EP1456443B1

EP1456443B1 - Verfahren und anlage zur herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten faden- oder fasergeleges

Info

Publication number: EP1456443B1
Application number: EP02795021A
Authority: EP
Inventors: Gerd Franzke; Markus Schierz; Martin Waldmann
Original assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: WO2003056085A1; AU2002360912A1; DE10163683C1; CA2467483A1; US20050123715A1; WO2003056085B1; EP1456443A1; US6993939B2

Description

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 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.
Bei der Herstellung mehrschichtiger, vorverfestigter Fadengelege, die in einem nachfolgenden Prozess mit Harz oder Kunststoff getränkt bzw. umgossen 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 unterschiedliche n 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 Fadengeleges. Dies forderte jedoch extrem lange Legeanordnungen zur Herstellung dieser Fadengelege. Bei einem Neigungswinkel von 30° gegen über 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 Faserschnitzel 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 Faden- oder 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 Stehfadensystem oder maximal durch zwei mittige Stehfadensysteme gewährleistet. Eine Variante mit weiteren Stehfadensystemen und Fadengelegeschichten in unterschiedlichen Neigungen zur Arbeitsrichtung wird in der WO-A-98/10128 beschrieben.
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 möglich, wie bereits in der DD-B-8194 beschrieben, 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 Faser- oder Fadenschichten macht in vielen Fällen zusätzliche Maßnahmen zur Gestaltung der Oberfläche überflüssig.
Die profilierte Ausbildung der Stützflächen an den Abschlagelementen 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 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.
Mit der Modifizierung des Verfahrens nach Anspruch 3 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 nadelförmigen Abschlagelementen und den Wirknadeln sind nahezu ausgeschlossen.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die genannte Stehschussschicht gemäß Anspruch 4 auf der rechten Gewirkeseite als erste Schicht des Fadengeleges vorzulegen und das Fadengelege dann auf dieser Schicht aufzubauen und schließlich das fertige Gelege in die Abschlagebene zu führen.
Mit dem Einordnen einer Schicht aus Stehschussfäden gemäß Anspruch 5 wird die theoretisch höchste Biegefestigkeit des Halbzeuges in definierbarer Form gesichert.
Modifikationen des Verfahrens nach den Ansprüchen 6 bis 8 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 9 ermöglicht die in Bezug auf Anspruch 1, Anspruch 2 und Anspruch 4 beschriebene Arbeitsweise bei einfachster Bedienbarkeit.
Die Anlage nach Anspruch 10 dient der Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1 in der Modifikation nach Anspruch 3. 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 9 und 10 durchaus im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
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 il - 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 Schussfas-Fadenmaschenverbundes fixiert ist,
Fig. 10: einen Querschnitt durch die Maschenbildungszone mit einer seitlich versetzbaren Abschlaganordnung für die unterste Stehfaserschicht und
Fig. 11: einen Querschnitt parallel zur untersten Faden- oder Faserlage entlang der Linie XII - XII in Fig. 10.

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 augebildet 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 Abschlagelem ente 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 Fransenlegung zuführen können.
Das Fadengelege G besteht in diesem Fall aus einer zentralen Schussfadenlage 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 Wirknadeln1 mit den Abschlagelgmenten 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 Wirknadein 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 seitlichen 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 Faden- oder 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 Transportketten 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 Transportketten 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 Stehfadenlage KR am Fadengelege G während die Platinenmaschen WP, in Trikotlegung 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 Fadenzuführvorrichtung 71 folgt eine Vlieszuführvorrichtung 72, die über die gesamte Breite ein mehr oder weniger voluminöses Vlies VR mit unterschiedlich gerichteten Faserstrukturen 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 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.
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.
Die Figuren 10 und 11 zeigen noch eine weitere Variante zur Bindung der untersten Faden- oder Faserschicht, die in Arbeitsrichtung orientiert und durch die Nadelmaschen WN des Maschenverbundes 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 Abschlagelem ent 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. 11 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 ausgerichetet 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 umgossen werden und in der endgültigen Form aushärten kann.

Bezugszeichenliste

1: Wirknadel / Schiebemadel
10: Wirk- oder Schiebernadelbarre
2: Schließdraht, Schieber
20: Schließdrahtbarre, Schieberbarre
3, 3': Abschlagelement
30, 30': Abschlagbarre
301: Stützfläche
31, 31': Spannbarre
32, 32': Stütz- und Führungsbarre
321: Führungsvorsprünge
33: Stützbarre
331: Stützfläche
332: Faserteiler
41: Wirkfadenführer (Legeschiene)
42: Wirkfadenführer (Legeschiene)
43: Stehfadenführer
50: Gegenhaltebarre
51: Gegenhaltebarre
6: Abschlagplatinen
60: Abschlagbarre
61: Abschlagnase
62: Führungsprofil
7, 7': Legeanordnung
71: Fadenzuführvorrichtung (für Stehschussfäden)
72: Vlieszuführvorrichtung
73, 73': Schusslegevorrichtung
74: Vlieszuführvorrichtung
75: Fadenzuführvorrichtung (für Stehschussfäden)
76: Fadenlegevorrichtung (diagonal - 1)
77: Fadenlegevorrichtung (diagonal - 2)
8, 8': Transportketten
81: Transportband
82: Führungsplatte

D, D': Diagonalfadenlage
G, G': Fadengelege, Gelege
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
W: Wirkfäden
WP: Platinenmasche
WN: Nadelmasche
WNv: Nadelmasche, versetzt
V L: Vlies, Verstärkungselement
VR: Vlies, Verstärkungselement

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges (GF, GF'),
- das als bandförmiges Halbzeug zur Armierung von Teilen aus Kunststoff oder Harzen dient,

- das in den einzelnen Schichten (KL, VL, S, VR, KR) aus Faden- oder Faserscharen besteht, die jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind,

- wobei in mindestens einer der Schichten (KL, KR) - einer Stehschussschicht - Faser- oder Fadenscharen überwiegend parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind,

- wobei mindestens eine der Schichten (S) aus Faden- oder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten (8, 8') beiderseits einer Legeanordnung (73, 73') zur Herstellung des Fadengeleges (G, G') aufgespannt werden,

- wobei das Faden- oder Fasergelege (G, G') mit der Geschwindigkeit der genannten Transportketten (8, 8') einer Kettenwirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten (8, 8') gespannt - mittels Maschenverbund (W) vorfixiert wird und

- wobei Nadel- und Platinenmaschen (WN, WNv, WP) des Maschenverbundes (W) Fäden oder Fasern aller Schichten (KL, VL, S, VR, KR) des Faden- oder Fasergeleges (G, G') einschließen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die überwiegend parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht (KL, KR) aus Faser- oder Fadenscharen als unterste Stehschussschicht (KR) den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird,
dass die Fäden oder Fasern der untersten Stehschussschicht (KR) des Fadengeleges (G) mittels in Warenabzugsrichtung gerichteter, profilierter Führungsflächen (301; 331; 332; 60, 61, 62) von Abschlagelem enten (3, 3', 6) seitlich geführt werden und
dass die Schenkel der Nadelmasche (WN) des Maschenverbundes und die Fäden oder Fasern der genannten Stehschussschicht (KR) in der Abschlagphase durch einen relativen, gegenseitigen Versatz der Nadelmaschen (WNv) 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.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das über der untersten Stehschussschicht befindliche Teil des Fadengeleges (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 Nadelbrust und hinter dem Nadelrücken mit Hilfe der Abschlagelemente (3, 3', 6) gegen den Abschlagdruck und den Versatz der Nadelmaschen (WN) 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 Nadelmaschen (WN) der folgenden Maschenreihe abgeschlagen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abschlagelemente (3, 3', 6) während der Abschlagphase um mindestens eine Teilung seitlich versetzt werden und
dass die Nadelmaschen (WN), geführt durch nicht seitlich versetzbare Wirknadeln (1'), nach dem Versetzen der Fäden oder Fasern der untersten Stehschusschicht (KR) aufgetragen und über die Nadelmasche (WN) der folgenden Maschenreihe abgeschlagen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 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.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass auch in der obersten Schicht des Faden- oder Fasergeleges (G, G') Stehschussfäden oder -fasern (KL) zugeführt werden und
dass der Wirkfadenführer (41, 42) gleich- oder gegenlegig zum Versatz der Nadelbarre Trikotlegungen ausführt.
Verfahren nach Anspruch 5, 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 (S) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschussfäden (KL, KR) mindestens zwei diagonale Fadenschichten (D, D') angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschussfäden mindestens zwei Wirrfasern enthaltende Faserschichten (VL, VR) und eine zwischen den beiden Faserschichten (VL, VR) angeordnete Schicht mit rechtwinklig zur Arbeitsrichtung verlaufenden Faden- oder Faserscharen (S) angeordnet werden.
Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorveriestigten Faden- oder Fasergeleges (GF, GF')
mit einer Legeanordnung (7, 7') zur Herstellung eines Fadengeleges (G, G') zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten (8, 8'),
- die eine Faden- oder Faserzuführvorrichtung (71) für Stehschussfäden (K, KL, KR) und

- mindestens eine Faden- oder Faserlegevorrichtung (72, 73, 73', 74) für zwischen den Transportketten (8, 8') aufzuspannende Faden- oder Faserscharen (S, VL, VR) aufweist,
mit einem zwischen den Transportketten (8, 8') angeordneten Transportelement (81) zum Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges (G, G')
mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln (1) in der Maschenbildungszone (10) das Faden- oder Fasergelege (G, G') in der Abschlagebene quer durchdringen, und
mit Führungselementen für die Transportketten zwischen der Legeanordnung (7, 7') und der Maschenbildungszone (10) der Kettenwirkmaschine,
zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Fadenzuführvorrichtung (71) für Stehschussfäden (KR) im Eingangsbereich der Legeanordnung (7, 7') angeordnet ist, die ihre Schar von Stehschussfäden (KR) als unterste Schicht des Faden- oder Fasergeleges (G, G') 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 ausgesattet ist.
Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges (GF, GF')
mit einer Legeanordnung (7, 7') zur Herstellung eines Fadengeleges (G, G') zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten (8, 8')
- die eine Fadenzuführvorrichtung (71, 75) für Stehschussfäden (KL, KR) und

- mindestens eine Faser - oder Fadenlegevorrichtung (73, 73', 76, 77) für zwischen den Transportketten (8, 8') aufzuspannende Fadenscharen (S) aufweist,
mit einem zwischen den Transportketten (8, 8') angeordneten Transportelement (81) zum Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges (G, G').
mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln (1) in der Maschenbildungszone (10) das Faden- oder Fasergelege (G, G') in der Abschlagebene quer durchdringen, und
mit Führungselementen für die Transportketten (8, 8') zwischen der Legeanordnung (7, 7') und der Maschenbildungszone (10) der Kettenwirkmaschine,
zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Fadenzuführvorrichtung (71) für Stehschussfäden (KR) 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 Abschiagphase um mindestens eine Nade!teilung seitlich versetzbar ist.