierenden Fäden (7', 8'). 2a zeigt die Diagonallegeeinrichtung mit einer umlaufenden Röhrchenkette. Bei Netzmaschenweiten bis vorzugsweise 10 mm und Verarbeitung grober, steifer Hochleistungsfäden ist es vorteilhaft, die Diagonalfäden (7, 8) nur im Bereich der Netzmaschenverbindungsstellen (6) einzubinden. Die Diagonalfäden flottieren dann im Bereich der Netzmaschenschenkel (3, 4), 5 zeigt das Prinzip von diesem Fadenverlauf.
Für die Herstellung von Halbzeugen für faserverstärkte Kunststoffe ist der Einsatz von Glas, Carbon oder Basalt vorgesehen. Je nach Anwendung kann die Netzstruktur auch mit einer Beschichtung umhüllt werden.
Zur Herstellung von Netzen mit zwei Diagonalfadensystemen je Netzmaschenschenkel ist es möglich, die Netzstruktur als Rechts-Rechts-Netz auszubilden und mit zwei Diagonallegeeinrichtungen zu arbeiten. Die zweite Diagonallegeeinrichtung arbeitet dann im Bereich der zweiten Nadelbarre zur ersten Einrichtung gegenlegig.
6 und 7 zeigen weitere Einbindemöglichkeiten für die Diagonalfäden in die Netzmaschenschenkel. Diese sind für besonders grobe Diagonalfäden geeignet. Für jeden Netzmaschenschenkel werden hier zwei Wirkmaschenstäbchen benötigt, die aus extrem dünnen Maschenfäden (11) gefertigt werden. In 6 werden die Diagonalfäden (7, 8) durch Schusslegungen unter 2 (16) eingebunden. Hierfür sind zwei zusätzliche Legeschienen für die Herstellung des Grundnetzes erforderlich. Die Schussfäden für die Schusslegung unter 2 bestehen ebenfalls aus extrem dünnen Fäden, wie z. B. Polyester-Filamentgarn 15 tex. Die Fadenleger für die Diagonalfäden sind hier 1 voll – 3 leer eingezogen.
In 7 sind die Diagonalfäden durch eine gegenlegige Trikotlegung, die ebenfalls aus extrem dünnen Fäden besteht, abgebunden. Hier werden für jeden Netzmaschenschenkel ebenfalls zwei Wirkmaschenstäbchen benötigt. Für die Herstellung des Grundnetzes sind insgesamt 4 Legeschienen erforderlich. Die Diagonalfadenleger sind ebenfalls 1 voll – 3 leer eingezogen.
Bezugszeichenliste

1: Netz
2: Netzmasche
3: Netzmaschenschenkel A
4: Netzmaschenschenkel B
5: Netzmaschenweite
6: Netzmaschenverbindungsstelle
7: Diagonalfäden für Maschenschenkel A
8: Diagonalfäden für Maschenschenkel B
7'/8': flottierende Fäden der jeweiligen Diagonalfäden
9: Versatz der Diagonalfäden unter eine Nadelteilung
10: Versatz der Diagonalfäden unter zwei Nadelteilungen
11: extrem dünne Maschenfäden
12: Wirkmaschen des Grundnetzes
13: flottierender Diagonalfaden im Bereich der Netzmaschenschenkel
14: Diagonallegeeinrichtung
14': oberer Teil der umlaufenden Fadenleger
14'': unterer Teil der umlaufenden Fadenleger
15: Fadenleger im Bereich der Umkehrzone für flottierende Fäden 7', 8'
16: Schusslegung unter 2

Claims

Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf bestehend aus einer Wirkmaschenstruktur und gestreckten Schussfäden, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewirkte Netzstruktur aus extrem dünnen Maschenfäden (11) besteht, die von groben Hochleistungsfäden als Diagonalfäden (7, 8) gegenläufig durchzogen wird, wobei die als Schuss eingelegten Diagonalfäden bis zu den Warenrändern verlaufen, dort flottierende Abschnitte (7', 8') bilden und nachfolgend in umgekehrter Richtung das Netz durchdringen.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagonalfäden (7, 8) im Bereich der Netzmaschenschenkel (3, 4) zumindest teilweise als Schuss unter eins (9) ondulationsfrei eingebunden sind, wobei die aus extrem dünnen Maschenfäden (11) bestehenden Wirkmaschen des Grundnetzes (12) die Diagonalfäden (7, 8) zick-zack-förmig überdecken.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagonalfäden (7, 8) bei Netzmaschenweiten vorzugsweise bis 10 mm die Wirkmaschenstruktur nur im Bereich der Netzmaschenverbindungsstellen (6) durch Schusslegungen unter zwei durchdringen und im Bereich der Netzmaschenschenkel (3, 4) flottieren.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzmaschenweite (5) innerhalb der Netzlänge unterschiedlich ist.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagonalfäden (7, 8) grobe Rovings aus Glas, Carbon oder Basalt sind.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzstruktur durch eine Beschichtung umhüllt ist.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz ein Rechts-Rechts-Netz mit zwei Diagonalfadensystemen je Netzmaschenschenkel (3, 4) ist.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzmaschenschenkel (4, 5) aus jeweils zwei Wirkmaschenstäbchen bestehen, zwischen denen die Diagonalfäden (7, 8) gestreckt verlaufen, die durch Schusslegungen unter zwei (16) abgebunden sind.
Knotenlos gewirktes Netz mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagonalfäden (7, 8) durch eine gegenlegige Trikotlegung abgebunden sind, wobei die Netzmaschenschenkel aus zwei Wirkmaschenstäbchen bestehen, zwischen denen die Diagonalfäden gestreckt verlaufen.
Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf unter Verwendung einer Wirkmaschine mit Diagonallegeeinrichtung für einen maschenreihengerechten Schusseintrag nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil (14') der umlaufenden Fadenleger einer Diagonallegeeinrichtung (14) die Diagonalfäden für die Netzmaschenschenkel A (7) und der untere Teil der Diagonallegeeinrichtung (14'') die Diagonalfäden für die Maschenschenkel B (8) in die Wirkmaschen des Grundnetzes (12) einträgt, das aus extrem dünnen Maschenfäden (11) hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Fadenleger (14', 14'') mit Diagonalfäden (7, 8) eins voll – eins leer eingezogen werden, die im Bereich der Netzmaschenschenkel (3, 4) unter eine Nadelteilung vor- und zurück versetzt werden und im Bereich der Netzmaschenverbindungsstelle (6) einen Versatz der Diagonalfäden unter zwei Nadelteilungen (10) ausführen.
Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Diagonalfadenleger (14', 14'') im Bereich der Netzmaschenschenkel (3, 4) in Ruheposition sind und im Bereich der Netzmaschenverbindungsstellen (6) einen Versatz der Diagonalfäden (7, 8) unter zwei Nadelteilungen (10) ausführen.
Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Fadenleger (14', 14'') mit Diagonalfäden (7, 8) eins voll – drei leer eingezogen werden die im Bereich der Netzmaschenschenkel (3, 4) in Ruheposition sind und im Bereich der netzmaschenverbindungsstelle (6) einen Versatz der Diagonalfäden unter zwei Nadelteilungen (10) ausführen.
Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung von Netzen mit zwei gegenlegigen Diagonalfäden (7, 8) je Netzmaschenschenkel (3, 4) eine Rechts-Rechts-Kettenwirkmaschine mit zwei Diagonallegeeinrichtungen (14) eingesetzt wird, die gegenlegig angesteuert werden.
Verfahren zur Herstellung eines knotenlos gewirkten Netzes mit diagonalem Schussfadenverlauf nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz nach der Fertigung inline oder offline beschichtet wird.