DE60021190T2

DE60021190T2 - 3-d sandwich vorformen und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE60021190T2
Application number: DE60021190T
Authority: DE
Inventors: Angela Durie
Original assignee: KU Leuven Research and Development
Current assignee: KU Leuven Research and Development
Priority date: 1999-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: ATE299196T1; EP1200657A1; WO2001009419A1; GB9918011D0; US6733211B1; AU6988900A; DE60021190D1; JP2003506580A; EP1200657B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf dreidimensional gewebte Textilprodukte und auf Verfahren und Vorrichtungen, um diese herzustellen. Diese gewebten Produkte können in anderen Strukturen enthalten sein, z.B. mit thermoplastischen oder wärmehärtenden Harzen beschichtet sein oder in anderen Materialien, wie Schaumstoffen, Elastomeren, Gummis, Polymeren etc. eingebettet sein.
Hintergrund
Zusammengesetzte Sandwich-Strukturen können aus dreidimensionalen Textilvorformen hergestellt werden, welche unter Verwendung herkömmlicher Samt- oder Doppelstück-Webtechnologien hergestellt werden. Das gewebte Gewebe hat zwei deutlich getrennte Schichten, welche mit einem "Flor"-Faden während des gewebebildenden Verfahrens verbunden werden.
In einer nachfolgenden Herstellung bilden die zwei Schichten die Oberflächen von einer Sandwichplatte und das Flor bildet die Seele. Die mechanischen Eigenschaften dieser Strukturen können bis zu einem gewissen Grad durch die Wahl der Oberfläche und der Florfaserarchitektur maßgeschneidert werden. Jedoch ist ein Merkmal, das herkömmlichen Webverfahren und damit einem Doppelstückweben inhärent ist, dass die Faser vorwiegend an den hauptsächlichen Webachsen der Kettfäden und Schussfäden orientiert ist, welche gewöhnlich zueinander senkrecht sind. Im Ergebnis sind die mechanischen Eigenschafen der Vorformen eingeschränkt. Die Scherkraft zwischen den Oberflächen kann bis zu einem gewissen Grad verbessert werden, indem die Abfolge des Webens der Florfäden geändert wird, um eine "Winkelarretierungs" (angle interlock) -Anordnung oder einen ±45°-Kettflor zu bilden. Jedoch beschränken die Verfahrensbeschränkungen der Standard-Webtechnologie diese Florkonfiguration und erhöhen daher die Scherkraft nur in der Kettrichtung.
Die DE-A-44 28 238 offenbart eine Gewebestruktur, welche zwei gewebte Gewebe aufweist, welche jedes aus Kett- und Schussfäden hergestellt ist. Die Gewebeschichten sind parallel zueinander und liegen einander gegenüber. Die zwei Schichten sind miteinander durch Florfäden verbunden, wobei ein erster der Florfäden an einer Position in einer ersten der zwei Gewebeschichten gefangen ist, so dass er eine Richtungskomponente in Schussrichtung aufweist, und ein zweiter der ersten Florfäden ist an einer Position in einer der zwei Gewebeschichten gefangen, so dass er eine Richtungskomponente in Schussrichtung aufweist, um ein X zu bilden, wenn es aus der Kettrichtung betrachtet wird. Es ist kein Herstellungsverfahren auf einem Webstuhl beschrieben.
Um die Anwendung von dreidimensionalen Textil-Sandwichvorformen zu erweitern, besteht eine Notwendigkeit für weitere Möglichkeiten zur Entwicklung ihrer mechanischen Leistungsfähigkeit durch Aufnahme mehrachsiger Faserorientierungen sowohl auf der Oberfläche als auch in dem Flor.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines angewinkelten schussorientierten Flors in Sandwichvorformen.
Die vorliegende Erfindung kann auch ein Verfahren zum Weben einer Gewebestruktur, welche mindestens zwei gewebte Gewebeschichten bzw. Fasertücher beinhaltet, bereit stellen, wobei jedes aus Kett- und Schussfäden auf einem Webstuhl hergestellt wird, wobei die Fasertücher parallel zueinander und einander gegenüberliegend sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Verbinden der mindestens zwei Fasertücher miteinander durch erste Verbindungsfäden durch Einfangen eines ersten der ersten Verbindungsfäden an einer Position in einem ersten der mindestens zwei Fasertücher und nachfolgendes Einfangen desselben Fadens an einer zweiten Position in dem zweiten der zwei Fasertücher , welche zu der ersten Position in Schussrichtung versetzt ist, so dass er eine Richtungskomponente in Schussrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen +15° und +75° mit der Fläche der Fasertücher bildet, und Einfangen eines zweiten der zwei Verbindungsfäden an einer ersten Position in einem zweiten der mindestens zwei Fasertücher, welche der eingefangenen Position des ersten gegenüberliegt, und nachfolgendes Einfangen desselben Fadens in dem ersten der zwei Fasertücher an einer zweiten Position, welche zu der ersten Position in Schussrichtung versetzt ist, so dass er eine Richtungskomponente in Schussrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen –15° und –75° mit der Ebene der Fasertücher bildet, um ein X zu bilden, wenn entlang der Kettrichtung geblickt wird, wobei das X-Profil in einer Ebene liegt, welche senkrecht zu der Ebene der mindestens zwei Fasertücher ist und welche parallel zu der Schussrichtung ist.
Der Abstand des Versatzes ist mindestens ein Kettfaden-Trennabstand, beispielhafterweise beträgt er zwei oder mehr Kettfaden-Trennabstände.
Die vorliegende Erfindung kann auf einem Webstuhl ausgeführt werden. Insbesondere kann der Webstuhl zum Manipulieren der Florfäden an einer Vorderseite des Webblattes angepasst sein, indem ein oder mehrere Florfäden in Schussrichtung übertragen werden und diese an der übertragenen Position in einem der ersten und zweiten Fasertücher eingefangen werden, welche simultan auf dem Gewebestuhl gewebt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1: Grundbetrieb eines herkömmlichen Kord-Doup-Dreherwebens.
2: Gewebestruktur, welche eine herkömmliche Drehervorrichtung verwendet.
3: Prinzip eines Doppelstück-Samtwebens, welches zwei Webfächer zeigt – eines für eine obere Tuchbildung und die andere für eine untere Tuchbildung – die Schichten werden durch "Florfäden" miteinander verbunden.
4: einfache Dreherfäden, welche zu einem Ring um quer laufende kreuzende Kettfäden in einem unteren Webfach verbunden sind, welcher in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorliegen kann.
5: Dreherfaden, welcher angehoben wird, um einen kreuzenden Kettfadens in eine versetzte Position in einem oberen Webfach in Übereinstimmung mit 4 zu bringen.
6: Dreherfadenanordnung in oberer Position für simultane ±45°-Schussflore, welche kontinuierlich über eine Vorform in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorliegen.
7: Dreheranordnung in einer mittleren Position für einen ±45°-Schussflor in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 6.
8: Dreheranordnung in oberer Position für einen ±45°-Schussflor in Übereinstimmung mit der Ausführungsform von 6.
9: zeigt eine Webzelle in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Bindergarn kann in einem beliebigen Winkel (ϕ) zu Kettfäden sein und von einer oberen Schicht zu einer unteren Schicht des Gewebes verlaufen oder in einem Gewebe verbleiben.
10: eine Struktur mit einer beliebigen Winkel-±θ-Schussrichtung und einer beliebigen Winkel-±ψ°-Kettrichtung und einer optionalen senkrechten Binderverstärkung.
11 und 12 zeigen Webfachpositionen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welchen Verbindungsfäden durch Schusseinfügen hergestellt werden.
Definitionen
"Weben" und "gewebt" werden in dieser Erfindung mit einem Verfahren verbunden, welches eine Textilie herstellt, in welcher ein Webfach gebildet wird, welches eine Öffnung ist, welche durch Trennen von einigen parallelen, im Wesentlichen geraden Fäden in einer Schicht von solchen parallelen geraden Fäden (Kettfäden) von anderen dieser Schicht und Einfügen eines anderen Fadens (Schussfaden) durch das geöffnete Webfach verursacht wird, wobei das Webfach nachfolgend geschlossen wird, um den Schussfaden einzufangen. Die Textilie wird durch Bewegen einer kammartigen Vorrichtung verdichtet, welche als Webblatt bezeichnet wird, in welcher Schlitze vorhanden sind, welche als Zähne bezeichnet werden, gegen den zuletzt eingefügten Schussfaden, um ihn (als Webung bezeichnet) gegen den vorhergehend letzten Schussfaden in das Fell des sich entwickelnden Textils zu zwingen. Ein Weben kann von einem Stricken oder Knüpfen unterschieden werden, in welchem das textile Gewebe durch Verbinden von Schleifen miteinander hergestellt wird, welche nicht gerade sind. Das Stricken wird mit einem Einkomponentengarn hergestellt – entweder einem einzigen Faden in dem Fall eines Schussstrickens oder einer parallelen Gruppe von Fäden in dem Fall eines Kettstrickens.
Das "Einfangen" eines Fadens, Garns oder einer Faser in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist mindestens das Einfangen in einem Gewebefach durch Öffnen des Gewebefachs und dessen anschließendem Wiederschließen.
"Kett-" oder "Kettfäden" bezieht sich auf einen Satz von Fäden, welcher längs und parallel zu der Webkante verläuft und mit dem Schussfaden oder der "Füllung" verwoben wird.
Ein "Kettfaden-Trennabstand" betrifft die Distanz zwischen Kettfäden, wenn sie auf dem Webstuhl sind.
„Schuss-" oder "Schussfaden" betrifft den Faden, welcher von der Webkante zu der Webkante unter rechten Winkeln zu den Kettfäden verläuft. Manchmal wird er als "Füllung" bezeichnet. Jede kreuzende Länge des Fadens wird als "Durchschuss" bezeichnet.
"Faden" ist ein generischer Name, welcher einen kontinuierlichen Strang von einer oder mehreren Textilfasern, Filamenten oder Materialien bezeichnet, welche beim Weben verwendet werden. Ein Faden kann vielfache Formen annehmen, z.B. eine Mehrzahl von miteinander verdrehten Fäden (gesponnenes Garn), eine Anzahl von Filamenten, welche ohne Verdrehung zusammengelegt sind, eine Anzahl von Filamenten, welche mit etwas Drehung zusammengelegt sind, ein einzelnes Filament mit oder ohne Verdrehung, einen flachen Streifen eines Materials, wie z.B. Papier, einen Plastikfilm oder Metall oder Ähnliches.
"Webfach" betrifft einen Pfad durch und senkrecht zu den Kettfäden in dem Webrahmen. Er wird durch Anheben von einigen Kettfäden gebildet, während andere unten gelassen werden. Der Schussfaden passiert durch die Webfach-Oberseiteneinfügung des Fadens oder der Füllung.
"Florfaden" bezieht sich in dieser Erfindung auf einen Faden, welcher zwischen zwei gewebten Textilstrukturen verflechtet ist, welche zueinander parallel ("doppelstöckig") sind. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die Florfäden den Kettfäden (Kettflor) oder den Schussfäden (Schussflor) zugeordnet werden oder unabhängig von beiden sein. Florfäden werden herkömmlicherweise bei der Herstellung von Florteppichen und Samt verwendet.
"Schaft", manchmal auch als Harnisch bekannt, betrifft einen Rahmen, welcher die Weblitze während des Webens hält. Ein Weblitz ist ein Faden, runder Stahldraht oder flacher Streifen mit einer Schleife, Auge o.Ä., durch welches ein oder mehrere Kettfäden passt, um eine Kontrolle dieser Fäden während des Webens zu ermöglichen. Das Webfach wird durch Anheben und Absenken des Schafts oder der Harnische gebildet.
"Doup" oder "Dreher" betrifft in dieser Erfindung ein Kord, einen runden Stahldraht oder einen flachen Streifen mit einem Auge, einer Schleife o.Ä., durch welches ein oder mehrere Kettfäden passt, um eine zusätzliche Kontrolle dieser Fäden während des Webens zu ermöglichen. Dreher können an einer Dreher-Bar befestigt sein, um eine simultane Bewegung aller Dreher zu ermöglichen, welche an dem Balken befestigt sind. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine vorteilhafte Verwendung einer relativen und synchronisierten Bewegung zwischen den Drehern und Weblitze in dem Webstuhl.
Eine nützliche Referenz ist das Wörterbuch von Fiber & Textile Technology, HHHoechst Celanese Corp., 1990.
Beschreibung der illustrativen Ausführungsformen, welche Verfahren zum Schaffen eines Winkel-±ϕ- und/oder eines Winkel±θ- und/oder eines Winkel-±ψ-Flors von dreidimensionalen Sandwichvorformen zeigen
Manche der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind sehr entfernt mit herkömmlichen Dreherwebtechniken verwandt, in welchen ein Kettfaden derart gehandhabt wird, dass er ein gekreuztes Webfach mit einem benachbarten Kettfaden oder benachbarten Kettfäden bildet. Es gibt einen sehr großen Bereich von Vorrichtungen, um ein Dreherweben zu erreichen, welche in der Textilindustrie erhältlich sind, welche vorzugsweise zum Schaffen einer stabilen Webkante bei Einzelschuss-Einfügungsrahmen verwendet werden. Dieser Mechanismustyp wird hinter dem Webblatt, ausgerichtet mit der normalen Webfachanordnung, an den Kanten der Kettfäden für das Hauptgewebe angeordnet. 1 zeigt ein Dreherverfahren zum Erzeugen eines gekreuzten Webfaches, während 2 die resultierende gewebte Struktur zeigt, wenn sie für ein Einschichtgewebe verwendet wird. Grundlegend kann durch Ziehen des Kettfadens 5 unter Verwendung des Drehers 1 dieser Faden quer in die Schussrichtung gezogen werden, so dass er ein Webfach auf der anderen Seite des Kettfadens 6 aus seiner neutralen Position erzeugt. Nach der Schussfadeneinfügung des Schussfadens 7 wird der Dreher 1 abgesenkt, und der Kettfaden 5 geht in seine neutrale Position zurück. Die nächste Bildung eines Webfachs und einer Schussfadeneinfügung des Schussfadens 8 resultiert in einem herkömmlichen Webfell. Das Ergebnis des Alternierens des Betriebs des Drehers 1 ist in 2 gezeigt.
Ein Drehergewebe ist ein Gewebe, in welchem die Kettfäden in Paaren mit einem Kettfaden verdreht um den anderen des Paares zwischen Durchschüssen des Schussfadens angeordnet sind.
Ein Florfaden wird durch die schussartige Richtung zwischen zwei Faserschichten gekreuzt, welche gewebt werden. 3 zeigt eine Webanordnung zum simultanen Erzeugen von zwei Gewebe- oder textilen Schichten 12, 14, welche durch einen "Florfaden" oder Verbindungsfäden 16 miteinander verbunden werden können. Dies kann auf einem herkömmlichen Doppelstück-Webrahmen durchgeführt werden. Im Wesentlichen können obere und untere Sätze von Kettfäden 22, 24 in getrennten Webfächer 26, 28 gebildet werden, indem der entsprechende Schaft und die Weblitzen bewegt werden. Diese Schäfte 26, 28 können zur selben Zeit oder nacheinander gebildet werden. Ein Florfaden 16 kann durch Ermöglichen eines Fadens gebildet werden, welcher mit dem oberen Satz 22 assoziiert ist, welcher in dem unteren Satz 24 eingefangen wird und/oder umgekehrt. Die Fäden, welche eingefangen werden, können Kettfäden sein, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die eingefangenen Fäden können Kettfäden in Übereinstimmung mit einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sein oder können eine Kombination aus Kett- und Schussfäden oder zusätzliche Fäden beinhalten, welche nicht eng mit entweder den Kett- oder den Schussfäden der zwei Gewebe 14, 16 verbunden sind und speziell als Verbindungs- oder Florfäden bereitgestellt werden. In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine radikale Abwendung von herkömmlichen Drehertechniken durchgeführt. Anstelle Kettfäden hinter dem Webblatt 10 zu manipulieren werden die Florfäden vor dem Webblatt 10 manipuliert.
Die 4 und 5 zeigen eine grundlegende Konfiguration eines Kord-Drehers 1 vor dem Webblatt 10, um eine hohe schussartige Querung der Florfäden zu ermöglichen. In der 4 wird das Garn 5 im Moment zu letzt in die untere Schicht 14 unter Verwendung des Schafts 28 und einer Schusseinfügung eingewebt. Wie in 5 gezeigt, wird der Faden 5 nach oben und quer in die Schussrichtung durch den Dreher 1 in ein Webfach 26 an eine Position gezogen, welche um mindestens einen Kettfaden-Trennabstand versetzt ist, und in die obere Schicht 12 durch ein Schussfadeneinfügen in ein Webfach 28 gewebt, in einer Position, welche in Schussrichtung von dem unteren Webpunkt versetzt ist. Wenn die Bewegung des Drehers 21 in seine angehobenen und abgesenkten Positionen wiederholt durchgeführt wird, ist das Ergebnis ein angewinkelter Florfaden 16. In Abhängigkeit von dem Abstand zwischen den Gewebeschichten 12 und 14 und dem kreuzenden Abstand des Kettfadens 5, welcher durch den Dreher 1 geschaffen wird, schafft dieses Verfahren Flor oder Verbindungsfäden, welche eine Komponente in die Schussrichtung aufweisen, welche einen geeigneten Winkel (θ) zwischen +15° bis 75° oder –15 bis 75° zu der Fläche der Gewebetücher 12, 14 in einer gegebenen Position über die Vorform bilden.
6 ist eine Ansicht entlang des Kettfadens von dem Fell zu dem Kettstrahl (d.h. in Richtung des Webblattes 10) und zeigt eine mögliche Besaitungsanordnung, um ±45°-schussweise Kreuzung der Florfäden zwischen zwei Schichten 12, 14 der Sandwichvorform zu bilden. Nur die Florfäden sind dargestellt, andere Kettfäden wurden aus Gründen der Klarheit weggelassen. Die Fäden 32, 34, welche die –45°-Florfäden bzw. die +45-Florfäden werden, verlaufen durch Ringe 33, 35, welche an den linken Dreher-Barren 42 bzw. einem rechten Dreher-Barren 44 befestigt sind. Die 7 zeigt die Dreher-Barren 42, 44 in der mittleren Position. Hierin sind die Fäden 32, 34 an die obere Seite des unteren Gewebefachs 28 verschoben, so dass durch eine wiederholte Schusseinfügung und Schließung des Webfachs 28 und wiederholtes Anheben und Absenken der Dreher- Barren 42, 44 eine normale Webbindung in dem unteren Gewebe 14 erreicht wird. Durch Bewegen der Dreher-Barren 42, 44 zwischen der unteren (6) und der mittleren Position (7) in aufeinander folgenden Durchschüssen können die Florfäden 32, 34 in das untere Gewebe 14 gewebt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Bewegen der Dreher-Barren 42, 43 in aufeinander folgenden Durchschüssen beschränkt.
8 zeigt die Dreher-Barren 42, 44 in der oberen Position. Ein Bewegen der Dreher-Barren 42, 44 zwischen der mittleren und der unteren Position (7 bzw. 8) in aufeinander folgenden Durchschüssen ermöglicht es den Florfäden 32, 34, in das obere Gewebe 12 durch Schusseinfügung und Öffnen und Schließen des Webfachs 26 eingewebt zu werden, aber die Einfangposition in dem unteren Gewebe 12 ist an einer bezüglich der unteren Schicht 14 versetzten Position. Dieser Versatz ist in der Schussrichtung, aber eine Komponente kann ebenfalls in Kettrichtung sein. Dies wird durch Nichtwechseln der Positionen der Dreher-Barren 42, 44 mit jedem Durchschuss, aber einem Warten auf eine Anzahl von Schusseinfügungen vor dem Wechsel erreicht. Dies erzeugt einen Verbindungsfaden der zwei Gewebe 12, 14, welcher eine Richtungskomponente in der Schussrichtung und in der Kettrichtung aufweist, d.h. einen diagonalen Verbindungsfaden, welcher einen Winkel (ψ) zu der Ebene der Gewebe entlang der Kettrichtung aufweisen kann. Ein Fortsetzen dieser Bewegungen der Dreher-Barren 42, 44 von der unteren zu der oberen Schicht 14, 12 ergibt eine ±45°-schussweise Konfiguration der bindenden Fäden. Durch Alternieren der Anhebungssequenz des Webfachmechanismus und der Dreher-Barren 42, 44 kann der Winkel der verbindenden Fäden, welche von einem Gewebe 12, 14 zu dem anderen 14, 12 kreuzen, mit einem beliebigen Winkel zwischen den Schuss- und Kettfäden gemacht werden, wie in der Aufsicht in 9 gezeigt, in welcher der Winkel der Kettfäden (ϕ) ist, wie von oben gesehen werden kann, welcher auch (optional) Winkel θ und ψ zu den Gewebeebenen in der Schuss- bzw. Kettrichtung aufweisen kann. Die Komponente in der Schussrichtung bildet einen Winkel zwischen 15 und 75°. Beim Betrachten von oben oder einer der beiden Seiten bilden die Verbindungsfäden eine Serie von "X" durch Einfangen der Florfäden in den oberen und unteren Geweben an den geeigneten Positionen. Es gibt eine große Anzahl von Strukturen, welche unter Verwendung dieses Verfahrens in Verbindung mit herkömmlichen Webtechniken hergestellt werden können, welche alle individuelle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind. Obwohl vorstehend Verbindungsfäden als in dem ersten Gewebe und in dem zweiten Gewebe eingefangen beschrieben wurden, beinhaltet die Erfindung auch ein Einfangen eines Verbindungsfadens in einem Gewebe und dann ein Einfangen desselben Fadens in demselben Gewebe an einer anderen Position, welche entweder in Schussrichtung und/oder Kettrichtung oder in einer Kombination von Kett- und Schussrichtung versetzt ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine dreidimensionale Gewebezelle, welche, wenn sie (gekachelt) über die Gewebe 12, 14 wiederholt wird, dreidimensionale gewebte Vorformen mit vorteilhaften Eigenschaften herstellen kann. Eine dreidimensionale Gewebezelle ist in 9 dargestellt, welche eine rechteckige Kiste mit Ecken sein kann, welche durch U1–U4 in dem oberen Gewebe und L1–L4 in dem unteren Gewebe gebildet wird. Die vorliegende Erfindung beinhaltet Verbindungsfäden in einer solchen Weise, dass sie zwischen den folgenden Punkten in beliebiger Kombination verlaufen:
L4 bis U3, L3 bis U4, U4 bis U3, L4 bis L3, U3 bis L2, U2 bis L3, U3 bis U2, L3 bis L2, U1 bis L2, U2 bis L1, U1 bis U2, L1 bis L2, U1 bis L4, U4 bis L1, U1 bis U4, L1 bis L4, U1 bis L3, L1 bis U3, U2 bis L4, L2 bis U4, U1 bis U3, U2 bis U4, L1 bis L3, L2 bis L4, U1–L1, U2–L2, U3–L3, U4–L4. Es sei verstanden, dass der Versatz in dem Gewebe zwischen U1 und U2 oder U1 und U4 mindestens einen Kettfaden- oder Schussfaden-Trennabstand aufweist. Wie aus der 9 gesehen werden kann, können die Verbindungsfäden 16 beliebige Kombinationen der Winkel ϕ, θ, ψ einnehmen. Obwohl die vorliegende Erfindung ein Gewebepaar 12, 14 beinhalten kann, in welchem mindestens ein Verbindungsfaden einen oder eine Kombinationen der Winkel ϕ, θ, ψ aufweist, können Limitierungen in der Herstellung der Verbindungsfasern bestehen, wobei manche dieser Kombinationen alle an einem Ort innerhalb der Gewebestruktur sind, welche aus Geweben 12, 14 und Verbindungsfäden gebildet ist. Dies kann zu Schwierigkeiten beim simultanen Erzeugen der Kombinationen führen, z.B. kann die Gewebesteuerung sehr kompliziert und/oder langsam in Betrieb sein.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine ±45°-Schussrichtung kombiniert mit einer ±45°-Kettrichtung und einer orthogonalen Verbindungsverstärkung für eine Sandwichvorform aufweist, ist in 10 dargestellt und beinhaltet "X"-Formierungen, wie sie von beiden Seiten gesehen werden können, wie auch als senkrechte Verbindungsfäden zwischen den beiden Geweben 12, 14. Der Abstand zwischen den Gewebeschichten 12, 14 kann von null an aufwärts reichen und wird nur durch die Webstuhlabmessungen beschränkt. Ferner kann eine beliebige Anzahl von Schichten in der Sandwichstruktur vorhanden sein, wobei die Verbindungs-(Verbindungsfaden-)Konfiguration, welche hierin beschrieben ist, zwischen benachbarten Gewebeschichten geschaffen ist. Es ist nicht notwendig, dass die Verbindungskonfiguration die gleiche zwischen allen Schichten ist. 10 zeigt eine Gewebezelle 50, welche in Kett- und Schussrichtung gekachelt ist, um ein dreidimensionales gewebtes Gewebe in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bilden. Vier Zellen 50 sind dargestellt. Bei einer Aufsicht auf die Kettfäden beinhaltet jede Seite der Gewebezelle 50 einen vertikalen Verbindungsfaden an jeder Kante und zwei seitendiagonale Fäden 52, 53. Die Ansicht auf die Kettfäden ist ähnlich zu diagonalen Fäden 54, 55 auf der Seite der Zelle, welche aus dieser Ansicht sichtbar ist. Von oben können keine X-Formen gesehen werden. Die resultierende Struktur kann mit thermoplastischem oder wärmehärtendem Harz beschichtet oder imprägniert werden, um ein dreidimensionales Strukturelement zu bilden, welches eine verbesserte Scherfestigkeit aufweist, welche durch die diagonalen Verbindungsfäden 52 und 53 erzeugt wird. Optional können Diagonalverbindungsfäden geschaffen werden, welche diagonal durch die Gewebezelle verlaufen.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform des Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können ähnliche Strukturen unter Verwendung von Schussfäden erreicht werden, um die schussartigen Verbindungsflorverbinder zu schaffen. Dies benötigt eine wesentlich unterschiedliche Webfachanordnung, verglichen zu der obigen Ausführungsform, und einen hohen Grad einer Steuerung der Schussfadenzuführung. Ein Verfahren zum Herstellen ist in den 11 und 12 gezeigt. Das Verfahren teilt die Kettfäden der oberen und unteren Sätze von Fäden 22, 24 auf, um ein Webfach zu bilden, dessen obere und untere Schicht jeweils aus einer Mischung aus Kettfäden des oberen und unteren Satzes 22, 24 gebildet sind. Somit bilden die ausgewählten Fäden von beiden Schichten des Sandwich-Panels ein einziges Webfach. Ein Schussfaden, welcher einen Teil der 45 schussartigen Verstärkung bilden wird, wird in dieses gebildete "zusammengesetzte" Webfach eingefügt. Nachfolgend wird ein Teil des Webfachs geschlossen und nach unten bewegt, wobei ein anderer Abschnitt geschlossen und nach oben bewegt wird, dies wird über das Webfach an die andere Seite des Gewebes fortgesetzt. Um eine übereinstimmende Verstärkung in der anderen Richtung zu schaffen, werden die ausgewählten Fäden in dem Webfach ausgetauscht, und das Verfahren wird fortgesetzt.
Dieses Verfahren ist schematisch in den 11 und 12 dargestellt. Wie in 11 gezeigt, werden Gruppen von Fäden A, B, C, D aus den Fadensätzen der verschiedenen Gewebe 12, 14 ausgerichtet und ein Webfach geöffnet, um ein Einfügen des Schussfaden 56 zu ermöglichen. Dann werden die Gruppen der Fäden A, C nach unten und die Gruppen B, D nach oben in ihre neutrale Positionen für die beiden Gewebe 12, 14 bewegt, wie in 12 dargestellt. Um dies zu bewerkstelligen, muss der Schussfaden 56 in die Gewebestruktur gezogen werden. Daher wird bevorzugt, dass die Webfächer nicht geschlossen werden, wenn die Gruppen A, C bzw. B, D bewegt werden. Ein Schließen der Webfächer würde die Reibungskräfte erhöhen, welche notwendig sind, den zusätzlichen Schussfaden 56 in die Struktur zu ziehen. Dieses Verfahren der Schusseinfügung schafft Verbindungsfäden, welche eine Richtung mit einem Winkel zwischen 15 und 75° zu der Ebene der einzelnen Gewebetücher 12, 14 aufweisen, wobei ihre Hauptkomponente in Schussrichtung ist.
Dreherbasierte Webvorrichtungen haben eine Anzahl von positiven Aspekten. Hauptsächlich sind sie eine bestehende Technologie im Textilbereich. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurden die Webwerkzeuge in einer ziemlich einzigartigen Weise konfiguriert – aber sie sind bereits erhältlich. Zusätzlich können sie zu bestehenden Webeinrichtungen mit relativ geringen Änderungen der Vorrichtungen hinzugefügt werden.
Es gibt unzählige Variationen der Strukturen, welche unter Verwendung der Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung erreichbar sind, obwohl hauptsächlich ±45° in der Schussrichtung vorstehend beschrieben wurde. Wichtig ist, dass sie auch mit ±45°-Kettrichtung und orthogonalen Verstärkungen kombiniert werden können. Es gibt einen Kompromiss zwischen dem Bereich der Florarchitekturen in einem Gewebe und dem Grad der benötigen Steuerung des Webstuhls. Die Anzahl der Schäfte und die Anzahl der Binderfaden-Bereitstellungsvorrichtungen steigt, wenn die Architektur komplexer wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass ein Fachmann vielfältige Änderungen oder Modifikationen in Form und Detail vornehmen kann, ohne von dem Umfang und dem Geist der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, abzuweichen. Beispielsweise wurde die Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf Verbindungsfäden beschrieben, welche einen ±45°-Winkel zu der Ebene der Gewebe 12, 14 aufweist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die gewebten dreidimensionalen Gewebestrukturen, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, können beschichtet werden, z.B. mit einem wärmehärtenden oder thermoplastischen Harz eintauchbeschichtet oder lösungsbeschichtet oder heiße-Schmelze-beschichtet oder imprägniert werden. Das Wort Harz ist in seiner breitesten Bedeutung angegeben, welche Polymere im Allgemeinen, z.B. Plastik, Gummi, Elastomere beinhaltet. Die dreidimensional gewebten Strukturen können ebenfalls in geeignete Materialien eingebettet werden, z.B. Harze, Schäume, sowohl thermoplastische als auch wärmehärtende Materialien. Ferner, obwohl die vorliegende Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf flache Gewebe beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auch zum Weben nicht flacher Strukturen, wie zweiwandiger Röhren mit Verbindungsfäden zwischen den Wänden der Röhre, verwendet werden. Jede Wand der Röhre ist aus einer der Gewebeschichten 12, 14 geformt.
Obwohl die vorliegende Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf eine Doppelstückstruktur beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt und kann Mehrschichtstrukturen aufweisen.

Claims

Verfahren zum Weben einer Gewebestruktur, welche mindestens zwei gewebte Fasertücher (12, 14) aufweist, wobei jedes aus Kettfäden und Schussfäden auf einem Webstuhl gebildet ist, wobei die Fasertücher (12, 14) parallel zueinander sind und einander gegenüberstehen, mit den Schritten: Verbinden der mindestens zwei Fasertücher (12, 14) durch erste Verbindungsfäden miteinander durch Einfangen eines Ersten (16; 52) der ersten Verbindungsfäden an einer Position in einem der mindestens zwei Fasertücher (12, 14) und nachfolgendes Einfangen desselben Fadens in dem Zweiten der zwei Fasertücher (12, 14) an einer zweiten Position, welche in Schussrichtung verglichen mit der ersten Position versetzt ist, so dass er eine Richtungskomponente in Schussrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen +15° und +75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet, und durch Einfangen eines Zweiten (16; 53) der ersten Verbindungsfäden an einer ersten Position in einem Zweiten der mindestens zwei Fasertücher (12, 14) gegenüberliegend der Einfangposition des Ersten und Einfangen desselben Fadens (16; 53) in dem Ersten der zwei Fasertücher (12, 14) an einer zweiten Position, welche in Schussrichtung verglichen mit der ersten Position versetzt ist, so dass er eine Richtungskomponente in Schussrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen –15° und –75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet, zum Bilden eines X in Betrachtung entlang der Kettrichtung, wobei das X-Profil in einer Ebene senkrecht zu der Ebene der mindestens zwei Fasertücher (12, 14) liegt und welche parallel zu der Schussrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, mit den weiteren Schritten: Einfangen eines zweiten Verbindungsfadens (16; 51) in dem ersten Fasertuch (12, 14) und nachfolgendes Einfangen desselben Fadens (16; 51) in dem zweiten Fasertuch (14, 12), so dass die Richtung des zweiten Verbindungsfadens 16; 51) im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Fasertücher (12, 14) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einfangen von mindestens einigen der ersten Verbindungsfäden (16; 52, 53) so durchgeführt wird, dass die Richtung dieser ersten Verbindungsfäden (16; 52, 53) ebenfalls eine Komponente in Schussrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen +15° und +90° oder zwischen –15° und –90° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Einfangen von mindestens einigen der ersten Verbindungsfäden (16; 52, 53) so durchgeführt wird, dass die Richtung dieser ersten Verbindungsfäden (16; 52, 53) eine Komponente aufweist, welche in einer Ebene parallel zu der Ebene des ersten und des zweiten Fasertuches (12, 14) liegt und einen Winkel zwischen +15° und +165° oder zwischen –15° und –165° mit der Richtung der Kettfäden bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit dem Schritt: Einfangen eines dritten Verbindungsfadens (16; 54, 55) an einer ersten Position in einem Ersten der zwei Fasertücher (12, 14) und in einem Zweiten der zwei Fasertücher (12, 14) an einer zweiten Position, welche äquivalent zu einer Position mindestens eines Schussfadens ist, welcher von der ersten Position entfernt ist, so dass die Richtung des dritten Verbindungsfadens (16; 54, 55) eine Komponente in der Kettrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen +15° und +75° oder zwischen –15° und –75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit dem weiteren Schritt: Einfangen eines vierten Verbindungsfadens (16; 54, 55) zwischen den zwei Fasertüchern (12, 14), so dass die Richtung des vierten Verbindungsfadens (16; 54, 55) eine Komponente in der Kettrichtung aufweist, welche in einer Ebene parallel zu den Ebenen des ersten und des zweiten Fasertuches (12, 14) 1iegt und welche einen Winkel zwischen +15° und +165° oder zwischen –15° und –165° mit der Richtung der Kettfäden bildet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte und vierte Faden dieselben Fäden (16; 54, 55) sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Einfangen der dritten Verbindungsfäden (16; 54, 55) so durchgeführt wird, dass einige der dritten Verbindungsfäden (16; 54, 55) eine Richtungskomponente in der Kettrichtung aufweisen, welche einen Winkel zwischen +15° und +75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet, wobei andere dritte Verbindungsfäden (16; 54, 55) eine Richtungskomponente in der Kettrichtung aufweisen, welche einen Winkel zwischen –15° und –75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Einfangen eines der dritten Verbindungsfäden (16; 54, 55) so erfolgt, dass er eine Richtungskomponente in der Kettrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen +15° und +75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet, an einer Position in einem ersten der zwei Fasertücher (12, 14), und Einfangen eines zweiten der dritten Verbindungsfäden (16; 54, 55), so erfolgt, dass er eine Richtungskomponente in der Kettrichtung aufweist, welche einen Winkel zwischen –15° und –75° mit der Ebene der Fasertücher (12, 14) bildet, an einer Position in einem zweiten der zwei Fasertücher gegenüberliegend der Einfangposition des ersten, zum Bilden eines X-Profils in Beobachtung entlang der Schussrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Schritt des Bildens des X-Profils beinhaltet: Einfädeln eines Teils eines ersten Fadens unter einem zweiten Kettfaden in dem ersten Fasertuch (12, 14); Bewegen von Teilen der ersten und zweiten Kettfäden in Schussrichtung, während der erste und der zweite Kettfaden beiden angehoben werden, um den ersten und den zweiten Kettfaden in die Ebene des zweiten Fasertuchs (14, 12) zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 10 mit der weiteren Schritt: Anheben und Absenken des ersten und zweiten Kettfadens in dem zweiten Fasertuch (14, 12) und Verwenden einer Schusseinführung, um das zweite Fasertuch (14, 12) zu weben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste und/oder zweite und/oder dritte und/oder vierte Verbindungsfaden (16; 51, 52, 53, 54, 55) jeweils ein Kett- oder ein Schussfaden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, in welchem die Bewegung des ersten Verbindungsfadens (16; 52) vor einem Webblatt eines Webrahmens durchgeführt wird.