DE19957019C5

DE19957019C5 - Verfahren zur Herstellung einer Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen

Info

Publication number: DE19957019C5
Application number: DE19957019A
Authority: DE
Inventors: Roland Wunner
Original assignee: LIBA Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl Mayer Technische Textilien GmbH
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: DE19957019C2; US6250117B1; DE19957019A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer eine biaxiale Struktur, insbesondere textile Struktur, aufweisenden Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen, insbesondere Geogitter, bei welchem Steh- und Schußfäden kreuzweise in Gruppen angeordnet und anschließend mittels durch Kettfäden gebildeter Maschen verwirkt werden und innerhalb eines Rapportes der Struktur die Anzahl der Maschen (Maschendichte) in den Bereichen zwischen den Kreuzungsbereichen der Steh- und Schußfäden im Vergleich zu der an den Kreuzungsbereichen reduziert wird, wobei die biaxiale Struktur entsprechend ihrem Rapport in den Kreuzungsbereichen langsamer als in den Bereichen zwischen benachbarten Kreuzungsbereichen abgezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer eine biaxiale Struktur, insbesondere textile Struktur, aufweisenden Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen.
Solche gewirkten Strukturen mit großen gitterförmigen Öffnungen finden insbesondere als Geogitter (auch Geo-Grid-Ware genannt) in verschiedenen landschafts- und bautechnischen Bereichen Anwendung. Zum Beispiel im Straßenbau zur Asphaltverstärkung, im Kanalbau zur Uferverstärkung oder aber zur Verstärkung künstlich aufgeschütteter Hänge.
In der DE 196 52 584 A1 ist ein weitmaschiges textiles Gitter zum Bewehren von Straßendecken beschrieben, welches im wesentlichen aus zwei Sätzen von quer zueinander verlaufenden Fäden besteht. An den Kreuzungsstellen sind die Fäden miteinander verbunden, bspw. verwebt, und bilden dazwischen große Gitteröffnungen. Nachteilig ist dabei, daß aufgrund der engen Maschendichte die Herstellungszeit an den Kreuzungsstellen stark verzögert wird.
Kettenwirkwaren mit großen Gitteröffnungen, im folgenden auch einfach mit Geogitter bezeichnet, werden ferner aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften, d. h. geringes Gewicht, geringe Kosten und gute Durchlässigkeit, als Zwischenprodukt verwendet. Beispielsweise zur Herstellung von verstärkten Planfolien zur Putz- und Zementverstärkung oder als Beschichtungsträger.
Bisher bekannte, mit gängigen Wirk-Verfahren hergestellte Geogitter bestehen aus gruppenweise zusammengefaßten und über Kreuz zueinander liegenden Steh- und Schußfäden, welche durch Maschen bildende Fäden, die sogenannten Kettfäden, fest miteinander verbunden, bzw. verwirkt werden. Die fortlaufend um die Stehfäden gebildeten Maschen dienen an den Kreuzungsstellen von Steh- und Schußfäden als feste Verbindung und in den Bereichen zwischen den Kreuzungsstellen als zusätzliche Stabilisierung des Geogittermaterials. Dabei hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die Geschwindigkeit bei der Herstellung solcher Geogitter nicht erhöht werden kann, da eine kurzfristige Erhöhung der Maschinendrehzahl und damit der ohnehin schon sehr hohen Maschenbildungsfrequenz technisch nicht realisierbar ist.
In der DE 198 16 440 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kettenwirkware beschrieben, mit welchem durch einen in seiner Geschwindigkeit variablen Längsförderer beliebige Mustervariationen mit unterschiedlichem Musterrapport hergestellt werden können. Dazu weist der Längsförderer einen vom Antrieb der Wirkmaschine separaten Antrieb auf. Dieses Verfahren ist jedoch für eine effiziente Herstellung von Geogittern mit gleichbleibendem Gittermuster ungeeignet, da die Herstellungsgeschwindigkeit letztendlich hierbei nicht steigerbar ist. Es sind lediglich variable Gitterabstände mit den unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Längsförderer erzielbar, nicht jedoch variable Abzugsgeschwindigkeiten der gewirkten Ware.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur effektiven und einfachen Herstellung einer Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen bereitzustellen, das bei, gesteigerter Produktivität eine qualitativ hochwertige Ware gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen derartiger Kettenwirkware mit den Schritten gemäß Anspruch 1 gelöst.
Eine Kettenwirkware der herzustellenden Art ist in der nationalen Anmeldung mit älterem Zeitrang gemäß der DE 199 15 772 A1 angegeben, die nicht vorveröffentlicht ist. Diese Kettenwirkware mit biaxial angeordneten Steh- und Schußfäden und großen Gitteröffnungen besteht aus maschenbildenden Kettfäden, die mit den Stehfäden eingebunden sind. In den Kreuzungsbereichen von Steh- und Schußfäden sind die Schußfäden mit den Stehfäden durch die Kettfäden verwirkt, wobei die Anzahl der Maschen pro Längeneinheit (Maschendichte) innerhalb eines Rapports im Abschnitt zwischen den Kreuzungsbereichen der Steh- und Schußfäden zumindest teilweise kleiner ist als in den Kreuzungsbereichen selbst.
Dadurch ist der benötigte Bedarf an Kettfäden geringer als bei Wirkwaren nach dem vorveröffentlichten Stand der Technik. Lediglich an den Kreuzungsstellen von Steh- und Schußfäden, wo eine feste Verbindung erforderlich ist, sind die Kettfäden mit hoher Maschenanzahl mit den Steh- und Schußfäden verwirkt. Zwischen den Kreuzungsbereichen jedoch, wo eigentlich keine Verbindung durch Verwirken erforderlich ist, weist die Wirkware eine geringere Maschendichte und damit eine geringere Maschenanzahl auf. Das heißt innerhalb eines Rapportes weist die Wirkware eine unterschiedliche Maschendichte auf. Nämlich an den Abschnitten, wo es auf eine Verbindungsfunktion der Maschen ankommt, weist sie eine höhere Maschendichte auf, und an den Abschnitten, wo die Maschen lediglich zur Verstärkung bzw. seitlichen Verbindung der Stehfäden dienen, weist sie eine geringere Maschendichte auf. Über ein Herstellungsverfahren ist in der älteren Anmeldung gemäß der DE 199 15 772 A1 nichts ausgeführt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer eine biaxiale Struktur aufweisenden Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen werden Steh- und Schußfäden kreuzweise in Gruppen angeordnet und anschließend mittels durch Kettfäden gebildeter Maschen verwirkt, wobei die Maschenanzahl innerhalb eines Rapportes der Struktur in den Bereichen zwischen den Kreuzungsbereichen der Steh- und Schußfäden im Vergleich zu der Maschenanzahl an den Kreuzungsbereichen reduziert wird und die Struktur entsprechend ihrem Rapport in den Kreuzungsbereichen langsamer als in den Bereichen zwischen benachbarten Kreuzungsbereichen abgezogen wird. Durch die unterschiedliche Abziehgeschwindigkeit der Wirkware kann die Maschendichte auf einfache Weise ohne Qualitätsverlust und ohne eine Änderung der Maschinendrehzahl, sprich der eigentlichen Wirkgeschwindigkeit, variiert werden. Die Abzugsgeschwindigkeit kann innerhalb kleiner Bereiche, d. h. auch mehrmals innerhalb eines Rapportes variiert werden. Die Verringerung der Maschendichte führt dazu, daß insgesamt weniger Maschen zur Herstellung der Wirkware gebildet werden müssen und somit die Produktivität mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erheblich gesteigert wird. Darüber hinaus wird die Menge des zur Herstellung der Wirkware erforderlichen Kettfadenmaterials geringer im Vergleich zu Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik mit gleichbleibender Maschendichte. Auch dies führt zu Kosteneinsparungen und damit zu Produktivitätssteigerung.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft unterhalb der Schußfäden eine Deckschicht, insbesondere ein Vlies, mit einer Geschwindigkeit ein, welche im wesentlichen gleich der Zufuhrgeschwindigkeit der Stehfäden ist. Es wird so ein Verbundstoff aus einem große Öffnungen aufweisenden Geogitter und einem Vlies hergestellt, wobei die relativ großen Öffnungen durch das einlaufende Vlies verschlossen werden. Durch die Abstimmung der Geschwindigkeiten wird eine Verbundstruktur mit einer gleichmäßig eingebundenen Deckschicht hergestellt, und zwar bei nur geringen Kosten und einer hohen Produktivität. Für bestimmte Anwendungen ist es erforderlich, die großen Öffnungen in der biaxialen Struktur teilweise oder ganz undurchlässig auszubilden.
Nach einem diesbezüglichen Aspekt der Erfindung läuft die Deckschicht zwischen den Steh- und Schußfäden mit einer Geschwindigkeit ein, welche im wesentlichen gleich der Zuführgeschwindigkeit der Stehfäden ist. Auf diese Weise ist die Deckschicht beidseitig von Fäden der biaxialen Struktur, dem Geogitter, gehalten, was einerseits die Verbindung der Deckschicht mit dem Geogitter verbessert – ein Loslösen des Vlies wird verhindert – und andererseits zu vorteilhaften Eigenschaften bei Anwendungen führt, bei denen die Wirkware beidseitig von Material und/oder Flüssigkeiten beaufschlagt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung wird die Maschendichte bei konstanter Maschinendrehzahl variiert. Dies ist vorteilhaft, da die mit hohen Geschwindigkeiten betriebenen Wirkmaschinen bei der Durchführung des Verfahrens in ihrer Drehzahl nicht verändert werden müssen. Denn eine Änderung der Drehzahl kann zu Problemen in der Herstellung und zu Fehlern bei der Maschenbildung führen. Mit der Maschinendrehzahl bleibt also auch die Maschenbildungsfrequenz (Masche/Zeiteinheit) konstant – die Maschendichte wird lediglich durch Verändern der Warenabzugsgeschwindigkeit variiert, ohne den eigentlichen Wirkvorgang des Herstellungsverfahrens zu beeinträchtigen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden von einem Schußeintragssystem Schußfäden eingebracht und diese mittels Längsförderern dem Bereich der Wirknadeln zugeführt, wobei die Längsförderer unabhängig von einem Maschinenantrieb einer die Wirkware erzeugenden Kettenwirkmaschine angetrieben werden, und zumindest teilweise intermittierend und/oder kontinuierlich mit zumindest zeitweise variierender Geschwindigkeit so gesteuert werden, daß die Schußfäden den Bereichen der Wirknadeln zu beliebigen Zeitpunkten und nacheinander in beliebiger gewünschter Anzahl gemäß einem Muster zugeführt werden. Auf diese Weise sind mit dem Verfahren auch die Abstände zwischen Schußfäden und Schußfadengruppen variierbar, so daß neben der Maschendichte auch die Öffnungsweite (in Längsrichtung) eines herzustellenden Geogitters beliebig verändert werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:
1a eine vereinfachte Darstellung einer Wirkware nach dem vorveröffentlichten Stand der Technik mit gleichbleibender Maschendichte;
1b die Warenabzugsgeschwindigkeit über dem Warenabschnitt bei der Herstellung der Wirkware aus 1a;
2a eine vereinfachte Darstellung einer Wirkware mit zwei unterschiedlichen Maschendichten innerhalb eines Rapports;
2b die Warenabzugsgeschwindigkeit über dem Warenabschnitt bei der Herstellung der Wirkware aus 2a;
3a eine vereinfachte Darstellung einer Wirkware mit mehreren verschiedenen Maschendichten innerhalb eines Rapports;
3b die Warenabzugsgeschwindigkeit über dem Warenabschnitt bei der Herstellung der Wirkware aus 3a;
4a eine vereinfachte Darstellung einer Wirkware mit kontinuierlich veränderter Maschendichte innerhalb eines Rapports;
4b die Warenabzugsgeschwindigkeit über dem Warenabschnitt bei der Herstellung der Wirkware aus 4a;
5 den Zusammenhang zwischen der Warenabzugsgeschwindigkeit, der Maschenweite und der Maschendichte über dem Warenabschnitt; und
6 eine schematische Darstellung verschiedener Geschwindigkeiten und Vorgänge beim Verfahren zur Herstellung der Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen gemäß der Erfindung.
In 1a ist eine Wirkware mit großen Gitteröffnungen nach dem vorveröffentlichten Stand der Technik dargestellt, und in 1b ist die bei der Herstellung dieser Wirkware angewendete Warenabzugsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Warenabschnitt gezeigt. Das Geogitter 1 besteht aus meist in Gruppen zusammengefaßten Stehfäden 2 und über Kreuz dazu verlaufenden Schußfäden 3, wobei zwischen den Gruppen ein relativ großer Abstand zur Bildung großer Gitteröffnungen vorhanden ist. Die Stehfäden 2 sind kontinuierlich in Richtung des Warenabzuges (Pfeil in 1a) mit maschenbildenden Kettfäden 4 eingebunden zum Verbinden von Stehfäden 2 und Schußfäden 3 in ihrem Kreuzungsbereich. Das dazugehörige Diagramm in 1b zeigt, daß die Warenabzugsgeschwindigkeit Vw bei der Herstellung des Geo gitter aus 1a über dem Warenabschnitt konstant ist. Mit den Buchstaben A bis E in 1a und 1b sind Bereiche mit zu Gruppen zusammengefaßten Schußfäden 3 und Bereiche ohne Schußfäden 3 bezeichnet.
2a stellt ein Geogitter dar, bei dem die Maschendichte zwischen den Kreuzungsbereichen von Stehfäden 2 und Schußfäden 3 kleiner ist gegenüber der Maschendichte in den Kreuzungsbereichen. Analog zu der Maschendichte sind damit auch die mit Mw bezeichneten Maschenweiten Mw (1) und Mw (2) innerhalb eines Rapportes unterschiedlich groß. Die mittels den Kettfäden 4 durch gängige Legungsarten gebildeten Maschen können beispielsweise als eine Trikotlegung oder Doppeltrikotlegung ausgeführt sein. Aus dem Diagramm der 2b ist ersichtlich, daß für die unterschiedliche Maschendichte der Wirkware aus 2a eine über dem Warenabschnitt variierte Warenabzugsgeschwindigkeit Vw ursächlich ist.
Das für 2a und 2b Beschriebene gilt auch für 3a und 3b mit dem Unterschied, daß hier das Geogitter 1 mehrere unterschiedliche Maschendichten innerhalb eines Rapportes aufweist. in dem Bereich zwischen den Kreuzungen von Stehfäden 2 und Schußfäden 3 ist hier die Maschendichte der Kettfäden 4 zunächst sehr groß (Bereich A, E und I). Daran schließt sich ein Bereich mittlerer Maschendichte an (C und G), welcher wiederum durch einen Bereich geringer Maschendichte (B, D, F und H) vor dem nächsten Kreuzungsbereich abgelöst wird.
In 4a und 4b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Geogitters dargestellt, bei dem sich die Maschendichte durch eine entsprechend kontinuierlich verringerte oder erhöhte Warenabzugsgeschwindigkeit Vw kontinuierlich verändert.
5 zeigt den Zusammenhang zwischen der Warenabzugsgeschwindigkeit Vw (im Verhältnis zu einer Konstanten nach dem Stand der Technik), der Maschenweite Mw und der Maschendichte M_D bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Maschendichte, d. h. die Anzahl der Maschen pro Längeneinheit in einem Kreuzungsbereich von Steh- und Schußfäden ist hoch, und sie ist niedrig zwischen den Kreuzungsbereichen. Dazu umgekehrt verhält sich die Maschenweite Mw. Verursacht wird die Veränderung der Maschendichte nicht etwa durch Verändern den Maschinendrehzahl einer zum Herstellen der Wirkware verwendeten Wirkmaschine, sondern allein durch Verändern der Warenabzugsgeschwindigkeit Vw.
Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in 6 schematisch die verschiedenen Geschwindigkeiten und Vorgänge dargestellt. In dem Wirkbereich 5 einer nicht dargestellten Wirkmaschine werden die Stehfäden 2, die quer dazu eingebrachten Schußfäden 3 und die Kettfäden 4 miteinander durch Verwirken verbunden. Die durch die Kettfäden 4 gebildeten Maschen variieren bezüglich ihrer Dichte in der fertigen Wirkware 1, indem die Warenabzugsgeschwindigkeit Vw verändert wird. Die mittlere Warenabzugsgeschwindigkeit ist mit Vw bezeichnet, die Maschenbildungsfrequenz f und damit die Maschinendrehzahl n der Wirkmaschine bleiben somit konstant; in den komplizierten Wirkvorgang wird also nicht eingegriffen. Lediglich die Stehfaden-Zufuhrgeschwindigkeit Vst ändert sich entsprechend der veränderten Warenabzugsgeschwindigkeit Vw. Auch die Zufuhrgeschwindigkeit der Kettfäden wird entsprechend an den Verbrauch angepaßt. Bei dem Ausführungsbeispiel in 6 läuft zusätzlich noch ein Vlies im Wirkbereich bei einer Zuführgeschwindigkeit (Vlies) mit ein, die im wesentlichen gleich der Zuführgeschwindigkeit der Stehfäden ist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer eine biaxiale Struktur, insbesondere textile Struktur, aufweisenden Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen, insbesondere Geogitter, bei welchem Steh- und Schußfäden kreuzweise in Gruppen angeordnet und anschließend mittels durch Kettfäden gebildeter Maschen verwirkt werden und innerhalb eines Rapportes der Struktur die Anzahl der Maschen (Maschendichte) in den Bereichen zwischen den Kreuzungsbereichen der Steh- und Schußfäden im Vergleich zu der an den Kreuzungsbereichen reduziert wird, wobei die biaxiale Struktur entsprechend ihrem Rapport in den Kreuzungsbereichen langsamer als in den Bereichen zwischen benachbarten Kreuzungsbereichen abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem unterhalb der Schußfäden eine Deckschicht, insbesondere Vlies, mit einer Geschwindigkeit einläuft, welche im wesentlichen gleich der Zufuhrgeschwindigkeit der Stehfäden ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem zwischen den Stehfäden und den Schußfäden eine Deckschicht, insbesondere Vlies, mit einer Geschwindigkeit einläuft, welche im wesentlichen gleich der Zufuhrgeschwindigkeit der Stehfäden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Maschendichte bei konstanter Maschinendrehzahl variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem von einem Schußeintragssystem Schußfäden eingebracht werden und diese mittels Längsförderern dem Bereich der Wirknadeln zugeführt werden, wobei die Längsförderer unabhängig von einem Maschinenantrieb einer die Wirkware erzeugenden Kettenwirkmaschine angetrieben werden und zumindest teilweise intermittierend und/oder kontinuierlich mit zumindest zeitweise variierender Geschwindigkeit so gesteuert werden, daß die Schußfäden den Bereichen der Wirknadeln zu beliebigen Zeitpunkten und nacheinander in beliebiger gewünschter Anzahl gemäß einem Muster zugeführt werden.