WO2003056085A1 - Verfahren und anlage zur herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten faden- oder fasergeleges - Google Patents

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Markus Schierz
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Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh
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Definitions

  • the respective outer thread or fiber layer is in many respects for the properties or determining the use of the semi-finished product.
  • the bending resistance transverse to their longitudinal axis is to a large extent decisive for its possible use. This is particularly true for the covering of aircraft and hulls of ships.
  • the semi-finished products are light and should be inexpensive to manufacture.
  • optically detectable surface structure of such a structure is the optically detectable surface structure of such a structure. It is regularly desirable for the surface structure to match the structure of the future product or not to interfere with it.
  • Threads of this type are regularly pre-fixed on warp knitting machines using the so-called sewing process.
  • warp knitting machines of the known type no so-called standing weft threads can be incorporated on the right side of the knitted fabric, which extend over longer sections exclusively in the working direction of the warp knitting machine.
  • thread or fiber fabrics can be compacted and pre-fixed which have thread or fiber layers placed diagonally or transversely on their underside, the right side of the knitted fabric.
  • Such thread or fiber systems can be stretched between transport chains and easily guided to the stitch formation point of a warp knitting machine in the knock-off plane by knock-off boards.
  • a middle layer of wefts are u. a. one or more layers of thread sheets attached above and below, which are inclined at different angles to the working direction.
  • the outer layer was designed with a very small one Angle - usually 30 ° - to the working direction of the thread.
  • the laying arrangement is already over 10 meters long with three laying devices.
  • Fibers that are stretched between the transport chains are stretched between the transport chains.
  • fiber slits are left on the laid scrim! applied, which are connected to the scrim during the knitting process.
  • a second knitting process is necessary to cover the right side of the knitted fabric with the same fiber chips.
  • an endless conveyor belt was positioned below the laying arrangement and between the transport chains, the upper run of which was supported from below.
  • the dimensions of the conveyor belt made it necessary to reliably guide the scrim from the moving conveyor belt over a free distance into the knock-off plane of the warp knitting machine.
  • the diagonal, lower thread layer was also used for this.
  • endless guide wires were used together with the conveyor belt, which could be passed through the lanes of the needles in the knock-down plane without them being involved. These endless guide wires could then be returned to the entrance of the laying arrangement and led there onto the conveyor belt. Such guide wires and their guidance are extremely expensive and only solve the latter problem.
  • the scrims used to reinforce large, flat, web-shaped semifinished products have a structure as shown and described in DE 33 04 345 C2 or DE 33 43 048 A1.
  • the required bending stiffness in one direction is mainly guaranteed by a single standing thread system or a maximum of two central standing thread systems. All other diagonal thread systems only contribute as more or less elastic members with a limited part to increase the bending strength in the direction mentioned. It is clearly evident to the person skilled in the art that thread layers designed in this way have only limited bending stability transversely to the longitudinal direction of the semi-finished product. To ensure a given bending stability, additional reinforcing elements are usually inserted, which increases the mass and increases the costs.
  • the object of the present invention is to propose a method and a plant for the production of a multilayer, prefixed thread or fiber fabric, which enables the reinforcing elements which are optimally effective for securing the necessary bending stability of thread or fiber-reinforced semi-finished products to be arranged away from the neutral bending line and to use elements which are as low or low in mass as possible for fixing them to the thread or fiber fabric.
  • the present object is achieved in a surprisingly simple manner by claim 1.
  • a standing weft layer which is directly adjacent to the needle stitches of the stitch composite, and with an alignment of the needle stitches crossing the standing wefts on the right side of the stitch composite, the standing weft layer is held reliably and stably on the entire pre-fixed laid scrim.
  • the pre-consolidated scrim can be temporarily stored without wrinkles by winding. If standing weft thread systems are arranged on both outer sides of the laid scrim, a high bending strength is achieved in the final state.
  • the designer of a semi-finished product is given the opportunity to choose any layers between the standing thread systems that meet the requirements insert, which on the one hand can guarantee a certain distance between standing thread layers and on the other hand cause additional reinforcement in secondary directions.
  • the reinforcement in secondary directions can often ensure less compact fiber or fleece elements. These fiber or nonwoven elements usually have a lower mass and can be manufactured and supplied with less effort.
  • the arrangement of the visible fiber or thread layers symmetrical to the longitudinal direction in many cases makes additional measures for the design of the surface superfluous.
  • the profiled design of the support surfaces on the knock-off elements according to claim 3 ensures sufficient lateral fixation of the scrim even if no knock-off elements fix the same crosswise to the working direction at the points of emergence of the needle stitch from the scrim.
  • the standing sections, which are most heavily loaded laterally due to the offset of the needle stitches, are fixed by the above profiles. Ascending is effectively prevented by the laid scrim.
  • the task can also be solved while avoiding a needle bar offset.
  • the offset that causes the crossing of needle stitches and standing weft threads is ensured here by the knock-off bar.
  • the guide elements of the laterally displaceable tee regularly only capture the threads of the standing shot layer.
  • the transverse layers of thread located above are excluded from an offset by their position and by the tension generated between the transport chains.
  • the standing weft threads on the right side of the mesh can also be guaranteed without a needle stitch offset or without an offset of the knock-off elements. In this case, however, it is necessary to guide the fibers of limited fiber length without interference on the underside of the standing weft threads into the knock-down plane.
  • the advantage of this arrangement is that the fiber chips so applied cover and dissolve the surface structure created by threads of a certain orientation.
  • said standing weft layer as the first layer of the laid scrim on the right side of the knitted fabric and then to build up the thread goat on this layer and finally to guide the finished scrim into the tee-off plane.
  • the system for producing a pre-consolidated thread or fiber scrim according to claim 11 enables the method of operation described in relation to claim 1, claim 2 and claim 6 with the simplest usability.
  • the claim 14 defines the essential features of the multi-layer, prefixed thread or fiber fabric that can be produced with the method according to claim 1, with wrinkle-free intermediate storage capacity and the prerequisite for ensuring a high bending stiffness.
  • the claim 15 describes a thread or fiber fabric that is optimally designed with regard to the bending stiffness.
  • the thread or fiber scrim according to claim 16 is realizable with relatively easy to control technical means and with few steps offers the prerequisites for the visible surfaces to have an irregular structure on both sides.
  • FIG. 1 shows a cross section through the stitch formation point of a warp knitting machine for strengthening a scrim, the needle bar, the slide bar and part of the knock-off bar perform a lateral offset movement
  • Fig. 3 shows an enlarged section of the stitch formation point
  • Warp knitting machine with a modified knockout design without knockout boards in the needle lanes
  • FIG. 5 shows a schematic longitudinal section through the system for producing a prefixed thread or fiber scrim
  • FIG. 6 is a simplified top view of FIG. 5,
  • FIG. 8 is a plan view of FIG. 7,
  • Fig. 9 is a perspective view of a scrim, the right
  • Fig. 10 is a cross sectional view of a stitch formation zone with a
  • Fig. 11 shows a cross section through the stitch formation zone with a laterally displaceable tapping arrangement for the lowest standing fiber layer and 12 shows a cross section parallel to the lowermost thread or fiber layer along the line XII-XII in FIG. 11.
  • the stitch formation point of a warp knitting machine shown in cross section in FIG. 1 is constructed on the principle of sewing knitting.
  • the vertically arranged knitting needles 1, which are designed here as pusher needles with pusher 2 have a tip on their head which can penetrate the scrim from bottom to top at any point.
  • the knitting needle bar 10 and thus also the slide bar 20 are in the tee phase, i.e. that is, when its needle tip is below the scrim G and below the knock-off elements 3, laterally displaceable.
  • the laid scrim G is guided in the knock-down plane by the side transport chains (not shown) and by knock-off means 3. These knock-off means 3 are held on the side of the needle face in the knock-off bar 30 with the aid of conventional clamping plates 31.
  • the knock-off means 3 Immediately in front of the needle face, the knock-off means 3, the shaft of which is of limited elasticity, can be caught on a support surface 301 of the knock-off bar 30.
  • This support bar 32 can take over this task at A.
  • This support bar 32 additionally has, on its side facing the needle plane, guide projections 321, which can divide the shafts of the knitting needles 1 laterally at a constant distance below the knock-down plane.
  • This guide for the knitting needles 1 can absorb part of the lateral forces which the just-formed needle stitches WN exert on the hooks of the displaceable knitting needles 1 when they are offset.
  • the scrim G, GF is held on its upper side by counterholders 50 and 51 against vertical lifting secured.
  • the knitting needle 1 is preferably assigned two laying rails 41, 42, which can feed knitting threads W in tricot or fringes in different ways.
  • the laid scrim G consists of a central weft thread S, two diagonal thread layers D, D 'adjacent to this weft thread layer S at the top and bottom, a lower standing weft layer KR and an upper standing weft layer KL.
  • the upper standing weft position KL is only fed in the area of the stitch formation point by a corresponding standing thread guide 43.
  • FIG. 2 shows a phase in which the knitting needles 1, after the needle stitch has been displaced below the knock-down plane, are just again penetrating into the scrim G with their tips.
  • the knock-off elements 3 arranged between the needle lanes reach through the thread or fiber sheet KR and guide the thread scrim G through their sliding contact with the lower diagonal thread layer D '.
  • the laterally displaced needle loops WNv engage under these knock-off elements 3 and also the fibers of the standing thread layer KR guided between these knock-off elements 3.
  • the offset needle stitches WNv are pulled down from the free ends of the knock-off elements 3.
  • This embodiment has particular advantages if the laid scrim is to be pre-fixed in a coarser division. The risk that the tips of the knitting needles 1 collide with the knock-off elements is then relatively low.
  • the aim is to pre-consolidate the laid scrim with a mesh of less fineness and with a shorter stitch length.
  • the lower standing weft threads or fibers KR guide the laid scrim G over the plane of movement of the knitting needles 1.
  • a first support bar 33 with a fiber divider 332 and a support surface 331 are arranged in a stationary manner directly in front of the needle plane (plane of the knitting needles 1) on the side of the needle face.
  • a second support bar which we can also call the tee bar 60.
  • This knock-off bar 60 also has guide profiles which engage between standing threads or fibers KR of the laid scrim G.
  • a knock-off nose 61 holds the exit point of the needle stitch WN from the previous stitch hole when the knitting needles 1 are laterally displaced in the knock-off position.
  • This embodiment has the advantage that in the plane of movement of the knitting needles 1 there is only the laid scrim G, which can be effortlessly penetrated by the knitting needles 1 at any point. Collisions that can occur due to different tensions of the needle stitches WNv or WN are thus excluded.
  • the scrim G itself is constructed in the same way as that which was described with reference to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a section along the plane IV-IV in FIG. 3. This cut is made immediately above the lowest layer of standing thread or standing fiber KR. 4 is intended to show how the profiles 332, 62, 61 are designed and arranged on the support bar 33 and the tee bar 60 so that they do justice to their tee-off function and their rope guiding function with regard to the standing fibers or standing threads KR and the offset needle stitches WNv can be.
  • the fiber sheet KR arriving from the right in FIG. 2 is guided on the support bar 33 from below through the support surface 331 near the plane of movement of the knitting needles 1.
  • fiber dividers 332 are attached to the support bar 33 and urge the fiber layer KR into the alleys between the knitting needles 1. Its upper edge guides the diagonal thread or fiber sections D '. Their length should be selected so that two successive diagonal threads D 'are always supported by the fiber dividers 332.
  • the knock-off bar 60 which guides the already integrated fiber layer KR from below. Behind the knitting needles 1, guide profiles 62 are provided for the lower thread or fiber layer KR, which guide the laid scrim G in the alleys that the fiber dividers 332 have prepared.
  • these guide profiles 62 also support at least two threads of the diagonal thread layer D at the same time.
  • the so-called knock-off noses 61 which can each be located laterally behind each needle shaft, hold the feet of the needle stitches WNv in the knock-off position against the offset movement of the knitting needles 1 at the predetermined position and thus effectively prevent the thread or fiber layer G from shifting especially in the middle area of the scrim.
  • the fiber or laid scrim is fixed laterally outside by the usual transport chains 8, 8 '.
  • Fig. 5 demonstrates the type of manufacture of the laid scrim G for carrying out the present invention.
  • the laying arrangement 7 is arranged in the region of the upper strands of the transport chains 8, 8 '.
  • a guide plate 82 secures the exact position of the upper run of this conveyor belt 81.
  • the lowest standing thread layer KR is first fed as a thread group via the thread feed device 71.
  • the first thread layer KR is the first diagonal thread layer D 'is applied by means of thread laying device 76.
  • the following weft laying device 73 tensions a thread sheet S between the two transport chains 8, 8 'before another thread laying device 77 puts the diagonal thread layer D around the hooks of the transport chains 8, 8'.
  • the uppermost standing weft layer KL is applied to the laid scrim G via the thread feed device 75 as the last thread sheet.
  • the thread scrim G assembled in this way is pre-consolidated in the warp knitting machine by means of a knitting needle bar 10, which is part of the stitch formation zone. Compare figures 1 and 3.
  • the knitting needle bar 10 forms a mesh composite of sinker WP and offset needle stitches WNv.
  • the staggered needle stitches WNv hold the lower standing thread KR lying on the laid scrim G, while the sinker stitches WP, placed in tricot, grip around the upper standing thread layers KL.
  • FIG. 6 which shows a top view of the system according to FIG. 5, only the upper thread layers of the laid scrim G are shown.
  • the standing thread layer KR This is followed by the first diagonal thread layer D '.
  • the weft thread layer S, the second diagonal thread layer D and finally the upper thread layer of standing threads KL are laid.
  • the finished, prefixed laid scrim GF is indicated.
  • FIG. 7 shows a further plant for the production of a pre-consolidated, multilayer thread and / or fiber layer GF '.
  • the basic structure of the system - in relation to the guidance and the transport of the scrim - corresponds to that which was described with reference to FIG. 5.
  • the lower layer of standing thread KR is placed on the conveyor belt 81 by means of thread feeding device 71 for standing threads.
  • This thread feed device 71 is followed by a fleece feed device 72, which over the entire width is a more or less voluminous fleece VR with differently oriented fibers. Structures.
  • a sheet of weft yarns S which is oriented at right angles to the working direction, is tensioned on this fleece VR between the transport chains 8, 8 '.
  • a second fleece layer VL is in turn placed on these weft threads S by means of a fleece feed device 74 before a thread feed device 75 for standing weft threads applies the upper layer of stand-up thread KL and completes the laid scrim G '.
  • Such a design of the laying arrangement 7 "has the advantage that a considerable part of the volume of the laid scrim GF '- shown in FIG. 9 - does not have to be filled with costly threads.
  • the stability of the laid scrim GF' in the main directions - warp and weft - is ensured by defined thread systems KR, KL, S while the secondary directions are taken into account by the fleece layers VR, VL, which essentially determine the distance between the threads or fibers of the main directions.
  • the laid scrim GF 'produced with the aforementioned plant can be seen in FIG. 9.
  • the type of connection of the lowermost thread layer KR to the thread layer GF 'by means of offset needle stitches WNv of the stitch composite is shown on the lower right side of FIG. 9.
  • the needle loops WN formed by the usual wales hold these weft fibers Z and these, in turn, the standing weft threads KR with sufficient strength on the laid scrim GF ".
  • the weft fibers Z only increase the volume of the laid fiber or scrim only insignificantly and, if desired, do not impair the surface structure ,
  • FIG. 8 shows a procedure already mentioned with reference to FIG. 9 for fixing standing weft threads KR to the underside of the laid scrim GF ".
  • the conveyor belt 90 - fiber chips Z are attached to the laid scrim from below near the knock-down plane G "brought up.
  • These fiber chips Z are brought to the standing shot layer KR with the aid of an air cushion which can be refilled from below via an air guide bar 91 and are held there until the tee-off boards 6 are reached.
  • These fibers Z are connected by means of normal, not necessarily laterally offset needle stitches WN, WNv at several points to the thread layer GF ".
  • the weft fibers stretched between stitches fix the weft threads KR at irregular intervals on the right side of the knitted fabric.
  • FIGS. 11 and 12 show yet another variant for binding the lowermost thread or fiber layer, which is oriented in the working direction and is fixed by the needle stitches WN of the stitch composite.
  • the structure and mode of operation of the stitch-forming device correspond to the most essential elements of FIG. 1.
  • the needle bar 10 with its knitting needles 1 and the locking wire bar 20 with its locking wires 2 are not laterally displaced in the knock-off phase - just like the support and guide bar 32 '. It is also expedient here to guide the row of needles 1 laterally at a constant distance below the tee level through the support and guide elements 32 '.
  • the needle stitch in the needle head is still aligned in the working direction at the beginning of the tee.
  • the bottom layer of the laid scrim KR ' is made laterally displaceable by the displaceable guide profiles of the knock-off element 3'.
  • the knock-off bar 30 'with its knock-off element 3 "displaces the fibers or threads of the bottom layer KR' of the laid scrim G by about a needle pitch, so that a part of the fibers separated from the coulter over the needle stitch legs This process displaces only the bottom thread or fiber layer KR 'and reliably fixes it to the mesh.
  • connection to the other layers of the laid scrim G is sufficiently firm in an area over several rows of stitches that the scrim GF is cast over in a final operation and can harden in its final form.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, mittels Maschenverbund vorfixierten Faden- oder Fasergeleges (GF), das als bandförmiges Halbzeug zur Armierung von Teilen aus Kunststoff oder Harzen dient, wobei das Fadengelege (GF) Schichten aus Stehschussfäden (K) und Schichten aus Faden- oder Faserscharen (S, D, D') besitzt, die zwischen Transportketten unterschiedlich ausgerichtet gespannt sind. Mit dem Ziel der Reduzierung der Kosten und der Verringerung der notwendigen Flächenmasse bei einer bestimmten, geforderten Biegesteifigkeit wird das Verfahren so gestaltet, dass die parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht (KR) aus Faser- oder Fadenscharen den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird und dass Nadelmaschen (WNv) des Maschenverbundes in der Abschlagphase die Fäden oder Fasern der Stehschussschicht kreuzen, bevor die Wirknadeln (1) zum Zwecke der Ausbildung einer folgenden Maschenreihe wieder in das Fadengelege (G) eindringen.

Description

"Verfahren und Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges, das als bandförmiges Halbzeug zur Armierung von Teilen aus Kunststoff oder Harzen dient, das in den einzelnen Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind, wobei in mindestens einer der Schichten - einer Stehschussschicht - Faser- oder Fadenscharen überwiegend parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind, wobei mindestens eine der Schichten aus Fadenoder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten beiderseits einer Legeanordnung zur Herstellung des Fadengeleges aufgespannt /werden, wobei das Faden- oder Fasergelege mit der Geschwindigkeit der genannten Transportketten einer Kettenwirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten gespannt - mittels Maschenverbund vorfixiert wird und wobei Nadel- und Platinenmaschen des Maschenverbundes Fäden oder Fasern aller Schichten des Faden- oder Fasergeleges einschließen.
Bei der Herstellung mehrschichtiger, vorverfestigter Fadengelege, die in einem nachfolgenden Prozess mit Harz oder Kunststoff getränkt bzw. umgössen werden und schließlich in einer vorgegebenen Form zu Halbzeugen für unterschiedliche Endprodukte aushärten, ist die jeweils äußere Faden- oder Faserlage in vieler Hinsicht für die Eigenschaften oder den Einsatz des Halbzeuges bestimmend. Insbesondere bei bahnförmigen Werkstücken ist der Biegewiderstand quer zu deren Längsachse im hohen Maß für dessen Einsatzmöglichkeit bestimmend. Das trifft für Bespannungen von Flugzeugen und Rümpfen von Schiffen in besonderem Maß zu. Hier besteht zusätzlich die Forderung, dass die Halbzeuge leicht sind und kostengünstig herstellbar sein sollen.
Ein weiteres, entscheidendes Merkmal ist die optisch erfassbare Oberflächenstruktur eines solchen Gebildes. Es ist regelmäßig wünschenswert, dass sich die Oberflächenstruktur der Struktur des künftigen Erzeugnisses anpasst oder aber dieselbe nicht stört.
Fadengelege dieser Art werden regelmäßig auf Kettenwirkmaschinen nach dem sog. Nähwirkverfahren vorfixiert. Bei Kettenwirkmaschinen der bekannten Art können auf der rechten Gewirkeseite keine sog. Stehschussfäden eingebunden werden, die sich über längere Abschnitte ausschließlich in Arbeitsrichtung der Kettenwirkmaschine erstrecken.
Es lassen sich an solchen Maschinen nur Faden- oder Fasergelege verdichten und vorfixieren, die auf ihrer Unterseite, der rechten Gewirkeseite, diagonal oder quer vorgelegte Faden- oder Faserschichten aufweisen. Solche Faden- oder Fasersysteme kann man zwischen Transportketten spannen und in der Abschlagebene mittels Abschlagplatinen problemlos zur Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine führen.
Zur Sicherung der symmetrischen Belastbarkeit des armierenden Fadengeleges hat man den Gelegeaufbau meist etwa symmetrisch gestaltet. Einer mittleren Lage von Schussfäden werden u. a. eine oder mehrere Schicht(en) von Fadenscharen oben und unten angefügt, die in unterschiedlichen Winkeln zur Arbeitsrichtung geneigt sind.
Zur Sicherung einer relativ hohen Biegefestigkeit des Halbzeuges quer zur Arbeitsrichtung gestaltete man die jeweils äußere Schicht mit einem sehr kleinen Winkel - meist 30°- zur Arbeitsrichtung des Faden geleges. Dies forderte jedoch extrem lange Legeanordnungen zur Herstellung dieser Fadengelege. Bei einem Neigungswinkel von 30° gegenüber der Arbeitsrichtung und einer Arbeitsbreite der Kettenwirkmaschine von mehr als 100 Zoll wird die Legeanordnung bereits mit drei Legevorrichtungen über 10 Meter lang.
Die das Fadengelege spannenden und transportierenden Transportketten unterliegen einem hohen Verschleiß. Die Legevorrichtungen mit großen Abmessungen sind kostenaufwändig und erfordern eine ständige Wartung.
Der Stand der Technik auf diesem Gebiet wird durch folgende Dokumente definiert:
Das US-Patent 3,761 ,345 zeigt ursprünglich verwendete Anlagen und Verfahren zum Herstellen der bezeichneten Faden- oder Fasergelege. In jedem Fall ist die unterste Fadenlage bzw. Schicht mit überwiegend quer orientierten Faden- oder
Faserscharen ausgestattet, die zwischen den Transportketten gespannt sind.
Die meisten anderen Fadenlagen werden in Kreuz- oder Zick-Zack-Legung ausgeführt, so dass viele unterschiedlich dicke Bereiche in dem Fadengelege vorhanden sind.
Zur Vermeidung der optisch unbefriedigenden Oberfläche werden auf das Fadengelege linksseitig Faserschnitze! aufgebracht, die beim Wirkvorgang mit dem Fadengelege verbunden werden. Zur Abdeckung der rechten Gewirkeseite mit ebensolchen Faserschnitzeln ist ein zweiter Wirkvorgang notwendig.
Den unterschiedlich dicken Bereichen im Fadengelege begegnete man dadurch, dass man u. a. gemäß US 4,325,999 in jeder Schicht ausschließlich zueinander parallele Faden- oder Faserscharen vorlegte.
Zur Erzielung einer besonders hohen Steifigkeit gegenüber einer Biegung quer zur Längsrichtung fügte man in das Gewirke bzw. das Fadengelege mindestens zwei Schichten mit zueinander parallelen, gestreckten Fäden ein, die lediglich 30° gegenüber der Arbeitsrichtung geneigt waren. Auch eine solche Form der Fadengelege ist - wie bereits vorn erwähnt - nicht geeignet, die einleitend definierten Forderungen der Anwender zu erfüllen.
Mit der Vergrößerung der Arbeitsbreite der Fadengelege auf mehr als 100 Zoll (= 2,52 m) und dem zunehmenden Wunsch nach einer größeren Zahl von Fadenoder Faserschichten, wurde es immer schwieriger, das erzeugte Fadengelege stabil zwischen den Transportketten einer Kettenwirkmaschine zuzuführen.
Gemäß DE 198 52 281 A1 positionierte man unterhalb der Legeanordnung und zwischen den Transportketten ein endloses Förderband, dessen oberes Trum von unten gestützt wurde. Die Dimensionen des Förderbandes erforderten es jedoch, das Fadengelege vom bewegten Transportband über einen freien Abstand in die Abschlagebene der Kettenwirkmaschine zuverlässig zu führen. Auch hierfür nutzte man die diagonale, untere Fadenlage.
Zur zusätzlichen Sicherung der Führung im Übergang von der bewegten zur gestellfesten Führung wurden bei einem Ausführungsbeispiel gemeinsam mit dem Förderband endlose Führungsdrähte benutzt, die man durch die Gassen der Nadeln in der Abschlagebene führen konnte, ohne dass diese mit eingebunden wurden. Diese endlosen Führungsdrähte konnten wieder an den Eingang der Legeanordnung zurück und dort auf das Transportband geführt werden. Derartige Führungsdrähte und ihre Führung sind ausgesprochen teuer und lösen ausschließlich das zuletzt genannte Problem.
Man kann deshalb davon ausgehen, dass die Fadengelege, die zur Armierung großflächiger, flacher, bahnförmiger Halbzeuge dienen, eine Struktur aufweisen, wie sie in der DE 33 04 345 C2 oder in der DE 33 43 048 A1 dargestellt und beschrieben sind. Die erforderliche Biegesteifigkeit in einer Richtung wird überwiegend durch ein einziges Stehfaden System oder maximal durch zwei mittige Stehfadensysteme gewährleistet. Alle anderen diagonalen Fadensysteme tragen nur als mehr oder weniger elastische Glieder mit einem begrenzten Teil zur Erhöhung der Biegefestigkeit in der genannten Richtung bei. Für den Fachmann ist es klar ersichtlich, dass so ausgeführte Fadengelege quer zur Längsrichtung des Halbzeuges nur begrenzt biegestabil sind. Für die Sicherung einer vorgegebenen Biegestabilität werden meist zusätzliche Verstärkungselemente eingefügt, wodurch die Masse vergrößert wird und die Kosten steigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage für die Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges vorzuschlagen, das/die es ermöglicht, die für die Sicherung der notwendigen Biegestabilität von faden- oder faserarmierten Halbzeugen optimal wirksamen Verstärkungselemente möglichst weit von der neutralen Biegelinie entfernt anzuordnen und für deren Fixierung am Faden- oder Fasergelege möglichst vorhandene oder massearme Elemente zu nutzen.
Die vorliegende Aufgabe wird durch den Anspruch 1 auf überraschend einfache Weise gelöst. Mit der Anordnung einer Stehschussschicht, die unmittelbar den Nadelmaschen des Maschenverbundes benachbart ist, und mit einer die Stehschüsse kreuzenden Ausrichtung der Nadelmaschen auf der rechten Seite des Maschenverbundes wird die Stehschussschicht zuverlässig und stabil am gesamten vorfixierten Fadengelege gehalten.
Es wird erstmalig möglich, auch auf der rechten Seite des Maschenverbundes Stehschussfäden stabil einzubinden. Das vorverfestigte Fadengelege kann bei alleiniger Verwendung einer derartigen unteren Schicht faltenfrei durch Wickeln zwischengespeichert werden. Ordnet man auf beiden äußeren Seiten des Fadengeleges Stehschussfadensysteme an, erreicht man eine hohe Biegefestigkeit im Endzustand.
Dem Gestalter eines Halbzeuges ist die Möglichkeit gegeben, zwischen den Stehfadensystemen beliebige, den Anforderungen entsprechende Schichten einzufügen, die einerseits einen bestimmten Abstand zwischen Stehfadenschichten gewährleisten können und andererseits eine zusätzliche Armierung in Nebenrichtungen bewirken.
Die Armierung in Nebenrichtungen können oft weniger kompakte Faser- oder Vlieselemente gewährleisten. Diese Faser- oder Vlieselemente haben meist eine geringere Masse und können mit weniger Aufwand hergestellt und zugeführt werden. Die zur Längsrichtung symmetrische Anordnung der sichtbaren Faseroder Fadenschichten macht in vielen Fällen zusätzliche Maßnahmen zur Gestaltung der Oberfläche überflüssig.
Mit der weiteren Modifizierung des Verfahrens durch den Anspruch 2 ist es mit einem begrenzten Nadelbarrenversatz möglich, die erforderlichen Änderungen an dem bisherigen Verfahren in einem begrenzten Rahmen zu halten und eine hohe Funktionssicherheit des Verfahrensablaufes zu gewährleisten. Mit der Vermeidung von Abschlagelementen, die in die Gassen zwischen den Nadeln greifen, wird der Versatzvorgang der Nadeln in der Phase des Abschlages weitgehend gefahrlos realisiert. Das Fehlen von Abschlagplatinen im Bereich der Nadelebene gestattet hohe Arbeitsgeschwindigkeiten der Kettenwirkmaschine und die Verwendung von kurbelgesteuerten Nadelantrieben. Die erforderliche Teilungsgenauigkeit für das Legen der Wirkfäden in die Nadelhaken kann bei den üblichen Teilungen gesichert werden.
Die profilierte Ausbildung der Stützflächen an den Abschlagelementen nach Anspruch 3 sichert auch dann eine ausreichende seitliche Fixierung des Fadengeleges, wenn keine Abschlagelemente an den Austrittsstellen der Nadelmaschen aus dem Fadengelege dasselbe quer zur Arbeisrichtung fixieren. Die Stehschüsse, die durch den Versatz der Nadelmaschen am stärksten seitlich belastet werden, werden durch vorstehende Profile fixiert. Das Aufsteigen wird durch das darüber befindliche Fadengelege wirksam verhindert. Mit der Modifizierung des Verfahrens nach Anspruch 4 kann man unter Vermeidung eines Nadelbarrenversatzes ebenfalls die gestellte Aufgabe lösen. Der die Kreuzung von Nadelmaschen und Stehschussfäden bewirkende Versatz wird hier durch die Abschlagbarre gewährleistet. Die Führungselemente des seitlich versetzbaren Abschlages erfassen regelmäßig nur die Fäden der Stehschussschicht. Die darüber befindlichen, quer gerichteten Fadenschichten werden durch ihre Lage und durch die zwischen den Transportketten erzeugte Spannung von einem Versatz ausgeschlossen.
Für das Fixieren von gröberen Fadengelegen mit einem Maschenverbund großer Teilungsabstände kann man natürlich auch den Abschlag durch nadel- oder röhrchenförmige, in Warenabzugsrichtung gerichtete Abschlagelemente gewährleisten, die die Nadelgassen ganz oder teilweise durchgreifen. Bei groben Fadengelegen ist die Arbeitsgeschwindigkeit der Kettenwirkmaschine von Haus aus niedriger. Kollisionen zwischen diesen nadeiförmigen Abschlagelementen und den Wirknadeln sind nahezu ausgeschlossen.
Mit der in Anspruch 5 definierten, zweiten grundsätzlichen Lösungsvariante kann man die Stehschussfäden auf der rechten Seiie des Maschenverbundes auch ohne Nadelmaschenversatz oder ohne Versatz der Abschlagelemente gewährleisten. Notwendig ist in diesem Falle jedoch, die Fasern begrenzter Faserlänge störungsfrei an der Unterseite der Stehschussfäden in die Abschlagebene zu führen. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass mit den so aufgebrachten Faserschnitzeln die durch Fäden einer bestimmten Ausrichtung geschaffene Oberfächenstruktur verdeckt und aufgelöst wird.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die genannte Stehschussschicht gemäß Anspruch 6 auf der rechten Gewirkeseite als erste Schicht des Fadengeleges vorzulegen und das Fadengeiege dann auf dieser Schicht aufzubauen und schließlich das fertige Gelege in die Abschlagebene zu führen. Mit dem Einordnen einer Schicht aus Stehschussfäden gemäß Anspruch 7 wird die theoretisch höchste Biegefestigkeit des Halbzeuges in definierbarer Form gesichert.
Modifikationen des Verfahrens nach den Ansprüchen 8 bis 10 führen zu Fadengelegen unterschiedlicher Qualität, die man in Abhängigkeit von den gestellten Anforderungen an das Halbzeug wählen kann.
Die Anlage zur Herstellung eines vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges nach Anspruch 11 ermöglicht die in Bezug auf Anspruch 1 , Anspruch 2 und Anspruch 6 beschriebene Arbeitsweise bei einfachster Bedienbarkeit.
Die Anlage nach Anspruch 12 dient der Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1 in der Modifikation nach Anspruch 4. Bei dieser Anlage wird selbstverständlich mit Nadelbarren gearbeitet, die keinen Versatz ausführen. Ohne einen besonderen Anspruch zu definieren, sei darauf hingewiesen, dass eine Kombination der Ansprüche 11 und 12 durchaus im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
Die Anlage nach Anspruch 13 gewährleistet die genannten Vorteile bei der Realisierung des Verfahrens nach den Ansprüchen 5 und 6.
Der Anspruch 14 definiert die Wesensmerkmale des mit dem Verfahren nach Anspruch 1 erzeugbaren mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges mit faltenfreier Zwischenspeicherfähigkeit und der Vorraussetzung für die Gewährleistung einer hohen Biegesteifigkeit.
Der Anspruch 15 beschreibt ein Faden- oder Fasergelege, das hinsichtlich der Biegesteifigkeit optimal gestaltet ist.
Das Faden- oder Fasergelege nach Anspruch 16 ist mit relativ einfach beherrschbaren technischen Mitteln und mit wenig Arbeitsschritten realisierbar und bietet die Vorraussetzungen dafür, dass die sichtbaren Oberfächen beiderseits eine unregelmäßige Struktur aufweisen.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine zur Verfestigung eines Fadengeleges, wobei die Nadelbarre, die Schieberbarre und ein Teil der Abschlagbarre eine seitliche Versatzbewegung ausführen,
Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene des Fadengeleges oberhalb der unteren Stehschussschicht im Bereich der Abschlagebene entlang der Linie II - II in Fig. 1 ,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Maschenbildungsstelle einer
Kettenwirkmaschine mit einer modifizierten Abschlaggestaltung ohne Abschlagplatinen in den Nadelgassen,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV - IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch die Anlage zur Herstellung eines vorfixierten Faden- oder Fasergeleges,
Fig. 6 eine vereinfachte Draufsicht auf Fig. 5,
Fig. 7 eine modifizierte Anlage in einem Längsschnitt,
Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Fadengeleges, dessen rechte
Seite mit einem Nadelmaschenverbund und dessen linke Seite mit der Kombination eines Schussfaser-Fadenmaschenverbundes fixiert ist,
Fig. 10 eine Querschnittdarstellung einer Maschenbildungszone mit einer
Zuführvorrichtung für Faserschnitzel auf die untere Seite des Fadengeleges,
Fig. 11 einen Querschnitt durch die Maschenbildungszone mit einer seitlich versetzbaren Abschlaganordnung für die unterste Stehfaserschicht und Fig. 12 einen Querschnitt parallel zur untersten Faden- oder Faserlage entlang der Linie XII - XII in Fig. 11.
Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine ist nach dem Prinzip des Nähwirkens aufgebaut. Die senkrecht angeordneten Wirknadeln 1, die hier als Schiebernadeln mit Schiebern 2 ausgebildet sind, besitzen an ihrem Kopf eine Spitze, die an jeder beliebigen Stelle das Fadengelege von unten nach oben durchdringen kann.
Die Wirknadelbarre 10 und damit auch die Schieberbarre 20 sind in der Abschlagphase, d. h., wenn sich ihre Nadelspitze unterhalb des Fadengeleges G und unterhalb der Abschlagelemente 3 befindet, seitlich versetzbar. Das Fadengelege G wird in der Abschlagebene durch die seitlichen Transportketten (nicht gezeigt) und durch Abschlagmittel 3 geführt. Diese Abschlagmittel 3 sind auf der Seite der Nadelbrust in der Abschlagbarre 30 mit Hilfe üblicher Spannplatten 31 gehalten.
Unmittelbar vor der Nadelbrust können die Abschlagmittel 3, deren Schaft begrenzt elastisch ausgebildet ist, an einer Stützfläche 301 der Abschlagbarre 30 abgefangen werden.
Bei der Herstellung starker Fadengelege G ist es zweckmäßig, die Abschlagelemente 3 auch hinter dem Rücken der Wirknadel 1 nochmals abzufangen. Die Stützbarre 32 kann bei A diese Aufgabe übernehmen. Diese Stützbarre 32 hat zusätzlich an ihrer der Nadelebene zugewandten Seite teilungsgerecht Führungsvorsprünge 321 , die im gleichbleibenden Abstand unter der Abschlagebene die Schäfte der Wirknadeln 1 seitlich führen können.
Diese Führung für die Wirknadeln 1 kann einen Teil der seitlichen Kräfte aufnehmen, die die eben ausgeformten Nadelmaschen WN beim Versatz auf die Haken der versetzbaren Wirknadeln 1 ausüben. Das Fadengelege G, GF wird an seiner Oberseite durch Gegenhalter 50 und 51 gegen ein vertikales Anheben gesichert. Der Wirknadel 1 sind vorzugsweise zwei Legeschienen 41, 42 zugeordnet, die in unterschiedlicher Weise Wirkfäden W in Trikot- oder Fransen legung zuführen können.
Das Fadengelege G besteht in diesem Fall aus einer zentralen Schussfaden läge S, aus zwei dieser Schussfadenlage S oben und unten benachbarten Diagonalfadenlagen D, D', einer unteren Stehschusslage KR und einer oberen Stehschusslage KL. Die obere Stehschusslage KL wird erst im Bereich der Maschenbildungsstelle durch einen entsprechenden Stehfadenführer 43 zugeführt.
Die Fig. 2 zeigt eine Phase, in der die Wirknadeln 1 nach erfolgtem Nadelmaschenversatz unterhalb der Abschlagebene mit ihren Spitzen gerade wieder in das Fadengelege G eindringen. Die zwischen den Nadelgassen angeordneten Abschlagelemente 3 durchgreifen die Faden- oder Faserschar KR und führen das Fadengelege G durch ihren gleitenden Kontakt mit der unteren Diagonalfadenlage D'.
Die seitlich versetzten Nadelmaschen WNv untergreifen diese Abschlagelemente 3 und auch die zwischen diesen Abschlagelementen 3 geführten Fasern der Stehfadenschicht KR. Beim fortgesetzten Warenabzug werden die versetzten Nadelmaschen WNv von den freien Enden der Abschlagelemente 3 heruntergezogen.
Diese Ausführungsform hat besondere Vorteile, wenn das Fadengelege in einer gröberen Teilung vorfixiert werden soll. Die Gefahr, dass die Spitzen der Wirknadeln 1 mit den Abschlagelementen kollidieren, ist dann relativ gering.
Mit der Ausführung des Abschlages nach Fig. 3 wird angestrebt, eine Vorverfestigung des Fadengeleges mit einem Maschenverbund geringerer Feinheit und mit kürzerer Stichlänge vorzunehmen. Zur Vermeidung von Kollisionen der Wirknadeln 1 mit den Abschlagelementen 3 führen die unteren Stehschussfäden oder -fasern KR das Fadengelege G über die Bewegungsebene der Wirknadeln 1. Zur Vermeidung von Auslenkungen des Fadengeleges G bei der Abschlagbewegung sind unmittelbar vor der Nadelebene (Ebene der Wirknadeln 1) auf der Seite der Nadelbrust eine erste Stützbarre 33 mit einem Faserteiler 332 und einer Stützfläche 331 ortsfest angeordnet.
Unmittelbar hinter dem Rücken der Reihe der Wirknadeln 1 befindet sich eine zweite Stützbarre, die wir auch als Abschlagbarre 60 bezeichnen können. Diese Abschlagbarre 60 hat ebenfalls Führungsprofile, die zwischen Stehfäden oder -fasern KR des Fadengeleges G eingreifen. Eine Abschlagnase 61 hält die Austrittsstelle der Nadelmasche WN aus dem vorhergehenden Stichloch dann, wenn die Wirknadeln 1 in der Abschlagposition seitlich versetzt werden.
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass sich in der Bewegungsebene der Wirknadeln 1 ausschließlich das Fadengelege G befindet, das durch die Wirknadeln 1 an jeder beliebigen Stelle mühelos durchdrungen werden kann. Kollisionen, die durch unterschiedliche Spannungen der Nadelmaschen WNv oder WN auftreten können, sind damit ausgeschlossen. Das Fadengelege G selbst ist in diesem Fall ebenso aufgebaut wie das, welches in Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde.
In Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Ebene IV - IV in Fig. 3 gezeigt. Dieser Schnitt wird unmittelbar oberhalb der untersten Stehfaden- oder Stehfaserschicht KR geführt. Die Fig. 4 soll zeigen, wie die Profile 332, 62, 61 an der Stützbarre 33 bzw. der Abschlagbarre 60 ausgebildet und angeordnet sind, so dass sie ihrer Abschlagfunktion und ihrer seillichen Führungsfunktion hinsichtlich der Stehfasern oder Stehfäden KR und der versetzten Nadelmaschen WNv gerecht werden können.
Die in Fig. 2 von rechts ankommende Faserschar KR wird an der Stützbarre 33 von unten durch die Stützfläche 331 nahe der Bewegungsebene der Wirknadeln 1 geführt. Unmittelbar in der Ebene, in der die Nadeln in das Fadengelege G einstechen, sind an der Stützbarre 33 Faserteiler 332 angebracht, die die Faserschicht KR in die Gassen zwischen die Wirknadeln 1 drängen. Ihre Oberkante führt die diagonalen Faden- oder Faserabschnitte D'. Ihre Länge sollte so gewählt werden, dass stets zwei aufeinander folgende diagonale Fäden D' von den Faserteilern 332 gestützt werden. Unmittelbar hinter den Wirknadeln 1 ist die Abschlagbarre 60 angeordnet, die die bereits eingebundene Faserschicht KR von unten führt. Jeweils hinter den Wirknadeln 1 sind Führungsprofile 62 für die untere Fadenoder Faserschicht KR vorgesehen, die das Fadengelege G in den Gassen führen, die die Faserteiler 332 vorbereitet haben.
Auch diese Führungsprofile 62 stützen mit ihrer oberen Fläche mindestens zwei Fäden der diagonalen Fadenschicht D gleichzeitig ab. Die sog. Abschlagnasen 61 , die sich jeweils seitlich hinter jedem Nadelschaft befinden können, halten in der Abschlagposition die Füße der Nadelmaschen WNv gegen die Versatzbewegung der Wirknadeln 1 an der vorgegebenen Position und verhindern auf diese Weise wirksam das Verlagern des Faden- oder Fasergeleges G vor allem im mittleren Bereich des Fadengeleges. Im Übrigen wird das Faser- oder Fadengelege seitlich außen durch die üblichen Transport ketten 8, 8' fixiert.
Die Art der Herstellung des Fadengeleges G zur Ausführung der vorliegenden Erfindung demonstriert die Fig. 5. Die Legeanordnung 7 ist im Bereich der oberen Trume der Transport ketten 8, 8' angeordnet. Im Legebereich befindet sich unterhalb der Ebene der oberen Trume ein endloses Transportband 81 , das das Fadengelege G in der Phase seiner Herstellung zwischen den Transportketten 8, 8' von unten her stützt. Eine Führungsplatte 82 sichert die exakte Lage des oberen Trums dieses Transportbandes 81.
Auf dieses Transportband 81 , dessen oberes Trum sich in Richtung der Kettenwirkmaschine mit ihrer Wirknadelbarre 10 synchron mit den Transportketten 8, 8' bewegt, wird als erstes die unterste Stehfadenschicht KR als Fadenschar über die Fadenzuführvorrichtung 71 zugeführt. Auf diese erste Fadenschicht KR wird mittels Fadenlegevorrichtung 76 die erste diagonale Fadenlage D' aufgebracht. Die folgende Schusslegevorrichtung 73 spannt eine Fadenschar S zwischen den beiden Transportketten 8, 8', bevor eine weitere Fadenlegevorrichtung 77 die diagonale Fadenlage D um die Haken der Transportketten 8, 8' legt. Als letzte Fadenschar wird die oberste Stehschusslage KL über die Fadenzuführvorrichtung 75 auf das Fadengelege G aufgebracht.
Das so zusammengestellte Fadengelege G wird in der Kettenwirkmaschine mittels Wirknadelbarre 10, die Bestandteil der Maschenbildungzone ist, vorverfestigt. Vergleichen Sie hierzu die Figuren 1 und 3. Die Wirknadelbarre 10 bildet einen Maschenverbund aus Platinen- WP und versetzten Nadelmaschen WNv. Die versetzten Nadelmaschen WNv halten die untere Stehfaden läge KR am Fadengelege G während die Platinenmaschen WP, in Trikotleg ung vorgelegt, die oberen Stehfadenlagen KL umgreifen.
In Fig. 6, die eine Draufsicht auf die Anlage nach Fig. 5 zeigt, sind jeweils nur die oberen Fadenschichten des Fadengeleges G dargesellt. Im Abschnitt rechts außen sehen wir die Stehfadenschicht KR. Der folgt darüber die erste diagonale Fadenlage D'. Anschließend wird die Schussfadenlage S, die zweite Diagonalfadenlage D und schließlich die obere Fadenlage aus Stehfäden KL gelegt. Nach der Reihe der Wirknadeln 1 ist das fertige, vorfixierte Fadengelege GF angedeutet.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere Anlage für die Herstellung eines vorverfestigten, mehrschichtigen Faden- und/oder Fasergeleges GF'. Der Grundaufbau der Anlage - bezogen auf die Führung und den Transport des Fadengeleges - entspricht demjenigen, der in Bezug auf Fig. 5 beschrieben wurde.
Als erste Schicht wird mittels Fadenzuführvorrichtung 71 für Stehfäden die untere Stehfadenschicht KR auf das Transportband 81 gelegt. Dieser Fadenzuführvor- richtung 71 folgt eine Vlieszuführvorrichtung 72, die über die gesamte Breite ein mehr oder weniger voluminöses Vlies VR mit unterschiedlich gerichteten Faser- Strukturen aufbringt. Auf dieses Vlies VR wird mittels Schusslegevorrichtung 73' eine Schar rechtwinklig zur Arbeitsrichtung gerichteter Schussfäden S zwischen den Transportketten 8, 8' gespannt. Auf diese Schussfäden S wiederum wird eine zweite Vliesschicht VL mittels Vlieszuführvorrichtung 74 aufgelegt, bevor eine Fadenzuführvorrichtung 75 für Stehschussfäden die obere Stehfadenlage KL aufbringt und das Fadengelege G' fertig stellt.
Eine derartige Gestaltung der Legeanordnung 7" hat den Vorteil, dass ein erheblicher Teil des Volumens des Fadengeleges GF' - dargestellt in Fig. 9 - nicht durch kostenaufwändige Fäden gefüllt werden muss. Die Stabilität des Fadengeleges GF' in den Hauptrichtungen - Kette und Schuss - wird durch definiert vorgelegte Fadensysteme KR, KL, S gewährleistet während die Nebenrichtungen von den Vliesschichten VR, VL bedacht werden, die im wesentlichen den Abstand zwischen den Fäden oder Fasern der Hauptrichtungen bestimmen.
Das mit der genannten Anlage hergestellte Fadengelege GF' ist aus der Fig. 9 ersichtlich. Auf der rechten unteren Seite der Fig. 9 ist die Art der Anbindung der untersten Fadenschicht KR an das Fadengelege GF' mittels versetzter Nadelmaschen WNv des Maschenverbundes gezeigt. Es ist natürlich auch möglich, diese untere Stehfadenschicht KR mittels Schussfasern Z begrenzter Länge in den Maschenverbund einzufügen. Die von den üblichen Maschenstäbchen gebildeten Nadelmaschen WN halten diese Schussfasern Z und diese wiederum die Stehschussfäden KR in ausreichender Festigkeit am Fadengelege GF". Die Schussfasern Z vergrößern das Volumen des Faser- oder Fadengeleges nur unwesentlich und beeinträchtigen - so das gewünscht wird - die Oberflächenstruktur nicht.
In Fig. 8 ist die Legeanordnung 7' der Fig. 7 nochmals als Draufsicht dargestellt. Zu erkennen ist, die Länge der Legeanordnung 7' in dieser Ausführung ist deutlich geringer, als diejenige Legeanordnung 7, die in Bezug auf Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben wurde. In der Fig. 10 ist eine bereits in Bezug auf Fig. 9 erwähnte Verfahrensweise zum Fixieren von Stehschussfäden KR an der Unterseite des Fadengeleges GF" dargestellt. Mit Hilfe einer Zuführvorrichtung - dem Förderband 90 - werden Faserschnitzel Z nahe der Abschlagebene von unten an das Fadengelege G" heran geführt. Diese Faserschnitzel Z werden mit Hilfe eines von unten über eine Luftführungsbarre 91 permanent nachfüllbaren Luftpolsters an die Stehschussschicht KR herangeführt und dort bis zum Erreichen der Abschlagplatinen 6 gehalten. Diese Fasern Z werden mittels normaler, nicht unbedingt seitlich versetzter Nadelmaschen WN, WNv an mehreren Punkten mit dem Fadengelege GF" verbunden. Die zwischen Maschen Stäbchen gespannten Schussfasern fixieren in unregelmäßigen Abständen die Stehschussfäden KR an der rechten Gewirkeseite.
Beschränkt man die Zahl und die Dichte der Fasern Z, sind sie kaum in der optischen Oberflächenstruktur wahrnehmbar. Sie erfüllen aber ihren Zweck - nämlich die Vorfixierung der genannten Fäden (KR) bis zur endgültigen Verfestigung des Werkstückes.
Die Figuren 11 und 12 zeigen noch eine weitere Variante zur Bindung der untersten Faden- oder Faserschicht, die in Arbeitsrichtung orientiert und durch die Nadelmaschen WN des Maschen Verbundes fixiert ist. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Maschenbildungsvorrichtung entspricht in den wesentlichsten Elementen der Fig. 1.
Die Nadelbarre 10 mit ihren Wirknadeln 1 und die Schließdrahtbarre 20 mit ihren Schließdrähten 2 werden in der Abschlagphase - ebenso wie die Stütz- und Führungsbarre 32' - nicht seitlich versetzt. Es ist auch hier zweckmäßig, die Reihe der Nadeln 1 im gleichbleibenden Abstand unterhalb der Abschlagebene durch die Stütz- und Führungselemente 32' seitlich zu führen.
Die im Nadelkopf geführte Nadelmasche ist zu Beginn des Abschlages noch in Arbeitsrichtung ausgerichtet. Zur Erzielung einer die Stehfäden KR kreuzenden Lage zwischen der jeweiligen Nadelmasche WN und den Stehfäden wird die unterste Schicht des Fadengeleges KR' durch die versetzbaren Führungsprofile des Abschlagelementes 3' seitlich verlagerbar gestaltet.
In der Phase des Abschlages der Nadelbarre 10 versetzt die Abschlagbarre 30' mit ihrem Abschlagelement 3" die Fasern oder Fäden der untersten Schicht KR' des Fadengeleges G um etwa eine Nadelteilung zur Seite, so dass ein aus der Schar abgetrennter Teil der Fasern über die Nadelmaschenschenkel versetzt wird. Durch diesen Vorgang wird ausschließlich die unterste Faden- oder Faserschicht KR' versetzt und zuverlässig am Maschenverbund fixiert.
Die bei der Herstellung des Maschenverbundes auftretende Auslenkung der Stehfäden oder Stehfasern KR, wie sie in Fig. 12 angedeutet ist, wird sich nach der Fertigstellung des Maschenverbundes wieder aufheben. Es wird sich ein ausgeglichener Spannungszustand einstellen, bei dem die Stehfäden oder die Stehfasern KR' in Arbeitsrichtung nahezu gestreckt ausgerichetei sind.
Es kommt bei dieser Verfahrensweise übrigens nicht regelmäßig darauf an, dass alle Fasern oder Fadenteile in jeder Maschenreihe die Schenkel der Nadelmasche kreuzen. Die Verbindung zu den übrigen Lagen des Fadengeleges G ist jedoch in einem Bereich über mehrere Maschenreihen ausreichend fest, dass in einem abschließenden Arbeitsgang das Fadengelege GF umgössen werden und in der endgültigen Form aushärten kann.
Bezu szeichenliste
Wirknadel / Schiebernadel 0 Wirk- oder Schiebernadelbarre Schließdraht, Schieber 0 Schließdrahtbarre, Schieberbarre , 3' Abschlagelement 0, 30' Abschlagbarre 01 Stützfläche 1 , 31' Spannbarre 2, 32' Stütz- und Führungsbarre 21 Führungsvorsprünge 3 Stützbarre 31 Stützfläche 32 Faserteiler 1 Wirkfadenführer (Legeschiene) 2 Wirkfadenführer (Legeschiene) 3 Stehfadenführer 0 Gegenhaltebarre 1 Gegenhaltebarre Abschlagplatinen 0, 60' Abschlagbarre 1 Abschlagnase 2 Führungsprofil , 7' Legeanordnung 1 Fadenzuführvorrichtung (für Stehschussfäden) 2 Vlieszuführvorrichtung 3, 73' Schusslegevorrichtung 4 Vlieszuführvorrichtung 5 Fadenzuführvorrichtung (für Stehschussfäden) 6 Fadenlegevorrichtung (diagonal - 1) 7 Fadenlegevorrichtung (diagonal - 2) 8, 8' Transportketten
81 Transportband
82 Führungsplatte
90 Zuführvorrichtung, Förderband
91 Luftführungsbarre
D, D' Diagonalfaden läge
G, G', G" Fadengelege, Gelege
GF, GF", GF" Fadengelege, vorverfestigt
(K) Stehfaden, Verstärkungselement
KL Stehfaden, Verstärkungselement (linke Gewirkeseite)
KR, KR' Stehfaden, Verstärkungselement (rechte Gewirkeseite)
KRT Faserstrang, abgeteilt, gebunden
S Schussfäden, Schussfadenlage
Z Faserschnitzel, Schussfasern
W Wirkfäden
WP Platinenmasche
WN Nadelmasche
WNv Nadelmasche, versetzt
V L Vlies, Verstärkungselement
VR Vlies, Verstärkungselement

Claims

"Verfahren und Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges"Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder
Fasergeleges, das als bandförmiges Halbzeug zur Armierung von Teilen aus Kunststoff oder Harzen dient,
- das in den einzelnen Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind, wobei in mindestens einer der Schichten - einer Stehschussschicht - Faseroder Fadenscharen überwiegend parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind, wobei mindestens eine der Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten beiderseits einer Legeanordnung zur Herstellung des Fadengeleges aufgespannt werden, wobei das Faden- oder Fasergelege mit der Geschwindigkeit der genannten Transportketten einer Kettenwirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten gespannt - mittels Maschenverbund vorfixiert wird und wobei Nadel- und Platinenmaschen des Maschenverbundes Fäden oder Fasern aller Schichten des Faden- oder Fasergeleges einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die überwiegend parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht aus Faser- oder Fadenscharen als unterste Stehschussschicht (KR) den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird und dass die Schenkel der Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes und die Fäden oder Fasern der genannten Stehschussschicht in der Abschlagphase durch einen relativen, gegenseitigen Versatz der Nadelmaschen und/oder der Stehschussfäden zur jeweiligen, vorherigen Bindungsstelle einander kreuzend ausgerichtet werden, bevor die Wirknadeln (1) zum Zwecke der Ausbildung einer folgenden Maschenreihe wieder in das Fadengelege (G) eindringen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fadengelege (G) im Wirkungsbereich der Wirknadeln (1) mindestens mittels Transportketten (8, 8') seitlich geführt wird, dass die in Arbeitsrichtung gespannten Fäden der untersten Stehschussschicht , (KR) - vor der Nadelbruεt und hinter dem Nadelrücken gegen den Abschlagdruck gestützt - das Fadengelege in der Abschlagebene über die Nadelebene führen, dass die Nadelmaschen (WN), geführt durch seitlich versetzbare Wirknadeln (1), nach dem Überqueren von Fäden oder Fasern der untersten Stehschussschicht (KR) aufgetragen und über die Nadelmasche (WN) der folgenden Maschenreihe abgeschlagen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterste Stehschussschicht (KR) des Fadengeleges (G) mittels in Warenabzugsrichtung gerichteter, profilierter Führungsflächen (301; 331; 332; 60, 62) an den Abschlagelementen gestützt und gegen seitliche Auslenkung geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden oder Fasern der untersten Stehschussschicht (KR) des Fadengeleges (G) mittels in Warenabzugsrichtung gerichteter, profilierter Führungsflächen (301 ; 331; 332; 60, 62) von seitlich versetzbaren Abschlagelementen (3') während der Abschlagphase um mindestens eine Teilung versetzt werden und dass die Nadelmaschen (WN), geführt durch die nicht seitlich versetzbaren Wirknadeln (V), nach dem Versetzen der Fäden oder Fasern der untersten Stehschusschicht (KR) aufgetragen und über die Nadelmasche (WN) der folgenden Maschenreihe abgeschlagen werden.
5. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges, das als bandförmiges Halbzeug zur Armierung von Teilen aus Kunststoff oder Harzen dient, - das in den einzelnen Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind, wobei in mindestens einer der Schichten - einer Stehschussschicht - Faseroder Fadenscharen parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind, wobei mindestens eine der Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten beiderseits einer Legeanordnung zur Herstellung des Fadengeleges aufgespannt werden, wobei das Faden- oder Fasergelege mit der Geschwindigkeit der genannten Transportketten einer Kettenwirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten gespannt - mittels Maschenverbund vorfixiert wird und wobei Nadel- und Platinenmaschen des Maschen Verbundes Fäden oder Fasern aller Schichten des Faden- oder Fasergeleges einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht aus Faser- oder Fadenscharen als unterste Stehschusschicht (KR) den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird und dass zwischen der Abschlagebene und der untersten Stehschussschicht (KR) quer orientierte Schussfasern (Z) begrenzter Länge zugeführt und von den Nadelmaschen (WN) am Fadengelege (GF1) fixiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden oder Fasern der genannten Stehschussschicht (KR) als zuerst auf einem bewegten Transportband (81) abgelegte, unterste Schicht des Fadengeleges (G) in die Abschlagebene der Kettenwirkmaschine geführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass auch in der obersten Schicht des Faden- oder Fasergeleges (G, G1) Stehschussfäden oder -fasern (KL) zugeführt werden und dass der Wirkfadenführer (41, 42) gleich- oder gegenlegig zum Versatz der Nadelbarre Trikotlegungen ausführt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschussfäden (KL, KR) mindestens zwei diagonale Fadenschichten (D, D') und eine zwischen den diagonalen Schichten angeordnete Schicht mit rechtwinklig zur Arbeitsrichtung verlaufenden Faden- oder Faserscharen (Schussfadenscharen S) angeordnet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschussfäden (KL, KR) mindestens zwei diagonale Fadenschichten (D, D') angeordnet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschussfäden mindestens zwei Wirrfasern enthaltende Faserschichten (Vliese VL, VR) und eine zwischen den beiden Faserschichten (VL, VR) angeordnete Schicht mit rechtwinklig zur Arbeitsrichtung verlaufenden Faden- oder Faserscharen (S) angeordnet werden.
11. Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges mit einer Legeanordnung zur Herstellung eines Fadengeleges zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten,
- die eine Faden- oder Faserzuführvorrichtung für Stehschussfäden und
- mindestens eine Faden- oder Faserlegevorrichtung für zwischen den Transportketten aufzuspannende Faden- oder Faserscharen aufweist, mit einem zwischen den Transportketten angeordneten Transportelement zum
Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges, mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln in der Maschenbildungszone das Faden- oder Fasergelege in der Abschlagebene quer durchdringen, und mit Führungselementen für die Transportketten zwischen der Legeanordnung und der Maschenbildungszone der Kettenwirkmaschine, zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Fadenzuführvorrichtung (71 ) für Stehschussfäden im Eingangsbereich der Legeanordnung (7, 7') angeordnet ist, die ihre Schar von Stehschussfäden (KR) als unterste Schicht des Faden- oder Fasergeleges führt, dass die Wirknadelbarre (10) zusätzlich zum Hubantrieb mit einem Versatzantrieb über mindestens eine Nadelteilung ausgestattet ist, dass eine Abschlagbarre (30, 33) auf der Seite der Nadelbrust der Wirknadeln
(1) und nahe derselben angeordnet ist und dass die Abschlagbarre (30, 33) mit Führungselementen (3, 332, 61 , 62) für das Stützen gegen die Abschlagrichtung und für das seitliche Führen des Faden- oder Fasergeleges (G) gegen den Nadelmaschenversatz ausgestattet ist.
12. Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges mit einer Legeanordnung zur Herstellung eines Fadengeleges zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten,
- die eine Fadenzuführvorrichtung für Stehschussfäden und
- mindestens eine Faden legevorrichtung für zwischen den Transportketten aufzuspannende Fadenscharen aufweist, mit einem zwischen den Transportketten angeordneten Transportelement zum
Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges, mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln in der Maschenbildungszone das Faden- oder Fasergelege in der Abschlagebene quer durchdringen, und mit Führungselementen für die Transportketten zwischen der Legeanordnung und der Maschenbildungszone der Kettenwirkmaschine, zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Fadenzuführvorrichtung (71 ) für Stehschussfäden im Eingangsbereich der Legeanordnung (7, 7') angeordnet ist, die ihre Schar von Stehschussfäden (KR) als unterste Schicht des Faden- oder Fasergeleges (G) führt, dass mindestens ein Teil der Abschlagbarre (30, 33) auf der Seite der Nadelbrust der Wirknadeln (1 ) und nahe derselben angeordnet ist und dass der Teil der Abschlagbarre (30, 33) mit Führungselementen (3, 332, 61, 62) für das seitliche Führen des Faden- oder Fasergeleges (G) ausgestattet und in der Abschlagphase um mindestens eine Nadelteilung seitlich versetzbar ist.
13. Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges mit einer Legeanordnung zur Herstellung eines Fadengeleges zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten,
- die eine Fadenzuführvorrichtung für Stehschussfäden und
- mindestens eine Faden legevorrichtung für zwischen den Transportketten aufzuspannende Fadenscharen aufweist, mit einem zwischen den Transportketten angeordneten Transportelement zum
Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges, mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln in der Maschenbildungszone das Faden- oder Fasergelege in der Abschlagebene quer durchdringen, und mit Führungselementen für die Transportketten zwischen der Legeanordnung und der Maschenbildungszone der Kettenwirkmaschine, zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Fadenzuführvorrichtung (71 ) für Stehschussfäden im Eingangsbereich der Legeanordnung (7) angeordnet ist, die ihre Schar von Stehschussfäden als unterste Schicht (KR) des Faden- oder Fasergeleges (G) führt, dass unterhalb des Faden- oder Fasergeleges und nahe vor der Abschlagbarre der Kettenwirkmaschine eine Zuführvorrichtung für eine Schicht von wirr angeordneten Fasern (Z) begrenzter Länge angeordnet ist und dass zwischen der Zuführvorrichtung (90) und der Abschlagbarre (60') Mittel (Luftführungsbarre 91) vorgesehen sind, die die Fasern (Z) begrenzter Länge an der untersten Schicht (KR) des Faden- oder Fasergeleges (GF") halten.
14. Faden- oder Fasergelege, das mittels Maschenverbund fixiert ist und zur Herstellung eines vorzugsweise bandförmigen Halbzeuges für die Herstellung armierter Teile aus Kunststoff oder Harz dient, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Fadenlage auf der rechten Seite des Maschen Verbundes des Fadengeleges (GF, GF') ausschließlich aus Faden- oder Faserscharen gebildet werden, die mindestens teilweise als Stehschussfäden (KR) parallel zur Längsachse des bandförmigen Halbzeuges ausgerichtet sind und dass die Stehschussfäden (KR) auf der rechten Seite des Maschenverbundes durch die Schenkel der Nadelmaschen (WNv) fixiert sind.
15. Faden- oder Fasergelege nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Fadenlagen des Fadengeleges (GF, GF') ausschließlich aus Faden- oder Faserscharen gebildet werden, die als Stehschussfäden (KL, KR) parallel zur Längsachse des bandförmigen Halbzeuges ausgerichtet sind und dass die Stehschussfäden (KL) auf der linken Seite des Maschen Verbundes durch die Platinenmaschen der Nadelmaschen (WNv) des Maschenverbundes des Fadengeleges (GF, GF') fixiert sind.
16. Faden- oder Fasergelege, das mittels Maschenverbund fixiert ist und zur Herstellung von bandförmigen Halbzeugen für armierte Teile aus Kunststoff oder Harz dient, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Fadenlagen des Fadengeleges ausschließlich aus Fadenoder Faserscharen gebildet werden, die als Stehschussfäden (KL, KR) überwiegend parallel zur Längsachse des bandförmigen Halbzeuges ausgerichtet sind und dass die Stehschussfäden (KR) durch von Nadelmaschen (WN) fixierte, unregelmäßig vorgelegte Schussfasern (Z) auf der rechten Gewirkeseite und durch die Platinenmaschen (WP) des Maschenverbundes auf der linken Gewirkeseite des Fadengeleges (GF") fixiert sind.
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