DE69023058T2 - Herstellung eines mehrfach schrägverlaufenden Stoffes durch Faltung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines einheitlichen Strukturstoffs, der zumindest doppelt-schräg verläuft, insbesondere zur Herstellung eines Stoffs aus zwei oder mehr Lagen, wobei insbesondere eine der Lagen schräg verläuft. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Stoffherstellung.
• Strukturstoffe werden vielfach dort angewandt, wo eine hohe Festigkeit erforderlich ist, wobei jedoch das Gewicht minimal sein soll. Bei der Luftfahrt, der Marine und der Automobilindustrie, um nur wenige zu nennen, werden industrielle Stoffe, die aus mehreren Strukturfaserlagen bestehen, die mit kreuzverbundenem und ausgehärtetem Harz imprägniert sind, als Hochbelastungsmaterial häufig dazu verwendet, um damit Zusammensetzungen zu bilden. Die Lagen der Zusammensetzungen können in Richtungen schräg verlaufen, damit die Festigkeit des Gesamtprodukts maximal wird, insbesondere in der Richtung der stärksten Dehnung oder Beanspruchung.
• "Schräg verlaufen" soll bedeuten, daß die Strukturfasern einer besonderen Lage im wesentlichen in einem Winkel orientiert sind, die von 0º oder 90º gegenüber der Hauptachse der Stoffzusammensetzung abweicht (d.h., gegenüber der Längsund Quermittellinie).
• Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stoffs oder Zusammensetzung ist in der US-PS 4 484 459 offenbart, die sich auf eine schrägverlaufende Mehrlagenstrukturzusammensetzung bezieht, die in einer vertikalen Richtung zusammengeheftet ist. Der Stoff besteht aus drei Lagen aus parallelen Strukturfasern, wobei zumindest eine der Lagen schräg verläuft. Die Lagen werden nur durch vertikales Heften zusammengehalten, wobei keine horizontalen Fäden in der Zusammensetzung vorhanden sind.
• Diese Stoffart kann durch Verwendung einer Vorrichtung hergestellt werden, die aus zwei oder mehreren unten liegenden Webwagenmechanismen besteht, die jeweils mit einer vertikalen Heftmaschine fluchten. Die unten liegenden Wagenmechanismen sind jeweils quer gegenüber einer Einrichtung ausgerichtet, die die Fasern, die davon geliefert werden, in eine Heftmaschine befördert. Zumindest einer der unten liegenden Wagen ist in einem Winkel gegenüber der Faservorschubeinrichtung und der Heftmaschine orientiert, so daß, wenn die Fasern parallel durch jeden der untenliegenden Wagen gelegt werden, die Fasern auf die Fasern des unmittelbar vorhergehenden unten liegenden Wagenmechanismus abgelegt und in die Heftmaschine weiter befördert werden. Die Fasern von den winkelig angeordneten, unten liegenden Wagen verlaufen parallel schräg in bezug auf die Hauptachsen des Stoffs. In der Heftmaschine läuft eine vertikale Heftung zwischen den Fasern jeder Lage durch die Lagen, die ausreichend ist, um die Lagen in einer vertikalen Reihe und die Fasern innerhalb jeder Lage in einer parallelen Reihe zu halten. Wenn es gewünscht wird, kann der Stoff mit einem Harz angereichert werden, der im wesentlichen aushärtet, um eine Verbindung zu bilden.
• Ein Vorteil des Systems nach der US-PS 4 484 459 besteht darin, daß ein Stoff oder eine Zusammensetzung, die aus zwei oder mehreren Lagen besteht, mit lediglich einer Wirkstation hergestellt werden kann. Ein Nachteil besteht jedoch darin, daß die verwendete Ausrüstung komplex ist. Es ist zumindest ein unten liegender Wagen für jede Lage des Stoffs notwendig, wobei jede Lage unabhängig in die Heftmaschine geführt wird. Getrennte unten liegende Wagen sind ausgerichtet oder in einem Winkel angeordnet in bezug auf die Fläche der Heftmaschine, so daß Fasern in einer parallelen Reihe gelegt werden, jedoch in einem Winkel in bezüg auf den Winkel jeder der unten liegenden Wagen. Wenn daher die Fasern in die Heftmaschine gelangen, werden diese ebenfalls in einem Winkel gegenüber der Längsmittellinie des Stoffs, der hergestellt wird, orientiert, wodurch die schrägverlaufende Lage gebildet wird. Obwohl bei diesem Verfahren lediglich eine Wirkstation verwendet wird, ist bei Verwendung von mehreren unten liegenden Wagen eine Maschine erforderlich, die kompliziert und kostenträchtig ist.
• Es bestand demnach der Wunsch, einen doppelt-schrägverlaufenden Stoff herzustellen, wobei man ein wesentlich einfacheres Gerät verwendet, und wobei ein verbesserter Stoff entwickelt wird, der durch ein derartiges Verfahren hergestellt wird.
• Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Strukturstoffs sowie der resultierende Stoff ist in der US-PS 4 567 738 offenbart, die sich auf schrägverlaufende Strukturstoffe bezieht, die zur Verstärkung von Plastikformen verwendet werden. Die Stoffe bestehen aus (i) Strukturgarn zur Festigkeit und (ii) Hilfsgarn, das die Strukturgarne parallel zueinander hält. Das Hilfsgarn ist flexibel und weist einen kleineren Querschnitt als das Strukturgarn auf. Es werden zwei getrennte Stofflagen verwendet, wobei jede ihr eigenes Hilfsgarn zur Stützung aufweist. Außerdem wird ein kompliziertes Schieflegungsverfahren verwendet, um zumindest einer der Lagen schräg zu versetzen, um die strukturelle Festigkeit zu verbessern. Wenn man dies jedoch so ausführt, wird die Gleichförmigkeit beim resultierenden Stoff verloren.
• Das Verfahren zur Herstellung des Stoffs in der US-PS 4 567 738 beinhaltet ein Führen einer ersten Lage eines Strukturstoffs in ein Paar von gegeneinander rotierenden Rollen, die miteinander in Kontakt sind, so daß die Längsmittellinie der ersten Lage senkrecht zur Längsachse der Rollen ist. Die erste Lage weist außerdem Hilfshaltefasern auf, um die Strukturfasern in einer parallelen Ausrichtung zu halten.
• Die erste Lage wird von den gegeneinander rotierenden Rollen in eine Heftmaschine mit einem Winkel eingeführt, der gegenüber dem ursprünglichen Orientierungswinkel der ersten Lage schräg verläuft. Gleichzeitig wird eine zweite Lage eines Strukturstoffs in die Heftmaschine in einer Weise geführt, daß die Mittellinie der zweiten Lage senkrecht zur Querachse der Heftmaschine liegt. Die zweite Lage des Strukturstoffs besteht außerdem aus mehreren Strukturgarnen, die im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie sind, und sie besitzt möglicherweise Strukturgarne, die parallel zur Mittellinie der zweiten Lage sind, wobei Hilfshaltefasern vorgesehen sind, um die Strukturfasern in einer parallelen Ausrichtung zu halten. Die erste und zweite Lage werden dann in der Heftmaschine zusammengeheftet, um einen einzigen Strukturstoff zu bilden.
• Es ist folglich notwendig, die eine Lage eines Stoffs mit Hilfsgarnen zu verwirken, dann zweitens eine zweite Stofflage mit Hilfsgarnen zu verwirken, dann drittens eine Lage des Stoffs schräg zu legen, um diese dann einer Heftmaschine zuzuführen, und schließlich, die beiden Lagen in der Heftmaschine zusammen zu verwirken. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und maschinenaufwendig, obwohl das Ergebnis ein fester Stoff ist. Jedoch hat das Schieflegungsverfahren zur Folge, daß Fehler im Stoff vorkommen und die reihenmäßige Anordnung der Garne nicht so gleichförmig wie gewünscht ist.
• Es bestand daher die Notwendigkeit, einen doppeltschrägverlaufenden Stoff herzustellen, der gleichförmiger als der durch das Schieflegungsverfahren nach der US-PS 4 567 738 hergestellte Stoff ist, der jedoch eine einfachere Maschinenkonstruktion erfordert, als die, die bei der Wirkfaser erforderlich ist, die nach der US-PS 4 484 459 hergestellt wurde.
• Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gleichförmigen Stoff herzustellen, der zumindest zwei Lagen eines Strukturstoffs aufweist, bei denen die Lagen schräg verlaufen.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein fortlaufendes Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der der oben beschriebene Stoff hergestellt wird, wobei jedoch eine unkomplizierte Maschinenanordnung verwendet wird.
• Diese und andere Aufgaben werden besser verstanden, wenn man diese unter Bezugnahme auf die unten angegebene Beschreibung betrachtet.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen doppelt-schrägverlaufenden Strukturstoff und seiner Herstellung. Der doppelt-schrägverlaufende Stoff dieser Erfindung besteht zumindest teilweise aus einem einfach-schrägverlaufenden Stoff eines Strukturgarns, das auf sich selbst gefaltet ist.
• Die einfach-schrägverlaufende Lage hat mehrere im wesentlichen parallele, einaxiale Strukturgarne, die in einem spitzen Winkel gegenüber der länglichen Mittellinie des Stoffs orientiert sind. Diese einfach-schrägverlaufende Lage kann vorbereitet sein durch (i) Legen von Garnen in Querrichtung in dem gewünschten spitzen Winkel, (ii) Herstellen des Stoffs, der parallele, einaxiale in Querrichtung verlaufende Garne aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie und zu den Seiten des Stoffs orientiert sind, und dann Schieflegen des Stoffs, um die in Querrichtung liegenden Garne zu reorientieren, so daß sie einen spitzen Winkel zur Mittellinie des Stoffs bilden, oder (iii) Anordnen von Strukturgarnen in einer parallelen Richtung, jedoch in einem Winkel zur Mittellinie des Stoffs. Während das Schieflegungsverfahren von (ii) eine geringere Gleichförmigkeit zur Folge hat, wie dies mit Hilfe der US-PS 4 567 738 besprochen wurde, kann das Verfahren (ii) bevorzugt werden, da es die Verwendung eines komplizierten Geräteaufbaus vermeidet, der notwendig ist, um eine einfache Lage schräg zu legen. Gleich welches Verfahren verwendet wird, es verbleiben die in Querrichtung verlaufenden Strukturgarne während der Verarbeitung im wesentlichen parallel zueinander und können durch Nähen oder Verwirken von Hilfsgarnen, Heftbändern, Klebstoffen, Harzen oder anderen temporären oder dauerhaften Mitteln oder Strukturen lagerichtig gehalten werden.
• Diese einfach-schrägverlaufende Lage wird dann um sich selbst gefaltet, um eine doppelt-schrägverlaufende Lage des gleichen Stoffs zu bilden. Wenn die Lage gefaltet ist, wird diese doppelt-schrägverlaufende Lage dann geheftet, verwirkt oder vernäht, wobei ein Hilfsgarn oder andere Strukturen verwendet werden, um den Stoff zu sichern. Damit wird ein gleichförmiger doppelt-schrägverlaufender Stoff gebildet. Natürlich kann jede beliebige Zahl von Faltstationen verwendet werden, wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Darüber hinaus kann eine Matte oder ein Futter, beispielsweise eine umgeschlagene Strandmatte dem Stoff hinzugefügt werden, und zwar vor oder nach dem Falten. Diese Matte kann in oder auf dem Stoff befestigt, angeheftet oder angenäht werden, so wie dies notwendig ist. Die Matte liefert eine vergrößerte strukturelle Festigkeit. Wenn es jedoch nicht gewünscht ist, ist es nicht notwendig, diese zusätzliche Matte hinzuzufügen, da der resultierende mehrfach-schrägverlaufende Stoff nach der vorliegenden Erfindung ohne eine zusätzliche Matte oder Futter strukturmäßig zuverlässig ist.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Strukturgarn in der ersten Stofflage in einer ersten Station verarbeitet, wobei es in einer Richtung von ungefähr 45º gegenüber der Stoffmittellinie verläuft. Nachdem die erste Lage auf sich selbst gefaltet ist, läuft die zweite Lage des Strukturgarns ungefähr bei 135º gegenüber der Mittellinie. Somit kreuzen sich die Strukturgarne in den beiden Lagen im wesentlichen bei jeweils einem Winkel von 90º. Die Strukturgarne werden dann durch ein Hilfsgarn zusammengehalten, welches entweder mit den Strukturgarnen verwirkt oder vernäht oder anderweitig befestigt wird.
• Die vorliegende Erfindung umfaßt daher einen doppeltschrägverlaufenden Stoff mit einer bestimmten Gleichförmigkeit, der unter Verwendung eines relativ einfachen Verfahrens hergestellt wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezielle Winkelorientierung, wie oben besprochen wurde, beschränkt. Irgendein geeigneter Schrägverlauf ist möglich, wobei das Verfahren nach dieser Erfindung verwendet wird. Außerdem können nicht schrägverlaufende Lagen mit 90º oder 0º gegenüber der Mittellinie in den Stoff eingearbeitet werden. Außerdem kann jede beliebige Anzahl von Stofflagen durch diese Erfindung hergestellt werden. Demnach kann ein Stoff aus 2, 3, 4 oder mehr schrägverlaufenden Lagen hergestellt werden, wobei die hier vorgestellten Konzepte verwendet werden.
• Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung wie auch die erreichten Aufgaben für ihre Anwendung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die einen weiteren Teil dazu bilden und die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen und beschreiben.
• Fig. 1 ist eine Perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach dieser Erfindung, wobei die Pfeile die übliche Richtung der Faser/Stoff-Vorschubrichtung andeuten.
• Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform nach dieser Erfindung, wobei die Pfeile die Faser/Stoff-Vorschubrichtung andeuten.
• Fig. 3A ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Faltstation einer Doppelverschrägungseinheit.
• Fig. 3B ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Faltstation einer Doppelverschrägungseinheit.
• Fig. 4 ist eine Draufsicht des doppelt-schrägverlaufenden Stoffs dieser Erfindung.
• Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung dieser Erfindung, die mehrere Faltstationen zeigt.
• In sämtlichen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Teile.
• In den Figuren 1 und 2 ist ein einfach-schrägverlaufender Stoff 10 gezeigt. Mehrfachstrukturgarne 12 können als Serien von Längen parallel zueinander in dem gewünschten Winkel gelegt werden, wobei eine in der US-PS 3 567 872 gezeigte Einrichtung verwendet werden kann, wobei diese gegenüber der Längsrichtung schräg verlaufen, in der der Stoff 10 hergestellt wird. Die Garne in dem Querschlitten oder Schiff nach dieser Einrichtung sind an den Enden um ein Inch voneinander beabstandet, was beim fertig hergestellten Stoff erforderlich ist. Das Garn kann auf dessen Dorne aufgespießt sein, die im allgemeinen in der Größenordnung von 6 bis 12 Inch voneinander beabstandet sind. Der Wechsel quer zu den Vorschubdornen kann entweder vorwärts oder rückwärts sein, was nicht parallele Garne im Stoff zur Folge hat, oder er kann seitlich versetzt sein, um parallele Garne zu erzielen. Jede dieser Methoden kann verwendet werden, wobei die erfinderischen Schritte der vorliegenden Erfindung angewandt werden können.
• Die Strukturgarnstücke 12, die in den Figuren gezeigt sind, sind aus Gründen einer deutlichen Darstellung voneinander beabstandet. Üblicherweise sind die Strukturgarne 12 enger beieinander als dies gezeigt ist, oder sie liegen sogar beieinander. Alle Strukturgarne 12 sind in einer Richtung orientiert und sie sind parallel zueinander. Da die Strukturgarne 12 nicht gewebt sind, sind sie einachsig. Man hat herausgefunden, daß der einachsige Aufbau die Festigkeit des Stoffs 10 in der axialen Richtung verglichen mit früher gewebten Stoffen wesentlich verbessert.
• Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden diese Strukturgarne 12, die auf geeigneten Zuführungen, Rollen oder beispielsweise auf sich bewegenden Dorn-Schienen 5 gelagert sind, einer Anheftstation 2 zugeführt, beispielsweise einer Liba Copcentra, wo Hilfs- oder Wirkgarne 14 (dargestellt durch gestrichelte Linien) hinzugefügt werden, damit die Strukturgarne ihre parallele Orientierung behalten. Ein einfach-schrägverlaufender Stoff 11 besteht somit aus Strukturgarn 12 und Hilfs- oder Wirkgarn 14. Die Anheftstation 2 kann aus einer Näh-, Wirk- oder einer anderen Anhefteinrichtung oder einer geeigneten Verfahrenseinrichtung bestehen, um die Strukturgarne 12 in der schrägverlaufenden Weise zu befestigen.
• Die Hilfsgarnstücke 14 können vernäht, gewirkt oder anderweitig mit den Strukturgarnstücken 12 befestigt werden, um diese lagerichig in bezug zueinander zu halten. Die Hilfsgarnstücke 14 haben üblicherweise einen wesentlich kleinen Querschnitt als die Strukturgarnstücke 12. Die Strukturgarnstücke 12 können beispielsweise Glasfaser oder Polyester sein, und zwar in der Größenordnung von 2000 Denier, während die Hilfsgarnstücke 14 üblicherweise in der Größenordnung von 60 Denier liegen. Die Hilfsgarnstücke 14 laufen üblicherweise parallel gegenüber den Rändern 16 und 18 des Stoffs 11 und sind voneinander beabstandet. Es können verschiedene Wirk- oder Nähstiche verwendet werden, die dem Fachmann gemeinhin bekannt sind, um die Stücke miteinander zu befestigen. Neben den Wirk- oder Nähhilfsgarnen können andere Mittel verwendet werden. So können Klebebänder, Reibungsgurte, Streifen oder Überzüge aus Kunststoff oder Leim und dergleichen zusätzlich oder anstelle der Hilfsgarne 14 als Mittel verwendet werden, um die Strukturgarne in ihrer parallelen Ausrichtung zu befestigen.
• Das Strukturgarn 12 besteht vorzugsweise aus einem Bündel von Niedrig- oder Nullzwirnglasfasern, obwohl beliebige Strukturfasern, beispielsweise Kohlenstoffasern oder andere handelsübliche Fasern verwendet werden können. Das Hilfsgarn 14 besteht vorzugsweise aus Polyester oder einem ähnlichem Material, obwohl es dies nicht zu sein braucht. Das Hilfsgarn 14 ist nicht strukturell, da es einen viel kleineren Querschnitt aufweist und viel flexibler als das Strukturgarn 12 ist.
• Obwohl, wie oben besprochen, bei der Herstellung des einfach-schrägverlaufenden Stoffs kreuzweise Garne in dem gewünschten Winkel gelegt und geheftet werden, kann ein solcher Stoff auch auf andere Weise hergestellt werden. So kann beispielsweise ein Stoff, der parallele kreuzweise Garne hat, die im allgemeinen senkrecht zur Mittellinie und den geiten des Stoffs orientiert sind, zuerst hergestellt werden. Dann kann dieser Stoff vernäht werden, um die kreuzweisen Garne umzukehren, so daß sie einen spitzen Winkel zur Mittellinie des Stoff bilden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der FR-PS 2 271 326 gezeigt. In diesem Dokument ist ein gewebter schrägverlaufender Stoff dadurch gebildet, daß ein Stoff, der senkrecht orientierte Fasern aufweist, von einer Lieferrolle zu einer Aufnahmerolle geführt wird. Die Achse der Aufnahmerolle ist gegenüber der Lieferrolle um einen spitzen Winkel versetzt angeordnet. Der Versatzwinkel bestimmt daher den schrägverlaufenden Winkel des Stoffs. Hilfsgarne 14, die in Fig. 1 gezeigt sind, werden nicht gebraucht. Wenn beispielsweise der Stoff 11 ein gewebter Stoff ist, werden die Webkettengarne die kreuzweise verlaufenden Garne parallel halten. In solchen Fällen jedoch können Garne 14 hinzugefügt werden, wenn dies gewünscht wird.
• Der einfach-schrägverlaufende Stoff 11, der auf irgendeine der oben beschriebenen Weisen hergestellt wird, wird dann auf geeigneten Zuführungen, Rollen oder sich bewegenden Dornschienen 5 einer Faltstation 20 zugeführt. In der Faltstation 20 wird eine Stofflage auf sich selbst umgefaltet, um einen doppelt-schrägverlaufenden Stoff zu bilden. Daher bildet die Faltstation 20 eine Doppelverschrägungseinheit. Wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, faltet die Faltstation 20 den Stoff 11 vom Rand 16 über den Vorderrand 18 entlang der Mittellinie 17. Somit läuft ein einfach-schrägverlaufender Stoff 11, der Ränder 16 und 18 hat, mit einer Mittellinie 17 in die Faltstation 20 und er verläßt diese als doppeltschrägverlaufender Stoff 25, wobei die früheren Ränder 16 und 18 aufeinanderliegen und wobei die frühere Mittellinie 17 einen neuen Rand bildet. Die hier gezeigte spezielle Ausführungsform soll lediglich stellvertretend für die Erfindung sein. Es sei angemerkt, daß der Stoff 11 auf der Mittellinie 17 in der anderen Richtung gefaltet werden kann, wobei der Rand 18 auf den Rand 16 gefaltet wird. Weiter ist eine Rand- Rand-Faltung auf der Mittellinie nicht unbedingt notwendig, wenn ein Tuch mit einer anderen Orientierung gewünscht wird. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, den Stoff lediglich teilweise in Richtung auf den jeweiligen Rand zu falten.
• Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann eine beliebige Zahl von Faltstationen 20 verwendet werden, um einen schrägverlaufenden Stoff herzustellen, der von dem doppelt-schrägverlaufenden Stoff abweicht. Aus Einfachheitsgründen wird auf eine Besprechung der in Fig. 5 gezeigten gleichen Teile verzichtet, wobei lediglich betont wird, daß dort mehrere Faltstationen 20 gezeigt sind. Obwohl zwei solcher Faltstationen gezeigt sind, kann eine beliebige Zahl verwendet werden, um die Konzepte der vorliegenden Erfindung in die Praxis umzusetzen.
• Gemäß Fig. 1 wird der gefaltete Stoff 25 von der Faltstation oder den Stationen 20 zu einer Näh-, Heft-, Wirk- oder Anheftstation 22 geführt. Die Anheftstation 22 kann eine beliebige herkömmliche Näh- oder Wirkmaschine sein, die der Station 2 entspricht. Wie die Station 2 weist die Anheftstation 22 üblicherweise einen Spulenträgermechanismus auf, der unter dem Stoff 11 positioniert ist, der einen unterschiedlichen Faden für jeden individuellen Heftkopf liefert. Beim Durchdringung der Heftnadel von einem der Köpfe greift der Faden, der durch die Heftnadel getragen wird, in den Faden ein, der durch eine damit in Verbindung stehende Spule unter dem Stoff 11 getragen wird. Dadurch wird eine Heftlinie längs des Stoffs gebildet. Die speziellen Details der Anheftstation 22 sind nicht gezeigt, da sie zum Stand der Technik gehören.
• An dieser Stelle kann ein Nullgradgarn und/oder eine Matte oder ein Futter eingeführt und fest am Stoff befestigt werden. Die Matte kann eine bekannte Matte, beispielsweise eine umgeschlagene Strandmatte sein. Natürlich kann diese Matte außerdem bei diesem Verfahren früher hinzugefügt werden, beispielsweise vor dem Falten. Wenn man wünscht, kann diese Matte vorzugsweise geheftet oder genäht oder anderweitig in oder auf dem Stoff während oder nach der Faltstation, wenn notwendig, befestigt werden. Durch diese Matte wird ein fester Aufbau erzielt. Wenn es jedoch nicht gewünscht wird, ist es nicht notwendig, diese Zusatzmatte hinzuzufügen, da der resultierende Stoff nach dieser Erfindung ohne eine zusätzliche Matte oder Futter in Bezug auf seinen Aufbau zuverlässig ist.
• Als Alternative zu einem Heftverfahren kann eine Mehrfachwirkeinheit verwendet werden. Bei einem Wirkbetrieb wird üblicherweise ein Einfachgarnsystem verwendet, d.h. ein Wirkgarn für jede Linie, während beim Heftbetrieb üblicherweise zwei Garne pro Heftzeile verwendet werden. Andere Unterschiede bestehen beispielsweise in der Art der verwendeten Nadel, was nicht weiter erklärt zu werden braucht, wobei jedoch jedes Verfahren verwendet werden kann. Folglich läuft ein nicht gewirkter doppelt-schrägverlaufender Stoff 25 in die Anheftstation 22 und ein gewirkter, gehefteter oder genähter doppelt-schrägverlaufender Stoff 40 verläßt diese. Der mehrfach-schrägverlaufende Stoff 40 wird dann aufgerollt, wobei eine passende Aufrolleinrichtung 50 in einer bekannten Weise verwendet wird. Es wird eine Rolle aus mehrfach-schrägverlaufendem Stoff als Produkt hergestellt, die beispielsweise, wenn notwendig, aufbewahrt, verschifft oder verteilt werden kann.
• Es ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, daß die länglichen Hilfsgarne gleichmäßig quer zur Breite des Stoffs voneinander beabstandet sind. Beispielsweise kann es bei der ersten Anheftstation 2 wünschenswert sein, daß man eine höhere Dichte der Strukturgarne 14 in der Nähe der Ränder 16 und 18 und in der Nähe der Mittellinie 17 des Stoffs 11 hat. Es ist weiter nicht wesentlich, daß die Mittel zur Befestigung der Strukturgarne permanent befestigt werden, wobei dann die Befestigungsmittel vor dem Falten des einfachschrägverlaufenden Stoffs verwendet werden, um einen mehrfach-schrägverlaufenden Stoff herzustellen. Man kann beispielsweise Adhäsive, Reibungsgurte, Kunststoffüberzüge oder Imprägniermittel oder andere Befestigungsmittel verwenden, die in einer späteren Station bei der Verarbeitung oder sogar bei der Verwendung des Endprodukts entfernt oder nicht entfernt werden müssen, beispielsweise unmittelbar vor oder als Ergebnis eines Imprägnierens mit Harz in einer verstärkten Glasfaser einer harzimprägnierten Verbundlage. Die Hilfsfestigungsmittel sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt, nachdem der Stoff die Faltstation 20 verläßt.
• Die spezielle Art des Wagens oder des Förderbands, das zum Transport des Stoffs entlang seiner Bewegungsbahn verwendet wird, die durch Pfeile andeutet ist, ist ebenfalls für die Erfindung nicht entscheidend. Obwohl Bewegungsdornschienen 5 in den Figuren gezeigt sind, könnte ein anderes Beispiel eines passenden Wagens ein entgegengesetzt arbeitendes Förderbandpaar sein, das im wesentlichen parallel zueinander angeordnet ist. Übliche bekannte Förderbänder weisen die Form von Endlosbändern auf und sind drehbar befestigt, derart, daß sie sich um Antriebsriemenscheiben erstrecken. Andere Arten von bekannten Schlitteneinrichtungen können verwendet werden, um den Stoff zu befördern.
• Fig. 2 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, um einen doppelt-schrägverlaufenden Stoff nach der Erfindung herzustellen. Es sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente wie in Fig. 1 verwendet worden. Der Hauptunterschied zwischen der in Fig. 1 gezeigten erfinderischen Anordnung und der Fig. 2 gezeigten erfinderischen Anordnung besteht darin, daß eine einzelne, breite Anheftstation 28 zum Wirken, Nähen oder anderweitiger Befestigung des Stoff verwendet wird, und der Stoff durch gleiche Maschine zweimal geführt wird, jedoch in verschiedenen Teilen der Maschine. Der schrägverlaufende Stoff 10 hat Strukturgarne 12, die in einem spitzen Winkel gegenüber der Mittellinie des Stoffs orientiert sind. Aus diesem Grund wurde dieser Stoff 10 vorher mit einem Schrägverlauf versehen gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Weise. Alternativ dazu kann der Stoff in der oben beschriebenen Weise schräg gelegt werden.
• Der einfach-schrägverlaufende Stoff 10, der Ränder 16 und 18 sowie eine Mittellinie 17 aufweist, wird auf Bändern, Rollen oder sich bewegenden Dornschienen 5 zur Anheftstation 28 geführt. Beim ersten Durchlauf durch die Maschine 28 werden parallele schrägverlaufende gelegte Strukturgarne 12 wahlweise vernäht, verwirkt oder anderweitig in der einfachen Lage befestigt, wobei Hilfsgarne 14 verwendet werden. Der befestigte, einfach-schrägverlaufende Stoff 11, der nach den oben besprochenen Gesichtspunkten hergestellt wird, wird in einer Faltstation 20 gefaltet, wobei eine bekannte Einrichtung verwendet wird. Die Mittellinie 17 wird dann ein Rand des gefalteten Stoffs und die vorherigen Ränder 16 und 18 liegen aufeinander. Der derart gefaltete und doppelt-schrägverlaufende Stoff 25 wird zur Eingangsseite der Anheftstation 28 für einen zweiten Durchlauf am anderen Ende der Maschine 28 geführt. Bei diesem zweiten Durchlauf durch die Maschine 28 wird der gefaltete Stoff 25 vernäht, verwirkt oder wieder mit den Hilfsgarnen befestigt, um die beiden Lagen zusammenzuhalten, um einen doppelt-schrägverlaufenden Stoff 40 zu bilden.
• Somit läuft nach zwei Durchläufen ein verbundener doppelt-schrägverlaufender Stoff 40 aus der Anheftstation 28. Der mehrfach-schrägverlaufende Stoff 40 wird dann aufgerollt, wobei eine geeignete Aufrolleinrichtung 50 verwendet wird, wie dies bei der vorhergehenden Ausführungsform besprochen wurde. Eine Rolle aus mehrfach-schrägverlaufendem Stoff wird als Produkt gebildet, das aufbewahrt, verschifft oder beispielsweise anderweitig verteilt werden kann, wenn dies notwendig ist.
• Wie bei den oben erklärten separaten Stationen faltet die Faltstation 20 den Stoff 11 entlang seiner Mittellinie 17, bevor dieser ein zweitesmal durch die Anheftstation 28 geführt wird. Geeignete Führungen (nicht gezeigt) transportieren den nicht gehefteten Stoff zwischen der Faltstation 20 und der Anheftstation 28 in einer bandförmigen Einrichtung 30. Die Herstellung eines Stoffbands in einem fortlaufenden Verfahren ist bekannt. Es muß ein geeigneter Abstand beibehalten werden, um ein Verwickeln oder ein Dehnen zu vermeiden. Folglich sind außerdem geeignete Spannrollen vorgesehen.
• Diese Einrichtung bildet einen parallelen Wirkpfad, der hintereinander entgegengesetzt verläuft. Eine parallele Bahn kann notwendig sein, wenn längliche Abstandsverbinder eingebracht werden, beispielsweise, wenn bestimmte Verarbeitungsschritte auf bestimmte Bereiche begrenzt werden müssen, was ein nichtunübliches Vorkommnis bei Industriebetrieben ist. Durch die Einrichtung von Fig. 2 ist es darüber hinaus möglich, einen doppelt-schrägverlaufenden Stoff aus einer Anheftmaschine in einem fortlaufenden Verfahren herzustellen. Daher besteht nicht die Notwendigkeit, den einfach-schrägverlaufenden Zwischenstoff aufzurollen und diesen dann in dem zweiten Durchlauf durch die gleiche Maschine abzurollen.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, wird der schrägverlaufende Stoff 10, der beispielsweise auf Dornschienen 5 läuft, zur Anheftstation 28 geführt. Der einfach-schrägverlaufende Stoff kann wahlweise durch Heften, Nähen oder Wirken auf den beispielsweise ersten 65% des Wirkbettes der Anheftstation 28 geheftet werden. Üblicherweise wird das Heften einen ziemlich weiten Raum einnehmen, beispielsweise einen Raum von 4 1/2 Inch mit ungefähr 6 bis 12 Läufen pro Inch.
• Der einfach-schrägverlaufende Stoff 11, der nach den Prinzipien, die oben besprochen wurden, hergestellt wurde, wird dann in die Faltstation 20 geführt, die den Stoff auf sich selbst in der Weise faltet, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. Die Faltstation 20 schlägt den Stoff um auf die Hälfte seiner Breite. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Faltstation 20 in Reihe mit der Anheftstation 28 angeordnet. Es liegt jedoch innerhalb des Rahmens der Erfindung, die Faltstation 20 in einem rechten Winkel gegenüber der Anheftstation 28 anzuordnen, wie dies unten mit Hilfe von Fig. 3A und 3B besprochen wird. In der Faltstation 20 wird eine Spezialausrüstung, die bekannter Standard ist, dazu verwendet, sicherzustellen, daß die zwei Extrema des ursprünglichen Stoffs weiterlaufen, wobei sie unmittelbar aufeinander liegen, wenn dies gewünscht wird, um den Stoff genau auf die Hälfte zu falten.
• Der ungeheftete doppelt-schrägverlaufende Stoff 11 wird dann über geeignete Rollen und/oder Spannrollen (nicht gezeigt) in einer bandartigen Form 30 zurück zu den nicht verwendeten 35% beispielsweise des Wirkbettes der Anheftstation 28 geführt. Demnach läuft die zweite Wirkstufe in der gleichen Heftmaschine ab.
• In diesem Zeitpunkt kann Nullgradgarn und/oder eine Matte oder ein Futter eingebracht und fest mit dem Stoff verbunden werden. Die Matte kann eine bekannte Matte sein, beispielsweise eine umgeschlagene Strandmatte. Natürlich kann diese Matte früher bei dem Verfahren hinzugeführt werden, beispielsweise vor dem Falten. Wenn man wünscht, kann diese Matte vorzugsweise geheftet oder in oder auf den Stoff während oder nach dem zweiten Heftstadium genäht werden, wenn dies notwendig ist. Durch diese Matte wird eine hohe Festigkeit erzielt. Wenn dies jedoch nicht gewünscht wird, ist es nicht notwendig, diese zusätzliche Matte hinzuzufügen, da der resultierende Stoff nach der vorliegenden Erfindung ohne die zusätzliche Matte oder Futter bezüglich seiner Struktur zuverlässig ist.
• Die Prozentangaben des Wirkbettes, die für jeden Durchlauf durch die Festigungsstation 28 angegeben wurden, sind lediglich beispielhaft, da beliebige Prozentsätze, die notwendig sind, verwendet werden können, um die erfinderischen Ideen, die hier besprochen wurden, umzusetzen.
• Fig. 3A zeigt eine Seitenansicht einer Doppelverschrägungseinheit. Ein gehefteter, einfach-schrägverlaufender Stoff 1, der eine Mittellinie 17 hat, die in Draufsicht in Fig. 3B gezeigt ist, wird von der Anheftstation 2 von Fig. 1 oder der Anheftstation 20 von Fig. 2 oder direkt, wenn die Schieflegungsmethode angewandt wird, über Rollen 21 zur Faltstation 23 geführt, die eine Doppelverschrägungseinheit bildet, wobei der Rand 16 des Stoffs 11 auf den Rand 18 wie bei den früheren Ausführungsformen gefaltet wird. Der resultierende Stoff 25 läuft somit doppelt-schräg, wobei er neue Ränder 17 und 16, 18 aufweist. Dieser Stoff 25 wird dann zu einer nachfolgenden Anheftstation geführt. Die nachfolgende Anheftstation kann mit der Anheftstation 22 fluchten, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder die zweite Station kann der Rest des Wirkbettes der einen Anheftstation 28 sein, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der geheftete, einfach-schrägverlaufende Stoff 11 wird dadurch auf die Hälfte gefaltet, wobei die Doppelverschrägungseinheit 23 verwendet wird. Der doppelt-schrägverlaufende, ungeheftete Stoff wird dann zu weiteren Heftstationen geführt, wie dies mit Hilfe der früheren Ausführungsformen besprochen wurde.
• Es ist klar, daß andere Bewegungsbahnen im Schutzumfang dieser Erfindung liegen.
• Fig. 4 zeigt einen doppelt-schrägverlaufenden Stoff 40 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Der Stoff 40 hat ein rautenförmiges Muster 42 aufgrund des Überlappens des einfach-schrägverlaufenden Stoffs 11. Die rautenförmigen Bereiche 42 bestehen aus dreiecksförmigen Bereichen 44. Die Garne 46 der oberen Lage jedes rautenförmigen Bereichs 42 sind als durchgehende Linien dargestellt und die Garne 48 der unteren Lage sind mit gestrichelten Linien angedeutet. Man sieht, daß die Garne 46, die die obere Lage eines der rautenförmigen Bereiche 42 bilden, sich in die untere Lage eines benachbarten dreiecksförmigen Bereichs 44 hineinerstrecken und diese bilden. Umgekehrt erstrecken sich die Garne 48, die die untere Lage eines bestimmten dreiecksförmigen Bereichs 44 bilden, in die obere Lage eines benachbarten dreiecksförmigen Bereichs hinein und bilden diese.
• Der in Fig. 4 gezeigte doppelt-schrägverlaufende Stoff 40 hat einen Stoff zur Folge, der eine Gleichmäßigkeit von zwei Lagen aufweist, wobei ein vertikales Wirkverfahren, wie dies mit Hilfe auf den angeführten Stand der Technik besprochen wurde, wobei eine kleinere Ausrüstung bei der Einrichtung verwendet wird, die weniger kompliziert ist, was ein weniger kostenintensives Verfahren zur Folge hat. Außerdem hat der doppelt-schrägverlaufende Stoff nach der vorliegenden Erfindung einen gleichmäßigeren Stoff zur Folge, als der, der durch den komplizierten Schräglegevorgang erzielt wird, der durch den Stand der Technik bekannt ist. Folglich bietet der doppelt-schrägverlaufende Stoff und das Verfahren zur Herstellung nach der vorliegenden Erfindung viele Vorteile gegenüber dem Verfahren nach dem Stand der Technik.
• Bei den obigen Ausführungsformen können Strukturgarne parallel zur Länge des Stoffes ebenfalls zum doppelt-schrägverlaufenden Stoff hinzugefügt werden, der oben beschrieben wurde, um einen dreiachsigen Stoff herzustellen. Diese in Längsrichtung verlaufenden Strukturgarne können während des Laufs durch die Anheftstation hinzugefügt werden, wobei Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet werden.
• Wie oben aufgezeigt wurde, sind diese Verfahren lediglich stellvertretend für diejenigen, die zur Herstellung verschiedener Stoffe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es sind nicht nur die Stoffe, sondern auch die dort offenbarten Verfahren lediglich beispielhaft.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen nichtgewebten mehrfach-schrägverlaufenden Strukturstoffes, das die folgenden Schritte aufweist:

Ausrichten einer Lage eines einfach-schrägverlaufenden, einaxialen, nichtgewebten Strukturstoffs (11) in einer Längsrichtung einer Bahn, wobei die Lage des Stoffs (11) aus mehreren Strukturfasern (12) besteht, die im wesentlichen parallel zueinander mit einem spitzen Winkel zur Längs-Mittellinie (17) des Stoffs (11) ausgerichtet sind; gekennzeichnet durch

Führen der einfach-schrägverlaufenden, einaxialen, nichtgewebten Strukturstofflage (11) in zumindest eine Faltstation (20), um diese in Längsrichtung von einem Rand (16) in Richtung auf den anderen (18) zu falten, um einen mehrfach-schrägverlaufenden Stoff zu bilden;

Führen des gefalteten Stoffs in eine Anheftstation (22, 28), um den gefalteten Stoff zusammenzufügen, um einen einheitlichen Strukturstoff (40) zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lage des Stoffs (11) aus mehreren Strukturfasern (12) besteht, die im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und die im wesentlichen orthogonal zur Längs-Mittellinie (17) des Stoffs ausgerichtet sind, und

die Strukturfasern (12) des Stoffs (11) in einer Verschrägungsstation verschrägt werden, um eine Lage eines einfach-schrägverlaufenden Strukturstoffs zu bilden, dessen Strukturfasern (12) gegenüber der Stoffmittellinie (17) schräg verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, das außerdem das Führen der schrägverlaufenden Lage zu einer Anheftstation (2) umfaßt, um die Strukturfasern vor dem Falten des Stoffs beim Faltungsschritt fluchtend festzulegen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Verschrägungsschritt das Legen und Befestigen der Strukturgarne in einem Winkel gegenüber den Rändern (16, 18) des Stoffs umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Verschrägungsschritt das Schieflegen der Strukturgarne in einem Winkel gegenüber den Rändern (16, 18) des Stoffs umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mehrfach-schrägverlaufende Stoff doppelt-schräg verläuft.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Faltstation (20) und die Anheftstation (2; 22) in Reihe mit der Bewegungsrichtung des Stoffs ausgerichtet sind.

8. Verfahren nach einem Ansprüche 3 bis 7, wobei erste Anheftstation (2) und die zweite Anheftstation (28) parallel in der Bewegungsrichtung des Stoffs ausgerichtet sind.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Stoff durch Hilfsgarne (14) befestigt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Hilfsgarne (14) nichtstrukturelle Garne sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Strukturfasern (12) des einfach-schrägverlaufenden Stoffs (11) von jedem Rand (16, 18) mit 45 ausgerichtet sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Strukturfasern (12) des doppelt-schrägverlaufenden Stoffs (25, 40) senkrecht zueinander sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das außerdem das Falten des Stoffs in mehreren Faltstationen (20) umfaßt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das außerdem das Hinzufügen von parallelen Garnen (14) umfaßt, die in Längsrichtung in der Lage des Stoffs (11) angeordnet werden.

15. Mehrlagiger, nichtgewebter mehrfach-schrägverlaufender Strukturstoff (40), gekennzeichnet durch

zumindest eine erste und zweite Lage aus einem einfach-schrägverlaufenden einaxialen, nichtgewebten Strukturstoff (11), der in Längsrichtung von einem Rand (16) zum anderen Rand (18) auf sich selbst gefaltet und zusammengefügt wird.

16. Stoff nach Anspruch 15, wobei der mehrfachschrägverlaufende Strukturstoff der doppelt-schrägverlaufende Stoff ist, der durch zumindest von einer Faltstation (20) und zumindest einer Heftstation (22; 28) gebildet wird.