DE19928635C1 - Verfahren zur Herstellung multiaxialer Kettengewirke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von multiaxialen Kettengewirken mit gestreckt verlaufenden Fäden in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung durch direkten Eintrag der Diagonalfäden als Schußfadenabschnitte an die Rücken der aufsteigenden Nadeln der Nadelbarren. Aufgabe der Erfindung ist, gewirkte Verstärkungsstrukturen mit einem mehrfachen, variablen, multiaxialen Fadenverlauf herzustellen, wobei im Bereich der Diagonal- und 90 DEG -Fäden bei laufender Maschine der Fadenwinkel in Abhängigkeit der geforderten Kraftlinienverläufe geändert werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß auf einer Rechts/Rechts-Kettenwirkmaschine je Nadelbarre mindestens zwei Diagonalfadensysteme gleichzeitig konträr als Teilschüsse eingelegt und zwischen den Diagonalfadensystemen 0 DEG -Fäden als Stehschüsse und gleichzeitig 90 DEG -Fäden als maschenreihengerechte Durchschüsse eingetragen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Multiaxialstrukturen mit einem gezielten Kraftlinienverlauf in allen Richtungen herstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von multiaxialen Kettengewirken mit gestreckt verlaufenden Fäden in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung durch direkten Eintrag der Diagonalfäden als Schußfadenabschnitte an die Rücken der aufsteigenden Nadeln. Die mit dem Verfahren hergestellten textilen Strukturen werden aufgrund ihrer hohen Stabilität und Festigkeit in den verschiedenen Richtungen als Verstärkung in Verbundmaterialien, beispielsweise im Automobilbau, Schienenfahrzeugbau und der Luftfahrtindustrie eingesetzt.

Die Herstellung von multiaxialen Kettenwirken durch Einarbeitung von verstärkenden Fäden als Schuß-, Kett- und Diagonalfäden ist bereits bekannt. In der DE-OS 33 04 345 ist beispielsweise eine Kettenwirkware mit einem normalen Kettengewirke als Warengrund und in diesen eingelegten Verstärkungsfäden beschrieben, bei der Schußfäden parallel zueinander verlaufen und jeweils zwischen zwei Maschenköpfen von aufeinanderfolgenden Maschenreihen angeordnet sind und zusätzlich zwei Sätze von Diagonalfäden vorgesehen sind, die jeweils abwechselnd zwischen zwei Maschenköpfen in Wirkrichtung aufeinanderfolgender Maschenreihen verlaufen. Bei dieser Ausführung sind Verstärkungs­ fäden in Kett-, Schuß- und Diagonalrichtung vorhanden, die nicht von den Wirknadeln durchstochen werden. Alle Verstärkungsfäden sind in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet, der verfahrensbedingt jedoch nicht verändert werden kann.

Bekannt ist auch eine Spezialkettenwirkmaschine zur Verarbeitung von Multiaxialgelegen, bei der bis zu sieben Fadenlagen in eine Transportkette eingehängt (90°/±diagonal/90°/­ -diagonal/90°/+diagonal/90°) und im Bereich der Wirkstelle durch eine Kettengewirke­ bindung verfestigt werden. Unmittelbar vor der Wirkstelle kann ein 0°-Fadensystem als letzte Fadenlage aufgelegt werden. Der Wirkvorgang erfordert jedoch das Durchstechen der dicht geschichteten Fadenlagen, was zum Verschieben der Fäden führt. Eine Reduzierung der Warenfestigkeit und eine ungleichmäßige, mangelhafte Strukturdichte sind die Folgen (Melliand-Textilberichte 11/86, S. 804-806).

Mit der Nähwirkmaschine, Typ Malimo, mit multiaxialem Schußeintrag ist die Herstellung von Multiaxialgewirken möglich, beispielsweise mit einer Fadenlagenkombination von 0°/­ ~90°/~-45°/~90°/~+45° bei Winkelabweichungen von 1-5°, d. h. die Schußfäden liegen nicht exakt parallel (Kettenwirk-praxis 2/94, S. 15-17).

Bei der multiaxialen Stricktechnik zur Herstellung technischer Textilien auf einer Rechts/Links-Flachstrickmaschine wird der multiaxiale Fadeneintrag durch eine Kombination von Fäden in den Richtungen 0°/90°/±45° realisiert (ITB Vliesstoffe - technische Textilien 1/95, S. 44-45). Die Besonderheit dieses Gestrickes besteht darin, daß sich die diagonal und senkrecht (0°) verlaufenden Fäden auf der Vorder- und Rückseite der Ware nach jeder zweiten Reihe abwechseln. Der Fadenverlauf für die Kett- und Diagonalfäden von der Vorderseite zur Rückseite des Flächengebildes wird durch zusätzliche Antriebe für die Zuführelemente, einer zur Steuerung der Verkreuzungsbewegung und einer zur Steuerung der Versatzbewegung, die karussellartig ausgeführt wird, realisiert. Mit dieser Einbindetechnik soll vorrangig die bei Verbundstoffen auftretende Delamination verhindert werden.

Eine biaxiale Stricktechnik sowie ein biaxial verstärktes Mehrlagengestrick ist aus der DE 44 19 985 A1 bekannt. Auf einer Rechts/Rechts-Flachstrickmaschine können insgesamt fünf Schußfadensysteme im rechten Winkel kreuzend eingetragen werden (90°/0°/90°/0°/90°). Durch die Anordnung der Fadenlagen (0°/90°) sind keine Multiaxialgestricke herstellbar. Die 0°-Fadenlagen werden außerdem durch die austreibenden Nadeln durchstochen, was zu den gleichen Nachteilen führt, wie bei der Spezialkettenwirkmaschine.

Darüber hinaus sind aus mehreren Patentschriften (DD 268 720, DD 268 721, DD 268 722, DD 268 723 DD 268 724, DD 256 885) Varianten zur Realisierung von Multiaxialeinrichtungen, insbesondere für Nähwirkmaschinen bekannt, mit denen eine Qualitätsverbesserung von Multiaxialflächengebilden bei verringertem, maschinentechnischen Aufwand sowie eine variable Gestaltung durch Zuführung von endlichen Fadenabschnitten aus Fadenspeicherkassetten erzielt werden sollen.

Bei den Techniken, die auf der Basis vorgelegter Fadenscharen arbeiten, bilden die 0°- Fadenlagen prinzipbedingt stets die Deckschicht, wodurch bei den anzustrebenden mehrlagigen Strukturen die Isotropie des Verbundes beeinträchtigt wird. Ein Teil der bekannten Multiaxialstrukturen besitzt rechtwinklig kreuzende Fadensysteme, mit denen die Forderungen hinsichtlich Faserwinkel (nicht größer 45°) nicht eingehalten werden können. Die bekannten Vorrichtungen zum Einlegen von Fadenscharen in Transportketten ermöglichen in gewissen Grenzen eine Variation des Legewinkels der Diagonalfäden, jedoch nicht bei laufender Maschine.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung gewirkter Verstärkungsstrukturen mit einem mehrfachen, variablen, multiaxialen Fadenverlauf zu entwickeln, mit dem im Bereich der Diagonal- und 90°-Fäden bei laufender Maschine der Fadenwinkel in Abhängigkeit der geforderten Kraftlinienverläufe geändert werden kann. Dabei soll das Durchstechen von Fadenlagen bzw. das Anstechen von Fäden vermieden werden, um eine kostengünstige Herstellung zu gewährleisten.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit der Rechts/Rechts-Kettenwirkmaschine der maschenreihengerechte Schußeintrag erfolgen kann, wobei durch das gleichzeitige konträre Einlegen der Diagonalfäden auf der vorderen und hinteren Nadelbarre mit geringem Aufwand vier Diagonalfadensysteme je komplette Maschenreihe eingebunden werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die 0°-Fäden direkt zwischen den konträr bewegten Schußfäden zugeführt und eingebunden werden. Das Durchstechen der Fäden wird bei dieser Verfahrensweise ausgeschlossen, so daß eine bessere Substanzausnutzung im Vergleich zu multiaxial verwirkten Gelegen möglich ist. Durch den direkten Schußeintrag ist keine vorherige Gelegeherstellung (Einhängen der im Winkel gelegten Fadenscharen in Transportketten) erforderlich, so daß eine direkte Steuerung des Versatzweges der Schußfäden im Bereich der Wirkzone gegeben ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Legewinkel der Diagonalfäden kraftliniengerecht zu ändern. Ebenso können 90°-Fäden beliebig in eine 0°-Position gebracht werden, womit differenzierte Schichtdicken in unterschiedlicher Folge realisierbar sind.

Außerdem werden durch die Bindungselemente einer groben, dreidimensionalen Rechts/Rechts-Kettengewirkestruktur die multiaxial geschichteten Fäden in Z-Richtung wesentlich verstärkt und damit der Widerstand gegen Delamination erheblich verbessert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung der Wirkstelle einer Rechts/Rechts-Kettenwirkmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Rechts/Rechts Kettengewirke gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Draufsicht auf das Rechts/Rechts-Kettengewirke gemäß Einzelheit in Fig. 2.

Nach dem in der Fig. 1 dargestellten Schnitt wird die Wirkstelle einer Rechts-Rechts- Kettenwirkmaschine von einer vorderen und hinteren Nadelbarre 1, 1' mit Wirknadeln und den dazugehörigen Abschlagkanten 2, 2' sowie den Fadenlegeorganen gebildet. Diese bestehen aus wenigstens einer schwingenden Grundlegeschiene 3, die die Legung für die Maschenbildung 3', 3" auf der vorderen und hinteren Nadelbarre 1, 1' realisiert, sowie wenigstens einer der vorderen und hinteren Nadelbarre 1, 1' zugeordneten schwingenden Schußlegeschiene 4, 5, über die zusätzliche 0°-Schußfäden (4', 5') einlaufen, die im Bedarfsfall seitlich versetzt werden. Die Fadenlegeorgane bestehen ferner aus nicht schwingenden Fadenlegern 6 bis 13. Der Fadenleger 6 ist der vorderen Nadelbarre 1 zugeordnet und trägt ein 94°-Fadensystem 6' ein, das von den Grundfäden 3' mittels Legeschiene 3 im Bereich der vorderen Nadelbarre 1 abgebunden wird. Je nach Kraftlinienverlauf kann der Fadenleger 6 auch aussetzen oder nur über Teilstrecken legen. Die Fadenleger 7 und 9 sind für den Eintrag von Diagonalfäden 7', 9' vorgesehen, die beispielsweise als Röhrchen ausgebildet und auf einer oszillierenden oder umlaufenden Mitnahmeeinrichtung im Abstand der Nadelteilung über die gesamte Arbeitsbreite angeordnet sind. Nach dem Erreichen des jeweiligen Warenrandes wandern die Fadenleger 7 in die Position der Fadenleger 9 und die Fadenleger 9 in die Position der Fadenleger 7. Die Versatzlänge je Maschenreihe richtet sich dabei nach dem gewünschten Legewinkel der Diagonalfäden 7', 9'. Im Bedarfsfall können die Diagonalfäden 7', 9' auch mustergemäß aussetzen und als 0°-Fäden verlaufen.

Der starr angeordnete Fadenleger 8 ist für die Zuführung der 0°-Fäden 8' vorgesehen, die im Gewirke zwischen den Diagonalfäden 7' und 9' liegen. Die Fadenleger 10 bis 13 sind der hinteren Nadelbarre 1' zugeordnet. Die hinteren Diagonalfäden 10' und 12' werden durch die Fadenleger 10 und 12 gelegt, wobei das Eintragsprinzip dem der Fadenleger 7 und 9 entspricht.

Die hinteren 0°-Fäden 11' werden durch starr angeordnete Fadenleger 11 analog der Fäden 8' zwischen die Diagonalfäden 10' und 12' gelegt. Der Fadenleger 13 trägt das hintere 90°- Fadensystem 13' ein, wobei wie bei Fadenleger 6 auch ein Aussetzen oder ein Eintrag über Teilstrecken erfolgen kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich gemäß Fig. 2 folgende Anordnung der Fadenlagen im Gewirke: 90°; -diagonal; 0°; +diagonal; 0° mit mustergemäßen Versatz; 0° mit mustergemäßen Versatz; -diagonal; 0°; +diagonal; 90°. Die Legewinkel der Diagonalfäden 7' und 9' bzw. 10' und 12' sind durch Verlängerung oder Verkürzung der Unterlegungslänge je Maschenreihe veränderbar.

In der Fig. 3 ist ein Kreuzungspunkt von vier Fadensystemen 6', 7', 8' und 9' an der vorderen Nadelbarre 1 dargestellt. Dementsprechend liegen die 90°-Fäden 6' vor den Diagonalfäden 7' und 9' und die 0°-Fäden 8' verlaufen zwischen den Digonalfäden 7', 9'.

Analog sind die 90°-Fäden, Diagonalfäden und 0°-Fäden an der hinteren Nadelbarre 1' mit den Fadensystemen 10', 11', 12' und 13' angeordnet, wobei entsprechend der Rechts/Rechts- Gewirkestruktur die Kreuzungspunkte der vorderen Fadensysteme und der hinteren Fadensysteme zueinander versetzt angeordnet sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Multiaxialstrukturen mit einem gezielten Kraftlinienverlauf in allen Richtungen für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten optimal herstellen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von multiaxialen Kettengewirken mit gestreckt verlaufenden Fäden in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung durch direkten Eintrag der Diagonalfäden als Schußfadenabschnitte an die Rücken der aufsteigenden Nadeln der Nadelbarren (1; 1'), gekennzeichnet dadurch, daß auf einer Rechts/Rechts-Kettenwirkmaschine je Nadelbarre (1; 1') mindestens zwei Diagonalfadensysteme (7', 9'; 10', 12') gleichzeitig konträr als Teilschüsse eingelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den Diagonalfaden­ systemen (7', 9'; 10', 12') 0°-Fäden (8', 11') als Stehschüsse eingetragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß gleichzeitig 90°-Fäden (6'; 13') als maschenreihengerechte Durchschüsse eingetragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die 90°-Fäden (6'; 13') teilweise aussetzen bzw. als Teilschuß weiterarbeiten.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich 0°-Fäden (4', 5') einlaufen, die im Abstand seitlich versetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Diagonalfäden (7', 9'; 10', 12') mustergemäß aussetzen und als 0°-Fäden verlaufen.