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DE20100915U1 - Preiswerte Herstellung von räumlichen Bauteilen aus Fasern, Fäden oder Garnen mittels Abstandsgestricken - Google Patents

Preiswerte Herstellung von räumlichen Bauteilen aus Fasern, Fäden oder Garnen mittels Abstandsgestricken

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DE20100915U1
DE20100915U1 DE20100915U DE20100915U DE20100915U1 DE 20100915 U1 DE20100915 U1 DE 20100915U1 DE 20100915 U DE20100915 U DE 20100915U DE 20100915 U DE20100915 U DE 20100915U DE 20100915 U1 DE20100915 U1 DE 20100915U1
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Schneider Bernhard De
Stanke Klaus De
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Description

Preiswerte Herstellung von rätumlfchan Baft te1fen«au6. Fasern, Fäden c oder Garnen mittels AbstanctSgeStrickeh. * Beitel,
Bauteile, die als räumliche Gebilde mit Ober- und Unterfläche und speziellen Abstandhaitern ausgeführt sind, sind z.B. in Form von Sandwich-Konstruktionen oder Abstandsgewirken bekannt.
Bei Sandwich-Konstruktionen handelt es sich üblicherweise um einen Kern aus gitterförmig angeordneten Stegen (im allgemeinen Waben aus Papier oder Metallfolien), der mit einer unteren und einer oberen Abdeckung (im allgemeinen Metallbleche oder -folien, Matten aus Glas- oder Kohlefaser) verklebt wird.
Zur Herstellung von Sandwich-Konstruktionen der genannten Art sind stets mehrere Arbeitsgänge erforderlich, sie sind also nur sehr kostenintensiv zu produzieren. Die Einstellung ortsbezogen variierender Eigenschaften bei Ober- und Unterfläche ist zwar möglich, aber mit hohem Aufwand verbunden; bei dem wabenförmigen Kern scheidet eine solche Maßnahme aus technischen und wirtschaftlichen Gründen aus. Außerdem sind Sandwich-Konstruktionen steif und eignen sich daher nicht für Einsatzgebiete, bei denen auf Flexibilität Wert gelegt wird.
Abstandsgewirke bestehen aus den drei Elementen Oberfläche, Unterfläche und den fest eingebundenen Verbindungsfäden, die die beiden erstgenannten auf Abstand halten. Sie werden auf teuren Maschinen hergestellt. Für die Produktion von Abstandsgewirken sind aufwändige Vorarbeiten erforderlich, da die Garne auf großformatige spezielle Garnträger (Kettbäume) aufgebracht werden müssen. Dadurch ist der Prozeß unflexibel und kann nur umständlich auf geänderte Anforderungen reagieren. Aus den vorgeschilderten Punkten wird dieses Verfahren im wesentlichen nur bei großen Produktionsmengen eingesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, nach einem kostengünstigen Verfahren Bauteileauch in kleinen Mengen herzustellen, bei denen die Distanz zwischen Ober- und Unterfläche durch Abstandhalter definiert und eingehalten wird, und bei denen die drei genannten Elemente (Abstandhalter, Ober- und Unterfläche) wahlweise unterschiedliche oder iderftisthö physiläa|is4hS;Ei^enfeÄhäftön#4uffvei6€ji k^nqerij Diese Eigenschaften sol- 3
Seite 2, Zeile:
len ortsbezogen konstant oder variierend sein. Dabei kommt den Herstellkosten besondere Bedeutung zu.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Erzeugung und den Einsatz von Abstandsgestricken. Als ein besonders preiswertes Verfahren hierfür wird der Einsatz von Rund-Strickmaschinen vorgesehen.
Rund-Strickmaschinen sind in Herstellung, Anschaffung und Betrieb preiswert. Außerdem können die Garne (Fasern) direkt von den Spulen verarbeitet werden, auf denen sie angeliefert werden. Dadurch fallen keine zusätzlichen Kosten für das Umspulen und für die Bereitstellung der dafür notwendigen Maschinen an, und keine, zusätzlichen Zeiten. Deshalb kann die eigentliche Produktion ohne Zeitverlust oder -verzug flexibel den aktuellen Erfordernissen angepaßt werden. Darum ist dieses Verfahren auch für die Produktion kleiner Mengen optimal geeignet.
AbstandsgestrickeJ (s. Fig. 1 und 2) bestehen aus einer Ober- (s. Ziff. 1) und einer Unterfläche! (s. Ziff. 2), die durch fest eingebundene Verbindungsfäden (s. Ziff. 3) auf Abstand gehalten werden. Das entstehende Produkt wird in nur einem einzigen Arbeitsgang hergestellt. Je nach Erfordernis des Einsatzgebietes bzw. des Endproduktes kann ein dem entsprechender Abstand durch die Maschineneinstellung vorbestimmt werden.
Das die Rund-Strickmaschine verlassende Produkt ist systembedingt ein Schlauch (s. Fig. 1) von beliebiger Länge (sog. "Endlosware") und kann in dieser originären Produktionsform bereits das Endprodukt darstellen, oder es kann ganz oder teilweise zu einer doppellagigen Fläche oder Schale zusammengefaltet werden. Bedarfsweise kann aber durch (völliges oder teilweises) seitliches Aufschlitzen auch ein flächiges Material (s. Fig. 2) erzeugt werden, das dann die doppelte Breite aufweist. Durch Konturschneiden vor oder nach dem Aufschlitzen können beliebige Formen erzeugt werden. Dabei ist sowohl das Grundmaterial (Schlauch, flächiges Material nach dem Aufschlitzen) nutzbar, als auch die Ab- oder Ausschnitte; j»" '"::"": 'j \ "· \'\ '-': ': :". : : *:
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Zeile:
Aufgrund des Fertigungsverfahrens sind die einzelnen Fäden räumlich unterschiedlich ausgerichtet und mehrfach miteinander verschlungen. Dadurch entsteht ein stabiler Verbund, der auch durch Biegen oder Rollen / Wickehi des Endproduktes nicht beeinträchtigt (aufgelöst) wird. Die Ausgangsform wird nach Wegfall der Belastung wieder eingenommen, es tritt also eine elastische Reaktion auf einwirkende Kräfte auf. Diese Eigenschaften beziehen sich nicht nur auf Zug- und Druckkräfte in Richtung auf die Ober- / Unterfläche (also in der Richtung der Abstandshalter), sondern auch auf Zug- und Druckkräfte in der Ebene des Produktes oder in beliebigen Zwischenrichtungen.
Eine zusätzliche wesentliche Kräftigung dieses Verbundes kann dadurch erreicht werden, daß die Schlingen verklebt werden. Dies geschieht besonders vorteilhaft durch Verharzen der Ober- und/oder Unterfläche mit den Abstandsfäden. Dabei können Materialien gewählt werden, die nach dem Abbinden bei Raumtemperatur flexibel sind. Beim Einsatz von Materialien, die nach dem Abbinden aushärten, kann durch geeignete Formgebung vor dem Aushärten erreicht werden, daß das Endprodukt eine vorbestirnmte Form annimmt und beibehält.
Die einsatz- oder gebrauchsspezifischen Eigenschaften des Endproduktes lassen sich durch die Verwendung von unterschiedlichen Fasern, Fäden oder Garnen mit jeweils speziellen Charakteristika (z. B. Naturfasern, Synthetics, Keramik-, Glas- oder Kohlefasern, metallische Leitungen bzw. elektrisch leitende Drähte, Heizdrähte) steuern und festlegen. Diese unterschiedlichen Ausgangsmaterialien können in der Gesamtheit des Endproduktes oder in einzelnen Bereichen zur Anwendung kommen. Diese Bereiche können sich auf Teile nur der Elemente "Abstandhalter" bzw. der "Ober- oder Unterfläche" beschränken, oder in mehreren dieser Elemente in beliebiger Verteilung angeordnet sein. Dabei kann es sich um kontinuierlich verlaufende Bahnen (Streifen) in Längs- oder Querrichtung handeln, oder um isolierte, örtlich vorbestimmte Zellen.
Der Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens liegt vor allem in der preiswerten Produktion mit rafccü. tunstelibärfeniPäCamfetelTl uhdänMet: VäölzaW vön'fniteinander kombinierba-
ren Materialien (Garne, Fäden, Fasern, Drähte, Leitungen).
Eine besondere Ausformung ist beispielsweise dann gegeben, wenn das Produkt als Kleidungsstück zum Einsatz kommen soll. Dies ist mit Sandwich-Konstruktionen nicht möglich, da diese sich wegen der verfahrensbedingten Steifigkeit nicht für Anwendungen eignen, bei denen eine hohe Flexibilität gefordert ist. Abstandsgestricke sind wegen der Vielzahl von frei beweglichen Verknüpfung und Schlingenbildungen jedoch optimal für einen derartigen Einsatz geeignet. Vorzugsweise kann es sich dabei um Sport- oder Arbeitskleidung handeln, bei der neben der leichten Formanpassung die Möglichkeit des Einsatzes spezieller Materialien an besonders bedeutsamen Stellen von Vorteil ist. So können z.B.: die körpernahen Bereiche (Unterfläche) aus atmungsaktivem Material bestehen; die Stege besonders steif oder elastisch sein; die Größe des Abstandes für besonders gute Durchlüftung sorgen oder für eine besonders gute Abschirmung der von außen einwirkenden Kräfte oder Temperaturen; die dem Körper abgewandte Seite (Oberfläche) kann offene oder geschlossene Poren aufweisen; sie kann beständig gegen Chemikalien, gegen physikalisehe Einflüsse (Wärme, mechanische Kräfte) oder gegen Abrieb sein. Mögliche Einsatzgebiete sind insbesondere Torwart- oder Feuerwehrkleidung, Kugelschutzwesten, Handschuhe, Winterstiefel.
Durch den ausschließlichen oder teilweisen Einsatz von elektrisch leitenden Ausgangsmaterialien (Drähte, Leitungen) kann ein Produkt erzeugt werden, daß z.B. elektromagnetische Wellen abschirmt. Es kann damit Störstrahlungen fernhalten, um entweder Geräte oder Organismen vor Fremdeinwirkungen zu schützen oder verhindern, daß Impulse nach außen dringen. Schutzkleidung der hier beschriebenen Art kann besonders dort zum Einsatz kommen, wo Menschen einem starken elektromagnetischen Feld ("Elektrosmog") ausgesetzt sind. Dies kann z.B. bei Wartungspersonal an Sendeanlagen des Mobilfunks oder an Radaranlagen der Fall sein, wenn diese Anlagen für die Dauer der Inspektion, Wartung oder Reparatur nicht abgeschaltet werden.
Durch dep f^asatz voh Itrfjrn^urlhfjQssgnen.prHhteft.odej: Ijeiriingen kann eine Beheizung
erreicht werden. Damit kann ein Schutz- oder Unter-Anzug hergestellt werden, der gleichzeitig eine körperfreundliche Atmosphäre sicherstellt (Lüftung, Transpiration, Beweglichkeit), die Dämpfung bzw. Verteilung von äußeren Kräften bewirkt und bereichsweise beheizt werden kann. Dies ist sinnvoll beim Einsatz unter winterlichen oder arktischen Bedingungen oder bei Unterwasserarbeiten eines Tauchers.
Beschädigungen oder gewaltsame Zerstörungen des Produktes lassen sich bei entsprechender Gestaltung dadurch erkennen, daß bei einem demgemäß hergestellten Abstandsgestrick elektrisch leitende Fasern (Drähte, Leitungen) durch eine geeignete Kontrolleinrichtung auf ihre Unversehrtheit überwacht werden.
Die auf der Rund-Strickmaschine hergestellte Endlosware kann auf beliebige Längen zugeschnitten werden. Beim Innenausbau von Gebäuden können so Verkleidungselemente erzeugt werden, die die volle Breite oder Höhe einer Wand nahtlos überspannen oder sogar darüber hinausgehen. Das Produkt kann abgeknickt werden und so auch Raumkanten überdecken. Durch die Einarbeitung elektrisch leitender Fasern (Drähte, Leitungen) können diese Verkleidungselemente gegen Ein- und Ausstrahlung (Abhörsicherheit, Prinzip des Faraday'schen Käfigs) schützen. Sie können stromdurchflossen sein und damit als Heizelemente wirken, oder im Raum zwischen Ober- und Unterschicht kann ein Heizoder Kühlmedium strömen. Sie können gleichzeitig durch Anschluß geeigneter Geräte eine Beschädigung erkennen lassen.
Aufgrund der preiswerten Herstellungsart eignet sich die Endlosware zur Produktion von jalousie-artig aufrollbaren Trennwänden z.B. von Mehrfach-Turnhallen. Dabei ist das geringe Eigengewicht von Vorteil für die Auslegung der Gesamtkonstruktion.
Wegen der mehrfach miteinander verschlungenen Fäden ist sichergestellt, daß sich der Gesamtverbund auch nach dem Schneiden nicht auflöst. Die durch einen mechanischen Schneide Vorgang entstehenden freien Faden-Enden wirken allerdings teilweise unschön und störeiid; Sie köilnäriboimjodär il&njdämScTln&d.vorfaijg Verklebt, verschweißt oder
verschmolzen werden. Dies kann in einem separaten Schritt durch Wärmeeinwirkung erfolgen, oder durch die Wahl eines geeigneten Schneideverfahrens, z.B. Laser-Schneiden. Der Randbereich kann dadurch zusätzlich verfestigt werden.
Ein weiteres Beispiel für die Nutzung dieser Bauteile ist die Verwendung als Gepäckablage in Fahrzeugen, vorrangig in Flugzeugen. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß sich die auf der Rund-Strickmaschine hergestellten schlauchförmigen Rohlinge in beliebigem Durchmesser herstellen lassen, so daß sie in sämtlichen geforderten Abmesungen erzeugt werden können. Vor dem Aushärten des Harzauftrages können sie in jede gewünschte Querschnittsform gebracht werden. Wegen des Aufbaues mit Abstandhaltern können zwisehen Ober- und Unterschicht Leitungen verlegt werden, Befestigungs- oder Bedienelemente können vor oder nach dem Aushärten des Harzes oder Klebers eingebaut werden. Die Ausschnitte für die Öffnungen können als Deckel für die Gepäckraumklappe verwendet werden.

Claims (19)

1. Räumliches Bauteil aus Naturfasern, Synthetics, Keramik-, Glas- oder Kohlefasern, metallischen Leitungen bzw. elektrisch leitenden Drähten oder Gemischen daraus, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Ober- und einer Unterfläche besteht, die durch darin eingebundene Verbindungsfäden auf Abstand gehalten werden und daß es auf einer Rundstrickmaschine hergestellt wird und daß die Schlingen der Abstandsfäden mit der Ober- und/oder Unterschicht verklebt oder verharzt werden.
2. Räumliches Bauteil aus Naturfasern, Synthetics, Keramik-, Glas- oder Kohlefasern, metallischen Leitungen bzw. elektrisch leitenden Drähten oder Gemischen daraus, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Ober- und einer Unterfläche besteht, die durch darin eingebundene Verbindungsfäden auf Abstand gehalten werden und daß es auf einer Rundstrickmaschine hergestellt wird und daß die Ober- und/oder Unterschicht laminiert, beschichtet, kaschiert oder gebondet wird.
3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem bei Raumtemperatur flexiblen Material verklebt oder verharzt wird.
4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem bei Raumtemperatur starren Material verklebt oder verharzt wird.
5. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es vor oder nach dem Verharzen, Verkleben, Laminieren oder Beschichten durch partielles oder kontinuierliches Beschneiden am Rand- oder im Innenbereich konturiert wird.
6. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Konturieren anfallenden Ausschnitte und/oder der verbleibende Rest weiterverwendet werden.
7. Bauteil nach wenigstens einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Schnittkanten entstehenden freien Enden der Fasern oder Fäden durch Verkleben, Verschweißen oder Verschmelzen gesichert bzw. gebunden werden.
8. Bauteil nach wenigstens einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die Einarbeitung von Drähten oder Leitungen elektromagnetische Wellen abschirmt.
9. Bauteil nach wenigstens einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm Heizdrähte eingearbeitet sind.
10. Bauteil nach wenigstens einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen Ober- und Unterschicht ein Heiz- oder Kühlmedium strömt.
11. Bauteil nach wenigstens einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Abschirmung für Einrichtungen oder Organismen dient, welche keinen von außen einwirkenden elektromagnetische Wellen ausgesetzt werden sollen.
12. Bauteil nach wenigstens einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Abschirmung für Einrichtungen dient, von welchen elektromagnetische Wellen nicht nach außen dringen sollen.
13. Bauteil, das als Verkleidung von Decken oder Wänden von Gebäuden oder Gebäudeteilen verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
14. Bauteil, das als rollbare, faltbare oder verschiebbare Wand verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
15. Bauteil, das als ganz oder teilweise beheizte Bekleidung verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
16. Bauteil, das als ganz oder teilweise als Bekleidung zum Schutz vor mechanischen Einwirkungen verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
17. Bauteil, das als ganz oder teilweise als Bekleidung zum Schutz vor thermischen Einwirkungen verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
18. Bauteil, daß es als Schutzkleidung für Personen, welche elektromagnetischen Wellen (Elektrosmog) ausgesetzt sind, verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
19. Bauteil, daß es als Gepäckablage in Fahrzeugen, vorrangig in Flugzeugen, verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Element enthält, das nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt wurde.
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