DE68906659T2

DE68906659T2 - Nadel mit verbessertem offenem oehr.

Info

Publication number: DE68906659T2
Application number: DE8989403295T
Authority: DE
Inventors: Bruno Caramaschi
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2009-11-29
Also published as: FR2639964B1; CA2003487C; JPH02200844A; DE68906659D1; US5038836A; EP0373033A1; EP0373033B1; CA2003487A1; FR2639964A1

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein die Herstellung von zusammengesetzten Armierungselementen mittels Weben oder Wirken in mehreren Richtungen, und sie bezieht sich insbesondere auf eine Nähnadel, die in der Schlußphase dieser Herstellung benutzt wird.
Es sind verschiedene Mehrrichtungsweb- und -wirkverfahren bekannt. Bei einem der am meisten verbreiteten Verfahren wird eine Vorform durch Anbringen einer ersten Reihe von parallelen Matten aus Fäden oder Fasern auf einer Gruppe von starren, abnehmbaren und rechtwinklig zu den Matten angeordneten und mit ihnen verflochtenen Stangen und einer zweiten Reihe von Matten aus Fäden oder Fasern, die rechtwinklig zu den Fäden der ersten Mattenreihe und rechtwinklig zu den genannten Stangen verlaufen und mit diesen verflochten sind, hergestellt, wobei die Stangen später ausgestoßen und anschließend durch Fäden ersetzt werden, die mittels einer oder mehrerer Nadeln in einem Arbeitsgang ersetzt werden, der als "Bindung" bezeichnet wird.
Zur Durchführung dieses Arbeitsgangs werden Nadeln mit offenem Öhr in der Art wie z.B. in der Druckschrift FR-A-2 488 292 beschrieben benutzt.
Diese Nadeln, die entweder gerade oder gebogen sein können, weisen vorzugsweise an dem in der Nähe des Nadelöhrs liegenden Ende ein axiales Sackloch auf, das als Aufnahme für einen am Ende einer jeden Stange liegenden Zapfen dient, da diese Stangen axial durch einen über die Nadel ausgeübten Druck ausgestoßen werden, wenn die Nadel in die Vorform eindringt, um dort Fadenschlingen zu produzieren, die eine dritte Lage von Matten bilden, die rechtwinklig zu den beiden ersten Lagen angeordnet ist.
Wenn die Nadel die gesamte Vorform durchlaufen hat, löst sich die herausgestoßene Stange aufgrund ihres Eigengewichtes von der Nadel.
Dieses System ist besonders vorteilhaft, da die gegenseitige Einspannung einer jeden Stange mit der Nadel ein perfektes Halten dieser Verbindung darstellt, insbesondere dann, wenn der Weg durch die Vorform gekrümmt verläuft.
Auf diesem geradlinig oder gekrümmt verlaufenden Weg durchguert eine jede Nadel zuerst die Vorform, wobei sie eine Stange vor sich herschiebt, greift dann eine Fadenlänge auf, durchguert dann erneut die Vorform von unten nach oben und ersetzt dabei die ausgestoßene Stange durch den Faden. Nach Ende dieses Austauschvorgangs senkt sich die Nadel wieder um einige Zentimeter in die Vorform, um die Fadenlänge, die eine Schlinge gebildet hat, abzulösen, und beginnt anschließend wieder einen neuen Durchlauf, um die nächste Stange auszustoßen und durch eine Fadenschlinge zu ersetzen.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß sich das Sackloch am Ende der Nadel beim Durchqueren der miteinander verflochtenen Faden- oder Fibermatten der Vorform nach unten vollständig mit Resten von Fäden oder Fasern zusetzt, die sich dabei aufeinanderlegen, was dreierlei Auswirkungen hat:
Der Zapfen der Stange kann nicht in das Loch der Nadel greifen und springt beim Anlaufen heraus, und die Stange blockiert dann in der Vorform, was zu Verformungen und Verschlechterungen der radial verlaufenden Fäden und der Umlauffäden führt.
Die Nadel senkt die Stange nur teilweise ab, wodurch diese am Schluß in der Vorform blockiert bleibt und dadurch die gleichen Verschlechterungen und Verformungen wie im vorhergehenden Fall verursacht.
Der Zapfen dringt zwar in das Loch der Nadel ein, sitzt jedoch durch Verklemmung darin fest, wodurch sich die Stange dann am Ende ihres Durchlaufs nach unten nicht von der Nadel lösen kann.
In allen Fällen ergibt sich ein Stillstand des automatischen Ablaufs, der ein Eingreifen durch einen Bediener erforderlich macht, sowie ein Zeitverlust und Mängel an dem fertigen Teil.
Außerdem ist die Lebensdauer dieses Teils aufgrund der nicht normalen Spannungen erheblich reduziert, weshalb es oft ausgetauscht werden muß.
Zweck der Erfindung ist es deshalb, die Mängel durch Herstellung einer Nadel der genannten Art zu vermeiden, bei der sich das axiale Loch an einem Ende der Nadel nicht mit Faserstoffen füllen und sich nicht zusetzen kann, und somit die perfekte Herstellung der Verbindung der Stange mit der Nadel und das spätere sichere Lösen der Stange von der Nadel nach Durchlaufen der Vorform ermöglicht.
Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung eine Nadel mit offenem Öhr, die während der Phase des Vernähens von dreidimensionalen Webteilen eines zusammengesetzten Armierungselementes zu benutzen ist, um die starren Stangen herauszustoßen und sie durch Fadenschlingen zu ersetzen, und die hierzu ein zu dem in der Nähe des Nadelöhrs verlaufenden Ende axial angeordnetes Sackloch aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Boden dieses Lochs offen und mit einem schräg zum Schaft der Nadel verlaufenden Kanal verbunden ist, der seitlich in eine Öffnung in der Nähe des Nadelöhrs zwischen dem Nadelöhr und dem Ende des Nadelschaftes mündet.
Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung bildet dieser schräg verlaufende Kanal mit der Achse des Nadelschaftes einen Winkel zwischen 30 und 90º.
Vorzugsweise ist dieser Winkel 450 groß.
Die nachstehend aufgeführte Beschreibung verdeutlicht unter Bezugnahme auf die nur als Ausführungsbeispiele ohne Beschränkung geltenden Abbildungen die praktische Ausführung dieser Nadel:
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Fadenmatten und der Stangen während des dreidimensionalen Wirkvorgangs eines Elementes mit zusammengesetzter Struktur, sowie der Enden der Nadeln mit offenem Öhr, wenn sie sich im Eingriff mit den Enden der Stangen befinden, damit sie ausgestoßen und durch Fadenschlingen ersetzt werden, wobei die im linken Bereich von Fig. 1 dargestellte Nadel eine herkömmliche Nadel mit axial angeordnetem Loch ist und die im rechten Bereich von Fig. 1 dargestellte Nadel eine Nadel nach der Erfindung ist.
Fig. 2 ist eine Teilansicht, teilweise geschnitten dargestellt, die den schräg angeordneten Kanal zur Verbindung des Lochbodens mit der Außenseite zeigt.
Fig. 3 ist eine Teilansicht analog zu Fig. 2, jedoch unter einem Winkel von 90º.
In Fig. 1 ist mit 1a, 1b, 1c, 1d eine erste Reihe von Faden- oder Fibermatten bezeichnet, die um die starren Stangen 2 herum und in einer ersten Richtung rechtwinklig zu ihnen miteinander verwebt abgelegt sind, während mit 3a, 3b, 3c eine zweite Reihe von Faden- oder Fibermatten bezeichnet, die in einer zweiten Richtung rechtwinklig zu den genannten Stangen angeordnet sind.
Wie an sich bekannt, weist jede starre Stange 2 ein (nicht sichtbares) unteres Ende auf, das bewegbar auf einem (nicht dargestellten) Rahmen befestigt ist, und ein oberes Ende, das einen in seinem Durchmesser reduzierten Teilbereich oder Zapfen 4 bildet.
Im linken Teil von Fig. 1 ist eine Nadel 5 mit offenem Öhr der bekannten Art dargestellt, die an ihrem dem Öhr nahe liegenden Ende ein axial verlaufendes Sackloch 6 aufweist, das derart ausgebildet ist, um mit dem Zapfen 4 einer jeden Stange 2 in der Art zusammenzuwirken, daß sich der Zapfen während eines jeden Absenkens der Nadel 5 durch die Fadenmatten 1a, 1b, 1c, 1d ... usw. und durch die Matten 3a, 3b, 3c ... usw. in das Loch einklinkt, so daß die Nadel die entsprechende Stange herausdrückt und beim Wiederhochfahren eine Fadenschlinge ablegt, die diese Stange ersetzen soll und durch das offene Öhr - wie an sich bekannt - gegriffen wird.
Es wurde festgestellt, daß sich das Sackloch 6 bei jedem Durchlaufen der Nadel 5 durch die Fadenmatten nach und nach mit Fadenabgängen oder Faserstoffen füllt, die sich aufeinander auf dem Boden des Lochs wie unter 7 dargestellt stapeln. Der Zapfen 4 der Stange kann nicht mehr in dieses Loch eindringen und die Herstellung der Verbindung der Nadel 5 mit der Stange 2 ist so unzureichend, daß häufig die oben genannten Vorkommnisse eintreten.
Im rechten Teil von Fig. 1 und in den Figuren 2 und 3 ist mit 8 eine nach der Erfindung verbesserte Nadel bezeichnet.
Bei dem dargestelltem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Nadel 8 um eine Nadel mit offenem öhr entsprechend der in der Druckschrift FR-A-2 488 292 beschriebenen Art, deren Schaft in seinem Endbereich gebogen ist, damit eine federnde Klinge 10 gebildet wird, wobei das freie Ende 11 normalerweise gegen den Schaft drückt, um das Öhr 12 zu bilden, und das neben dem Öhr liegende Ende ein axiales Loch 13 aufweist.
Nach der Erfindung ist der Boden des axialen Lochs 13 über einen schräg zur Schaftachse verlaufenden Kanal 14, der im Verhältnis zum Öhr 12 seitlich nur an einer Seite der Nadel in einer Öffnung 15 endet, mit dem Außenbereich verbunden.
Dieser schräg verlaufende Kanal gewährleistet eine ständige Ableitung der Faserreste, so wie sie sich nach und nach im Loch 13 ansammeln.
Nach mehreren Versuchen hat die Anmelderin festgestellt, daß die Ableitung der Faserreste bei einem 90º großen Winkel zwischen dem Kanal 14 und der Achse des Nadelschaftes schlecht erfolgt, und daß die Faserreste im Falle eines 30º großen Winkels zwar gut abtransport werden, aber die Festigkeit der Nadel erheblich reduziert ist. Diese Versuche haben auch gezeigt, daß der optimale Winkel, bei dem gleichzeitig eine zufriedenstellende Ableitung der Faserreste erfolgt und die mechanische Festigkeit der Nadel nicht reduziert wird, etwa 45º groß ist.
Die Öffnung 15, die zwischen dem Öhr 12 und dem Ende der Nadel liegt, verläuft an einer Seite vorzugsweise rechtwinklig zur Öffnung des Öhrs 12.
Die Einarbeitung dieses Loches hat sich als ein einfacher Arbeitsgang erwiesen, der deshalb an bestehenden Nadeln durchgeführt werden kann.

Claims

1. Nadel mit offenem Öhr zur Verwendung während der Phase des Vernähens von dreidimensionalen Webteilen aus zusammengesetzten Armierungselementen, um die starren Stangen auszustoßen und durch Fadenschlingen zu ersetzen, versehen mit einem axialen Sackloch, das an dem in der Nähe des Nadelöhrs liegenden Ende angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Lochs (13) offen ist und über einen schräg zur Achse des Schaftes der Nadel (8) verlaufenden Kanal (14) mit der Außenseite verbunden ist, wobei dieser Kanal seitlich über eine Öffnung (15) in der Nähe des Nadelöhrs (12) zwischen diesem und dein Ende des Schaftes mündet.

2. Nadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schräg angeordnete Kanal (14) mit der Achse des Nadelschaftes einen Winkel zwischen 30 und 90º bildet.

3. Nadel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Winkel 45º beträgt.