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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses mit wenigstens einem In Einstichrichtung hin-und hergehend antreibbaren Nadelbett und mit einer Vliesführung aus einer dem Nadelbett gegenüberliegenden Stichunterlage und einem zwischen der Stichunterlage und dem Nadelbett vorgesehenen Abstreifer, wobei die Stich unterlage im Nadelbereich in Vliesdurchlaufrichtung unterschiedlich geneigte Abschnitte bildet.
Um eine höhere Festigkeit beim Nadeln eines Vlieses zu erreichen, ist es bekannt (US 2896 303 A), die Nadeln nicht senkrecht zur Vliesoberfläche, sondern dazu in Vliesdurchlaufrichtung gegensinnig geneigt in das Vlies einzustechen. Zu diesem Zweck bildet die aus der Stichunterlage und dem Abstreifer gebildete Vliesführung im Nadelbereich einen in Vliesdurchlaufrichtung ansteigenden Einlaufabschnitt und einen dazu gegensinnig abfallenden Auslaufabschnitt, der mit dem Einlaufabschnitt im Bereich einer unbenadelten Zone verbunden ist.
Dementsprechend ist das auf-und abgehend antreibbare Nadelbett dachartig geformt und trägt lediglich im Bereich der gegensinnig geneigten Abschnitte vertikal ausgerichtete Nadeln, die im Bereich des Einlauf- und des Auslaufabschnittes der Vliesführung in das Vlies einstechen, und zwar aufgrund der ansteigenden bzw. abfallenden Vliesführung in bzw. gegen die Vliesdurchlaufrichtung geneigt. Abgesehen davon, dass wegen der Beschränkung der Nadeln auf einen Ein- und einen Auslaufbereich nur vergleichsweise geringe Einstichdichten erzielt werden können, was einem höheren Verfilzungsgrad entgegensteht, bleibt die erzielbare Steigerung der Längsfestigkeit beschränkt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses der eingangs geschilderten Art mit einfachen konstruktiven Mitteln so zu verbessern, dass ein hoher Verfilzungsgrad und eine erhebliche Steigerung der Längsfestigkeit des Vlieses erzielt wird.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Stichunterlage mit ihren im Nadeleinstichbereich stetig ineinander übergehenden, unterschiedlich geneigten Abschnitten eine in Vliesdurchlaufrichtung ansteigende oder abfallende Durchschnittsneigung aufweist.
Wegen des sich durchgehend über die unterschiedlich geneigten Abschnitte der Stichunterlage erstrekkenden Nadelbereiches wird eine übliche Nadelzahl und Nadeldichte sichergestellt, wobei sich wegen des stetigen Überganges zwischen den unterschiedlich geneigten Abschnitten der Stichunterlage die Einstichrichtung der Nadeln in das Vlies in Vliesdurchlaufrichtung ständig ändert, weil ja das Vlies zumindest beim Einstechen der Nadeln flächig an die Stichunterlage angedrückt wird. Da sich aufgrund der stetigen Neigungsübergänge der Stichunterlage eine Vernadelung des Vlieses nicht nur unter den am stärksten gegenüber der Vliesoberfläche geneigten Einstichrichtungen, sondern entsprechend abgestuft auch unter allen Zwischenrichtungen ergibt, wird ein besonders hoher Verfilzungsgrad erzielt.
Ausserdem wird die Längsfestigkeit des Vlieses dadurch in einem unerwarteten Ausmass vergrössert, dass das Vlies zwar mit unterschiedlichen Einstichrichtungen, aber vorwiegend in einem Neigungssinn, also vor allem mit entweder
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terlage verlangt, die trotz der unterschiedlich geneigten Abschnitte eine in Vliesdurchlaufrichtung ansteigende oder abfallende Durchschnittsneigung aufweist. Durch diese bezüglich der Längsmitte der Vliesführung unsymmetrische Vernadelung des Vlieses dürfte ein sonst spürbarer nachteiliger Einfluss zwischen den sich kreuzenden Einstichen vermieden werden, was zu der überraschenden Festigkeitssteigerung führt.
Dieser Umstand kann insbesondere bei getäfelten Vliesen mit Vorteil ausgenützt werden, weil diese getäfelten Vliese eine bevorzugte Faserlage quer zur Vlieslängsrichtung zeigen und daher eine gegenüber der Längsfestigkeit deutlich höhere Querfestigkeit aufweisen, an die nunmehr die Längsfestigkeit durch den erfindungsgemässen Nadelungsvorgang vorteilhaft angepasst werden kann.
Da das Vlies beim Einstechen der Nadeln gegen die Stich unterlage gedrückt wird, ist für die Ausrichtung der Einstichkanäle vor allem die Oberflächenneigung der Stichunterlage gegenüber den Nadeln massgebend. Die Form des Abstreifers und des Nadelbettes kann daher unabhängig von der Ausgestaltung der Stichunterlage gewählt werden, wenn einerseits die Abstreiferfunktion und anderseits eine entsprechende Einstichtiefe der Nadeln sichergestellt wird. Weisen der Abstreifer bzw. das Nadelbett eine an die
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nisse, weil beispielsweise die an die Form der Stichunterlage angepasste Nadelbrettform den Einsatz gleich langer Nadeln über den gesamten Nadelbereich erlaubt.
Ausserdem ist die Erhöhung der Festigkeit durch die Krümmung insbesondere des Nadelbettes im Zusammenhang mit der hohen Belastung hochfrequenter Nadelungsvorrichtungen von besonderer Bedeutung, weil aufgrund höherer Festigkeiten die zu bewegenden Massen vergleichsweise klein gehalten werden können.
Fällt die Durchschnittsneigung der Stichunterlage in Vliesdurchlaufrichtung ab, so wird durch die überwiegend mit einer Bewegungskomponente in Vliesdurchlaufrichtung in das Vlies einstechenden Nadeln eine Streckwirkung auf das Vlies ausgeübt, was wiederum insbesondere im Zusammenhang mit getäfelten Vliesen vorteilhaft ist, weil dadurch die sonst erforderliche, nachträgliche Längsstreckung des Vlieses entfallen kann.
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stichbereich erstreckende, gegenüber der Längsmitte der Vliesführung exzentrische Krümmung aufweisen. Eine ander Ausführungsmöglichkeit ergibt sich, wenn die Stichunterlage eine in Vliesdurchlaufrichtung zuoder abnehmende Krümmung besitzt.
Während eine zu-oder abnehmende Krümmung der Stichunterlage eine unter Umständen vorteilhaftere Anpassung an unterschiedliche Vernadelungsanforderungen erlaubt, bietet die Ausbildung der Stichunterlage in Form eines bezüglich der Längsmitte der Vliesführung unsymmetrisch angeordneten Kreiszylinderabschnittes Vorteile hinsichtlich der Herstellung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses in einer vereinfachten Seitenan- sicht und
Fig. 2 die Vliesführung nach der Fig 1 in einem grösseren Massstab ebenfalls in Seitenansicht.
Die dargestellte Vorrichtung besteht aus wenigstens einem in einem Nadelbalken 1 gehaltenen Nadelbett 2, dessen Nadeln 3 in ein zwischen einer Stichauflage 4 und einem Abstreifer 5 geführtes Vlies 6 einstechen, das über ein Treibwalzenpaar 7 zugeführt und über ein Treibwalzenpaar 8 abgezogen wird, und zwar jeweils tangential zu der durch die Stichunterlage 4 und den Abstreifer 5 gebildeten Vliesführung.
Zur Einstellung der Einstichtiefe und zur Anpassung an die jeweilige Vliesdicke sind sowohl die Stichunterlage 4 als auch der Abstreifer 5 über Stelltriebe 9 der Höhe nach einstellbar. Für den Nadeldurchtritt sind die Stichauflage 4 und der Abstreifer 5 als Lochplatten ausgebildet. Zum Antrieb des Nadelbettes 2 dient ein Schubkurbeltrieb 10, der aus zwei parallelen, gegensinnig angetriebenen Kurbel- oder Exzenterwellen 11,12 und auf diesen Kurbel- oder Exzenterwellen 7,8 gelagerten Schubstangen gebildet wird, die durch eine Koppel miteinander verbunden sind, an der die Stossstangen 13 zur Nadelbrettbewegung angelenkt sind.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Vliesführungen weisen die Stichunterlage 4 und der Abstreifer 5 eine stetige Krümmung auf, so dass sich in Vliesdurchlaufrichtung 14 unterschiedlich geneigte Abschnitte ergeben, die ineinander stetig übergehen wie dies vor allem der Fig. 2 entnommen werden kann.
Da sich das Vlies 6 an die Stichunterlage 4 flächig anlegt, ergeben sich für die Nadeln 3 gegenüber der Vliesoberfläche in Abhängigkeit von der jeweiligen Neigung der Stichunterlage 4 gegenüber der Einstichrichtung unterschiedlich geneigte Einstichkanäle. Die durchschnittliche Neigung dieser Einstichkanäle gegenüber der Vliesoberfläche würde bei einem symmetrischen Verlauf der Stichunterlage 4 bezüglich der Längsmitte der Vliesführung der Bewegungsrichtung des Nadelbettes 2 entsprechen, weil ja in diesem Fall jedem Einstich entgegen der Vliesdurchlaufrichtung 14 ein entsprechender Nadeleinstich in Vliesdurchlaufrichtung gegenübersteht.
Bei der erfindungsgemässen Ausbildung der Stich unterlage 4 verläuft deren Durchschnittsneigung jedoch nicht senkrecht, sondern geneigt zur Bewegungsrichtung des Nadelbettes 2, so dass sich eine entsprechende Vorzugsneigung der Nadeleinstiche in das Vlies ergibt, und zwar gemäss dem Ausführungsbeispiel im Sinne von Einstichen mit einer Komponente in Vliesdurchlaufrichtung 14.
Diese in diesem Neigungssinn überwiegenden Nadeleinstiche bedingen eine besonders hohe Steigerung der Längsfestigkeit des Vlieses, und zwar in Verbindung mit einer Streckwirkung, was sich vor allem beim Nadeln von getäfelten Vliesen vorteilhaft auswirkt.
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The invention relates to a device for needling a nonwoven fabric with at least one needle bed that can be driven back and forth in the puncturing direction and with a nonwoven guide consisting of a stitch pad opposite the needle bed and a stripper provided between the stitch pad and the needle bed, the stitch pad in the needle area in Fleece flow direction forms differently inclined sections.
In order to achieve a higher strength when needling a nonwoven, it is known (US Pat. No. 2,896,303A) not to prick the needles into the nonwoven at an angle to the nonwoven surface, but rather inclined in opposite directions in the direction of the nonwoven. For this purpose, the fleece guide formed from the stitch pad and the stripper forms an inlet section rising in the direction of fleece passage and an outlet section falling in opposite directions, which is connected to the inlet section in the region of an unneeded zone.
Accordingly, the needle bed, which can be driven up and down, is shaped like a roof and only carries vertically aligned needles in the area of the oppositely inclined sections, which pierce the web in the area of the inlet and outlet sections of the web guide, specifically because of the rising or falling web guide or inclined against the direction of web travel. Apart from the fact that, due to the needles being limited to one entry and one exit area, only comparatively low puncture densities can be achieved, which prevents a higher degree of matting, the achievable increase in the longitudinal strength remains limited.
The invention is therefore based on the object of avoiding these deficiencies and of improving a device for needling a nonwoven of the type described at the outset with simple constructive means in such a way that a high degree of matting and a considerable increase in the longitudinal strength of the nonwoven is achieved.
The invention achieves the stated object in that the stitch pad, with its sections which are continuously merging into one another in the needle insertion area and have different inclinations, has an increasing or decreasing average inclination in the nonwoven direction.
Because of the needles extending continuously over the differently inclined sections of the stitch pad, a usual number of needles and needle density is ensured, whereby the direction of the needles in the nonwoven in the web passage direction changes constantly because of the constant transition between the differently inclined sections of the stitch pad, because yes the nonwoven at least when the needles are inserted, is pressed flat against the stitch base. Since, due to the constant inclination transitions of the stitch underlay, needling of the fleece not only results under the penetration directions that are most inclined relative to the fleece surface, but also in a correspondingly graduated manner under all intermediate directions, a particularly high degree of matting is achieved.
In addition, the longitudinal strength of the nonwoven is increased to an unexpected extent by the fact that the nonwoven with different puncture directions, but predominantly in a sense of inclination, that is, primarily with either
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required, which, despite the differently inclined sections, has an increasing or decreasing average inclination in the direction of web travel. This asymmetrical needling of the fleece, which is asymmetrical with respect to the longitudinal center of the fleece guide, should avoid an otherwise noticeable disadvantageous influence between the intersecting punctures, which leads to the surprising increase in strength.
This fact can be used to advantage, particularly in the case of paneled nonwovens, because these paneled nonwovens have a preferred fiber layer transverse to the longitudinal direction of the nonwoven and therefore have a cross strength which is significantly higher than the longitudinal strength, to which the longitudinal strength can now advantageously be adapted by the needling process according to the invention.
Since the fleece is pressed against the stitch pad when the needles are inserted, the surface inclination of the stitch pad relative to the needles is decisive for the alignment of the puncture channels. The shape of the scraper and the needle bed can therefore be selected independently of the design of the stitch pad if, on the one hand, the scraper function and, on the other hand, a corresponding penetration depth of the needles is ensured. Assign the scraper or the needle bed to the
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nisse because, for example, the needle board shape adapted to the shape of the stitch pad allows the use of needles of the same length over the entire needle area.
In addition, the increase in strength due to the curvature of the needle bed in particular in connection with the high load of high-frequency needling devices is of particular importance because the masses to be moved can be kept comparatively small due to higher strengths.
If the average inclination of the stitch underlay falls in the direction of the fleece, the needles, which predominantly pierce the fleece with a movement component in the direction of flow of the fleece, exert a stretching effect on the fleece, which in turn is particularly advantageous in connection with paneled nonwovens, because this results in the otherwise necessary, subsequent longitudinal stretching of the fleece can be omitted.
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Stitch area extending, eccentric curvature with respect to the longitudinal center of the fleece guide. Another possible embodiment arises if the stitch underlay has a curvature that increases or decreases in the direction in which the fleece passes.
While an increasing or decreasing curvature of the stitch support allows a more advantageous adaptation to different needling requirements, the design of the stitch support in the form of a circular cylinder section arranged asymmetrically with respect to the longitudinal center of the fleece guide offers advantages in terms of manufacture.
The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example. Show it
1 shows a device according to the invention for needling a fleece in a simplified side view and
Fig. 2 shows the fleece guide according to FIG 1 in a larger scale also in side view.
The device shown consists of at least one needle bed 2 held in a needle bar 1, the needles 3 of which pierce a fleece 6 guided between a stitch support 4 and a stripper 5, which is fed via a pair of drive rollers 7 and drawn off via a pair of drive rollers 8, in each case tangential to the fleece guide formed by the stitch pad 4 and the stripper 5.
To set the puncture depth and to adapt to the respective fleece thickness, both the stitch pad 4 and the stripper 5 can be adjusted in height via actuators 9. The needle support 4 and the stripper 5 are designed as perforated plates for the needle passage. To drive the needle bed 2 is a thrust crank drive 10, which is formed from two parallel, oppositely driven crank or eccentric shafts 11, 12 and push rods mounted on these crank or eccentric shafts 7, 8, which are connected by a coupling to which the Bumpers 13 are articulated for needle board movement.
In contrast to conventional fleece guides, the stitch base 4 and the stripper 5 have a constant curvature, so that differently inclined sections result in the fleece flow direction 14, which continuously merge into one another, as can be seen above all from FIG. 2.
Since the fleece 6 lies flat against the stitch pad 4, the needles 3 have differently inclined puncture channels with respect to the fleece surface, depending on the respective inclination of the stitch pad 4 with respect to the puncturing direction. The average inclination of these puncture channels with respect to the fleece surface would correspond to the direction of movement of the needle bed 2 with a symmetrical course of the stitch pad 4 with respect to the longitudinal center of the fleece guide, because in this case each puncture is opposed to a direction of the fleece flow in the direction of the fleece flow.
In the inventive design of the stitch pad 4, however, their average inclination does not run vertically, but rather inclined to the direction of movement of the needle bed 2, so that there is a corresponding preferential inclination of the needle punctures into the fleece, according to the exemplary embodiment in the sense of punctures with a component in the fleece flow direction 14.
These needle punctures, which predominate in this sense of inclination, result in a particularly high increase in the longitudinal strength of the fleece, in conjunction with a stretching action, which is particularly advantageous when needling paneled fleeces.