DE19730532A1 - Nadelmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nadelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Maschine ist aus DE 196 15 687 A1 bekannt.

Bei der Vernadelung einer Faservliesbahn in einer Nadelma­ schine, in der der Nadelbalken eine lediglich senkrecht zur zu vernadelnden Faservliesbahn gerichtete Bewegung ausführt wird die von Zuführ- und Abzugswalzen der Nadelmaschine kontinuier­ lich durch die Nadelmaschine transportierte Faservliesbahn in dem Zeitabschnitt des Nadelungszyklus, in dem die Nadeln in das Faservlies eingestochen sind, durch die Nadeln in der Fortbewe­ gung gebremst. Es kommt hierdurch zu einem Verzug des Faser­ vlieses und zu einer zyklisch auftretenden elastischen Verbie­ gung der Nadeln. Diese Effekte sind für Faservlies und Nadel­ maschine nachteilig. Man könnte dem abhelfen, indem man bei gegebener Hubfrequenz des Nadelbalkens die Transportgeschwin­ digkeit der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verringert, doch leidet darunter die Produktivität. Insbesondere bei Tex­ tilmaschinenfilzen, die bekanntlich sehr große Längen und Brei­ ten haben, ist für die wirtschaftliche Fertigung aber eine große Transportgeschwindigkeit erforderlich. Der Verzug des Faservlieses kann aber dazu führen, daß sich eine Ungleichför­ migkeit in der Vliesoberfläche einstellt, die man später in dem mit Hilfe dieses Vlieses oder Filzes hergestellten Papier sieht.

Zur Abhilfe dieser nachteiligen Wirkungen ist gemäß der vorge­ nannten DE 196 15 687 A1 dem Nadelbalken ein zweiter Antrieb zugeordnet, der ihn zyklisch und synchronisiert mit seiner zum Faservlies senkrecht verlaufenden Einstichbewegung (Vertikal­ bewegung) in eine parallel zur Faservliesbahn schwingende Bewe­ gung (Horizontalbewegung) versetzt, die in und entgegen zur Transportrichtung der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verläuft und zeitlich mit der senkrechten Einstichbewegung des Nadelbalkens so überlagert ist, daß die Bewegung des Nadelbal­ kens in horizontaler Richtung in dem Zeitabschnitt jedes Bewe­ gungszyklus, in dem seine Nadeln in das Faservlies eingestochen sind, der von den Zuführ- und Abzugswalzen hervorgerufenen Fortbewegung des Faservlieses durch die Nadelmaschine folgt, während im vom Faservlies gelösten Zustand der Nadeln die Rück­ führung des Nadelbalkens in horizontaler Richtung, d. h. paral­ lel zur Faservliesbahn, in die Ausgangslage erfolgt. Der Nadel­ balken führt somit, von der Seite quer zur Transportrichtung der Faservliesbahn gesehen, eine kreisende Bewegung aus, die je nach Verhältnis der Hübe der horizontalen und vertikalen Bewe­ gungen mehr oder minder kreisförmig oder elliptisch ist.

Es besteht häufig der Wunsch, den Hub der Horizontalbewegung des Nadelbalkens bei einer so ausgerüsteten Nadelmaschine zu verändern, beispielsweise um ihn der Transportgeschwindigkeit des Faservlieses durch die Nadelmaschine anzupassen. Die vorge­ nannte DE 196 15 687 A1 gibt für diesen Zweck eine Lösung an, bei der die Exzentrizität eines umlaufenden Exzenters, mit des­ sen Hilfe die horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkens hervorgerufen wird, verändert werden kann. Die dafür vorgesehe­ nen Mittel sind verdrehbare Büchsen und zugehörige Kupplungs­ einrichtungen. Diese Lösung ist mechanisch recht aufwendig und läßt Verstellungen nur mit zeitraubenden Arbeiten und nur zwi­ schen wenigen Positionen und zudem nur im Stillstand der Maschine zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art anzugeben, mit der der Hub der quer zur Einstichbewegung des Nadelbalkens gerichteten Bewegung, die dem Nadelbalken von der zweiten Antriebseinrichtung aufgezwungen wird, leicht und in feiner Abstufung, vorzugsweise auch stufen­ los, verstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Eine weitere, verwandte Lösung der gestellten Aufgabe, ist Gegenstand des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Es sei an dieser Stelle betont, daß wenn in den Ansprüchen davon die Rede ist, daß die zweite Antriebseinrichtung mit dem Nadelbalken gekoppelt ist, dieses auch einschließt, daß die Kopplung ggf. an einem den Nadelbalken haltenden Träger erfolgt.

Ein erstes Konzept der Erfindung sieht für die zweite Antriebs­ einrichtung zwei Exzenterwellen vor, die mit gleicher Drehzahl umlaufen und deren von ihnen hervorgerufenen Pleuelbewegungen an einer Koppelbrücke zusammengefaßt werden. Durch Veränderung der Drehwinkelposition der Exzenterwellen gegeneinander läßt sich erreichen, daß sich die Wirkungen der Pleuelbewegungen an einem Gelenkpunkt der Koppelbrücke, der mit dem Nadelbalken gekoppelt ist, mehr oder weniger zueinander addieren oder von­ einander abziehen oder sich annähernd aufheben.

Bei einem zweiten Lösungskonzept der Erfindung wird eine Exzen­ terbewegung der zweiten Antriebseinrichtung über eine Pleuel­ stange und einen mit diesem gekoppelten, gelenkig gelagerten Kipphebel in eine annähernd lineare, hin- und hergehende Bewe­ gung umgesetzt, deren Hub durch Veränderung der Länge des Hebelarms, mit dem die Pleuelstange an dem Kipphebel wirksam ist, verändert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein dem ersten Lösungskonzept folgendes erstes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein dem ersten Lösungskonzept folgendes zweites Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein dem ersten Lösungskonzept folgendes drittes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine Ausführungsvariante von Fig. 3;

Fig. 5 ein Schema zur Erläuterung der Kraftübertragung auf den Nadelbalken beim ersten Lösungskonzept der Erfin­ dung und zugleich eine Prinzipdarstellung eines Antriebs für die Erzeugung eines Querversatzes des Nadelbalkens;

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform des Antriebs für den Querversatz des Nadelbalkens;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines dem ersten Lösungskonzept folgenden vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des zweiten Lösungskon­ zeptes der Erfindung;

Fig. 9 eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 8;

Fig. 10 eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 9; und

Fig. 11 als Teildarstellung eine weitere Ausführungs­ variante einer Einrichtung zur Übertragung der horizontal gerichteten Bewegungskraft auf den Nadelbalkenträger.

In den Zeichnungen sind nur die wesentlichen Teile einer Nadel­ maschine dargestellt, soweit sie zur Erläuterung der Erfindung erforderlich sind. Überflüssiges Beiwerk ist aus Übersichtlich­ keitsgründen nicht dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine im vorstehenden Sinne vereinfachte Darstel­ lung einer Nadelmaschine von der Seite. In einem Maschinenrah­ men 1 sind zwei Exzenterantriebe 2 angeordnet, die, von einem Hauptmotor O über Riemen, Kette oder dgl. Antriebsverbindung angetrieben, über Pleuelstangen 3 einen Nadelbalkenträger 4 in eine auf- und abgehende Bewegung versetzen können. An dem Nadelbalkenträger 4 sind zwei jeweils mit Nadelbrettern 5 bestückte Nadelbalken 6 befestigt. Von den an den Nadelbrettern 6 befestigten Nadeln 7 sind nur einige dargestellt. Die beiden Exzenterantriebe 2 sind vorzugsweise mittels eines Getriebes verbunden, beispielsweise über eine Stirnradstufe (nicht darge­ stellt), um eine synchron gegenläufige Drehbewegung der Exzen­ terantriebe zu erzeugen.

Die Nadeln 7 stechen durch einen Abstreifer 8 in eine auf einer Unterlage 9 liegende Faservliesbahn (nicht dargestellt), die im dargestellten Beispiel mittels angetriebener Zuführ- und Abzugswalzen 10 bzw. 11 durch die Nadelmaschine bewegt wird.

An mehreren, sich quer zur Transportrichtung des Faservlieses durch die Nadelmaschine verteilten Stellen sind an dem Nadel­ balkenträger 4 Koppelbrücken 12 angelenkt, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist. Die Koppelbrücken 12 weisen drei Gelenkpunkte auf, nämlich erste und zweite Gelenkpunkte 13 und 14 an den Enden und einen dritten Gelenkpunkt 15 in der Mitte. Am dritten Gelenkpunkt 15 sind die Koppelbrücken 12 jeweils mit dem Nadelbalkenträger 14 verbunden, während an den ersten und zweiten Gelenkpunkten 13 und 14 die freien Enden von Pleuelstangen 16 bzw. 17 angelenkt sind, die auf einer Seite der Nadelmaschine angeordneten Exzentern 18 bzw. 19 gelagert und von diesen angetrieben sind. Die Wellen der Exzenter 18 und 19 sind von Servomotoren 20 bzw. 21 über Riemen, Ketten oder andere geeignete Kraftübertragungseinrichtungen angetrieben.

Die Servomotoren, Exzenter, Pleuelstangen und Koppelbrücken stellen die zweiten Antriebseinrichtung für die Nadelbalken dar.

Man erkennt aus der Zeichnung, daß wenn die Exzenter 18 und 19 in ihrer gegenseitigen Winkellage derart eingerichtet sind, daß die Pleuelstangen 16 und 17 gleichzeitig nach rechts und links, d. h. gleichphasig, bewegt werden, ihre mit den Gelenkpunkten 13 und 14 verbundene Enden an der Koppelbrücke 12 übereinstimmende Wirkungen hervorrufen und somit den Nadelbalkenträger 4 in horizontaler Richtung hin- und herbewegen. Sind hingegen die Winkellagen der Exzenter 18 und 19 so eingerichtet, daß die Bewegungen der Pleuelstangen 16 und 17 gegenphasig sind, dann heben sich die von den Pleuelstangen 16 und 17 an der Koppel­ brücke 12 hervorgerufenen Wirkungen im Gelenkpunkt 15 auf, die Koppelbrücke 12 wird lediglich um den Gelenkpunkt 15 hin- und hergehend verschwenkt, sodaß keine Horizontalbewegung auf den Nadelbalkenträger 4 ausgeübt wird.

Man kann aus der Erläuterung dieser beiden Extreme entnehmen, daß durch stufenlose Verstellung der gegenseitigen Drehphasen­ lagen der Exzenter 18 und 19 die im Gelenkpunkt 15 resultie­ rende, horizontal gerichtete Bewegungskomponente verändert wer­ den kann. Diese Veränderung kann durch einfache Verstellung der gegenseitigen Phasenlagen der die Exzenter 18 und 19 antreiben­ den Servomotoren 20 und 21 erfolgen. Eine hierfür vorgesehene erste Steuereinrichtung ist mit S1 schematisch eingezeichnet.

Es sei an dieser Stelle betont, daß die zeitliche Abstimmung der von den Exzentern 18 und 19 am Gelenkpunkt 15 hervorgerufe­ nen horizontalen Bewegungskomponente mit der von den Exzentern 2 hervorgerufenen vertikalen Bewegungskomponente durch die Phasenlage der Antriebe für die Exzenter 18, 19 gegenüber der Phasenlage des Antriebs für die Exzenter 2 bestimmbar ist und nach Wunsch beeinflußt werden kann. Eine hierfür vorgesehene zweite Steuereinrichtung ist mit S2 schematisch eingezeichnet.

Für die Beeinflussung der Phasenlagen aller umlaufenden Wellen sieht eine vorteilhafte Lösung vor, die Drehwinkellagen der Wellen durch an den Wellen angeordnete Winkelgeber bekannter Art zu erfassen und mittels der von diesen abgegebenen Signale die Stromzuführung zu den die Wellen antreiben Elektromotoren so zu steuern, daß die gewünschten wechselseitigen Phasenbezie­ hungen der Drehwinkellagen der Wellen erreicht werden. Hierzu sind bekannte Regelkreise verwendbar, die auf der Grundlage eines Soll/Ist-Vergleichs arbeiten. Solche Regelkreise sind all­ gemein bekannt und brauchen hier nicht erläutert zu werden.

Alternativ wäre es auch möglich, die Drehwinkellagen der Motor­ wellen durch Winkelgeber zu erfassen, dann aber müßten die Kraftübertragungseinrichtungen zu den Exzenterwellen form­ schlüssig ausgebildet sein und ggf. vorhandene Drehzahlüberset­ zungsverhältnisse in der Kraftübertragung von Motor zu Exzen­ terwelle berücksichtigt werden.

Ein besonderer Vorteil der zuvor beschriebenen Lösungen ist, daß die Verstellung des Hubes der Horizontalbewegung des Nadel­ balkens im laufenden Betrieb der Maschine und somit zeitspa­ rend, ohne jegliche Demontagen, und stufenlos ausgeführt werden kann.

Es ist auch denkbar, auf den einen der Antriebsmotoren 20 und 21 zu verzichten und stattdessen die beiden Exzenter 18 und 19 mechanisch miteinander zu koppeln, beispielsweise über ein Zahnradgetriebe, das für die Veränderung der wechselseitigen Drehwinkellagen der Exzenter aus- und einrückbar sein muß. Auf die zugehörige Steuereinrichtung könnte dann verzichtet wer­ den. Dem Fachmann sind durch diese Erläuterung ausreichend Hin­ weise gegeben, sodaß auf eine detaillierte Darstellung verzich­ tet werden kann.

Es versteht sich, daß der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 für die Faservliesbahn der horizontalen Bewegungskomponente der Nadeln Rechnung tragen müssen. Beim Abstreifer 8, der aus einer Lochplatte besteht, sind die Löcher für den Durchgang der Nadeln 7 daher als Schlitze ausgebildet, die sich in der Rich­ tung der horizontalen Bewegungskomponente des Nadelbalkens 4 erstrecken. Die Unterlage 9 kann in gleicher Art wie der Ab­ streifer 8 ausgebildet sein. Diese Lösungen gelten insbesondere auch für Doppelnadelmaschinen, bei denen die Faservliesbahn von beiden Seiten genadelt wird.

Als Alternative kommt bei einseitig nadelnden Maschinen als Unterlage ein bekanntes Bürstenband in Betracht, das sich mit der Faservliesbahn bewegt und diese trägt. Diese Alternative ist hier nicht dargestellt und bedarf keiner Erläuterung, da sie dem Fachmann bekannt ist.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die jener nach Fig. 1 sehr ähnlich ist und sich von dieser nur dadurch unterscheidet, daß die beiden Exzenter 18 und 19 auf unterschiedlichen Seiten der beiden Nadelbalken 6 angeordnet sind. Der Aufbau dieser Maschine ist, wie schon aus der Zeich­ nung hervorgeht, gegenüber jener nach Fig. 1 etwas kompakter. Bezüglich der Funktion ergeben sich aber keine Änderungen, sodaß auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Exzenter 18 und 19 der zweiten Antriebseinrichtung oberhalb der Nadelmaschine, d. h. an deren Kopf angeordnet sind. Diese Aus­ führungsform ist besonders in solchen Einsatzfällen von Inter­ esse, in denen die Aufstellfläche für die Nadelmaschine beschränkt ist, oberhalb der Nadelmaschine aber ausreichend Montageraum zur Verfügung steht.

Wieder sind die Pleuelstangen 16 und 17 der Exzenter 18 und 19 an ihren freien Enden an Gelenkpunkten 13 und 14 mit einer Kop­ pelbrücke 12 verbunden, die einen dritten Gelenkpunkt 15 auf­ weist, der in diesem Falle aber über einen bei 22 am Maschinen­ rahmen 1 gelenkig gelagerten Kipphebel 23 und einen gelenkig mit diesem und mit dem Nadelbalkenträger 4 verbundenen Lenker 24 mit dem Nadelbalkenträger 4 gekoppelt ist. Man sieht, daß die resultierende Bewegung der Pleuelstangen 16 und 17 am Gelenkpunkt 15 über dem Kipphebel 23 und dem Lenker 24 auf den Nadelbalkenträger 4 übertagen wird und diesem eine horizontale, d. h. senkrecht zur Einstichbewegung der Nadeln verlaufende Bewegungskomponente verleiht. Die Abstimmung der Drehwinkel­ lagen der Exzenter 18 und 19 zueinander und in Bezug auf die Drehwinkellage der ersten Exzenter 2 ist wie bei den vorausge­ hend beschriebenen Ausführungsformen, sodaß auf eine Erläute­ rung verzichtet werden kann.

Eine weitere Alternative besteht darin, den Abstreifer 8 und die Unterlage 9 mit der zweiten Antriebseinrichtung derart zu koppeln, daß sie der horizontalen Bewegung des Nadelbalkens gleichphasig folgen. Diese Kopplung kann günstig unmittelbar an dem Nadelbalkenträger erfolgen. Diese Ausführungsvariante ist in Fig. 4 gezeigt.

Gemäß der Ausführungsvariante sind an dem Nadelbalkenträger 4 an der Einlaufseite und an der Auslaufseite der Vliesbahn erste Führungskulissen 60 mit den vertikal zur Unterlage verlaufenden ersten Führungsschlitzen 61 befestigt. In den Führungsschlitzen 61 sind die aufgebogenen Enden 62 von Abstreifer 8 und Unter­ lage 9 in vertikaler Richtung, also senkrecht zur zu vernadeln­ den Vliesbahn, geführt. Von dem Abstreifer 8 und der Unterlage 9 erstrecken sich zur Einlaufseite und zur Auslaufseite jeweils horizontale Führungsflansche 63, die jeweils in zweiten Füh­ rungsschlitzen 64 geführt sind, die in im Maschinenrahmen gehaltenen zweiten Führungskulissen 65 ausgebildet sind. Diese zweiten Führungsschlitze 64 bestimmen die Höhenlage von Abstreifer 8 und Unterlage 9 und lassen eine horizontale Bewe­ gung von Abstreifer 8 und Unterlage 9 zu. Die zweiten Führungs­ kulisssen 65 können ggf. vertikal verstellbar sein. Hierauf wird später noch im Detail eingegangen.

Im Betrieb folgen wegen der starren Koppelung der ersten Füh­ rungskulissen 60 mit dem Nadelbalkenträger 4 der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 der horizontalen Bewegung des Nadelbalken­ trägers 4, wobei die Führungsflansche 63 in den zweiten Füh­ rungsschlitzen 64 gleiten. Der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 folgen aber nicht der Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4, weil sie daran durch die in den zweiten Führungsschlitzen 64 befindlichen Führungsflansche 63 gehindert sind. Die Vertikal­ bewegung des Nadelbalkenträgers 4 ist durch Abstreifer 8 und Unterlage 9 nicht gehindert, weil deren aufgebogene Enden 62 in den ersten Führungsschlitzen 61 gleiten.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Nadelbalken­ bereich einer Nadelmaschine. Nadelmaschinen haben mitunter sehr große Arbeitsbreiten, die mehrere Meter betragen können. Um die nachteiligen Einflüsse der Massenträgheit zu vermeiden, die zu elastischen Durchbiegungen des Nadelbalkens führen könnten, wenn der Kraftangriff am Nadelbalken nur an einem Punkt erfolgte, ist gemäß Fig. 5 vorgesehen, daß die horizontale Bewegungskomponente dem Nadelbalken an mehreren längs seiner Erstreckung verteilten Stellen zugeführt wird. In Fig. 5 sind den vorangehend erläuterten Beispielen entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodaß sie hier nicht noch­ mals erläutert zu werden brauchen. Man sieht, daß vom Gelenk­ punkt 15 der Koppelbrücke 12 ausgehend die von den Exzentern 18 und 19 hervorgerufene Bewegung über einen Querlenker 25 und mehrere Kipphebel 26 sowie eine entsprechende Anzahl Längslen­ ker 27 auf den Nadelbalkenträger 4 übertragen wird. Diese Kon­ struktionsprinzip läßt sich leicht auf die Ausführungsform nach Fig. 3 übertragen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 wären längs des Nadelbalkenträgers 4 mehrere, auf gemeinsamer Welle angeord­ nete, gleich ausgerichtete Exzenter mit einer entsprechenden Anzahl von Pleuelstangen vorzusehen, die über mehrere Koppel­ brücken am Nadelbalkenträger angreifen.

Üblicherweise wird in einer Nadelmaschine, von der die Erfin­ dung ausgeht, die Faservliesbahn von Zuführ- und Abzugswalzen 10 und 11 (Fig. 1) mit konstanter Geschwindigkeit durch die Maschine gefördert. Von den dadurch hervorgerufenen Problemen, die sich besonders bei großen Vorschubgeschwindigkeiten der Faservliesbahn ergeben, geht die in der eingangs erwähnten DE 196 15 687 A1 beschriebene Erfindung aus. Mit Hilfe einer Nach­ führbewegung des Nadelbalkens in horizontaler Richtung, die von mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetriebenen Exzenterwellen der zweiten Antriebseinrichtung hervorgerufen wird, lassen sich diese Probleme in einem in den meisten Fällen ausreichenden Ausmaß beseitigen.

Allerdings hat diese Nachführbewegung in horizontaler Richtung einen Geschwindigkeitsverlauf, der sinusförmig ist, d. h. die Horizontalgeschwindigkeit des Nadelbalkens nimmt von null all­ mählich zu, erreicht ein Maximum und nimmt dann wieder auf null ab, um dann für die Rückführbewegung des Nadelbalkens die Rich­ tung umzukehren, u.s.f. . Es ergeben sich dadurch Abweichungen der Geschwindigkeit der Horizontalbewegung der vom Nadelbalken getragenen Nadeln von der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung der von den Nadeln durchdrungenen Vliesbahn, die in besonderen Fällen, wenn beispielsweise Filze besonderer Feinheit und Gleichmäßigkeit hergestellt werden sollen, wie etwa Papierma­ schinenfilze, zu unerwünschten Störungen in der Struktur des hergestellten Produkts führen können.

Als Abhilfe schlägt die Erfindung gemäß einer Weiterbildung vor, die Servomotoren der zweiten Antriebseinrichtung in einem zyklisch ablaufenden Programm so anzusteuern, daß das vorer­ wähnte sinusförmige Geschwindigkeitsprofil der Horizontalbewe­ gung des Nadelbalkens wenigstens in jenem Horizontalbewegungs­ hub, der der Vliesvorschubrichtung folgt, zu einer gleichförmi­ gen Geschwindigkeit geglättet ist. Moderne Regelelektronik gestattet es, die Drehgeschwindigkeit von Servomotoren in die­ ser Weise zu beeinflussen.

Bei leichteren Vliesbahnen ist auch möglich, auf die der Verna­ delungszone der Nadelmaschine unmittelbar zugeordneten Zuführ- und Abführwalzen zu verzichten oder die zwischen den Walzen­ paaren gebildeten Spalte breiter als die Dicke der Faservlies­ bahn zu machen und somit die Vliesbahn allein mit Hilfe von den in sie eingestochenen Nadeln durch die von der zweiten Antriebseinrichtung hervorgerufene Horizontalbewegung des Nadelbalkens durch die Vernadelungszone fortzubewegen. Ein sinusförmiger Verlauf der Horizontalbewegung des Nadelbalkens ist in diesem Falle sogar von Vorteil, weil dadurch ein "Rupfen" an der Vliesbahn durch die Nadeln beim Beschleunigen in horizontaler Richtung verhindert wird.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die eine vollständige Anpassung der Nadelbewegung in horizontaler Richtung an die jeweiligen Bedürfnisse ermöglichen, wird eine erhebliche Quali­ tätssteigerung des hergestellten Produkts erreicht. Eine wei­ tere Qualitätssteigerung durch Vergleichmäßigen bzw. Verwischen des Stichbildes läßt sich erzielen, wenn der Nadelbalken zwi­ schen aufeinanderfolgenden Stichbewegungen seitlich, d. h. quer zur Vliesvorschubrichtung, um weniger als einen seitlichen Nadelabstand versetzt wird. Ein Antriebsschema für die Erzeu­ gung einer solchen seitlichen Versetzbewegung des Nadelbalkens ist in Fig. 5 ebenfalls gezeigt.

Gemäß Fig. 5 ist etwa in der Mitte der Längserstreckung eines zwei Nadelbalken 6 tragenden Trägers 4 ein zweiter Querlenker 50 mittels eines Kreuzgelenks 51 angelenkt, der sich in Längs­ richtung der Nadelbalken 6 aus der Vernadelungszone erstreckt und mit einem Stellmotor 52 verbunden ist, der beispielsweise ein elektrischer Linearmotor oder eine servohydraulische Antriebseinrichtung ist. Mit Hilfe dieses Stellmotors 52 ist über den zweiten Querlenker 50 der Nadelbalkenträger 4 quer zur Vorschubrichtung der Vliesbahn verstellbar, vorzugsweise in mehreren Stufen.

Es versteht sich, daß die Gelenkverbindungen zwischen den Pleu­ elstangen 3 und dem Nadelbalkenträger 4 in diesem Falle so gestaltet sein müssen, daß sie diese Querbewegung des Nadelbal­ kenträgers 4 zulassen. Auch müssen die Lager der Pleuelstangen 3 auf ihren Exzenter eine geringe seitliche Schwenkbewegung der Pleuelstangen 3 zulassen. Hierfür können Pendelrollenlager ein­ gesetzt werden.

Die Steuerung des Stellmotors 52 erfolgt in jener Phase der Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4, in der die Nadeln 7 nicht in die Vliesbahn eingestochen sind. Der Bewegungsumfang der von dem Stellmotor 52 hervorgebracht werden muß, ist rela­ tiv klein. Entsprechend einem seitlichen Abstand zwischen ein ander benachbarten Nadeln von üblicherweise etwa 3 mm beträgt er maximal knapp unter 3 mm. Dieser Bewegungsumfang ist zweck­ mäßigerweise in mehrere, beispielsweise zwei Stufen, unter­ teilt, sodaß jede Nadel zwischen drei seitlichen Stellungen verstellbar ist, einer linken, einer mittleren und einer rech­ ten Stellung, in Vliesvorschubrichtung gesehen. Diese Stellun­ gen können zyklisch zum Einsatz kommen, wobei beispielsweise wahlweise nach jedem Nadeleinstich oder jeweils nach einer vor­ bestimmten Anzahl von Nadeleinstichen in die Vliesbahn die Stellung mit Hilfe des Stellmotors 52 verändert wird. Die ent­ sprechende Steuerung des Stellmotors 52 erfolgt somit in Abstimmung mit dem Arbeitszyklus der Exzenterantriebe 2 und kann insbesondere über die dort ggf. installierten Winkelgeber und eventuell Taktzähler erfolgen. Die Steuerung des Stellmo­ tors 52 kann zweckmäßigerweise über einen Steuergenerator 53 erfolgen, der ein zyklisch ablaufendes Steuerprogramm abarbei­ tet oder aber auch eine stochastische Zufallsfolge von Steuer­ befehlen für den Stellmotor 52 abgibt.

Es ist aber auch möglich, den Stellmotor 52 durch einen umlau­ fenden Exzenter und einen auf diesem gleitenden Nockenfolger zu bilden, wobei der Exzenter von dem Hauptmotor O der Nadelma­ schine angetrieben ist.

Eine weitere Möglichkeit, die in Fig. 6 dargestellt ist, besteht darin, den Stellmotor 52 durch einen Exzenterantrieb aus zwei Exzentern 54, die von unabhängigen Antriebsmotoren 55 synchron angetrieben sind und deren Pleuelstangen 56 an einer Koppelbrücke 57 untereinander gekoppelt sind, anzutreiben. Die Koppelbrücke 57 ist an einem mittleren Gelenkpunkt 58 mit dem zweiten Querlenker 50 gelenkig gekoppelt. Der mittlere Gelenk­ punkt 58 ist über einen Längslenker 59 im Maschinenrahmen 1 geführt.

Vergleichbar der oben beschriebenen zweiten Antriebseinrich­ tung, die in der Koppelbrücke 12 endet, läßt sich durch Steu­ erung der Phasenlagen der Antriebsmotoren 55 der Hub des Quer­ lenkers 50 beeinflussen. Auf die Darstellung einer Steuerungs­ einrichtung für die Antriebsmotoren 55 kann hier verzichtet werden. Sie ist vergleichbar der Steuerungseinrichtung S1. Die Synchronisierung mit der ersten Antriebseinrichtung kann mit­ tels einer der Steuereinrichtung S2 vergleichbaren Einrichtung erfolgen.

Mit dem über den Querlenker 50 hervorgerufenen Querversatz des Nadelbalkenträgers 4 in aufeinanderfolgenden Stichzyklen kann eine Vergleichmäßigung oder Verwischung des stichbildes am her­ gestellten Produkt ohne Einsatz komplizierter Nadelbesetzungs­ muster an den Nadelbalken erreicht werden. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt auch für Nadelmaschinen, bei denen der Nadelbalken keine der Vliesvorschubbewegung nachfolgende Bewegung ausführt. Der beschriebene Gedanke ist daher auch an solchen Nadelmaschinen realisierbar.

Es versteht sich, daß der Querbewegung des Nadelbalkens 6 auch der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 Rechnung tragen müssen. Entweder gestaltet man die in ihnen ausgebildeten Löcher derart groß, daß trotz Querversatz der Nadeln 7 keine Kollision zwi­ schen den Nadeln 7 und dem Abstreifer 8 sowie der Unterlage 9 auftritt, oder aber man sieht eine horizontal bewegliche Lage­ rung von Abstreifer 8 und Unterlage 9 vor und koppelt beide mit dem Stellmotor 52, sodaß sie die Querbewegung des Nadelbalkens 6 mitmachen.

Es sei nun eine etwas anders gestaltete, jedoch dem ersten Lösungskonzept noch immer gehorchende Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert. Diese Figur zeigt schematisch nur die wesentlichen Teile einer Nadelma­ schine um den Bereich des Nadelbalkenantriebs.

In Fig. 7 erkennt man erste Exzenter 2, die über zugehörige Pleuelstangen den Nadelbalkenträger 4 in eine senkrecht zur zu vernadelnden Faservliesbahn verlaufende Bewegung versetzen. Dem Nadelbalkenträger 4 ist ein zweiter Antrieb zugeordnet, beste­ hend aus zwei zweiten Exzentern 30 und 39, von denen der Exzen­ ter 30 von einem Servomotor 31 über einen Zahnriemen, eine Kette oder dgl. formschlüssige Kraftübertragungseinrichtung drehangetrieben ist und auf dem eine Pleuelstange 32 gelagert ist, deren freies Ende bei 34 gelenkig mit einer Koppelbrücke 33 gekoppelt ist. Der andere (39) der zweiten Exzenter ist über einen Riemen oder dgl. Kraftübertragungseinrichtung von einem der ersten Exzenter 2 gleichfrequent mit diesem angetrieben. Eine auf dem anderen zweiten Exzenter 39 gelagerte Pleuelstange 32 ist an ihrem freien Ende bei 35 mit der Koppelbrücke 33 gelenkig verbunden.

Zwischen den endseitigen Gelenkpunkten 34 und 35, die die Kop­ pelbrücke 33 mit den Pleuelstangen 32 verbinden, ist ein drit­ ter Gelenkpunkt 36 ausgebildet, an dem ein Kipphebel 37 ange­ lenkt ist, der bei 38 im Maschinenrahmen schwenkbar gelagerten ist. Im dargestellten Beispiel im Scheitelbereich des Kipphe­ bels 37 zwischen dem Gelenkpunkt 36, wo die Koppelbrücke 33 angelenkt ist, und dem Schwenklager 38 des Winkelhebes 37 befindet sich ein Gelenkpunkt 40, an dem das eine Ende eines Lenkers 41 angelenkt ist, dessen anderes Ende mit dem Nadelbal­ kenträger 4 bei 42 gelenkig verbunden ist. Der Lenker 41 ver­ läuft im wesentlichen horizontal, d. h. parallel zur zu verna­ delnden Faservliesbahn, während das Schwenklager 38 des Kipphe­ bels 37 sich etwa vertikal unter dem Gelenkpunkt 40 befindet.

Die Funktion dieser Anordnung sei nachfolgend erläutert. Für die Erläuterung sei zunächst angenommen, daß die Exzenter 30 und 39 sich gleichzeitig und im gelichen Umfang nach unten bewegen. Über die Pleuelstangen 32 wird die Koppelbrücke 33 nach unten bewegt. Dadurch schwenkt die Koppelbrücke 33 den Kipphebel 37 im Uhrzeigersinn um das Schwenklager 38, so daß der Gelenkpunkt 40 nach rechts auswandert und über den Lenker 41 den Nadelbalkenträger 4 nach rechts bewegt.

Wenn andererseits die Bewegung des von dem unabhängigen Servo­ motor 31 angetriebenen Exzenters 30 auf die des Exzenters 39 so abgestimmt ist, daß Gegenphasigkeit herrscht, d. h. die Gelenk­ punkte 34 und 35 gleichzeitig in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, dann ist die Schwenkbewegung des Kipphebels 37 null und damit auch die Auslenkung des Nadelbal­ kenträgers 4 in horizontaler Richtung null.

Durch Veränderung der Drehphasenlagen der Exzenter 30 und 39 durch passende Einstellung am Servomotor 31 läßt sich somit der Hub der Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 verändern. Es versteht sich, daß die Phasenbeziehung zwischen dem Exzenter 2, der die Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 hervor­ ruft, und dem an der Erzeugung der Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 beteiligten Exzenter 39 so abgestimmt sind, daß die Vliesvorschubbewegung von den in die Vliesbahn eingestochenen Nadeln 7 nicht gestört wird.

Der wesentliche Unterschied der Ausführungsform von Fig. 7 gegenüber den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist, daß der Antrieb eines der zweiten Exzenter mit dem Antrieb der ersten Exzenter gekoppelt ist, sodaß nur ein zusätzlicher Ser­ vomotor erforderlich ist, um die Horizontalbewegung des Nadel­ balkenträgers hervorzurufen, dennoch aber eine stufenlose Ver­ änderung des Hubes dieser Horizontalbewegung erzielbar ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nun eine dem zweiten Lösungs­ konzept der Erfindung entsprechende Ausführungsform erläutert.

Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist dem Nadelbalken­ träger 4 ein Vertikalantrieb durch erste Exzenter 2 und ein Horizontalantrieb zugeordnet. Der Horizontalantrieb besteht aus einem zweiten Exzenter 30 mit Antriebsmotor 31 und Pleuelstange 32 sowie einem Kipphebel 37, der bei 38 im Rahmen der Nadel­ maschine schwenkbar gelagert ist. An einem sich horizontal erstreckenden Schenkel 43 des Kipphebels 37 ist das freie Ende der Pleuelstange 32 in einem Gelenkpunkt 34 gelagert. Im Schei­ tel des Kipphebels 37 ist ein Gelenkpunkt 40 ausgebildet, an dem ein Lenker 41 angelenkt ist, der sich im wesentlichen hori­ zontal, d. h. parallel zur Vliesdurchlaufrichtung durch die Maschine erstreckt und bei 42 mit dem Nadelbalkenträger 4 gelenkig verbunden ist. Der Gelenkpunkt 34 am Schenkel 43 ist mittels hier nicht dargestellter Einrichtungen längs des Schen­ kels 43 verstellbar, was durch einen Längsschlitz 44 im Schen­ kel 33 angedeutet ist.

Die Funktionsweise dieser Kostruktion wird nun erläutert. Wenn der Exzenter 30 umläuft, wird die Pleuelstange 32 in eine auf- und abgehende Bewegung versetzt, wodurch der Kipphebel 37 in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzt wird. Diese hin- und herschwenkende Bewegung wird über den Lenker 41 auf den Nadelbalkenträger 4 übertragen. Je nach Stellung des Gelenk­ punktes 34 der Pleuelstange 32 längs des Schenkels 43 des Kipp­ hebels 37 ist die Schwenkbewegung des Kipphebels 37 mehr oder weniger groß und dementsprechend auch die Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4.

Durch Verstellung der Zeitabstimmung des Antriebs des zweiten Exzenters 30 gegenüber dem der ersten Exzenter 2 läßt sich die Zeitlage der Horizontalbewegung des Nadelbalkens gegenüber der Zeitlage der Vertikalbewegung desselben verändern.

Fig. 9 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 8. Einander entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Soweit Besonderheiten nicht vorliegen, erfolgt keine Erläuterung. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 8 ist, daß die Pleuelstange 32, die die Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 hervorruft, auf einem Exzenter gelagert ist, der auf derselben Achswelle sitzt, wie einer der Exzenter 2, die die Vertikalbewegung des Nadel­ balkenträgers 4 hervorrufen. Man spart auf diese Weise einen gesonderten Antriebsmotor für die Erzeugung der horizontalen Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers 4. Der Kipphebel 37 ist bei dieser Ausführungsform gestreckt, d. h. nicht abgewin­ kelt, wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, was durch die dargestellte Geometrie der Konstruktion bestimmt ist. Sein einer Schenkel 43 ist wieder mit einer Einrichtung (in Fig. 9 durch einen Schlitz 44 versinnbildlicht) versehen, mit deren Hilfe die wirksame Hebellänge am Gelenkpunkt 34, wo die Pleuelstange 32 angelenkt ist, verstellt werden kann, um den Hub der horizontalen Bewegungskomponente des Nadelbalken­ trägers 4 zu verändern.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 ist jener nach Fig. 9 sehr ähnlich. Auf die Erläuterung bereits beschriebener und mit Fig. 9 übereinstimmender Merkmale kann daher verzichtet werden. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 9 besteht darin, daß das Schwenklager 38 des Kipphebels 37 längs des Kipphebels 37 verstellbar ist, was durch einen Schlitz 44 im Kipphebel 37 dargestellt ist, in dem das von einer verschiebbaren Konsole 45 getragene Schwenklager 38 ver­ stellbar ist. Um die Lage des Kipphebels 37 zu fixieren, ist dessen unteres Ende im Gelenkpunkt 40 mittels eines Lenkers 46 im Maschinenrahmen abgestützt. Durch Verstellen der Lage der Konsole 45 längs des Schlitzes 44 sind die Hebellängen zwischen den Gelenkpunkten 34 und 40 einerseits und dem Schwenklager 38 andererseits gegenseitig veränderbar, wodurch bei konstantem Bewegungshub der Pleuelstange 32 der Hub der Horizontalbewegung des Lenkers 41 verändert werden kann. Eine Verminderung dieses Hubes bis auf null ist möglich, wenn das Schwenklager 38 so nahe an den Gelenkpunkt 40, wo der Lenker 41 angelenkt ist, herangebracht wird, daß eine Verschwenkung des Kipphebels 37 durch die Bewegung der Pleuelstange 32 keine merkliche horizon­ tale Auslenkung des Gelenkpunktes 40 mehr hervorruft.

Für die Ausführungsformen nach den Fig. 9 und 10 gilt ver­ gleichbar zur Ausführungsform nach Fig. 7, daß die Winkellage des die Pleuelstange 32 antreibenden Exzenters in Bezug auf die Winkellage der die vertikale Bewegungskomponente des Nadel­ balkenträgers 4 über die Pleuelstangen 3 hervorrufenden Exzen­ ter 2 so abgestimmt ist, daß die in Vliesbahntransportrichtung verlaufende horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkenträ­ gers dann vorhanden ist, wenn der Nadelbalkenträger 4 sich bereits soweit abwärts bewegt hat, daß die Nadeln 7 in die Vliesbahn einstechen, und sich dann über den Zeitraum fort­ setzt, während dem der Nadelbalkenträger in seine untere End­ position gelangt und anschließend einen ersten Teil seiner Auf­ wärtsbewegung ausführt. Die Horizontalbewegung des Nadelbalken­ trägers 4 in Vliesbahntransportrichtung beginnt dabei vorteil­ hafterweise bereits, bevor die Nadeln in die Vliesbahn einste­ chen. Durch Abstimmung der Phasenbeziehung zwischen erster und zweiter Antriebseinrichtung und ggf. auch durch Einstellung der Höhenlage der Unterlage 9 läßt sich der Einstichzeitpunkt innerhalb eines Horizontalhubzyklus beeinflussen. Hingegen ist in jenem Zyklusbereich der vertikalen Nadelbalkenbewegung, in dem die Nadeln 7 nicht in die Vliesbahn eingestochen sind, die horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers entge­ gengesetzt zur Vliesbahntransportrichtung.

Es sei auch angemerkt, daß die am Beispiel von einseitig nadelnden Maschinen dargestellte Erfindung auch an Doppelna­ delmaschinen ausgeführt werden kann, bei denen die Nadeln zweier einander gegenüberstehender Nadelaggregate gleichzeitig oder alternierend von beiden Seiten in eine Faservliesbahn ein­ stechen. Weiterhin ist die Erfindung auch bei Nadelmaschinen einsetzbar, die mehrere, an unterschiedlichen Orten im Maschi­ nenrahmen angeordnete Vernadelungszonen aufweisen, wie bei­ spielsweise in der US 3 508 307 beschrieben. Bei solchen Maschinen ist dann gemäß der vorliegenden Erfindung jedem Nadelbalken ein Antrieb der beschriebenen Art zugeordnet, der außer der zur Faservliesbahn senkrechten Nadeleinstichbewegung auch eine zur Faservliesbahn parallele Schwingbewegung in und ggf. auch quer zur Transportrichtung der Faservliesbahn hervor­ ruft.

Weiterhin ist zu erläutern, daß die Nadelmaschine nach der Erfindung auch eine Musterungs- oder Strukturierungsmaschine sein kann, wie z. B. in US 5 144 730 beschrieben. Mit Hilfe einer solchen Maschine sind gemusterte, textile Nadelfilz- oder Nadelfilzvelourbahnen herstellbar, die aus einer textilen Trä­ gerbahn und aus textilem Fasermaterial bestehen, wobei die Fasern des genannten Fasermaterials sich von den Fasern der Trägerbahn hinsichtlich Farbe und/oder Form und/oder Material und/oder Feinheitsgrad und/oder Orientierung unterscheiden und auf die Rückseite der auf der Unterlage liegenden Trägerbahn aufgebracht und durch die Trägerbahn bis zur Sichtbarkeit auf deren auf der Unterlage liegenden Vorderseite mit Hilfe der Nadeln gedrückt werden. Auch bei den in dieser Weise herge­ stellten Erzeugnissen wird das Stichbild durch die erfindungs­ gemäßen Maßnahmen verbessert und die Produktivität erhöht.

Schließlich sei auch erwähnt, daß die Erfindung auch bei sol­ chen Nadelmaschinen einsetzbar ist, bei denen die Unterlage für die Faservliesbahn im Maschinenrahmen senkrecht zur Auflage­ fläche der Unterlage beweglich gelagert und mit einem Antrieb verbunden ist, mit dessen Hilfe die Unterlage nach einem vorge­ gebenen Programm zyklisch heb- und senkbar ist, um die Ein­ stichtiefe der Nadeln in die Faservliesbahn zu verändern und dadurch bestimmte gewünschte Musterungen im Erzeugnis hervorzu­ rufen, beispielsweise ein Muster aus über die Oberfläche des Erzeugnisses vorstehenden Faserpolen, wie dieses in EP 0 183 952 A1 oder EP 0 411 647 A1 beschrieben ist.

Bei einer solchen Maschine sind der Abstreifer 8 und die Unter­ lage 9 innerhalb des Maschinenrahmens 1 vertikal beweglich gelagert. Diese Ausführungsart ist in Fig. 4 dargestellt, gemäß der die zweiten Führungskulissen 65 an einem gemeinsamen Träger 66 befestigt oder ausgebildet sind, der im Maschinenrahmen 1 vertikal verstellbar an Stützen 67 geführt ist und von einem hydraulischen Stellantrieb 68 abgestützt ist, mit dessen Hilfe der Träger 66 nach einem vorbestimmten, frei wählbaren Programm auf und nieder bewegbar ist.

Diese Ausführungsart Fig. 11 zeigt eine Ausführungsvariante für die Kraftübertragung von der zweiten Antriebseinrichtung auf den Nadelbalkenträger. Zur Erläuterung der Unterschiede dieser Kraftübertragung zu den bereits beschriebenen sei noch einmal kurz auf die Fig. 1 bis 5 eingegangen.

Wie schon erläutert, ist es bei großen Nadelbalkenlängen erfor­ derlich, daß die Kraft, die den Nadelbalken in eine horizontale Bewegung versetzt, an mehreren Stellen am Nadelbalken angreift. Demgemäß werden bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 jeweils mehrere Exzenter- und Pleuelpaare benötigt, die längs des Nadelbalkens angeordnet sind. Gemäß den Fig. 3 und 4 werden mehrere Lenker 24 benötigt, die an längsverteilten stellen am Nadelbalkenträger angreifen. Gleiches gilt für die ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6, wo außer einem parallel zu dem Nadelbalkenträger verlaufenden Lenker mehrere Lenker 24 benö­ tigt werden. Bei diesen Ausführungsformen ist der mechanische Aufwand relativ hoch, und bei den Lösungen nach den Fig. 3 bis 6 sind auch die mechanischen Massen, die in eine hin- und her­ gehende Bewegung versetzt werden müssen relativ hoch.

Dem gegenüber zeigt Fig. 11 eine Ausführungsform, bei der mit­ tels eines einzigen Exzenter- und Pleuelstangenpaares 18, 19 bzw. 16, 17 mit daran angekoppelter Koppelbrücke 12 eine sich parallel zum Nadelbalkenträger 4 erstreckende Welle 70 in eine hin- und hergehende Drehbewegung versetzt wird. Zu diesem Zweck ist die Koppelbrücke 12 an ihrem dritten Gelenkpunkt 15 mit dem Ende eines mit der Welle 70 starr verbundenen Hebels 71 verbun­ den. Auf der ortsfest im Maschinenrahmen 1 gelagerten Welle 70 sind an mehreren längs des Nadelbalkenträgers 4 verteilten Stellen jeweils Exzenter 72 angeordnet, auf denen Pleuelstangen 73 gelagert sind, deren freie Enden an Gelenkpunkten 74 mit dem Nadelbalkenträger 4 gelenkig verbunden sind.

Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Welle 70 in eine drehende Vor- und Zurückbewegung versetzt wird, wozu ein geringeres Trägheitsmoment zu überwinden ist, als für die Bewe­ gung beispielsweise des Lenkers 25 bei der Ausführungsform nach Fig. 5. Für die Umsetzung der Drehbewegung der Welle 21 in eine hin- und hergehende Linearbewegung und die Übertragung dersel­ ben auf den Nadelbalkenträger 4 ist pro Angriffspunkt nur eine einzige Pleuelstange 73 erforderlich im Gegensatz zu den Lösun­ gen nach den Fig. 1 bis 3, wodurch die bewegten Massen eben­ falls reduziert werden.

Die Einstellbarkeit des Hubes der Horizontalbewegung des Nadel­ balkenträgers 4 und der Zeitlage der horizontalen Bewegung des Nadelbalkenträgers 4 in Bezug auf dessen Vertikalbewegung ist bei der Ausführungsform nach Fig. 11 in gleicher Weise ein­ stellbar wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 6. Auf eine diesbezügliche Beschreibung kann daher an dieser Stelle verzichtet werden.

Claims (30)

1. Nadelmaschine für die Vernadelung ungewebter Faservliesbah­ nen, mit wenigstens einer Unterlage zur Abstützung einer zu vernadelnden Faservliesbahn, wenigstens einem mit einer Viel­ zahl von Nadeln besetzten, beweglichen Nadelbalken, der in eine schwingende Bewegung versetzt ist, und einem Antrieb für den Nadelbalken, enthaltend eine erste Antriebseinrichtung, die mit dem Nadelbalken verbunden ist und diesem eine senkrecht zur Unterlage verlaufende Bewegungskomponente (Vertikalkomponente) verleiht, eine zweite Antriebseinrichtung, die mit dem Nadel­ balken verbunden ist und diesem eine parallel zur Unterlage verlaufende Bewegungskomponente (Horizontalkomponente) ver­ leiht, und eine Einrichtung zum Verändern des Bewegungshubes der Horizontalkomponente, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei­ ten Antriebseinrichtung zwei Exzenterwellen (18, 19; 2, 30, 39) zugeordnet sind, die mit gleicher Drehzahl angetrieben sind und auf deren Exzenterabschnitten jeweils eine Pleuelstange (16, 17; 3, 32) gelagert ist, die die Umlaufbewegung des zugehö­ rigen Exzenterabschnitts in eine lineare schwingende Bewegung umsetzt, eine Koppelbrücke (12; 33) vorgesehen ist, der die bei­ den linearen Schwingbewegungen an zwei im Abstand zueinander angeordneten ersten und zweiten Gelenkpunkten zugeführt sind und die einen zwischen dem ersten und zweiten Gelenkpunkten (13, 14; 34, 35) angeordneten dritten Gelenkpunkt (15, 36) auf­ weist, der mittels einer Kopplungsanordnung (23, 24; 36-41) gelenkig mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist, und daß die Einrichtung zum Verändern des Bewegungshubes der Horizontalkom­ ponente aus einer Steuerungseinrichtung (S1) besteht, mit der die Drehwinkelpositionen der beiden Exzenterwellen (18, 19; 2, 30, 39) gegeneinander veränderbar sind.

2. Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Antriebseinrichtungen voneinander unab­ hängige Antriebsmotoren (0, 20, 21, 31) aufweisen.

3. Nadelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Exzenterwellen (18, 19; 30, 39) der zweiten Antriebs­ einrichtung mit einem beliebig zeitveränderlichen, programmier­ baren gegenseitigen Phasenverlauf angetrieben sind.

4. Nadelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuerungseinrichtung (S1) auch die lokalen Dreh­ winkelgeschwindigkeiten der Exzenterwellen (18, 19; 30, 39) der zweiten Antriebseinrichtung gegeneinander veränderbar sind.

5. Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den der zweiten Antriebseinrichtung zugeordneten Exzenter­ wellen eine erste Exzenterwelle (2; 39) mit einer der zur ersten Antriebseinrichtung gehörenden Exzenterwellen (2) identisch oder mit dieser gekoppelt ist.

6. Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung zwei nur ihr zugehörende Exzen­ terwellen (18, 19; 30, 39) enthält, die freien Enden der diesen zugehörigen Pleuelstangen (16, 17; 32) mit den ersten und zweiten Gelenkpunkten (13, 14; 34, 35) der Koppelbrücke (12; 33) verbunden sind, und daß die Einrichtung (S1) zum gegenseitigen Verstellen der Exzenterwellendrehwinkellage den beiden vorgenannten Exzen­ terwellen (18, 19; 30, 39) zugeordnet ist.

7. Nadelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Exzenterwelle (18, 19) der zweiten Antriebseinrichtung ein eigener Antriebsmotor (20, 21) zugeordnet ist und die Einrich­ tung (S1) zum Verstellen der gegenseitigen Drehwinkelposition der beiden Exzenterwellen (18, 19) auf wenigstens einen dieser Antriebsmotoren (20, 21) einwirkt.

8. Nadelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (20, 21) der zweiten Antriebseinrichtung derart gesteuert sind, daß die Geschwindigkeit der von ihnen hervorgerufene Bewegung des Nadelbalkens in wenigstens einem Teil des Bewegungszyklus konstant ist.

9. Nadelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwellen der zweiten Antriebseinrichtung mittels eines Zahntriebes miteinander gekoppelt sind, der für die Ver­ stellung der wechselseitigen Drehwinkellage der Exzenterwellen wahlweise aus- und einrückbar ist.

10. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbrücke (12; 33) über einen gelen­ kig mit ihr verbundenen Kipphebel (23; 37) und einen mit dem Kipphebel (23; 37) und dem Nadelbalken (6) gelenkig verbundenen Lenker (24; 41) mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist.

11. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbrücke (12) an ihrem dritten Gelenkpunkt (15) mittels eines Gelenkzapfens mit dem Nadelbal­ ken (6) verbunden ist.

12. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Exzenterwellen (18, 19; 30, 39) der zweiten Antriebseinrichtung einander gegenläufig drehen.

13. Nadelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung eine Exzen­ terwelle (2; 30) umfaßt, auf deren Exzenterabschnitt eine Pleu­ elstange (32) drehbar gelagert ist, die ein freies Ende hat, das mit einem ersten Schenkel (43) eines Kipphebels (37) an einem ersten Gelenkpunkt (34) gelenkig verbunden ist, der andere Schenkel des Kipphebels (37) an einem zweiten Gelenk­ punkt (38) im Rahmen (1) der Nadelmaschine schwenkbar gelagert ist, ein zwischen den Gelenkpunkten des Kipphebels (37) ange­ ordneter dritter Gelenkpunkt (40) mittels eines Lenkers (41), der sich im wesentlichen parallel zur Unterlage (9) der in der Nadelmaschine zu vernadelnden Faservliesbahn erstreckt, gelen­ kig mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist, und der Abstand zwi­ schen dem ersten Gelenkpunkt (34) und dem zweiten Gelenkpunkt (38) längs des ersten Schenkels (43) des Kipphebels (37) ver­ stellbar ist.

14. Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalkomponente in und entgegen einer Transportrichtung der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verläuft.

15. Nadelmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung an mehreren längs des Nadelbal­ kens verteilten Stellen mit dem Nadelbalken gelenkig verbunden ist.

16. Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Nadelbalken ein Stellantrieb (52) zugeordnet ist, mit dem der Nadelbalken (6) quer zur Transportrichtung der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verstellbar ist.

17. Nadelmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen elektrischen Linearmotor (52) enthält.

18. Nadelmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb eine servohydraulische Antriebseinrichtung (52) enthält.

19. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb zwei synchron angetriebene Exzenterwellen (54) aufweist, auf denen Pleuelstangen (56) gelagert sind, deren freie Enden mit einer Koppelbrücke (57) verbunden sind, die einen mittleren Gelenkpunkt (58) aufweist, an dem der Querlenker (50) angelenkt ist, wobei die Phasenlagen der Exzenterwellen (54) gegeneinander verstellbar sind.

20. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (52) von einem stocha­ stisch arbeitendem Zufallsgenerator (53) gesteuert ist.

21. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (52) von einem ein zyk­ lisch ablaufendes Steuerprogramm liefernden Steuergenerator (53) gesteuert ist.

22. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen Nockenfolger ent­ hält, der auf einem Exzenter gleitet, der von dem Hauptmotor angetrieben ist.

23. Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Doppelnadelmaschine ist mit wenigstens zwei synchron zueinander angetriebenen Nadelbalken, die in ein und derselben Vernadelungszone die Faservliesbahn gleichzeitig oder alternierend bearbeiten, wobei jedem Nadelbalken ein Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche zugehört.

24. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Musterungs- oder Strukturierungs­ maschine ist, mit der bemusterte, textile Nadelfilz- oder Nadelfilzveloursbahnen aus einer textilen Trägerbahn und texti­ lem Fasermaterial, das auf die Rückseite der auf der Unterlage liegenden Trägerbahn aufgebracht und durch die Trägerbahn bis zur Sichtbarkeit auf deren auf der Unterlage liegenden Vorder­ seite von den Nadeln gedrückt wird, herstellbar sind.

25. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Vernadelungszonen auf­ weist, in denen die Faservliesbahn jeweils einseitig oder von beiden Seiten genadelt wird, wobei jedem Nadelbalken ein Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zugehört.

26. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (9) mit einem Stellantrieb (68) verbunden ist, mit dessen Hilfe die Unterlage (9) nach einem vorgegebenen Programm heb- und senkbar ist.

27. Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie keine der Vernadelungszone zugeordneten Zuführ- und/oder Abzugswalzen aufweist.

28. Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart der Vernadelungszone angeordnete Zuführ- und/oder Abzugswalzenpaare (10, 11) auf eine Spaltbreite einstellbar sind, die größer ist, als die Dicke der durch den Walzenspalt hindurchgeförderten Faservliesbahn.

29. Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (8) und die Unter­ lage (9) beweglich im Maschinenrahmen (1) gelagert und mit der zweiten Antriebseinrichtung (18, 19; 2, 30, 39) im Sinne einer der horizontalen Bewegung des Nadelbalkens (6) folgenden Horizon­ talbewegung gekoppelt sind.

30. Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbrücke (12) der zweiten Antriebseinrichtung über einen Hebel (71) mit einer sich längs des Nadelbalkens (6) erstreckenden Welle (70) gekoppelt ist, auf der an längs des Nadelbalkens (6) verteilten Stellen Exzen­ ter (72) befestigt sind, auf denen jeweils eine Pleuelstange (73) gelagert ist, deren freies Ende mit dem Nadelbalken (6) gelenkig verbunden ist.