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Die Erfindung betrifft eine Flechtmaschine mit einer sich um eine Längsachse erstreckenden, ringartig ausgebildeten Trageinrichtung, mit Fäden tragenden Klöppeln, die während des Flechtvorgangs auf der Trageinrichtung zum einen um ein Flechtzentrum und zum anderen ihre axiale Lage ändernd bewegt werden. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Flechtprodukt.
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Flechtmaschinen sind als Radialflechtmaschinen bekannt, und werden beispielsweise von der Firma August Herzog Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, 26127 Oldenburg, unter der Bezeichnung "Radialflechter Typ RF" angeboten (www.herzog-online.com).
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Die am weitesten verbreitete Flechtmaschine ist die sogenannte Standardflechtmaschine oder Spiralflechtmaschine. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Klöppel achsparallel auf einer ebenen Flügelradbahn umlaufen. Mit solchen Maschinen werden insbesondere Seile hergestellt.
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Aus dieser Technik hat sich dann die Radialmaschine entwickelt; die Klöppelachse wurde von axial auf radial gekippt, was gewisse Vorteile bei der Verarbeitung von empfindlichen Fasern, wie beispielsweise Kohlenstoff- oder Glasfaserrovinge, mit sich bringt. Die Trageinrichtung weist dabei eine auf einer Kugeloberfläche liegende Flügelradebene auf.
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Geflechte aus Kohlenstoff- oder Glasfasern dienen zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen, wobei die Geflechte dazu in eine Kunststoff-Matrix eingebettet werden. Profilartige, bzw. hohl ausgebildete faserverstärkte Kunststoffe finden insbesondere in der Luft- und Raumfahrttechnik, im Fahrzeugbau oder auch im Maschinenbau Verwendung und ersetzen zunehmend metallische Bauteile oder Komponenten.
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Nachteil derartiger Radialflechtmaschinen ist, dass die Klöppel auf der Trageinrichtung (dem sogenannten Flügelrad) während des Flechtvorgangs in der Flügelradebene auf im Wesentlichen sinusförmig verlaufenden Führungsbahnen aneinander vorbei bewegt werden müssen. Dadurch wird die Bewegung der Klöppel um das Flechtzentrum mit der Bewegung der Klöppel umeinander, durch Führen der Klöppel auf den Sinusbahnen, überlagert. Insbesondere resultiert hieraus eine vergleichsweise komplexe Bewegung der Klöppel, die bei hohen Geschwindigkeiten, beziehungsweise bei vergleichsweise großen, vergleichsweise lange Fäden tragenden Klöppeln Schwierigkeiten bereiten. Hierbei ist auch problematisch, dass sich alle Klöppel im selben „Orbit“ bewegen und damit der für jeden Klöppel zur Verfügung stehende Raum vergleichsweise klein ist. Daneben werden die Klöppel regelmäßig nur einseitig gelagert, was wiederrum problematisch sein kann führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Flechtmaschine bereitzustellen, bei der vergleichsweise große Spulen in den Klöppeln eingesetzt werden können, sodass bei gleichzeitig optimierter Fadenführung mit vergleichsweise hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten gefahren werden können. Zudem soll ein zugehöriges Flechtprodukt bereit gestellt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Flechtmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Flechtprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Derartige Flechtmaschinen zeichnen sich also dadurch aus, dass die Trageinrichtung einen radial inneren Ring und einen radial äußeren Ring aufweist, wobei die beiden Ringe mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten und oder Drehrichtungen antreibbar sind, und wobei die beiden Ringe derart ausgebildet sind, dass die Klöppel während der Drehbewegung der Ringe zwischen einer axial vorderen und einer axial hinteren Lage verlagerbar sind. Die Tragstruktur, bzw. deren Ringe, können kann je nach Ausgestaltung der Maschine in einer horizontal oder vertikal verlaufenden Ebene liegen.
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Die Verlagerung zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage erfolgt dabei vorzugsweise entlang einer axialen Linie, also parallel zur Rotationsachse. Die Spulen sind vorzugsweise ebenfalls axial ausgerichtet beziehungsweise sind parallel zur Längsachse verlaufend angeordnet. Ist auch denkbar, dass die Verlagerung zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage entlang einer schräg zur Rotationsachse verlaufenden Linie und/oder einer leicht gebogenen Linie erfolgt.
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Derartige Flechtmaschinen haben den Vorteil, dass die rotatorische Bewegung der Klöppel um das Flechtzentrum herum entkoppelt werden kann von der Bewegung der Klöppel zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage. Hinzukommt, dass durch Anordnung der Klöppel auf den beiden Ringen deren Bewegungsräume voneinander getrennt sind. Insgesamt können hierdurch größere Klöppel, beziehungsweise Spulen, und insgesamt ein höheres Fadenvolumen, verwendet werden. Gleichzeitig können die Klöppel besser und vereinfacht an der Trageinrichtung gelagert werden, was ebenfalls den Einsatz größerer Klöppel ermöglicht, bei insgesamt gleichzeitig höheren Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Dadurch, dass die Klöppel dennoch gleichförmig bewegt werden, wird zudem ein gleichmäßiges Geflecht erzeugt, das auch an moderne Hochleistungsfasern gestellte Anforderungen erfüllt.
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Vorteilhafterweise sind die Ringe in radialer Richtung benachbart angeordnet und weisen zudem insbesondere Führungsmittel zur gegenseitigen Führung auf. Die Führungsmittel können dabei als Gleitführungen oder als Wälzlager ausgebildet sein.
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Die einzelnen Ringe können ihrerseits jeweils zwei axial zueinander beabstandete Ringelemente umfassen, zwischen denen die einzelnen Klöppel zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage bewegbar sind. Die Ringelemente sind dabei vorzugsweise gegen ein gegenseitiges Verdrehen bewegungsgekoppelt. Die Klöppel als solche erstrecken sich dabei ebenfalls vorzugsweise in axialer Richtung, wobei die Fäden insbesondere quer zur axialen Richtung von den Klöppeln abwickelbar sind.
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Die Ringelemente dienen insbesondere als Hubbegrenzungen zur Begrenzung der Bewegung der Klöppel zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage. Die Ringelemente können dabei selbst die Hubbegrenzung bilden oder einzeln verstellbare Zwischenelemente aufweisen, die dann die Hubbegrenzungen darstellen. Denkbar wäre, den Hub jedes inneren oder/und äußeren Klöppels bedarfsgerecht zu regeln.
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Ferner können an den einander zugewandten Seiten der Ringelemente eines Rings Führungsmittel zur Führung der Bewegung der Klöppel zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage vorgesehen sein. Dadurch kann eine definierte und positionsgenaue Bewegung der Klöppel zwischen der axial vorderen und axial hinteren Lage bereitgestellt werden. Die Führungsmittel als solche können als sich in insbesondere axialer Richtung erstreckende Führungsbolzen oder Führungsstangen ausgebildet sein. Die Klöppel weisen dann vorzugsweise ein sich in axialer Richtung erstreckendes Mittellängsloch auf, wobei die Führungsbolzen oder -stangen in dieses Längsloch einführbar sind. Die Klöppel können dann letztlich auf den Bolzen oder Stangen zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage verlagert werden.
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Ferner ist vorteilhaft, wenn Betätigungsmittel zum Verlagern der Klöppel vorgesehen sind. Die Betätigungsmittel können beispielsweise als mechanische Verschiebemittel ausgebildet sein. Ferner ist denkbar, dass die Betätigungsmittel pneumatisch arbeiten, wobei ein Verlagern der Klöppel durch Druckluft erfolgt. Die Verlagerung der einzelnen Klöppel erfolgt dabei derart, dass sich im radial inneren Ring zu geeigneten Zeitpunkten geeignete Durchlässe für entgegenlaufende Fäden von Klöppeln des radial äußeren Ringes ergeben, so dass das gewünschte Geflecht im Flechtzentrum gebildet wird.
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Selbstverständlich sind auch Antriebsmittel zum Antreiben der Ringe vorgesehen. Denkbar ist, dass an jedem Ring ein eigenes Antriebsmittel vorgesehen ist. Ferner ist denkbar, dass lediglich ein Antriebsmittel vorgesehen ist und dass zwischen den beiden radial versetzten Ringen eine mechanische Kopplung, beispielsweise ein verstellbares Getriebe, vorhanden ist. Zudem ist vorteilhaft, wenn eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die Bewegungsabläufe der beiden Ringe sowie die Bewegung der Klöppel zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage für jeden Klöppel individuell steuert.
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Erfindungsgemäße Flechtprodukte zeichnen sich durch eine variabel geänderte textile Bindung aus.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, die anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben und erläutert sind.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Flechtmaschine mit vertikaler Ausrichtung in Vorderansicht,
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2 die Flechtmaschine gemäß 1 in Draufsicht und
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3 einen Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der Flechtmaschine gemäß 1 und 2.
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Die in den Figuren gezeigte Flechtmaschine 10 umfasst eine ringartig ausgebildete Trageinrichtung 12, an der Fäden tragende Klöppel 14 vorgesehen sind. In der 1 sind lediglich schematisch über einen Viertelkreis der Trageinrichtung 12 die in diesem Bereich vorhandenen Klöppel 14 angedeutet.
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Von den Klöppeln 14 erstrecken sich Fäden 18 hin zu einem im Zentrum der Trageinrichtung 12 liegenden Flechtzentrum 16.
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Die Trageinrichtung 12 ist dabei um eine in 1 und 2 angedeutete Längsachse 20 angeordnet. Die Trageinrichtung 12 umfasst einen radial inneren Ring 22 und einen radial äußeren Ring 24. Die beiden Ringe 22 und 24 sind über nicht dargestellte Antriebsmittel um die Längsachs 20 verdrehbar bzw. antreibbar, wobei insbesondere die beiden Ringe 22, 24 in unterschiedliche Drehrichtungen antreibbar sind. Die Drehrichtungen sind dabei mit den Pfeilen 26 und 28 gekennzeichnet.
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Wie aus 3 deutlich wird, umfassen die beiden Ringe 22 und 24 jeweils zwei axial zueinander beabstandete Ringelemente 30, 32 sowie 34, 36. Die Ringelemente 30 und 32, die dem inneren Ring 22 zugeordnet sind, sind dabei über nicht dargestellte Verbindungsmittel verbunden bzw. werden synchron zueinander angetrieben. Entsprechend sind die beiden Ringelemente 34 und 36 des radial äußeren Rings 24 miteinander bewegungsgekoppelt.
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Wie aus 3 deutlich wird, sind die beiden Ringe 22, 24, beziehungsweise die einzelnen Ringelemente 32 mit 36 und 30 mit 34 über Gleitführungen 38 gegeneinander gelagert.
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Wie ebenfalls aus 3 deutlich wird, sind die Klöppel 14 an den Ringen 22 und 24, beziehungsweise an deren Ringelementen 30, 32 und 34, 36 derart angeordnet, dass sie in axialer Lage, also parallel zur Mittellängsachse 20, verlagerbar sind. Allerdings ist auch denkbar, dass die Verlagerung der Klöppel zwischen der axial vorderen und der axial hinteren Lage entlang einer beispielsweise um 5° schräg zur Mittellängsachse 20 verlaufenden Linie und/oder einer leicht gebogenen Linie erfolgt. Die Bewegung der Klöppel 14 zwischen den beiden Endlagen wird in 3 durch die Pfeile 44 angedeutet. Die vordere Lage wird dabei durch die beiden Ringelemente 32 und 36 definiert; die hintere Lage durch die Ringelemente 30, 34. In der 3 befinden sich die beiden linken Klöppel 14.1 in der vorderen Lage; die beiden rechten Klöppel 14.2 in der hinteren Lage. Die Ringelemente dienen dabei folglich als Hubbegrenzungsmittel für die Klöppel 14.
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Zur Führung der Klöppel 14 aus der vorderen Lage in die hintere Lage sind an den Ringelemente 32, 34, 36, 38 Führungsbolzen 40 vorgesehen, in welche sich parallel zur Längsachse 20 erstreckende, an den Klöppeln 14 vorgesehene Aufnahmelöcher 42 eingreifen.
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Zum Verlagern der einzelnen Klöppel 14 sind in den Figuren nicht gezeigte Betätigungsmittel vorgesehen, die die Klöppel 14 beispielsweise mechanisch oder pneumatisch beaufschlagen können.
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Im Betrieb der Flechtmaschine 10 bewegen sich folglich die beiden Ringe 22 und 24 in entgegengesetzter Richtung. Zudem werden die einzelnen Klöppel 14 in parallel zur Längsachse 20 verlaufender Richtung 44 zwischen ihrer jeweils vorderen und hinteren Lage entsprechend verlagert. Die Verlagerung der einzelnen Klöppel 14 erfolgt derart, dass sich im radial inneren Ring 22 zu geeigneten Zeitpunkten geeignete Durchlässe für entgegenlaufende Fäden von Klöppeln des radial äußeren Ringes 34 ergeben, derart, dass ein gewünschtes Geflecht im Flechtzentrum 16 gebildet wird.
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Eine derartige Flechtmaschine 10 hat den Vorteil, dass vergleichsweise große Klöppel 14 mit entsprechend großen Mengen von Fäden verwendet werden können. Dennoch kann die Flechtmaschine 10 vergleichsweise schnell laufen, und ein entsprechendes Geflecht hergestellt werden.
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Weiterhin ergibt sich durch die Entkopplung der umlaufenden und axialen Klöppelbewegung die Möglichkeit, durch ein Durchlassen von mehr oder weniger gegenlaufenden Fasern vor der Verlagerung eines Klöppels, unterschiedliche textile Abbindungen im Geflecht zu erzeugen, was mit herkömmlichen Flechtmaschinen nicht möglich ist.
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Zusätzlich bietet diese Maschinenkonzept die Möglichkeit, über geeignete Kontakte die einzelnen Ringelemente 30, 32, 34, 36 und somit jeden Klöppel 14 trotz der Rotation der Ringe 22 und 24 dauerhaft und unabhängig voneinander mit Medien wie Luft, Strom und Sensorik zu versorgen. Dies ist insbesondere für eine elektrische Fadenspannungsregelung der einzelnen Klöppel vorteilhaft.
