DE102009057902A1 - Nadelmaschine - Google Patents

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DE200910057902
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Annahit Martina Dipl.-Ing. Arshi
Christoph Carl Bach
Thomas Gries
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Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
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Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
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    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING 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
    • D04H18/00Needling machines
    • D04H18/02Needling machines with needles

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nadelmaschine mit wenigstens einem zu einer periodischen Hin- und Herbewegung angetriebenen Träger (13) eines Nadelbalkens (3) zum Nadeln eines durch die Nadelmaschine hindurchgeführten/hindurchführbaren Faserflor oder -vlieses, bei der ein Träger (13), insbesondere jeder Träger (13) entlang seiner Längserstreckung wenigstens zwei beabstandete Antriebsverbinder (16) aufweist und jeder Antriebsverbinder (16) mit einem Abtriebselement (15) verbunden ist, wobei jedes Abtriebselement (15) mit einem eigenen rotierend angetriebenen Räderkurbelgetriebe (14) zu einer periodisch umkehrenden Linearbewegung angetriebenen/antreibbar ist und alle Räderkurbelgetriebe (14), die einem gemeinsamen Träger (13) zugeordnet sind, synchron betrieben sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Nadelmaschine mit wenigstens einem zu einer periodischen Hin- und Herbewegung angetriebenen Träger eines Nadelbalkens zum Nadeln eines durch die Nadelmaschine hindurchgeführten/hindurchführbaren Faservlieses.
  • Solche Nadelmaschinen sind im Stand der Technik bekannt und werden eingesetzt, um Nadelbalken mit einer Vielzahl von Nadeln senkrecht zu einer Förderrichtung eines Faserflores oder Vlieses durch eine solche Nadelmaschine in das Vlies/den Flor einzustechen und wieder herauszuziehen. Hierzu ist es bekannt, einen Nadelbalken, bzw. einen Träger, an welchem ein solcher Nadelbalken befestigt ist, zu einer periodischen Hin- und Herbewegung anzutreiben, wobei die Nadeln bei dieser Bewegung in das Vlies eingestochen und wieder herausgezogen werden.
  • Um die periodische Hin- und Herbewegung – oftmals eine Auf- und Abbewegung – zu erzeugen, werden häufig rotierend arbeitende Antriebe/Motoren eingesetzt, deren Rotation in eine Linearbewegung umzusetzen ist. Regelmäßig kommen dabei Antriebe zum Einsatz, bei denen eine Kurbelwelle verwendet wird, um einen Pleuelstange zu bewegen, deren eines Ende eine lineare Bewegung durchführt.
  • Abgesehen von einer nicht exakt sinusförmigen Linearbewegung haben Nadelmaschinen mit einem solchen Antrieb den Nachteil, keinen exakten Rundlauf aufzuweisen. Die Maschinen neigen zu Vibrationen die nachteilig in die Fabrikationsqualität der Vliese/Flore einfließen können. Gerade bei der Herstellung von Faservliesen/Floren für den medizinischen Bereich können hieraus resultierende Qualitätsschwankungen nicht akzeptiert werden.
  • Darüber hinaus sind übliche industrielle Nadelmaschinen auch aus hygienischen Gründen nicht geeignet, um zur Herstellung medizinischer Vliese/Flore verwendet zu werden. Insbesondere lassen sich neben diesem Aspekt die industriellen Anlagen auch nicht zur Anfertigung von Kleinstmengen nutzen.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Nadelmaschine bereit zu stellen, mittels der die genannten Nachteile überwunden werden, insbesondere die geeignet ist mit hoher Reproduktionsqualität Faservliese zu nadeln. Weiterhin sollen Hygienestandards erreicht werden, die im medizinischen Bereich gefordert sind.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Träger, insbesondere jeder Träger entlang seiner Längserstreckung wenigstens zwei beabstandete Antriebsverbinder aufweist und jeder Antriebsverbinder mit einem Abtriebselement verbunden ist, wobei jedes Abtriebselement mit einem eigenen rotierend angetriebenen Räderkurbelgetriebe zu einer periodisch umkehrenden Linearbewegung angetriebenen/antreibbar ist und alle Räderkurbelgetriebe, die einem gemeinsamen Träger zugeordnet sind, synchron betrieben sind.
  • Der Kerngedanke der Erfindung liegt unter anderem darin, für die Umsetzung einer rotierenden Antriebsbewegung in eine Linearbewegung statt üblicher Kurbel/Pleuelkombinationen Räderkurbelgetriebe zu verwenden. Ein solches Getriebe hat den besonderen Vorteil, dass die Rotationsbewegung eines Antriebmotors in eine exakt sinusförmige periodisch umkehrende Linearbewegung umgesetzt werden kann, wobei eine Vibrationsfreiheit erzielt werden kann.
  • Wesentlich für die Realisierung eines Räderkurbelgetriebes ist dabei die erzeugte Umlaufbewegung eines außenverzahnten Zahnrades in einem innenverzahnten Hohlrad, die bevorzugt ein Kardankreispaar mit Radienverhältnis 1:2 bilden, wobei das umlaufende Zahnrad auf seiner Oberfläche oder ein daran befestigtes Koppelelement Punkte aufweist, die eine rein lineare Trajektorie aufweisen, so dass an solchen Punkten des Getriebes durch Befestigung mechanischer Abtriebselemente eine reine Linearbewegung aus der Getriebeanordnung ausgekoppelt und für den Antrieb eines Nadelbalkens genutzt werden kann.
  • Ein weiterer wesentlicher Gedanke liegt darin, einen Nadelbalken, bzw. einen Träger, an dem ein Nadelbalken befestigt ist, nicht nur an einer Stelle linear anzutreiben, sondern an wenigstens zwei, bevorzugt genau zwei zueinander beabstandeten Antriebselementen mit jeweils einem Räderkurbelgetriebe für jedes Antriebselement die Linearbewegung an den Nadelbalken bzw. den Träger anzukoppeln. Hierdurch wird ein Träger bzw. Nadelbalken stabilisiert und sichergestellt, dass ein solcher Träger bzw. Nadelbalken immer exakt senkrecht zu seiner linearen Erstreckungsrichtung bewegt wird. Jegliche Gefahr einer Verkippung kann so ausgeschlossen werden.
  • Dabei wird durch den synchronen Betrieb der wenigstens zwei Räderkurbelgetriebe sicher gestellt, dass sich alle Abtriebselemente und/oder Antriebselemente der Träger bzw. Nadelbalken zeitlich gleich bewegen und ihre relative Lage zueinander konstant halten. Bei einer gewünscht vertikalen Bewegung der Nadeln eines Nadelbalkens kann so sichergestellt werden, dass ein Nadelbalken bzw. dessen Träger zu jeder Zeit der Bewegung horizontal ausgerichtet ist.
  • In bevorzugter Ausführung kann ein Räderkurbelgetriebe ausgebildet werden durch eine um eine erste Drehachse rotierend angetriebene Kurbel, deren um die erste Drehachse umlaufendes Kurbelende ein um eine zweite Drehachse drehbar gelagertes Umlaufzahnrad trägt, welches beim Umlauf um die erste Drehachse mit seiner Aussenverzahnung in einer Innenverzahnung eines Innenzahnrades kämmt und dadurch um die zweite Drehachse dreht. Hierfür kann das Umlaufzahnrad mittels eines Lagers, z. B. Kugellagers oder Zylinderrollenlager am Ende der Kurbel befestigt sein, wobei die Lagerachse die zweite Drehachse definiert.
  • Das Abtriebselement ist dabei erfindungsgemäß in einem Abstand R von der zweiten Drehachse, welcher dem Radius des Umlaufzahnrades entspricht, drehbar direkt oder indirekt über wenigstens ein Zwischenelement mit dem Umlaufzahnrad verbunden, da ein Punkt in exakt diesem Abstand eine reine lineare Bewegung ausführt. An diesem Punkt kann daher die Linearbewegung aus dem Getriebe abgegriffen werden.
  • Falls die Aussenverzahnung des Umlaufzahnrades dessen äußere Peripherie bildet, kann an einem vorgenannten Punkt mit dem genannten radialen Abstand aus konstruktiven Gründen kein weiteres Element zum Abgriff der Linearbewegung am Zahnrad befestigt werden. In einem solchen Fall kann es vorgesehen sein, dass Abtriebselement indirekt mit den Umlaufzahnrad zu verbinden.
  • Bei einer solchen indirekten Verbindung kann es vorgesehen sein, dass das Umlaufzahnrad mit einer zu diesem drehfesten Welle verbunden ist, die mit dem Umlaufzahnrad um die zweite Drehachse dreht, wobei an der Welle drehfest eine Koppel befestigt ist, welche in dem Abstand R drehbar das Abtriebselement trägt.
  • Hingegen kann eine direkte Verbindung zwischen Abtriebselement und Umlaufzahnrad vorgesehen sein, wenn das Umlaufzahnrad einen Kragen aufweist, der über die Verzahnung in radialer Richtung vorsteht. Ein solcher Kragen kann z. B. der axialen Stirnfläche des innenverzahnten Zahnrades gegenüberliegen.
  • Um eine besondere Laufruhe des Räderkurbelgetriebes zu erzielen, kann es in einer Weiterbildung auch vorgesehen sein, dass an der Kurbel und/oder an der Koppel Ausgleichsmassen, zumindest zum Ausgleich vertikaler Kräfte, angeordnet sind, insbesondere so dass zu jedem Zeitpunkt der Drehbewegung des Räderkurbelgetriebes der Massenmittelpunkt aller rotierenden Räderkurbelgetriebeelemente auf der ersten Drehachse liegt.
  • Um einen konstruktiv günstigen Antrieb des Räderkurbelgetriebes zu erreichen kann in einer bevorzugten Ausbildung die Kurbel jedes Räderkurbelgetriebes auf einer um die erste Drehachse drehenden Welle angeordnet sein, die von einem Antriebsrad angetrieben ist, wobei alle Antriebsräder synchron angetrieben sind.
  • Hierbei können die Antriebsräder bevorzugt als Zahnräder ausgebildet sein und die Antriebsräder benachbarter Räderkurbelgetriebe, insbesondere diejenigen eines gemeinsamen Trägers/Nadelbalkens, miteinander kämmend angeordnet sein, so dass diese gegensinnig drehen.
  • Durch den so erzeugten Gegensinn können ggfs. in den Räderkurbelgetrieben auftretende Unwuchten kompensiert werden, sofern benachbarte, insbesondere zwei benachbarte Räderkurbelgetriebe identisch ausgebildet sind. So wird eine evtl. in einem der Räderkurbelgetriebe auftretende Kraft durch dieselbe vektoriell entgegen gerichtete Kraft in dem benachbarten gegensinnig drehenden Räderkurbelgetriebes aufgehoben. Eine solche Aufhebung erfolgt bevorzugt zumindest in horizontaler Richtung der wirkenden Kräfte/Unwuchten.
  • Gerade aus diesem Grund kann es in weiter bevorzugter Ausführung vorgesehen sein, dass jeder Nadelbalken/Träger durch eine gerade Anzahl bzw. eine Anzahl von N × 2 Räderkurbelgetrieben angetrieben ist, mit N >= 1. Ein Träger wird demnach eine gerade Anzahl bzw. Anzahl von N × 2 Antriebselemente aufweisen, die jeweils mit dem Abtriebelement eines Räderkurbelgetriebes verbunden sind, ebenfalls mit N >= 1.
  • Weitere positive auf die Laufruhe wirkende Konstruktionen/Symmetrien können erzielt werden, wenn gleiche bewegte Elemente der Räderkurbelgetriebe (z. B. alle Kurbeln und/oder alle Koppeln und/oder alle Zahnräder etc), insbesondere diejenigen zum gemeinsamen Antrieb desselben Trägers, in jeweils einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Auch hierdurch wird begünstigt, dass vektoriell gegenläufige Kräfte benachbarter Räderkurbelgetriebe in exakt derselben Ebene liegen und einander aufheben und somit keine Vibrationen an der Nadelmaschine hervorrufen.
  • Um die Linearbewegung weiterhin zu präzisieren kann es in einer Weiterbildung auch vorgesehen sein, dass ein Nadelbalken/Träger, insbesondere jeder Nadelbalken/Träger, an den in der Richtung der Längserstreckung gegenüberliegenden Enden jeweils mit einem ersten Führungselement verbunden ist, welches an einem zweiten Führungselement in der Richtung der linearen Bewegung der Abtriebelemente geführt ist.
  • Solche Führungselemente können z. B. als Führungsschiene und darauf laufenden/gleitenden Führungswagen ausgebildet sein. Ein Führungswagen kann in einer Ausführung z. B. als ein Gleitelement, z. B. aus Kunststoff ausgeführt sein. Ein solcher Führungswagen hat bevorzugt geringen Verschleiß und benötigt keine Gleitmittel. In einer anderen Ausführung kann ein Führungswagen einen Kugelkäfig ausbilden bzw. umfassen mit umlaufenden im Käfig gehaltenen Kugeln, die in Nuten einer Führungsschiene rollen. Ein solcher Führungswagen kann bevorzugt spielfrei auf der Schiene linear verfahren werden.
  • Hier kann es vorgesehen sein, dass die beidseits eines Trägers/Nadelbalkens angeordneten zweiten Führungselemente, insbesondere die Führungsschienen an einem gemeinsamen Getrieberahmen angeordnet sind, insbesondere welcher auch alle Räderkurbelgetriebe zu einem Nadelbalken/Träger trägt. Ein solcher Getrieberahmen kann mit allen Anbauten eine ggfs. auch auswechselbare Baugruppe einer Nadelmaschine bilden.
  • Sofern eine Nadelmaschine mehrere Nadelbalken aufweisen soll, kann eine bevorzugte Ausführung vorsehen, dass die Maschine mehrere parallel zueinander angeordnete Getrieberahmen aufweist, insbesondere einen Anzahl von Getrieberahmen über und eine gleiche Anzahl von Getrieberahmen unter einer Vliesführungsebene. So können in Vlies-Führungsrichtung mehrere Nadelbalken aufeinander folgend und/oder Nadelbalken einander gegenüberliegend angeordnet sein. Gegenüberliegende und/oder in Vliesführungsrichtung aufeinander folgende Nadelbalken können dabei im Gleichtakt oder auch Gegentakt angetrieben sein.
  • In bevorzugte Ausführung können auf beiden Seiten der Vliesführungsebene einander gegenüberliegende Getrieberahmen in derselben Ebene angeordnet sein.
  • Eine weiterhin bevorzugte Konstruktion sieht vor, dass alle Getrieberahmen an einem gemeinsamen oder zwei zueinander parallel und beabstandet angeordneten Maschinenrahmen befestigt sind. So können der oder die Maschinenrahmen Anbauteile bilden, an denen alle Getrieberahmen einer Nadelmaschine befestigt sind, was auch eine besondere Steifigkeit, insbesondere der einzelnen Nadelungsbereiche zueinander begünstigt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein Träger mit einem Nadelbalken oder dessen Halter mittels wenigstens zwei Streben verbunden ist, die sich jeweils in der linearen Bewegungsrichtung erstrecken. Solche Streben können nahe der in Längsrichtung einander gegenüberliegenden Enden eines Träger an diesem befestigt sein und von diesem in Richtung zum Nadelbalken führen. Die Streben können längenveränderlich sein oder es kann zumindest an diesen ein Nadelbalken abstandsvariabel zum Träger befestigt werden.
  • Um gerade im medizinischen Anwendungsbereich Hygieneanforderungen erfüllen zu können, kann es in einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Streben durch jeweils eine Ausnehmung in einer Trennwand verlaufen, die parallel zum Nadelbalken zwischen diesem und den Räderkurbelgetrieben bzw. dem Getrieberahmen angeordnet ist. Eine solche Trennwand trennt somit den Antriebsteil der Nadelmaschine vom Nadelungsbereich. Dabei können an den Ausnehmungen Dichtungen, bevorzugt Labyrinthdichtungen zur Durchführung der Streben vorgesehen sein.
  • Solche Labyrinth-Dichtungen sind dabei gasdurchlässig, verhindern jedoch den direkten Durchgang von Schutzteilchen zwischen den abgetrennten Bereichen. Z. B. können an der jeweiligen Strebe und an der Trennwand jeweils Hülsen mit verschiedenen Durchmessern angeordnet sein, die einander in axialer Richtung zu jedem Zeitpunkt der Bewegung zumindest bereichsweise überlappen. Dabei können die Spalte zwischen Strebe und Hülse sowie innerer und äußerer Hülse so eingestellt sein, dass durch die Hin- und Herbewegung sich ein Pumpeffekt einstellt, mit dem Luft zumindest überwiegend nur aus dem Bereich der Nadelung durch die Trennwand zum Getriebebereich gefördert wird, z. B. wenn der Spalte zwischen Strebe und innerer Hülse kleiner ist als der Spalt zwischen innerer und äußerer Hülse.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausführung kann es ergänzend vorgesehen sein, dass innerhalb des Maschinenrahmens an diesem, insbesondere an dessen Fördereinrichtung zum Fördern eines Vlieses wenigstens eine Verstreckungsvorrichtung angeordnet ist, die vor einem Nadelbalken, nach einem Nadelbalken oder zwischen zwei Nadelbalken positioniert ist. Mit einer solchen Verstreckungsvorrichtung kann Faservlies bei der Förderung durch die Nadelmaschine gestreckt werden, z. B. dadurch, dass die Zuführung mit einer geringeren Geschwindigkeit erfolgt als die Abführung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den folgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1: Eine Übersichtsdarstellung einer Nadelmaschine;
  • 2: eine auszugsweise Darstellung eines Getrieberahmens mit Räderkurbelgetriebe;
  • 3: das Räderkurbelgetriebe im Detail mit Prinzipdarstellung
  • 4: eine mögliche Labyrinthdichtung an der Trennwand
  • 5: eine Verstreckungsvorrichtung zwischen zwei Nadelbalken
  • Die 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Nadelmaschine gemäß der Erfindung mit insgesamt 4 Nadelbalken.
  • Dargestellt ist ein Maschinenrahmen mit zwei parallelen beabstandeten Rahmenbauteilen 1. Im oberen und unteren Bereich erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu den Rahmenbauteilen 1 jeweils zwei Getrieberahmen 2, welche jeweils die gesamte Getriebemechanik für je einen Nadelbalken 3 aufweisen. Ein Getrieberahmen kann aus einem oder auch mehreren Bauteilen aufgebaut sein. Die Getriebemechanik kann in einem eigenen Getriebegehäuse angeordnet sein.
  • Demnach sind bei dieser Ausführung zwei Nadelbalken 3 oberhalb und zwei Nadelbalken 3 unterhalb der Vliesführungsebene 4 angeordnet. Bezogen auf die Darstellung der 1 führen alle Nadelbalken 3 eine periodisch umkehrende lineare Bewegung in vertikaler Richtung durch und stechen die hier nicht gezeigten Nadeln in das Vlies.
  • Die in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegenden Getrieberahmen 2 für einen oberen und einen unteren Nadelbalken 3 können hier durch einen gemeinsamen Motor 5 angetrieben sein, wobei die Kraftübertragung vom Motor 5 mittels Riemen 6 oder Ketten 6 zu den Getrieberahmen 2 und deren Räderkurbelgetrieben erfolgt.
  • Erkennbar ist hier weiterhin, dass der jeweilige Getriebebereich gegenüber dem Nadelungsbereich mittels einer Trennwand 7 getrennt ist. Eine solche Trennwand 7 befindet über und unter der Vliesführungsebene 4. Streben 8, mit denen ein Nadelbalken 3 mit dem Getriebebereich verbunden sind, sind durch Ausnehmungen der Trennwand 7 hindurch geführt.
  • Solche Durchführungen können in einer Ausgestaltung ausgebildet sein, wie in 4 dargestellt. Hier weisen die Ausnehmungen 7a in der Trennwand 7 nach oben aufstehende Hülsen 9 auf, die von oben geschlossenen Hülsen 10, welche an den Streben 8 befestigt sind, zu jedem Zeitpunkt der Bewegung, hier als unterer Totpunkt (UT) und oberer Totpunkt (OT) symbolisiert, zumindest bereichsweise überdeckt werden. Für aus dem oberen Getriebebereich nach unten fallende Partikel gibt es demnach keinen freien Durchgang, so dass der Nadelungsbereich hygienisch sauber bleibt.
  • Die 2 zeigt einen Getrieberahmen 2 zum Antrieb eines Nadelbalkens 3 in detaillierter Darstellung. Der Getrieberahmen 2 weist zwei gegenüberliegende beabstandete Seitenwangen 2a auf, an deren aufeinander zuweisenden Innenseiten Schienen 11 befestigt sind, die mit ihrer Längserstreckung eine lineare Bewegungsrichtung definieren, welche in dieser 2 vertikal ausgerichtet ist. Auf den Schienen 11 sind Führungswagen 12 linear verschieblich angeordnet. Zwischen den Führungswagen erstreckt sich ein horizontaler Träger 13, der mit seinen in dessen Längserstreckung gegenüberliegenden Enden jeweils an einem Führungswagen 12 befestigt ist. Dieser horizontale Träger 13 kann somit eine zwangsgeführte Linearbewegung entlang der Schienen 11 auf und ab vollziehen.
  • Durch Streben 8, die am jeweiligen Ende am Träger 13 befestigt sind, ist an diesem ein Nadelbalken 3 befestigt, der mit dem Träger 13 mitbewegt wird in einem Abstand, der durch die Strebenlänge gegeben ist.
  • Der Antrieb des Träger 13 und damit gleichzeitig auch des Nadelbalkens 3 erfolgt hier durch 2 separate und miteinander synchronisierte und gegenläufig arbeitenden Räderkurbelgetriebe 14. Deren jeweiliges linear bewegtes Abtriebselement 15, das hier ein in der 2 ein teilweise verdecktes Kugellager 15 bildet, ist drehbar verbunden mit jeweils einem Antriebselement 16, von denen ein Träger zwei zueinander beabstandete aufweist, die hier in der Form einer Lasche 16 am Träger ausgebildet sind, die den äußeren Kugellagerring des Abtriebselementes 15 aufnehmen.
  • Beide Räderkurbelgetriebe 14 setzen eine Drehbewegung in eine rein lineare periodisch umkehrende Bewegung des jeweiligen Abtriebselements 15 um, wobei eine Konstruktion eingesetzt wird, die in der 3 detaillierter dargestellt ist.
  • Ein Räderkurbelgetriebe der 3 weist hier ein Antriebszahnrad 17, welches durch den hier nicht gezeigten Riemen 6 in Rotation versetzt wird. Da das Antriebszahnrad 17 mit dem benachbarten Antriebszahnrad 17 des benachbarten Räderkurbelgetriebes 14 kämmt, die es 1 zeigt, werden beide Räderkurbelgetriebe 14 synchron und gegensinnig angetrieben.
  • Durch das Antriebszahnrad 17 wird eine in wenigstens einem Lager 19 des Getrieberahmens 2 gelagerte Welle 18 in Rotation versetzt um die erste Drehachse 20. Zu dem hier alleinig dargestellten Lager 19 kann noch ein weiteres nicht dargestelltes Lager verwendet werden, um die Welle 18 stabil zu halten.
  • Die Welle 18 weist eine drehfest verbundene Kurbel 21 auf, mit der zwei axial beabstandete in der Kurbel angeordnete Lager 22 in einem Abstand R um die erste Drehachse 20 rotiert werden, wobei die Lager 22 eine Welle 23 drehbar lagern, die ein Umlaufzahnrad 24 drehfest trägt, das um die zweite Drehachse 25 rotieren kann.
  • Durch die Rotation der Kurbel 21 wird das Umlaufzahnrad 24 mitgeführt und kämmt mit seiner Aussenverzahnung in der Innenverzahnung eines das Umlaufzahnrad 24 umgebenden Innenzahnrades 26, so dass das Umlaufzahnrad 24 mit derselben Rotationsgeschwindigkeit um die zweite Drehachse 25 dreht, wie die Kurbel 21 um die erste Drehachse 20. Hierbei hat das Umlaufzahnrad 24 den halben Radius R, wie das Innenzahnrad 26 mit dem Radius 2R. R entspricht auch dem Abstand der ersten und zweiten Drehachse 20 und 25.
  • Die mit dem Umlaufzahnrad 24 drehende Welle 23 trägt weiterhin an ihrem axial aussen liegenden Ende eine Koppel 27, die im selben Abstand R zur zweiten Drehachse 25 eine Achse 28 aufweist, auf der ein als Kugellager ausgebildetes Abtriebselement 15 angeordnet ist.
  • Aufgrund des Maßes R als Radius des Umlaufzahnrades und Abstandes der Achsen 20, 25 und 28 vollzieht die Achse 28 und das daran befestigte Abtriebselement 15 ein rein lineare Bewegung, wenn das Getriebe dreht.
  • Dies verdeutlich schematisch auch die Prinzipdarstellung des Getriebes obene rechts in der 3.
  • Erkennbar ist hier noch, dass die Kurbel 21 eine Ausgleichsmasse 21a aufweist, zumindest um alle in vertikaler Richtung wirkenden Massenkräfte (Getriebe und alle linear bewegten Teile) zu kompensieren. Die horizontal wirkenden Fliehkräfte eliminieren sich bevorzugt gegenseitig. So kann bewirkt werden, dass der Massenschwerpunkt des Getriebes zu jedem Zeitpunkt der Rotation auf der ersten Drehachse 20 liegt, was eine besondere Laufruhe bewirkt.
  • Wie die 2 zeigt wird demnach die lineare Bewegung des Abtriebselements 15 auf den Träger 13 übertragen und so der Nadelbalken bewegt.
  • Die 5 zeigt ergänzend, dass zwischen zwei Vernadelungsbereichen mit Nadelbalken 3 eine Verstreckungsvorrichtung 30 angeordnet sein kann. Die Verstreckungsvorrichtung 30 weist einen linken zuführenden und einen rechten abführende Teil auf zur Förderung des Vlieses/Flors. Das Vlies/der Flor wird auf den Transportbändern 31 zu und abgeführt und gelangt dabei über Lochplatten 32, durch welche die Nadeln 3a der Nadelbalken 3 hindurchdringen. Das Vlies bzw. der Flor wird dabei unter hier und auch in den anderen Figuren nicht gezeigten Niederhaltern geführt.
  • Ein Faserflor oder Vlies wird dabei zwischen Walzen 33 und 34 klemmend gezogen, wobei das Walzenpaar der rechten Walzen 33/34 schneller rotiert, als das linke Walzenpaar 33/34, so dass ein Vlies im Übergangsbereich zwischen den Walzenpaaren gestreckt wird.
  • Eine obere Walze 33 kann gegensinnig rotiert werden zur unteren Walze 34, indem die Walze 34 über eine benachbarte Walze 35 an die Walze 34 synchronisiert wird. Z. B. können dafür Zahnräder an den Walzen 34 und 35 kämmen und die Rotation der Walze 35 auf die Walze 34 mittels eines Riemens 36 übertragen werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Abstand der Walzen 33/34 eines Walzenpaares für verschiedene Vlies-/Flordicken eingestellt werden kann, da aufgrund der Riemenverbindung die Walze 33 positioniert werden kann. Insbesondere wird ein Vlies/Flor bei Strecken auch verdünnt.
  • Die Walzen 34 der Verstreckungsvorrichtung können durch die zu- und/oder abführenden Transportbänder 31, insbesondere jeweils durch eine Riemenverbindung mit Riemen 37 oder mit Ketten zu einer Walze, um welche ein Transportband 31 herumgeführt ist, angetrieben sein. Die zu- und abführenden Transportbänder können hier unterschiedlich schnell transportieren und demnach deren Walzen, sowie die Riemen-angetriebenen Walzen 34 der Verstreckungsvorrichtung unterschiedlich schnell rotieren.
  • Wegen der Ankopplung an die Transportbänder 31 über die Riemen 37 kann eine Verstreckungsvorrichtung auf einfache Weise zwischen den Nadelungsbereichen integriert und auch wieder entfernt werden. Eine Positionierung vor und nach einem Nadelungsbereich ist in technisch gleicher Weise möglich.

Claims (14)

  1. Nadelmaschine mit wenigstens einem zu einer periodischen Hin- und Herbewegung angetriebenen Träger (13) eines Nadelbalkens (3) zum Nadeln eines durch die Nadelmaschine hindurchgeführten/hindurchführbaren Faserflor oder -vlieses, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (13), insbesondere jeder Träger (13) entlang seiner Längserstreckung wenigstens zwei beabstandete Antriebsverbinder (16) aufweist und jeder Antriebsverbinder (16) mit einem Abtriebselement (15) verbunden ist, wobei jedes Abtriebselement (15) mit einem eigenen rotierend angetriebenen Räderkurbelgetriebe (14) zu einer periodisch umkehrenden Linearbewegung angetriebenen/antreibbar ist und alle Räderkurbelgetriebe (14), die einem gemeinsamen Träger (13) zugeordnet sind, synchron betrieben sind.
  2. Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Räderkurbelgetriebe (14) ausgebildet ist durch eine um eine erste Drehachse (20) rotierend angetriebene Kurbel (21), deren um die erste Drehachse (20) umlaufendes Kurbelende ein um eine zweite Drehachse (25) drehbar gelagertes Umlaufzahnrad (24) trägt, welches beim Umlauf um die erste Drehachse (20) mit seiner Aussenverzahnung in einer Innenverzahnung eines Innenzahnrades (26) kämmt und dadurch um die zweite Drehachse (25) dreht, wobei das Abtriebselement (15) in einem Abstand R, welcher dem Radius des Umlaufzahnrades (24) entspricht, drehbar direkt oder indirekt über wenigstens ein Zwischenelement (27) mit dem Umlaufzahnrad (24) verbunden ist.
  3. Nadelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer indirekten Verbindung das Umlaufzahnrad (24) mit einer zu diesem drehfesten Welle (23) verbunden ist, die mit dem Umlaufzahnrad (24) um die zweite Drehachse (25) dreht, wobei an der Welle (23) drehfest eine Koppel (27) befestigt ist, welche in dem Abstand R drehbar das Abtriebselement (15) trägt.
  4. Nadelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kurbel (21) und/oder an der Koppel (27) wenigstens eine Ausgleichsmasse (21a) angeordnet ist, insbesondere zum Ausgleich zumindest aller in vertikaler Richtung auftretenden Massenkräfte, insbesondere so dass zu jedem Zeitpunkt der Drehbewegung des Räderkurbelgetriebes (14) der Massenmittelpunkt aller rotierenden Rädergetriebeelemente auf der ersten Drehachse (20) liegt.
  5. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (21) jedes Räderkurbelgetriebes (14) auf einer um die erste Drehachse (20) drehenden Welle (18) angeordnet ist, die von einem Antriebsrad (17) angetrieben ist, wobei alle Antriebsräder (17) synchron angetrieben sind.
  6. Nadelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsräder (17) als Zahnräder ausgebildet sind und die Antriebsräder (17) benachbarter Räderkurbelgetriebe (14), insbesondere diejenigen eines gemeinsamen Trägers (13), miteinander kämmend angeordnet sind und gegensinnig drehen.
  7. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleiche bewegte Elemente der Räderkurbelgetriebe (14), insbesondere diejenigen eines gemeinsamen Trägers (13), in jeweils einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
  8. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nadelbalken (3)/Träger (13) durch eine Anzahl von N × 2 Räderkurbelgetriebe (14) angetrieben ist.
  9. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nadelbalken (3)/Träger (13), insbesondere jeder Nadelbalken (3)/Träger (13), an den in der Richtung der Längserstreckung gegenüberliegenden Enden jeweils mit einem ersten Führungselement (12) verbunden ist, welches an einem zweiten Führungselement (11) in der Richtung der linearen Bewegung der Abtriebelemente (15) geführt ist, insbesondere wobei die Führungselemente (11, 12) als Führungsschiene (11) und darauf laufendem/gleitendem Führungswagen (12) ausgebildet sind.
  10. Nadelmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Führungselemente (11), insbesondere die Führungsschienen (11) an einem gemeinsamen Getrieberahmen (2) angeordnet sind, insbesondere welcher alle Räderkurbelgetriebe (14) zu einem Nadelbalken (3)/Träger (13) trägt.
  11. Nadelmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere parallel zueinander angeordnete Getrieberahmen (2) aufweist, insbesondere einen Anzahl von Getrieberahmen (2) über und eine gleiche Anzahl von Getrieberahmen (2) unter einer Flor-/Vliesführungsebene, insbesondere wobei auf beiden Seiten der Flor-/Vliesführungsebene einander gegenüberliegende Getrieberahmen (2) in derselben Ebene angeordnet sind.
  12. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Getrieberahmen (2) an einem gemeinsamen oder an zwei zueinander parallel und beabstandet angeordneten Maschinenrahmen (1) befestigt sind.
  13. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (13) mit einem Nadelbalken (3) oder dessen Halter mittels wenigstens zwei Streben (8) verbunden ist, die sich jeweils in der linearen Bewegungsrichtung erstrecken, wobei die Streben (8) durch jeweils eine Ausnehmung in einer Trennwand (7) verlaufen, die parallel zum Nadelbalken (3) zwischen diesem und den Räderkurbelgetrieben (14) bzw. dem Getrieberahmen (2) angeordnet ist, insbesondere wobei an den Ausnehmungen (7a) Dichtungen, bevorzugt Labyrinthdichtungen (9, 10) zur Durchführung der Streben (8) vorgesehen sind.
  14. Nadelmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innerhalb des Maschinenrahmens (1), insbesondere an dessen Fördereinrichtung (31) zum Fördern eines Flors/Vlieses wenigstens eine Verstreckungsvorrichtung (30) angeordnet ist, die vor einem Nadelbalken (3), nach einem Nadelbalken (3) oder zwischen zwei Nadelbalken (3) positioniert ist.
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