DE10047223A1 - Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses (1) umfaßt wenigstens ein einer Stichunterlage (4) gegenüberliegendes Nadelbrett (2) und ein dem Nadelbrett (2) nachgeordnetes, zwischen sich einen Durchlaufspalt (10) für das Vlies (1) bildendes, in Abhängigkeit von der Hubfrequenz des Nadelbrettes (2) antreibbares Abzugswalzenpaar (6), von dem eine Walze (8) mit über die Arbeitsbreite durchgehenden, rotationssymmetrisch verteilten Mitnehmernocken (9) für das Vlies (1) aufweist. Um vorteilhafte Abzugsbedingungen für das Vlies (1) zu ermöglichen, ist die Weite des Durchlaufspaltes (10) zwischen den Abzugswalzen (7, 8) über eine Steuereinrichtung (19) in Abhängigkeit von der gemessenen Vliesdicke steuerbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses mit wenig­ stens einem einer Stichunterlage gegenüberliegenden Nadelbrett und einem dem Nadelbrett nachgeordneten, zwischen sich einen Durchlaufspalt für das Vlies bilden­ den, in Abhängigkeit von der Hubfrequenz des Nadelbrettes antreibbaren Abzugswal­ zenpaar, von dem eine Walze mit über die Arbeitsbreite durchgehenden, rotations­ symmetrisch verteilten Mitnehmernocken für das Vlies aufweist.

Da die beim Vernadelungsvorgang in das Vlies einstechenden Nadeln das Vlies ge­ genüber einem kontinuierlichen Vliesabzug zurückhalten, wird das Vlies in Vliesab­ zugsrichtung auf Zug beansprucht, was zu in vielen Fällen unerwünschten Längsdeh­ nungen des Vlieses führt. Damit der durch die einstechenden Nadeln erhöhte Abzugs­ widerstand des Vlieses entsprechend berücksichtigt werden kann, ist es bekannt (US 5 909 883 A), den Antrieb der Abzugswalzen so zu steuern, daß während des Nadelein­ griffs die Abzugsgeschwindigkeit verringert wird. Der damit verbundene Konstruktions- und Steueraufwand ist jedoch vergleichsweise groß. Einfachere Bedingungen zum Herabsetzen der Zugbelastung des Vlieses während des Nadeleinstiches ergeben sich (AT 259 246 B), wenn von den beiden Walzen eines Abzugwalzenpaares eine mit einander diametral gegenüberliegenden Mitnehmernocken für das Vlies ausgebildet und in Abhängigkeit von der Hubfrequenz des Nadelbrettes so angetrieben wird, daß sich zwischen den Abzugswalzen und dem Vlies nur dann ein Kraftschluß ergibt, wenn das Vlies von den Nadeln des Nadelbrettes freigegeben wird. Ein solcher intermittie­ render Förderantrieb für das Vlies stellt zwar eine vorteilhafte Voraussetzung für eine verzugsarme Vernadelung des Vlieses dar, doch bedingt diese intermittierende För­ derwirkung eine gleichmäßige Vliesdicke, die allerdings in der Praxis nicht gewährlei­ stet werden kann. Unvermeidbare Dick- und Dünnstellen des Vlieses bringen nämlich Unregelmäßigkeiten hinsichtlich des Vliesvorschubes und damit ein ungleichmäßiges Vernadelungsergebnis mit sich. Dickstellen des Vlieses können außerdem zu einer Oberflächenbeschädigung des Vlieses durch die auf das Vlies aufschlagenden Mit­ nehmernocken der einen Abzugswalze und zu einer mechanischen Überlastung dieser Abzugswalze insbesondere im Bereich ihrer Lagerung führen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß ein gleichmäßiger intermittierender Vliesvorschub sichergestellt werden kann, ohne eine Überlastung des Abzugswalzenpaares befürchten zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Weite des Durchlaufspaltes zwischen den Abzugswalzen über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Vliesdicke steuerbar ist.

Durch diese Maßnahme kann die Weite des Durchlaufspaltes zwischen den Abzugswalzen durch eine entsprechende Verlagerung einer der beiden Abzugswalzen so eingestellt werden, daß auch im Bereich von Dickenabweichungen gleichbleibende Förderbedingungen erreicht werden. Dies bedeutet, daß die Länge der Förderschritte des Vlieses zwischen den einzelnen Nadeleingriffen auch beim Einlaufen von Dick- oder Dünnstellen in das Abzugswalzenpaar konstant gehalten werden kann. Zugleich wird eine sonst bei Dickstellen auftretende Überlastung einerseits des Vlieses durch die Mitnehmernocken der einen Abzugswalze und anderseits dieser Abzugswalze hintangehalten.

Bei Vliesen mit einer vergleichsweise geringen Arbeitsbreite kann davon ausgegangen werden, daß die Vliesdicke über die Vliesbreite ausreichend konstant für die Steuerung des Durchlaufspaltes zwischen den Abzugswalzen verläuft. Bei größeren Vliesbreiten empfiehlt es sich allerdings, die Walze mit den Mitnehmernocken der Länge nach in wenigstens zwei Abschnitte zu unterteilen, die in einem gemeinsamen Zwischenträger gelagert sind, wobei die Abschnitte in Abhängigkeit von der Vliesdicke im jeweiligen Abschnittsbereich zur abschnittsweisen Steuerung der Weite des Durchlaufspaltes über die Außenlager und Zwischenträger verstellbar sind. Die Lagerung der Walzenabschnitte in gemeinsamen Zwischenträgern verhindert, daß sich im Übergangsbereich vom einen auf den anderen Abschnitt eine Stufe ergibt, die naturgemäß zu einer unzulässigen, unterschiedlichen Vliesbelastung führen würde. Aus ähnlichen Gründen muß auch die zulässige gegenseitige Neigungsverstellung der Walzenabschnitte beschränkt werden.

Der synchrone Antrieb der die Mitnehmernocken aufweisenden Antriebswalze mit dem Nadelbrett kann über eine entsprechende Antriebsverbindung, beispielsweise über einen Zahnriementrieb, von einem gemeinsamen Motor her erfolgen. Einfachere Konstruktionsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn die Abzugswalze mit den Mitnehmernocken über einen vom Nadelbrettantrieb getrennten, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Nadelbrettantriebes drehzahlgeregelten Antrieb antreibbar ist. In diesem Fall läßt sich in besonders einfacher Weise der Mitnehmernockeneingriff gegenüber dem Nadeleingriff einstellen, um je nach dem Anwendungsfall auch einen gegenüber der Freigabe des Nadelvlieses durch die Nadeln vor- oder nacheilenden Vliesvorschub zu ermöglichen.

Um eine von der Vliesdicke abhängige Steuerung der Weite des Durchlaufspaltes zwischen den Abzugswalzen sicherzustellen, kann zwischen dem Nadelbrett und dem Abzugswalzenpaar eine an die Steuereinrichtung angeschlossene Dickenmeßeinrich­ tung für das Vlies vorgesehen sein. Über diese Dickenmeßeinrichtung werden Dickenabweichungen erfaßt, bevor sie sich im Durchlaufspalt zwischen den Abzugswalzen bemerkbar machen können, so daß die Steuereinrichtung voreilend mit den für die Walzenverstellung erforderlichen Kenndaten beaufschlagt werden kann. Eine solche voreilende Steuerung des Durchlaufspaltes ist aber vielfach nicht erforderlich. Aus diesem Grunde können die Lager wenigstens einer der beiden Abzugswalzen mit einer an die Steuereinrichtung angeschlossenen Meßeinrichtung für Lagerreaktionskräfte versehen werden. Überschreiten die Lagerreaktionskräfte vorgegebene Grenzwerte, so wird die Abzugswalze mit den Mitnehmernocken zumindest abschnittsweise hinsichtlich des Durchlaufspaltes verlagert, bis der vorgegebene Sollwertbereich wieder erreicht ist. Da in diesem Zusammenhang die Lagerreaktionskräfte insbesondere während des Einsatzes der Mitnehmernocken zu überwachen sind, sollte zugleich die Drehstellung der Walze mit den Mitnehmernocken überwacht und der Steuereinrichtung mitgeteilt werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses ausschnittsweise in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 2 ein Abzugswalzenpaar einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zum Teil aufgerissenen Ansicht in Vliesdurchlaufrichtung,

Fig. 3 die Steuerung eines Walzenabzugspaares entsprechend der Fig. 2 in einem vereinfachten Blockschaltbild und

Fig. 4 eine Konstruktionsvariante der Steuerung eines Walzenabzugspaares ausschnittsweise in einem Blockschaltbild.

Gemäß der Fig. 1 weist die dargestellte Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses 1 ein in herkömmlicher Weise über einen Exzentertrieb in Einstichrichtung hin- und hergehend antreibbares Nadelbrett 2 auf, das an einem Nadelbalken 3 angeklemmt ist. Das Vlies 1 wird auf einer konvex gekrümmten Stichunterlage 4 geführt, zwischen der und dem Nadelbrett 2 ein Abstreifer 5 vorgesehen ist. Der Stichunterlage 4 ist mit Abstand in Vliesdurchlaufrichtung ein Abzugswalzenpaar 6 nachgeordnet. Während die untere Walze 7 dieses Abzugswalzenpaares 6 kreiszylindrisch ausgebildet ist, weist die obere Walze 8 zumindest zwei rotationssymmetrisch angeordnete Mitnehmernocken 9 auf, die sich über die Arbeitsbreite der Walze 8 erstrecken und für eine kraftschlüssige Mitnahme des Vlieses 1 durch den Durchlaufspalt 10 zwischen den Abzugswalzen 7 und 8 sorgen. Im Umfangsbereich außerhalb der Mitnehmernocken 9 fehlt dieser Kraftschluß, so daß das Vlies 1 nur in Förderschritten während des Eingriffes der Mitnehmernocken 9 gefördert wird. Da der Antrieb der Abzugswalze 8 mit den Mitnehmernocken 9 über einen Motor 11 erfolgt, der in Abhängigkeit von der Hubfrequenz des Nadelbrettes 2 so angetrieben wird, daß der Eingriff der Nadeln 12 in das Vlies 1 abwechselnd mit dem Eingriff der Mitnehmernocken 9 erfolgt, wird das Vlies 1 lediglich während seiner Freigabe durch die Nadeln 12 schrittweise weitergefördert. Die schrittweise Förderung des Vlieses 1 kann dabei gegenüber dem Nadeleingriff bzw. der Freigabe des Vlieses 1 durch die Nadeln 12 vor- bzw. nacheilend über den drehzahlgeregelten Motor 11 angestellt werden, von dem der Antrieb der Walze 8 über einen Zahnriementrieb 13 abgeleitet ist. Der Antriebsmotor 14 für die untere Walze 7, die ebenfalls über einen Zahnriementrieb 15 mit dem zugehörigen Antriebsmotor 14 in Antriebsverbindung steht, braucht naturgemäß hinsichtlich der Drehlage nicht eingestellt zu werden.

Die Weite des Durchlaufspaltes 10 zwischen den beiden Abzugswalzen 7 und 8 kann über einen Stelltrieb 16 für die Walzenlager 17 in Abhängigkeit von der Dicke des dem Abzugswalzenpaar 6 zulaufenden Vlieses 1 verstellt werden. Zu diesem Zweck ist gemäß der Fig. 1 zwischen der Stichunterlage 4 und dem Abzugswalzenpaar 6 eine Dickenmeßeinrichtung 18 für das Vlies 1 vorgesehen, die eine Steuereinrichtung 19 mit den Dickenmeßwerten beaufschlagt. Da die Dicke des Vlieses 1 den Sollwert für den Durchlaufspalt 10 zwischen den Abzugswalzen 7 und 8 bestimmt, wird bei einer festgestellten Änderung der Vliesdicke der Sollwert für die Weite des Durchlaufspaltes 10 nachgeführt, was einen Soll-Istwertabgleich durch ein Nachstellen der Abzugswalze 8 über den Stelltrieb 16 nach sich zieht. Durch diese Durchlaufspaltregelung in Abhängigkeit von der Vliesdicke können die Förderbedingungen für einen schrittweisen Vliesvorschub unabhängig von Dickenschwankungen des Vlieses 1 konstant gehalten werden, was sich unmittelbar auf das Vernadelungsergebnis und auf die Belastung des Abzugswalzenpaares 6 vorteilhaft auswirkt.

Wie den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, empfiehlt es sich, bei größeren Arbeitsbreiten die obere Abzugswalze 8 des Abzugswalzenpaares 6 in zwei oder mehrere Abschnitte 20 zu unterteilen. Dies bringt nicht nur Vorteile hinsichtlich einer möglichst biegesteifen Ausbildung der Abzugswalze 8 aufgrund der kürzeren Lagerabstände mit sich, sondern eröffnet auch die Möglichkeit, auf eine ungleichmäßige Dickenverteilung über die Vliesbreite Rücksicht zu nehmen, indem jedem Abschnitt 20 der Abzugswalze 8 eine Meßstelle 21 der Dickenmeßeinrichtung 18 zugeordnet wird. Voraussetzung für eine über die Arbeitsbreite unterschiedliche Anstellung der oberen Abzugswalze 8 ist selbstverständlich, daß die Abschnitte 20 der Abzugswalze 8 in gemeinsamen Zwischenträgern 22 gelagert sind, die wiederum über einen Stelltrieb 16 von der Steuereinrichtung 19 her verstellt werden können. Die im Ausführungsbeispiel als hydraulische Stellzylinder ausgebildeten Stelltriebe 16 werden über Steuerventile 23 an einen Hydraulikkreis 24 angeschlossen, wobei die Stelltriebe 25 für die Steuerventile 23 von der Steuereinrichtung 19 her angesteuert werden. Aufgrund der gemeinsamen Zwischenträger 22, die so ausgestaltet sein müssen, daß zwischen den einzelnen Abschnitten 20 der Abzugswalze 8 ein möglichst geringer axialer Zwischenraum verbleibt, werden die im gemeinsamen Zwischenträger 22 gelagerten Abschnitte 20 gemeinsam verstellt, was in einfacher Weise einen stufenlosen Übergang zwischen den aneinanderstoßenden Abschnitten 20 der Abzugswalze 8 sicherstellt, ohne eine abschnittsweise Anpassung des Durchlaufspaltes 10 an die sich über die Breite des Vlieses 1 ändernde Vliesdicke zu unterbinden.

Anstelle einer Dickenmeßeinrichtung 18 zwischen der Stichunterlage 4 und dem Abzugswalzenpaar 6 kann gemäß der Fig. 4 eine Meßeinrichtung 26 für die Lagerreaktionskräfte vorgesehen werden. Da die Lagerreaktionskräfte von der Drehlage der Abzugswalze 8 mit den Mitnehmernocken 9 abhängen, wird neben den Lagerreaktionskräften auch die Winkellage der Abzugswalze 8 erfaßt, beispielsweise über einen Winkelgeber 27, der wie die Meßeinrichtung 26 für die Lagerreaktionskräfte an die Steuereinrichtung 19 angeschlossen ist. Damit können über die in Abhängigkeit von der Drehlage der Abzugswalze 8 ermittelten Lagerreaktionskräfte allfällige Dickenschwankungen des Vlieses 1 erfaßt und zur Steuerung des Durchlaufspaltes 10 zwischen den Abzugswalzen 7 und 8 herangezogen werden. Die Ansteuerung der Stelltriebe 16 für die Außenlager 17 bzw. für Zwischenträger 22 kann in der im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebenen Weise durchgeführt werden. Selbstverständlich können die Stelltriebe 16 unterschiedlich ausgeführt und beispielsweise elektrisch angetrieben werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses mit wenigstens einem einer Stichunterlage gegenüberliegenden Nadelbrett und einem dem Nadelbrett nachgeordneten, zwischen sich einen Durchlaufspalt für das Vlies bildenden, in Abhängigkeit von der Hubfrequenz des Nadelbrettes antreibbaren Abzugswalzenpaar, von dem eine Walze mit über die Arbeitsbreite durchgehenden, rotationssymmetrisch verteilten Mitnehmernocken für das Vlies aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des Durchlaufspaltes (10) zwischen den Abzugswalzen (7, 8) über eine Steuereinrichtung (19) in Abhängigkeit von der Vliesdicke steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (8) mit den Mitnehmernocken (9) der Länge nach in wenigstens zwei Abschnitte (20) unterteilt ist, die in einem gemeinsamen Zwischenträger (22) lagern, und daß die Abschnitte (20) in Abhängigkeit von der Vliesdicke im jeweiligen Abschnittsbereich zur abschnittsweisen Steuerung der Weite des Durchlaufspaltes (10) über die Außenlager (17) und Zwischenträger (22) verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugswalze (8) mit den Mitnehmernocken (9) über einen vom Nadelbrettantrieb getrennten, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Nadelbrettantriebes drehzahlgeregelten Antrieb (11) antreibbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nadelbrett (2) und dem Abzugswalzenpaar (6) eine an die Steuereinrichtung (19) angeschlossene Dickenmeßeinrichtung (18) für das Vlies (1) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager wenigstens einer der beiden Abzugswalzen (7, 8) mit einer an die Steuereinrichtung (19) angeschlossenen Meßeinrichtung für Lagerreaktionskräfte versehen sind.