DE3437087C2 - Verfahren zum Herstellen von textilen Verstärkungseinlagen für flache Formteile, wie Dichtungen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen von flachen Formteilen, wie Dichtungen, die eine textile Verstärkungseinlage besitzen, werden von einer textilen Warenbahn Einlagen abgetrennt. Die textile Warenbahn (61) wird aus einem Grundgewirk (62) und in dieses eingelegten Verstärkungsfäden (69 bis 73) hergestellt. Die Verstärkungsfäden werden in den Einlagen entsprechenden Nutzbereichen (66) mit größerer Dichte gelegt als im größten Teil der außerhalb davon liegenden Restbereiche (67, 68). Später werden die Nutzbereiche (66) als Einlagen abgetrennt. Hierdurch ergeben sich erhebliche Einsparungen an Verstärkungsfadenmaterial und eine entsprechende Kostenverringerung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von textlien Verstärkungseinlagen für flache Formteile, wie Dichtungen, bei dem eine textile Warenbahn erzeugt wird und hieraus die den Formteilen entsprechenden Einlagen vor oder auch nach dem Aufbringen von Einbettungsmaterial abgetrennt werden.

Bekannte Formteile dieser Art wiesen eine textile Verstärkungseinlage aus finer gewebten Warenbahn auf. Diese bestand aus gleichmäßig gelegten Schuß- und Kettfäden. Die Formteile wurden aus der Warenbahn ausgestanzt, sei es vor oder nach dem Aufbringen eines Einbettungsmaterials. Hierbei entstand ein erheblicher Abfall an Bahnmaterial. Die Kosten für das im Abfall enthaltene Fadenmaterial mußten in der Gesamtkalkulation berücksichtigt werden. Erschwerend kommt hinzu, daß die für Verstärkungseinlagen benötigten Fäden, je nach Anwendungszweck, bestimmte mechanische, thermische, chemische oder sonstige Eigenschaften haben müssen und einen dementsprechenden Preis besitzen.

Es ist bereits ein Bauelement bekannt (DE-AS 26 14 498), das ein textiles Flächengebilde in der Form einer sich elastisch dehnbaren Maschenware und eine Bindemittelschicht aufweist. Bekannt sind auch Planen hoher Reißfestigkeit (DE-OS 29 13 547), bei denen ein Grundgewebe mit einer wasserdichten Beschichtung versehen ist. Das Grundgewebe besteht aus Fäden, welche die Bruchdehnung, die Reißfestigkeit und die Bruchdehnungsarbeit erhöhen; sie werden durch die Zusatzfäden zusammengehalten. Ferner sind Werkstücke bekannt (DE-AS 20 12 733), die aus Kunststoff bestehen, der mit einer gewirkten oder gestrickten Faserarmierung versehen ist. Diese Faserarmierung wird mit Erhebungen und Vertiefungen gefertigt, in gestrecktem Zustand mit Kunststoff versehen und anschließend wieder entspannt. In allen Fällen handelt es sich um ein über die Fläche gleichmäßiges Gewirk oder Gewebe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dessen Hilfe eine erhebliche Material- und Kostenersparnis möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine kettengewirkte Warenbahn aus einem Grundgewirk und in dieses eingelegten Verstärkungsfäden hergestellt wird, daß die Verstärkungsfäden als durchgehende Schußfäden, Teilschußfäden, Stehfäden oder deren Kombination derart gelegt werden, daß sich im Nutzbereich mit größerer Fadendichte als im größten Teil der außerhalb davon liegenden Restbereiche ergeben und daß die Nutzbereiche als Einlagen abgetrennt werden.

I Inter »Dichte« wird die Summe der Längen aller auf einer Flächeneinheit befindlichen Verstärkungsfäden verstanden.

Bei diesem Vorgehen werden die Verstärkungsfäden weitgehend nur dort vorgesehen, wo sie später auch gebraucht werden, also in den abzutrennenden Nutzbereichen. Der Anteil der Verstärkungsfäden in den als

Abfall verbleibenden Restbereichen kann klein gehalten werden. Demzufolge sind auch die für das Verstärkungsfadenmaterial anzusetzenden Kosten wesentlich kleiner als bisher. Die Fäden des Grundgewirks können billiger oder sehr viel billiger als die Verstärkungsfaden sein. Sie müssen zur Festigkeit der Verstärkungseinlage nicht viel beitragen. Im Extremfall dient das Grundgewirk nur dazu, die Verstärkungsfaden an Ort und Stelle zu halten, bis das Einbettungsmaterial aufgebracht worden ist. Da das Fadenmaterial in den Restbereichen überwiegend aus Fäden des Grundgewirks besteht, sind die für den Abfall anzusetzenden Kosten entsprechend gering. Da die Verstärkungsfäden nicht gleichmäßig gelegt werden, kann man innerhalb eines Nutzbereichs auch Zonen unterschiedlicher Dichte der Verstärkungsfäden vorsehen, wenn im fertigen Formteil Zonen unterschiedlicher Festigkeit erstrebt sind. Durchgehende Schußfäden lassen sich beispielsweise mit einer Magazinschußeinrichtung einbringen. Teilschußfäden werden mit Legeschienen eingebracht. Stehfäden können mit einfachen Fadenführern zugeleitet werden. Alle diese Mittel sind bei Kettenwirkmaschinen bekannt. Man kann daher das erfindungsgemäße Verfahren auf handelsüblichen Kettenwirkmaschinen durchführen.

Eine weitere Einsparung ergibt sich auch dadurch, daß die Verstärkungsfäden nicht, wie beim Weben, wellenförmig verformt werden, sondern in gestreckter Form in das Grundgewirk eingelegt werden können. Um eine vorgegebene Fläche mit Verstärkungsfaden zu versehen, genügt daher eine geringere Länge der Verstärkungsfäden.

Während es bei einer gleichmäßigen Warenbahn keine Rolle spielt, an welcher Stelle eine dem Formteil entsprechende Verstärkungseinlage abgetrennt wird, muß nunmehr darauf geachtet werden, daß jeweils ein Nutzbereich als Einlage abgetrennt wird. Dies läßt sich ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen. Beispielsweise muß beim Schneiden oder Stanzen das Werkzeug am Rand des Nutztereichs angreifen, was bei automatischem Betrieb durch optische oder andere Fühler gesteuert werden kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, im Grundgewirk längs der Ränder der Nutzbereiche Trennfäden einzuwirken, die sich unter chemischem Einfluß oder unter Wärmeeinfluß auflösen.

Die besten Ergebnisse erhält man, wenn der Verstärkungsfadenanteil in Restbereichen kleiner als 10%, vorzugsweise kleiner als 5%, des gesamten Verstärkungsfadenmaterials ist. Das bedeutet, daß die Verstärkungsfäden bei der Überleitung von einem Nutzbereich zum benachbarten Nutzbereich praktisch geradlinig, also in Bahnrichtung oder quer dazu, geführt werden.

Sehr günstig ist es, wenn als Verstärkungsfäden technische Garne, wie solche aus Kohle, Glas, Quarz, einem fluorhaltigen Polymer (z. B.Teflon), oder einem Sonderzweck-Polyamid (z. B. Kevlar), oder Metalldrähte, wie solche aus Stahl, Silber oder Gold, verwendet werden. Solche technischen Garne und Metalldrähte sind teuer und zum Teil außerordentlich teuer. Hier machen sich die Einsparungen durch die Konzentrierung der Verstärkungsfäden in den Nutzbereichen besonder stark

Desweiteren können Verstärkungsfaden aus gegenüber dem Fadenmaterial des Grundgewirks steiferem und/oder brüchigerem Material verwendet werden. Hierzu gehören beispielsweise Glas-, Quarz- oder Kohlefaden. Solche Materialien ließen sich nicht oder nur mit Schwierigkeiten weben, weil beim Webvorgang jedem Faden eine wellenförmige Verformung aufgezwungen wird. Werden solche Verstärkungsfaden aber in ein Grundgewirk eingelegt, können sie geradlinig verlaufen und werden daher in wesentlich geringerem Maße auf Biegung beansprucht.

Eine Möglichkeit, unterschiedliche Fadendichten zu erreichen, besteht darin, daß bei nebeneinander in der Warenbahn angeordneten Nutzbereichen Verstärkungsfäden als durchgehende Schußfäden nur während des Wirkens der Nutzbereiche zugeführt werden.

Eine andere Möglichkeit ist darin zu sehen, daß bei hintereinander in der Warenbahn angeordneten Nutzbereichen Verstärkungsfäden als Stehfäden nur über die Breite der Nutzbereiche zugeführt werden. Wendet man beide Maßnahmen gleichzeitig an, ergibt sich im Überkreuzungsbereich eine sehr hohe Fadencächte.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß bei hintereinander und nebeneinander in der Warenbahn angeordneten Nutzbereichen Verstärkungsfäden als Teil-Schußfäden während des Wirkens der Nutzbereiche eingelegt und dazwischen etwa in Bahnrichtung geführt werden.

Diese Möglichkeit kann mit anderen Maßnahmen kombiniert werden, zum Beispiel in der Weise, daß während des Wirkens des ersten und des letzten Abschnitts Verstärkungsfaden der Nutzbereiche als durchgehende Schußfäden und dazwischen als Teilschußfäden eingelegt werden. Auf diese Weise lassen sich rechteckige Nutzbereiche mit rechteckiger Aussparung herstellen.

Wenn das Formteil eine gebogene Form haben soll, empfiehlt es sich, daß Verstärkungsfaden während des Wirkens der Nutzbereiche als Teilschußfäden eingelegt werden, wobei zumindest einige der aufeinanderfolgenden Teilschüsse seitlich gegeneinander versetzt sind.

Hierbei können Stehfäden entsprechend dem Versatz der Teilschußfäden ausgebogt gelegt werden, so daß sich die Verstärkungsfäden im gesamten gebogenen Bereich kreuzen.

In einer weiteren Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß Verstärkungsfäden in der Form mehrerer Teilschußfäden gelegt werden, die in Abschnitten größerer Breite des Nutzbereichs einander ergänzen und von dem ein Teil in Abschnitten geringerer Breite des Nutzbereichs keine Schußabschnitte besitzt. Dies ist günstig für ringförmige Formteile.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen je einen Ausschnitt aus einer Warenbahn, jedoch mit unterschiedlichen Legungen der Verstärkungsfäden und unterschiedlichen Formen der Nutzbereiche.

In F i g. 1 ist eine Warenbahn 1 veranschaulicht, die ein links unten angedeutetes Grundgewirk 2 mit einer Trikotbindung besitzt. In dieses Grundgewirk sind Stehfäden 3 und durchgehende Schußfäden 4 als Verstärkungsfäden eingelegt. Vier Stehfäden 3 sind jeweils nebeneinander in Abschnitten 5 gelegt, wobei in Bahnrichtung verlaufende Abschnitte 6 frei bleiben. Vier Schußfäden 4 sind jeweils nacheinander in Abschnitten 7 gelegt, wobei dazwischen in Bahnrichtung verlaufende Ahsrhnilte 8 frei bleiben. Die strichpunktierten Linien 9 und 10 begrenzen jeweils Quadrate 11, innerhalb derer die Verstärkungsfaden das gleiche Muster haben.

In jedem dieser Quadrate 11 gibt es einen Nutzbereich 12, in welchem die Verstärkungsfaden 3 und 4 einander kreuzen und deshalb eine besonders hohe Dichte haben. Längs des Randes 13 des Nutzbereichs wird später der Schnitt zum Abtrennen der Verstär-

kungseinlage geführt. Der außerhalb davon liegende Restbereich 14 ist Abfall. Er besteht überwiegend aus dem billigen Fadenmaterial des Grundgewirks und enthält lediglich die geradlinigen Verstärkungsfadenabschnitte, die notwendig sind, wenn durchgehende Fäden für mehrere benachbarte Nutzbereiche verwendet werden. Die durch Ausschneiden, Ausstanzen oder sonstiges Abtrennen längs der Linie 13 entstehende Verstärkungseinlage hat die Gestalt des späteren Formteils, hier einer Kreisscheibe.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 besitzt eine Warenbahn 21 ein Grundgewirk 22 mit Trikotbindung. Die Verstärkungsfäden bestehen aus Stehfäden 23, durchgehenden Schußfäden 24 und Teilschußfäden 25. In den Rechteckflächen 26, die jeweils durch die strichpunktierten Linien 27 und 28 begrenzt sind, befindet sich innerhalb der strichpunktierten späteren Trennlinie

29 und außerhalb der strichpunktierten späteren Trennlinie 30 ein Nutzbereich 31. Schraffiert sind Restbereiche 32 und 33 angedeutet Die Stehfäden 23 sind über die gesamte Breite des Nutzbereichs 31, also in den Abschnitten 34 gelegt, während dazwischen Abschnitte 35 frei bleiben. Die Schußfäden 24 werden beim Wirken des ersten Abschnitts 36 des Nutzbereichs 31 und beim Wirken des letzten Abschnitts 37 des Nutzbereichs 31 über die gesamte Bahnbireite gelegt. Der dazwischen befindliche Abschnitt 38 und der nachfolgende Abschnitt 39 weist keine durchgehenden Schußfäden auf. Im dazwischenliegenden Abschnitt 38 werden dagegen die Teilschußfäden 25 so gelegt, daß sie etwa von der späteren Schnittkante 29 bis zur späteren Schnittkante

30 verlaufen. Diese Teilschußfäden werden in allen übrigen Abschnitten 36, 37 und 39 etwa in Bahnrichtung gelegt. Die hieraus gebildete Verstärkungseinlage hat die Form einer rechteckigen Ringscheibe. Da die Teilschußfäden 25 über die gesamte Breite der Warenbahn in gleicher Weise gelegt werden, genügt eine einzige Legeschiene für die Teilschußfäden.

Bei der Warenbahn 41 nach F i g. 3 kann das Grundgewirk 42 eine beliebige Bindung haben, also statt der veranschaulichten Trikotbiindung beispielsweise auch eine Fransenbindung. Tuchbindung u. dgl. Die Verstärkungsfäden bestehen nur aus Teilschußfäden 43, 44, 45 und 46, die von vier verschiedenen Legeschienen gelegt werden. Die strichpunktierten Linien 47 und 48 begrenzen rechteckige Flächen 49 und 50. die in Bahnrichtung abwechselnd zwei unterschiedliche Nutzbereiche 51 und 52 aufweisen. Demzufolge sind auch unterschiedliche Restbereiche 53, 54, 55 und 56 vorhanden, die wiederum schraffiert gekennzeichnet sind. Später werden die nicht schraffierten Nutzbereiche 51 und 52 ausgestanzt. Die Trennlinie ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht eingezeichnet.

In dem zuerst gewirkten Abschnitt 57 des oberen Nutzbereichs 51 sind alle vier Teilschußfäden 43 bis 46 wirksam. Im danach gewirkten Abschnitt 58 sind lediglich die beiden äußeren Fäden 43 und 46 als Teilschuß gelegt, während die dazwischen befindlichen Fäden 44 und 45 am zugehörigen inneren Rand des Nutzbereichs 51 geführt werden. Es folgt ein Abschnitt 59. in dem wieder alle vier Teilschußfäden 43 bis 46 wirksam sind, ein Bereich 60. in welchem die Teilschußfäden etwa in Bahnrichtung geführt werden, ein Bereich 61, in dem alle vier Fäden wirksam sind, ein Bereich 62, in dem nur die beiden äußeren Fäden 43 und 46 Schußlegungen ausführen, ein Bereich 63, in dem alle vier Fäden wirksam sind, und ein Bereich 64. in dem die Fäden etwa in Bahnrichtung verlaufen. Um eine gewünschte gebogene Form zu erreichen, werden aufeinanderfolgende Teilschüsse seitlich gegeneinander versetzt.

Bei der Ausführungsform der Fig.4 ist eine Warenbahn 61 mit einem Grundgewirk 62 mit Fransenbindung vorgesehen. Innerhalb des durch die strichpunktierten Linien 63 und 64 begrenzten Rechtecks 65 gibt es einen Nutzbereich 66 und zwei Restbereiche 67 und 68, die gestrichelt veranschaulicht sind. Der spätere Trennschnitt zum Herauslösen der Verstärkungseinlage verläuft etwa zwischen Nutzbereich 66 und den Restbereichen 67 und 68. Hier sind die Verstärkungsfäden durch vier Stehfäden 69, 70, 71 und 72 sowie einen Teilschußfaden 73 gebildet. Der Teilschußfaden 73 ist so geführt, daß abschnittsweise aufeinanderfolgende Teilstücke seitlich gegeneinander versetzt sind, so daß sich insgesamt eine gebogene Form der späteren Einlage ergibt. Die Stehfäden 69 bis 72 sind derart gebogt gelegt, daß sie dem Versatz des Teilschußfadens 73 folgen. Die Spannung, mit der die Stehfäden in der Ware verarbei-

tet werden, bewirkt, daß diese sich nicht so wellenförmig anordnen, wie auf der Zeichnung, sondern weniger wellenförmig. Auch hier können verschiedene Grundlegungen zum Einsatz gelangen.

Durch Tränken oder Beschichten mit einem Einbettungsmaterial und gegebenenfalls einer Weiterbehandlung, wie Pressen, Glätten u. dgl. entstehen Dichtungen, wie Dichtungsringe, Motorkopfdichtungen u. dgl., und andere Formteile.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von textlien Verstärkungseinlagen für flache Formteile, wie Dichtungen, bei dem eine textile Warenbahn erzeugt wird und hieraus die den Formteilen entsprechenden Einlagen vor oder nach dem Aufbringen von Einbettungsmaterial abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine kettengewirkte Warenbahn aus einem Grundgewirk und in dieses eingelegten Verstärkungsfäden hergestellt wird, daß die Verstärkungsfäden als durchgehende Schußfäden, Teilschußfäden, Stehfäden oder deren Kombination derart gelegt v/erden, daß sich Nutzbereiche mit größerer Fadendichte als im größten Teil der außerhalb davon liegenden Restbereiche ergeben und daß die Nutzbereiche als Einlagen abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfadenanteil in den Restbereichen kleiner als 10%, vorzugsweise kleiner als 5%, des gesamten Verstärkungsfadenmaterials ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsfäden technische Garne, wie solche aus Kohle, Glas, Quarz, einem fluorhaltigen Polymer (z. B. Teflon) oder einem Sonderzweck-Polyamid (z. B. Kevlar), oder Metalldrähte, wie solche aus Stahl, Silber oder Gold, verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsfäden aus gegenüber dem Fadenmaterial des Grundgewirks steiferem und/oder brüchigerem Material verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei nebeneinander in der Warenbahn angeordneten Nutzbereichen Verstärkungsfäden als durchgehende Schußfäden nur während des Wirkens der Nutzbereiche zugeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei hintereinander in der Warenbahn angeordneten Nutzbereichen Verstärkungsfäden als Stehfäden nur über die Breite der Nutzbereiche zugeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei hintereinander und nebeneinander in der Warenbahn angeordneten Nutzbereichen Verstärkungsfäden als Teilschußfäden während des Wirkens der Nutzbereiche eingelegt und dazwischen etwa in Bahnrichtung geführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wirkens des ersten und des letzten Abschnitts Verstärkungsfäden der Nutzbereiche als durchgehende Schußfäden und dazwischen als Teilschußfäden eingelegt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsfäden während des Wirkens der Nutzbereiche als Teilschußfädcn eingelegt werden, wobei zumindest einige der aufeinanderfolgenden Teilschüsse seitlich gegeneinander versetzt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Stehfäden entsprechend dem Versatz der Teilschußfäden ausgebogt gelegt werden.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsfäden in der Form mehrerer Teilschußfäden gelegt werden, die in Abschnitten größerer Breite des Nutzbereichs einander ergänzen und von dem ein Teil in Abschnitten geringerer Breite des Nutzbereichs keine Schußabschnitte besitzt.