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Verfahren zur Herstellung eines Segels
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Segels.
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Segel für Boote, Surfbretter und dgl. sind üblicherweise aus mehreren
Flächenabschnitten zusammengesetzt, welche maschinell oder manuell miteinander vernäht
sind. Durch das Vernähen mehrerer Flächenabschnitte zu einem Segel kann die dreidimensionale
Form, nämlich die Ausbauchung oder Wölbung eines Segels erzielt werden. Allerdings
sind mit einer derartigen Herstellung eines Segels eine Reihe von Nachteilen verbunden.
Aufgrund der mehreren Flächenabschnitte, aus denen ein Segel zusammengesetzt ist,
ist ein großer Zeit- und Arbeitsaufwand für die einzelnen aufeinander abzustimmenden
Zuschnitte erforderlich. Darüber hinaus verursachen die dabei pro Segel entstehenden
Schnittverluste einen großen Materialverbrauch. Darüber hinaus entsteht ein weiterer
Nachteil dadurch, daß die Nahtstellen naturgemäß auf den Bereich der Ausbauchung
und Auswölbung des Segels konzentriert sind, also auf den Bereich, indem beim Segel
an sich eine gute Verformbarkeit
angestrebt wird, so daß bei Windbeaufschlagung
eine pralle Ausbauchung erzielt wird. Stellt man nun in Rechnung, daß die heutigen
Segel nahezu ausnahmslos aus Kunststoffgeweben bestehen, die regelmäßig steifer
als die früher verwendeten Textilsegel sind, so wird zusätzlich durch die Nahtstellen
die dem Kunststoffsegel eigene gewisse Steifigkeit noch vergrößert.
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Hinzu kommt, daß bei den Nahtstellen ein gewisser Winddurchlaß auch
bei sorgfältigstem Vernähen nicht vermieden werden kann, so daß diese Nahtstellen,
insbesondere nach längerem Gebrauch, quasi natürliche "Leckstellen" eines Segels
darstellen können, die insbesondere bei schlechtem Vernähen für Regattasegler durchaus
ins Gewicht fallen können. Ein weiterer und sehr wesentlicher Nachteil der konventionell
hergestellten Segel besteht schließlich darin, daß die Segel einer Serie untereinander
hinsichtlich Formgebung und Abmessungen differieren, so daß also nie gleiche Segel
herstellbar sind. Dies ist insofern von Nachteil, als bei Regattaläufen für die
einzelnen Teilnehmer stets gleiche Bedingungen angestrebt werden, so daß für den
Erfolg das Können des Einzelnen entscheidet und weniger das Material verantwortlich
ist.
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Trotz dieser bekannten Nachteile ist aber bisher am Verfahren der
maschincllen oder manuellen Vernähung eines Segels aus mehreren Flächenabschnitten
festgehalten worden.
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Andererseits ist es aber auf dem Bekleidungssektor bekannt, ebene
Flächenabschnitte dreidimensional auszuformen. Dabei sind auch auf dem Bekleidungssektor,
etwa bei der Herstellung von Hemden, die einzelnen Bekleidungsstücke zumeist aus
mehreren Teilen zusammengesetzt, wobei aber aus modischen Gründen die Zuschnitte
nicht so gewählt werden können, daß Wölbungen durch Zusammensetzung mehrerer Flächenabschnitte
mit den dabei entstehenden Nähten erstellt werden können.
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Aus diesem Grund werden die Wirk- und Webstoffe üblicherweise zur
dreidimensionalen Formgebung nach entsprechender chemischer Behandlung auf einen
Leisten aufgespannt und getrocknet.
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Schließlich ist es auf diesem Gebiet bei Verwendung von Stoffen, die
überwiegend oder ganz aus Kunststoff bestehen, auch bekannt, die dreidimensioanle
Formgebung durch eine Preßformung zu erzielen.
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Bei einem bekannten Verfahren zum Formen eines thermoplastische Fasern
enthaltenden Bekleidungsstücks (DE-AS 2 026 453) werden die thermoplastischen Fasern
des Bekleidungsstücks durch Zuleitung eines erhitzten Fluidums erweicht.
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Dann wird eine entsprechend der gewünschten dreidlmensionalen Formgebung
ausgebildete Prägematrix gegen das Bekleidungsstück gedrückt und der geprägte Stoff
schließlich abgekühlt, um den Prägeeffekt zu fixieren. Nach einem weiteren Verfahren
zum Formen von Textilmaterial auf dem Bekleidungssektor (DE-OS 2 505 566) wird das
Material zur Formgebung entsprechend erwärmt und die Formgebung durch Strecken oder
unter Anwendung eines Formgebungskörpers durchgeführt, wobei zur Fixierung der Pmmägung
das Material einem Nachwärmvorgang unterzogen wird. Schließlich ist es bei einem
Verfahren zum dreidimensionalen Formen von Bekleldungsteilen bekannt (DE-OS 2 630
577), ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes Bekleidungsstück in einem Preßvorgang
sowohl zu verformen als auch miteinander über einen Schmelzklebstoff zu verbnoen.
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Abgesehen von den Größenunterschieden zwischen einem Segel und Bek5Gidungsteilen,
wie etwa Miederwaren, Hemden und dgl., lieaen auf @ uem Bekleioungssektor andere
Verhältnisse vor, als sie für die Segelherstellung maßgeblich sind.
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Ein wesentlicher Faktor bei der Segelherstellung besteht beispielsweise
darin, dem Segel möglichst große Festigkeitseigenschaften zu verleihen, damit es
den durch den Winddruck erzeugten Kräften standhalten kann, ein Umstand, der bei
Bekleidungsstücken keinerlei Rolle spielt. Beim Segel ist aber davon auszugehen,
daß insbesondere im Bereich der Ausbauchung oder Wölbung der durch die Windanströmung
erzeugte Druck am größten ist, jedoch auch im Bereich der Randseite des Segels,
wo es einesteils am Mast und Großbaum festgezurrt und gespannt ist, sowie am Achterliek
infolge der Ableitung der Windströmung eine große Kräftebeanspruchung zu verzeichnen
ist. Diesen Gelegenheiten muß aber bei der Segelherstellung Rechnung getragen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die durch die konventionelle Segelherstellung
bedingten Nachteile zu vermeiden, also eine einfache Herstellung von in einer Serie
einheitlich geformten, im fertiggestellten Zustand in hohem Maße flexiblen und großen
Belastungen standhaltenden Segeln zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum
dreidimensionalen Formen eines ganz oder überwiegend aus Kunststoff bestehenden,
auch nach Formgebung nicht starren Stoffes, Gewebes oder einer Folie als flächigem
Ausgangsstoff, bei dem der Ausgangsstoff in einer Presse unter Wärmebeaufschlagung
in die gewünschte dreidimensionale Form gebracht wird, welches zur Herstellunganes
einstückigen Segels angewendet wird.
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Die Erfindung besteht also in der Anwendung eines an sich auf dem
Gebiet der Bekleidungsherstellung bekannten Verfahrens auf die Herstellung eines
Segels. Infolge der Anwendung ist es nunmehr möglich, die Segelwölbung oder Segelausbauchung
aus einem einzigen Stück eines Gewebes, eines Stoffes oder einer Folie herzustellen
und damit die Ausbildung der Ausbauchung oder Wölbung durch Vernähen einzelner Flächenabschnitte
mit den dabei entstehenden Nähten zu vermeiden.
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Hiermit ist also die Herstellung eines einstückigen Segels mit der
entsprechenden Wölbung oder Ausbauchung möglich. Damit können die umfangreichen
Arbeiten für die Zuschnitte der einzelnen Flächen abschnitte erübrigt werden.
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Auch wird der bei den mehreren Zuschnitten für ein Segel anfallende
Materialverlust bei Anwendung des Verfahrens wesentlich reduziert.
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Durch das Vermeiden der Nahtstellen ist das Flexibilitstserhalten
des Segels wesentlich günstiger, so daß bei Windeinfall eine sehr gute Auswölbung
des Segels erzielbar ist.
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Durch das Vermeiden der Nahtstellen sind aber die natürlichen "Leckstellen"
der herkömmlichen Segel, die insbesondere nach längerem Gebrauch auftreten, vollkommen
ausgeschaltet.
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Ein wesentlicher Aspekt besteht aber darin, daß infolge der Anwendung
nunmehr die Erstellung einheitlicher Segel innerhalb einer Serie moglich ist, was
bislang auch bei maschineller Nahtverarbeitung und maschinellem Zuschnitt der einzelnen
Flächenabschnitte nicht möglich war und somit bei Wettbewerben zu ungleichen Verhältnissen
führen konnte. Da die Nahtstellen mit Dauer des Gebrauchs des Segels Schwachstellen
darstellen, konn das mit dem vorliegenden Anwenåung~-verfahren hergestellte Segel
auch stärksten Belastungen über lange Betriebszeiten standhalten und verlängert
sich dadurch die Lebensdauer eines Segels wesentlich gegenüber den konventionell
hergestellten Segeln.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Segel in
der Presse vor oder nach der Formung auf die gewünschten Abmessungen gebracht wird,
was eine weitere Vereinfachung des Herstellverfahrens ebenso wie das Merkmal mit
sich
bringt, daß das Segel Vorteilhafterweise in der Presse gleichzeitig
bedruckt und/oder ganz oder teilweise gefärbt wir Zweckmäßigerweise kann das Segel
nach dem Preßvorgang einem Finish-Verfahren unterzogen werden, so daß das Segel
noch verschleißfester gemacht werden oder bestimmten Verhältnissen angepaßt werden
kann. Eine besondere Vereinfachung des Herstellverfahrens besteht darin, daß die
Segel in endlosen Bahnen entsprechender Breite in die Presse eingeführt werden Weitere
Vorteile des Herstellverfahrens, ipsbes3ndere hinsichtlich der Variation der Formgebung,
ergeben sich daraus, daß flächig vorgefertigte Formteile zur ergänzenden räumlichen
Verformung in die Presse eingebracht werden.
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Ein besonders vorteilhafter Gedanke der Erfindung besteht darin, daß
die Wärmebeaufschlagung über die Fläche des Segels gesteuert wird. Durch die steuerbare
Wärmebeaufschlagung können unterschiedliche Verhältnisse an bestimmten Stellen des
Segels erzeugt werden Durch den Grad der Wärmebeaufschlagung kann beispielsweise
die Durchlässigkeit des Ausgangsstoffes, was insbesondere für Stoffe oder Gewebe
entscheidend
ist, entsprechend bestimmt werden. Wird beispiel weise
der zu verformende Ausgangsstoff bis in de Bereich der thermoplastischen Verformbarkeit
erwärmt, so kann beim Pressen der Porenverschluß des Gewebes oder des Stoffes vergrößert
werden, so aß die einem jeden Gewebe oder Stoff immanente Luftdurchlässigkeit verkleinert
wird.
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da nach Wunsch ist eine solche Einstellung durch Steuerung über die
Fläche des Segels möglich.
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Zweckmäßig für die Segelherstellung ist dabei, daß die Wärmebeaufschlagung
im Bereich der Segelwölbung am größten ist. Dies ermöglicht, ca; im Bereich der
Segelwölbung 5e nach ad de Wärmebeaufschlagung gewissermaßen ein Fließen des Materials
möglich ist, so daß im Bereich der Segelwölbung die Material stärke reduziert ist,
was wiederum Vorteile hinsichtlicn der Flexibilität gerade in dem Bereich zur Folge
hat, der sich bei Windeinfall am stärksten auswölben muß. Mit dem erfindungsgemäßen
Herstellverfahren ist somit bei Windeinfall eine pralle Auswölbung des Segels möglich,ohne
daß Nähte wie beim konventionellen Segel störenden Einfluß nehmen können. Zweckmäßig
ist es weiter, daß die Randbereiche des Segels am geringsten mit Wärme beaufschlagt
werden.
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Hierdurch ist es möglich, mit einfachen Maßnahmen den Segelrand stärker
auszubilden, um das Entstehen von Rissen zu vermindern, die sich schnell
über
die gesamte Segelfläche ausbreiten können.
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Dabei ist festzuhalten, daß gerade die Randseiten, die bei Einspannung
des Segels am meisten strapzaziert werden, besonders rißanfällig sind.
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Um die Festigkeit des Segels weiter zu verbessern, ist es zweckmäßig,
daß entlang des Seitenrandes des Segels zusätzliche Streifen des Ausgangsstoffes
vorgesehen werden. Hierdurch kann also eine gewisse Versteifung des Segelrandes
erzielt werden, der an der eigentlichen Auswölbung ohnehin nicht teilnimmt, so daß
die Rißgefahr weitgehend reduziert wird. In diesem Sinne ist es auch zweckmäßig,
das Segel an den Seitenrändern vor Formung umzuschlagen. Durch die Maßnahme des
Auflegens eines zusätzlichen Streifens oder des Umschlagens des Segels an den Seitenrändern
wird infolge der Verschweißung beim Formen unter Wärmebeaufschlagung ein Rand mit
einem gleichmäßigen Übergang zur Segelfläche hin bewirkt und zwar im Gegensatz zu
den vernähten Rändern der konventionellen Segel. Hierdurch wird insbesondere auch
eine gute Ablösung der Windströmung an den Seitenrändern bewirkt, so daß Wirbelbildungen
erheblich reduziert werden. Dadurch wird auch die Gefahr des Flatterns der Segel
vermindert, welche in erster Linie
durch Wirbelentstehung an den
Seitenrändern bei Ablösung der Windströmung entsteht.
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Vorteilhaft für eine vereinfachte Verfahrensdurchführung ist auch
die Wärmebeaufschlagung durch ein erhitztes Fluidum. Zweckmäßig ist es weiter, daß
das Segel derart mit Wärme beaufschlagt wird, daß es thermoplastisch verformbar
ist, da hierdurch auch starke Wölbungen erzielbar und der erreichte Prägeeffekt
sehr dauerhaft ist. In diese Richtung wirkt auch die Maßnahme, daß das geformte
Segel innerhalb der Presse auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.
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Zweckmäßig für eine einfache Verfahrensausführung ist es, daß die
Formgebung durch einen entsprechend der gewünschten dreidimensionalen Form ausgebildeten
Preßstempel erfolgt, wobei an der dem Preßstempel gegenüberliegenden Seite des Segels
ggf. Unterdfruck erzeugt wird.
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Eine weitere zweckmäßige Möglichkeit besteht darin, daß die Formgebung
durch Druckluft erfolgt, welche das Segel gegen eine entsprechend der gewünschten
dreidimensionalen Form ausgebildete Matrix drückt.
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nsbesondere Or arosf'-chige Segel ist es vorteilhaft, daß im Segel
Versteifungen eingeformt werden. Somit ist für das Einbrincen der Versteifungen
keinerlei zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich.
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Insbesondere für großflächige Segel ist es weiter zweckmäßig, daß
auf dem am stärksten beanspruchten Abschnitt des Segels ein flächiges Versteifungsteil
vor Formgebung aufgebracht wird. Dieses Versteifungsteil kann beispielsweise aus
demselben Ausgangsstoff wie das Segel bestehen. Breite Variationsmöglichkeiten ergeben
sich daraus, daß das Segel mehrstückig ausgebildet ist. Hierbei ist es beispielsweise
möglich, unterschiedliche Nateriaben zu verwenden.
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Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Segels wird ein entsprechend
auf die Endabmessungen zugeschnittenes Gewebe, Stoff oder Folie in eine Presse über
Klemmvorrichtungen, wie etwa Klemmbügel od. dgl., eingespannt und erwärmt. Die Erwärmung
kann durch Zuleitung von erhitztem Fluidum, vorzugsweise Dampf durchgeführt werden.
Die Wärmebeaufschlagung durch ein erhitztes Fluidum erlaubt eine gleichmäßige Erwarmung
der gesamten Segelflcche. Soll jedoch
eine gesteuerte Wärmebeajfschlagung
erfolgen so kann dies beispielsweise durch Ausrichten einer bestimmten Düse auf
eine oder mehrere Stellen erfolgen. Die eigentliche Verformung kann dann durch Aufdrücken
eines Prägestempels erfolgen, dessen Stempel entsprechend der gewünschten dreidimensionalen
Form des herzustellenden Segels ausgebildet ist. Innerhalb einer Serie zu erzeugender
Segel können bestimmte Formänderungen, falls erforderlich, dadurch bewerkstelligt
werden, daß auf den Preßstempel weitere Formteile aufgebracht werden. Hierdurch
ist also eine breite Variation der zu formenden Segel bei niedrigen Werkzeugkosten
möglich. Nachdem durch Gegenpressen des Preßstempels die Verformung erfolgt ist,
wird innerhalb der Presse der verformte Ausgangsstoff abgekühlt, um die Prägung
oder Formgebung zu erhalten. Nach Öffnen der Presse und der Klemmeinrichtungen kann
das fertige Segel entnommen werden.
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Anstelle der Erwärmung des Ausgangsstoffs durch Beaufschlagung mit
einem erhitzten Fluidum ist es auch möglich, die Formgebung über einen erhitzten
Preßstempel auszuführen, so daß eine gesonderte Wärmebeaufschlagung durch eine weitere
Einrichtung erübrigt werden kann.
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Eine weitere Möglichkeit der Formgebung besteht darin, das Segel einseitig
mit Druckluft, welche ggf. erhitzt ist, zu beaufschlagen, wobei das Segel durch
die Druckluft gegen eine entsprechend der gewünschten Segelform ausgebildete Matrix
gepreßt wird.
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Vor oder nach der Formgebung oder gleichzeitig mit der Formgebung
können weitere Verarbeitungsschritte ausgeführt werden. Beispielsweise kann das
Segel in der Presse vor oder nach der Formung auf die gewünschten Abmessungen gebracht
werden.
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Auch kann das Segel in der Presse durch den Preßstempel gleichzeitig
bedruckt oder gefärbt werden. In diesem Zusammenhang können die Zuschnittarbeiten
für das Segel dadurch eingespart werden, daß das Segel aus einer endlosen Bahn erzeugt
wird, die diskontinuierlich in Anpassung an den Pressenbetrieb in die Presse eingeführt
wird.
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Zusammenfassend wird noch einmal festgehalten, daß mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren in einfacher und schneller Weise eine Fertigung einheitlicher Segel möglich
ist, mit welchem gegenüber dem konventionellen Herstellverfahren sowohl der Zeitaufwand
für die Zuschnitt- und Vernäharbeiten,wie auch der infolge des Zuschnitts
mehrerer
flächenartiger Abschnitte anfallende Schnittverlust wesentlich verringert werden
kann.