DE69510491T2

DE69510491T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Verstärkungsplatte für einen Teil Verbundmaterial

Info

Publication number: DE69510491T2
Application number: DE69510491T
Authority: DE
Inventors: Georges Cahuzac
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH07290451A; US5759321A; EP0678610A1; FR2718757B1; FR2718757A1; CA2147037C; EP0678610B1; DE69510491D1; CA2147037A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsplatte für ein Teil aus Verbundmaterial, das aus der in einer ausgehärteten Matrix eingelagerten Verstärkung aus übereinanderliegenden Fadengelegen (insbesondere aus Kohlenstoff, Glas oder Bor) besteht, auf eine Maschine zur Anwendung des Verfahrens sowie auf eine Verstärkung und ein Teil aus Verbundmaterial, die so hergestellt wurden.
Derartige Teile aus Verbundmaterial werden aufgrund ihrer ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber mechanischen und/oder thermischen Belastungen wenn auch nicht ausschließlich, so doch vor allem in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
Zur Herstellung von Teilen aus Verbundmaterial, insbesondere ihrer Verstärkung, sind zahlreiche Verfahren bekannt. Im allgemeinen wird zunächst die Verstärkung aus Fasern (Fäden), insbesondere Mineralfasern, die nach mindestens zwei Richtungen verteilt sind, hergestellt. Danach wird in die Verstärkung die Matrixmasse eingebracht und ausgehärtet, um die Matrix und damit das Verbundteil herzustellen.
Im Patent EP-B-0 284 497 der Anmelderin wird beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung einer Verstärkung für ein Teil aus Verbundmaterial beschrieben, das aus der in einer ausgehärteten Matrix eingelagerten Verstärkung aus übereinanderliegenden Fadengelegen besteht, nach dem:
- mindestens einige der Gelege verwirklicht werden, indem geradlinige Fadenabschnitte eines Endlosfadens auf einer Unterlage abgelegt werden, jeder Fadenabschnitt zwischen zwei Punkten zur Fixierung der Lage der Abschnittsenden gespannt wird, das Gelege so aus Fadenabschnitten gebildet wird, die zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen, und die Fadenabschnitte des Geleges in einer Richtung parallel oder quer zur Richtung der Fadenabschnitte eines anderen beliebi gen Geleges der Verstärkung verlaufen; und
- alle übereinanderliegenden Gelege miteinander verbunden werden, indem ein Endlosfaden ohne Verschlingung durch die Gelege genäht wird.
Zum Ablegen der geradlinigen Fadenabschnitte der entsprechenden Gelege wird in diesem Fall eine spezielle Vorrichtung mit einem Rohr verwendet, dessen unteres Ende offen ist und das an seinem oberen Teil eine Öffnung zur Durchführung eines Endlosfadens aufweist. Durch diesen Ablegekopf kann jeder Fadenabschnitt zwischen Punkten zur Lagefixierung seiner Enden gespannt werden. Diese Lagefixierungspunkte bestehen aus Haltenadeln, die vorübergehend in der Unterlage, einem Material, in das die Haltenadeln eindringen können, wie z. B. synthetischem Schaumstoff, angebracht sind. Nach der Bildung der übereinanderliegenden Fadengelege und der Verbindung der Gelege miteinander werden die Haltenadeln aus der Unterlage entfernt.
Im Patent EP-B-0 284 497 handelt es sich jedoch um die Herstellung von zumindest annähernd zylindrischen Verstärkungen. Zu diesem Zweck hat die Unterlage die Form eines ebenfalls zylindrischen Dorns. Dabei wird jedes Gelege aus geradlinigen Fadenabschnitten bereits durch das darüberliegende Gelege verdichtet, das aus einer um den Dorn gewickelten Endlosfadenlänge besteht, wobei das darüberliegende Gelege gegebenenfalls ebenfalls die Komprimierung und Verdichtung sämtlicher Gelege ermöglicht, die bereits auf dem Dorn abgelegt sind. Die Verbindung der übereinanderliegenden Gelege, indem ein Endlosfaden ohne Verschlingung durch die Gelege genäht wird, kann also wie in den Fig. 10a bis 10f des Patents EP-B-0 284 497 dargestellt erfolgen, indem der Faden mittels einer Nadel einfach durch die Gelege geführt wird, wobei der Faden hier in Form von Schlingen festgehalten wird, da die Gelege, durch die er verläuft, konstruktionsbedingt bereits verdichtet sind. Der. Befestigungsfaden verstärkt den zuvor beim Ablegen der aus Um fangsfadenlängen bestehenden Gelege erzielten Verdichtungs- und Komprimierungseffekt und gewährleistet den Zusammenhalt aller Gelege und die mechanische Festigkeit der Verstärkung.
Sollen jedoch Verstärkungen in Form von Platten (eben oder gebogen) aus übereinanderliegenden Gelegen hergestellt werden, die jeweils aus geradlinigen Fadenabschnitten bestehen, muß das Problem der Verbindung der übereinanderliegenden Gelege anders gelöst werden.
In diesem Fall weisen die übereinanderliegenden Gelege, abgesehen von einer etwaigen Verkreuzung der aufeinanderfolgenden Gelege, die auch aus anderen Gründen nicht wünschenswert ist, keine konstruktionsbedingte Verdichtung auf. Eine Lösung dieses Problems findet sich in Patent EP-0 056 351. Hier besteht die Verstärkung aus sogenannten Kettfadengelegen und sogenannten Schußfadengelegen, die in parallelen Ebenen übereinanderliegen, wobei die Fäden der Gelege nicht miteinander verkreuzt sind und das obere Gelege und das untere Gelege des Gelegekomplexes aus Schußgelegen bestehen. Die Verbindung der Kettgelege mit den Schußgelegen wird durch Bindefäden erreicht, die durch die Gelege verlaufen und die Schußfäden der äußeren Gelege (oben und unten) umschließen, so daß sie mit diesen ein übliches Gewebe bilden, das die inneren Kett- und Schußgelege umgibt.
Es ist zu sehen, daß die Verdichtung der Kett- und Schußgelege in diesem Fall lediglich durch Zug auf die Bindefäden erreicht wird. Aufgrund ihrer Anordnung benötigen die Bindefäden zur Anbringung natürlich einen Schützen. Dies bedeutet, daß die Gelege eine geringe Dichte der Kett- und Schußfäden (die folglich weit auseinanderliegen) sowie eine geringe Dicke aufweisen, so daß auf die Bindefäden Zug ausgeübt werden muß, um die Kett- und Schußfäden zu konsolidieren und zu verdichten. Durch einen derartigen Zug können die von Natur aus spröden Bindefä den natürlich brechen. Außerdem läuft die obige Lösung im Endeffekt darauf hinaus, daß durch die Verkreuzung der Schußfäden der äußeren Gelege mit den Bindefäden, die Kettfäden gleichkommen, zumindest zum Teil ein übliches Gewebe hergestellt wird.
Diese Erfindung, deren Zweck es ist, diese Nachteile zu vermeiden, bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Plattenverstärkung für ein Teil aus Verbundmaterial, durch das die mechanische Festigkeit der Verstärkung gewährleistet wird, ohne daß dazu eine Art Gewebe aus verschlungenen Schuß- und Bindefäden hergestellt werden muß.
Dazu ist das Verfahren zur Herstellung einer Verstärkungsplatte für ein Teil aus Verbundmaterial, das aus der in eine ausgehärtete Matrix eingelagerten Verstärkung aus übereinanderliegenden Fadengelegen besteht, nach dem:
- die übereinanderliegenden Gelege hergestellt werden, indem für jedes Gelege geradlinige Fadenabschnitte mindestens annähernd parallel zueinander angeordnet werden, wobei die geradlinigen Fadenabschnitte jedes Geleges in einer Richtung entweder parallel oder quer zur Richtung der geradlinigen Fadenabschnitte eines anderen Geleges der Verstärkung verlaufen, und
- alle übereinanderliegenden Gelege mittels eines durch die Gelege geführten Fadens miteinander verbunden werden, wobei der Verbindungsfaden durch die Gelege hin- und zurückverläuft und mindestens den größten Teil der Gelegefläche bedeckt,
erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert, daß:
- die übereinanderliegenden Gelege auf einer Unterlage abgelegt werden;
- die übereinanderliegenden Gelege durch mechanischen Druck verdichtet werden und
- der Verbindungsfaden der Gelege zur Erhaltung des so erziel ten Verdichtungszustands der Gelege ohne Verschlingung mindestens bis zur Oberfläche der Unterlage durch die Gelege durchgenäht wird und zumindest auf dem größten Teil der Oberfläche der Gelege Nähstiche bildet, deren Fadenabschnitte nach der Verdichtung eine Dichte aufweisen, die ausreicht, den Verbindungsfaden durch Reibung zu blockieren.
Die mechanische Festigkeit der Verstärkung wird einzig und allein durch die Reibung des Verbindungsfadens an den Fadenabschnitten der übereinanderliegenden Gelege ohne Beanspruchung des Verbindungsfadens und zwar dadurch erzielt, daß die übereinanderliegenden Gelege zuvor zusammengedrückt wurden, um eine ausreichende Dichte ihrer Fadenabschnitte zu erreichen.
Die Dichte der Fadenabschnitte der übereinanderliegenden Gelege ist derart, daß die Fadenabschnitte mindestens 40% des Volumens des Teils aus Verbundmaterial einnehmen, der Rest entfällt auf den Verbindungsfaden und die Matrix.
Vorzugsweise nehmen die Fadenabschnitte zwischen 40 und 60% des Volumens des Teils aus Verbundmaterial ein. Der Verbindungsfaden nimmt 1 bis 10% des Volumens des Teils aus Verbundmaterial ein.
Außerdem wird jeder geradlinige Fadenabschnitt zwischen zwei Punkten gespannt, durch die die Abschnittsenden in ihrer Lage fixiert werden.
Insbesondere kann jeder Lagefixierungspunkt aus einem Stift im Randbereich der Unterlage bestehen, um den herum die Verbindung zwischen zwei geradlinigen gleichgerichteten entgegengesetzten Fadenabschnitten verläuft. Dadurch können geradlinige Fadenabschnitte auf einfache Weise in zwei Richtungen rechtwinklig zueinander abgelegt werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Unterlage aus einem viereckigen Rahmen, der ein flexibles Material wie einen synthetischen Schaumstoff umgibt und an dessen Umfang die Befestigungsstifte angeordnet sind.
In diesem Fall können die Befestigungsstifte am Rahmenumfang auf jeder Seite des Rahmens gleichmäßig in Form einer gebrochenen Linie verteilt sein. Dadurch können geradlinige Fadenabschnitte auf einfache Weise beispielsweise mit einer Neigung von 45º gegenüber den beiden obengenannten rechtwinkligen Richtungen angebracht werden.
Außerdem können innerhalb der Befestigungsstifte Führungsstifte angeordnet sein, die auf jeder Rahmenseite mehrere Zickzackreihen bilden.
Um zu verhindern, daß die Fadenabschnitte von den Befestigungsstiften abrutschen, sind diese vorteilhafterweise am Rahmen nach außen geneigt.
Um spezielle Verfestigungen der Verstärkung zu erzielen, können in dem vom Rahmen umgebenen flexiblen Material außerdem zusätzliche Führungs- und Befestigungsstifte vorgesehen werden.
Diese Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Maschine zur Anwendung des beschriebenen Verfahren s, die aus einem Untersatz mit Gestell und Ständern zur Anbringung einer Querstange mit einem Schlitten, der in einer ersten Richtung X bewegt werden kann und einen ersten Arm in einer zweiten Richtung Y rechtwinklig zur Richtung X hat, an dem sich ein zweiter Arm befindet, der quer zu der von der Stange und dem ersten Arm gebildeten Ebene in einer dritten Richtung Z bewegt werden kann, Antriebsmitteln für den Schlitten und den ersten und zweiten Arm und Fadenablege- und Nähwerkzeugen besteht, die beweglich an einer Halterung an einem Ende des zweiten Arms angebracht werden können, wobei die Maschine erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert ist, daß das Fadenablegewerkzeug ein starres Rohr mit einem anschließenden flexiblen Rohr aufweist, durch die der Faden verläuft.
Vorteilhafterweise hat das Nähwerkzeug eine drehbare Haltung, an deren unterem Ende eine Nadel angebracht ist, die mit einem Nähfuß verbunden ist.
Dabei ist die Nadel entweder hohl, und durch die Halterung verläuft ein mit der Nadel verbundener Fadenführungskanal oder die Nadel weist ein schräges Nadelöhr auf und ist mit einem Fadenführer mit Gehäuse verbunden, durch das schräg ein Fadenkanal verläuft, dessen unteres Ende aufgeweitet ist.
Vorzugsweise hat das Nähwerkzeug einen Mechanismus, durch den die Baugruppe Nähfuß, Fadenführer und Nadel betätigt werden kann und der aus einem ersten Druckluftzylinder zur Betätigung einer Platine, an der sich diese Baugruppe befindet, einer Achse mit dem Fadenführer und einem zweiten Druckluftzylinder zur Betätigung des Nähfußes besteht.
Vorteilhafterweise wird die Nadel an der Platine durch eine Halterung mit Hilfe einer konischen Klemme gehalten, die durch eine Mutter blockiert wird.
Außerdem wird die Achse mit dem Fadenführer, die durch einen Anschlag begrenzt wird, durch eine Zugfeder beaufschlagt.
Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugsnummern ähnliche Elemente.
Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen drei Stufen eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zur Herstellung einer Verstärkung für ein Teil aus Verbundmaterial auf einer Unterlage, deren obere Seite eben ist.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch anhand eines Beispiels ein Muster für die Anordnung der Befestigungsstifte auf der Unterlage.
Fig. 5 ist ein Querschnitt nach Linie V-V von Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine Ablegemöglichkeit der geradlinigen Fadenabschnitte nach dem Muster der Anbringung der Befestigungsstifte von Fig. 4.
Fig. 7 veranschaulicht die Anbringung zusätzlicher Führungsstifte auf der Unterlage.
Fig. 8 ist ein Querschnitt nach Linie VIII-VIII von Fig. 7.
Fig. 9 zeigt schematisch und perspektivisch das Beispiel einer Maschine zur Herstellung der Verstärkung der Fig. 1 bis 3.
Fig. 10 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Nähvorrichtung für die Maschine von Fig. 9.
Fig. 11 ist ein schematischer Schnitt, der eine erfindungsgemäße Anordnung einer Nähnadel veranschaulicht.
Die Fig. 12 und 13 sind Längsschnitte von zwei Ausführungsvarianten der für das Verfahren der Erfindung eingesetzten Nadel.
Fig. 14 zeigt im Schnitt einen Fadenführer für die Nadel von Fig. 13.
Fig. 15 veranschaulicht schematisch einen Nadelkopf mit einer Nadel und einem Fadenführer nach Fig. 14.
Fig. 16 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zum Ablegen insbesondere geradliniger Fadenabschnitte.
Fig. 17 ist eine schematische Seitenansicht eines zweiten Maschinenbeispiels zur Herstellung der Verstärkung der Fig. 1 bis 3.
Fig. 18 ist eine Ansicht nach Linie XVIII-XVIII von Fig. 17.
Die Fig. 19A bis 19D veranschaulichen schematisch den Verbindungsvorgang der übereinanderliegenden Gelege der erfindungsgemäß hergestellten Verstärkung.
Fig. 20 veranschaulicht die Anordnung mehrerer erfindungsgemäß hergestellter Verstärkungen übereinander und ihre Verbindung.
Die Fig. 21 bis 23 zeigen schematisch und perspektivisch verschiedene Beispiele von Teilen aus Verbundmaterial mit einer erfindungsgemäß hergestellten Verstärkung.
In den Fig. 1 bis 3 sind drei Stufen eines Herstellungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verstärkung 1 mit ersten und zweiten übereinanderliegenden Gelegen 2, 3 des Endlosfadens F dargestellt.
Vor allem wird jedes Gelege 2, 3 hergestellt, indem geradlinige Fadenabschnitte 4, 5 eines Endlosfadens F auf einer Unterlage abgelegt werden, die aus einem viereckigen Rahmen 6A besteht, der ein Material 6B umgibt, in das, wie im weiteren genauer zu sehen sein wird, Nadeln (oder Stifte) eindringen können. Geeignet dafür ist synthetischer Schaumstoff, insbesondere Polyurethan-Schaumstoff. Auch im Material des Rahmens 6A müssen Stifte angebracht werden können. Die herzustellende Verstärkung 1 muß die Form einer ebenen oder eventuell gebogenen Platte haben. Die obere Fläche der Unterlage, insbesondere des Schaumstoffs 6B, weist eine entsprechende Geometrie auf und ist, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, insbesondere eben.
Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, besteht jedes Gelege 2, 3 aus parallel zueinander verlaufenden Fadenabschnitten 4, 5. Die in den Fig. 1 und 2 zu sehende fehlende Parallelität ist darauf zurückzuführen, daß die Fadenabschnitte zur besseren Deutlichkeit der Zeichnung einen größeren Abstand als in Wirklichkeit aufweisen. Außerdem verlaufen die Fadenabschnitte 4 der ersten Gelege 2 nach einer ersten Richtung X, während die Fadenabschnitte 5 der zweiten Gelege 3 nach einer zweiten Richtung Y quer zur ersten Richtung X und, wie dargestellt, insbesondere rechtwinklig zu dieser verlaufen. Die Verstärkung 1 besteht also im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 aus einer wechselnden Folge erster Gelege 2 und zweiter Gelege 3, deren geradlinige Fadenabschnitte 4, 5 in zwei Querrichtungen zueinander verlaufen. Mit anderen Worten, die Verstärkung 1 besteht aus einer Schichtstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei aufeinanderfolgende Schichten Fadensegmente (oder Fasersegmente) aufweisen, die in zwei Querrichtungen zueinander verlaufen. Jede Schicht der Struktur umfaßt eine oder gegebenenfalls mehrere Lagen eines Fadens, der, wie bereits gesagt, insbesondere aus Kohlenstoff, Glas oder Bor besteht.
Außerdem wird jeder Fadenabschnitt 4, 5 beim Ablegen zur Fixierung der Lage der Abschnittsenden zwischen zwei Punkten ge spannt, wobei jeder Lagefixierungspunkt aus einem Stift 9 (kleine starre Stange aus Metall oder einem anderen Material) besteht, der am Umfang des Rahmens 6 angebracht ist und um den herum die Verbindung 4a, 4b; 5a, 5b zwischen zwei geradlinigen, entgegengesetzten (bezogen auf die Ablege- bzw. Vorschubrichtung des Fadens) Fadenabschnitten 4, 5 mit der gleichen Richtung X oder Y verläuft.
Nach der Bildung sämtlicher übereinanderliegender Gelege 2, 3 werden diese miteinander verbunden, indem ein Endlosfaden F ohne Verschlingung in Richtung Z durch die Gelege genäht wird und Nähstiche 7 mit offener Schlinge 8 gebildet werden, die sich bis in die Schaumstoffunterlage 6B erstrecken. Die Richtung Z verläuft quer zu der von den Richtungen X und Y gebildeten Ebene, zu der sie gegebenenfalls geneigt ist. Im allgemeinen verläuft die Richtung Z jedoch rechtwinklig zur Ebene X, Y.
Wie im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 19A bis 19D beschrieben wird, werden die übereinanderliegenden Gelege 2, 3 bei diesem letzten Arbeitsgang mechanisch zusammengedrückt. Um den so erzielten Verdichtungszustand der Gelege zu erhalten, wird der Verbindungsfaden F der Gelege unter Verschlingung durch die Gelege durchgenäht, wobei mindestens auf dem größten Teil der Fläche der Gelege 2, 3 Nähstiche 7 gebildet werden und die Dichte der Fadenabschnitte 4, 5 dieser Gelege ausreicht, den Verbindungsfaden F durch Reibung zu blockieren.
Vor allem ist die Dichte der Fadenabschnitte 4, 5, aus denen die übereinanderliegenden Gelege 2, 3 bestehen, derart, daß die Fadenabschnitte 4, 5 mindestens 40%, vorzugsweise zwischen 40 und 60% des, Volumens des Teils aus Verbundmaterial einnehmen, und der Rest von 1 bis 10% des Gesamtvolumens vom Verbindungsfaden und der Matrix eingenommen wird (dabei wird ange nommen, daß, die ausgehärtete Matrix alle Zwischenräume der Verstärkung ausfüllt).
Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, können die Befestigungsstifte 9 einfach regelmäßig linear an jeder Seite des Rahmens 6A verteilt sein, so daß die geradlinigen Fadenabschnitte 4, 5 nach zwei rechtwinkligen Richtungen X und Y abgelegt werden können. Es können jedoch auch andere Anordnungen der Stifte vorgesehen werden.
So sind in den Fig. 4 bis 6 die Befestigungsstifte 9 regelmäßig am Umfang des Rahmens 6A an jeder Seite 6A.1-6A.4 in Form einer gebrochenen Linie L angeordnet. Um zu verhindern, daß die Fäden der oberen Gelege möglicherweise abrutschen können, sind die Stifte 9 gegenüber dem Rahmen 6A leicht (um einige Grad gegenüber der Senkrechten) nach außen geneigt. Außerdem gibt diese spezielle Anordnung der Stifte 9 vor allem die Möglichkeit, ein Gelege des Fadens F diagonal zu den Richtungen X und Y (Fig. 6) abzulegen und dabei einen Abstand (zwischen zwei parallelen Fadenabschnitten) etwa gleich dem der nach X oder Y orientierten Gelege zu erzielen. Wie Fig. 6 zeigt, sind, wenn die Fadenabschnitte gegenüber den Richtungen X und Y beispielsweise eine Orientierung Von 45º aufweisen sollen, drei von vier Stiften zu nutzen. Es ist klar, daß auch eine Orientierung von 135º möglich ist.
Ebenso können innen gegenüber den Befestigungsstiften 9, d. h. am Rahmen zwischen den Befestigungsstiften und dem flexiblen Material 6B, Führungsstifte 9A angeordnet werden, die, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, auf jeder Seite des Rahmens 6A mehrere Zickzackreihen bilden. In diesem Fall bestehen die (beispielsweise) drei Reihen von Führungsstiften aus, vertikalen Stiften, während die Reihe der linear verteilten Befestigungsstifte 9 aus Stiften besteht, die gegebenenfalls einen größeren Durchmesser haben und gegenüber dem Rahmen 6A nach außen geneigt sind, um die Abwärtsbewegung und die sichere Lage der abgelegten Fäden zu ermöglichen.
Außerdem können wahlweise im flexiblen Material 6B zusätzliche Führungs- und Befestigungsstifte (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um Muster oder spezielle Verstärkungen zu erzielen.
Vor allem zur Herstellung der Verstärkung 1 der Fig. 1 bis 3 kann die Maschine 10 genutzt werden, bei der der Faden F nicht verschlungen werden muß und die schematisch in Fig. 9 dargestellt und im Patent EP-B-0 284 497 beschrieben ist.
Diese Maschine 10 hat einen Untersatz mit Gestell 11 und vertikalen Ständern 12, die an ihrem oberen Teil durch eine horizontale Traverse 13 verbunden sind.
Jeder vertikale Ständer 12 hat eine Schiene 14. Eine Querstange 15 ist in der Nähe ihrer Enden in Schiebern 16 der Schienen 14 angebracht, in denen diese durch Schrauben 17 festgestellt werden können.
Durch diese Anordnung kann die Stange 15 an den Ständern 12 in der Höhe verstellt werden.
An der Stange 15 ist ein Schlitten 18 angebracht, an dem sich ein horizontaler Arm 19 befindet, der einstellbar quer zur Stange 15 verschoben werden kann.
An einem seiner Enden hat der horizontale Arm 19 einen vertikalen Arm 20, der ebenfalls gleitend angeordnet und einstellbar ist.
An seinem unteren Ende 21 hat der vertikale Arm 20 geeignete Befestigungsmittel zur Aufnahme einer Ablege- und Nähvorrichtung P, die in Fig. 10 deutlicher zu sehen ist.
Die Maschine hat außerdem einen Sockel 22 Mit einer Unterlage 6 für die Verstärkung 1, die die Form einer konvexen Platte hat.
Es ist zu sehen, daß die Gelege 2 und 3 in Fig. 9 bereits abgelegt sind und daß die Nähvorrichtung P gerade die übereinanderliegenden Gelege miteinander verbindet.
Durch die Anordnung der Stange 15 und der Arme 19 und 20 kann das Ende 21, wie leicht zu verstehen ist, mit Hilfe von Motoren M1, M2 und M3, die beispielsweise an der Stange 15 und an den Enden der Arme 19 und 20 angebracht sind und diese durch geeignete bekannte Systeme mit Zahnrad und Zahnstange, Schnecke u. ä. nach drei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen X, Y und Z bewegen, entsprechend diesen Achsen zur Unterlage 6 in jede gewünschte Stellung gebracht werden.
Wie Fig. 10 zeigt, hat das untere Ende 21 von Arm 20 einen in dessen Verlängerung angeordneten Ansatz 24, an dem ein Elektromotor 25, z. B. ein Schrittmotor, angebracht ist, dessen horizontale Welle 26 durch den Ansatz 24 verläuft.
Es ist zu bemerken, daß die Nähvorrichtung P durch den Motor 25 in einer vertikalen Ebene verstellt werden kann.
Die am unteren Ende 21 des vertikalen Arms 20 angebrachte Nähvorrichtung P hat an der Welle 26 eine Halterung 27 mit einer Schiene 28, einem Gleitstück 29 in der Schiene 28 und einem Druckluftzylinder 30, dessen Zylinder an einer Verlängerung 31 der Schiene 28 angebracht ist, die mit dieser fest verbunden ist, und dessen Kolbenstange 32 mit dem Gleitstück 29 verbunden ist.
Das Gleitstück 29 hat eine Nadel 33, die im weiteren näher beschrieben wird.
Das der Spitze 34 entgegengesetzte Ende der Nadel ist neben einer Druckluftfadenklemme eines bekannten Typs 35 am Gleitstück 29 befestigt.
Die Fadenklemme 35 ist über Leitungen 36 mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbunden, und der von einer Spule 37 kommende Faden F gelangt in die Nadel 33.
Zwischen dem Gleitstück 29 und der Schiene 28 ist eine Rückholfeder 38 vorgesehen, so daß, wenn der von einem Schlauch 39 gespeiste Druckluftzylinder 30 das Gleitstück 29 in die äußerste Stellung geschoben hat und anschließend entlüftet wurde, die Feder 38 das Gleitstück 29 zusammen mit der Nadel zurückführt.
Es ist festzustellen, daß mit Hilfe des Motors M3 und/oder des Druckluftzylinders 30 die Eindringtiefe der Nadel 33 eingestellt werden kann.
Um die Hin- und Herbewegung der Nadel 33 gegenüber der Unterlage 6 (zum Ablegen der aufeinanderfolgenden Fadenabschnitte eines Geleges) zu ermöglichen, ist, wie in Fig. 11 zu sehen ist, am Gleitstück 29 außerdem eine Halterung 40 vorgesehen, in der sich eine Führung 41 befindet, die durch nicht dargestellte Antriebsmittel in Wälzlagern 42 laufen kann, wobei durch diese Führung ein Längskanal 41A zur Aufnahme des Fadens F verläuft, und an deren unterem Ende 41B sich die Nadel 33 befindet. Wie weiter in dieser Fig. 11 gezeigt wird, ist mit der Nadel 33 außerdem ein Nähfuß 43 verbunden, dem durch einen Federmechanismus 44 eine Bewegung parallel zur Nadellänge aufgegeben werden kann. Insbesondere umfaßt der Federmechanismus 44 zur Steuerung des Nähfußes 43 eine Verbindungsstange 45, die durch eine Druckfeder 44A nach unten gedrückt wird und durch einen Anschlag 44B an der Halterung 40 der Nadel 33 begrenzt wird, wenn sich die Nadel nicht in den abgelegten Gelegen befindet. Wenn die Nadel 33 nach unten bewegt wird, wird der Nähfuß 43 von den Gelegen gestoppt, und die Feder 44A übt auf diese eine Verdichtungswirkung aus.
Wie in Fig. 12 dargestellt, kann die Nadel 33 hohl sein und einen axialen Kanal 46 zur Aufnahme des Fadens sowie ein nicht durchgehendes Nadelöhr 47 haben, in dem der Kanal 46 seitlich schräg endet.
Vorteilhafterweise kann die Nadel 33 jedoch wie in Fig. 13 beschaffen sein, d. h. ein durchgehendes schräges Öhr 48 haben, das in einer länglichen Nut 49 mit kreisförmigem Querschnitt endet, die mit zunehmender Entfernung von der Nadelspitze 34 immer dünner wird und zur Fadenaufnahme bestimmt ist.
Wird die zuletzt genannte Nadel verwendet, kann, wie in Fig. 14 gezeigt, ein spezieller Fadenführer vorgesehen werden. Der Fadenführer hat einen annähernd L-förmigen Gehäusekörper 50, durch den schräg ein Kanal 51 zur Aufnahme des Fadens F verläuft, dessen unteres Ende 51A, um die Fadenführung zu ermöglichen, entweder etwa vertikal oder etwa horizontal (Faden F gestrichelt dargestellt) aufgeweitet ist, wie im weiteren im einzelnen zu sehen sein wird. Eine Rolle 52 gibt den Faden F frei, wenn sie sich im Kanal 51 nach vorne bewegt und klemmt diesen, wenn sie sich im Kanal zurückbewegt. Durch das Gleiten des Fadens wird, wenn dieser nach unten gezogen wird, die Rolle 52 in Bewegung gesetzt, die dann den Kanal 51 öffnet, während bei einer Rückwärtsbewegung (Aufwärtsbewegung des Fadens) der Faden erneut blockiert wird.
In Fig. 15 ist ein Nadelkopf mit einem Nähfuß 43, einem Fadenführer 50 und einer Nadel 33 (Fig. 13) dargestellt. An einem runden Flansch 53, der an der Werkzeugaufnahme der Maschine 10 (oder der Maschine 71, die im weiteren in bezug auf die Fig. 17 und 18 beschrieben wird) befestigt werden kann, ist, ein Druckluftzylinder 54 angeschraubt, der eine Platine 55 betätigt. Außerdem befindet sich am Flansch 53 eine Kugellaufbuchse 56 zur Führung einer Achse 57. An der Platine 55 befinden sich eine Halterung 58 für die Nadel 33, ein Hilfszylinder 59 und eine zweite Kugellaufbuchse 60, die an der Achse 57 gleitet. Am Hilfszylinder 59 sind der Nähfuß 43 und eine Fadenklemme 61 (ähnlich Fadenführer 50) für den Faden F angebracht, während, sich an der Führungsachse 57 der Fadenführer bzw. die Fadenklemme 50 befindet, wobei diese von der Zugfeder 62 beaufschlagt und von einem Anschlag 63 begrenzt wird. Die Nadel 33 wird an der Halterung 58 durch eine konische Klemme 64 gehalten, die durch eine Mutter 65 festgestellt wird.
Außerdem kann zum Ablegen der Fadenabschnitte der übereinanderliegenden Gelege die im Patent EP-B-0 284 497 beschriebene Vorrichtung verwendet werden. Nach der Erfindung ist es jedoch vorteilhaft, das in Fig. 16 gezeigte Arbeitsmittel 66 einzusetzen, das im weiteren als Schußeintragskopf zum Ablegen der Fäden für die übereinanderliegenden Gelege der Verstärkung bezeichnet wird. Der Schußeintragskopf 66 ist an einer Halterung 67 angebracht, die mit dem Werkzeugträger der Maschine verbunden werden kann und aus einem starren Rohr 68 und einem sich daran anschließenden flexiblen Rohr 69 besteht, das in Form einer Feder mit aneinander angrenzenden Windungen hergestellt werden kann und in einem Endstück 70 endet, wobei der Faden F durch die Rohre und das Endstück verläuft.
Die Fig. 17 und 18 zeigen ein weiteres Beispiel einer Maschine zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Maschine 71 ermöglicht zur Herstellung von Verstärkungsplatten das Arbeiten in einer geneigten Arbeitsebene, so daß die Ergonomie verbessert und die erforderliche Aufstellfläche verringert werden kann. Wie in den Fig. 17 und 18 zu sehen ist, ist der Rahmen 6A, 6B für die Verstärkung in diesem Fall stark gegenüber der Horizontalen, beispielsweise um einen Winkel von etwa 75º, geneigt. Damit hat die Maschine im wesentlichen vertikale Ausmaße.
Die Maschine 71 hat einen Untersatz mit einem Gestell 72 und vertikalen Ständern 73, die an ihren oberen Enden durch eine horizontale Traverse 74 verbunden sind und an denen in 73A der Rahmen 6A, 6B angebracht werden kann. Die Traverse 74 besteht aus einer ersten linearen Achse X, an der ein Schlitten 75 mit einer Stange 76 gleiten kann. Diese verläuft senkrecht zur Traverse 74 und ist so geneigt, daß sie sich parallel zur Ebene des Rahmens 6A, 6B erstreckt. Diese Stange 76 ist an ihrem der Traverse 74 entgegengesetzten Ende über eine abgewinkelte Verbindungsstange 77 mit dem Gestell 72 verbunden und stellt eine zweite rechtwinklig zu X verlaufende lineare Achse Y dar. Außerdem hat die Stange 76 einen Arm 78, der an dieser durch einen Schlitten 79 gleiten kann und eine dritte senkrecht zur Ebene des Rahmens 6A, 6B verlaufende lineare Achse Z darstellt. An ihrem Ende 78A in der Nähe des Rahmens 6A, 6B hat der Arm 78 eine Drehachse 80, die als Werkzeugträger für ein Werkzeug T (schematisch gestrichelt in Fig. 18 dargestellt) dient, bei dem es sich um einen Schußeintragskopf (wie das Werkzeug 66 von Fig. 16) oder einen Nadelkopf (wie der Kopf mit Nadel 33, Nähfuß 43 und Fadenführer 50 von Fig. 15) handeln kann.
Wie bereits erwähnt, wird der Schußeintrag bei 0º und 90º (d. h. die Ablage von geradlinigen Fadenabschnitten in den Richtungen X und Y) durch die Hin- und Herbewegung des Fadens zwischen den Stiften im Rahmen der Unterlage verwirklicht.
Es ist festzustellen, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten parallelen geradlinigen Fadenabschnitten des abgelegten Geleges dem halben Abstand der am Rahmen angebrachten Stifte entspricht. Dadurch können ein verhältnismäßig großes Schußeintragswerkzeug und am Rahmen starre Stifte verwendet werden.
Beim Umlauf um den Stift nimmt das flexible Rohr 69 des Schußeintragskopfes 66 eine geradlinige Form an, da sich der Faden entspannt. Dadurch kann der Ablegepunkt des Fadens am Stift nach unten verlagert werden.
Bei fortschreitendem Schußeintrag zwischen den Stiften spannt sich der Faden hingegen und das flexible Rohr biegt sich. Dadurch kann ein großer, für den Fadenhalt günstiger Krümmungsradius erzielt und die Austrittsstelle des Fadens angehoben werden, um zu verhindern, daß die bereits abgelegten Gelege beeinträchtigt werden.
Wie bereits angegeben, wird der Schußeintrag bei 45º (oder 135º) erzielt, indem bei einer Anordnung der Stifte entsprechend Fig. 6 nur drei von vier Stiften genutzt werden.
Außerdem ist es möglich, die Fäden anders als in den angegebenen Richtungen anzuordnen. Beispielsweise werden 10º-Fäden am Rahmen wie 0º-Fäden abgelegt. Allerdings sind zur Erzielung dieses Winkels die Stifte zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens entsprechend verschoben.
Diesbezüglich ist weiterhin festzustellen, daß, wenn die Werkzeugbewegungen digital durch eine computergestützte Vorrichtung mit einer speziellen Achsenleitkarte gesteuert werden, lediglich die gewünschten Bahnen programmiert zu werden brauchen. Dies ist besonders dann von Interesse, wenn zusätzliche Führungs- und Befestigungsstifte vorhanden sind, durch die die Verstärkung nach einem bestimmten Muster erhöht werden kann.
Sicherheitshalber können darüber hinaus an jedem Schußeintragsfaden Detektoren zum Nachweis von Flocken und Überspannungen (nicht dargestellt) angebracht werden.
Um die übereinanderliegenden Gelege 2, 3 miteinander zu verbinden, werden diese, wie in den. Fig. 19A bis 19D gezeigt, in z-Richtung genäht. Dazu wird der Faden F bei der Einführung der Nadel 33 in die Gelege 2, 3 von dieser durch die Gelege 2, 3 (Fig. 19B) hindurchgezogen, wobei die Fadenklemme (in den Fig. 19A bis 19D nicht dargestellt) blockiert und der Hub der Nadel so eingestellt ist, daß diese in die Unterlage 6 eindringt. Beim Herausziehen der Nadel 33 aus den Gelegen 2, 3 wird die Fadenklemme gelöst und die Nadel unter entsprechender Freigabe von Faden F aus den Gelegen 2, 3 unter Bildung einer nicht geschlossenen Schlinge 8 herausgezogen, die lediglich durch den Schaumstoff der Unterlage und durch die Reibung des Fadens in den Gelegen 2 und 3 (Fig. 19C, 19D) an Ort und Stelle gehalten wird.
Durch den elastischen Druck des Schaumstoffs, der sich nach dem Herausziehen der Nadel über der Schlinge wieder schließt, und durch die Reibung und den Druck der Gelege 2, 3 wird der in der Nadel während des Herausziehens frei gleitende Faden festgehalten und bildet die offene Schlinge 8.
Nachdem die Nadel aus den Gelegen 2 und 3 herausgezogen wurde, wird sie um einen Abstand über der Gelegefläche angehoben, der der zu nähenden Gelegedicke plus der Stichweite 7, d. h. dem zwischen zwei Stichen gewünschten Abstand (Fig. 19A), entspricht.
Dann wird die Fadenklemme betätigt, um den Faden in der Nadel zu blockieren, der Nadelkopf um eine Stichweite verschoben und die Vorrichtung erneut betätigt, um eine weitere Arbeitsfolge zu beginnen und kontinuierlich mit dem gleichen Faden F eine große Anzahl von Schlingen, d. h. die Nähstiche 8 einer Reihe, zu bilden. Die folgende Schlingenreihe wird nach der Relativbewegung der Nadel 33 gegenüber der Verstärkung 1 ausgeführt.
Im einzelnen wird, wie in den Fig. 19A-19D zu sehen ist, der Nadelkopf aus der Anfangsstellung (und Endstellung) von Fig. 19A, in der der Nähfuß 43 angehoben ist, abgesenkt (wie im weiteren in bezug auf Fig. 15 beschrieben wird) und bildet, wenn die Nadel 33 durch die übereinanderliegenden Gelege 2, 3 gelangt, eine Fadenschlinge 8. Es ist zu bemerken, daß der Fadenführer 50 bei Erreichen des obersten Geleges gestoppt wird (Fig. 19B). Da sich die Nadel 33 in ihrer untersten Stellung befindet (Fig. 19C), drückt der Nähfuß 43 ebenfalls auf das oberste Gelege der übereinanderliegenden Fadengelege 2, 3 und hält die Schlinge 8 an Ort und Stelle. Diese kombinierte Druckwirkung des Fadenführers 50 und vor allem des Nähfußes 43 gewährleistet die Verdichtung der übereinanderliegenden Gelege, die dadurch eine Dichte ihrer Fadenabschnitte aufweisen, die ausreicht, den Verbindungsfaden der Gelege durch Reibung in den Gelegen zu halten. Da der Nähfuß 43 beim Anheben der Nadel 33 auf dem obersten Gelege verbleibt (Fig. 19D), gleitet der Faden im Nadelöhr und bleibt an Ort und Stelle.
Bei Betrachtung von Fig. 15 ergibt sich, daß die Abwärtsbewegung der Nadel 33 durch den Zylinder 54 gewährleistet wird, der bei seiner Abwärtsbewegung die Platine 55 und folglich alle daran befestigten Teile mitnimmt zu Beginn dieser Abwärtsbewegung, d. h. vor dem Eindringen der Nadel 33 in die übereinanderliegenden Gelege 2, 3, wird der Faden F durch die Fadenklemme 61 und den Fadenführer 50, der ebenfalls die Funktion einer Fadenklemme hat, blockiert und bildet eine Schlinge ( Fig. 19A).
Wenn die Nadel 33 in die Gelege 2, 3 eindringt, gelangt der Fadenführer 50 auf diesen Gelegen zur Auflage, blockiert die Achse 57 und der Faden F gleitet im Fadenführer 50, wobei die zuvor gebildete Fadenschlinge in die Gelege eingezogen wird (Fig. 19B). Wenn die Nadel 33 in ihrer untersten Stellung angelangt ist (Fig. 19C), liegt der Nähfuß 43 durch die Steuerung von Zylinder 59, der diesen nach unten bewegt, auf dem obersten Gelege auf, so daß die übereinanderliegenden Gelege verdichtet werden, bis die Steuerung der Aufwärtsbewegung des Zylinders 54 und damit der Nadel 33 erfolgt (Fig. 19D).
Wenn sich die Nadel 33 durch die Gelege 2, 3 nach oben bewegt, bleibt der Nähfuß 43 durch den Druck des zugehörigen Zylinders 59 an diesen angelegt. Der Faden wird dann durch die Fadenklemmen geklemmt. Wenn der Anschlag 63 an der Buchse 60 anliegt, bewegt sich der Fadenführer 50 mit der Nadel 33 nach, oben, wobei der Faden in diesem gleitet. Am Schluß der Aufwärtsbewegung der Nadel 33 wird die Aufwärtsbewegung des Nähfußes 43 ausgelöst. Der Faden wird durch den Fadenführer 50 geklemmt und gleitet in der oberen Fadenklemme 61.
Es ist festzustellen, daß die bei jedem Nähvorgang verbrauchte Fadenlänge durch die Umdrehung eines Codierers (nicht dargestellt) gemessen und mit einem programmierten Wert verglichen werden kann.
Wie Fig. 20 zeigt, können durch übereinandergelegte Verstärkungen 1 in Form ebener Grundplatten, die jeweils paarweise oder zu dritt in Z-Richtung miteinander vernäht werden, dicke Blöcke hergestellt werden. Es ist festzustellen, daß Fig. 20 nicht das erzielte Endprodukt, sondern schematisch aufeinanderfolgene Nähvorgänge zur Herstellung der ersten, der zweiten und schließlich der dritten Platte zeigt. In jedem Fall kann wie oben beschrieben genäht werden.
Die Fig. 21 bis 23 zeigen in Form von Beispielen verschiedene Teile aus Verbundmaterial mit einer erfindungsgemäß verwirklichten Verstärkung in einer ausgehärteten Matrix 100. So zeigt Fig. 21 eine ebene Platte 101, Fig. 22 eine konvexe Platte 102 und Fig. 23 eine bikonvexe Platte 103.
Es ist zu bemerken, daß die erfindungsgemäße Verstärkungsplatte vor dem Tränken mit der Matrixmasse herausgelöst werden kann, indem sie außen am Rahmen abgetrennt und der Schaumstoff beseitigt (abgerissen) wird. Der Umfang ist nicht verwendbar. Genutzt wird nur der einer Grundplatte entsprechende mittlere Teil.
Die Erfindung ermöglicht so die einfache industriemäßige Herstellung großer Teile aus Verbundmaterial, aus denen Elementarteile zugeschnitten werden können, die gegebenenfalls Innenverstärkungen zur Aufnahme spezifischer Kräfte, denen das Teil eventuell bei Betrieb ausgesetzt ist, enthalten können. Durch das Vernähen von Einzelplatten können auch komplexe und/oder dicke Gebilde hergestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verstärkung für ein Teil aus Verbundmaterial, das aus der in einer ausgehärteten Matrix eingelagerten Verstärkung aus übereinanderliegenden Fadengelegen besteht, nach dem:

- die übereinanderliegenden Gelege hergestellt werden, indem für jedes Gelege auf einer Unterlage (6A, 6B) geradlinige Fadenabschnitte zumindest annähernd parallel zueinander angeordnet werden, die geradlinigen Fadenabschnitte jedes Geleges nach einer Richtung entweder parallel oder quer zur Richtung der geradlinigen Fadenabschnitte eines anderen Geleges der Verstärkung verlaufen, und

- sämtliche übereinanderliegenden Gelege ohne Verschlingung und Verdichtung mit Hilfe eines Fadens durch die Gelege vernäht werden, wobei der Verbindungsfaden hin und her durch die Gelege verläuft,

dadurch gekennzeichnet, daß bei einer plattenförmigen Verstärkung:

- jedes der übereinanderliegenden Gelege (2, 3) auf der Unterlage (6A, 6B) mit Hilfe geradliniger Fadenabschnitte (4, 5) hergestellt wird, die an ihren Enden (4a, 4b; 5a, 5b) zwischen zwei Fixierungspunkten gespannt werden;

- die übereinanderliegenden Gelege (2, 3) durch mechanischen Druck so verdichtet werden, daß die Fadenabschnitte (4, 5) der übereinanderliegenden Gelege (2, 3) aufgrund der Dichte mindestens 40% des Volumens des Teils aus Verbundmaterial einnehmen, und

- zur Erhaltung des so erzielten Verdichtungszustandes der Gelege (2, 3) eine solche Dichte des Verbindungsfadens (F) gewählt wird, daß der Verbindungsfaden (F) 1 bis 10% des Volumens des Teils aus Verbundmaterial einnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenabschnitte (4, 5) zwischen 40 und 60% des Volumens des Teils aus Verbundmaterial einnehmen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagefixierungspunkt aus einem Stift (9) besteht, der in der Randzone (6A) der Unterlage angebracht ist, wobei um den Stift (9) herum die Verbindung zwischen zwei geradlinigen, gleichgerichteten und entgegengesetzen Fadenabschnitten (4, 5) verläuft.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage aus einem viereckigen Rahmen (6A) um ein flexibles Material (6B) wie synthetischem Schaumstoff herum besteht, und dadurch, daß die Befestigungsstifte (9) am Umfang des Rahmens (6A) angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstifte (9) am Umfang des Rahmens (6A) an jeder Rahmenseite nach einer gebrochenen Linie (L) regelmäßig verteilt angebracht sind.

6. Verfahren flach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Befestigungsstifte (9) Führungsstifte (9A) angebracht sind, die auf jeder Seite des Rahmens (6A) in mehreren Zickzackreihen angeordnet sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstifte (9) am Rahmen (6A) nach außen geneigt sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom Rahmen (GA) umgebenenen flexiblen Material (6B) zusätzliche Führungs- (9A) und Befestigungsstifte (9) angebracht sind.

9. Maschine für die Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Untersatz mit Gestell und Ständern für die Montage einer Querstange, an der sich ein in einer ersten Richtung X beweglicher Schlitten mit einem ersten Arm, der nach einer zweiten Richtung Y rechtwinklig zur Richtung X verläuft, und ein zweiter Arm befindet, der sich quer zu der von der Stange und dem ersten Arm gebildeten Ebene in einer dritten Richtung Z bewegen kann, Antriebsmitteln für den Schlitten und den ersten und zweiten Arm und Ablege- und Nähwerkzeugen, die lösbar an einer Halterung an einem Ende des zweiten Arms angebracht werden können und mit einem Nähfuß zur Verdichtung versehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zum Ablegen des Fadens (66) ein starres Rohr (68) mit einem anschließenden flexiblen Rohr (69) hat und der Faden (F) durch die Rohre verläuft.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Nähwerkzeug (P) eine drehbare Halterung (41) hat, an deren unterem Ende eine Nadel (33) montiert ist, die mit dem Nähfuß (43) verbunden ist.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (33) hohl ist und daß durch die drehbare Halterung (41) ein Fadenführungskanal (41A) verläufert, der mit der Nadel verbunden ist.

12. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (33) ein durchgehendes schräges Nadelöhr (48) hat und mit, einem Fadenführer (50) mit Gehäuse verbunden ist, durch das schräg ein Fadenführungskanal (51) verläuft, dessen unteres Ende (51A) aufgeweitet ist.

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Nähwerkzeug einen Mechanismus zur Betätigung der Baugruppe Nähfuß (43), Fadenführer (50) und Nadel (33) hat, der aus einem ersten Zylinder (54) zur Betätigung einer Platine (55), an der die Baugruppe angebracht ist, einer Achse (57) mit dem Fadenführer (50) und einem zweiten Zylinder (59) zur Betätigung des Nähfußes (43) besteht.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführer (50) in der Lage ist, die übereinanderliegenden Gelege zu verdichten.

15. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (33) an der Platine (55) durch eine Halterung (58) mit Hilfe einer konischen Klemme (64) gehalten wird, die durch eine Mutter (65) blockiert wird.

16. Maschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (57) mit dem Fadenführer (50) durch eine Zugfeder (62) beaufschlagt und durch einen Anschlag (63) begrenzt wird.