AT392094B - Maschine zur herstellung dreidimensional gemusterter nadelfilzbahnen - Google Patents

Description

AT 392 094 B

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung dreidimensional gemusterter Nadelfilzbahnen, welche mit einem mit Nadeln bestückten, von einer Antriebseinrichtung gegenüber einer Stichunterlage auf und nieder bewegtem Nadelbalken und einer die mit einer Musterung zu versehende Filzbahn bewegenden Zuführ- und Abzugseinrichtung ausgerüstet ist. 5 Es sind Nadelfilzmaschinen bekanntgeworden, mittels welcher man glatten Nadelfilzen eine bestimmte Oberflächenstruktur entsprechend einem vorgegebenen Muster geben kann. Die Musterung des an sich ursprünglich glatten Vormaterials erfolgt in der Weise, daß die Gabelnadeln beim Einstich einzelne Schlingen bilden, die aus der Ebene des Vormaterials herausragen. Aufgrund der sich bewegenden Bahn entsteht dann eine sogenannte Raupe. Hierbei lassen sich die Einstichtiefe der Gabelnadeln und die Durchlaufgeschwindigkeit des 10 Faservlieses innerhalb gewisser Grenzen variieren. Die so herstellbaren Musterungen von Faservliesen sind im wesentlichen durch das Bestückungsbild der Nadeln im Nadelbrett definiert An denjenigen Stellen, an welchen keine Musterung erwünscht ist, müssen die diese herstellenden Gabelnadeln mit dem Vlies außer Eingriff kommen.

Bei Maschinen eines bestimmten Typs geschieht dies durch Absenken der Stichunterlage, die aus einem von 15 einem massiven biegesteifen Tisch getragenen Lamellenrost besteht. Der Lamellentisch wird hierzu mittels mehrerer hydraulischer Zylinder auf und nieder bewegt, welche zumeist in einer Stückzahl von 6 bis 8 unter dem Tisch gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Bei einer anderen Konstruktion solcher Maschinen wird das Außereingriffbringen der Gabelnadeln dadurch erreicht, daß die Achsen, an welchen die Antriebsschwingen für den Nadelbalken aufgehängt sind, in ihrer Höhe 20 verstellt werden, was bisher mechanisch mit Hilfe von Exzentem geschieht

Bei dem erstgenannten Maschinentyp werden die Aibeitszylinder durch Elektromagnet-Ventile angesteuert und sind derart ausgebildet, daß ihre Kolben jeweils einen vollen Hub ausführen, bis sie an einem mechanischen Anschlag anliegen. Bei diesen Arbeitszylindem handelt es sich um doppeltwirkende Zylinder; die während eines Hubs von einem Kolben verdrängte Ölmenge dient dazu, den jeweils nächsten der in Reihe geschalteten 25 Arbeitszylinder zu betätigen, um so eine synchrone Kolbenbewegung und damit eine Tischbewegung in absolut horizontaler Lage zu erreichen.

Eine derartige Maschine hat eine Reihe von wesentlichen Nachteilen. Bedingt durch den vorerwähnten hydraulischen Antriebsmechanismus für die Hub- und Absenkbewegung des Lamellentischs muß der Hub der Kolben in den Arbeitszylindem voll ausgeführt werden, d. h., daß der Tisch keine Zwischenstellungen einnehmen 30 kann. Auch läßt sich der Hub des Lamellentischs nicht durch verstellbare Anschläge verändern; diese müssen fest eingebaut und sehr solide sein, um die enormen Kräfte beim Anschlag an die Hubbegrenzer aufzunehmen. Durch die Öffnungs- und Schließzeiten der im hydraulischen System angeordneten Ventile ist aber auch die Hubfiequenz des Tisches begrenzt, was sich wiederum auf die Leistungsfähigkeit der Maschinen aus wirkt.

Bei den Maschinen des zweitgenannten Typs ist der Hubbewegung des Nadelbalkens eine Bewegung des 35 Aufhängungspunktes der Schwingen des Antriebssystems überlagert, was allein durch mechanische Mittel geschieht. Auch diese Konstruktion hat beträchtliche und auch die vorerwähnten Nachteile, insbesondere in Bezug auf die gewünschte Exaktheit der Steuerung der Bewegung des Nadelbalkens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in Betracht kommenden Maschinen zur Musterung bzw. Oberflächenstrukturierung von glatten Nadelfilzen in der Weise zu verbessern, daß die Musterung universell 40 variierbar ist und die Musterungsvielfalt vergrößert wird, und zwar in weitaus größerem Rahmen, als dies bisher bei Anwendung der vorbekannten Maschinen der Fall war. Auch soll die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine gesteigert werden, um deren Leistungsfähigkeit zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, im Antriebssystem des die Musterung bewirkenden Aggregats wenigstens einen, dessen Verstellung bzw. Bewegung besorgenden hydraulischen 45 Arbeitszylinder vorzusehen, dessen Steuerventil oder -Schieber mittels einer Proportional-Integral-Differential-Steuereinrichtung (PID), welche mit einer mit dem Kolben des hydraulischen Arbeitszylinders gekuppelten Wegemeßeinrichtung gekuppelt ist, gesteuert wird.

Dies bedeutet, daß jeder Arbeitszylinder über ein mit einem PID-Regler ausgestattetes Servoventil angesteuert wird, wobei aufgrund des Wegemeßsystems des Kolbens des Arbeitszylinders im PID-Regler ein Soll-Ist-Wert-50 Vergleich erfolgt. Durch diese Maßnahme kann jeder Arbeitszylinder selbständig angesteuert werden, ohne daß es komplizierter Kompensationsschaltungen bedarf, die früher bei den bekannten Maschinen angewandt werden mußten.

Dem PID-Regler des Servoventils werden durch einen Generator erzeugte Impulse vorbestimmter Form und Dauer zugeführt, wodurch sich jede gewünschte Bewegung der Kolben in den Arbeitszylindem bzw. des 55 Lamellentisches oder aber auch der Aufhängungspunkte des Antriebssystems für den Nadelbalken erhalten läßt. Den Impulsen kann man in an sich bekannter Weise jede beliebige Form geben, beispielsweise Rechteck- oder Kurvenform usw. Diese Impulse stellen die jeweiligen Soll-Werte dar, nach welchen der PID-Regler das Servoventil betätigt, durch welches der Arbeitszylinder angesteuert wird. Durch entsprechende Programmierung kann der Soll-Wert hinsichtlich seiner Größe, seiner Form, seiner Abfolge und seiner Frequenz verändert werden, 60 um auf diese Weise den Weg des Kolbens im Arbeitszylinder und die Hubfrequenz den gegebenen Verhältnissen und Bedingungen in Bezug auf die Arbeitsweise der Maschine optimal anzupassen, beispielsweise um der Materialstärke des zu nadelnden Vlieses Rechnung zu tragen. -2-

Claims (4)

1. AT 392 094 B Auch läßt sich durch den Gegenstand der Erfindung die Musterungsvielfalt vergrößern, indem es nunmehr möglich ist, Hoch-Tief-Effekte innerhalb eines Musterungsrapports zu erzielen. Dies beruht darauf, daß der Kolben und damit der Lamellentisch in jeder beliebigen vorgegebenen Höhenlage angehalten werden kann. Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäß ausgebildete Maschine mit heb- und absenkbaiem Lamellentisch mit zwei hydraulischen Zylindern ausgerüstet, welche dazu dienen, den vertikal geführten Tisch in seiner Höhenlage zu verstellen. Um die zu bewegenden Massen möglichst gering zu halten, ist der Lamellentisch vorteilhafterweise als freitragende, statisch bestimmte Leichtbaukonstruktion ausgebildet. Dies bedingt zwar eine etwas größere Konstruktionshöhe, jedoch sind die sich aus der Gewichtserspamis ergebenden Vorteile beachtlich gegenüber dem etwas größeren Platzbedarf. In den Figuren 1 und 2 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend im einzelnen wie folgt näher beschrieben ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Maschine zur Herstellung dreidimensional gemusterter Nadelfilzbahnen, und Fig. 2 ein Blockschaltbild des Antriebsmechanismus und Steuerungssystems für den heb- und absenkbaren Lamellentisch der Maschine nach Fig. 1. In einem Maschinengestell (11) ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, der Antriebsmechanismus (12) für den Nadelbalken (13), an dessen Unterseite die mit den Gäbelnadeln (14) bestückten Nadelbretter (15) befestigt sind, angeordnet. Die zu nadelnde Nadelvliesbahn (16) wird mit Hilfe der Transport- bzw. Vorschubwalzen (17,18) über den von dem Lamellentisch (19) getragenen Lamellenrost (20) hinwegbewegt. Zum Heben und Absenken des Lamellentisches (19) dienen zwei hydraulische Zylinder (21), welche auf einer Grundplatte (22) befestigt sind, die mittels Getrieben (23) und Spindeln (24) in ihrer Höhe einstellbar sind. Die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Lamellentisches (19) angeordneten Arbeitszylinder (21) werden von einem Servoventil (25) angesteuert, dem ein Verstärker (26) vorgeschaltet ist. Die Steuerung des jedem Arbeitszylinder (21) zugeordneten Servoventils (25) bzw. des Servoverstärkers (26) erfolgt durch den PID-Regler (27), welchem der von dem Pulsgenerator (28) erzeugte und vom Pulsformer (29) in gewünschter Weise veränderte bzw. aufbereitete Impuls als Soll-Wert über die Programmeinrichtung (30) zugeführt wird. Der Programmeinrichtung (30) können beispielsweise ein Betriebsarten-Schalter (31) und andere Schalter (32) zugeordnet sein, um die Programmfolge für die Ausgabe des vorgegebenen Soll-Wertes entsprechend zu beeinflussen. Der Impulsgeber (28) ist vorteilhafterweise mit dem Abzugswalzenpaar (18) für die bereits genadelte Bahn (33) gekuppelt. Mit dem Lamellentisch (19) bzw. dem Arbeitskolben ist die jedem Arbeitszylinder (21) zugeordnete Wegemeßeinrichtung (34) gekuppelt, die mit dem zugehörigen PID-Regler (27) zum Zwecke des Soll-Ist-Wert-Vergleichs verbunden ist. Dadurch, daß der von der Programmeinrichtung (30) ausgegebene Soll-Wert-Impuls identisch jedem der beiden PID-Regler (27) zugeführt wird, und vermittels der Wegemeßeinrichtung (34) ein ständiger Soll-Ist-Wert-Vergleich stattfindet, ist gewährleistet, daß die Bewegung der Kolben der Arbeitszylinder (21) auf beiden Seiten des Lamellentisches (19) einander absolut identisch ist und damit gleichmäßig erfolgt, so daß sich jedwede zusätzliche Kompensationseinrichtung zur Vergleichmäßigung der Tischbewegung erübrigt. PATENTANSPRÜCHE 1. Maschine zur Herstellung dreidimensional gemusterter Nadelfilzbahnen, mit einem mit Nadeln bestückten, von einer Antriebseinrichtung gegenüber einer Stichunterlage auf und nieder bewegtem Nadelbalken und einer die mit einer Musterung zu versehende Filzbahn bewegenden Zuführ- und Abzugseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebssystem des die Musterung bewirkenden Aggregats wenigstens ein dessen Verstellung bzw. Bewegung besorgender hydraulischer Arbeitszylinder (21) angeordnet ist, dessen Steuerventil bzw. -Schieber (25) mittels einer Proportional-Integral-Differential-Steueremrichtung (27), welche mit einer mit dem Kolben des hydraulischen Arbeitszylinders (21) gekuppelten Wegemeßeinrichtung (24) gekuppelt ist, gesteuert ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse zur Steuerung des Steuerventils bzw. -Schiebers (25) in einem Pulsgenerator (28) erzeugt und in einem Pulsformer (29) hinsichtlich ihrer Kurvenform geformt werden. -3- AT 392 094 B
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stichunterlage aus einem vertikal geführten, einen Lamellenrost (20) aufweisenden Tisch (19) besteht, welcher von vorzugsweise zwei hydraulischen Zylindern (21) verstellt wird, deren Steuereinrichtungen (27,26,25) die einander identischen Sollwertimpulse zugeführt werden.
4. 4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellentisch (19) als freitragende, statisch bestimmte Leichtbaukonstruktion ausgebildet ist 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-