DE2628340A1

DE2628340A1 - Verfahren zur herstellung einer dreidimensionalen textilware und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2628340A1
Application number: DE19762628340
Authority: DE
Inventors: Bruno Bompard; Jean Brochier; Alain Bruyere
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-06-24
Publication date: 1977-01-13
Also published as: NL183415B; ZA763778B; FR2315562A1; BE843116A; DE2628340C2; IL49865A0; JPS5212382A; US4080915A; SE433951B; NL183415C; FR2315562B1; GB1526863A; SE7606896L; IT1062380B; JPS5936017B2; IL49865A; NL7607086A; CA1044882A; CH617973A5

Description

PATENTANWÄLTE DR. KADOR &DR. KLUNKER

Patentanwälte KadorS Klunker Knoebelstr. 36 8 München 22

DR. ING. H. F. M.l-NKKR (I)IPI.. ING.) DRRER-NAT-I-KAl)OR(I)IPLCm-M.)

Knoebels! rasse 36 Am Max-II-Denkmal

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Unser Zeichen :/0ur ref.: K 11 471/3 Tag/Date 24.6.1976

Commissariat a L'Energie Atomique 29, rue de la Federation 75752 Paris, Frankreich

TEKPiHREN ZUR HERSTELLUNG EINER DREIDIMENSIONALEN TEXTILWARE UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung τοη beliebig geformten Stücken einer dreidimensionalen Textilware sowie eine Vorrichtung, mit der das Verfahren industriell durchgeführt werden kann,

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Dreidimensionale Textilware ist bereits in der Technik bekannt und zwar in Form von dicken Elementen, die aus einer Ware zusammengesetzt sind, welche aus Fäden, Fasern, Strängen oder dergl. besteht, welche in drei verschiedenen Richtungen zueinander angeordnet sind, im allgemeinen senkrecht zueinander, wobei jedoch auch eine Winkelrichtung möglich ist, die von 90° abweicht. Solche dreidimensionale Textilware wird in bestimmten Industriezweigen verwendet wegen ihres hohen Widerstandes gegenüber Zug- und Druckbeanspruchung, wegen ihrer thermischen Isolationsfähigkeit und ihrem guten Terhalten bei Stößen und bei der Stoßaufnahme. Ganz besonders die neueren Entwicklungen in der Technologie hochwertiger Fäden oder Fasern, speziell von Kohlenstofffasern oder Siliziumfasern oder bestimmten Plastikmaterialien haben das Interesse für dreidimensionale Textilware steigen lassen, z.B. bei der Verkleidung der Rümpfe oder Köpfe von Geschossen oder ähnlichen Geräten oder bei thermischen Schutzschilden, um sie beim Wiedereintritt in die Atmosphäre bei großen Geschwindigkeiten vor der eich daraus ergebenden Erwärmung und sehr starken Reibung, der sie unterworfen sind, zu schützen· Ein weiteres Anwendungsgebiet ist z.B. die Herstellung von Bremsscheiben, die sehr hohen Widerstand gegen Abrieb im Gebrauch haben müssen verbunden mit der Fähigkeit, beträchtliche Wärmemengen abzuleiten.

Es sind bereits verschiedene Verfahren der Herstellung derartiger dreidimensionaler Textilware bekannt, bei denen im wesentlichen von einem Zweirichtungsgewebe ausgegangen wird, das in einem klassischen Verfahren hergestellt wird mit Kettfäden und Schußfäden, wobei dann ein dritter Faden in dieses Gewebematerial in einer von den Fadenrichtungen der beiden ersten Fäden

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abweichenden Richtung eingebracht wird mit einem entsprechend angepaßten We'bapparat· Während ein solches Verfahren angewandt werden kann, wenn Pad en aus Baumwolle rerwendet werden oder synthetische Fäden von hoher Zugfestigkeit sum Einsatz kommen, die auch sehr biegefähig sind, ändern sich die Verhältnisse grundlegend, wenn die dreidimensionale Textilware aus beispielsweise Kohlenstoff- oder GraphitfädÄn hergestellt werden soll, die selbst als relatir dicke Stränge die Reibung eines .Schiffchens oder eines Webeblattes nicht ohne augenblicklich zu brechen aushalten könnten, die beim Weben der Textilware unerläßlich sind. Um an dieser Schwierigkeit rorbe!zukommen, wurde bereits vorgeschlagen, die dreidimensionale Textilware aus Fasern oder Fäden aus Graphit oder Kohlenstoff auf der Grundlage eines Dorne oder Körpers aus Graphit herzustellen, auf dem zuvor starre radiale Spitzen oder Stangen herausgearbeitet sind, die die eine Richtung der Textilware bilden. Die beiden anderen Richtungen der Textilware sollen dann gebildet werden durch Schußlagen in axialer Richtung und Wickellagen in Umfangsrlchtung zwischen den radial stehenden Stiften. Ist die gewünschte Stärke dann erreicht, wird das ganze durch Einbringen eines aushärtenden Harzes rerfestigt; der Dorn wird dann in irgendeiner Weise herausgearbeitet, wobei einfach in der Schichtlage die Spitzen, zwischen denen die Schuß- und Kettfadenlagen liegen, rerbleiben. Es versteht sich jedoch von selbst, daß ein derartiges Verfahren ausgesprochen kostspielig ist und daß außerdem in der Radialrichtung oder der dritten Richtung keine höhere Festigkeit der Fäden zu erzielen ist, so daß für bestimmte Anwendungsfälle es sich nachteilig auswirkt, daß das so erhaltene Textilgewebe keine ausreichende Homogenität aufweist und folglich in den drei Dimensionen auch nicht die gleichen

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Eigenschaften, überdies erweist sich diese Methode als äußerst schwierig bei der Herstellung von Hohlkörpern ohne Unterbrechungsstelle in Form in sich geschlossener Manschetten, deren äußeres Profil Kurvengestalt hat, welche in bestimmten Fällen relativ kompliziert ist.

Mit der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren angestrebt, das die vorstehend genannten Nachteile überwindet und mit dem Körper oder Stücke von beliebiger geometrischer Form hergestellt werden können, ebene Körper oder Drehkörper mit geradliniger oder nicht geradliniger Erzeugender, aus einer dreidimensionalen Textilware von großer Dicke, wobei die Festigkeit der Fäden, Filamente, Fasern oder Stränge in drei Vorzugsrichtungen der Textilware nach Belieben eingestellt werden kann und vorzugsweise in diesen Richtungen im wesentlichen gleich ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst wenigstens eine erste Bahn aus parallelen Fäden hergestellt wird, die sich in einer ersten Richtung erstrecken, daß darüber eine zweite Bahn aus parallelen Fäden in einer von der ersten abweichenden zweiten Richtung angeordnet wird, daß diese Aufeinanderschichtung in den beiden Richtungen mehrmals wiederholt wird, bis ein dicker Lagenstapel entstanden ist, daß der Lagenstapel mit wenigstens einem dritten Faden durchgenäht wird, der mit der Richtung der Ebene der beiden lagen des Lagenstapels einen vorbestimmten Winkel einschließt, wobei der dritte Faden eine durchgehende Naht bildet, und daß das Durchsteppen des Lagenstapels mit dem dritten Faden wiederholt wird zu einer Folge von

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parallelen, dicht beanstandeten Linien, womit die gesamte Fläche bedeckt wird.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß mit dem Ausdruck Paden für die Bestandteile der Gewebelage ein breites Spektrum verstanden werden soll, worunter alle Filamente oder Fasern, welcher Form auch immer, fallen.

Vorzugsweise werden die Fäden in den ersten und zweiten Lagen zum einen und der Steppfaden zum anderen in drei aufeinander senkrechten Richtungen angeordnet. Es ist dabei möglich, daß die Steppnaht des dritten Fadens sich in einer Ebene senkrecht zu den Fäden der ersten und zweiten Lagen befindet und der Steppfaden eine Richtung hat, die mit den Richtungen der Fäden in den ersten und zweiten Lagen einen spitzen Winkel einschließt. Torteilhafterweise können die Fäden, die die ersten und zweiten Lagen bilden, und der Steppfaden von derselben Vorratsspule stammen. Besonders dann, wenn der herzustellende Körper ein Drehkörper ist, verlaufen die Fäden der ersten Lagen in Umfangerichtung des Körpers, die Fäden der zweiten Lagen in axialer Richtung und der Steppfaden in Richtung radial zum Drehkörper, wobei die Steppnahtrichtung parallel zu einer Richtung der Fäden der einen Lagengruppe verläuft und die Steppnähte zueinander in Richtung der Fäden der anderen Lagengruppe Abstände aufweisen. Bevorzugt ist der die übereinanderliegenden Lagen durchsetzende Steppfaden ein durchgehender Faden unter Zug, der in Gestalt einer Sinusbahn angeordnet ist, deren Scheitel über den äußeren Flächen der Stapelschichten liegt, wobei die Stränge der benachbarten Fäden in der Dicke der Lagenschicht zueinander parallel verlaufen. Nach einer

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bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens erfolgt das Durchsteppen des Schichtstapels mit dem dritten Faden mit Kettenstich·

Je nach Anwendungsfall werden die fäden für die dreidimensionale Textilware als Glasfäden, Silikonfäden, Kohlenstofffäden, Graphitfäden, Fäden aus Polyaaiden, Fäden aus Polyimiden oder dergl. ausgewählt. Die Fäden der Lagenschichten und die Steppfäden .können τοη gleicher Art oder auch von unterschiedlicher Art sein. Die Fäden können als Fasern, Filamente, Stränge, kontinuierlich oder diskontinuierlich, anstoßend oder nicht, gereckt, als Litze oder als parallele Gruppe ohne Terwindung oder Verflechtung vorliegen.

Bei einer Form der Anwendung, die besonders für die Herstellung von Drehkörpern geeignet ist, wird eine erste Gewebelage mittels eines ununterbrochenen Fadens hergestellt, der schraubenförmig um einen Tragdorn herumgewickelt wird. Im Anschluß daran wird eine zweite Lage über die schraubenförmige erste Lage in axialer Richtung der Fäden gelegt, die die erste Lage vollständig überdeckt. Dann folgt eine dritte Lage, die die zweite Lage abdeckt und der ersten Lage identisch gleich ist, auf die wieder eine vierte Lage aufgebracht wird, die der zweiten gleich ist, usw., bis die Lagenschichten mit einem dritten Faden bis zum Tragdorn hin durchgesteppt werden, der geeignet durchbrochen ist, wobei die Stepplinien sich ebenfalls in axialer Richtung erstrecken. Am Ende wird der Tragdorn herausgezogen.

Der so gewonnene Körper aus dreidimensionaler Textilware kann anschließend in bekannter Weise

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mit einem Harz imprägniert werden, der ihm eine feste Form verleiht und die lücken zwischen den einzelnen Fasern ausfüllt· Handelt es sich bei der Textilware um Kohlenstoff- oder Graphitfäden oder -fasern wird vorzugsweise ein Phenolharz verwendet, und der fertige Körper nach der Erfindung kann am Ende noch einer G-raphitierungsbehandlung unterzogen werden.

Die Erfindung umfaßt außerdem eine Vorrichtung, Mit der das Verfahren durchgeführt werden kann. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hohlen Tragdorn für den herzustellenden Körper aufweist, der die Innengestalt des herzustellenden Körpers hat und mit einem langen Schlitz versehen ist, dessen Stellung über den Umfang des Doms unterschiedlich eingestellt werden kann. Es ist eine erste Einrichtung vorhanden, mit der der Faden der ersten Schichtlagen In einer Richtung zum Dorn aufgebracht werden kann, eine zweite Einrichtung für die Aufbringung des Fadens der zweiten Schichtlagen in einer zweiten Richtung zum Dorn, ein Steppkopf, der einstellbar angebracht ist und mit seiner Nadel mit einem Einziehhaken zusammenwirkt, wobei Nadel und Einziehhaken so zueinander angeordnet sind, daß sie innen bzw. außen am Dorn dem Schlitz im Dorn gegenüber stehen. Zwischen dem Dorn und den Einrichtungen zum Aufbringen der Fäden oder Fasern für die ersten und zweiten Schichten kann eine Relativbewegung erzeugt werden wie auch zwischen dem Steppkopf und dem Dorn in Richtung des im Dorn vorhandenen Schlitzes.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Hohldorn ein Drehkörperprofil in

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bezug zu seiner Achse und ist aus mehreren aneinandergrenzenden, unabhängigen Sektoren aufgebaut, die von zwei äußeren Kreisscheiben getragen werden, während der Schlitz im Dorn durch Weglassen irgendeines der Sektoren zwischen den beiden Kreisscheiben hergestellt wird.

Nach einem speziellen Merkmal sind die Einrichtungen, mit denen die Relatiwerschiebung zwi4. sehen Dorn und der ersten Vorrichtung zur Verteilung der Fäden hervorgerufen wird, durch eine Welle gebildet, die durch die Achse des Dorne hindurch läuft und auf der mit Befestigungsschrauben die äußeren Randscheiben festgesetzt sind. Sie Achse trägt ein Antriebsritzel und wird von einem Motor in Drehung versetzt. Synchron mit der Achse des Doms wird eine Leitspindel angetrieben, auf der ein Spulenträgerwagen mit einer Spindelautter geführt ist, dessen Fadenführer dadurch in einer Ebene verschoben wird, in der die Erzeugende des Dorne liegt. Durch die Drehung des Doms in Verbindung mit der seitlichen Verschiebung des Spulenträgerwagens wird der Faden in Schraubenform um den Dorn gewickelt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Endscheiben und unter Umständen die Sektoren des Dorne mit löchern für das Einsetzen von Spitzen ausgestattet, die radial vom Dorn abstehen, wobei die Spitzen dazu dienen, die Fäden der Schichten zu spannen, die in Richtung der Erzeugenden des Doms liegen. Dabei ist die zweite Einrichtung zur Verteilung der Fäden mit einem Schußfadenwagen ausgestattet, der eine Bewegung zwischen den Spitzen an den beiden Dornenden durchführt.

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Die Erfindung soll nun an Ausführungsbeiepielen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Zu dem Zweck zeigen:

Figur 1: Einen Schnitt durch einen Teil der dreidimensionalen Textilware, worin die Relativlage der einander tiberlagernder Lagenschichten und des sie durchsetzenden Steppfadens erkennbar wird;

Figur 2: teils in Ansicht teils im Schnitt einen Tragdorn in Zylinderform zur Herstellung der dreidimensionalen Textilware;

Figur 5: in perspektivischer Darstellung einen ersten Platz in einer Haschine, an dem auf dem Dorn der Figur 2 die übereinanderliegenden Lagenschichten aufgebracht werden;

Figur 4: perspektivisch einen «weiten Platz in der !faschine, in dem de:q6tit den aufgebrachten Lagenschichten versehene Dorn den Steppnahtfaden in der dritten Richtung eingebracht erhält;

Figur 5: im Schnitt eine Teilansicht bei vergrößertem Maßstab des Maschinenteils zum Durchsteppen der übereinanderliegenden Lagenschichten;

Figur 6: aufgebrochen und in vergrößertem Maßstab den Steppkopf;

Figur 7: acht aufeinanderfolgende Positionen während des Steppvorgangs des Steppkopfes nach Figur 5 und 6;

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Figur 8: eine perspektivische, teils aufgeschnittene Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform des Tragdorns für die Herstellung eines zylindrischen Körpers aus der dreidimensionalen Textilware;

Figur 9: in perspektivischer Darstellung einen Dorn zur Herstellung eines kegelförmigen Körpers;

- Figur 10: die Ansicht des ersten Platzes in der Maschine, an dem auf einem Dorn nach Figur 9 die übereinanderliegenden Lagen in den zwei unterschiedlichen Richtungen aufgebracht werden;

Figur 11: eine Draufsicht auf die Oberfläche des kegelförmigen Doms nach Figur 9 zur Darstellung, wie die aufeinanderfolgenden Lagen aufge-Jb rächt werden;

Figur 12: eine Ausschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform am Arbeitsplatz gemäß Figur 10;

Figur 15: die Steppvorrichtung, die auf den Dorn nach Figur 9 abgestimmt ist; und

Figur 14: eine zum Teil geschnittene, vergrößerte Ausschnittsdarstellung des Steppkopfes der Maschine nach Figur 13.

Die Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Körper aus der dreidimensionalen Textilware, der nach der Erfindung hergestellt ist. Die insgesamt mit 1 bezeichnete Ware setzt sich zusammen aus einer

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ersten Lage 2 aus Fasern, Fäden oder ähnlichem, die miteinander verflochten sein können oder als Stränge aus parallelen Päden ausgebildet sind» wobei diese erste Lage sich in einer ersten Richtung, in der alle Pasern parallel zur Zeichenebene verlaufen, erstreckt· Über diese erste Lage ist eine zweite Lage 3 gelegt, die ebenfalls aus Päden, Filamenten oder dergl. besteht, die von derselben Art oder auch von unterschiedlicher Art wie die Päden der ersten Lage sein können, wobei sich die Fäden •der »weiten Lage in Richtung senkrecht zu denen der ersten erstrecken. Sie Fäden der ersten und der zweiten Lage können von unterschiedlichen Garnspulen stammen oder auch von derselben Spule.

Gemäß der Erfindung wird, damit ein Lagen-Stapel 4 von der Dicke, wie er zur Herstellung des gewünschten Körpers nötig ist, durch wiederholtes Oberlagern der Lagen 2 und 3 so oft wie nötig hergestellt. Sie Lagen 2 und 3 in Lagenstapel 4 werden dann mit einem Paden 5 zusammengehalten, der den Lagenstapel in einer Richtung durchsetzt, die im wesentlichen senkrecht auf die Richtungen der Einzellagen 2 und 3 steht. Der Faden 5, ait dem eine Serie von dicht beieinanderliegenden Stepplinien hergestellt wird, zeigt in der Sicke der Textilware ein sich einer Sinuslinie annäherndes Profil, dessen Yerbindungsabschnitte zwischen den parallelen, den Lagenstapel durchsetzenden Bereichen als Maschen ausgebildet sind, vorzugsweise in Form eines üblichen Kettenstichs, so daß der Fadenzug beim Nähen die Haschen gegen die parallelen Flächen 7 und 8 des Stapele zieht.

Ser Körper 1 kann jedwedes beliebiges Profil haben und kann insbesondere in sich geschlossen sein, wobei die Gestalt speziell im Hinblick auf die

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Verwendung gewählt ist· Insbesondere und nach einem ersten Ausführungsbeispiel kann das Profil das eines Kreiszylinders sein, wobei das Verfahren zu seiner Herstellung auf einer Vorrichtung gemäß den Figuren 2 bis 8 beschrieben wird und zwei aufeinanderfolgende Schritte aufweist, in dessen erstem der Lagenstapel bis zur gewünschten Sicke aufgebaut wird, während im zweiten Schritt dann dieser Lagenstapel in einer dritten Richtung rersteppt wird, welche senkrecht zur Richtung der Fäden in den Lagen gerichtet ist.

Die Vorrichtung weist gemäß Figur 2 einen starren Dorn als Hohlzylinder 10 auf, dessen Aussenabmessungen den Abmessungen des herzustellenden Körpers entsprechen. Der Zylinder ist vorteilhafterweise aus einer Folge langgestreckter Sektoren 11 aufgebaut, die auswechselbar sind, über den Umfang verteilt sind und zwischen sich einen Spalt 12 belassen. Jeder Sektor hat an seinen beiden Enden eine Aussparung 13, in die zwei Endringe 14 und 15 eingreifen können, wobei dann die Sektoren mit den Ringen einzeln mit Hilfe von Schrauben 16 verbunden werden, die die Ringe durchsetzen und in Gewindelöcher in den Enden der Sektoren eingeschraubt werden. Sie Endringe 14 und 15 weisen einen Kragen 17 auf, der eine Stirnverzahnung 18 hat, wodurch der Zylinder 10 in einer später noch zu beschreibenden Weise in Brehung um seine Achse versetzt werden kann. Sie Endringe 14 und 15 sind an den äußeren Enden des Sorns 10 mit zwei Kreisscheiben 19 und 20 fest verbunden, die mit Schrauben 21 gegen die Stirnflächen der Endringe verschraubt sind. Sie Scheiben haben in ihren Mitten je eine Habe 22 bzw. 23, durch die eine Antriebswelle 24 hindurchgesteckt werden kann, wobei die Kreisscheiben

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19 und 20 mit der Welle dann über Schrauben 25 drehfest verbunden werden. Schließlich sind in die Außenflächen der Endringe 13, 14 nahe den Enden der Sektoren 11 Sacklöcher 26 eingebohrt, in die Stifte 27 fest eingesetzt sind, die sich radial nach außen erstrecken. Diese Stifte sind regelmäßig über den Umfang des Dorne 10 in bezug auf die Sektoren 11 verteilt, vorzugsweise mit einer geringen Winkelneigung in Richtung auf die Enden des Doms hin.

Der zylindrische Dorn 10 ist dazu vorgesehen, in einen ersten Arbeitsplatz eingesetzt zu werden, an dem auf den Dorn eine Folge von Lagen aus Fäden oder Filamenten aufgebracht wird, die erforderlich ist, den dicken Lagenstapel zur Bildung der dreidimensionalen Textilware zu erzeugen. Dieser erste Arbeitsplatz ist in der Figur 3 dargestellt.

Die Figur 3 zeigt einen Grundrahmen 28 als Tragrahmen für die Enden der Antriebswelle 24 des Doms 10, die in zwei Lagern 30 und 31 in zwei Seitenwänden 32 und 33 des Grundrahmens gelagert ist. Auf der Seite des Lagere 30 steht die Welle 24 über die Seitenwand 32 hinaus und trägt ein Antriebszahnrad 34, um das eine Kette 35 gelegt ist. Die Kette ist um ein zweites Zahnrad 36 gelegt, über das synchron mit der Welle 24 eine Führungsspindel 37 angetrieben wird, die zwischen die Seitenwände 32 und 33 des Grundrahmens 28 eingesetzt ist und deren Bedeutung nachfolgend noch erläutert wird. Die Kette 35 iet außerdem über ein Antriebsritzel 38 auf der Welle eines Antriebsmotors 39 gelegt, der mit bestimmter Geschwindigkeit oder in schrittförmiger Bewegung mit bestimmter Amplitude laufen kann, wobei dieser Motor auf einer Konsole 40 befestigt ist, die

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sich an der Seltenplatte 32 befindet, auf der er mit einem Spannband 41 festgezogen 1st. Sie Spannung der Kette 35, die die Welle 24 und die Führungsspindel 37 antreibt, wird durch ein Spannrad 42 aufrecht erhalten, das am Ende eines Schwenkarms 43 sitzt.

Die Führungsspindel 37, die gemeinsam mit der Welle 24 angetrieben wird, arbeitet mit einem Spulenträger schlitten 44 zusammen, der einen Spindelmutterabschnitt besitzt. Der Schlitten hat eine Tragplatte und eine daran befestigte Seitenplatte 46, in die eine Achse 47 für eine Spule 48 mit regulierbarer Reibung eingesetzt ist. Diese Spule kann fortlaufend und mit einer angemessenen Zugspannung einen Faden 49 abgeben in Fora einer Litze oder eines Stranges, um auf dem zylindrischen Dorn 10 eine erste Lage zu erzeugen, in der der Faden 49 den Dorn in Umfangsrichtung in Form einer ununterbrochenen Schraubenbahn umgibt. Zu dem Zweck durchsieht der Faden 49 einen Fadenführer 50, der auf einen Arm 51 am Schlitten 44 befestigt ist. Die Drehbewegung der Führungsspindel 37 aufgrund des Antriebs des Motors 39 mit gleichförmiger Drehzahl wird dabei in eine Yerschiebebewegung des Spulenschlittens 44 parallel zur Achse des Doms ungesetzt, da der Schlitten auf einer Gleitstange 52 parallel zur Führungsspindel 37 geführt ist, die zwischen die Seitenwände 32 und 33 des Grundrahmens 28 eingesetzt ist.

Der Spulenträgerschlitten 44 bringt auf diese Weise auf die Außenfläche des Dorne 10, der aus nebeneinanderliegenden Sektoren 11 aufgebaut ist, eine erste Lage, in der der Faden 49 sich in einer ersten Richtung erstreckt, die quer zur Yerbindungsrichtung der beiden Zylinderenden liegt, wobei der Vorschub oder

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die Ganghöhe durch das Gewinde der Führungsspindel 37 bestimmt ist und die Verschiebung des Schlittens und die Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens von einem Ende des Dorne zum anderen miteinander koordiniert sind, wo ein (nicht gezeigtes) Sicherheitsorgan den Schlitten zum Stillstand bringt, z.B. durch Abkuppeln von der Führungsspindel 37. Durch Verändern der Spindelsteigung oder des Übersetzungsverhältnisses mit Hilfe der Kettenräder ist es möglich, die Fäden in der Lage aneinander .grenzend, überlappend oder mit Abstand zu legen, wie es gerade für den herzustellenden Körper gewünscht wird. Man kann bei jeder Lage der oben beschriebenen Art den Spulenschlitten von einem Ende des Borns immer in derselben Richtung laufen lassen oder durch Umkehren der Rotationsrichtung der Führungsspindel eine stets wechselnde Richtung des Schlittens von der einen Seite zur anderen und umgekehrt zulassen.

Ist auf den Dorn 10 die erste Fadenlage aufgebracht, kann mit Hilfe der Vorrichtung die zweite Lage aufgelegt werden, in der der Faden vorzugsweise senkrecht zur Richtung in der ersten Fadenlage verläuft und zwar im vorliegenden Fall in Richtung der Erzeugenden des Zylinders. Dazu benötigt die Vorrichtung einen zweiten Schlitten 53, der hier als Schußfadenschlitten bezeichnet wird, und der auf zwei Stangen 54 und 55 geführt ist, die parallel zur Achse 24 des Doms 10 verlaufen. Der Schlitten 53 hat einen seitlichen Fortsatz mit einer Klemme 56, durch die er an ein Antriebsseil 57 angekuppelt werden kann. Das Seil ist über eine Umkehrrolle 58 auf einer Achse 59 geführt, die in einem horizontalen Schlitz 60 verschiebbar gelagert ist, der in eine abgekröpfte Wand 61 eingearbeitet ist, die an die Seitenwand 32 des Grundrahmens 28 angrenzt, so

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daß auf diese Welse der Zug im Seil reguliert werden kann, während es außerdem über eine Antriebsscheibe 62 geführt ist auf der Achse eines Motors 63, der mittels Spannbändern 65 auf einer Eonsole 64 an der anderen Seitenwand befestigt ist. Der Schußfadenschlitten 53 hat ebenfalls einen Fadenführer 66 für den Faden 67» der dem Schlitten Ton einer Spule 68 mit regulierbarer Reibung zugeführt wird, die auf eine Achse 69 aufgesetzt ist. Wie der Faden 49 der ersten Lage, so kann auch der Faden 67 für die nweite Lage den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sein, nämlich eine Litze sein, ein Faserstrang oder dergl. je nach der Natur der Fasern oder Fäden und nach den Eigenschaften des zu formenden Körpers.

Das Aufbringen des Fadens 67 der zweiten Lage in der Richtung der Erzeugenden des Zylinders 10 geschieht mit Hilfe der Stifte 27, die fest in die Endringe 14 und 15 des Doms 10 eingesetzt sind. Das eine freie Ende des Fadens 67 wird zu dem Zweck um einen Dorn beispielsweise des Endringes 14 geschlungen oder geknotet, und der Schlitten 53 wird dann auf den Führungsstangen 54 und 55 in Richtung auf den anderen Endring 15 hin Terschoben, so daß der Faden auf die bereits ron der ersten Lage des Fadens 49 überdeckte Oberfläche des Zylinders gelegt wird. Wenn der Faden 67 am entgegengesetzten Ende an dem Dorn des Endringeβ 15 Torbei kommt, der dem ersten Dorn am Endring 14 gegenüberliegt, erhält der Motor 35 über die Steuerung für den zylindrischen Dorn 10 einen Schrittbefehl, so daß die Dorne eine kleine WinkelrerSchiebung erfahren, und im selben Zeitpunkt wird die Drehrichtung des Motors 63 umgekehrt. Der Schlitten 53 läuft dann rückwärts, so daß der Faden 67 sich um den entsprechenden Dorn 27 herumlegt und an der anderen Seite des Doms vorbeigeführt

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wird, wobei er den passenden Zug im Paden erhält. Dieser Yorgang wird um den gesamten Umfang des Doms herum wiederholt, "bis eine 360°-Drehung beendet ist. Während auf diese Weise die zweite Lage aufgebracht wird, wird selbstrerständlich der erste Spulenschlitten 44 in Ruhestellung gehalten, indem er außer Eingriff mit der Antriebsspindel 37 gehalten wird.

Gemäß der Erfindung wird der Dorn 10 auf diese Weise Schicht um Schicht ummantelt mit Lagen aus den Fäden 49 und 67, bis die gewünschte Dicke erreicht ist, mit der der Körper schließlich hergestellt werden soll. Sind diese Vorgänge dann abgeschlossen, dann ist der Dorn 10 mit dem darauf fertiggestellten Lagenstapel bereit, den Faden in der dritten Richtung aufzunehmen, was mit einer Art Stepprorgang geschieht, der für sich selbst an sich bekannt ist.

Zu dem Zweck wird der Dorn 10 mit der darauf befindlichen Lagenschicht 71 zu einem zweiten Arbeitsplatz transportiert, der schematisch in einer Ausftihrungsform In der Figur 4 dargestellt ist. Der Dorn 10 wird dazu ron seiner Antriebswelle 24 abgenommen und auch von den Endscheiben 19 und 20, während der übrige !Feil aus den Sektoren 11 und den Endringen 14 und 15 auf eine Tragplatte 72 gelegt wird. Diese Tragplatte hat Tier Stützen 73 mit je einem Zahnrad 74 am oberen Ende, und zwei dieser Zahnräder greifen jeweils in die Yerzahnung 18 der Endringe 14 und 15 derart ein, daß der Dorn um seine Achse angetrieben werden kann. Eines der Zahnräder 74 ist mit einer Achse 75 versehen, auf der ein Handrad 76 befestigt ist, so daß eine Bedienungsperson von Hand oder durch irgendeinen

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geeigneten Steuerbefehl um einen bestimmten Drehwinkel den Dorn 10 tun seine Achse rerdrehen kann. Die Tragplatte 72 ruht auf Tier Gewindebolzen, so daß sie damit auf einen Vagen 78 genau in die Horizontale eingestellt werden kann. Mit vier Rädern 79 läuft der Vagen auf zwei Führungsschienen 80 und 81, die fest auf einem Grundgestell 82 angebracht sind. Parallel zu den Schienen ist auf dem Grundgestell eine Zahnschiene 83 befestigt, deren Zähne 84 eine Teilung haben, die dem zweifachen der Stichlänge der auszuführenden Steppnaht entspricht. Der Transport des Vagens 78 wird mit Hilfe τοη zwei Elektromagneten 85 und 86 gesteuert, deren Spulen zwei Magnetanker 87 und 88 abwechselnd derart steuern, daß jeweils einer der Anker an einem Zahn der Zahnleiste anliegt, während der andere in der Mitte zwischen zwei Zähnen steht. Bei jedem Schaltschritt rückt der Vagen um die Hälfte des Abstands zweier Zähne Tor. Der Vagen 78 ist an eine Schnur 89 angebunden, die über eine Umlenkrolle 90 läuft und an der ein Zuggewicht 91 befestigt ist, das einen praktisch konstanten Zug ausübt und im Zusammenwirken mit den Steuermagneten einen Sehrittrorschub des Vagens bewirkt.

Figur 4- zeigt darüber hinaus den bei der Maschine eingesetzten Steppapparat, der in an sich bekannter Veise arbeitet und der lediglich für die besondere Verwendung angepaßt ist. Es ist dazu eine Trägerstütze 100 rorhanden, die auf dem Grundgestell 82 befestigt ist und die mit zwei Armen 101 und 102 ausgestattet ist, welche sich parallel zur Achse des Doms 10 erstrecken. Am Ende des Arms 101, der in das Innere des Doms 10 hineinzugreifen hat durch die Öffnung des Endringes 14 oder 15, befinde* sich ein Einziehhaken 103,

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während der Arm 102, der oberhalb des Zylinderdorns 10 gelegen 1st, an seinem Ende einen Kopf 104 trägt, der Ton einer Nadel 105 durchsetzt ist, die in bezug zum Einziehhaken 103 angebracht ist und mit diesem zusammenwirkt, um auf beiden Seiten des Lagenstapels 71 den Kettenstich herzustellen.

Figur 5 zeigt im einzelnen die Steppmaschine, mit der der dritte Faden im Lagenstapel 71 eingebracht wird. Sie an Kopf 102 geführte Hadel 105 ist von bekannter Art und hat an ihrem Torderen Ende einen Haken 106, oberhalb dessen schwenkbar eine Zunge 107 am Nadelschaft befestigt ist, die zusammen mit dem Haken eine Fangöse für den zu rersteppenden Faden 108 bildet, der wie die Fäden 49 und 67 der zuvor auf dem Born 10 gebildeten Lagen ein Strang, eine Litze oder dergl. sein kann. Der Steppfaden 108 wird τοη einer oder mehreren Spulen mit einstellbarer Reibung (nicht dargestellt) zugeführt und läuft durch eine Fadenführung 109, die auf einer Zunge 110 befestigt ist, die wiederum an einer verschiebbaren Stange 111 sitzt, so daß die Fadenführung 109 und die Stange 111 zusammen den Einziehhaken 103 bilden. Der Am 101 ist darüber hinaus über das Torderende der Stange 111 verlängert mit einem Bügel 112, an dessen äußerstem Ende eine Federplatte 113 angebracht ist, die auf noch zu beschreibende Weise dafür sorgt, daß die Zunge 107 Im Umkehrpunkt der Nadel 105 geschlossen wird. Die Nadel sitzt an einer verschieblichen Nadelstange und kann vom Innern des Kopfes 104 aus mit Hilfe von Einrichtungen, die in Verbindung mit der Figur 6 noch beschrieben werden, bewegt werden.

Die Stange 111 des Einziehhakens 103 ist in das Innere der Tragstütze 100 hinein verlängert. Auf ihr

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Ende sind zwei Begrenzungsringe 115a, 115b fest aufgesetzt, zwischen denen sich, ein Lagerring 115 befindet, in dem sich die Stange 111 frei drehen kann. Der Lagerring 115 trägt eine Gleitführung 110, die auf einer festen Gleitstange 117 gleitet, welche mit einer Befestigungsplatte 118 an der Innenfläche eines Getriebekastens 119 festgeschraubt ist, der in der Höhe im Innern der Tragstütze 100 mit einer Stellschraube 120 eingestellt werden kann. Diese Stellschraube 120 durchsetzt frei drehbar den Boden des Getriebekastens 119, ist darin jedoch achsfixiert und überdies in einem Gewindeloch 121 im Boden der Trägerstütze 100 rerschraubbar. Mit Hilfe der Schraube120 ist es möglich, den Getriebekasten 119 innerhalb der Trägerstütze 100 derart zu Terstellen, daß der Arm 101, der durch einen Schlitz 122 in Stützarm 100 hindurch gesteckt ist, in bezug auf die Nadel im Innern des Dorne 110 eine passende Höhe einnimmt. Der Lagerring 115 trägt auf seiner gegenüberliegenden Seite einen Kulissenstein 123, der in einer Kulissennut 124 eines zylinderförmigen Kulissenkörpers 125 geführt ist, welcher bei Drehung um seine zur Stange 111 parallele Achse 126 bewirkt, daß die Stange gegenüber ihrer Führung 109 und damit auch der Faden 108 am Ende der Stange gegenüber dem Haken 106 der Nadel 105 rerschoben wird. Die Welle 126 des Kulissenzylinders 125 trägt noch einen weiteren Nookenkörper 127 und dreht sich in Lagern 128 und 129» die im Innern des Getriebekastens 119 vorgesehen sind. Dieser zweite Nockenkörper 127 arbeitet mit einem Nockenfolger 130 zusammen, der am vorderen Ende eines Arms 131 drehbar gelagert ist, welcher an einer Nabe 132 sitzt, die auf der Stange 111 festgelegt ist. Eine Feder 132a sorgt dafür, daß der Nockenfolger 130 stets gegen die

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Nockenfläche 127 gezogen wird, Diese ist zur Welle 126 exzentrisch. Wenn die Welle in Drehung versetzt wird, wird der Fockenfolger 130 seitlich ausgelenkt, was eine Terdrehbewegung der Stange 111 zur Folge hat. Infolge der kombinierten Wirkung der beiden Steuerflächen 125 und 127 ist die Stange 111, die an ihrem Vorderende den Faden 108 führt, einer Doppelbewegung unterworfen, und zwar einer Axialverschiebung durch den Kulissenzylinder 125 und einer Schwenkbewegung durch den Nockenkörper 127.

Durch diese kombinierte Bewegung beschreibt die Führung 109 um das Ende der Nadel 105 eine nahezu geschlossene Kreisbewegung, während der der Faden 108 Ton seiner Spule abgegeben und bei jedem Absenken der Nadel, wenn diese den Lagenstapel 71 durchstoßen hat, Ton ihrem Haken erfaßt wird. Die Steuerwelle 126 für die Führungsflächen 125 und 127 trägt ein Zahnrad 133 für ihren Antrieb, das von einer Kette 134 umschlungen ist, die selbst um ein zweites Steuerkettenrad 135 herumgelegt ist. Letzteres ist auf einer Querachse 136 befestigt, die in Lagern 137 und 138 läuft, welche auf der Deckfläche des Getriebekaetens 119 befestigt sind. Auf dem einen Ende der Welle 136 sitzt ein Kegelzahnrad 139, das in ein weiteres Kegelrad 140 eingreift, das drehfest mit einer Yertikalwelle 141 verbunden ist, sich jedoch in einer Längsnut 141a gegenüber der Vertikalwelle verschieben kann, wenn der Getriebekasten 119 in der Trägerstütze 100 verlagert wird. Die vertikale Welle 141 trägt an ihrem entgegengesetzten Ende ein weiteres Kegelzahnrad 142, das seinen Antrieb von einem Gegenkegelrad 143 erhält, welches auf einer Hauptsteuerwelle 144 sitzt. Auf dieser Hauptsteuerwelle ißt schließlich ein Zahnrad 145 befestigt, um das eine

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Kette 146 geschlungen ist, welche von einem (nicht gezeigten) Motor angetrieben wird. Auf die Welle 144 ist ein zweites Zahnrad 147 aufgekeilt, dessen Drehbewegung mit einer Kette 149 auf ein Zahnrad 148 übertragen wird, das auf einer querliegenden Welle 150 befestigt ist und auf diese Weise zwei parallele Steuernocken 151 und 152 in Umlauf versetzt, die auf nicht dargestellte Schalter einwirken, über die die Elektromagnete 85 und 86 wechselweise an Spannung gelegt werden, um dadurch den Wagen 78 gegenüber der Zahnstange 83 zu verschieben (Figur 4).

Figur 6 zeigt in vergrößertem Maßstab den Steppkopf 104, durch den die Nadel 105 betätigt wird. Die Nadel, die in der Nadelstange 114 befestigt ist, ist gegenüber dieser mit einer Schraube 159 festgesetzt. Die Nadelstange 114 ist im Innern des Gehäuses 160 des Kopfes an einer Querstrebe 161 fest angebracht, die einen horizontalen Schlitz 162 aufweist. An den Enden trägt die Querstrebe 161 zwei Führungsbuchsen 163 und 164, die auf Führungsstangen 165, 166 gleiten, welche an ihrem einen Ende mit einem Kopf 167 versehen sind, der außen auf dem Gehäuse 160 aufliegt, und an ihrem anderen Ende ein Gewinde tragen, auf das eine Mutter 168 zusammen mit einer Unterlegscheibe 169 aufgeschraubt ist. Der Querschlitz 162 in der Strebe 161 arbeitet mit einem Zapfen 170 zusammen, der am Umfang einer Scheibe 171 angebracht ist, deren Durchmesser dem Nadelhub entspricht* Diese Scheibe ist am Ende der Hauptsteuerwelle 144 befestigt, die sich durch den Arm 102 (Figur 5) hindurch erstreckt. Die Drehung der Welle 144 treibt den Zapfen 170 an, wodurch die Strebe 161 eine Auf- und Abbewegung durchführt, die auf die Nadel 105 übertragen wird, so daß diese den lagenstapel 71 auf dem Dorn 110

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durchstößt und dabei den faden 108 mitführt, so daß die gewünschte Steppnaht entsteht.

Bas Durchtreten der Nadel 105 durch den Lagenstapel 71 und das Erfassen des Padens 108 am Ausgang des Fadenführers 109 macht es erforderlich, daß der Dorn 10 sich nicht ror der Nadel befindet oder daß er wie der Lagenstapel selbst ron der Nadel durchdrungen werden kann. Aus diesem Grunde und gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der hohle Dorn 10, damit er einen Durchtritt für die Nadel bietet, mit einem ÖffnungsschlitB rersehen, der wenigstens ausreicht, daß eine Steppnaht angebracht werden kann, die sich bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel in Richtung einer Erzeugenden des Dorne erstreckt. Dieser Schlitz kann leicht in der Tertikaiebene der Nadel und der Fadenftihrungseinrichtung angeordnet sein, indem rom Dorn der entsprechende Sektor 11 herausgezogen wird, wozu einfach die entsprechende Schraube 16 (Figur 2) gelöst wird. Der Sektor kann dann nach Fertigstellung der Steppnaht wieder an seinem Platz eingesetzt werden. Der gleiche Torgang muß bei jedem Sektor beim Weiterdrehen durchgeführt werden, je nachdem wieriel Steppnähte über den Umfang des Dorne angebracht werden sollen.

Figur 7 zeigt schematisch eine Schrittfolge bei der Bildung eines Steppstiches durch die Schicht des Lagenstapels 71 mit Hilfe der Nadel 105 und der Fadenführung an der Stelle eines Schlitzes im Dorn, der zuvor durch Herausnahme eines der Sektoren aus dem Dorn gebildet ist. In der Darstellung a befindet sich die Nadel 105 in angehobener Stellung außerhalb des Lagenstapels, während die Fadenführung 103 hinter der

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Nadel zurückgeblieben ist unterhalb des Punktes des Torhergehenden Steppstiches. Die Stange 111 (nicht dargestellt) befindet sich in zurückgezogener Stellung, der Faden 108 macht oberhalb des Lagenstapels 71 eine Masche 180, die im Nadelhaken 106 hängt. Wenn die Nadel ihre Abwärtsbewegung beginnt, ist die Nadelzunge 107 geöffnet, da sie von der Masche 1ΘΘ aufgestoßen wird. In der nachfolgenden Phase, die in der Darstellung b gezeigt ist, erhält die Nadel 105 vom Steppkopf 104 ihre .Abwärtsbewegung und durchstößt die Dicke des Lagenstapele 71. Während dieser Bewegung fährt die Nadel durch di« Masche 180, wobei die Nadelzunge geöffnet und nach oben gerichtet bleibt. Während dieser Bewegung rücken die Stange 111 und die fadenführung 109 aufgrund der Xulieeenführung 125 (Figur 5) vor und bringen den Faden 108 unmittelbar in die Bahn der Nadel. In der dritten, in der Darstellung c gezeigten Phase, wird die Abwärtsbewegung der Nadel 105 fortgesetzt, wodurch der Nadelhaken 106 bis auf ein Niveau gerät, wo die Schwenkbewegung der Stange 111 aufgrund des Nockenkörpers 127 dafür sorgt, daß der Faden 108 in den Haken eingehakt wird. In der nachfolgenden Phase, die in der Darstellung d wiedergegeben ist, geht die Nadel weiter abwärts, so daß sie mit der Nadelzunge an dem Federglied 113 vorbeistreicht, da* die Nadelzunge leicht nach oben umlegt. In der nun folgenden, in der Darstellung e wiedergegebenen Phase beginnt die Nadel, wieder nach oben zu gehen, wobei dann das Federelement 113 die Nadelzunge 7 schließt und damit der Faden 108 eingefangen wird. Gleichzeitig kehrt der Fadenführer in einer schnellen Bewegung nach hinten, da aufgrund der Kuliesenführung 125 die Stange 111 nach hinten verlagert wird. Die Nadelzunge hält den Faden 108 im Haken

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106. Der Faden wird dann, was die Darstellung f zeigt, Ton der Nadel mit geringer Reibung durch den dicken lagenstapel 71 hindurch gezogen und in Portsetzung dieser Bewegung auch durch die Hasche 180, wonach in der Darstellung g die Nadel den höchsten Punkt ihrer Bewegung erreicht hat. Die Fadenführung wird erneut unter dem Einfluß des Nockenkörpers 127 verschwenkt, "bis die Nadel ihre erneute Abwärtsbewegung beginnt, um den nächsten Steppstich auszuführen. Dabei öffnet die Hasche die Zunge an der Nadel, und die Teile haben nun in der Darstellung der Figur h ihren Ausgangszustand wieder eingenommen. Der Zyklus wiederholt sich nun; der Abstand zwischen zwei Steppstichen entspricht einer halben Teilung der Zähne 84 auf der Zahnstange 83. Die abwechselnde Steuerung der Elektromagnete 85 und 86 während des Zyklusablaufs ergibt die Relatiwerschiebung des Doms gegenüber der Nadel um die entsprechende Schrittweite.

Durch Wiederholung dieser Einzelschritte wird durch die Schicht 71 der Lagen eine durchgehende Steppnaht aus aufeinanderfolgenden Kettenstichen erzeugt, wodurch die Anordnung durch Fäden zusammengehalten wird, die senkrecht stehen zu den Fäden der einzelnen Lagen, die ihrerseits durch die einzelnen Torgänge des Schußfadenlegens und des Wickeins hervorgegangen sind. Wenn die Schichten dann entlang einer Erzeugenden versteppt sind, werden die Elemente der Maschine, speziell der Wagen 78, zu ihrem Ausgangspunkt zurückgefahren. Der Dorn 10 wird darauf ein Stück um seine Achse gedreht, was mit Hilfe des Stellrades 76 erfolgt, damit die Nadel und der Fadenführer den Platz einnehmen, wo die nächste Steppnaht prallel zur vorher-

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gehenden mit einem gewissen Abstand zu dieser angebracht werden soll. Torteilhafterweise werden die Steppnähte in Bereichen angebracht, die mit Abstand am Umfang aufeinander folgen, so daß die dritte Richtung des Fadens in geeigneter Welse in der Sicke verteilt ist· Auf jeden Fall macht es das Absteppen erforderlich, daß zuvor ein Sektor 11 entfernt wird, damit die Nadel frei passieren kann. Nachdem einige Steppnähte angebracht sind, wird der Sektor wieder an seinem Platz eingesetzt, und dieser Torgang wiederholt sich so oft wie nötig und auf dieselbe Welse mit jedem Sektor des Doms, bis die gewünschte Diohte der Steppnähte erreicht ist und die Fäden in der dritten Dimension in der dreidimensionalen !Textilware untergebracht sind. Wenn dann alle Steppnähte angebracht sind, brauchen nur die Endringe 14 und 15 mit den Stiften 27 herausgezogen werden, darauf die Sektoren 11, so daß der Dorn zerlegt ist und der fertiggestellte dreidimensionale Drehkörper abgenommen werden kann.

Figur 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des zylindrischen Tragdorns, mit dem nach dem Terfahren und mit Hilfe der anhand der Figuren 2 bis 7 beschriebenen Torrichtung ebenfalls ein Körper aus dreidimensionaler Textilware hergestellt werden kann. Bei dieser Tariante hat der Dorn 200 die Gestalt eines Zylinders, der hohl ist und einen Längsschlitz 201 aufweist· Der Formzylinder 200 ist unter Zwischenschaltung von Rollenlagern 202 auf Endringe 203 und 204 aufgesetzt wie beim Beispiel der Figur 2, die an ihrem äußeren Rand eine Zahnteilung 205 aufweisen, über die der Dorn um seine Achse drehbar ist. An den Ringen sind Endscheiben befestigt, von denen eine 206 auf der Zeichnung zu erkennen ist, die eine mittlere Nabe 207

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und eine Feststellschraube 2ΟΘ hat, so daß durch sie eine (nicht gezeigte) Welle hindurehgeführt und festgesetzt werden kann. Die Endringe 203» 204 weisen eine Reihe Löcher 209 auf, in die Stifte 210 zum Spannen der Fäden beim Aufbringen der Schuß lagen in Richtung der Erzeugenden des Zylinders eingesetzt werden, wobei diese Stifte mit einer Sichte auf den Ringen angebracht sind, die der Zahl der aufzuziehenden Fäden entspricht. Bei der dargestellten Variante sind die Endringe 203, 204 durch eine Reihe von Zylinderstäben 211 miteinander verbunden, die über den Umfang des Formzylinders 200 regelmäßig verteilt angeordnet sind. Sie sind zwischen die einander zugewandten Ränder der Endringe 203 und 204 mit Kugellagern 212 eingesetzt, so daß sie sich gegenüber den Endringen frei drehen können. Bas Aufbringen der ersten Fadenlage, die schraubenförmig auf die Oberfläche der Stäbe 211 aufgewickelt wird, geschieht in der bereits beschriebenen Weise genauso wie das Anbringen der zweiten Lage über der ersten zwischen den Stiften 210 auf den Endringen· Das geänderte Ausführungsbeispiel des Dorne bringt lediglich eine Änderung beim Einbringen der Steppnähte in den Lagenstapel. Bei der dargestellten Variante ist der Schlitz 201 im Formzylinder 200 in bezug zu einer Lücke in der Gruppe der Stäbe 211 angebracht, indem an der Stelle ein Stab ausgelassen ist. Ein (nicht gezeigter) Verriegelungsnocken ermöglicht es, den aus den Stäben gebildeten Käfig, die Endringe und den Formzylinder so gegeneinander festzulegen, daß der Längsschlitz im Zylinder und die Lücke zueinander ausgerichtet sind, so daß die Steppnadel hindurchtreten und in der Richtung des Schlitzes 201 eine Steppnaht anbringen kann. Damit dann auch die Übrigen Steppnähte eingebracht werden

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können, genügt es, ohne weitere Änderung des den Formzylinder umgebenden Stabkäfigs den Sperrnocken zu entfernen und die Lagenstapelschicht auf den Stäben zu drehen, was aufgrund der Lager an den Stabenden möglich ist, um auf diese Weise jede Stelle des zylindrischen Körpers, an der eine Steppnaht angebracht werden soll, mit dem Schlitz 201 auszurichten.

Wie bereits gesagt, ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Herstellung dreidimensionaler Körper in Form von Hohlzylindern beschränkt, die mit Torrichtungen hergestellt werden können, wie sie in Form der beiden Varianten nunmehr beschrieben sind. Vielmehr kann das Verfahren auch zur Herstellung von Körpern oder Stücken von anderer Gestalt dienen, z.B. für die Herstellung von Kegelstumpfen. Dies geschieht mit Hilfe eines hohlen Doms von einer Gestalt, wie sie die Figur 9 als ein mögliches Ausführungsbeispiel zeigt.

In dieser Figxir besteht der in seiner Gesamtheit mit 220 bezeichnete Dorn wie bei dem Ausführungsbeiepiel nach Figur 2 aus einer Gruppe von schmalen, langen Sektoren 221, die in ihrem Profil entsprechend angepaßt sind und zwischen sich einen Montagespielraum

222 lassen. Diese Sektoren 221 werden an Ausnehmungen

223 an ihren Enden zwischen zwei Endringen eingespannt, von denen einer, der mit 224 bezeichnet ist, in der Zeichnung erscheint. Dieser Endring 224 ist mit einer Endscheibe 225 fest verbunden, die eine Mittelnabe 226 hat sowie eine Feststellschraube 227, so daß eine Antriebswelle hindurchgeftihrt und festgelegt werden kann. Der Endring 224 trägt eine außen umlaufende Stirnverzahnung 228, so daß der konische Dorn 220 auch ohne eine Antriebswelle in Drehung versetzt werden kann,

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nämlich wenn der auf dem Dorn befindliche Lagenstapel versteppt werden soll. Schließlich ist der Dorn 220 mit einer Reihe radial abstehender Stifte 229 versehen, die sowohl in löcher 230 in jedem Endring eingesteckt sind als auch in Löcher, die sich auf den Erzeugenden der Sektoren 221 befinden mit einem gegenseitigen Abstand, der vom Profil des Kegelstumpfes abhängt sowie davon, wie dicht die Lagen sein sollen, mit denen der Dorn abgedeckt wird.

Wenn auch die Form des Doms, auf dem der Körper aus dreidimensionaler Textilware hergestellt werden soll, keine besonderen Schwierigkeiten bei seiner Herstellung mit sich bringt, insbesondere um ihm ein kegelstumpfförmiges Profil zu geben, sind doch gewisse besondere Anpassungen der Vorrichtung nötig, mit der auf seine Außenfläche die übereinander liegenden Lagen aufgebracht werden, die den dicken Lagenstapel bilden, wie auch dafür, wie nach der Bildung des Lagenstapels die Steppnähte in der dritten Richtung des Gewebes angebracht werden.

In der Figur 10 ist deshalb der erste Abschnitt der Haschine gezeigt, der auf die konische Form des Dorne abgestimmt ist, damit auf diesem die übereinander liegenden Lagen in Umfangerichtung und im wesentlichen axial aufgebracht werden können. Der Dorn 220 ist mit seinen Endscheiben 225 auf eine Antriebswelle 251 aufgesetzt, und das ganze ist wiederum in einen Tragrahmen 232 eingesetzt, der mit parallelen Seitenwänden 233 und 234 ausgestattet ist. Die Welle 231 trägt ein Antriebszahnrad 235, um das eine Kette 236 geschlungen ist, die von einem Motor 237 angetrieben wird. Die Kette läuft über ein zweites Zahnrad 238, das

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seine Bewegung in einem bestimmten Teilungsverhältnis auf eine Führungsspindel 239 überträgt, die im Tragrahmen 232 gelagert ist. Die Führungsspindel 239 sorgt für eine Verschiebung eines ersten Schlittens 240 mit Spindelmutter in axialer Richtung, wobei dieser erste Schlitten eine Fadenspule trägt. Die Drehbewegung der Führungsspindel 239 wird vom Schlitten 240 in eine geradlinige Bewegung in axialer Richtung des kegelförmigen Doms 220 umgesetzt, wofür eine parallel zur Ftthrungsmutter verlaufende Gleitstange 241 sorgt, auf der der Schlitten 240 gleitet. Der Schlitten trägt eine Spule 242 mit einstellbarer Reibung und eine Fadenführung 243, die frei in zwei Tragarmen 244 und 245 gehalten wird. Die Führung 243 ist mit einem Zapfen 246 ausgestattet, der in dem zwischen zwei Stangen 248 und 249 gebildeten Schlitz 247 gleitet, wobei die Stangen im Tragrahmen 232 befestigt sind und parallel zur Erzeugenden des kegelförmigen Dorns 220 eingestellt werden können. Die Stangen 248 und 249 sind an ihren Enden in zwei Blöcken 250 und 251 eingelassen, wodmrch ihr gegenseitiger Abstand festgelegt ist, während mittels Feststellschrauben 252 die Richtung der Stangen eingestellt werden kann, indem diese Schrauben in Längsschlitzen 253 und 254 verschoben werden können, die sich in zwei Konsolplatten 255 und 256 befinden, die an den Seitenwänden 233 und 234 des Tragrahmens 232 fest sind. Das gegen den Dorn 220 gerichtete Ende der Fadenführung 243 trägt ein abgewinkeltes Teil 257, an dessen Ende eine Elektromagnet. 258 befestigt ist. Dieser arbeitet mit einer flexiblen Metallplatte 259 zusammen, die an ihrem Ende eine Führungeröhre 260 trägt, durch die der Faden 261 hindurchgeführt ist, der von der Spule 242 abgezogen wird.

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Dieser Faden dient dazu, auf dem Dorn 220 die erste lage zu erzeugen, die den Dorn schraubenförmig umgibt. Der Elektromagnet 258 dient dazu, daß die Spule den Faden 261 regulieren kann, damit er beim Umwickeln den Stiften 229 ausweichen kann, die bei einem konischen Dorn, wie dies bereits in der Figur 9 dargestellt ist, nicht nur am Umfang der Endringe 224 angeordnet sind sondern auch über die Länge der Sektoren 221 des Doms.

Wie bei der Ausführungsform der Erfindung alt zylindrischem Dorn ist ein zweiter Schlitten 262 vorgesehen, der als Schußfadenschlitten bezeichnet werden kann und mit dem auf dem konischen Dorn die lagen in der zweiten Richtung aufgebracht werden, in denen die Fäden eine im wesentlichen axial verlaufende Ausrichtung senkrecht zur Richtung der in Umfangsrichtung gewickelten Fäden der ersten Schichten haben. Der Schlitten 262 wird ebenfalls auf zwei parallelen Stangen

263 und 264 geführt, die parallel zur Erzeugenden des konischen Dorne 220 ausgerichtet sind. Die Stangen sind deshalb mit ihren Enden in zwei Platten 265 und 266 befestigt, welche durch Stäbe 267 und 268 verlängert werden, die jeweils mit einer Feststellschraube 269 in Schlitzen 270 und 271 einstellbar festgelegt werden können, die in die Seitenwände 233 und 234 des Tragrahmens 232 eingearbeitet sind. Der Schlitten 262 trägt eine Klemme 272, in der ein Seil 273 gehalten wird, das über eine längeeinstellbare Umkehrrolle 274 und über eine Antriebsscheibe 275 geführt ist, die τοπ einem Motor 276 angetrieben wird. Hit Hilfe dieses Seils wird der Schlitten 262 auf den Stangen 263 und

264 parallel zu den Erzeugenden des konischen Doms 220 verschoben. Der Schlitten 262 hat schließlich eine Fadenführung in Form einer Röhre 277 für einen Faden

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278, der τοη einer (nicht gezeigten) Spule abgezogen wird, wobei diese Fadenführung quer in einem Schlitz 279 des Schlittens unter Beeinflussung eines zweiten Elektromagneten (ebenfalls nicht dargestellt) verlagert werden kann, der im Innern des Schlittens angebracht ist. Damit kann wie bei dem Faden für die ersten Schichten den Stiften 229 auf der Oberfläche des Dorns 220 beim Auslegen des Fadens in Schußrichtung nötigenfalls ausgewichen werden.

Die Figur 11 erläutert mehr im einseinen den praktischen Einsatz der Wagen 240 und 262 für den aufzuwickelnden Faden und für den Schußfaden sowie die Art, wie die Fäden 261 und 278 auf die Oberfläche des Dorne 220 aufgebracht werden, um so die zwei Lagen übereinander anzubringen, die in zwei unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind. So macht die Form des Dorne als Kegelstumpf gewisse Anpassungen bei dem Aufbringen der Lagen erforderlich, wenn quer zum Lagenstapel eine im wesentlichen gleichmäßige Stärke erreicht werden soll, da die Richtungen der Fäden aufgrund der Natur des Trägers selbst, auf den sie aufgebracht werden, nicht absolut zueinander senkrecht verlaufen können.

Es empfiehlt sich, daß in jedem betrachteten Bereich des Kegelstumpfes die Anzahl der Fäden pro cm im wesentlichen gleich ist, wenn eine Textilware erhalten werden soll, die in allen Richtungen gleiche Eigenschaften hat. Aus dem Grunde ist es nötig, daß nicht nur auf den Endringen des konischen Dorns 220 sondern auch auf den langgestreckten Sektoren 221 Stifte 229 vorhanden sind.

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Vor dem Aufwickeln der ersten lage wird der Dorn 220 auf den Endringen und in den länglichen Sektoren mit einer gewissen Zahl von Stiften 229 mit geeigneten Abstand bestückt, und es wird dann auf den Dorn ein erstes Mal der Faden 261 mit Hilfe des Spulenschlittene 240 in Umfangsrichtung aufgebracht. Dazu wird die Drehung des Dorne bei einer geeigneten Antriebsgeschwindigkeit synchronisiert mit der Drehzahl der Führungsspindel 239» so daß der Schlitten 240 gegenüber dem Dorn so verschoben wird, daß auf der Oberfläche des Dorne ein praktisch ununterbrochener Schraubenwickel entsteht, dessen einzelne Windungen aneinander schließen, oder mit einer vorherbestimmten Deckung. Bei diesem ersten Vorgang ermöglicht es der Fadenführer 243, den Abstand zwischen der Fadenöse 260 und der Oberfläche des Wickeldorne im wesentlichen konstant zu halten, da der Zapfen 246 zwischen den Stangen 248 und 249 gleitet, die parallel zur Erzeugenden des kegel stumpf fb'nnigen Dorne liegen. Bei dieser Bewegung kann die Fadenöse 260 den Stiften 229 ausweichen, da der Elektromagnet 258 für eine geringfügige Auslenkung der Platte 259 abhängig von der Umfangsstellung während des Wickeins sorgt. In der Figur 11 ist der Weg der Fadenöse 260, die den Faden 261 abgibt, in bezug auf die Oberfläche des konischen Dorne schematiech angedeutet.

Wenn das Aufwickeln beendet ist, wird die zweite Lage in Richtung im wesentlichen axial mit etwas schräger Anstellung des Schlittens aufgebracht, damit ebenfalls in dieser Richtung eine Dichte der Lage erzielt wird, die praktisch überall gleich ist. Wie bei dem erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird auch hier der Faden 278 an den Enden um einen der Stifte 229 in einem Endring 224 geschlungen oder ge-

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knotet, worauf der Schußfadenschlitten 262 parallel zur Achse des Borns 220 verfahren wird.

Der Faden 278 verläuft dann zum gegenüberliegenden Endring, umschlingt einen Stift 229, der dazu vorgesehen ist, und geht zum ersten Endring zurück. Nachdem er abermals um einen zweiten Stift am ersten Endring herumgeführt ist, wird der Faden abermals über die Oberfläche des Borns gezogen, jedoch wird die Bewegung des Schlittens angehalten, bevor der zweite Endring erreicht ist an einem Stift 229, der im entsprechenden Sektor 221 eingesetzt ist, und so weiter mit allmählichen Verringerungen nach Maßgabe der Überdeckung der Oberfläche des Doms. Wie bei dem Spulenträgerschlitten für den Wickelvorgang sind die Hin- und Herbewegungen des SpulenträgerSchlittens für den Schußvorgang 262 verbunden mit einer leichten Verlagerung der Fadenöse 277 im Innern des Schlitzes 279, die den Faden 278 abgibt, was mit Hilfe eines Elektromagneten im Spulenträgerschlitten derart erfolgt, daß ein Zusammentreffen der Fadenführeröse und der auf die Sektoren 221 befestigten Stifte vermieden wird und daß ferner der Faden bei jeder Umkehr der Bewegung des Schlittens um den Stift gelegt wird. Wegen der geringfügig schrägen Ausrichtung, die so nötig wird für die Aufteilung der Fäden 278 zwischen den Stiften 229, muß der Born 220 bei jeder Bahn des Schlittens 262 leicht in seiner axialen Richtung verlagert werden, besonders wenn die Abmessungen des Borns in der Breite erheblich sind in bezug auf die längenabmessungen, d.h. wenn der Scheitelwinkel des Kegelstumpfes ziemlich groß ist, so daß bei den Schußlagen die schräge Ausrichtung zur Achse nicht mehr

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Yernachlässlgbar 1st. Zu dem Zweck wird vorgesehen, die Richtung dee Schlitzes 271 abzuändern und am Ende einer Führungsstange des Schlittens 262, z.B. am Ende der Stange 268, die mit diesem Schlitz zusammenarbeitet, ein Querstück 280 einzusetzen, dessen Hittelabschnitt eine Zahnung 281 aufweist und das an seinen beiden Enden durch Stangen 282 verlängert ist, die in Lagerösen 283 und 284- am Rahmengestell gleiten· Dieser mit Zahnung 281 versehene Abschnitt arbeitet mit einem Zahnsektor 285 -zusammen. Der Zahnsektor wird über ein Gelenkstück 286 verschwenkt, das am Ende einer Stange 287 eines Kolbens 288 sitzt, wodurch eine leichte Richtungsverschwenkung der Pührungsstangen 263 und 264 ermöglicht wird, die die Führung des Schußfadenschlittens 262 entsprechend der Erzeugenden des Dorne ermöglicht sowie den Durchtritt dee Fadens zwischen den Stiften 229. Am Ende jeder Reihe von aufeinanderfolgenden Verkürzungen setzt der Schußfadenschlitten seinen Zyklus fort, nachdem der Dorn auf der Welle 231 um einen entsprechenden Winkel um seine Achse gedreht wurde.

Vorteilhafterweise wird die Steuerung der Spulenschlitten für den Wickelvorgang und für den Schußvorgang sowie der für die den Fadenführungen der Schlitten zugeordneten Elektromagnete nach der Verteilung der Stifte auf der Oberfläche des Dorne gespeichert. Die Steuerung der Schlitten wird vorzugsweise mit einem Steller so gesteuert, daß die Lineargeschwindigkeit der Fäden während des Wickelvorgangs oder des Auslegens der Schußfäden im wesentlichen konstant ist.

Wenn das Aufbringen der lagen beendet ist, wird der Dorn 220 entnommen und in einen zweiten Ab-

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schnitt der Haschine eingesetzt, in dem das Durchsteppen des Stapels in einer Reihe von Stepplinien radial und aneinander grenzend und zweckmäßig über die Dicke des Stapels rerteilt erfolgt. Dieser zweite Abschnitt ist in der Figur 13 gezeigt.

Diese Figur 13 zeigt eine Anordnung, die in ihren wesentlichen Teilen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, nämlich eine Nähmaschine 300, die zwei zueinander parallele Arme 301 und 302 aufweist mit einer Fadenzuführung 303 und einem Steppkopf 304, in den eine Nadel 305 eingesetzt ist. Der Wickeldorn 220 mit seinem Lagenetapel 306 ist auf eine Lafette aufgesetzt, die mit Tier Zahnrädern 307 bestückt ist, welche in die beiden Stimverzahnungen 228 in den Endringen des Doms eingreifen. Die Zahnräder 307 befinden sich auf vier Stützen 308, die auf einer Tragplatte 309 errichtet sind. Die Tragplatte ruht mit höheneinstellbaren Füßen 310 auf einem Wagen 311, der auf Tier Führungsschienen 313,314, 315 und 316 eines Grundgestells mit Rädern 317 läuft. In spezieller Anpassung an die konische Gestaltung des Doms 220 sind die Tier Schienen 313 bis 316 gegen die Horizontale schräg geneigt, so daß der Wagen 11 sich gegenüber der Ebene des Grundgestells 12 anhebt, wobei die Erzeugende des konischen Doms 220, auf der die Steppnaht verlaufen soll, an der Steppstelle selbst gegenüber dem Steppkopf 304 und der Fadenzuführung 303 stets denselben Abstand behält, somit also diese Elemente sich gegenüber der Achse des Dorne verschieben. Eine Laufschiene für den Wagen, beispielsweise die Schiene 13, hat eine seitliche Zahnleiste 318 zugeordnet bekommen, mit der die Anker zweier Elektromagnete 319 und 320 zusammenwirken, die oberhalb der Schiene am

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Wagen angebracht sind und wechselweise erregt werden, wie dies bereits aus dem erstbeschriebenen Beispiel bekannt ist, so daß der Wagen 311 sich schrittweise vorwärts bewegt, «it einer Schrittweite, die der halben Zahnteilung der Zahnleiste 318 entspricht. Die Verschiebung des Wagens erfolgt über einen Arm 321, an den die Kolbenstange 322 eines Stellzylinders 323 angelenkt ist.

Es ist bekannt, daß es für eine Steppnaht durch den Lagenstapel 306 gut ist, wenn die Nadel 305 im Kopf 304 senkrecht zur Oberfläche des kegelstumpfförmigen Dorne gerichtet ist, wenngleich eine derartige Ausrichtung nicht unbedingt erforderlich ist. Zu dem Zweck ist nach einer besonderen Ausgestaltung gemäß Figur 14 der Steppkopf 304 so angelenkt, daß er gegenüber seinem Tragarm 302 um einen Winkel gekippt werden kann, der gleich dem Scheitelwinkel des konischen Dorne 220 ist. Der Arm 302 ist dazu durch eine Gleithülse verlängert, deren Stellung auf dem Arm mit Hilfe einer Feststellschraube 331 festgelegt ist. Die Welle 332, die in der Achse des Arms 302 verläuft und den Antrieb für die !Tadel 305 liefert, endet ebenfalls in Form einer Hülse 333, in die eine Welle 334 eingesteckt ist, die gegenüber der Hülse 333 durch einen Keil 335 unverdrehbar ist, die jedoch in der Hülse axial verschoben werden kann. Die Welle 334 ist in einem lager 336 geführt, das das Zentrum einer Platte 337 durchsetzt, welche das äußere Ende des Arms 302 abschließt, und sie endet an einem Kardangelenk 338 mit einem ersten Bügel 339 auf dessen erster Drehachse 340 der Kardanring 341 befestigt ist, um dessen zweite, zur ersten Drehachse senkrechten Drehachse 341 der zweite Kardanbügel 342 schwenkbar ist. Der Steppkopf 304 ist mit

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einer Befestigungeplatte 343 gelenkig aufgehängt. Sie Drehbewegung der Antriebewelle 332 wird somit auf die Hadel 305 über das Kardangelenk 338 übertragen, wobei der Kopf 304 eine Winkelanstellung haben kann; die !Tadel 305 ist in einer Nadelstange 344 mit Hilfe einer Befestigungsschraube 345 festgelegt. Damit der Steppkopf 304 in bezug auf die Hülse 330 in seiner Winkellage gehalten wird, ist am Kopf oben eine Platte 346 befestigt, die schwenkbar und seitlich einen mit einem .Gewindeloch versehenen Kopf 347 trägt, in den eine Gewindeetange 348 eingeschraubt ist, die über einen gerändelten Griffteil 349 rerdreht werden kann. Das zweite Ende der mit entgegengesetztem Gewinde versehenen Gewindestange 348 steckt in der Gewindebohrung eines «weiten Kopfes 350, der an einem Arm 351 an der Hülse 330 schwenkbar befestigt ist.

Unabhängig von der gezeigten Ausführungsform bringt das erfindungsgemäße Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß Körper oder Stücke von beliebiger Porn hergestellt werden können aus einer dreidimensionalen Textilware, in der die Ausrichtung der Päden und deren Verteilung nach Belieben gewählt werden können. Bei Verwendung eines Tragdorns, dessen Gestalt die Form des herzustellenden Körpers wiedergibt und der selbst aus abnehmbaren Einzelelementen geformt ist, die es ermöglichen, durch Abheben der Elemente nacheinander einen Schlitz im Dorn herzustellen, der für das Durchtreten der Steppnadel benötigt wird, ist es möglich, eine beachtliche Vielfalt im Profil der Körper zu erzielen, die sich aus technisch möglichen Kombinationen von Zylinder, Kegelstumpf, Tonne oder Kugel denken lassen. Außerdem können mit dem Verfahren mit wesent-

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lieh vereinfachten Mitteln alle Parallelepipedformen erzeugt werden mit quadratischem Querschnitt, rechteckigem Querschnitt oder sonstigem, wobei die einzige Forderung darin besteht, daß quer über den Tragdorn, auf den die aufeinanderliegenden Lagen in den zwei abwechselnden ersten beiden Richtungen aufgebracht werden, ein Durchtritt oder ein Schlitz für das Einsteppen in der dritten Richtung "vorhanden sein muß.

Die Torrichtung nach der Erfindung ist besonders hinsichtlich der Wahl des Materials, aus dem die fäden, Filamente, Fasern, Litzen oder dergl. bestehen, sehr anpassungsfähig. So wie eine große Breite hinsichtlich der Wahl in der Natur der Fäden zulässig ist, können diese auch in nahezu beliebiger Kombination in den einzelnen Schichten der dreidimensionalen !Textilware rerwendet werden. So eignet sich beispielsweise das Terfahren zur Herstellung einer Ware, bei der Monofilamente mit einem Surohmesser von 12 Mikron verwendet werden, was Abmessungen entspricht, die weit unter denen in industriellen Herstellungsprozessen normalerweise verwendeten liegen, bis zu Fäden von starken Durchmessern, die 2*400 tex und mehr erreichen ( 1 tex entspricht einem Element, das äquivalent dem Gewicht eines 10.000 m Fadens von 12 Mikron 1st ). Da der Faden in der dritten Richtung, mit dem die Steppnaht durch die Fadenlagen der beiden ersten Richtungen gebildet wird, vorzugsweise mit einem Material relativ hoher Zugfestigkeit hergestellt werden sollte, verwendet man dazu vorzugsweise durch an sich bekannte chemische oder mechanische Verfahren außen geschützte Fäden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht

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darauf beschränkt, daß die Fäden in einer der drei Richtungen der Textilware rerlaufen. Die fäden können unter irgendeinem zuvor bestimmten Winkel ausgerichtet sein, der so gewählt wird, daß die Kräfte, denen das zusammengesetzte Material schließlich ausgesetzt ist, darin einen hinreichenden Widerstand finden. Die Möglichkeiten der Kombination sind rielfältig, indem der Winkel beim Wickelrorgang, der Winkel in der Schußlage oder auch der Winkel der Steppnaht entsprechend variiert .wird. Außerdem können für die verschiedenen Fadenrichtungen sowohl Naturprodukte als auch verschiedene Kunstfasern eingesetzt werden, je nach dem späteren Verwendungszweck.

Die Körper oder Stücke aus dreidimensionaler Textilware, die nach dem Verfahren der Erfindung erhalten werden, können für zahlreiche Verwendungszwecke vorgesehen sein. So wurde bereite der Einsatz als Schutzschild angesprochen für Raumflugkörper oder Raketen, wobei diese Elemente bei hoher Temperatur gute mechanische Festigkeit und außerdem eine ausgezeichnete thermische Isolationsfähigkeit sowie Festigkeit bei erhöhter Stoßbeanspruchung haben müssen. Vorteilhafterweise wird für diesen Einsatz als äußere Lage ein thermisch gut isolierender Textilwerkstoff verwendet, wozu z.T. Fäden aus Kohlenstoff oder Graphit eingesetzt werden. Wenn auch die übrige Textilware einen hohen mechanischen Widerstand bei hoher Temperatur haben muß, dann können din Lagen aus Graphitfäden, die in der Gewebeschicht eingelagert sind, hochwertige andere Fäden beigefügt werden wie etwa Filamente aus Bor, Borkafeorat und Siliziumkarborat. Die Festigkeit gegen Stöße kann durch eine oder mehrere innere Lagen aus Fäden von geschmolzenem Siliziumdioxyd erhalten

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werden rerbunden mit Fäden aus hochzugfestern Kohlenstoff, die in der dritten Richtung, nämlich zum Versteppen der Textilware verwendet werden.

Auch ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die Dicke der einzelnen Schichten zu variieren und letztere nach allen gewünschten Kombinationen mit der dritten Dimension zu verschachteln. Speziell ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht durch die Abmessungen des herzustellenden Körpers eingeschränkt und ist unabhängig vom verwendeten Werkstoff, der sich nach Belieben aus einfachen Fäden oder aus vielen dünnen Fäden verzwirnt oder aus Strängen von parallelen Filamenten von erheblich größerem Durchmesser darbieten kann· Schließlich können Fäden oder Filamente mit hochwertigen mechanischen Eigenschaften allein oder in Verbindung mit synthetischen oder sonstigen Fasern verwendet werden, und die fertige Textilware kann schließlich mit einer verstärkenden Matrix aus Polyesterharz, Epoxid- oder Polyamidharz usw, getränkt werden. Bei der Auswahl der Mischung oder besser angepaßten Kombination von Fäden und Kunstharz empfiehlt es sich, auch auf die relative Dichte der Fäden in den verschiedenen Schichtlagen Rücksicht zu nehmen, denn die Dichte kann sehr wesentlich die Eigenschaften der fertigen Textilware beeinflussen. So kann beispielsweise mit verdrillten Fäden von großem Durchmesser eine Textilware hergestellt werden, deren

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Zugfestigkeit in der Größenordnung von 4 kg/mm liegt, wenn dagegen diese verdrillten Fäden durch Fäden oder Filamente ersetzt werden, die parallel zueinander verlaufen, dann kann eine wesentlich höhere Dichte der Schichten erzielt werden, so daß es dann möglich

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2 wird, eine Zugfestigkeit von 15 kg/mm zu erzielen. Im selben Sinne kann die Erhöhung der Zugfestigkeit verbunden sein mit einer Zunahme des Elastizitätsmoduls, dem Widerstand gegen Kompression und der Abriebfestigkeit durch eine geeignete Auswahl der Verteilung der Fäden in den verschiedenen Richtungen der Textilware.

Schließlich versteht es sich, daß die in der dreidimensionalen Textilware verwendeten Fäden allen geeigneten Torbehandlungen unterworfen werden können. So können beispielsweise die Fäden aus Kohlenstoff oder Graphit mit einem Pyrolysedepot infiltriert sein, die Fäden auf der Basis von Siliziumdioxyd sind selbst im allgemeinen mit einem Epoxidharz vorimprägniert. Auch kann die Textilware vor dem Imprägnieren mit der Harzmatrix einer geeigneten Schlußbehandlung unterzogen werden, um ihre Struktur zu verändern oder ihre Haltbarkeit zu verbessern oder auch die Anfangsdichte zu erhöhen.

Es werden nun lediglich beispielhaft einige Ausführungsbeispiele der dreidimensionalen Textilware aufgeführt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.

Beispiel 1

Die Ware besteht aus aufeinanderfolgenden Schichten mit unterschiedlicher Ausrichtung insbesondere im rechten Winkel; die Kettfäden und die Schußfäden bestehen aus Glasfaser von der Stärke 236 tex, bei einer Dichte von 18 Fasern auf den Zentimeter und einer Dicke von 0,28 mm; der Schichtstapel von 63 Schichten ist

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bedeckt alt eines Glasfaden derselben Bezeichnung und mit denselben Eigenschaften· Die Ware hat eine Dicke Ton 35 m und eine Dichte τοη etwa 1,3 kg/dm⁵.

Beispiel 2

FOr die Herstellung einer dreidimensionalen Textilware werden für die Richtungen in Kette und Schuß Kunststofffaserstränge nit jeweils 1.000 Filamenten verwendet, deren Dichte In jeder Richtung 20 Fäden pro cp ist und deren Dicke in jeder Sohicht 0,25 nm ist. Ein Stapel τοη 50 Lagen ist überdeckt mit einem Kohlenstofffaden τοη 1.000 Filamenten pro Strang, der mit einem Epoxidharz Torbehandelt ist. Die so erhaltene dreidimensionale Textilware hat eine Dicke τοη 25 mm und eine Dichte τοη etwa 0,76 kg/dm⁵.

Beispiel 3

Pur die Herstellung einer dreidimensionalen Textilware wird In Richtung der Kette und in Richtung des Schusses ein Silislumdioxydfaden mit der Bezeichnung 66 tex Terwendet, wobei die Dichte in jeder Richtung zwei Fäden/cm ist und die Dicke jeder Schicht 1,6 mm beträgt. Die Steppnaht durch sehn Schichten wird alt einem Silisiumdioxydfaden mit der Bezeichnung 34 tex durchgeführt mit einer Dichte der Vahtstiche in Längsrichtung und in radialer Richtung τοη 2,8 Fäden/cm. Die Textilware hat 32 mm Gesamtdicke und eine Dichte τοη etwa 1,2 kg/de⁵.

Beispiel 4

In Kettrichtung und in Schußrichtung werden Stränge Ton 10.000 Filamenten aus Graphit Terwendet mit einer Dichte in jeder Richtung τοη 4 Strängen/cm und

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einer Dicke jeder Einzelschicht von 0,25 mm. Bin Schichtstapel Ton 100 Schichten ist mit einem Strang von 3.000 Kohlenstoff-Filamenten gesteppt, der zuvor einer Epoxidharzbehandlung unterworfen ist. Die Dichte der Steppung in Längsrichtung und in radialer Richtung beträgt 8 Stränge/cm. Die dadurch erhaltene dreidimensionale Textilware hat eine Dicke von 50 mm und eine Dichte von etwa 0,95 kg/dm⁵.

.Beispiel 5

Eine dreidimensionale Textilware in Sandwichfore wird dadurch erhalten, daß zwischen zwei untereinander gleiche Schichten eine Zwischenschicht von anderer Art eingefügt wird. Für die äußeren Schichten in zwei zueinander senkrechten Richtungen werden Siliziutidiozjrdstränge von 666 tex verwendet mit einer Dichte in den beiden Richtungen von 2 Fäden/cm und einer Dicke in jeder Schicht von 1,6 mm. FUr die Hittelschicht wird ein Wolframfaden von 60 Mikron Stärke verwendet mit einer Dichte in jeder Richtung von 60 Fäden/ca, wobei die Dicke in jeder Schicht 0,13 mm beträgt. Der aus drei Schichten gebildete Stapel, der aus zunächst drei Schichten aus Siliziumdioxydfäden, dann 30 Schichten aus Wolframfäden und schließlich abermals drei Schichten aus Siliziumdioxydfäden besteht, wird Bit einem Siliziumdioxydfaden der Bezeichnung 34 tex gesteppt mit einer Dichte der Steppstiche in jeder Richtung längs und radial von 2,5 Fäden/cm. Die so erhaltene dreidimensionale Textilware hat eine Dicke von etwa 22 mm und eine Dichte in der Größenordnung von 10 kg/dm⁵.

Beispiel 6

In den beiden, zueinander senkrechten Rich-

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tungen der zwei übereinander liegenden Schichten werden Kohlenstoffstränge von 1.000 Filamenten verwendet, deren Sichte in jeder Richtung 20 Fäden/cm ist und deren Dicke pro Schicht 0,25 mm betragt. Ein Schichtstapel von 60 Schichten wird mit einem texturierten Glasfaden mit der Bezeichnung 136 tex gesteppt mit einer Stichdichte in Längsrichtung und in Umfangerichtung von 18 Fäden/cm. Die dreidimensionale Textilware hat eine Dicke von 30 mm und eine Dichte von 0,96 kg/dm3.

Die Beispiele sind nur zur Erläuterung zu verstehen und schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es sind zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich. Auch die beschriebene Torrichtung kann abgewandelt und insbesondere der Gestalt des herzustellenden Körpers aus dreidimensionaler Textilware angepaßt werden. Gleichfalls kann die Technik, mit der die Steppnähte eingebracht werden, dem besonderen Einzelfall angepaßt werden, was auch für die verwendete Steppnadel gilt. In gewiesen Fällen ist es vorteilhaft, den Steppkopf vor der Nadel mit einem Pfriem auszustatten, der im Schichtstapel beim Vorrücken des Steppkopfes zunächst Löcher vorsticht, die das Durchdringen der !Tadel erleichtern. Schließlich kann der Steppkopf so eingerichtet sein, daß die dritte Richtung des Steppfadens in einem beliebigen Winkel zu den Fäden der anderen beiden Richtungen angestellt ist, der nicht unbedingt 90° sein muß. Diese Einrichtung kann sehr einfach verwirklicht werden, so etwa mit einem Kardansystem, wie es in Verbindung mit Figur 14 bereits beschrieben wurde.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Körpern oder Stücken aus einer dreidimensionalen Textilware aus Garn, filamenten, Strängen, Fasern oder dergl., dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine erste Lage aus parallelen Fäden hergestellt wird, die sich In einer ersten Richtung erstrecken, daß darüber eine zweite Lage aus parallelen Päden In einer von der Richtung der ersten abweichenden zweiten Richtung angeordnet wird, daß diese Aufeinanderschichtung in den beiden Richtungen mehrmals wiederholt wird, bis ein dicker Lagenstapel entstanden ist, daß der Lagenstapel mit einem dritten Faden durchgesteppt wird, der mit der Richtung der Ebene der beiden Lagen des Lagenstapels einen vorbestimmten Winkel einschließt, wobei der dritte Faden eine durchgehende Naht bildet, und daß das Durchsteppen des Lagenstapels mit dem dritten Faden wiederholt wird zu einer Folge von parallelen, dichten aber beabstandeten Linien, womit die gesamte Fläche bedeckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Richtungen der Fasern der Lagenschichten und die Fadenrichtung der Steppfäden sämtlich zueinander senkrecht stehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Steppnaht aus dem dritten Faden in einer Orthogonalebene zu den Fäden der ersten und zweiten Schichten verläuft, wobei der Steppfaden eine Richtung

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hat, die nit den Richtungen der Fäden in den ersten und streiten Schichten einen spitzen Winkel einschließt.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der die ersten und zweiten Schichten bildende Faden und der Faden der Steppnaht Ton derselben Vorratsspule stammen.

5, Verfahren nach Anspruch 1 für die Herstellung eines Drehkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der ersten Schichten in ümfangsrichtung des Drehkörpers verlaufen, die Fäden der zweiten Schichten in Axialrichtung und die Steppfäden in radialer Richtung verlaufen, wobei die Steppnähte parallel zu den Fäden der einen Schichtengattung verlaufen und in Richtung der Fäden der anderen Schichtengattung einen Abstand zueinander haben.

6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steppfaden die übereinanderliegenden Schichten durchsetzt und unter Zugspannung gehalten ist sowie einen SinuskurrenTerlauf hat, dessen Scheitelpunkte auf den Außenflächen des Lagenstapels gelegen sind, während die Stücke, wo die Fäden aneinander grenzen, in der Dicke dee Lagenstapels zueinander parallel verlaufen.

7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die den Lagenstapel durchsetzende Steppnaht aus dem dritten Faden mit Kettenstich gefertigt ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

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dadurch gekennzeichnet, daß Fäden aus Glas, Siliziumdioxyd, Kohlenstoff, Graphit, Polyamiden oder Polyimiden verwendet sind.

9· Yerfahren nach einem der Ansprüche 1 his 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schichten Fäden gleicher oder unterschiedlicher Art verwendet werden·

.10. Yerfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Fäden durchgehend oder unterbrochen, aneinandergrenzend oder nicht, verseilt oder geflochten oder in Gruppen von parallelen Fäden ohne gegenseitige Verflechtung vorliegen.

11. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Drehkörpers, dadurch gekennzeichnet , daß er aus einer ersten Lage gebildet wird aus einen ununterbrochenen Faden, der schraubenförmig um den umfang eines !Dragdoms gewickelt wird, daß Fäden der zweiten Lage über den Wickel der ersten Lage in Richtung im wesentlichen parallel zur Achse angeordnet werden, bis die erste Lage vollständig überdeckt ist, daß die zweite Lage mit einer dritten, der ersten gleichen Lage überdeckt wird, daß dann die dritte Lage mit einer vierten, der zweiten gleichen Lage überdeckt wird usw., daß darauf der Lagenstapel mit einem dritten Faden durch den Tragdorn hindurch versteppt wird, der in geeigneter Weise durchbrochen ist, wobei die Steppnähte sich ebenfalls in Axialrichtung erstrecken, und daß schließlich der Tragdorn aus dem Körper herausgezogen wird.

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12. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilware mit einem eine Matrix bildenden Harz imprägniert wird, das die Hohlräume zwischen den Fäden ausfüllt.

13. Körper aus dreidimensionaler Textilware, der nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt ist, mit mehreren Schichten, in denen die Fäden im wesentlichen zueinander parallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Stapel von wenigstens zwei Schichten besteht, in denen selbst die Fäden parallel zueinander verlaufen, von Schicht zu Schicht jedoch verschieden ausgerichtet sind, während die Schichten untereinander mit wenigstens einem mit Zugspannung eingesteppten Faden verbunden sind, der in Form einer Sinuskurve die Schichten durchsetzt, deren Scheitel auf den Oberflächen des Lagenstapels liegen.

14. Körper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Steppfaden beim Durchdringen der Lagenschichten senkrecht auf den Fäden der Schichten steht.

15. Körper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Dichte zwischen 0,26 und 1,3 kg/dm⁵ besitzt.

16. Körper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß er die Gestalt eines rechtwinkligen Parallelepipeds, eines geraden Zylinders, Tonnenform oder Kugelform mit im wesentlichen konstanter Wandstärke oder die Form eines Kegel-

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stumpfes oder eine sich aus der Zusammenfügung dieser unterschiedlichen Profile ergebende Form hat.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einen der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen hohlen Tragdorn für den herzustellenden Körper, dessen Außengestalt dem Körper entspricht und der einen langgestreckten Schlitz aufweist, dessen Stellung über den Umfang des Doms variabel ist, eine erste Einrichtung, mit der der Faden der ersten Schichten in einer ersten Richtung in bezug zum Dorn auf diesen aufgebracht werden kann, einer zweiten Einrichtung, mit der der Faden der zweiten Schichten in einer zweiten Richtung in bezug zum Dorn auf diesem aufgebracht werden kann, einem einstellbar angebrachten Steppkopf mit einer Kadel, die mit einer Fadenzuführung zusammenarbeitet, wobei die Nadel und die Fadenzuführung sich, ausgerichtet zum Schlitz im Dorn außerhalb bzw. innerhalb des Doms befinden, durch Einrichtungen, mit denen der Dorn und die Einrichtungen zum Aufbringen der Fäden der ersten und zweiten Schichten gegeneinander verschiebbar sind, und Einrichtungen zur Relatiwerschiebung des Dorne gegenüber dem Steppkopf in Richtung des im Dorn vorgesehenen Schlitzes.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Dorn ein Drehkörper ist und aus einer Anzahl einander benachbarter, einzelner Sektoren besteht, die durch zwei Endringe miteinander verbunden sind, während der Schlitz im Dorn durch Herausnehmen irgendeines Sektors zwischen den Endringen gebildet wird.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur gegenseitigen Verschiebung zwischen Dorn und der ersten Vorrichtung zum Aufbringen des Fadens eine in der Achse des Doms verlaufende Welle aufweisen, die mit den Endringen des Doms durch Befestigungsecheiben verbunden ist, daß auf die Welle ein Antriebezahnrad aufgesetzt ist, das von einem Motor angetrieben wird, und daß eine synchron mit der Welle des Doms angetriebene Führungsspindel vorhanden ist, die an einem Spulenschlitten angreift, der eine Fadenführung trägt, welcher in einer Ebene verschiebbar ist, in der eine Erzeugende des Doms liegt, wobei durch Drehen des Doms in Verbindung mit der Verschiebung des Spulenschlittens der Faden schraubenförmig um den Dorn gewickelt wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Endringe und gegebenenfalls die Sektoren des Doras mit Löchern ausgestattet sind, in die radial nach außen gerichtete Stifte einsteckbar sind zum Halten der Fäden der in Richtung der Erzeugenden des Doms verlaufenden Schichten, die mit der zweiten Einrichtung zum Aufbringen der Fäden aufgebracht werden, welche einen Schußfadenschlitten aufweist, der eine Hin- und Herbewegung zwischen den Stiften ausführt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn ein innen hohles Teil aufweist, das zwischen die Endringe eingesetzt ist und das von einer Gruppe von zylindrischen Stäben umgeben ist, die drehbar in lagern zwischen den Endringen und parallel zur Oberfläche des

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Formstücks eingesetzt sind, wobei das Formstück einen Schlitz hat, der stets auf einen Zwischenraum zwischen zwei nebeneinanderliegenden Stäben ausgerichtet ist.

22. Torrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel an Steppkopf eine Zungennadel ist.

23· Torrichtung nach Anspruch 17, d a -

■durch gekennzeichnet, daß die Nadel des Steppkopfes eine "Compound"-Nadel ist mit einem zylindrischen Teil, der von einer beweglichen Achse durchsetzt ist.

24. Torrichtung nach Anspruch 17, dadurch g eiik ennzeichnet, daß der Steppkopf einen Pfriem trägt zum Torstechen des Lagenstapels, um das nachträgliche Durchstechen der Steppnadel zu erleichtern.

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