DE4114775C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Geflechts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flechtvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Geflechts gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.

Eine herkömmliche Flechtvorrichtung, wie sie beispielsweise aus der DE 33 44 866 A1 bekannt ist, stellt gewöhnlich flache oder schlauch- bzw. strumpfförmige Geflechte mit ringförmigem Querschnitt her. Im Höchstfall kann eine herkömmliche Flecht­ vorrichtung geringfügig abgeänderte flache oder schlauch­ förmige Geflechte herstellen.

Die ring- bzw. kurvenförmigen Bahnen von herkömmlichen Flechtvorrichtungen sind einfach geformt. Das heißt, daß die ringförmigen Bahnen einer Flechtvorrichtung für flache Ge­ flechte so geformt sind, daß sie einander auf dem Tisch der Flechtvorrichtung für flache Geflechte überschneiden und als Kreis mit einer Unterbrechung ausgeformt sind. Die ringförmi­ gen Bahnen einer Schlauch- bzw. Strumpfflechtvorrichtung ha­ ben die Form eines geschlossenen Kreises.

Diese bekannte, einfache Flechtvorrichtung ist nicht in der Lage, Geflechte mit kompliziertem Aufbau herzustellen, wie z. B. ein Geflecht, bei dem wahlweise flache und schlauchför­ mige Bereiche über seine Länge verteilt angeordnet sind, so­ wie ein Geflecht mit wahlweise über seine Länge angeordneten Einfach- bzw. Doppelschlauchbereichen. Daher wurden derartige einfach aufgebaute Geflechte, die von einer herkömmlichen einfachen Flechtvorrichtung hergestellt wurden, als Kern- bzw. Verstärkungsmaterial für faserverstärkte Kunststoffe mit eingeschränkten Anwendungsgebiet verwendet.

Aus der US-Patentschrift 4,719,837 geht eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Geflechts gemäß den Ober­ begriffen der Ansprüche 1 und 6 hervor. Bei dieser bekannten Flechtvorrichtung ist ein einziger Flechtbereich vorgesehen, dessen Bahnen in Form beispielsweise eines quadratischen Ra­ sternetzes angeordnet sind. Durch Einsatz von sogenannten Um­ kehrpunkten an den Endpunkten der Bewegungsbahnen der Spulen­ träger können die Spulenträger entlang dieser Bahnen in X- und Y-Richtungen hin- und herbewegt werden. Zwar lassen sich mit dieser bekannten Flechtvorrichtung Geflechte mit einem gegenüber einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt, beispielsweise die Form des Buchstabens "T", herstellen, nicht jedoch Geflechte, die über ihre Längsrichtung unter­ schiedliche Querschnittsformen aufweisen oder aber doppelwan­ dige Geflechte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren zum Herstellen von in Längsrichtung einen unterschied­ lichen Querschnitt aufweisenden Geflechten und/oder doppel­ wandigen Geflechten.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 6 ge­ löst. Durch die beiden Flechtbereiche lassen sich während ei­ nes Flechtvorganges Geflechte mit unterschiedlichen Quer­ schnittsformen erzeugen, wobei durch die Verbindungsbahnen sichergestellt ist, daß diese beiden unterschiedlichen Ge­ flechte durch Führen der Spulenträger entlang den Verbin­ dungsbahnen miteinander verbindbar sind, so daß sich insge­ samt ein Geflecht mit über seine Längsrichtung abwechselnden Querschnittsformen erzeugen läßt. Des weiteren können bei entsprechender Gestaltung doppelwandige Geflechte erzeugt werden. Die beiden Flechtbereiche sind dabei in der Lage, un­ abhängig voneinander Geflechtstrukturen zu erzeugen.

Eine erfindungsgemäße Flechtvorrichtung zur Bildung eines Geflechts ist im wesentlichen einer gewöhnlichen Flechtvor­ richtung zur Bildung eines flachen Geflechts und einer ge­ wöhnlichen Flechtvorrichtung zur Bildung eines schlauch­ förmigen Geflechts ähnlich und verfügt über einen mit ver­ schlungenen bzw. einander überkreuzenden Bahnen versehenen Tisch sowie mehrere Klöppel bzw. Spulenträger, die im Uhrzei­ gersinn, oder gegen den Uhrzeigersinn, entlang den Bahnen be­ wegbar sind, um so den Flechtvorgang durchzuführen. Von den auf den Spulenträgern befestigten Spulen abgezogene Garne oder Faserbündel werden zu einer Sammelführung, die oberhalb der Mitte des Tisches angeordnet ist, geführt und dabei ge­ flochten. Jeder Spulenträger wird von einem unterhalb des Ti­ sches angeordneten Antriebszahnrad bzw. Flügelrad gedreht, während er sich entlang der Bahn bewegt. Das Verhältnis zwi­ schen der Bewegungsgeschwindigkeit der Spulenträger und der Abziehgeschwindigkeit des Geflechts kann verändert werden, indem das Übersetzungsverhältnis geändert wird, so daß sich die Geflechte voneinander im Winkel der Faserstränge unter­ scheiden.

Auf diese Weise können Geflechte mit verschiedenen Quer­ schnittsformen mit dem Flechtverfahren gebildet werden. Die Geflechte werden aus Glasfaserfäden, Carbonfasern, Aramidfa­ sern oder ähnlichem gebildet und als Kern- bzw. Verstärkungs­ material für faserverstärkte Kunststoffe verwendet. Faserver­ stärkte Kunststoffe, bei denen ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Geflecht als Faserkern verwendet wird, können leichter geformt werden als solche, bei denen ein Faserkern verwendet wird, der durch Kombinieren von fla­ chem und schlauchförmigem Geflecht aufgebaut ist. Die faser­ verstärkten Kunststoffe, die mit einem nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren gebildeten Geflecht hergestellt wurden, wei­ sen eine hohe Festigkeit auf. Wie aus vorstehender Erläute­ rung deutlich wird, weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
Erfindungsgemäß ist das Bilden von verschiedenartigen Ge­ flechten mit unterschiedlichen Querschnittsformen möglich. Auch ist das Erstellen von Geflechten mit komplizierten Quer­ schnittsformen durchführbar, die andernfalls durch Kombina­ tion von flachen Geflechten und schlauchförmigen Geflechten hergestellt werden müßten. Geflechte mit komplizierten Quer­ schnittsformen erleichtern das Formen von faserverstärkten Kunststoffen, in denen diese Geflechte als Kernmaterial bzw. Verstärkungen verwendet werden, wobei diese faserverstärkten Kunststoffe eine hohe Festigkeit aufweisen. Die Erfindung erweitert somit das Anwendungsgebiet von faserverstärkten Stoffen, bei denen ein Geflecht als Kernmaterial zur Anwendung kommt.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a-1c; Darstellungen der Anordnung von Bahnen einer Flechtvorrichtung, die zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Flechtverfahrens verwendet wird; und

Fig. 2 die Darstellung der Anordnung von Bahnen einer weite­ ren Flechtvorrichtung, die zur Durchführung des er­ findungsgemäßen Flechtverfahrens verwendet wird.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Flechtvorrichtung und das erfindungsgemäße Flechtverfahren in zwei bevorzugten Ausführungsformen anhand der Figuren erläutert.

Die erste Ausführungsform zeigen die Fig. 1a bis 1c.

In Fig. 1a bis 1c ist mit A ein erster Flechtbereich bezeich­ net, der in einem offenen Kreis angeordnete Bahnen 1 zur Bil­ dung eines flachen Geflechts aufweist. Mit B ist ein zweiter Flechtbereich bezeichnet, der in einem geschlossenen Kreis angeordnete Bahnen 1 aufweist und zur Bildung eines schlauch­ förmigen Geflechts dient. Der erste Flechtbereich A und der zweite Flechtbereich B sind durch Verbindungsbahnen 2 verbun­ den.

Ein flaches Geflecht wird gebildet, während Spulenträger 3, wie in Fig. 1a gezeigt, in dem ersten Flechtbereich A bewegt werden, und ein schlauchförmiges Geflecht wird gebildet, wäh­ rend Spulenträger 3 in dem zweiten Flechtbereich B, wie in Fig. 1c gezeigt, bewegt werden. In dem in Fig. 1b gezeigten Zustand wurden zwei Spulenträger 3 von dem ersten Flechtbe­ reich A zum zweiten Flechtbereich B übertragen.

Eine Sammelführung, die einen Flechtpunkt bildet, wo die Garne oder Faserbündel zusammengeführt und geflochten werden, kann zwischen einer Position über der Mitte des ersten Flechtbereichs A und einer Position oberhalb der Mitte des zweiten Flechtbereichs B verschoben werden. Die Sammelführung ist über der Mitte des ersten Flechtbereichs A positioniert, wenn nur ein flaches Geflecht geflochten wird, und wird über der Mitte des zweiten Flechtbereichs B positioniert, wenn nur ein schlauchförmiges Geflecht geflochten werden soll.

Die Spulenträger 3 werden von dem ersten Flechtbereich A zum zweiten Flechtbereich B, oder umgekehrt, überführt, oder die Spulenträger 3 werden in beiden Flechtbereichen A und B be­ wegt, um verschiedenartige Geflechte zu bilden. So ist es beispielsweise möglich, Anfangs- und Endabschnitte eines Ge­ flechts zu bilden, indem die Spulenträger 3 in dem ersten Flechtbereich A bewegt werden, und das Mittelstück des Ge­ flechts zu bilden, indem die Spulenträger 3 sowohl im ersten Flechtbereich A als auch im zweiten Flechtbereich B bewegt werden. Mit einem derartig ablaufenden Flechtverlauf ist es möglich, das Geflecht mit gleichförmiger Dichte herzustellen, indem das Geflecht bei der Bildung des Anfangs- und Endbe­ reichs des Geflechts mit der doppelten Abziehge­ geschwindigkeit wie beim Flechten des Mittelstücks des Ge­ flechts abgezogen wird. Beim Wechsel zwischen den Flechtbe­ reichen werden Klappen der beiden Verbindungsbahnen 2 in ge­ eigneter Weise bedient.

Nachfolgend wird unter Bezug auf Fig. 2 eine weitere Ausfüh­ rungsform der Erfindung erläutert.

In Fig. 2 sind mit C und D ein erster bzw. ein zweiter Flechtbereich bezeichnet, die jeweils mit in einem geschlos­ senen Kreis angeordneten Bahnen 1 zur Bildung eines schlauch­ förmigen Geflechts ausgestattet sind. Die Flechtbereiche C und D sind durch Verbindungsbahnen 2 verbunden. Zur Bildung eines schlauchförmigen Geflechts mit größerem Durchmesser werden Spulenträger 3 im ersten Flechtbereich C bewegt, und zur Bildung eines schlauchförmigen Geflechts mit geringerem Durchmesser werden die Spulenträger 3 im zweiten Flechtbe­ reich D bewegt.

Bei der zweiten Ausführungsform werden in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform die Spulenträger 3 vom ersten Flechtbereich C zum zweiten Flecht­ bereich D, oder umgekehrt, bewegt, oder die Spulenträger 3 wer­ den sowohl im Flechtbereich C als auch im Flechtbereich D zur Bildung verschiedener Geflechte bewegt. Beispielsweise ist es möglich, den Anfangsabschnitt eines Geflechts durch Bewegen der Spulenträger im ersten Flechtbereich C zu bilden, den Endabschnitt desselben durch Bewegen der Spulenträger im zweiten Flechtbereich D, und den Mittelabschnitt des Ge­ flechts durch Bewegen der Spulenträger sowohl im ersten Flechtbereich C als auch im zweiten Flechtbereich D zu bil­ den. Werden die Spulenträger 3 sowohl im Flechtbereich C als auch im Flechtbereich D bewegt, so wird ein schlauchförmiges Geflecht mit doppelwandigem Aufbau gebildet, das aus einem äußeren schlauchförmigen Geflecht mit größerem Durchmesser und einem inneren schlauchförmigen Geflecht mit kleinerem Durchmesser besteht, die an geeigneten Stellen durch Garne bzw. Faserbündel verbunden sind. Beim Wechsel zwischen den Flechtbereichen werden die Klappen bzw. Sperreinrichtungen an den Verbindungsbahnen 2 in geeigneter Weise betätigt. Bei der Herstellung eines schlauchförmigen Geflechts mit doppelwandi­ gem Aufbau müssen die meisten Spulenträger 3 in den Flechtbe­ reichen C und D verbleiben, während der Rest der Spulenträger 3 abwechselnd zwischen den Flechtbereichen C und D bewegt werden muß, um das äußere schlauchförmige Geflecht mit größe­ rem Durchmesser und das innere schlauchförmige Geflecht mit kleinerem Durchmesser zu verbinden, anstatt daß gleichzeitig alle Spulenträger 3 vom ersten Flechtbereich C zum zweiten Flechtbereich D oder umgekehrt verschoben werden.

Claims (7)

1. Flechtvorrichtung, umfassend wenigstens einen Flechtbereich (A, B; C, D), welcher Bahnen (1) aufweist, entlang denen Spu­ lenträger (3) geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiterer Flechtbereich (A, B; C, D) vorgese­ hen ist, wobei mittels der einzelnen Flechtbereiche (A, B; C, D) von einander verschiedene Geflechte erzeugbar sind, und daß die Flechtbereiche (A, B; C, D) über Verbindungsbahnen (2) so miteinander verbunden sind, daß ein Überwechseln der Spulenträ­ ger (3) von einem Flechtbereich (A oder B; C oder D) zu einem anderen Flechtbereich (B oder A; D oder C) ermöglicht wird.

2. Flechtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsbahnen (2) Klappen vorgesehen sind, so daß durch geeignete Betätigung der Klappen die Flechtbereiche wechselbar sind.

3. Flechtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Flechtbereich (A), der in einem offenen Kreis angeordnete Bahnen (1) zur Bildung eines flachen Geflechts auf­ weist, ein zweiter Flechtbereich (B), der in einem geschlosse­ nen Kreis angeordnete Bahnen (1) zur Bildung eines schlauchför­ migen Geflechts aufweist, sowie Verbindungsbahnen (2) vorgese­ hen sind, die den ersten Flechtbereich (A) mit dem zweiten Flechtbereich (B) verbinden.

4. Flechtvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelführung, die eine Flechtstelle bestimmt, wo die Fäden oder Faserstränge zusammengeführt oder geflochten werden, so angeordnet ist, daß sie zwischen einer Stellung über der Mitte des ersten Flechtbereichs (A) und einer Position über der Mitte des zweiten Flechtbereichs (B) verschiebbar ist.

5. Flechtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, mit in einem geschlossenen Kreis angeordneten Bahnen (1) zur Bildung eines schlauchförmigen Geflechts mit größerem Durchmesser versehener Flechtbereich (C), ein zweiter, mit in einem geschlossenen Kreis angeordneten Bahnen (1) zur Bildung eines schlauchförmigen Geflechts mit einem kleineren Durchmesser versehener Flechtbereich (D) und Verbindungsbahnen (2) zur Verbindung des ersten und zweiten Flechtbereichs (C, D) an zwei Abschnitten der geschlossenen Kreise vorgesehen sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Geflechts, wobei ein erster Flechtbereich mit Bahnen, entlang denen Spulenträger zur Bil­ dung einer ersten Geflechtstruktur geführt werden, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zweiter Flechtbereich mit Bahnen, entlang denen Spulenträger zur Bildung einer weiteren, von der ersten Geflechtstruktur verschiedenen Geflechtstruktur geführt werden, vorgesehen ist, wobei die Spulenträger zum Verbinden der ersten Geflechtstruktur mit der weiteren Geflechtstruktur über Verbindungsbahnen führbar sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Geflechtstrukturen Fäden bzw. Stränge von Glasfasern, Karbonfasern, Aramidfasern oder dgl. verwendet wer­ den.