DE19855941A1

DE19855941A1 - Verfahren zur Herstellung eines Multiaxialgeleges aus Multifilamentfäden

Info

Publication number: DE19855941A1
Application number: DE19855941A
Authority: DE
Inventors: Gert Wagener
Original assignee: Saertex Wagener GmbH
Current assignee: Saertex GmbH and Co KG
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-03-09
Also published as: DE59902591D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Multiaxialgeleges aus Multifilamentfäden, die in unterschiedlichen Orientierungen übereinandergelegt sind, wobei die 0 DEG -Lage in Produktionsrichtung verläuft und die Fixierung des Filamentgeleges mit einer Nähwirkmaschine durchgeführt wird, wobei eine oder mehrerin 0 DEG -Lage ausgerichtete Multifilamentlagen zwischen die in unterschiedlichen Orientierungen geschichteten übrigen Multifilamentlagen eingelegt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Multiaxialgeleges aus Multifilamentfäden gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Multiaxialgeleges aus Multifilamentfäden ist beispielsweise in der Literaturstelle "Rationalisierung der Fertigung langfaserverstärkter Verbund werkstoffe durch den Einsatz multiaxialer Gelege" von Karl heinz Hörsting, Verlag Shaker, Aachen 1954 bekanntgeworden und in dem in der Anlage beigefügten Firmenprospekt "LIBA" Copcentra Multi-Axial, 12/88, Seite 5 dargestellt und beschrie ben.

Die Funktionsweise einer solchen Maschine soll zum besseren Verständnis der Erfindung nachfolgend kurz erläutert werden:

Die Multifilamentfäden werden von Spulengattern abgezogen und Schußwagen zugeführt, die auf verstellbaren Schienen be wegt werden und die die Multifilamentfäden in der geforderten Orientierung ± 25° bis 90° in eine sogenannte Nadeltransport kette ablegen. An jedem Schußwagen kann über ein Riet die Dichte der eingetragenen Fäden eingestellt werden, die somit das Flächengewicht der einzelnen Lagen bestimmen. Für das exakte Einlegen in die Nadeltransportketten schwingt der Schußwagen im Randbereich über die Transportkette hinaus. Beim Abbremsen im Umkehrpunkt wird das zuviel gelieferte Material durch einen Fadenspeicher kompensiert. Durch eine entsprechende Bewegung werden die Multifilamentfäden hinter die Nadeln der Transportkette gedrückt. Um ein paralleles Ab legen der Multifilamentfäden zu gewährleisten, wird dann ein Versatz des Schußwagenriets in der Produktionsrichtung ent sprechend der Bandbreite der Fäden durchgeführt. Nach dem Versatz schwingt der Schußwagen wieder aus und fährt zur gegenüberliegenden Seite des Geleges.

Durch das Hintereinanderschalten mehrerer Schußeintrags systeme wird dann das Gelege in unterschiedlichen Orientie rungen geschichtet.

Die Zuführung der 0°-Filamente - die sich also in Produktions ausrichtung erstrecken - erfolgt direkt von einem Kettbaum oder einem zusätzlichen Spulengatter.

Die Fixierung des lockeren Fadengeleges wird mit Hilfe einer konventionellen Wirk- oder Nähmaschine realisiert. An schließend werden die Randbereiche des Geleges, die in der Transportkette liegen, abgetrennt, da hier aufgrund starker Filamentkrümmungen Faserschädigungen vorliegen. Das fertige Multiaxialgelege wird dann auf einen Warenbaum aufgewickelt.

Die Schußmultifilamente werden dabei in Produktionsrichtung gesehen in einem Winkel von ± 22,5° bis ± 60° und mehr und außerdem in einer 90°-Richtung abgelegt, während die soge nannten Kettfäden in 0°-Richtung zugeführt werden, d. h. also parallel zur Produktionsrichtung verlaufen.

Die sogenannten 0°-Multifilamente liegen bei dem fertiggestell ten Multiaxialgelege zur Zeit immer als oberste Schicht.

Häufig bestehen derartige Multiaxialgelege aus aus sehr biege- und bruchempfindlichen Fasern erstellten Multifilamenten und das Aufwickeln des fertigen Geleges auf den Warenbaum führt dann, wenn die 0°-Multifilamente in der obersten Schicht ange ordnet sind, zu einer Überbeanspruchung der Fasern dieser Multifilamentfäden. Bei einem eine Vielzahl von einzelnen La gen, beispielsweise sechs oder sieben Lagen aufweisenden Multiaxialgeleges wurde deshalb bisher so vorgegangen, daß man Gelege mit beispielsweise drei Lagen herstellte, in denen auch die 0°-Multifilamente in der obersten Lage angeordnet waren, dann eines dieser Gelege umdrehte, so daß dann zwei Gelege aufeinandergelegt waren, bei denen die 0°-Multi filamente in der Mitte angeordnet waren, also theoretisch in der sogenannten neutralen Zone, wobei dann diese bereits schon einmal vernähten Gelege ein drittes Mal vernäht wurden, näm lich die beiden Gelege mußten zusammengenäht werden. Dies führte dazu, daß durch die Vielzahl von Nähvorgängen weitere Schädigungen der Fasern der Multifilamente eintrat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Multiaxialgelege zu schaffen, bei dem es möglich ist, die 0°-Multifilamente an je der beliebigen Stelle des Geleges anzuordnen, ihre vorbestimm te Lage zu sichern und trotzdem ein Gelege herzustellen, das beispielsweise aus sieben Lagen aufgebaut ist, aber nur ein einziges Mal vernäht werden muß.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre-es Hauptanspruches gelöst.

Es wird also ein Multiaxialgelege mit beispielsweise sieben La gen vorgeschlagen, wobei die 0°-Lagen zwischen den anderen ± 22,5° bis 90°-Lagen eingearbeitet werden können und sicher in ihrer angestrebten Ausrichtung und Lage gehalten werden.

Gemäß einem wesentlichen Vorschlag der Erfindung wird dabei vorgesehen, daß die 0°-Lagen zwischen ihrem Einführungs punkt und der Vernähung durch freischwebende Riete in ihrer am Einführungspunkt vorgegebenen Verteilung fixiert werden. So ist es beispielsweise möglich, ein Gelege herzustellen, das aufeinanderfolgend aus folgenden Gelegen aufgebaut wird:

1. Ein Gelege aus -/+ 45°-Multifilamentfäden,
2. ein Gelege aus +/- 45°-Multifilamentfäden,
3. ein Gelege aus 0°-Multifilamentfäden,
4. ein Gelege aus + 90°-Multifilamentfäden,
5. ein Gelege aus 0°-Multifilamentfäden,
6. ein Gelege aus +/- 45°-Multifilamentfäden und
7. ein Gelege aus -/+ 45°-Multifilamentfäden.

Die freischwebenden Riete sichern die korrekte Lage der 0°-Multifilamentfäden, ohne daß sich diese Multifilamentfäden beim Ablegen der nachfolgenden, durch die Schußeintrags wagen abgelegten Multifilamentfäden in anderen Orientierungen verschieben können und in ihrem Abstand zueinander gesichert sind.

Eine andere mögliche Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die 0°-Multifilamente über ein mit den üblichen Na delketten umlaufendes Fördermittel unterstützt und bis zur Nähstelle geführt werden. Dieses Fördermittel kann als Förder band ausgebildet sein und mit einer Vielzahl feiner Nadeln be stückt werden, die die Beibehaltung der beim Einlegen in die Nadelkette vorgegebenen Verteilung aller Lagen bis zur Näh stelle gewährleistet. Hierbei ist zu beachten, daß die 0°-Multi filamente nicht in die Nadelkette eingebunden werden, sondern theoretisch frei flottierend auf die bereits abgelegten, in den Na delketten eingebundenen Schußfäden abgelegt werden. Als Fördermittel kann dabei ein Förderband eingesetzt werden oder ein Lattentuch oder auch ein Gurttuch.

Es ist aber auch denkbar, daß die einzelnen Gelege unabhängig von ihrer Orientierung zusätzlich zu den in den Nadelketten gehaltenen Schußfäden auf einer Fläche abgelegt werden, die die Multifilamentfäden aufgrund eines an der Oberfläche dieser Fläche herrschenden Vakuums und des auf die Gelege wirken den Saugdruckes fixieren und bis zur Nähstelle führen.

Durch den bzw. die erfindungsgemäßen Vorschläge wird also erreicht, daß ein Beschädigen der einzelnen Multifilamentfäden durch vielfaches Vernähen unabhängig davon, ob es sich um Fäden in der ± 22,5° bis 90°-Lage handelt oder ob es sich um Fäden in der 0°-Lage handelt, vermieden wird, da nur ein ein maliges Vernähen der Vielzahl von einzelnen Gelegen erfolgen muß. Hierdurch wird nicht nur das Beschädigen vermieden, sondern außerdem erhebliche Kosten für die Handhabung der Gelege eingespart.

Gemäß der Erfindung können die 0°-Kettfadenfilamente in jeder belliebigen Schichthöhe des Geleges angeordnet werden, so daß das Gelege in besserer Weise den gestellten Anforde rungen hinsichtlich Zugfestigkeit angepaßt werden kann.

Die Fixierung der 0°-Kettfadenfilamente ist vom Eintragungs punkt aus bis zur Vernähstelle gesichert. Diese erzielten Vortei le sind insbesondere dann von besonders großer Wichtigkeit, wenn die Multifilamentfäden ganz oder teilweise aus Carbon fasern gebildet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Multiaxialgeleges aus Multifilamentfäden, die in unterschiedlichen Orientierun gen übereinandergelegt sind, wobei die 0°-Lage in Pro duktionsrichtung verläuft und die Fixierung des Filamentge leges mit einer Nähwirkmaschine erfolgt, dadurch gekenn zeichnet, daß eine oder mehrere in 0°-Lage ausgerichtete Multifilamentlagen zwischen die in unterschiedlichen Orientierungen geschichteten übrigen Multifilament lagen eingelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multifilamente der 0°-Lagen zwischen ihrem Einfüh rungsbereich und der Vernähung des Geleges durch frei schwebende Riete in ihrer am Einführungsbereich vorge gebenen Verteilung fixiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiaxialgelege auf ein in Produktionsrichtung laufen des Fördermittel abgelegt wird, das mit einer Vielzahl fei ner Nadeln ausgerüstet ist, die die beim Einlegen vorge gebene Verteilung aller Lagen bis zur Nähstelle sichern.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördermittel ein umlaufendes Förderband eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördermittel ein sogenanntes Lattentuch eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördermittel ein sogenanntes Gurttuch eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multifilamentfäden des Multiaxialgeleges auf eine unter Unterdruck stehende Fläche abgelegt und auf diese auf gesaugt und bis zur Nähstelle geführt werden.