DE69005389T2

DE69005389T2 - SPIRALFöRMIGE TEXTILSTRUKTUR UND FERTIGUNGSVERFAHREN SPIRALFöRMIGE TEXTILSTRUKTUR UND FERTIGUNGSVERFAHREN.

Info

Publication number: DE69005389T2
Application number: DE69005389T
Authority: DE
Inventors: Jean Aucagne; Laurent Martinet
Original assignee: Brochier SA
Current assignee: Brochier SA
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2010-02-27
Also published as: US5242745A; JPH03504401A; EP0411116B1; EP0411116A1; FR2643656A1; WO1990010103A1; CA2027580A1; FR2643656B1; ES2047921T3; DE69005389D1

Description

Die Erfindung betrifft eine schraubenförmige Textilstruktur mit Kettfäden, quer zu denen aufeinanderfolgende Reihen von Schußfäden eingeschossen sind. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Weben einer schraubenförmigen Textilstruktur.
Es gibt zahlreiche Gebiete der Industrie, die die Verwendung von schraubenförmigen Geweben oder Textilstrukturen erfordern. Insbesondere zu nennen ist die Herstellung von umlaufenden Verbundteilen, insbesondere der Bauart Rad, Konus, Kegelstumpf, besonders für Teile zur Verwendung bei hoher Drehzahl, wie Turbinen oder Kompressoren, und auch die Herstellung von Teilen der Dichtungsbauart.
Zur Herstellung derartiger Strukturen wurde zunächst die Verwendung von Gewebeteilen in Betracht gezogen, die in herkömmlicher Weise aus geraden Bändern hergestellt wurden. Das Zuschneiden derartiger Gewebeteile in Schrauben- bzw. Spiralform bedingt zahlreiche Verluste, die den Verkaufspreis um so mehr erhöhen, als gewisse Gewebeteile aus teuerem Material hergestellt werden.
Zur Vermeidung dieser Mängel und zur Verbesserung der Ausrichtung der Fasern wurden Schrauben- bzw. spiralförmige Gewebeteile unter Verwendung einer herkömmlichen Webtechnik hergestellt. Gemäß dieser Technik werden die vor der Webmaschine ankomenden Kettfäden durch eine kegelstumpfförmige Zuführungswalze zugeführt. Die Berührungsfläche dieser Walze mit dem Gewebe ist ein Kegelstumpf, dessen Mantellinie im wesentlichen gleich der Breite des Gewebes ist. Die Kettfäden sind längs Schraubenlinien mit derselben Achse angeordnet. Die Reihen von Schußfäden sind längs Radien von Kreisen angeordnet, die durch die Kettfäden gebildet sind. Vor der kegelstumpfförmigen Walze befindet sich ein Webblatt, das nach jedem Durchgang der Einschießvorrichtung den gerade in die Kettfäden eingeschossenen Schußfaden den anderen bereits gewebten Schußfäden nähert. Diese bilden zusammen mit den Kettfäden das Gewebe, das in Form von ringförmigen Windungen vorliegt.
Diese Gewebeteile haben keine zufriedenstellende Struktur.
Die Schußfadenreihen erstrecken sich über die gesamte Breite des Gewebes. Da sie längs Radien angeordnet sind, nimmt der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schußfadenreihen zu, wenn man vom inneren Radius zum äußeren Radius der Winddungen des Gewebes geht. Dies bedingt eine große Änderung des Fasergehalts im Gewebe, was um so ausgeprägter ist, wenn die Krümmung und die Breite des Gewebes größer sind.
Deartige durch herkömmliche Techniken hergestellte schraubenförmige Gewebe sind somit bei Anwendungen nicht brauchbar, die Gewebe mit einer in wesentlichen gleichförmigen Fadendichte benötigen.
Es wurden nun mehrere Techniken vorgeschlagen, um die Füllung von schraubenförmigen Geweben zu verbessern und die Dichte in diesen Geweben gleichmäßig zu machen.
Zur Erläuterung kann die FR-PS 2 490 687 genannt werden, die ein bandförmiges Gewebe von der Art mit Kettfäden betrifft. durch die hindurch aufeinanderfolgende Reihen von Schußfäden geschossen sind, wobei die Kettfäden im wesentlichen in Schraubenlinien mit derselben Achse so angeordnet sind, daß das Gewebe ringförmige, übereinanderliegende und auf dieser Achse zentrierte Windungen bildet, wobe die Schußfadenreihen zu den Ketttfäden senkrecht verlaufen.
Zur Verbesserung der Füllung des Gewebes wurde vorgeschlagen, den Schußfaden nicht mehr vom inneren Radius zum äußeren Radius des Gewebes abzuwickeln, sondern das Weben so auszuführen, daß in den auf der Seite des äußeren Radius gelegerien Teilen des Gewebes mehr Schußfaden abgewickelt werden.
Dieses Patent schlägt in der Breite des Gewebes eine Vielzahl von aneinandergrenzenden Abschnitten vor. Jeder Abschnitt umfaßt mehrere Kettfäden und kann dank einer unabhängigen Fadenwählvorrichtung unabhängig gewebt werden. Es wird ein Webplan festgelegt, der die Anordnung der Abschnitte angibt, die bei jedem Abwickeln der Einschießvorrichtung zu weben sind. So erstreckt sich jede Reihe aus Schußfäden über eine Anordnung von aneinandergrenzenden Abschnitten, die so festgelegt ist, daß in jedem von einer Reihe von Schußfäden durchquerten Abschnitt die Bindungspunkte entsprechend der gewählten Bindung für das Gewebe erzeugt und eine gegebene Füllung des gebildeten Gewebes erhalten werden.
Bei einem Gewebe gemäß diesem Patent ist die Fadendichte sicherlich gegenüber derjenigen eines Gewebes verbessert, das durch herkömmliche Webtechniken hergestellt ist, ist aber noch nicht optimal. Die Struktur dieses Sewebes beruht auf der Erzeugung von aneinandergrenzenden Abschnitten von Kettfäden, wobei der Schußfaden in den Abschnitten gemäß einem gegebenen Webplan Hin- und Umkehrbewegungen ausführt. Die Grenzen zwischen zwei aneinandergrenzenden Abschnitten dienen als Bezug für die Umkehrpunkte der Schußfäden.
Dies bedingt eine Vergrößerung der Dicke innerhalb jedes Abschnitts von der auf der Seite des äußeren Radius des Gewebes gelegenen Grenze zu der auf der Seite des inneren Radius des Gewebes gelegenen Grenze. Es ist überdies festzustellen, daß die Grenze zwischen zwei aneinandergrenzenden Abschnitten eine Unstetigkeit der Oberflächenmasse aufweist, wobei die Oberflächenmasse auf der zum äußeren Radius des Gewebes gelegenen Seite größer als auf der zum inneren Radius gelegenen Seite ist.
Es sei erwähnt, daß die Zunahme der Dicke innerhalb jedes Abschnitts dadurch ausgeprägt ist, daß zwischen zwei Grenzen die Schußfäden schrumpfen, wenn man sich von der auf der Seite des inneren Radius des Gewebes gegegenen Grenze nähert, wobei der Fasergehalt entsprechend zunimmt.
Es ist somit festzustellen, daß ein gemäß der FR-PS 2 490 687 hergestelltes schraubenförmiges Gewebe große Änderungen der Oberflächenmasse aufweist insbesondere in Nähe der Grenzen zwischen zwei aneinandergrenzenden Abschnitten, und zwar selbst wenn die mittlere Oberflächenmasse des gesamten Gewebes der gewünschten Masse entspricht. Dieses Gewebe hat überdies Dickenänderungen. Das erhaltene Gewebe hat somit keine gute Gleichmäßigkeit, und das Aussehen dieses Gewebes sowie seine mechanischen Eigenschaften haben Unregelmäßigkeiten.
Es sei ebenfalls die sehr alte FR-PS 454 993 genannt, die ein Webverfahren beschreibt zur Herstellung von gewölbten Geweben, das die Unterteilung des Gewebes in gegebene Abschnitte nicht erfordert.
Jedoch gestattet dieses Verfahren nicht die Herstellung von schraubenförmigem Gewebe, da die Kett- und Schußfäden in einer Ebene abgewickelt werden, ohne daß es möglich ist, ringförmige, übereinanderliegende und zentrierte Windungen zu erhalten. Überdies wird das gewölbte Gewebe erhalten durch regelmäßiges und aufeinanderfolgendes Vorsehen von zusätzlichen Schußhüben, und man kann somit keine gute Gleichmäßigkeit bezüglich Dicke und Oberflächenmasse erzielen. Folglich haben das Aussehen dieses Gewebes sowie seine mechanischen Eigenschaften Unregelmäßigkeiten.
Aufgabe der Erfinung ist die Schaffung einer schraubenförmigen Textilstruktur mit hoher Gleichmäßigkeit der Dicke der Oberflächenmasse, des Gewebebilds und folglich der mechanischen Eigenschaften.
Die Erfindung betrifft somit eine schraubenförmige Textilstruktur mit Kettfäden, durch die hindurch aufeinanderfolgende Reihen von Schußfäden eingeschossen sind, wobei die Kettfäden im wesentlichen in Schraubenlinien mit derselben Achse so angeordnet sind, daß die Textilstruktur ringförmige, übereinanderliegende und an dieser Achse zentrierte Windungen bildet.
Erfindungsgemäß erstreckt sich jeder Schußfaden zwischen einem, Ausgangsfaden genannten Kettfaden und einem, Bezugsfaden genannten, anderen Kettfaden längs eines Radius einer Windung der Textilstruktur, und dient jeder Kettfaden in wenigstens einer ringförmigen Zone der Textilstruktur als Bezugsfaden für wenigstens einen Schußfaden, wobei die Schußfäden unterschiedlicher Länge so verteilt sind, daß Schußfäden großer Länge mit solchen geringer Längen abwechseln, und die Bezugsfäden so verteilt sind, daß in der ringförmigen Zone eine gleichmäßige Textilstruktur erzielt wird.
In der Textilstruktur nach der Erfindung sind die Schußfäden so gewebt, daß die Bindungspunkte entsprechend der gewählten Bindung, wie Köper-, Satin- oder Taftbindung, erhalten werden.
Überdies kann der Ausgangsfaden innerhalb der Struktur variieren.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Weben einer schraubenförmigen Textilstruktur mittels einer Webmaschine, wonach eine Lage von Kettfäden durch ein hinter dem Webblatt angeordnetes Zuführungssystem zwangsläufig angetrieben wird, die Kettfäden gewählt werden, durch die hindurch Schußfäden aufeinanderfolgend abgewickelt werden, und die Lage von Fäden durch ein wenigstens eine kugelstumpfförmige Walze aufweisendes Zuführungssystem so angetrieben wird, daß eine schraubenförmige Textilstruktur erhalten wird.
Erfindungsgemäß erstreckt sich jeder Schußfaden zwischen einem, Ausgangsfaden genannten Kettfaden und einem, Bezugsfaden genannten, anderen Kettfaden längs eines Radius einer Windung der Textilstruktur, und erfolgt in wenigstens einer ringförmigen Zone der Textilstruktur die Wahl so, daß jeder Kettfaden in wenigstens einer ringförmigen Zone der Textilstruktur als Bezugsfaden für wenigstens einen Schußfaden dient, wobei die Schußfäden unterschiedlicher Länge so verteilt werden, daß Schußfäden großer Länge mit solchen geringer Länge abwechseln, und die Bezugsfäden so verteilt werden, daß in der ringförmigen Zone eine gleichmäßige Textilstruktur erzielt wird.
Beim Verfahren nach der Erfindung werden die Schußfäden so gewebt, daß die Bindungspunkte entsprechend der gewählten Bindung erhalten werden.
Überdies werden innerhalb der Textilstruktur unterschiedliche Ausgangsfäden gewählt.
Vorzugsweise werden wenigtens in der ringförmigen Zone die Kettfäden einzeln gewählt, und werden in den anderen ringförmigen Zonen die Kettfäden in Gruppen gewählt.
Vorzugsweise wird das Zuführungssystem möglichst nahe am Webblatt angeordnet.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird die möglichst nahe am Webblatt angeordnete kegelstumpfförmige Walze so angeordnet, daß ihre Achse zur letzten Reihe von abgewickelten Schußfäden parallel ist.
Vorzugsweise wird das gebildete Gewebe in einer schraubenförmigen Anorndung aufgewicklt.
Die Erfindung wird im folgenden erläutert. Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von nicht begrenzenden Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht von oben eines Teils der schraubenförmigen Textilstruktur;
Fig. 2 einen Sektor mit einem Winkel von 90º des Teils der Textilstruktur von Fig. 1;
Fig. 3 ein Beispiel der Textilstruktur nach der Erfindung;
Fig. 4 ein erstes Beispiel einer schraubenförmigen Textilstruktur, die die technischen Merkmale nach der Erfindung nicht aufweist;
Fig. 5 ein zweites Beispiel einer schraubenförmigen Textilstruktur, die die technischen Merkmale der Erfindung nicht aufweist:
Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Textilstruktur nach der Erfindung;
Fig. 7 eine schematische Ansicht von oben einer Webmaschine zur Herstellung der Textilstruktur nach der Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer Webmaschine zur Herstellung der Texilstruktur nach der Erfindung;
Fig. 9 Fig. 9a und 9b als graphische Darstellungen für den Vergleich der Dicke der Textilstruktur nach der Erfindung mit derjenigen von herkömmlichen schraubenförmigen Geweben.
Die Fig. 1 zeigt von oben einen Teil 1 einer schraubenförmigen Textilstruktur. Die Textilstruktur liegt als Band vor, das eine Schraubenlinie mit konstanten inneren und äußeren Radien r bzw. R beschreibt, die denselben Ursprung haben, nämlich den Punkt O, dessen Achse a-a senkrecht zur Ebene von Kettfäden ist.
Die Breite des Gewebes 1 ist gleich der Differenz zwischen den Radien R und r. Das Gewebe ist je nach der Webung in ringförmigen übereinanderliegenden Windungen in sich gewickelt. Das Wickeln erfolgt eventuell mit manueller oder mechanischer Hilfe, wie im folgenden angegeben.
Gemäß Fig. 2 besteht die Textilstruktur aus Kettfäden 2, die längs Schraubenlinien mit derselben Achse a-a angeordnet sind und deren Teilung im wesentlichen gleich der Dicke des Gewebes ist. Jede Windung ist praktisch eben, und die Kett- oder Umfangsfäden sind längs konzentrischen Kreisen angeordnet, die auf einem Punkt mit der Achse a-a zentriert sind.
Die Textilstruktur umfaßt überdies Schußfäden 3, von denen jeder längs eines Radius eine Windung des Gewebes angeordnet ist.
Im folgenden wird eine Textilstruktur nach der Erfindung anhand von Fig. 3 beschrieben.
Die in Fig. 3 gezeigte Struktur wurde an einer mit Schiffchen arbeitenden Wegmaschine gewebt. Jeder Schußfaden 3 macht somit eine Hin- und Rückbewegung. Wenn die Textilstruktur auf einer Webmaschine mit Lanze gewebt wird, machen die Schußfäden keine Hin- und Rückbewegung mehr und entspricht ein einziger Faden zwei Fäden, die durch eine Webung mit einer mit Schiffchen arbeitenden Webmaschine erhalten werden.
Das Webschema der Textilstruktur nach dem Erfindung hängt nicht von der Art der gewählten Webmaschine ab. Letztere kann von beliebiger Art sein, zum Beispiel mit Schiffchen, Lanze oder Projektil.
Es sei hier angegeben, daß die Art der verwendbaren Umfangs- und Radialfäden verschiedenartig ist und alle Arten von in einem Textilmaterial verwendeten Fäden umfaßt, insbesondere Baumwolle, Polyester, Glas, Kohlenstoff, Polyamid, Siliciumcarbid, Bor, Siliciumoxid, Aramid und alle künstlichen ode synthetischen Fäden, insbesondere die sogenannten "technischen" Fäden.
Die Umfangs- und Radialfäden sind nicht unbedingt von derselben Art. Man kann auch unterschiedliche Fadenarten in Umfangsrichtung und radialer Richtung vereinen.
Die Radial- und Umfangsfäden kreuzen sich so, daß die vorher gewählte Bindung für die Textilstruktur erhalten wird. Diese Bindung kann von beliebiger Art sein, zum Beispiel Köper-, Satin- oder Taftbindung.
Die Anzahl der Umfangs- und Radialfäden je Längeneinheit kann so eingestellt werden, daß sie den gegebenen Eigenschaften des Gewebes genügen. Insbesondere kann diese Einstellung in Abhängigkeit von der Richtung von Kräften erfolgen, denen das die Textilstruktur enthaltendem Teil unterworfen sein wird.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Teil der Textilstruktur nach der Erfindung hat jede Hin- und Rückbewegung des Schußfadens eines der Bezugszeichen A bis S, während die Kettfäden mit 1 bis 17 bezeichnet sind.
Im Beispiel von Fig. 3 ist der Umfangs- oder Ausgangsfaden, von dem aus das Weben erfolgt, der Faden 17, der der äußeren Webkante des Gewebes entspricht. Es ist ersichtlich, daß der Ausgangsladen ein beliebiger Kettfaden sein kann. Dieser Ausgangsfaden wird in Abhängigkeit von den technischen Merkmalen gewählt, die man am fertigen Teil zu erhalten wünscht. Es ist weiter ersichtlich, daß der Ausgangsfaden in der gesamten Textilstruktur nicht unbedingt derselbe sein muß. In Teilen der Textilstruktur von gegebener Länge können unterschiedliche Ausgangsfäden gewählt werden. Der Ausgangsfaden kann insbesondere gewählt werden in Abhängigkeit von der Position einer eventuellen verstärkten Zone in der Textilstruktur.
Die radialen Fäden sind so angeordnet, daß eine Textilstruktur von hoher Gleichmäßigkeit erhalten wird.
Im Gegensatz zur FR-PS 2 490 687 beruht das Weben der Textilstruktur nach der Erfindung nicht auf der Erzeugung von aneinandergrenzenden Abschnitten aus mehreren Umfangsfäden. Wie weiter unten angegeben, wird jeder Fettfaden dank wenigstens einer unabhängigen Wählvorrichtung für die Fäden unabhängig behandelt.
Durch geeignete Steuerung der Fadenwählmittel kann die in Fig. 3 dargestellte Textilstruktur erhalten werden.
Jeder Schußfaden ertreckt sich zwischen dem Kettfaden 17 oder Ausgangsfaden und einem weiteren Kettfaden oder Bezugsfaden. Dieser Bezugsfaden ist der Faden, an dem die Umkehr des Schußfadens für den Fall erfolgt, daß die verwendete Webmaschine eine solche mit Schiffchen ist.
Der Bezugfaden entspricht somit dem, was man mit Umkehr- oder Zunahmepunkt des zugehörigen Schußfadens bezeichnet.
In Fig. 3 ist festzustellen, daß jeder der Umfangsfäden 1 bis 17 als Bezugsfaden für wenigestens einen radialen Faden dient. So hat beispielsweise der Faden A als Bezugsfaden den Faden 4; der Faden B den Faden 10, wobei der Faden 10 auch als Bezugsfaden für den Faden R dient und der Faden N als Bezugsfaden den Faden 8 hat.
Ganz allgemein ist die Textilstruktur so beschaffen, daß jeder Umfangsfaden für wenigstens einen radialen Faden als Bezugsfaden dient. Prüft man die eine Textilstruktur darstellende Fig. 4, die der Erfindung nicht entspricht und so gewebt ist, daß ein einziger Umfangsfaden, hier der Faden 4, als Bezug für alle radialen Fäden dient, so ist deutlich eikennbar, daß diese Textilstruktur nicht gleichmäßig ist. Der Fasergehalt hat insbesondere eine große Unstetigkeit um der Bezugsfaden 4. Überdies nimmt der Fasergehalt vom Faden 4 zum äußeren Radius R merklich ab und vom Faden 4 zum inneren Radius r zu.
Es ist überdies ersichtlich, daß in einer Textilstruktur nach der Erfindung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, die Umkehr- oder Zunahmepunkte der Schußfäden auf der gesamten Oberfläche des Gewebes so verteilt sind, daß die gewünschte Gleichförmigkeit des gebildeten Gewebes erhalten wird.
Diese Verteilung ermöglicht einen Ausgleich der Änderungen des Fasergehalts im Gewebe. Selbstverständlich müssen die Schußfäden in unterschiedlichen Längen verteilt werden. Wie aus dem in Fig. 3 gezeigten Webvorgang ersichtlich, wechseln somit Schußfäden von verhältnismäßig großer Länge ab mit Schußfäden von verhältnismäßig geringer Länge. Betrachtet man Fig. 5, ie ein Beispiel für eine Textilstruktur zeigt, die der Erfindung nicht entspricht und in der es keine Verteilung von Zunahme- oder Wechselpunkten zwischen den verhältnismäßig langen und verhältnismäßig kurzen Schußfäden gibt, so ist festzustellen, daß in dieser Art von Textilstruktur gewebefreie Zonen auftreten. Die Textilstruktur nach der Erfindung gemäß Fig. 3 gestattet die Vermeidung derartiger gewebefreier Zonen.
Die Gleichmäßigkeit der schraubenförmigen Textilstruktur nach der Erfinduig wird somit dadurch erhalten, daß jeder Kettfaden als Bezugsfaden für wenigstens einen Schußfaden dient und daß die Zunahme- oder Umkehrpunkte zur Erzielung einer gleichmäßigen Struktur verteilt sind.
Man bestimmt das Programm oder den Webplan der Textilstruktur im Hinblick auf die Erfüllung dieser beiden Bedingungen durch Rechnung in Abhängigkeit von technischen Merkmalen, die man für die Textilstruktur zu erhalten wünscht. Der Fachmann kann gegebenenfalls zur Ausführung dieser Errechnung informatische Mittel verwenden.
Die schraubenförmigen Textilstruktur nach der Erfindung findet sich nicht unbedingt auf der gesamten Oberfläche eines schraubenförmigen Gewebeteils. Man kann die Herstellung eines schraubenförmigen Gewebeteils in Betracht ziehen, bei dem nur eine Zone, die einer Anordnung von aufeinanderfolgenden Umfangsfäden entspricht, so gewebt ist, daß sie die Textilstruktur nach der Erfindung aufweist. So hat das Gewebeteil nur in dieser erfindungsgemäß gewebten Zone die Gleichmäßigkeit, die die Erfindung zu erzielen gestattet.
Es wurde oben angegeben, daß die Fäden so gewebt werden, daß die vorher für das Gewebe gewählte Bindung erzielt wird. Die gewählte Bindung kann auf der gesamten Breite des Gewebes identisch sein. Es ist aber auch möglich, unterschiedliche Bindungen in der Breite der Schraubenform zu verteilen, um insbesondere dem Gewebe besondere Eigenschaften zu verleihen. So kann gemäß Fig. 6 das schraubenförmige Gewebe zum Beispiel in drei aneinandergrenzende Teile P, P&sub1;, P&sub2; zerlegt werden, wobei der Teil P durch den inneren Radius r und den Radius r&sub1;, der Teil P&sub1; durch die Radien r&sub1; und r&sub2; und der Teil P&sub2; durch den Radius r&sub2; und den äußeren Radius R begrenzt werden. Es ist dann möglich, in den Teilen P, P&sub1;, P&sub2; unterschiedliche Bindungen zu weben, zum Beispiel:
(P) : Köper 2/2
(P&sub1;) : Satin 5
(P&sub2;) : Taft.
Es sei darauf hingewiesen, daß die für das Gewebe gewählte Bindung im wesentlichen keinen Einfluß auf den Webplan der Textilstruktur nach der Erfindung hinsichtlich der Oberflächenmasse hat.
So könnte ein bestimmter Webplan für eine erste Textilstruktur, die mit einer gegebenen Bindung so gewebt ist, daß diese Textilstruktur insbesondere eine gegebene gleichmäßige Oberflächenmasse hat, für eine zweite Textilstruktur verwendet werden, die mit drei unterschiedlichen Bindungen gewebt ist, wie die in Fig. 6 gezeigte, und zwar mit der Maßgabe, daß die Oberflächenmasse dieser zweiten Struktur mit derjenigen der ersten Struktur praktisch identisch ist.
Wenn somit die Wahl der Bindung nur wenig Einfluß auf die Oberflächenmasse hat, hat sie dagegen einen verhältnismäßig großen Einfluß auf die Dicke des Gewebes, da die Bindung einem gewissen Relief entspricht. Wenn man folglich wünscht, daß zum Beispiel die zweite Textilstruktur eine Dicke hat, die mit derjenigen der ersten Texilstruktur identisch ist, muß der Webplan abgeändert werden. Die Oberflächenmasse wird dann im allgemeinen auf der gesamten Oberfläche dieser zweiten Struktur nicht mehr konstant sein. Teder Teil P, P&sub1;, P&sub2; wird eine eigene Oberflächenmasse aufweisen, die im allgemeinen von den anderen abweicht.
Im folgenden wird anhand von Fig. 7 und 8 ein Ausführungsbeispiel einer Webmaschine beschrieben, die die Herstellung der Textilstruktur nach der Erfindung gestattet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind nur fünf Kettfäden dargestellt.
Von vorn nach hinten enthält die Webmaschine aufeinanderfolgend die folgenden Vorrichtungen:
(1) Einen n Kettfadenspulen tragenden Spulenrahmen 5 (bei diesem Beispiel ist n = 5),
(2) Spannvorrichtungen 6 für die Kettfäden, insbesondere der Bauart mit Gewicht, Spannern, Bremsen, hinter dem Spulenrahmen;
(3) gegebenenfalls Führungselemente für die Fäden hinter dem Spulenrahmen, die in den Fig. 7 und 8 nicht dargestellt sind und sich hinter oder vor den Spannvorrichtungen befinden können,
(4) ein System 7 für die Wahl der Kettfäden.
Dieses Wählsystem kann aus einer oder mehreren Vorrichtungen der mechanischen Jacquard-Bauart bestehen. Diese Vorrichtungen sind so beschaffen, daß jeder Faden unabhängig von den anderen gesteuert wird. Dieses Wählsystem führt dann eine individuelle Wahl der Kettfäden aus.
Bei Verwendung dieser Webmaschine für ein schraubenförmiges Gewebe, in dem nur eine ringförmige Zone, entsprechend einer Anordnung von aufeinanerfolgenden Umfangszonen, so gewebt ist, daß sie die Textilstruktur der Erfindung aufweist, kann dieses Wählsystem für das geben der anderen Zonen auch in Kombination umfassen: eine oder mehrere Vorrichtungen zum individuellen Wählen von Kettfäden für das Weben der ringförmigen Zone und eine oder mehrere Vorrichtungen zum Wählen von Fäden in Gruppen (zum Beispiel Schaftmaschinensystem, Exzenter, ...).
Das Wählsystem gestattet die Ausführung der gewünschten Verteilung der Zunahmepunkte in Anbetracht der herzustellenden Struktur.
(5) Ein Webblatt 8, dessen Abstand zwischen jedem Zahn entweder konstant oder in Abhängigkeit vom gewünschten Kettgewebebild veränderlich sein kann,
(6) eine Einschießvorrichtung 9, insbesondere der Bauart Schiffchen (hin und her), Lanze, Projektil, ...
(7) ein Zuführungssystem 10 für Kettfäden hinter der Einschießvorrichtung, bestehend aus einer oder mehreren kegelstumpfförmigen Walzen, die miteinander in Eingriff stehen. Beim dargestellten Beispiel umfaßt das Zuführungssystem 10 zwei kegelstumpfförmige Antriebswalzen 11 und 12.
Die Walze 11 dreht sich in Richtung des Pfeils 13, während sich die Walze 12 in Richung des Pfeils 14 dreht. Die Oberflächen der Walzen 11 und 12 sind vorzugsweise dadurch nichtgleitend gemacht, daß sie zum Beispiel mit einem Bogen aus Schleifleinwand oder einer Schicht eines Gummis mit eventuellen Erhöhungen überzogen sind.
Überdies ist das Zuführungssystem 10 möglichst nahe am Webblatt 8 angeordnet. Der zwischen dem Webblatt 8 und der ersten Berührungslinie zwischen dem Gewebe und der Walze 11 befindliche Gewebeteil erfährt Verformungen insbesondere dadurch, daß die Kettfäden in unterschiedlichen Längen zugeführt werden, während sie durch einen Schußfaden verbunden werden. Diese Verformungen haben einen vernachlässigbaren Einfluß, da das Webblatt 8 und das Zuführungssystem einander möglichst nahe sind.
Die dem Webblatt möglichst nahe gelegene kegelstumpfförmige Walze 11 kann in unterschiedlichen Arten angeordnet sein.
Sie kann insbesondere gemäß Fig. 7 angeordnet sein, wo das im Austritt des Webblatts 8 gebildete Gewebe in einer Ebene bleibt, die die Walze 11 längs einer Mantellinie 15 berührt.
Sie kann auch so angeordnet sein, daß ihre Achse parallel zur Querbewegung der Einschießvorrichtung oder auch noch parallel zur letzten Reihe von abgewickeltem Schußfaden ist. Der Gewebeteil zwischen dem Webblatt 8 und der ersten Berührungslinie zwischen dem Gewebe und der Walze 11 nimmt die Form einer regelmäßigen schrägen Fläche an. Diese Anordnung ist in den Figuren nicht dargestellt.
Wenn das Zuführungssystem 10 wenigstens eine zusätzliche Walze enthält, ist (sind) diese Walze(n) so angeordnet, daß sie in Eingriff mit der Walze 11 und gegebenenfalls anderen Walzen kommt (kommen), und zwar unabhängig von der Stellung der Walze 11.
Somit besteht das Verfahren zum Weben einer schraubenförmigen Textilstruktur mittels einer Webmaschine der beschriebenen Bauart im von vorn nach hinten oder zwangsläufig erfolgenden Antreiben einer Lage aus Kettfäden mittels eines hinter dem Webblatt befindlichen Zuführunssystems. Dieses Zuführungssystem umfaßt wenigstens eine kegelstumpfförmige Walze. Auf diese Weise nimmt das Gewebe eine Krümmung an, die ihm eine schraubenförmige Form verleiht. Es wird dann von Hand oder mittels etner dem Fachmann bekannten Aufnahmevorrichtung aufgewickelt.
Bei jedem Durchgang der Einschießvorrichtung werden die Kettfäden gewählt, durch die hindurch der Schußfaden abgewickelt wird, wobei sich jeder Schußfaden zwischen einem, Ausgangsfaden genannten Kettfaden und einem Bezugsfaden genannten, anderen Kettfaden ersteckt. Die Wahl erfolgt in individueller Weise durch eine Wähleinrichtung für die Fäden, zum Beispiel das System 7. Sie erfolgt derart, daß jeder Kettfaden als Bezug für wenigstens einen Schußfaden dient und die Bezugsfäden so verteilt sind, daß eine gleichmäßige Textilstruktur erhalten wird.
Die Schußfäden werden so gewebt, daß die entsprechenden Bindungspunkte der gewählten Bindung erzeugt werden, vorausgesetzt, daß, wie oben angegeben, die verschiedenen Bindungen entsprechend unterschiedlichen ringförmigen Zonen der Textilsturktur gewählt werden können.
Das Webverfahren kann auch verwendet werden zur Herstellung eines schraubenförmigen Gewebes mit der Textilstruktur nach der Erfindung an lediglich einer ringförmigen Zone. In diesem Fall werden die Kettfäden in dieser ringförmigen Zone einzeln und in den anderen Zonen in Fadengruppen gewählt.
Die Erfindung und ihre Vorteile gegenüber den bekannten Techniken werden noch deutlicher durch die ausgeführten Vergleiche hinsichtlich der Dicke und der Oberflächenmasse von schraubenförmigen Geweben, die mit bekannten Techniken und Techniken nach der Erfindung erhalten werden. Diese Vergleiche werden durch Ausführungsbeispiele erläutert.
Der Vergleich erfolgt zwichen zwei schraubenförmigen Geweben: Das eine, das im folgenden mit spiralförmigen Gewebe A oder C bezeichnet wird, wird durch die Technik nach der Erfindung erhalten, und das andere, das im folgenden mit spiralförmigen Gewebe B oder D bezeichnet wird, wird durch die Technik der Fr-PS 2 490 687 erhalten.
Diese beiden schraubenförmigen Gewebe liegen in Form eines Bands vor, das eine Schraubenlinie mit einem inneren Radius r und einem äußeren Radius R beschreibt, wobei die beiden Radien denselben Ursprung haben. In Betracht zu ziehen ist überdies, daß die Art der zur Herstellung dieser Gewebe verwendeten Fasern, die mittlere Oberflächenmasse und die Massenverteilungen in Kette und Schuß für beide Gewebe identisch sind.
Zur Ausführung des Vergleichs hinsichtlich der Dicke der Gewebe wurde für das schraubenförmige Gewebe B die Herstellung eines Gewebes mit drei aneinandergrenzenden Abschnitten gewählt, die durch den inneren Radius r, den äußeren Radius R und zwei Zwischenradien r&sub3; und r&sub4; derart begrenzt sind, daß r< r&sub3;< r&sub4;< R, wobei r&sub4; in der Nähe der Mitte des Gewebes liegt, während r&sub3; dem inneren Radius r nahekommt.
Fig. 9 zeigt den Vergleich, der zwischen dem schraubenförmigen Gewebe A und dem schraubenförmiger Gewebe B ausgeführt werden kann. Die Fig. 9a betrifft das schraubenförmige Gewebe A, während die Fig. 9b das schraubenförmige Gewebe B betrifft. Diese beiden Figuren sind graphische Darstellungen mit dem Radius rn des Gewebes als Abszisse und dessen Dicke e als Ordinate.
Man bezeichnet mit ep&sub1; die minimale Dicke des schraubenförmigen Gewebes A, mit ep&sub2; die maximale Dicke des schraubenförmigen Gewebes A, mit ep&sub3; die minimale Dicke des schraubenförmigen Gewebes B und mit ep&sub4; die maximale Dicke des schraubenförmigen Gewebes B.
Bei Vergleich der Verteilung der Dickenwerte ist festzustellen, daß die maximale Dickenabweichung für das Gewebe A, die gleich ep&sub2; - ep&sub1; ist, sehr viel kleiner als die maximale Dickenabweichung des Gewebes B ist, die gleich ep&sub4; - ep&sub3; ist.
Es scheint, daß das schraubenförmige Gewebe A eine weitaus regelmäßigere Dicke als diejenige des schraubenförmigen Gewebes B aufweist.
Als Beispiel wurden zwei schraubenförmige Gewebe A und B mit den folgenden Eigenschaften hergestellt:
Kettmaterial: Kohlenstoff HR, 3000 Filamente
Schußmaterial: Kohlenstoff HR, 3000 Filamente
Bindung: Taft
mittlere Oberflächenmasse: 195 g/m&sub2;
Prozentsatz an Umfangsfasern: 50 %
Prozentsatz an radialen Fasern: 50 %
Innendurchmesser: 50 mm
Außendurchmesser: 400 mm.
Das schraubenförmige Gewebe B wurde mit zwei Zwischenradien r&sub3; und r&sub4; gleich 100 bzw. 200 mm hergestellt.
Die erhöhten Werte der mittleren, maximalen und minimalen Dicke sowie derjenige der maximalen Dickenabweichung, der gleich ist der Differen zwischen dem maximalen Dickenwert und dem minimalen Dickenwert, sind die folgenden: Schraubenförmiges Gewebe Mittlere Dicke Maximale Dicke Minimale Dicke Maximale Dickenabweichung
Wenn auch die mittleren Dicken für die beiden schraubenförmigen Gewebe identisch sind, kann man somit feststellen, daß die maximale Dickenabweichung im Falt des schraubenförmigen Gewebes A um die Hälfte verringert ist.
Die Regelmäßigkeit der Dicke des schaubenförmigen Gewebes A tritt besonders in dem Fall hervor, in dem zahlreiche schraubenförmige Gewebe unter Beachtung guter Ebenheit aufeinander gestapelt werden sollen.
Die in einer Gewebewindung vorhandenen Dickenunterschiede sind in der Tat in einem Stapel aus mehreren Windungen ausgeprägt, da sich, beispielsweise im Fall des schraubenförmigen Gewebes B, diese Dickenunterschiede summieren.
Im schraubenförmigen Gewebe A sind die Dickenunregelmäßigkeiten geringer und sind vor allem im Gewebe zufällig angeordnet. Anstatt sich für das schraubenförmige Gewebe B zu summieren, werden sich die Dickenunterschiede in einer aus dem Gewebe A hergestellten Struktur ausgleichen.
Dank insbesondere der guten Gleichförmigkeit der Dicke ist somit die Bedeutung des schraubenförmigen Gewebes A besonders offensichtlich bei seiner Verwendung zur Herstellung von Stapeln.
Zur Ausführung des Vergleichs hinsichtlich der Oberflächenmasse von Geweben wurde die Herstellung des schraubenförmigen Gewebes B in Form eines Gewebes mit zwei aneinandergrenzenden Abschnitten gewählt, die durch den inneren Radius r, den äußeren Radius R und einen Zwischenradius r&sub5; begrenzt sind.
Es wurden beispielsweise zwei schraubenförmige Gewebe C und D mit den folgenden Eigenschaften hergestellt:
Außendurchmesser: 625 mm
Innendurchmesser: 100 mm
Kettmaterial: Glas E, 300 tex
Schußmaterial: Glas E, 300 tex
Bindung: Taft
Mittlere Oberflächenmasse: 350 g/cm²
Massenverteilung von Kettfäden: 50 %
Massenverteilung von Schußfäden: 50 %
Das schraubenförmige Gewebe D wurde mit einem Zwischenradius r&sub5; = 250 mm hergestellt.
Die erhöhten mittleren, maximalen und minimalen Werte der Oberflächenmassen sowie derjenige der maximalen Oberflächenmasse, der gleich ist der Differenz zwischen dem Wert der maximalen Oberflächenmasse und demjenigen der minimalen Oberflächenmasse, sind die folgenden: Schraubenförmiges Gewebe Mittlere Oberflächenmasse maximale Oberflächenmasse Minimale Oberflächenmasse Maximale Abweichung der Oberflächenmasse
Bei Vergleich dieser Werte ist festzustellen, daß man bei diesem Beispiel die maximale Abweichung im Fall des schraubenförmigen Gewebes C um 60 g/cm² verringern kann.
Dies erläutert deutlich, daß die schraubenförmige Textilstruktur nach der Erfindung eine weitaus gleichmäßigere Oberflächenmasse aufweist als die gemäß den bekannten Webtechniken hergestellten Gewebe.
Dieser Vorteil wird besonders in dem Fall geschätzt, in dem die Erzielung von konstanten Fasergehalten angestrebt wird, zum Beispiel bei der Herstellung von Verbundmaterial.
Die Bezugszeichen, die nach den in den Ansprüchen erwähnten technischen Merkmalen eingesetzt sind, haben den einzigen Zweck, das Verständnis der letzteren zu erleichtern und beschränken dabei in keiner Weise den Schutzumfang.

Claims

1. Schraubenförmige Textilstruktur mit Kettfäden, durch die hindurch aufeinanderfolgende Reihen von Schußfäden eingeschossen sind, wobei die Kettfäden im wesentlichen in Schraubenlinien mit derselben Achse so angeordnet sind, daß die Textilstruktur ringförmige, übereinanderliegende und an dieser Achse zentrierte Windungen bildet,

dadurch gekenzeichnet,

daß sich jeder Schußfaden zwischen einem Ausgangsfaden genannten Kettfaden und einem, Bezugsfaden genannten, anderen Kettfaden längs eines Radius einer Windung der Textilstruktur erstreckt, und

daß jeder Kettfaden in wenigstens einer ringförmigen Zone der Textilstruktur als Bezugsfaden für wenigstens einen Schußfaden diene wobei die Schußfäden unterschiedlicher Länge so verteilt sind, daß Schußfäden großer Länge mit solchen geringer Länge abwechseln, und die Bezugsfäden so verteilt sind, daß in der ringförmigen Zone eine gleichmäßige Textilstruktur erzielt wird.

2. Textilstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden so gewählt sind, daß die Bindungspunkte entsprechend der gewählten Bindung, wie Köper,- Satin- oder Taftbindung, erhalten weiden.

3. Textilstruktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsfaden innerhalb der Struktur variieren kann.

4. Verfahren zum Weben einer schraubenförmigen Textilstruktur mittels einer Webmaschine, wonach eine Lage von Kettfäden durch ein hinter dem Webblatt angeordnetes Zuführungssystem zwangslaufig angetrieben wird, die Kettfäden gewählt werden, durch die hindurch Schußfäden aufeinanderfolgend abgewickelt werden, und die Lage von Fäden durch ein wenigstens eine kegelstumpfförmige Walze aufweisendes Zuführungssystem so angetrieben wird, daß eine schraubenförmige Textilstruktur erhalten wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß sich jeder Schußfaden zwischen eknem Ausgangsfaden genannten Kettfaden und einem, Bezugsfaden genannten, anderen Kettfaden längs eines Radius einer Windung der Textilstruktur erstreckt und

daß in wenigstens einer ringförmigen Zone der Textilstruktur die Wahl so erfolgt, daß jeder Kettfaden als Bezugsfaden für wenigstens einen Schußfaden dient, wobei die Schußfäden unterschiedlicher Länge so verteilt werden, daß Schußfäden großer Länge nit solchen geringer Länge abwechseln, und die Bezugsfäden so verteilt sind, daß in der ringförmlgen Zone eine gleichmäßige Textilstruktur erzielt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden so gewebt werden, daß die Bindungspunkte entsprechend der gewählten Bindung erhalten werden.

6. Verfahren nach einez der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Textilstruktur unterschiedliche Ausgangsfäden gewählt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in der ringförmigen Zone die Kettfäden einzeln gewählt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den anderen ringförmigen Zonen die Kettfäden in Gruppen gewählt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungssystem (10) möglichst nahe an Webblatt (8) angeordnet wird

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungssystem wenigstens eine kegelstumpfförmige Walze aufweist und daß die möglichst nahe am Webblatt (8) angeordnete kegelstumpfförmige Walze (11) so angeordnet wird, daß das hinter dem Webblatt (8) gebildete Gewebe in einer Ebene bleibt, die die Zuführungswalze (11) längs einer Mantellinie (15) berührt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die möglichst nahe am Webblatt (8) angeordnete kegelstumpfförmige Walze (11) so angeordnet wird, daß ihre Achse zur letzten Reihe von abgewickelten Schußfäden parallel ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete Gewebe in einer schraubenförmigen Anordnung aufgewickelt wird.