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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Geleges mit einem Verfestigungsabschnitt und einem Legebereich, in dem ein in eine Förderrichtung bewegbares Transportband und beidseits des Transportbandes jeweils mindestens eine Fördereinrichtung angeordnet sind und die mindestens eine Legeeinrichtung aufweist, die zum Legen von Fäden von einer Längsseite des Transportbandes zur anderen Längsseite des Transportbandes bewegbar ist, wobei das Transportband mit einem vorbestimmten Abstand vor dem Verfestigungsabschnitt endet.
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Eine derartige Vorrichtung dient zum Erzeugen eines Mono-, Bi- oder Multiaxialgeleges. Bei einem Monoaxialgelege wird eine Fadenschar, bei der alle Fäden die gleiche Richtung haben, erzeugt. Diese Fadenschar wird dann durch den Verfestigungsabschnitt geführt, so dass ein zusammenhängendes Flächengebilde entsteht. Die Fadenschar kann dabei einen beliebigen Winkel relativ zu der Förderrichtung der Fördereinrichtung und des Transportbandes haben. Bei einem Biaxialgelege werden zwei Fadenscharen mit unterschiedlichen Richtungen aufeinander gelegt und dann durch den Verfestigungsabschnitt geführt, wo sie verbunden werden, um ein Flächenmaterial zu erzeugen. Bei einem Multiaxialgelege werden mehr als zwei Fadenscharen mit unterschiedlichen Winkeln verwendet. In vielen Fällen rechnet man auch die Biaxialgelege unter dem Begriff der „Multiaxialgelege“. Bei einem Multiaxialgelege können die Fadenscharen beispielsweise einen Winkel von + 60°, 90° und - 60° zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung haben.
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Um diese Fadenscharen zu erzeugen, führt die Legeeinrichtung die Fäden von der Fördereinrichtung auf der einen Längsseite des Transportbandes zu der Fördereinrichtung auf der anderen Seite des Transportbandes. Die Fördereinrichtungen, beispielsweise Transportketten mit daran befestigten Haken und / oder Stiften, werden mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Richtung auf den Verfestigungsabschnitt geführt. Das Transportband wird mit der gleichen Geschwindigkeit geführt und unterstützt die Fäden so, dass sie in der Mitte zwischen den Fördereinrichtungen nicht durchhängen und somit eine relativ gleichmäßige Spannung beibehalten werden kann.
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Vor dem Verfestigungsabschnitt steht vielfach nur ein beschränkter Raum zur Verfügung, so dass das Transportband eine gewisse Strecke vor dem Verfestigungsabschnitt endet. In diesem Fall verlieren die Fäden nach dem Verlassen des Transportbandes ihre Unterstützung in Schwerkraftrichtung, so dass sie in der Mitte geringfügig durchhängen, vor allem bei Gelegen mit einer relativ großen Breite. Ein derartiges Durchhängen kann zu Änderungen in der Spannungsverteilung der Fäden führen, was sich wiederum negativ auf die Qualität des Geleges auswirkt.
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DE 10 2004 047 729 B4 zeigt eine Nähwirkmaschine zur Herstellung von konturierten Fadengelegen. Hier sind Fixiereinrichtungen an Auslegern befestigt, die auf Transportelementen einer Transportvorrichtung befestigt sind. Die Fäden werden auf diesen Fixierelementen fixiert und mit den Fixierelementen durch den Verfestigungsabschnitt hindurchgeführt. Eine Legeeinrichtung ist vorgesehen, um die Fäden des Geleges auf der Fördereinrichtung abzulegen.
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EP 1 112 400 B1 zeigt ein Verfahren zu Herstellung eines Multiaxialgeleges aus Multifilamentfäden. Hier werden mehrere Lagen von Fäden, die jeweils unterschiedliche Richtungen haben, auf einem Transportband abgelegt, von dem Nadeln senkrecht abstehen, um 0°-Multifilamentfäden daran zu hindern, sich quer zum Förderband zu verschieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Gelege mit einer hohen Qualität zu erzeugen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in dem Abstand eine Stützeinrichtung mit einer stationären Stützfläche angeordnet ist, die die Fäden auf dem Weg zwischen dem Transportband und dem Verfestigungsabschnitt gegen die Schwerkraft unterstützt.
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Die stationäre Stützeinrichtung ist in der Lage, die Fäden auf dem Weg zwischen dem Transportband und dem Verfestigungsabschnitt gegen die Schwerkraft zu unterstützen. Die Stützfläche ist stationär, bewegt sich also nicht in Förderrichtung. Dies führt erstaunlicherweise zu einer Vergleichmäßigung der einzelnen Fadenlagen des Geleges. Dies gilt insbesondere dann, wenn von dem Verfestigungsabschnitt eine Schwingung ausgeht, wie dies beispielsweise dann der Fall ist, wenn der Verfestigungsabschnitt als Wirkbereich ausgebildet ist. Man geht davon aus, dass die Fäden die auf der Stützfläche gleiten müssen, durch geringe Reibungskräfte und Schwingungen beaufschlagt werden und sich die Fadenscharen dadurch vergleichmäßigen können.
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Vorzugsweise weist die Stützfläche mehrere stegartige in Transportrichtung verlaufende Stützbereiche auf, wobei zwischen benachbarten Stützbereichen ein unterstützungsfreier Raum angeordnet ist. Im Bereich der Stützeinrichtung wird das Gelege also nur linien- oder streifenweise unterstützt, so dass auch nur in diesen Stützbereichen eine Reibung auftreten kann. Zwischen den stegartigen Stützbereichen ist ein unterstützungsfreier Raum vorhanden, in dem das Gelege nicht unterstützt wird und wo auch keine Reibung herrscht. Die Reibung beschränkt sich also auf klar begrenzte und schmale Bereiche. Dementsprechend werden die mit Reibung beaufschlagten Fäden des Geleges in Breitenrichtung, also quer zur Förderrichtung nur lokal mit Reibkräften beaufschlagt, was möglicherweise zu einer verbesserten Vergleichmäßigung der Fadenscharen führt.
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Bevorzugterweise verjüngt sich die Stützeinrichtung zum Verfestigungsabschnitt hin. Damit trägt man der Tatsache Rechnung, dass zum Verfestigungsabschnitt hin immer weniger Bauraum zur Verfügung steht.
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Vorzugsweise steht die Stützeinrichtung an mindestens einem seitlichen Rand über den Verfestigungsabschnitt vor. Damit wird das Gelege noch beim Durchlaufen durch den Verfestigungsabschnitt abgestützt und zwar an mindestens einem Rand, vorzugsweise an beiden seitlichen Rändern.
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Hierbei ist bevorzugt, dass die Stützfläche an mindestens einem seitlichen Rand ansteigt. Dies ist eine Maßnahme, um die Spannung der Fäden des Geleges kurz vor und gegebenenfalls auch beim Durchlaufen durch den Verfestigungsabschnitt mit einer kleinen Spannungserhöhung zu beaufschlagen.
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Vorzugsweise ist der Verfestigungsabschnitt als Wirkbereich mit Wirknadeln und Abschlagplatinen, die zumindest teilweise in Nadelgassen zwischen Wirknadeln angeordnet sind, ausgebildet und die Stützeinrichtung liegt auf Abschlagplatinen auf. Dadurch ist sichergestellt, dass die Fadenscharen bis zur Verfestigung durch den Wirkbereich gegen die Schwerkraft unterstützt sind. Zwischen der Stützeinrichtung und den Abschlagplatinen kann dann zwar ein kleiner Höhenunterschied bestehen. Dieser ist jedoch unkritisch.
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Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung mehrere in Bewegungsrichtung des Transportbandes verlaufende Stützkufen auf. Die Stützkufen bilden dann mit ihrer Oberseite die stegartigen Stützbereiche. Die Stützkufen können eine Breite in der Größenordnung von wenigen Millimetern aufweisen, so dass auch die Stützbereiche eine entsprechend kleine Breite haben. Die Stützkufen können beispielsweise aus Stahl gebildet sein, so dass das Gelege auf „Stahlschienen“ gleiten kann und nur eine geringe Reibungskraft entsteht.
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Vorzugsweise ist ein Zwischenraum zwischen benachbarten Stützkufen veränderbar. Damit kann man auf unterschiedliche Eigenschaften des Geleges Rücksicht nehmen. Wenn relativ dünne Fäden verwendet werden, die auch bei kleinen Abständen zwischen Stützstellen zum Durchhängen neigen, dann kann man die Stützkufen mit einem entsprechend kleinem Zwischenraum anordnen. Der Zwischenraum bildet den unterstützungsfreien Raum zwischen den Stützbereichen. Wenn man stabilere Fäden verwendet, die eine geringere Neigung zum Durchhängen haben, kann man auch einen größeren Zwischenraum zwischen Stützkufen verwenden, so dass die Fläche der Stützbereiche insgesamt klein gehalten werden kann.
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Vorzugsweise ist bei mindestens einer am Rand angeordneten Stützkufe eine Hilf-Stützkufe angeordnet, die seitlich nach außen von der Stützkufe beabstandet ist. Diese Hilfs-Stützkufe befindet sich dann in einem Bereich, der in Breitenrichtung, also quer zur Förderrichtung, außerhalb des Transportbandes liegt.
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Hierbei ist bevorzugt, dass die Hilfs-Stützkufe an der Stützkufe befestigt ist. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, die Hilfs-Stützkufe zu montieren.
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Vorzugsweise steht die Hilfs-Stützkufe in Bewegungsrichtung des Transportbandes über die Stützkufe vor. Man kann dann die Hilfs-Stützkufe verwenden, um das Gelege auch noch beim Durchlaufen des Verfestigungsabschnitts zu unterstützen.
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Vorzugsweise weist die Hilfs-Stützkufe an ihrem dem Transportband zugewandten Ende eine in ihre Oberfläche übergehende Rundung auf. Die Gefahr, dass das Gelege an der Hilfs-Stützkufe hängen bleibt, wird dadurch sehr klein gehalten.
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Auch ist im Vorteil, wenn die Stützeinrichtung an ihrem dem Transportband zugewandten Ende ein Profil aufweist, das an ein Profil einer Umlenkgeometrie des Transportbandes am der Stützeinrichtung zugewandten Ende zumindest teilweise angepasst ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Lücke zwischen dem Transportband und der Stützeinrichtung relativ klein zu halten.
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Vorzugsweise sind die Stützeinrichtung und das Transportband relativ zueinander einstellbar. Diese Einstellbarkeit kann sich beispielsweise auf die vertikale Position beziehen, so dass das Gelege praktisch ohne Überwindung eines Höhenunterschieds vom Transportband auf die Stützeinrichtung gelangen kann. Sie kann sich auch auf eine relative Positionierung in Förderrichtung beziehen, um eine Lücke zwischen dem Transportband und der Stützeinrichtung relativ klein zu machen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
- 1 eine stark schematisierte Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Geleges,
- 2 eine stark schematisierte Seitenansicht,
- 3 eine Seitenansicht mit weiteren Einzelheiten und
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus der Vorrichtung.
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Eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines Geleges weist einen Verfestigungsabschnitt 2 auf, der im vorliegenden Fall als Wirkbereich ausgebildet ist. Der Wirkbereich weist, wie dies in den 2 bis 4 erkennbar ist, Wirknadeln 3, Lochnadeln 4 und Abschlagplatinen 5 auf. Die Abschlagplatinen 5 ragen durch Nadelgassen zwischen den Wirknadeln 3 hindurch. Das Zusammenwirken von Wirknadeln 3 und Lochnadeln 4 bei einem Wirkvorgang ist hinreichend bekannt und wird im Folgenden daher nicht weiter beschrieben.
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Zur Erzeugung eines Geleges ist dem Verfestigungsabschnitt 2 ein Legebereich 6 vorgeschaltet, in dem ein umlaufendes Transportband 7 angeordnet ist, dass mit seinem oberen Trum in eine Förderrichtung 8 bewegbar ist. Quer zur Förderrichtung 8 beidseits des Transportbandes 7 sind Fördereinrichtungen 9, 10 angeordnet die mit gleicher Geschwindigkeit wie das Transportband 7 in Förderrichtung 8 bewegbar sind. Die Fördereinrichtungen 9, 10 können beispielsweise als Transportketten ausgebildet sein, die mit Stiften oder Haken 11, 12 versehen sind in die Fäden eingehängt werden können.
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Diese Fäden werden von mehreren Legeeinrichtungen 13-15 gelegt. Jede Legeeinrichtung 13-15 ist von einer Längsseite des Transportbandes 7 zur anderen Längsseite des Transportbandes 7 bewegbar. Hierzu ist jede Legeeinrichtung beispielsweise an einer Schiene 16-18 geführt.
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Die Schienen 16-18 haben unterschiedliche Winkel zur Transportrichtung. So weist die Schiene 16 einen Winkel von 60° zur Förderrichtung 8 auf. Die Schiene 17 verläuft senkrecht zur Förderrichtung 8 und die Schiene 18 verläuft unter einem Winkel von - 60° zur Förderrichtung 8. Dementsprechend kann in dem dargestellten Legebereich 6 ein Gelege mit drei Fadenscharen erzeugt werden, von denen eine Fadenschar einen Winkel von 60° mit der Längsrichtung, eine Fadenschar einen Winkel von 90° und eine Fadenschar einen Winkel von - 60° mit der Längsrichtung des Geleges einschließt.
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Dad Transportband 7 endet mit einem vorbestimmten Abstand vor dem Verfestigungsabschnitt 2. Es ist hier über einen Umlenkrolle 19 geführt, die aus baulichen Gründen nicht näher am Verfestigungsabschnitt 2 positioniert werden kann.
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Um diesen Abstand zwischen dem Transportband 7 und dem Verfestigungsabschnitt 2 zu überbrücken, ist in dem Abstand eine Stützeinrichtung mit einer stationären Stützfläche angeordnet. Diese Stützfläche weist mehrere stegartige in Förderrichtung verlaufende Stützbereiche 20 auf, die an der Oberfläche von Stützkufen 21 ausgebildet sind. Zwischen den Stützbereichen 20 ist jeweils ein unterstützungsfreier Raum 22 angeordnet, der mit anderen Worten durch einen Zwischenraum zwischen benachbarten Stützbereichen 20 gebildet ist.
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Die Stützbereiche haben quer zur Förderrichtung eine Breite von wenigen Millimetern, beispielsweise 1, 2, 3, 4, oder 5 mm. Die Stützkufen 21 sind aus einem Metall, beispielsweise aus einem Stahl gebildet, so dass das vom Transportband angeförderte Gelege mit einer geringen Reibung auf den Stützbereichen 20 gleiten kann.
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Die Stützkufen 21 weisen an ihrem einen Ende 23 ein Profil 24 auf, das jedenfalls in einem oberen Bereich an den Radius der Umlenkrolle 19 und damit an das Profil der Umlenkgeometrie des Transportbandes 7 angepasst ist. Damit ist es möglich, einen Spalt 25 zwischen dem Transportband 7 und den Stützbereichen 20 relativ klein zu machen.
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Am anderen Ende 26 liegt die Stützkufe 21 auf einer Abschlagplatine 5 auf. Das Gelege wird also vom Transportband 7 bis in den Wirkbereich hinein immer gegen die Schwerkraftrichtung unterstützt.
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Die Stützkufen 21 verjüngen sich vom Transportband 7 zum Verfestigungsabschnitt 2, also in Richtung auf die Abschlagplatinen 5. Damit wird den begrenzten Raumverhältnissen Rechnung getragen. Dabei verläuft ihre Oberseite im Wesentlichen horizontal, während ihre Unterseite zum Verfestigungsbereich 2 hin ansteigt.
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Die Stützkufen 21 sind an ihrem dem Transportband 7 zugewandten Ende 23 an einer Klemmschiene 26 geführt. Durch Lösen einer Klemmschraube 27 ist es daher möglich, die Stützkufen 21 quer zur Förderrichtung 8 zu verschieben, um die Größe des Zwischenraums, also des unterstützungsfreien Raums 22, zwischen Stützbereichen 20 zu verändern.
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Damit kann man berücksichtigen, dass es bei der Erzeugung von Gelegen Fäden gibt, die eine stärkere Neigung zum Durchhängen haben als andere Fäden. Bei stärker durchhängenden Fäden ist es empfehlenswert, den unterstützungsfreien Raum 22 zu verkleinern.
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Die Klemmschiene 26 ist auf einem Träger 28 befestigt, der sowohl in Förderrichtung 8 als auch in Höhenrichtung verstellt werden kann. Damit ist es möglich, die Position der Stützkufen 21 relativ zum Transportband 7 einzustellen.
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Wie aus den 3 und 4 zu erkennen ist, ist an den jeweils äußeren Stützkufen 21 (dargestellt ist lediglich die linke äußere Stützkufe 21) eine Hilfs-Stützkufe 29 befestigt. Die entsprechende Hilfs-Stützkufe 30 auf der anderen Seite ist nur in 1 zu erkennen.
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Die Hilfs-Stützkufe 29 steht über die Stützkufe 21 in Förderrichtung 8 vor, so dass sie auch noch über die Wirknadeln 3 vorsteht. Die Hilfs-Stützkufe 29, 30 befindet sich quer zur Förderrichtung 8 außerhalb eines Bereichs, in dem das Transportband 7 angeordnet ist. Da die Fäden des Geleges aber von den Fördereinrichtungen 9, 10 gefördert werden, befinden sich die Hilfs-Stützkufen 29, 30 auf jeden Fall noch in einer Position, wo sie das zugeführte Gelege unterstützen können.
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Die Hilfs-Stützkufen 29, 30 haben eine leicht ansteigende Oberfläche 31. In Schwerkraftrichtung oberhalb des den Abschlagplatinen 5 zugewandten Endes der Hilfs-Stützkufe 31 ist ein Niederhalter 32 angeordnet, der quer zur Förderrichtung 8 geringfügig zur Hilfs-Stützkufe 29 versetzt angeordnet ist. Wenn also das Gelege durch die Fördereinrichtung 9, 10 über die ansteigende Oberfläche 31 der Hilfs-Stützkufe 29, 30 geführt wird, der Niederhalter 32 das Gelege aber gleichzeitig nach unten drückt, dann erhalten die Fäden des Geleges eine kleine Spannungserhöhung. Die Fäden werden also etwas gestrafft, was sich positiv auf die Qualität des Geleges auswirkt.
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Wie man in den 3 und 4 erkennen kann ist die Hilfs-Stützkufe an ihr dem Transportband 7 zugewandten Ende mit einer Rundung 33 versehen, die in die Oberfläche 31 übergeht. Damit verhindert man, dass Fäden des Geleges an der Hilfs-Stützkufe 29, 30 hängen bleiben können.
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Im Betrieb werden die Wirknadeln 3 auf und ab bewegt, um durch einen Wirkvorgang die Fäden einer Fadenlage und gegebenenfalls die mehreren Fadenlagen miteinander zu verbinden. Durch diese Bewegung der Wirknadeln 3 und anderer am Wirkprozess beteiligten Elemente entsteht eine Schwingungsanregung, die auch an den Stützkufen 21 spürbar ist. Mit anderen Worten vibrieren die Stützkufen 21 mit der Frequenz der Anregung. Da das Gelege nur an den Stützbereichen 20 aufliegt, im Übrigen aber nicht gehalten ist, führt diese Vibration der Stützkufen 21 dazu, dass sich das Gelege in dem Abstand zwischen dem Transportband 7 und dem Verfestigungsbereich 2 vergleichmäßigen kann. In gewissem Umfang können Spannungsunterschiede in den Fäden hier ausgeglichen werden. Es lässt sich beobachten, dass ein mit Hilfe der Stützeinrichtung 21 dem Verfestigungsabschnitt 2 zugeführtes Gelege eine hervorragende Qualität aufweist.
