DE3822652C2 - - Google Patents
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- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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- D04H18/02—Needling machines with needles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Nadeln eines Vlieses mit einem antreibbaren Nadelträger und
einer Vliesführung zwischen einer Bettplatte und einem Ab
streifer, der Durchtrittslöcher für die Nadeln des Nadelträ
gers aufweist.
Übliche Vorrichtungen dieser Art zum Nadeln eines Vlieses be
stehen aus wenigstens einem auf- und abgehenden Nadelbrett,
dessen Nadeln in das zwischen einer Bettplatte und einem Ab
streifer quer zur Einstichrichtung geführte Vlies einstechen.
Das auf- und abgehende Nadelbrett dieser bekannten Nadelvor
richtungen (DE-OS 23 06 084) stellt mit seinem Antrieb einen
unerwünschten Schwingungserreger dar, so daß zur Unterdrückung
der Schwingungen auf ein tolerierbares Maß ein erheb
licher Konstruktionsaufwand erforderlich wird. Im Gegensatz
zu auf- und abgehenden Nadelbrettern ist der Antrieb von
drehenden Nadelwalzen nicht nur hinsichtlich der konstruk
tiven Ausgestaltung einfacher, sondern läßt auch einen voll
kommenen Massenausgleich zu, doch stellt sich dem Einsatz
von drehenden Nadelwalzen zum Nadeln von Vliesen die Forde
rung nach einer hohen Einstichdichte entgegen, weil hierfür
die Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze wesentlich größer
als die Fördergeschwindigkeit des Vlieses sein müßte. Dies
ist bei bekannten Vorrichtungen (DE-PS 25 30 872) schon
deshalb nicht möglich, weil die Nadelwalze mit einer walzen
förmigen Stichunterlage zusammenwirkt, die gegensinnig zur
Nadelwalze angetrieben wird, so daß die Umfangsgeschwindig
keit der Nadelwalze zwangsläufig an die der Fördergeschwin
digkeit des Vlieses entsprechende Umfangsgeschwindigkeit der
Stichunterlage angepaßt werden muß.
Werden die Nadeln radial verschiebbar in einer Nadel
walze gehalten und mit Hilfe eines umlaufenden Exzenters
bereichsweise gegen das zu nadelnde Gut vorgeschoben, das
mit der Nadelwalze umläuft, wie dies bei der Herstellung
voluminöser Garne bekannt ist (US-PS 32 08 125), so kann
ebenfalls nur eine dem Nadelabstand entsprechende Einstich
dichte erreicht werden, was für die Herstellung voluminöser
Garne keine Rolle spielt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
Nadelvorrichtung der eingangs geschilderten Art mit den Vor
teilen von drehenden Nadelwalzen zu schaffen, ohne den Nach
teil solcher Nadelwalzen in Kauf nehmen zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß
der als Walze ausgebildete Nadelträger im Sinne einer
hypozykloiden Nadelbahn einerseits um die Walzenachse und
anderseits gegensinnig dazu um eine zur Walzenachse
parallele Umlaufachse drehbar ist und daß der Abstreifer
wenigstens ein zur Umlaufachse koaxiales Zylindersegment
bildet.
Durch die zusätzliche Drehung der Nadelwalze um eine
zur Walzenachse parallele Umlaufachse beschreiben die Nadel
bahnen Hypozykloiden, wobei sich für die einzelnen Nadeln
bei einer entsprechenden Abstimmung der Durchmesser des die
Hypozykloide bestimmenden feststehenden Kreises und des
in diesem feststehenden Kreis abrollenden Rollkreises im
Bereich des Abstreifers örtlich begrenzte Einstichbereiche
ergeben, so daß ein feststehender Abstreifer in Form wenig
stens eines zur Umlaufachse koaxialen Zylindersegmentes ein
gesetzt und die Durchlaufgeschwindigkeit des Vlieses durch
die Vliesführung zwischen der Bettplatte und dem Abstreifer
unabhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze
gewählt werden kann. Für die zusätzlich um die Umlaufachse
drehende Nadelwalze kann durch eine mitumlaufende Ausgleichs
masse ein vollkommener Massenausgleich erzielt werden, was
die bei hin- und hergehenden Nadelbrettern auftretenden
Schwingungsprobleme vermeidet. Aufgrund der Nadelbahnen in
Form von Hypozykloiden kann außerdem im Einstichbereich
eine Bewegungskomponente der Nadeln in Förderrichtung des
Vlieses sichergestellt werden, was einen weiteren Vorteil
der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber den bekannten
Nadelvorrichtungen mit auf- und abgehenden Nadelbrettern
darstellt, weil sich durch diesen Umstand eine geringere
Verstreckung des Vlieses in der Förderrichtung ergibt.
Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse werden
dadurch ermöglicht, daß der Abstreifer aus einem den Nadel
träger umschließenden Zylinder besteht, so daß dieser ge
schlossene Zylinder eine Abstützung für die um die Umlauf
achse umlaufenden Ausgleichmassen bilden kann. Außerdem wird
eine höhere Biegesteifigkeit erzielt, was größere Arbeits
breiten bzw. größere Nadelkräfte zuläßt.
Wie bereits angeführt wurde, sind die Durchmesser des
die hypozykloiden Nadelbahnen bestimmenden feststehenden
Kreises und des in diesem Kreis abrollenden Rollkreises, dem
die Nadelwalze folgt, so aufeinander abzustimmen, daß bei
einem Umlauf des Rollkreises die Nadeln der Nadelwalze in
dem durch die Durchtrittslöcher des Abstreifers örtlich be
grenzten Bereich durch den Abstreifer durchtreten und in das
Vlies einstechen. Bei bestimmten, geschlossene Hypozykloiden
ergebenden Durchmesserverhältnissen kommen jeweils nur be
stimmte Umfangsabschnitte der Nadelwalze in einen Einstichs
eingriff mit dem Vlies, so daß auch nur diese Umfangsab
schnitte mit Nadeln versehen werden müssen. Besonders vor
teilhafte Arbeits- und Konstruktionsbedingungen werden in
diesem Zusammenhang sichergestellt, wenn der Abstand der
Walzenachse von der Umlaufachse einem ungeraden Vielfachen
des halben Radius, vorzugsweise dem halben Radius, des Roll
kreises der die Nadelbahn bestimmenden Hypozykloide ent
spricht, wobei der Nadelträger die Nadeln in zwei einander
diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten trägt, die
abwechselnd zum Einsatz kommen. Dieser Umstand macht eine
unterschiedliche Nadelteilung im Bereich der beiden Umfangs
abschnitte des Nadelträgers möglich, so daß das Vlies
gleichzeitig mit unterschiedlichen Nadelteilungen genadelt
werden kann, sofern der Abstreifer bzw. die Bettplatte für
den Durchtritt der Nadeln beider Teilungen geeignet ist, was
bei einem ganzzahligen Verhältnis der beiden Nadelteilungen
der Fall ist.
Um die Einstichtiefe einstellen zu können, ist es
schließlich vorteilhaft, die Bettplatte um eine zur Umlauf
achse parallele Achse schwenkverstellbar zu lagern. Damit
wird bei einer Schwenkverstellung der Bettplatte gegenüber
dem Abstreifer der Führungsspalt zwischen dem Abstreifer und
der Bettplatte und damit die Einstichtiefe verändert. Da ein
sich auslaufseitig verengender Führungsspalt für die Vlies
führung angestrebt wird, ist es vorteilhaft, die zumindest
angenähert dem Krümmungsverlauf des Abstreifers folgende
Bettplatte etwa in der Mitte des Einstichbereiches schwenk
bar zu lagern.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand bei
spielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nadeln von
Vliesen in einem schematischen Axialschnitt,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Kon
struktionsvariante,
Fig. 3 die hypozykloide Nadelbahn bei einem dem Außen
durchmesser der Nadelwalze entsprechenden Rollkreis
durchmesser und einem dem Dreifachen des halben Roll
kreisradius entspechenden Radius des feststehenden
Kreises und
Fig. 4 die Bahnen einer Nadelspitze bei einem Durchmesser
verhältnis des feststehenden Kreises und des Roll
kreises entsprechend Fig. 3, jedoch bei einem der
Fig. 3 gegenüber kleineren und größeren Außendurch
messer der Nadelwalze.
Die dargestellte Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses
besteht nach Fig. 1 im wesentlichen aus einem aus einer
Walze 1 gebildeten Nadelträger, der einerseits um die Wal
zenachse 2 und anderseits gegensinnig dazu um eine zur Wal
zenachse 2 parallele Umlaufachse 3 gedreht werden kann,
sowie aus einer Vliesführung zwischen einem zur Umlaufachse
3 koaxialen Abstreifer 4 und einer im wesentlichen der
Krümmung des Abstreifers 4 folgenden Bettplatte 5.
Aufgrund der gleichzeitigen Bewegung der aus der
Walze 1 und den Nadeln 6 bestehenden Nadelwalze 7 einer
seits um die Walzenachse 2 und anderseits um die Umlaufachse
3 im Sinne der Drehrichtungspfeile 8 und 9 ergibt sich um
die Walzenachse 2 ein geometrischer Rollkreis 10, der in
einem gedachten, feststehenden Kreis 11 abrollt, so daß die
Nadeln 6 Bahnen in Form einer Hypozykloide durchlaufen, wie
dies beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, in der die
verschiedenen Lagen einer Nadel während eines Umlaufes der
Nadelwalze 7 eingezeichnet sind, wenn der Außendurchmesser
der Nadelwalze 7 dem Durchmesser des Rollkreises 10 und der
Abstand a zwischen der Walzenachse 2 und der Umlaufachse 3
dem halben Radius r des Rollkreises 10 entsprechen. In
diesem Fall ergibt sich für den feststehenden Kreis 11 ein
Radius R, der dem 1,5fachen Radius r des Rollkreises 10
gleich ist. Bei diesen Größenverhältnissen ergibt sich für
die Nadelbahnen jeweils eine in sich geschlossene Hypo
zykloide der dargestellten Art, so daß die Nadeln durch die
vorgesehenen Durchtrittslöcher im Abstreifer 4 und in der
Bettplatte 5 ein- und austreten können. Während des Ein
sticheingriffes ergibt sich für die Nadeln eine Bewegungs
komponente in Umfangsrichtung des feststehenden Kreises 11,
also in Förderrichtung, was die Verstreckung des Vlieses in
Förderrichtung verkleinert.
Wird gegenüber den dargestellten Verhältnissen in
Fig. 3 lediglich der Außendurchmesser der Nadelwalze 7
vergrößert, so ergibt sich für die Spitze einer Nadel eine
hypozykloide Umlaufbahn, wie sie durch die Kurve 12 in Fig.
4 veranschaulicht wird. Aus dieser Darstellung läßt sich un
mittelbar erkennen, daß die Bewegungskomponente der Nadeln
während des Einstiches in Förderrichtung vergrößert ist.
Wird der Durchmesser der Nadelwalze 7 gegenüber der Fig. 3
verkleinert, so tritt als Umlaufbahn einer Nadelspitze die
Hypozykloide 13 nach Fig. 4 auf. Eine solche Ausführungs
form ergibt wiederum eine Bewegungskomponente der Nadeln 6
quer zur Einstichrichtung, allerdings in entgegengesetzter
Richtung, was für eine Umkehr der Durchlaufrichtung des
Vlieses spricht.
Aus den Fig. 1, 3 und 4 läßt sich unmittelbar ablei
ten, daß die Fördergeschwindigkeit für das zu nadelnde Vlies
unabhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze 7
gewählt werden kann, weil sich hinsichtlich des Nadelein
stiches ähnliche Verhältnisse wie bei auf- und abgehenden
Nadelbrettern ergeben. Die Einstichbewegung erfolgt gegen
über der Vorschubbewegung sehr rasch. Im Gegensatz zu diesen
auf- und abgehenden Nadelbrettern ist aber ein einfacher
Antrieb der Nadelwalze 7 mit einem vollkommenen Massenaus
gleich möglich. Wie die Fig. 2 zeigt, können ja mit der
Nadelwalze 7 Ausgleichsmassen 14 um die Umlaufachse 3 mit
umlaufen, was den erwünschten Massenausgleich in einfacher
Weise sicherstellt.
Ist der Abstreifer 4 in Form eines geschlossenen
Zylinders ausgebildet, so können die Ausgleichsmassen 14
über Rollen 15 unmittelbar an dem Abstreifer 4 abgestützt
werden. Der Zylinder des Abstreifers 4 muß dabei selbstver
ständlich nicht nur im Einstichbereich, sondern auch rota
tionssymetrisch dazu Durchtrittslöcher für die Nadeln 6 der
Nadelwalze 7 aufweisen, um eine unbehinderte Drehbewegung
der Nadelwalze 7 um die Walzenachse 2 und die Umlaufachse 3
zu gewährleisten. Aufgrund der gewählten geometrischen Ver
hältnisse braucht die Nadelwalze 7 nur an zwei einander
diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten Nadeln 6
aufzuweisen, weil aufgrund der geschlossenen Umlaufbahnen
der Nadeln der Nadeldurchtritt durch den Zylinder des Ab
streifers 4 stets an örtlich begrenzten Stellen erfolgt.
Zur Einstellung der Einstichtiefe kann gemäß den Fig.
1 und 2 die Bettplatte 5 um eine zur Umlaufachse 3 parallele
Schwenkachse verstellt werden. Zu diesem Zweck ist die Bett
platte 5 auf einem kreiszylindrischen Lagerkörper 16 ange
ordnet, der in Gleitschalen 17 schwenkverstellbar abgestützt
ist. Damit wird es möglich, den Führungsspalt zwischen dem
Abstreifer 4 und der Bettplatte 5 zu verändern, wie dies
strichpunktiert in Fig. 2 angedeutet ist. Die Veränderung
der Spaltweite der Vliesführung zwischen dem Abstreifer 4
und der Bettplatte 5 ergibt zwangsläufig eine Änderung der
Einstichtiefe.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses mit einem an
treibbaren Nadelträger und einer Vliesführung zwischen einer
Bettplatte und einem Abstreifer, der Durchtrittslöcher für
die Nadeln des Nadelträgers aufweist, dadurch gekennzeich
net, daß der als Walze (1) ausgebildete Nadelträger im Sinne
einer hypozykloiden Nadelbahn einerseits um die Walzenachse
(2) und anderseits gegensinnig dazu um eine zur Walzenachse
(2) parallele Umlaufachse (3) drehbar ist und daß der Ab
streifer (4) wenigstens ein zur Umlaufachse (3) koaxiales
Zylindersegment bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstreifer (4) aus einem den Nadelträger umschließen
den Zylinder besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand (a) der Walzenachse (2) von der
Umlaufachse (3) einem ungeraden Vielfachen des halben Radius
(r), vorzugsweise dem halben Radius (r), des Rollkreises
(10) der die Nadelbahn bestimmenden Hypozykloide entspricht
und daß der Nadelträger die Nadeln (6) in zwei einander
diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten trägt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nadelteilung der beiden Umfangsabschnitte des Nadel
trägers unterschiedlich ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bettplatte (5) um eine zur Umlauf
achse (3) parallele Achse schwenkverstellbar gelagert ist.
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