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Die Erfindung betrifft ein Flachgeflecht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Flechtlitzen als Flachgeflechte werden herkömmlich auf drei Arten erzeugt. Zum Einen wird das Flachgeflecht nach Art eines Schnürsenkels direkt in der späteren flachen Endform geflochten, wobei die Flechtfäden an den Kanten des Geflechts umgelegt und anschließend in die Gegenrichtung weiterbewegt werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Herstellung eines Flechtschlauchs bzw. Rundgeflechts auf einer Radialflechtmaschine, wie sie beispielsweise aus der
DE-OS 21 12 499 bekannt ist. Dabei werden Stehfäden und Schrägfäden aus einem Klöppelgetriebe kommend über einen Flechtring geführt, durch den ein zu umflechtender runder Kern hindurchgeschoben wird, auf den der Flechtschlauch aufgeflochten wird. Nach Entfernen des Kerns verbleibt der runde Flechtschlauch. Dieser kann falls gewünscht einseitig aufgeschnitten und zu einem Flachgeflecht aufgebogen werden, oder das erstellte röhrenförmige Rundgeflecht wird lediglich flachgedrückt zu einer doppellagigen Flechtlitze.
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Die vorbekannten Litzen und Herstellungsverfahren sind hinsichtlich ihrer Präzision und Variabilität beschränkt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flechtlitze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Flechtlitze zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Stehfäden zwar zueinander parallel, jedoch kurvenförmig verlaufen und damit der Litze insgesamt eine gekrümmte Längserstreckung im entspannten Zustand verleihen. Unter kurvenförmig bzw. gekrümmt im Sinne der Erfindung ist dabei jede von einer Geraden abweichende Erstreckung gemeint, das heißt auch Abwinklungen oder geänderte Richtungsverläufe und nicht nur einseitige Krümmungen mit gleich bleibendem Radius. Wollte man bislang Flechtlitzen herstellen, die keine gerade Längserstreckung aufweisen, so hat man diese nach der Erstellung in die passende Form gebogen, was durch die Flexibilität des Geflechts grundsätzlich möglich war. Dabei wurden jedoch einzelne Fäden gestaucht und andere gestreckt, so dass es zu unerwünschten Spannungen und auch Ungleichmäßigkeiten der Abstände zwischen den Fäden kam. Die erfindungsgemäße Litze hingegen garantiert eine hohe Winkeltreue der Faserablage, wobei Einschnüreffekte vermieden werden können.
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Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Flechtlitze so ausgebildet, dass die Schrägfäden an beiden Längskanten der Litze enden, insbesondere durchtrennt sind. Im Unterschied zu Litzen, deren Schrägfäden an der Kante des Geflechts umgelegt werden und damit einen Wendepunkt haben, kommt es durch die Durchtrennung bei dem erfindungsgemäßen Geflecht nicht zu ungleichmäßigen Fadenspannungen und unerwünschten Zusammenziehungen. Die Breite des Geflechts ist damit konstant und gleichmäßig herstellbar.
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Um die exakte Positionierung der Schrägfäden auch bei der fertigen Litze und insbesondere, wenn diese an den Längskanten aufgetrennt ist, zu erhalten, ist es von Vorteil, die Schrägfäden entlang der Längskanten der Litze in ihrer Position zueinander zu fixieren. Das kann durch Binder geschehen, der im Verlauf des Flechtverfahrens aufgebracht wird. Dieser kann beispielsweise faserförmig oder pulverförmig sein und entweder selbst aktivierend sein oder durch einen Verfahrensschritt wie beispielsweise Sintern oder Erwärmen aktiviert werden.
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Eine Fixierung der Schrägfäden entlang der Längskante der Litze ist alternativ oder ergänzend auch möglich, indem die Schrägfäden im Längskantenbereich mit den Stehfäden verschmolzen werden. Dies ist beispielsweise durch gezieltes Anblasen mit Heißluft oder Andrücken mit erwärmten Rollen möglich. Größere Stabilität und insgesamt dickere Flechtlitzen lassen sich erzielen, indem diese mit mehreren übereinander liegenden Geflechtlagen erstellt wird. Unter mehreren sind hierbei mindestens zwei Geflechtlagen zu verstehen. Auf die Stabilität und gewünschte Dichtigkeit oder Durchlässigkeit lässt sich Einfluss nehmen, indem die Geflechtlagen zueinander versetzt angeordnet sind. Dies kann eine vorher festgelegte definierte geometrische Anordnung sein. Beispielsweise kann der Versatz in Richtung der Stehfäden erfolgen und so vorgesehen sein, dass die Stehfäden zweier benachbarter Geflechtlagen jeweils um einen halben Abstand der Längsmittelachsen der Stehfäden versetzt werden Bei gleichmäßiger Anordnung kann der Versatz genau die Gassenbreite zwischen den Stehfäden, das heißt der freie Bereich zwischen zwei Stehfäden sein.
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Die Flechtlitze kann erfindungsgemäß so gestaltet sein, dass die Stehfäden im Bereich ihrer Längskanten aus einem anderen Material als die übrigen Stehfäden bestehen. Dies kann beispielsweise ein leichter schmelzfähiges oder thermisch verformbares Material sein, falls die Schrägfäden dort zu fixieren sind. Das Material der Stehfäden im Längskantenbereich kann aber auch insbesondere weniger hart und/oder kostengünstiger gewählt werden, wenn in diesem Bereich die Litze aufgeschnitten und/oder später noch für den Erhalt der Endabmessungen beschnitten wird. So ist es beispielsweise möglich, bis auf den Längskantenbereich Stehfäden aus Hybridfasern mit Karbon- und Glasfasern einzusetzen, im Längskantenbereich jedoch einfache Kunststofffasern oder sogar Baumwolle. Der Längskantenbereich ist so breit zu wählen, dass dieser im Wesentlichen im Verschnittbereich liegt. Dies kann eine Größenordnung von wenigen Millimetern bis zu mehreren Zentimetern, in der Regel 2 bis 3 cm, sein. Im Normalfall wird der Längskantenbereich nicht mehr als 10 bis 20% der gesamten Flechtlitzenbreite ausmachen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Flechtlitzen als Flachgeflecht, bei dem mit in Längsrichtung der Litze orientierten Längsfäden auf einer Flechtmaschine Schrägfäden verflochten werden, die unter einem Winkel ungleich 90° gegenüber den Längsfäden geneigt sind. Zunächst wird dabei durch Umflechten eines Flechtkerns ein Rundgeflecht erzeugt, das erfindungsgemäß anschließend in Längsrichtung an zwei Seiten des Flechtkerns aufgeschnitten wird. Dadurch lassen sich im Unterschied zu herkömmlichen Rundflechtverfahren in einem Arbeitsgang zwei identische Flachlitzen erzeugen, die nach Entfernen des Flechtkerns ohne größeren Aufwand, meist schon durch Eigengewicht, in die flache Form übergehen und nicht wie bei einem nur einseitig aufgeschnittenen Rundgeflecht noch in einem zusätzlichen Arbeitsgang flachgelegt werden müssen. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, einen unrunden, insbesondere einen schon flachen Kern mit deutlich größerer Breite als Höhe zu verwenden. Dessen Ober- und Unterseite kann bevorzugt schon der Form des zu erzeugenden Flachgeflechts entsprechen.
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Um das beidseitige Aufschneiden des Flechtschlauchs zu erleichtern, ist es von Vorteil, an den Längsseiten des Kerns nutartige Führungsausnehmungen vorzusehen, in denen ein Schneidwerkzeug geführt werden kann (Beschnittnuten). So wird der Verfahrensschritt des Aufschneidens vereinfacht, und es wird sichergestellt, dass die Schnitte immer gleichmäßig ausgeführt werden und die entstehenden Flechtlitzen immer exakt dieselben Maße haben.
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Zur Herstellung von Flechtlitzen mit gekrümmter Längserstreckung kann mit Vorteil ein Flechtkern verwendet werden, der in seiner Längserstreckung gebogen bzw. geknickt ist, beispielsweise, aber nicht beschränkend, nach Art eines Kreisringsegments. So werden Geflechte erzeugt, die bereits an die spätere Verwendungsform angepasst sein können, ohne dass in oder zwischen den Flechtfäden unerwünschte Spannungen auftreten.
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Erfindungsgemäß können auf den Kern mehrere Geflechtlagen, d. h. mindestens zwei, aufgeflochten werden, bevor der mehrlagige Flechtschlauch aufgetrennt und zu zwei Flachgeflechten verarbeitet wird. Die Geflechtlagen können dabei insbesondere zueinander versetzt aufgeflochten werden, so dass über die Anordnung der Flechtfäden und der Freiräume zwischen diesen Einfluss auf Struktur, Steifigkeit und Durchlässigkeit des Gesamtgeflechts genommen werden kann. Ein Versatz der Geflechtlagen zueinander kann erzeugt werden, indem die Position von Flechtmaschine und Flechtkern zueinander zwischen dem Aufflechten der einzelnen Flechtlagen verändert wird. Damit ist eine Positionsänderung von Kern zu Flechtmaschine, insbesondere zu einem Klöppelgetriebe einer Rundflechtmaschine in einer zur Längserstreckung des Kerns orthogonalen Ebene gemeint, da die Lage des Kerns zur Flechtmaschine in Richtung seiner Längserstreckung durch das Hindurchschieben des Kerns ohnehin während des Flechtprozesses ständig verändert wird. Insbesondere ist es möglich, den Kern gegenüber der Flechtmaschine bzw. dem Klöppelgetriebe der Flechtmaschine zu verschwenken bzw. zu drehen. Auch eine Positionsänderung der Flechtmaschine bzw. des Klöppelgetriebes zu einem positionsfesten Kern ist möglich, in der Praxis jedoch schwerer umsetzbar. Durch eine Verschwenkung beispielsweise des Kerns können die Geflechtlagen zueinander versetzt abgelegt werden, wobei über den Schwenkwinkel des Kerns unmittelbar Einfluss auf den Umfang des Versatzes genommen werden kann.
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Wie bereits in Bezug auf die erfindungsgemäße Flechtlitze erläutert, kann es vorteilhaft sein, bei einem mehrlagigen Geflecht die Fäden und/oder die gesamten Lagen des Geflechts zumindest entlang der Längskanten der zu erhaltenden Flechtlitze vor dem Aufschneiden in ihrer Position zu fixieren. Dies kann beispielsweise durch das Aufbringen von Binder zwischen den Geflechtlagen und/oder durch Wärmeeinwirkung ggf. unter zusätzlichem Druck von z. B. Anpressrollen erfolgen. Auch verfahrengemäß können für den Längskantenbereich der Flechtlitze Stehfäden aus einem anderen Materials als für das übrige Geflecht verwendet werden. Insbesondere zur Verfestigung der Kanten der zu erzielenden Flechtlitze kann es von Vorteil sein, die Flechtfäden bzw. -fasern (Stehfäden und/oder Schrägfäden) auf dem Kern noch vor dem Aufschneiden der Längskanten der Litze aufzuspreizen. Dies kann beispielsweise mechanisch durch Druck oder indirekt über Ultraschallsonotroden, die ebenfalls zu einer Druckbeaufschlagung gegenüber dem Kern führen, erfolgen. Durch die schwingende Bewegung wird die Faser dabei plattgedrückt. Auch eine Strömungsbeaufschlagung über Düsen mit Luftdruck ist denkbar.
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Ein typischer Prozessablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beginnt mit der Bereitstellung eines Kerns, der durch den Flechtring einer Flechtmaschine hindurchgeschoben und dabei umflochten wird. Anschließend kann ein Aktivieren der Kante über die beschriebenen Maßnahmen wie Hitze und/oder Druck erfolgen. Das Geflecht wird dann in seiner Längserstreckung abgetrennt und eventuell mit Binder bestreut, der – wenn entsprechend geeignet – durch Sintern aktiviert wird. Anschließend kann der Binderrest abgesaugt werden. So sind die Flechtfasern zueinander in ihrer Position fixiert. Das Aufflechten einer oder mehrerer weiterer Lagen kann mit den gleichen Verfahrensschritten erfolgen, wenn gewünscht mit einem Versatz der einzelnen Geflechtlagen zueinander. Abschließend wird das Geflecht an beiden Seiten des Kern aufgetrennt, und die beiden erhaltenen Flachlitzen werden abgelegt, eventuell weiterverarbeitet, verpackt und transportiert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, die im Folgen beschrieben werden; es zeigen:
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1 einen Flechtkern mit schematisch angedeutetem Geflecht,
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2 eine Ansicht aus Richtung II auf den Gegenstand aus 1 nach Aufflechten einer weiteren Geflechtlage und
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3 die Weiterverarbeitung des Flachgeflechts durch Ausgießen in einer Form.
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In 1 ist schematisch ein Flechtkern 1 zu sehen, der mit einer Geflechtlage umflochten ist. Von der Geflechtlage sind hier zur Verdeutlichung nur einige wenige Flechtfäden 2, 3 dargestellt, diese aber bedeutend größer als in der Realität. Ein tatsächliches Geflecht hat hingegen eine Vielzahl von Stehfäden 2 und Schrägfäden 3. Die Stehfäden 2 verlaufen zueinander parallel, jedoch kurvenförmig, hier mit einer Längserstreckung L, die einen gekrümmten Verlauf nach Art eines Kreisradius hat. Bei der Darstellung sind die Stehfäden 2 an den Stirnseiten 1' des Flechtkerns 1 abgeschnitten und damit schon auf Fertiglänge der herzustellenden Flechtlitze gebracht.
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Der Flechtkern 1 ist flach und hat einen annähernd rechteckigen Querschnitt mit geringer Höhe und großer Breite. Wie besonders an den Stirnseiten 1' des Flechtkerns 1 zu erkennen ist, hat dieser an beiden Seiten sich in Längsrichtung erstreckende nutartige Ausnehmungen 4. In diesen kann ein nicht dargestelltes Schneidwerkzeug entlang geführt werden, um die die Ausnehmungen überspannenden Schrägfäden 3 (und falls dort Stehfäden 2 verlaufen sollten, auch diese) zu durchtrennen, so dass bei Entfernen des Kerns 1 zwei identisch ausgestaltete Flachgeflechte entstehen.
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2 zeigt, allerdings nicht maßstabsgetreu, eine Ansicht aus Richtung II auf die Stirnseite 1' des Kerns aus 1. Hier ist jedoch ein anderes Geflecht mit zwei Geflechtlagen aufgelegt, von denen nur die Stehfäden 2 angedeutet sind. Dabei verdeutlichen kurz gestrichelte Linien die Stehfäden 2i der inneren Geflechtlage und gepunktete Linien die Stehfäden 2a der äußeren Geflechtlage. Im Längskantenbereich der entstehenden Litzen sind außerdem lang gestrichelte Stehfäden 2f zu sehen, bei denen es sich um Fixierungsfäden handelt. Diese sind aus einem anderen Material als die Stehfäden 2i und 2a der inneren und äußeren Lage und zum Einen geeignet, mit den nicht dargestellten Schrägfäden zu verschmelzen, zum Anderen aus einem kostengünstigeren Material, da sie im späteren Verarbeitungsprozess einem Beschnitt zum Opfer fallen.
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Zwischen den Geflechtlagen sind durch kleine Dreiecke Binderpartikel 6 angedeutet, durch die die Stehfäden 2i der unteren Lage mit den hier nicht dargestellten Schrägfäden in ihrer Position fixiert und stabilisiert werden. Außerdem ist erkennbar, dass die Geflechtlagen zueinander um einen Stehfadenmittelabstand A versetzt angeordnet sind, so dass die Stehfäden 2a der äußeren Lage jeweils in den Gassen zwischen den Stehfäden 2i der inneren Geflechtlage zur Ablage kommen. Die Stehfäden 2a, 2i sind damit um einen Versatz V zueinander versetzt, der genau dem halben Abstand A der Längsmittelachsen der Stehfäden entspricht.
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3 schließlich zeigt wiederum schematisch eine einzelne Flechtlitze, entstanden durch Auftrennung eines Flechtschlauchs wie in 2. Diese Litze ist in ein zweiteiliges Formwerkzeug eingelegt, in das ein Fixiermedium, beispielsweise Gießharz, eingebracht wird, um die Flechtlitze endgültig zu verfestigen und in der gewünschten Form zu erhalten. Es ist insoweit wesentlich, dass die Flechtfäden (hier wiederum sind nur die Stehfäden 2 dargestellt) so zueinander exakt positioniert werden, dass ein gleichmäßiger Harzfluss zwischen den Gassen ermöglicht ist. In diesem Fertigungsschritt kann gleichzeitig ein Drapieren bzw. Nasspressen erfolgen, wobei der Litze durch ein Formwerkzeug 7 mit besonders gestalteter Oberfläche eine gewünschte multidimensionale Gestaltung aufgeprägt werden kann. Dies ist in 3 nicht dargestellt. Über einen solchen Nasspressprozess bzw. ein solches Drapieren kann der Litze jedoch auch im Schnitt und nicht nur in ihrer Längserstreckung eine von einer Ebene abweichende Form, beispielsweise mit Wölbung und Dellen, aufgeprägt werden, die dann mit dem Aushärtungsmittel, beispielsweise dem Gießharz fixiert wird.
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Die erfindungsgemäße Flechtlitze und das Verfahren zu ihrer Herstellung sind damit äußerst vielseitig und gleichzeitig mit höherer Präzision erhaltbar, als herkömmliche Flechtlitzen. Verfahrensmäßig ist es weiterhin ein Vorteil, dass mit jedem Flechtgang gleichzeitig zwei Flechtlitzen produziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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