DE19822725B4

DE19822725B4 - Vorrichtung zum Verfestigen einer Faservliesbahn

Info

Publication number: DE19822725B4
Application number: DE19822725A
Authority: DE
Inventors: Johann Philipp Dipl.-Ing. Dilo
Original assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Current assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: US6065194A; AT411603B; FR2778927A1; ATA89199A; ITMI991087A1; DE19822725A1; FR2778927B1

Abstract

Vorrichtung zum Vernadeln einer Faservliesbahn, enthaltend eine Vliesunterlage, über die die Faservliesbahn von Transporteinrichtungen in einer Transportrichtung bewegt wird, einen im Abstand über der Vliesunterlage angeordneten Niederhalter mit einer Vielzahl von Nadeldurchtrittsöffnungen, ein Nadelungsaggregat mit wenigstens zwei Nadelbalken, die sich quer zur Vliestransportrichtung und oberhalb des Abstreifers parallel zu diesen erstrecken und an ihrer Unterseite jeweils ein mit einer Vielzahl von Nadeln besetztes Nadelbrett tragen, und Antriebsmitteln, die die Nadelbalken in eine senkrecht zur Vliesunterlage gerichtete Einstichbewegung versetzen, wobei
jeder Nadelbalken (19) oder eine Gruppe eng benachbarter, nur wenige -Nadelreihen tragender Nadelbalken (19), die einer von mehreren Nadelungszonen angehören, eine individuell zugehörige Antriebseinrichtung (16, 17, 18) für die Erzeugung der Einstichbewegung aufweist und eine Steuerungseinrichtung vorhanden ist, mit der die Antriebseinrichtungen aller Nadelbalken (19) bzw. Nadelbalkengruppen unabhängig voneinander steuerbar sind,
wenigstens einigen der Nadelbalken (19) bzw. Nadelbalkengruppen jeweils eine zweite Antriebseinrichtung (9) zugeordnet ist, die mit dem Nadelbalken...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verfestigen einer Faservliesbahn durch Vernadeln, enthaltend eine Vliesunterlage, über die die Faservliesbahn von Transporteinrichtungen in einer Transportrichtung bewegt wird, einen im Abstand über der Vliesunterlage angeordneten Abstreifer mit einer Vielzahl von Nadeldurchtrittsöffnungen und ein Nadelungsaggregat mit wenigstens zwei Nadelbalken, die sich quer zur Vliestransportrichtung und auf der der Vliesunterlage abgewandten Seite des Abstreifers erstrecken und an ihrer dem Abstreifer zugewandten Seite jeweils ein mit einer Vielzahl von Nadeln besetztes Nadelbrett tragen, und Antriebsmittel, die die Nadelbalken in eine senkrecht zur Vliesunterlage gerichtete oszillierende Einstichbewegung versetzen.

Die DE 196 15 697 A1 beschreibt eine Nadelmaschine, bei der zwei in Vliestransportrichtung hintereinander angeordnete Nadelbalken von einem gemeinsamen Antrieb eine auf- und abgehende Bewegungskomponente erfahren, die senkrecht zur Vliesunterlage gerichtet ist. Die Nadelbalken können über einen zweiten Antrieb fernerhin in eine hin- und hergehende, sich parallel zur Vliestransportrichtung erstreckende Bewegung versetzt werden, so daß die Nadelbalken insgesamt in eine Bewegung ausführen können, die je nach der Größe der Bewegungshübe kreisförmig oder mehr oder minder elliptisch ist.

In der nicht vorveröffentlichten DE 197 30 532 A1 ist eine Nadelmaschine beschrieben, bei der zwei starr miteinander gekoppelten Nadelbalken zusätzlich zu den beiden, in der DE 196 15 697 A1 beschriebenen Bewegungskomponenten eine dritte Bewegungskomponente vermittelt werden kann, die senkrecht zur Nadeleinstichrichtung und senkrecht zur Vliestransportrichtung verläuft, womit das Stichbild weiter beeinflußt werden kann.

Den bekannten Nadelmaschinen ist gemeinsam, daß die Nadelbalken starr miteinander gekoppelt sind und ihre Bewegungen daher nicht individuell beeinflußt werden können.

Aus der DE-OS 2 308 516 ist eine Nadelmaschine zur Herstellung von Polvliesen bekannt, die drei in Vliestransportrichtung hintereinander angeordnete Nadelungszonen aufweist, in denen das Vlies von beiden Seiten genadelt wird. Die Nadelbalken einer Seite sind jeweils über Treibriemen von einem gemeinsamen Antrieb in die Einstichbewegung versetzt, so daß auch bei dieser Nadelmaschine eine individuelle Beeinflussung der Nadelbalkenbewegung nicht möglich ist.

Aus der DE 693 04 208 T2 ist eine Nadelmaschine bekannt, mit der ein Faservlies von beiden Seiten genadelt werden kann. Dabei weisen die Nadelbalken individuelle Antriebsmittel auf, die in einer aufeinander abgestimmten Weise die Nadelbalken antreiben. Mit Hilfe von Regelungsmitteln können die Motoren dieser Antriebsmittel bezüglich ihrer Drehwinkelposition aufeinander abgestimmt werden. Die Nadelbretter tragen bei dieser Nadelmaschine eine Vielzahl von Nadelreihen, was es unmöglich macht, dem fortschreitenden Zustand der Materialbearbeitung längs des Vliestransportweges individuell Rechnung zu tragen.

Aus der DE 2 202 127 A ist ein Verfahren zur Herstellung nicht gewebter textiler Flächengebilde ohne Trägermaterial bekannt, bei dem durch bestimmte Nadelanordnungen, Nadelstärken und Ausbildung einer Stichunterlage eine Oberflächenstrukturierung und Desinierung durchgeführt wird. Der angestrebte Erfolg wird dort durch gesteuertes Heben und Senken der Stichunterlage zusammen mit dem Abstreifer oder durch gesteuertes Heben und Senken des gesamten Nadelungsaggregats gegenüber dem Abstreifer und der Stichunterlage erreicht. Letztgenannte Alternative findet beispielsweise Verwendung, wenn die Stichunterlage eine Scheibenwalze ist, der in Umfangsrichtung verteilt mehrere Nadelungsaggregate gegenüberstehen. Die Anzahl der Nadelungsaggregate mit gemeinsamer Stichunterlage ist vorgesehen, um mehrere nacheinander auf die Stichunterlage zugeführte Fasermateriallagen, die sich hinsichtlich Farbe, Titer und Flächengewicht voneinander unterscheiden können, nacheinander miteinander zu vernadeln, wobei mit Hilfe der Auswahl der Maschinenparameter, wie z. B. Nadeln, Hub und Unterlage, und mit Hilfe der Materialparameter, wie Farbe usw., die gewünschte Oberflächenstrukturierung und Desinierung erreicht wird. Über die Art der Steuerung der verschiedenen Nadelungsaggregate ist in der Druckschrift nichts ausgeführt.

Die DE 1 803 342 A beschreibt eine Nadelmaschine, bei der der senkrecht zur Stichunterlage verlaufenden Einstichbewegung des Nadelbalkens quer dazu in zwei zueinander orthogonalen Richtungen Zusatzbewegungen überlagert sind. Diese Zusatzbewegungen erfolgen mit gegenüber dem Stichzyklus erhöhter Frequenz, denn mit Hilfe der Zusatzbewegung sollen die von den Nadeln in das bearbeitete Material eingestochenen Löcher künstlich aufgeweitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die ein größtmögliches Maß an individuellen Bearbeitungsmöglichkeiten einer Faservliesbahn an den einzelnen Nadelungszonen gewährt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung sieht vor, daß jeder Nadelbalken oder eine Gruppe eng benachbarter Nadelbalken, die einer von mehreren Nadelungszonen zugehören, einen individuellen Antrieb aufweist und alle Antriebe unabhängig voneinander steuerbar sind. Da der Nadelbalken in an sich bereits bekannter bzw. vorgeschlagener Weise nicht nur in Einstichrichtung, sondern auch in der Vliesebene parallel und ggf. auch quer zur Vliestransportrichtung angetrieben ist, sind gemäß der Erfindung auch diese entsprechenden Antriebseinrichtungen dem jeweiligen Nadelbalken bzw. der Nadelbalkengruppe individuell zugeordnet, so daß auch diese quer zur Einstichrichtung verlaufenden Bewegungskomponenten bei dem Nadelbalken bzw. der Nadelbalkengruppe individuell beeinflußt werden können.

Somit können die Nadelbalken bzw. Nadelbalkengruppen individuell in drei zueinander orthogonalen Richtungen bewegt werden, und gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Nadeln auch noch um ihre Achse in Drehung zu versetzen. Es ist dann auf besonders einfache Weise möglich, Steppstichen ähnliche Fasermuster auf dem Vlies zu erzeugen. Jedem einzelnen Nadelbalken sind dann vier Antriebseinrichtungen zugeordnet: Die erste Antriebseinrichtung versetzt den Nadelbalken in die Einstichbewegung, die zweite Antriebseinrichtung erzeugt eine schwingende Bewegungskomponente, die parallel zur Vliestransportrichtung verläuft. Mit ihr ist es möglich, die Transportgeschwindigkeit des Vlieses zu erhöhen, weil bei passender Zeitabstimmung der von der zweiten Antriebseinrichtung hervorgerufenen Bewegungskomponente die Nadeln im in das Vlies eingestochenen Zustand der Vliesbahntransportbewegung folgen. Die dritte Antriebseinrichtung verschiebt die Nadeln quer zur Vliestransportrichtung, womit das Stichbild beeinflußt werden kann, um beispielsweise die Ausbildung von Streifen im Faservlies zu vermeiden. Die vierte Antriebseinrichtung versetzt die Nadeln in Drehung, wobei diese Drehung in einer Richtung erfolgen oder auch vor- und zurückverlaufend sein kann.

Die Drehbewegung kann programmierbar sein, stufenlos einstellbar in einem Winkel von 0° bis zu einem Mehrfachen von 360° oder kontinuierlich mit stufenlos einstellbarer Winkelgeschwindigkeit, oder synchronisiert mit den anderen Bewegungskomponenten des Nadelbalkens, die diesem von den ersten bis dritten Antrieben vermittelt wird. Interessant ist eine Nadeldrehbewegung um die eigene Achse, wenn es darum geht, Faserverschlingungen zu erzeugen, die beim Durchstechen des Faservlieses Fasern aus mehreren Schichten des Vlieses durch die Drehung herbeiholt und miteinander verschlingt, wodurch sich auch bei dünnen Faservliesen eine hohe Verfestigung ergibt. Beispielsweise kann die Drehung bei der Einstichbewegung rechtsdrehend und bei der Rückhohlbewegung linksdrehend um einen bestimmten Winkel sein, wobei beispielsweise die Phase der Drehbewegung beginnt, wenn die Nadel in die Faservliesbahn einzustechen beginnt, im unteren Totpunkt der Einstichbewegung die Nadeldrehung stoppt und bei Beginn der Rückbewegung die Nadeln rückwärts gedreht werden.

Die Steuerung der Vielzahl von Antriebseinrichtungen übernimmt eine Steuerungseinheit, mit der die von den Antrieben an den Nadelbalken hervorgerufenen Bewegungen individuell hinsichtlich wechselseitiger Phasenlage und ggf. auch Umfang eingestellt werden können. Auch Synchronbetrieb aller einander entsprechenden Antriebe aller Nadelbalken ist einstellbar.

Wenn aufeinanderfolgende Nadelbalken in einander entgegengesetzten Phasen in das Faservlies stechen (Phasenverschiebung 180°), dann ist es zur Vermeidung von Transportproblemen an der Vliesbahn günstig, die Phasen, in denen die Nadeln in die Vliesbahn eingestochen sind, gegenüber den Phasen, in denen die Nadeln die Vliesbahn verlassen haben, zu verkürzen, so daß sich Zeitabschnitt ergeben, in denen keine Nadeln in die Vliesbahn eingestochen sind. Alternativ kann man von den Vorteilen des Nadelbalkenantriebs Gebrauch machen, der in der eingangs erwähnten DE 196 15 697 A1 beschrieben ist, um solche Transportprobleme zu überwinden.

Als Unterlage für die Faservliesbahn kann ein ebenes Bürstenband oder ein Lamellenrost in Betracht kommen. Bei sehr enger räumlicher Anordnung der Nadelbalken ist es günstig, die Vliesunterlage walzenförmig auszubilden. Hierfür kann eine Bürstenwalze in Betracht kommen oder eine Walze mit Umfangsrippen und dazwischen angeordneten Umfangsnuten. Eine solche Walze kann vorteilhafterweise als Scheibenwalze ausgebildet sein, bestehend aus einer Vielzahl gleichachsig mit gegenseitigem Abstand angeordneter Scheiben, von denen wenigstens einige in Vliestransportrichtung angetrieben sein können.

Dabei kann die Faservliesbahn so geführt sein, daß sie eine der Walzen auf ihrer Oberseite und die benachbarte Walze auf ihrer Unterseite teilumschlingt, so daß benachbarte Walzen einander gegensinnig angetrieben sind. Diese Ausführungsart kommt hinsichtlich der aufeinanderfolgenden Nadelungsvorgänge einem Wenden der Faservliesbahn gleich, d.h. es wird nacheinander von zwei verschiedenen Seiten her genadelt, was in vielen Fällen gefordert wird. Es ist aber auch möglich, die Faservliesbahn nur über die Oberseite aller Walzen zu führen und die Teilumschlingung durch Umlenkwalzen zu erzeugen, die in den Zwickeln zwischen benachbarten Walzen angeordnet sind. In diesem Falle haben alle Walzen übereinstimmende Drehrichtung.

Ein Verzug der Faservliesbahn wird vermieden, wenn sie von der Vliesunterlage aktiv angetrieben ist, was besonders wirkungsvoll ist, wenn beispielsweise wenigstens einige der Scheiben einer Scheibenwalze eine Umfangszahnung aufweisen, die sägeförmig asymmetrisch oder auch symmetrisch sein kann. Es ist denkbar, wenigstens einige der angetriebenen Scheiben mit sich zyklisch ändernden Umfangsgeschwindigkeiten anzutreiben, indem einer kontinuierlichen Transportkomponente eine oszillierende Transportbewegungskomponente überlagert wird. Auch ein Pilgerschrittbetrieb des Vliesbahnvorschubes ist in Abhängigkeit von den Einstichphasen bei Überlagerung einer horizontalen Bewegungskomponente zur Einstichbewegung der Nadelbalken gemäß DE 196 15 697 A1 denkbar.

Wenn mehrere Scheibenwalzen hintereinander angeordnet sind, dann ist es möglich, durch unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten derselben je nach Wunsch eine Faservliesdehnung oder -stauchung zu erzeugen.

Die Erfindung erlaubt es, einen Faservliesstoff mechanisch zu verfestigen und ggf. auch zusätzlich mit Musterungsstrukturen zu versehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt diesem Ziel in hervorragender Weise entgegen, weil sie es erlaubt, durch individuelle Einstellung der Nadelbalkenbewegungen, einschließlich der Einstichtiefe, dem Fortschritt der Behandlung der Faservliesbahn in der Nadelmaschine an jeder Arbeitsposition individuell Rechnung zu tragen.

Zu dieser individuellen Behandlungsmöglichkeit der Faservliesbahn gehört auch die individuelle Auswahl der Nadeltypen. Zum Einsatz können die verschiedensten Nadelarten gelangen: Filznadeln mit Kerben beliebiger Ausführungsform, sogenannte Rückhohlnadeln, die nur beim Auszug wirken, also bei der der Einstichbewegung entgegengesetzten Bewegung, Nadeln mit undefinierten Kerben, die lediglich eine Oberflächenrauhigkeit aufweisen, Hakennadeln zum Steppen, Kronennadeln und Gabelnadeln. Die Nadeln können sowohl innerhalb einer Nadelreihe gleich sein und auch abwechseln, sie können vorwärts gekerbt abwechselnd mit rückwärts gekerbt gestellt sein. Sie können auch von Nadelbalken zu Nadelbalken sich in Vliesdurchlaufrichtung abwechseln und beliebig kombiniert sein. Die jeweilige Bestimmung des Nadeltyps und der Besetzung der Nadelbretter bestimmt der Fachmann auf der Grundlage der zu erstellenden Faservliese.

Bei Verwendung von Scheibenwalzen als Vliesunterlage können längs der Walze unterschiedliche Zahnungen an ein und derselben Walze gewählt werden. Die Zahnung kann vorwärts oder rückwärts gerichtet sein oder symmetrisch sein, je nachdem, wie die Verzahnung die Beweglichkeit der Fasern in Längsrichtung, diagonal oder in Querrichtung durch Bewegungsbehinderung unterschiedlich beeinflussen soll, so daß auch die Faserorientierung des Endprodukts u.a. auch durch die Scheibenwalzen und deren Bewegungssteuerung beeinflußt werden kann.

Dabei können die Scheiben innerhalb einer Scheibenwalze alle gleich schnell drehen oder zu einer Grundgeschwindigkeit überlagert gegeneinander oszillierend verdrehbar sein, so daß Verzerrungen des Vlieses entstehen, die ihrerseits die Faserlage während des Ein- und Ausstichs der Nadeln verändern und damit Effekte im Hinblick auf Aussehen und Festigkeitswerte in der Vliesebene bewirken.

Jede einzelne Nadel oder ein Nadelpaar aus zwei in Vliestransportrichtung hintereinander angeordneten Nadeln kann eine individuelle Niederhalteplatte oder zwei Niederhaltelamellen oder Scheiben besitzen, die die Bewegung der Nadel bzw. des Nadelpaares mitmachen, so daß die Faservliesbahn nicht behindert wird, sondern im wesentlichen nur die Abstreiffunktion ausgeführt wird.

Die einzelnen Drehgeschwindigkeiten der hintereinander angeordneten Scheibenwalzen ist vorzugsweise stufenlos regelbar. Die nachfolgende Scheibenwalze kann zur Ausübung eines Vliesverzuges eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die vorangehende annehmen. Zum Zwecke der Vliesstauchung und -aufdeckung könnte man auch die Scheibenwalzengeschwindigkeiten in Vliestransportrichtung abnehmen lassen. Die am benachbarten Scheibenwalzen als Vliesunterlage jeweils wirkenden Nadelungsaggregate können mit unterschiedlichen Nadelbalken-Hubfrequenzen und unterschiedlichen Phasenlagen antreibbar sein, wobei eine stufenlose Ein stellbarkeit günstig ist. Als Beispiel einer interessanten Phasenbeziehung könne man innerhalb einer Scheibenwalze an dem dort nadelnden Aggregat die ersten, dritten, fünften, also ungeradzahligen Nadelbalken gleichzeitig in das Vlies einstechen lassen, während die geradzahligen, dazwischen angeordneten Nadelbalken um 180° phasenversetzt in das Faservlies einstechen. Zum Vliesbahntransport sei für diesen Fall auf die schon zuvor gemachten Ausführungen hingewiesen.

An Stelle der quer zur Vliestransportrichtung und quer zur Einstichbewegung verlaufenden Bewegungskomponente des Nadelbalkens, die durch die dritte Antriebseinrichtung hervorgerufen wird, könnte auch eine Querbewegung der Stichunterlage realisiert sein. Diese technisch äquivalente Maßnahme, die lediglich die Kinematik vertauscht, braucht im Hinblick auf die obigen Erläuterungen nicht ausführlich beschrieben zu werden.

Günstig ist es, daß wenn mit einer Vielzahl von Scheibenwalzen gearbeitet wird, diese so angeordnet sind, daß die Scheiben einer nachfolgenden Scheibenwalze axial gegenüber den Scheiben der vorangehenden Scheibenwalze um beispielsweise einen halben, viertel, achtel oder dgl. Teilungsabstand versetzt sind. So erreicht man eine volle Querüberdeckung der Faservliesbahn durch die Nadeleinstiche an der Summe der Nadelungsaggegrate.

Wenn die Vorrichtung gemäß der vorteilhaft beschriebenen Ausführungsform mit drehbaren Nadeln ausgerüstet ist, dann ist für die Mechanik des Nadeldrehantriebes innerhalb eines Nadelbalkens ein gewisser Platzbedarf vorhanden, der Nadelabstände größer macht, als üblicherweise minimal möglich ist. An einem einzelnen Nadelbalken können daher nur wenige Nadelreihen vorhanden sein, bei spielsweise nur drei, zwei oder gar nur eine Nadelreihe. Dieses macht es erforderlich, eine Vielzahl von Nadelbalken vorzusehen, weil dann die Nadeln der aufeinanderfolgenden Nadelbalken in Vliestransportrichtung gesehen gegeneinander versetzt sind. Die Vielzahl der Nadelbalken macht es wiederum auch möglich, der fortschreitenden Bearbeitung der Faservliesbahn besser Rechnung zur tragen, als das bei bekannten Nadelmaschinen der Fall war. Um ein dichtes Stichbild zu erhalten, d.h. einen engen Abstand aufeinanderfolgender Nadeleinstiche der Faservliesbahn, ist die Verwendung einer walzenförmigen Unterlage besonders günstig, weil sie es erlaubt, trotz voluminöser Antriebe aufeinanderfolgende Nadeleinstichpunkte in dem Vlies relativ eng zueinander anzuordnen. Eine Mehrzahl solcher eng angeordneter Nadelbalken ist als eine Gruppe einem mit vielen Nadelreihen besetzten Nadelbalken früherer Maschinen vergleichbar und gemeinsam in der Bewegung steuerbar.

Die Verwendung mehrerer Scheibenwalzen macht es auch auf sehr einfache Weise möglich, mehrere Faservliesbahnen, die ggf. unterschiedlich aufgebaut sind, beispielsweise unterschiedliche Faserausrichtungen haben, individuelle zuzuführen und miteinander zu vernadeln. Am in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel soll dieses später noch erläutert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Seitenansicht des zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Bereichs einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
2 eine Einzelheit aus 1 in vergrößertem Maßstab, und
3 als Ausschnitt eine vergrößerte schematische Darstellung der Nadelungszone als Einzelheit aus 2.
1 zeigt von einer Nadelmaschine nur den wesentlichen Bereich, der von der Erfindung angesprochen wird, nämlich den Nadelungsbereich mit insgesamt vier Nadelungszonen I, II, III und IV. Zu jeder Nadelungszone gehören eine Scheibenwalze 1 als Vliesunterlage, die in einem stationären Maschinenrahmen 2 drehbar gelagert ist, und ein Nadelungsaggregat 3, das im radialen Abstand zur Scheibenwalze 1 angeordnet ist. Die Faservliesbahn ist abwechselnd über die Oberseite und die Unterseite der aufeinanderfolgenden Scheibenwalzen 1 geführt.
Jedes Nadelungsaggregat 3 umfaßt einen äußeren Sektorrahmen 4, der einen Kreissektor begrenzt, dessen Achse mit der Achse 5 der Scheibenwalze 1 zusammenfällt. Der äußere Sektorrahmen 4 ist mittels einer ersten Lenkeranordnung 6 an dem Maschinenrahmen 2 abgestützt. An dem äußeren Sektorrahmen 4 sind die Antriebe einer Vielzahl Nadelbalken angeordnet, die von einem inneren Sektorrahmen 7 geführt sind, der im wesentlichen den gleichen Sektorwinkel einnimmt, wie der äußere Sektorrahmen 4. Der innere Sektorrahmen 7 ist mittels einer zweiten Lenkeranordnung 8 an dem Maschinenrahmen 2 abgestützt.
Die Abstützung der zweiten Lenkeranordnung 8 am Maschinenrahmen 1 erfolgt im dargestellten Beispiel über eine erste Exzenteranordnung 9, die über einen Antrieb (nicht dargestellt) in Drehung versetzbar ist, so daß der zweite Sektorrahmen 7 eine hin- und hergehende Schwenkbewegung um die Achse 5 der Scheibenwalze 1 ausführen kann. Die Abstützung der ersten Lenkeranordnung 6 am Maschinenrahmen 1 kann fest sein, weil die Verbindung der Nadelbalkenantriebe mit den Nadelbalken, wie allgemein üblich ist, über Pleuelstangen erfolgt, die somit in der Lage sind, einen begrenzten gegenseitigen Versatz von Antrieb und Nadelbalken, der durch die Schwenkbewegung des inneren Sektorrahmens 7 hervorgerufen wird, aufzunehmen. Die Abstützung der ersten Lenkeranordnung 6 kann aber vergleichbar der zweiten Lenkeranordnung 8 ebenfalls über eine angetriebene, zweite Exzenteranordnung 10 erfolgen, so daß der äußere Sektorrahmen 4 der Schwenkbewegung des inneren Sektorrahmens 7 folgen kann. Diese Schwenkbewegungen sind in den Zeichnungen mit den doppelseitigen Pfeilen R gekennzeichnet.
In 1 ist links neben der am weitesten links dargestellten Scheibenwalze 1 ein Zuführband 11 dargestellt, das der ersten Nadelungszone I ein zu verarbeitenden Faservlies A zuführt. Dieses Faservlies A wird in der ersten Nadelungszone I bearbeitet und von ihr in Richtung auf die zweite Nadelungszone II abgegeben.
Man sieht in 1, daß die in der ersten Nadelungszone I bearbeitete Faservliesbahn vor der Zuführung zur Scheibenwalze der zweiten Nadelungszone II mit einer zweiten Faservliesbahn B dubliert werden kann, das von oben über Zuführ- und Umlenkwalzen 12 bzw. 13 zugeführt wird.
In der zweiten Nadelungszone II werden die dublierten Faservliesbahnen A und B miteinander vernadelt und von dort einer dritten Nadelungszone III zugeführt, zuvor jedoch mit einer von Zuführ- und Umlenkwalzen 12 bzw. 13 von unten zugeführten dritten Faservliesbahn C dubliert.
In der dritten Nadelungszone III werden nun die aus drei Lagen bestehenden Faservliesbahnen vernadelt und von dort einer vierten Nadelungszone IV zugeführt. Vor dem Auflegen auf die Scheibenwalze der vierten Nadelungszone IV wird die dreilagige, vernadelte Faservliesbahn mit einer vierten Faservliesbahn D dubliert.
In der vierten Nadelungszone IV wird nun die vierlagige Faservliesbahn vernadelt und von dort über Abzugswalzen 14 abgeführt.
Es ist anzumerken, daß die hier erläuterte Zuführung mehrerer Faservliesbahnen an verschiedenen Stellen der Maschinenanordnung nur beispielhaft ist und nicht einschränkend zu verstehen ist. So kann beispielsweise nur eine einzige Faservliesbahn ohne jegliche Dublierung verarbeitet werden, oder es können der Maschine übereinanderliegend zugeführte Faservliesbahnen über das Zuführband 11 zugeführt werden, oder die Zahl der Nadelungszonen weicht von der hier am Beispiel dargestellten Anzahl ab.
Es sei ferner erwähnt, daß im dargestellten Beispiel die Scheibenwalzen in Transportrichtung der Faservliesbahn angetrieben sind, was durch die Pfeile S gekennzeichnet ist.
In allen vier Nadelungszonen können die zum Vernadeln notwendigen Aggregate gleichartig aufgebaut sein, sie sind jedoch entsprechend der Erfindung in ihren Bewegungsabläufen unabhängig voneinander von einer zentralen Steuerungseinheit (nicht dargestellt) gesteuert.
Es ist, wie einleitend erläutert, möglich, entweder die inneren Sektorrahmen 7 oder die Scheibenwalzen 1 jeweils mit einem individuellen Antrieb (nicht dargestellt) zu koppeln, der axiale Bewegung hervorruft. Deren Hub muß jedoch mit der Spaltbreite zwischen den Scheiben der Scheibenwalzen und ggf. auch mit dem Teilungsabstand der Scheiben so abgestimmt sein, daß eine Kollision der Nadeln mit den Scheiben ausgeschlossen ist.
Die Antriebseinrichtungen, die die Nadeln in die Einstich- und Rückhohlbewegung versetzen, sind die eingangs genannten ersten Antriebseinrichtungen. Die Einrichtungen, die die Schwenkbewegung des inneren Sektorrahmens 7 hervorrufen, sind die eingangs genannten zweiten Antriebseinrichtungen, und schließlich sind die Einrichtungen, die die axiale Bewegung entweder der Nadelbalken oder der Scheibenwalze hervorrufen, die eingangs erläuterten dritten Antriebseinrichtungen.
2 zeigt in gegenüber 1 vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus 1. Sie zeigt zusätzlich zu 1 ein Nadelungsaggregat 3, bestehend aus Antriebseinrichtungen 16, die die erwähnten ersten Antriebseinrichtungen bilden und an dem äußeren Sektorrahmen 4 gelagert sind und die hier als Kurbelwellen dargestellt sind, die von einem gemeinsamen Treibriemen 17 angetrieben sind. Dieser Treibriemen 17 teilumschlingt benachbarte Kurbelwellen 16 einander gegensinnig, so daß diese einander gegensinnige Drehungen ausführen, was den Massenausgleich erleichtert. Es ist aber auch möglich, die Kurbelwellen 16 gleichsinnig anzutreiben, beispielsweise über eine entsprechend geänderte Riemenführung oder über Zwischenzahnräder oder dgl. Die Kurbelwellen 16 sind jeweils über eine Pleuelstange 18 mit einem Nadelbalken 19 verbunden. Die Gesamtheit der Nadelbalken 19 des Nadelaggregats 3 ist an dem inneren Sektorrahmen 7 radial beweglich gelagert. Einzelheiten zeigt 3. Der Antrieb für den Treibriemen 17 ist in 2 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
Unter entsprechender Vermehrung des apparativen Aufwandes ist es auch denkbar, jedem einzelnen Nadelbalken einen individuellen Antrieb zuzuordnen. Es ist dann aber darauf zu achten, daß die Einstichphasen der Nadeln in der betreffenden Nadelungszone so aufeinander abgestimmt sind, daß der Transport der Faservliesbahn durch die Nadelungszone nicht behindert wird.
3 zeigt als vergrößerten Ausschnitt die Einzelheit X aus 2. Man erkennt den inneren Sektorrahmen 7, der im Abstand über der Scheibenwalze 1 gehalten ist, von der nur der äußere Kranz dargestellt ist. Der innere Sektorrahmen 7 hält eine Vielzahl von Nadelbalken 19, von denen in 3 nur drei gezeigt sind und die an dem Sektorrahmen 7 radial zur Scheibenwalze 1 verschiebbar geführt sind. An jedem Nadelbalken 19 ist ein Nadelbrett 20 befestigt, das zwei zueinander parallele Reihen von Nadeln 21 trägt, wobei jeweils zwei Nadeln in Transportrichtung der Faservliesbahn gesehen hintereinander angeordnet sind. Im dargestellten Beispiel sind die Nadelbalken 19 mit ihren zugehörigen Pleuelstangen 18 starr verbunden, was die Mechanik sehr vereinfacht, doch könnten die Pleuelstangen 18 auch gelenkig an den Nadelbalken 19 angebracht sein.
Bei der Ausführungsform nach 3 wird der Niederhalter, der zugleich die Faserabstreiffunktion erfüllt, von einer Vielzahl von Scheiben 22 gebildet, wobei jeweils zwischen zwei Nadelpaaren wenigstens eine solche Scheibe 22 angeordnet ist. Die einem Nadelbalken 19 zugeordneten Scheiben 22 sind in einer Achse 23 am inneren Sektorrahmen 7 gehalten und können frei drehbar sein, um den Transport der Faservliesbahn nicht zu behindern, aber auch angetrieben sein, um zum Transport der Faservliesbahn aktiv beizutragen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Scheibenwalze 1 eine asymmetrische, sägeförmige Zahnung 24 an ihrem Umfang, die den Transport der Faservliesbahn durch die Nadelungszone bei entsprechendem Antrieb der Scheibenwalze 1, in den Zeichnungen dargestellt durch den Pfeil S, unterstützt.
Zwischen dem Nadelbalken 19 und den Nadelbrettern 20 sind im dargestellten Beispiel jeweils Antriebseinrichtungen 25 angeordnet, die die Nadeln 21 in Drehung versetzen. Diese Antriebseinrichtungen 25 können von Kulissenführungen gebildet sein, die mit den in den Nadelbrettern 20 drehbar gelagerten Nadeln 21 in Eingriff sind und bei der Einstichbewegung die Nadeln 21 in der einen Richtung und bei der Rückhohlbewegung in der anderen Richtung jeweils um ihre Achse drehen. Es sind aber auch andere Antriebseinrichtungen vorstellbar. Die Nadeldrehung in den beiden vorgenannten Richtungen ist in 3 durch den Doppelpfeil N angedeutet. Diese Antriebseinrichtungen 25 für die Drehbewegung der Nadeln stellen die eingangs erläuterten vierten Antriebseinrichtungen dar.

Claims

Vorrichtung zum Vernadeln einer Faservliesbahn, enthaltend eine Vliesunterlage, über die die Faservliesbahn von Transporteinrichtungen in einer Transportrichtung bewegt wird, einen im Abstand über der Vliesunterlage angeordneten Niederhalter mit einer Vielzahl von Nadeldurchtrittsöffnungen, ein Nadelungsaggregat mit wenigstens zwei Nadelbalken, die sich quer zur Vliestransportrichtung und oberhalb des Abstreifers parallel zu diesen erstrecken und an ihrer Unterseite jeweils ein mit einer Vielzahl von Nadeln besetztes Nadelbrett tragen, und Antriebsmitteln, die die Nadelbalken in eine senkrecht zur Vliesunterlage gerichtete Einstichbewegung versetzen, wobei jeder Nadelbalken (19) oder eine Gruppe eng benachbarter, nur wenige -Nadelreihen tragender Nadelbalken (19), die einer von mehreren Nadelungszonen angehören, eine individuell zugehörige Antriebseinrichtung (16, 17, 18) für die Erzeugung der Einstichbewegung aufweist und eine Steuerungseinrichtung vorhanden ist, mit der die Antriebseinrichtungen aller Nadelbalken (19) bzw. Nadelbalkengruppen unabhängig voneinander steuerbar sind, wenigstens einigen der Nadelbalken (19) bzw. Nadelbalkengruppen jeweils eine zweite Antriebseinrichtung (9) zugeordnet ist, die mit dem Nadelbalken verbunden ist und ihm eine parallel zur Vliestransportrichtunghin- und hergehende Bewegungskomponente verleiht, die mit der Einstichbewegung des Nadelbalkens (19) bzw. der Nadelbalkengruppe abgestimmt ist undalle zweiten Antriebseinrichtungen (8) mit der Steuerungseinrichtung verbunden von dieser unabhängig voneinander steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einigen der Nadelbalken (19) bzw. Nadelbalkengruppen jeweils eine dritte Antriebseinrichtung individuell zugeordnet ist, die mit dem Nadelbalken (19) bzw. der Nadelbalkengruppe oder der Vliesunterlage (1) verbunden ist und ihm/ihr bzw. der Vliesunterlage eine quer zur Vliestransportrichtung und quer zur Einstichbewegung hin- und hergehende Bewegungskomponente verleiht, die mit der Einstichbewegung des Nadelbalkens (19) bzw. der Nadelbalkengruppe abgestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle dritten Antriebseinrichtungen mit der Steuerungseinrichtung verbunden und von dieser unabhängig voneinander steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesunterlage ein in Vliestransportrichtung bewegtes endloses Bürstenband oder ein Lamellenrost mit in Vliestransportrichtung verlaufenden Lamellen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesunterlage walzenförmig ausgebildet ist und die Nadelbalken (19) eine senkrecht zur Walzenachse (5) verlaufende Einstichbewegung ausführen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesunterlage wenigstens eine in Vliestransportrichtung ange triebene Walze (1) ist, die eine Vielzahl von Umfangsrippen aufweist, die durch Umfangsnuten voneinander getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesunterlage wenigstens eine Walze (1) ist, die aus einer Vielzahl gleichachsig und parallel unter gegenseitigem Abstand angeordneter Scheiben besteht, von denen wenigstens einige in Vliestransportrichtung angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Scheiben mit einer Zahnung (24) an ihrem Umfang versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (24) nach Art einer Sägezahnung asymmetrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (24) symmetrisch ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einige der angetriebenen Scheiben eine Umlaufbewegung ausführen, deren Geschwindigkeit aus einer kontinuierlichen Transportgeschwindigkeit und einer dieser überlagerten Transportgeschwindigkeit mit zyklisch wechselnder Richtung zusammengesetzt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (21) in wenigstens einigen der Nadelbretter (20) drehbar gelagert sind und an den diese Nadelbretter (20) tragenden Nadelbalken (19) jeweils eine steuerbare vierte Antriebseinrichtung (25) zum Drehen der Nadeln (21) angeordnet ist, die mit den Nadeln (21) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Antriebseinrichtungen (25) mit der Steuerungseinrichtung verbunden und von dieser unabhängig voneinander steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, jede vierte Antriebseinrichtung (25) in Abstimmung mit der Einstichbewegung des betreffenden Nadelbalkens (19) zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Antriebseinrichtungen (25) dazu eingerichtet sind, die Nadeln (21) in zyklisch vor und zurück drehende Bewegung zu versetzen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einigen der einander benachbarten Nadelbalken (19) das Nadelbrett (20) des einen Nadelbalkens mit Nadeln (21) bestückt ist, deren Typ von dem der Nadeln (21) des Nadelbretts (20) am anderen Nadelbalken (19) abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (21) am einen Nadelbrett (20) Hakennadeln und am benachbarten Nadelbrett (20) Filznadeln sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelbalken (19) jeweils nur wenige Nadelreihen, vorzugsweise nur eine bis drei Nadelreihen tragen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 oder einem davon abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesunterlage aus einer Vielzahl parallel zueinander, in Vliestransportrichtung hintereinander angeordneter Walzen (1) besteht, die von der Faservliesbahn teilumschlungen sind, und denen jeweils ein mehrere unabhängig angetriebene Nadelbalken (19) aufweisendes Nadelungsaggregat (3) gegenübersteht.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1) einander gegensinnig angetrieben sind und die Faservliesbahn ohne Zwischenwalzen von einer zur anderen Walze verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1) gleichsinnig angetrieben sind und die Faservliesbahn zwischen den Walzen (1) er Zwischenwalzen verläuft, die in zwischen den Walzen (1) ausgebildeten Zwickeln angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Nadelbrett (20) zwei zueinander parallele Nadelreihen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter von einer Vielzahl von Scheiben (22) gebildet ist, die auf einer parallel zur Längserstreckung des Nadelbalkens (19) verlaufenden Achse (23) angeordnet sind, wobei sich zwischen zwei quer zur Transportrichtung benachbarten Nadeln (21) jeweils wenigstens eine der Scheiben (22) befindet und die Scheiben (22) an einem Träger (7) montiert sind, an dem der Nadelbalken (19) in Stichbewegung verschiebbar geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltescheiben (22) mehrerer Nadelbretter (20) an einem gemeinsamen Träger (7) montiert sind, an dem alle zugehörigen Nadelbalken (19) verschiebbar geführt sind.