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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines strangförmigen Materials auf einem Trägermaterial mit einer Stickmaschine sowie eine entsprechende Stickmaschine. Das Verfahren und die Stickmaschine dienen insbesondere der Herstellung von Preforms für Faserverbundwerkstoffe beziehungsweise der Ablage von Drähten oder Leitungen, wie zum Beispiel leitende Garne für Heizungen, Antennen, Abschirmungen, Lichtleiter oder Schläuche.
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Aus dem Stand der Technik sind Faserverbundwerkstoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, bekannt, die aus in einer polymeren Matrix eingebetteten Verstärkungsfasern bestehen. Die Verstärkungsfasern haben in einem solchen Werkstoff die Aufgabe, äußere Lasten zu übertragen. Die Matrix dient insbesondere dazu, die Verstärkungsfasern in einer gewünschten Position zu fixieren, die äußeren Lasten in die Verstärkungsfasern einzuleiten, die Verstärkungsfasern vor Umgebungseinflüssen zu schützen und/oder die Verstärkungsfasern bei Druckbelastung zu stützen.
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Die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen hängen vom Faserwerkstoff, dem Matrixwerkstoff, der Länge der Verstärkungsfasern, dem Fasergehalt und der Faserorientierung ab. Zur Anpassung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen an bauteilspezifische Belastungen ist es erforderlich, die Bauteile aus einem hohen Anteil von kraftflussorientierten Verstärkungsfasern aufzubauen. Hierdurch können besonders hohe gewichtsspezifische Steifigkeiten und Festigkeiten des Bauteils erreicht werden. Aus der
WO 2007/128364 A1 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem bändchenförmige Rovings aus Carbonfilamenten, Glasfilamenten, Naturfasern, Keramikfasern oder Chemiefasern auf einem gewebeartigen Trägermaterial aufgestickt werden.
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Für bestimmte Anwendungen ist es erforderlich, Verstärkungsfasern mit großen Kurvenwinkeln auf dem Trägermaterial zu befestigen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Verstärkungsfasern spiralförmig und/oder (mehrfach) kreisförmig auf dem Trägermaterial befestigt werden sollen. Für diese Fälle sind Stickmaschinen erforderlich, deren Stickköpfe oder Verlegeeinrichtungen zum Feststicken der Verstärkungsfasern auf dem Trägermaterial (mehrfach oder sogar unlimitiert) um eine Drehachse drehbar sind.
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Hierbei hat sich die Zuführung der Verstärkungsfasern als teilweise problematisch herausgestellt. Es sind beispielsweise Stickmaschinen bekannt, bei denen die Verstärkungsfasern der Sticknadel des Stickkopfes mit einer Verlegeeinrichtung von oberhalb des Stickkopfes von einer (ortsfesten) Spule zugeführt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Verstärkungsfasern oder Drähte bei Drehung der Verlegeeinrichtung um den Stickkopf beziehungsweise die Sticknadel geschlungen werden, wodurch ein maximal möglicher Drehwinkel der Verlegeeinrichtung um den Stickkopf beziehungsweise die Sticknadel limitiert wird. Die Drehung der Verlegeeinrichtung, die auch als Zick-Zack-Leger bezeichnet wird, ist notwendig, weil das zu legende strangförmige Material immer in Stickrichtung vor der Sticknadel zugeführt werden muss. Weiterhin sind Stickmaschinen bekannt, bei denen die ganze Spule mit Verstärkungsfasern um die Sticknadel geführt wird. Hierdurch wird verhindert, dass die Verstärkungsfasern um den Stickkopf geschlungen werden, so dass die Verlegeeinrichtung unlimitiert um den Stickkopf gedreht werden kann. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass hierbei lediglich vergleichsweise kleine und leichte Spulen verwendet werden können, weil einerseits der vorhandene Bauraum für große Spulen im Bereich des Stickkopfes nicht vorhanden ist und andererseits die Massenträgheit von großen Spulen für schnelle Drehbewegungen der Verlegeeinrichtung zu groß sind. Unter kleinen Spulen sind insbesondere Spulen mit einem Gewicht von weniger als 1,5 kg (Kilogramm) zu verstehen. Kleine Spulen erfordern insbesondere einen häufigen Spulenwechsel, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit sinkt. Somit sind auch solche Stickmaschinen mit einer sich um die Sticknadel drehenden Spule für das zu verlegende Material, insbesondere für eine Serienfertigung mit Nachteilen verbunden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zum Befestigen eines strangförmigen Materials auf einem Trägermaterial mit einer Stickmaschine anzugeben, mit dem strangförmiges Material auch mit großen Kurvenwinkeln mit hoher Geschwindigkeit auf einem Trägermaterial befestigt werden können. Zudem soll auch eine Stickmaschine angegeben werden, mit der strangförmiges Material auch mit großen Kurvenwinkeln mit hoher Geschwindigkeit auf einem Trägermaterial befestigt werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren und einer Stickmaschine gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Befestigen eines strangförmigen Materials auf einem Trägermaterial mit einer Stickmaschine, wobei die Stickmaschine einen um eine zum Trägermaterial senkrechte Achse drehbaren Stickkopf mit einer Sticknadel oder eine um die Achse drehbare Verlegeeinrichtung aufweist, weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- a) Bereitstellen des Trägermaterials in einem Stickrahmen;
- b) Feststicken des strangförmigen Materials auf dem Trägermaterial, wobei der Stickkopf oder die Verlegeeinrichtung während des Feststickens in eine erste Richtung um die Achse gedreht wird;
- c) Stoppen des Feststickens;
- d) Drehen des Stickkopfes oder der Verlegeeinrichtung in eine zweite Richtung entgegen der ersten Richtung um die senkrechte Achse;
- e) Feststicken des strangförmigen Materials auf dem Trägermaterial, wobei der der Stickkopf oder die Verlegeeinrichtung während des Feststickens in der ersten Richtung um die Achse gedreht wird.
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Das hier vorgeschlagene Verfahren dient dem Befestigen eines strangförmigen Materials auf einem Trägermaterial mit einer Stickmaschine. Bei dem strangförmigen Material kann es sich beispielsweise um eine elektrische Leitung, einen, insbesondere nicht isolierten oder isolierten, (Metall-)Draht, eine Fluidleitung, einen Lichtleiter, einen Sensor und/oder Faserband, wie zum Beispiel bändchenförmige Rovings aus Carbonfilamenten, Glasfilamenten, Naturfasern, Keramikfasern und/oder Chemiefasern zum Beispiel aus Aramide, handeln. Bevorzugt weist das Faserband 12.000 Einzelfilamente (12 K) oder 24.000 Einzelfilamente (24 K) auf. Bei Verwendung von Faserband wird das Verfahren bevorzugt zur Herstellung einer Vorform oder eines Faserhalbzeugs verwendet, das der Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs dient. Zudem kann eine Ablage von Faserband im Kreis für Scheiben und Ringe oder als Verstärkung für Öffnungen innerhalb eines Faserverbundwerkstoffs erfolgen. Hierzu wird die Preform oder gegebenenfalls mehrere Lagen der Preform in einer Matrix eingebettet. Als Matrix werden regelmäßig Polymere, wie zum Beispiel Duromere, Elastomere oder Thermoplaste, verwendet. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren, insbesondere bei Verwendung einer elektrischen Leitung oder eines, insbesondere nicht isolierten oder isolierten, (Metall-)Drahts, zur Herstellung einer Heizspirale oder Antenne. Bei der Stickmaschine handelt es sich insbesondere um eine Mehrkopfstickmaschine, bei der eine Mehrzahl von Stickköpfen an einem Querträger oberhalb eines in einer (horizontalen) x-y Ebene bewegbaren Stickrahmens angeordnet ist. Jedem Stickkopf, der gelegentlich auch als Multifunktionskopf bezeichnet wird, ist bevorzugt ein Vorrat für das strangförmige Material zugeordnet. Der Vorrat ist bevorzugt nach Art einer Vorratsspule ausgebildet und bevorzugt ortsfest und drehbar oberhalb des Stickkopfes angeordnet. Dies ermöglicht die Verwendung von großen Vorratsspulen, beispielsweise mit einem Gewicht von bis zu 10 kg, auf denen jeweils insbesondere Faserband mit 24.000 Einzelfilamenten (24 K), bevorzugt mit einem Gewicht von bis zu 6 kg, oder Faserband mit 48.000 Einzelfilamenten (48 K), bevorzugt mit einem Gewicht von bis zu 8 kg, lagerbar sind. Das strangförmige Material ist von dem Vorrat, insbesondere tangential, abrollbar und dem Stickkopf, insbesondere durch eine Zuführung, beispielsweise einem Schlauch oder einer (Metall-)Spirale, zuführbar. Hierzu weist der Stickkopf bevorzugt zumindest eine Verlegeeinrichtung für das strangförmige Material auf, mit der das strangförmige Material von dem Vorrat abziehbar und auf dem Trägermaterial ablegbar ist. Bei der Verlegeeinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Zick-Zack-Legeeinrichtung, mit der das strangförmige Material in einer Stickrichtung vor einer Sticknadel auf dem Trägermaterial abgelegt wird. Zudem weist der Stickkopf eine Sticknadel zum Feststicken des strangförmigen Materials auf dem Trägermaterial auf. Hierzu wird der Sticknadel ein Faden zum Feststicken des strangförmigen Materials zugeführt. Der Faden umfasst bevorzugt Polyester, Polyamid, Aramid oder Glasfaser, wobei Monofile oder Zwirne vorliegen können. Der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung ist um eine zum Trägermaterial senkrechte Achse drehbar und im Übrigen bevorzugt ortsfest an der Stickmaschine befestigt, wobei der sich unter dem Stickkopf befindliche Stickrahmen mit dem Trägermaterial mit einem zweiten Antrieb zumindest in einer bevorzugt horizontalen Ebene relativ zu der Sticknadel verstellbar ist.
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Gemäß Schritt a) wird zunächst das Trägermaterial in dem Stickrahmen bereitgestellt. Bei dem Trägermaterial handelt es sich bevorzugt um ein Gewebe, Vlies, Kohlenstofffasergewebe, Glasgewebe, Gelege, eine (textile) Matte und/oder ein durch Hitze, Wasser oder Chemikalien lösliches Material. Das Trägermaterial wird bevorzugt in dem (horizontalen) Stickrahmen bereitgestellt, in dem das Trägermaterial insbesondere plan eingespannt wird. Der Stickrahmen ist insbesondere nach Art eines Bordürenrahmens ausgebildet und wird in der Fachwelt auch als Pantograph bezeichnet. Die Bereitstellung, das heißt eine Zuführung und/oder ein Abtransport des Trägermaterials, erfolgt zudem bevorzugt vollautomatisch.
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Gemäß Schritt b) wird das strangförmige Material (wenigstens teilweise) auf dem Trägermaterial mit dem Faden festgestickt beziehungsweise mittels Stichen fixiert. Der Faden wird durch eine Stichbewegung einer Sticknadel gestickt. Bei der Stichbewegung handelt es sich insbesondere um eine Bewegung der Sticknadel parallel zu einer Längsachse der Sticknadel, bei der die Sticknadel das Trägermaterial mit dem Faden durchsticht. Das Feststicken des strangförmigen Materials erfolgt bevorzugt mit einem Zickzackstich, durch den der Faden über das strangförmige Material zickzackförmig an dem Trägermaterial befestigt wird, somit also lagefixiert ist. Der Zickzackstich weist eine Stichlänge und eine Stichweite auf. Bei der Stichlänge handelt es sich um eine Distanz zwischen zwei (in Richtung einer Längserstreckung des strangförmigen Materials (direkt) benachbarten) Nadelstichen in Richtung einer Stickrichtung beziehungsweise in Richtung der Längserstreckung des strangförmigen Materials. Die Stichlänge weist bevorzugt 0,1 mm bis 12,7 mm (Millimeter), besonders bevorzugt 5 mm bis 10 mm (Millimeter) und ganz besonders bevorzugt 7 mm (Millimeter) auf. Bei der Stichweite handelt es sich um einen Abstand zwischen zwei (in Richtung der Längserstreckung des strangförmigen Materials (direkt) benachbarten) Nadelstichen in einer zu der Stickrichtung orthogonalen Richtung beziehungsweise in einer zur Längserstreckung des strangförmigen Materials orthogonalen Richtung. Die Stichweite beträgt bevorzugt 1 mm bis 10 mm (Millimeter), besonders bevorzugt 3 mm bis 7 mm (Millimeter).
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Während des Feststickens werden der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung in eine erste Richtung um die zum Trägermaterial senkrechte Achse gedreht, wodurch das strangförmige Material auf dem Trägermaterial kurvenförmig befestigt wird. Die erste Richtung ist (von oberhalb des Stickkopfes und/oder von oberhalb der Verlegeeinrichtung in Richtung des Trägermaterials blickend) entweder rechtsdrehend (im Uhrzeigersinn) oder linksdrehend (gegen den Uhrzeigersinn), je nachdem mit welcher Kurvenrichtung das strangförmige Material auf dem Trägermaterial befestigt werden soll. Die Drehung des Stickkopfes und/oder der Verlegeeinrichtung um die Achse in der ersten Richtung erfolgt bevorzugt kontinuierlich, das heißt ohne Unterbrechungen, oder diskontinuierlich, das heißt mit Unterbrechungen. Wenn der Vorrat des strangförmigen Materials oberhalb des Stickkopfes angeordnet ist und insbesondere, wenn das strangförmige Material durch eine Zuführung der Sticknadel zugeführt wird, wird das strangförmige Material und/oder die Zuführung beim Drehen des Stickkopfes und/oder der Verlegeeinrichtung in die erste Richtung um den Stickkopf und/oder die Sticknadel geschlungen, wodurch ein Drehwinkel des Stickkopfes und/oder der Verlegeeinrichtung, insbesondere ausgehend von einer Neutralstellungen des Stickkopfes und/oder der Verlegeeinrichtung, beispielsweise auf (maximal) 180°, (maximal) 360° oder (maximal) 540° limitiert wird.
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Gemäß Schritt c) wird das Feststicken des strangförmigen Materials gestoppt. Dies bedeutet insbesondere, dass die Sticknadel des Stickkopfes während Schritt c) keine Stichbewegung ausführt. Darüber hinaus ist bevorzugt, dass der Stickrahmen während Schritt c) relativ zu der Sticknadel nicht bewegt wird. Das Stoppen des Feststickens erfolgt bevorzugt (spätestens) dann, wenn ein maximal erlaubter Drehwinkel des Stickkopfes und/oder der Verlegeeinrichtung erreicht ist.
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In Schritt d) werden der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung in eine zweite Richtung entgegen der ersten Richtung um die Achse gedreht. Dies bedeutet insbesondere, dass im Schritt d) der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung (von oberhalb des Stickkopfes und/oder von oberhalb der Verlegeeinrichtung in Richtung des Trägermaterials blickend) rechtsdrehend (im Uhrzeigersinn) gedreht wird, wenn der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung in Schritt b) linksdrehend (entgegen dem Uhrzeigersinn) gedreht wurde und der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung (von oberhalb des Stickkopfes und/oder von oberhalb der Verlegeeinrichtung in Richtung des Trägermaterials blickend) linksdrehend (entgegen dem Uhrzeigersinn) gedreht wird, wenn der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung in Schritt b) rechtsdrehend (im Uhrzeigersinn) gedreht wurde. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise das strangförmige Material und/oder die Zuführung, die in Schritt b) um den Stickkopf und/oder die Sticknadel geschlungen wurden, ausgedreht beziehungsweise von dem Stickkopf und/oder von der Sticknadel, bevorzugt vollständig, abgewickelt, so dass in dem folgenden Schritt e) das strangförmige Material wieder mit Drehung des Stickkopfes und/oder der Verlegeeinrichtung in die erste Richtung fortgesetzt werden kann. Zudem ist bevorzugt, dass während Schritt d) der Stickrahmen relativ zu der Sticknadel nicht bewegt wird, so dass im Schritt e) das Feststicken des strangförmigen Materials an derselben Stelle des Trägermaterials fortgesetzt werden kann, an der das Feststicken im Schritt c) gestoppt wurde.
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Gemäß Schritt e) wird das strangförmige Material auf dem Trägermaterial mit dem Faden festgestickt, wobei der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung während des Feststickens in der ersten Richtung um die Achse gedreht werden. Die erste Richtung in den Schritten b) und e) ist identisch. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht auch mit Stickmaschinen, bei denen der Vorrat des strangförmigen Materials nicht mit dem Stickkopf und/oder der Verlegeeinrichtung gedreht wird, sondern insbesondere ortsfest oberhalb des Stickkopfes angeordnet ist, strangförmiges Material mit großen Kurvenwinkeln von bevorzugt größer 360°, besonders bevorzugt größer 540° oder ganz besonders bevorzugt größer 720° (kontinuierlich) auf dem Trägermaterial zu befestigen. Gleichzeitig ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren in vorteilhafter Weise die Verwendung von großen Vorräten für das strangförmige Material, so dass diese vergleichsweise selten gewechselt werden müssen, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit signifikant gesteigert werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung in Schritt d) mit einem zweiten Winkel von 360° oder einem Mehrfachen von 360° um die Achse gedreht wird. Dies hat den Vorteil, dass sich der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung nach Beendigung der Drehung in die zweite Richtung (relativ zu der Achse) in derselben Stellung befindet wie nach dem Stoppen des Feststickens in Schritt c), so dass im Schritt e) das Feststicken des strangförmigen Materials mit gleicher Orientierung fortgesetzt werden kann.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das strangförmige Material während Schritt b) in zumindest einem ersten Abschnitt einer Kurve und während Schritt e) in zumindest einem zweiten Abschnitt der Kurve festgestickt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass das strangförmige Material in den Schritten b) und e), bevorzugt stetig und/oder kontinuierlich, in einer Kurve auf dem Trägermaterial festgestickt wird, wobei die Kurve in mehrere, bevorzugt unmittelbar, benachbarte und sich aneinander anschließende Abschnitte unterteilt ist.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn im Schritt b) oder e) der Stickkopf und/oder die Verlegeeinrichtung mit einem ersten Winkel von 180° bis 540° um die Achse gedreht wird.
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Vorzugsweise weist der zumindest eine erste Abschnitt der Kurve und der zumindest eine zweite Abschnitt der Kurve zusammen einen Kurvenwinkel von mehr als 360° auf.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass es sich bei dem strangförmigen Material um zumindest eines der folgenden handelt:
- i. einen elektrischen Leiter;
- ii. Draht;
- iii. Faserstrang; oder
- iv. Carbon-Rovings.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Schritte b) bis e) so oft wiederholt werden, bis das strangförmige Material auf dem Trägermaterial mit einem vorgebbaren Kurvenwinkel festgestickt ist. Hierdurch kann das strangförmige Material mit besonders großen Kurvenwinkeln, beispielsweise von mehr als 720°, auf dem Trägermaterial festgestickt werden.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Achse identisch zu einer Längsachse der Sticknadel ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Sticknadel beziehungsweise eine Spitze der Sticknadel während Schritt d) relativ zu dem Trägermaterial nicht bewegt wird, so dass das Feststicken des strangförmigen Materials im Anschluss an Schritt d) an derselben Position des Trägermaterials fortgesetzt werden kann.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch eine Stickmaschine vorgeschlagen, die einen Stickkopf mit einer Sticknadel, eine Verlegeeinrichtung und eine Steuerung aufweist, wobei die Steuerung eingerichtet ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit der Steuerung sind zumindest die Drehbewegung des Stickkopfes, die Drehbewegungen der Mehrzahl der Stickköpfe, die Drehbewegung der Verlegeeinrichtung, die Stichbewegung der Sticknadel und/oder ein zweiter Antrieb des Stickrahmens steuerbar. Die Steuerung ist insbesondere nach Art einer CNC(Computerized Numerical Control)-Steuerung ausgebildet und umfasst zumindest eine (programmierbare) Recheneinheit. Im Übrigen wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
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1: ein Trägermaterial mit spiralförmig festgesticktem strangförmigen Material in einer Draufsicht; und
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2: eine schematische Darstellung einer Stickmaschine.
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Die 1 zeigt ein Trägermaterial 2 auf dem strangförmiges Material 1 spiralförmig festgestickt ist. Das Feststicken des strangförmigen Materials 1 erfolgt mit einem hier schematisch dargestellten Stickkopf 5 einer hier nicht dargestellten Stickmaschine 3. Zu Beginn des Verfahrens befindet sich der Stickkopf 5 relativ zu dem Trägermaterial 2 in einer ersten Position 18 oberhalb des Trägermaterials 2, wobei sich die Verlegeeinrichtung 27 in einer Neutralstellung befindet. Ausgehend von der ersten Position 18 wird das strangförmige Material 1 durch die Verlegeeinrichtung 27 in einem ersten Abschnitt 8 einer Kurve 9 auf dem Trägermaterial 2 abgelegt und durch den Stickkopf 5 festgestickt. Hierzu wird das Trägermaterial 2 relativ zu dem Stickkopf 5 bewegt, wohingegen der Stickkopf 5 in diesem Ausführungsbeispiel ortsfest an der hier nicht gezeigten Stickmaschine 3 befestigt ist. Der erste Abschnitt 8 erstreckt sich von der ersten Position 18 des Stickkopfes 5 entlang des strangförmigen Materials 1 bis zu einer dritten Position 20 des Stickkopfes 5. Klarzustellen ist an dieser Stelle nochmals, dass die verschiedenen Positionen des Stickkopfs 5 relativ zu dem Trägermaterial 2 in diesem Ausführungsbeispiel durch eine (translatorische) Bewegung des Trägermaterials 2 relativ zu dem Stickkopf 5 erreicht werden. Die 1 zeigt den Stickkopf 5 relativ zu dem Trägermaterial 2 ferner in einer zweiten (Zwischen-)Position 19, die sich zwischen der ersten Position 18 und der dritten Position 20 im Bereich des ersten Abschnitts 8 der Kurve 9 befindet. An der zweiten Position 19 wird verdeutlicht, dass die Verlegeeinrichtung 27 des Stickkopfs 5 von der ersten Position 18 bis zur dritten Position 20 im ersten Abschnitt 8 mit einem ersten Winkel 11 um eine zum Trägermaterial 2 senkrechte Achse 4 in einer ersten Richtung 16 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bis dass der Winkel 11 an der dritten Position 20 360° erreicht hat (Schritt b)). Hierdurch wird erreicht, dass das strangförmige Material 2 durch die Verlegeeinrichtung 27 immer in Stickrichtung vor der (hier nicht gezeigten) Sticknadel 6 des Stickkopfs 5 zugeführt wird. Durch die Drehung der Verlegeeinrichtung 27 um den (hier nicht gezeigten) Stickkopf 5 werden das dem Stickkopf 5 zugeführte strangförmige Material 1 und eine (hier nicht gezeigte) Zuführung 26 um den Stickkopf 5 geschlungen, so dass in der dritten Position 20 die Verlegeeinrichtung 27 nicht weiter in die erste Richtung 16 um die Achse 4 beziehungsweise um den Stickkopf 5 gedreht werden kann. Der maximal mögliche Drehwinkel der Verlegeeinrichtung 27 beträgt daher in diesem Ausführungsbeispiel 360°. Das Feststicken muss somit in der dritten Position 20 gestoppt werden (Schritt c)). Anschließend wird die Verlegeeinrichtung 27 des Stickkopfs 5 in eine zweite Richtung 17 (gegen den Uhrzeigersinn) mit einem zweiten Winkel 12 von 360° entgegen der ersten Richtung 16 um die Achse 4 gedreht, wodurch das dem Stickkopf 5 zugeführte strangförmige Material 1 von dem Stickkopf 5 abgewickelt beziehungsweise ausgedreht wird (Schritt d)). Anschließend wird das Feststicken des strangförmigen Materials 1 in einem zweiten Abschnitt 10 der Kurve 9 fortgesetzt, wobei die Verlegeeinrichtung 27 des Stickkopfs 5 analog zum ersten Abschnitt 8 der Kurve 9 in die erste Richtung 16 gedreht wird, bis eine vierte Position 21 erreicht ist (Schritt e)). Die Schritte b) bis e) werden nun so oft wiederholt, bis die Spirale aus strangförmigen Material 1 über eine fünfte Position 22 und eine sechste Position 23 des Stickkopfes 5 auf dem Trägermaterial 2 festgestickt ist. Die Kurve 9 beziehungsweise die Spirale weisen in diesem Ausführungsbeispiel einen Kurvenwinkel 13 von 1.440° (4 × 360°) auf.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Stickmaschine 3, die eine Mehrzahl von Stickköpfen 5 aufweist, von denen in der 2 jedoch exemplarisch lediglich einer dargestellt ist. Der Stickkopf 5 weist eine Sticknadel 6 mit einer Längsachse 14 auf, die mittels eines ersten Antriebs 28 zur Ausführung einer Stichbewegung parallel zu ihrer Längsachse 14 antreibbar ist. Die Achse 4 entspricht der Längsachse 14 der Sticknadel 6. Oberhalb des Stickkopfes 5 ist ein Vorrat 24 angeordnet, von dem aus das strangförmige Material 1 durch eine Zuführung 26 mittels einer Verlegeeinrichtung 27 auf dem Trägermaterial 2 ablegbar ist. Das Trägermaterial 2 ist zudem in einem Stickrahmen 7 eingespannt, der durch einen zweiten Antrieb 29 in einer x-y Ebene antreibbar ist. Das strangförmige Material 1 wird durch die Verlegeeinrichtung 27 auf dem Trägermaterial 2 abgelegt und durch die Sticknadel 6 mit einem Faden 25 im Zickzackstich auf dem Trägermaterial 2 festgestickt. Hierzu ist die Verlegeeinrichtung 27 um die zum Trägermaterial 2 senkrechte Achse 4 und um den Stickkopf 5 beziehungsweise die Sticknadel 6 drehbar. Weiterhin umfasst die Stickmaschine 3 eine Steuerung 15, die datenleitend mit dem ersten Antrieb 28, dem zweiten Antrieb 29 und einem dritten Antrieb 30 der Verlegeeinrichtung 27 verbunden ist. Die Steuerung 15 ist eingerichtet und vorgesehen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann strangförmiges Material auch mit großen Kurvenwinkeln mit hoher Geschwindigkeit auf einem Trägermaterial befestigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- strangförmiges Material
- 2
- Trägermaterial
- 3
- Stickmaschine
- 4
- Achse
- 5
- Stickkopf
- 6
- Sticknadel
- 7
- Stickrahmen
- 8
- erster Abschnitt
- 9
- Kurve
- 10
- zweiter Abschnitt
- 11
- erster Winkel
- 12
- zweiter Winkel
- 13
- Kurvenwinkel
- 14
- Längsachse
- 15
- Steuerung
- 16
- erste Richtung
- 17
- zweite Richtung
- 18
- erste Position
- 19
- zweite Position
- 20
- dritte Position
- 21
- vierte Position
- 22
- fünfte Position
- 23
- sechste Position
- 24
- Vorrat
- 25
- Faden
- 26
- Zuführung
- 27
- Verlegeeinrichtung
- 28
- erster Antrieb
- 29
- zweiter Antrieb
- 30
- dritter Antrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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