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Nadelmaschine zum Verfestigen und Verdichten von Faserbändern In einer
Nadelmaschine zum Verfestigen von Faserbändern wird ein Faserband einer Nadelbehandlung
mit einer Vielzahl von Nadeln unterworfen, die durch das Faserband hin- und hergehen
und einen Teil der horizontal liegenden Fasern in eine vertikale Lage bringen Es
ist daher notwendig, für eine hin- und hergehende Bewegung der Nadeln auf einem
gewöhnlich geradlinigen Stellweg zu sorgen, der quer zur Fortbewegungsrichtung des
Faserbandes liegt. Bei den üblichen Nadelmaschinen wird das Faserband horizontal
gefördert, während die Nadeln in senkrechter Richtung hin- und brgehenO Dies ist
aber nicht die einzig mögliche Anoprdnung. So kann zoBo das Faserband senkrecht
gefördert werden, während sich die Nadeln horizontal hin- und herbewegen, Weiterhin
ist es auch nicht wesentlich, daß die Nadeln rechtwinklig zum Faserband bewegt werden,
obschon dies im allgemeinen der Fall ist0
Es ist bekannt, die Nadeln
in einer Nadelmaschine durch ein Kurbelgetriebe anzutreiben, mit dem das Nadelbrett
durch eine Pleuelstange und eine Schubstange verbunden ist, @ bei die Schubstange
zwangsläufig auf einer gersdlinigen Bahn geführt ist, so daß d&s Getriebe dem
K31benantrieb einer hin- und hergehenden Kraftmaschine ähnlich ist, bei der der
Slin- und hergehende Antrieb eines Kolbens in eine umlaufende Kreisbewegung umgewandelt
wird.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, einen verbesserten An-Antrieb
für die hin- und hergehenden Nadeln zu schaffen, bei dem die Nadeln mit gröberen
Geschwindigkeiten als bisher in hin- und hergehende Bewegung versetzt werden können,
ohne daß dabei erhöhte Beanspruchungen in der Nadelmaschine auf treten Da die Frequenz
der hin- und hergehenden nadelbewegungen die Arbeitsleistung der Nadelmaschine üblicherweise
begrenzt, folgt daraus, daß eine Zunahme der hin- und hergehenden Geschwindigkeit
der Nadelbewegungen mit einer Zunahme der Arbeitsleistung der Nadelmaschine verbunden
ist.
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Erfindungsgemäß weist eine Nadelmaschine nach der Erfindung ein Nadelbrett
und eine ihm zugeordnete Antriebsvorrichtung auf, mit der das Nadel brett zwangsläufig
zwischen zwei Lagen auf geradliniger Bahn hin- und herbewegt wird, wobei der Antrieb
durch ein Kurbel-, Nocken- oder Exzentergetriebe vermittelt wird, das mit seiner
Antriebsstange die umlaufende Bewegung einer Antriebswelle an einer zwischen zwei
Führungslagern befindlichen Stelle mittels eines Kupplungs- bzw eines Pleuelbolzens
auf die in den Fuhrungslagern hin- und hergehende Schubstange übertragt,
wobei
der Abstand zwischen den beiden Führungslagern nicht Kleiner als der Hub bzw. die
Stell.feise des hin- und hergehenden getriebes ist0 Die Anordnung der Kupplung zwischen
der Pleuelstange und der hin- und hergehenden Schubstange des Getriebes an derjenigen
Stelle-, in deren Bereich die Schubstange zwischen den beiden Fkxhrungslagern geführt
ist, bewirkt eine Verbesserung der Kraftverteilung, die es ermöglicht, das Nadelbrett
mit hoher Geschwindigkeit in hin- und hergehende Bewegung zu versetzen, Dies beruht
darauf, dal die Pleuelstange unvermeidbar seitliche Druckkräfte auf die Schubstange
äberträgt, und wenn die Kupplung an dem dem Nadelbrett abgekehrten Ende der Schubstange
angeordnet ist, so bewirkt dieser Druck eine Biegung der Schubstange zwischen den
beiden Lagern, die in Bezug auf diesen Seitendruck als freitragender Balken wirkt.
Andererseits wird bei der Anordnung nach der Erfindung der Seitendruck auf einen
Teil der Schubstange übertragen, der in Bezug auf den Seitendruck wie ein einfach
abgestützter Balken wirkt, Bekanntlich weist ein einfach abgestützter Balken eine
höhere Festigkeit gegenüber einer aufgebrachten Last auf als ein freitragend eingespannter
Balken Daher ist die Nadelbrettanordnung nach der Erfindung weniger auf Biegung
der Schubstange beansprucht als bei den bekannten Anordnungen.
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In bevorzugter .usführwng der Erfindung werden zwei Schubstangen
benutzt, die in Längsrichtung des Nadelbrettes in Abstand voneinander liegen, wobei
die Pleuelstange an einer zwischen den beiden Schubstangen liegenden Stelle angreift
und mit beiden Schubstangen durch einen längeren Pleuelbolzgen verbunden ist0 Vorzugsweise
lauft die Antriebswelle in zwei in Längsrichtung
des Nadelbrettes
in Abstand voneinander liegenden Wellenlagern um, wobei die Antriebskurbel, der
Nocken, die Exzenterscheibe odOderglO zwischen diesen beiden Wellenlagern angeordnet
ist und die Antriebswelle mit zwei Schwungrädern ausgerüstet sein kann, die je auf
einer Seite der Antriebskurbel, Exzenter~ scheibe odederglO liegen können0 Diese
bevorzugten Ausfahrungsmerkmale nach der Erfindung bewirken eine gleichmäßige Kraftverteilung
im Antrieb des Nadelbrettes mit verhältnismäßig kleinen Beanspruchungen in den zusammenarbeitenden
Teilen.
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Die Erfindung bezieht sich im übrigen auch auf einen Nadelbrettantrieb,
der zwei Nadelbrettausführungen nach der Erfindung umfaßt, die im wesentlichen parallel
zueinander liegen und wobei die beiden Kurbel-, Nocken-, Exzenter- oder sonstigen
-getriebe jeweils einem der Nadelbretter zugeordnet sind und die Nadelbretter über
parallele Schubstangen antreiben. Schließlich ist die Erfindung auch auf eine Nadelmaschine
gerichtet, die mit Nadelbrettanordnungen nach der Erfindung ausgerüstet ist0 Die
Zeichnungen zeigen Beispiele für die Ausführung einer Nadelmaschine zur Faserbandbearbeitung
nach der Erfindung, und zwar zeigen Fig0 1 eine etwas schematische Vorderansicht
einer Nadelmaschine, wobei ein Teil des oberen Antriebsgehäuses fortgelassen ist,
um die darin befindlichen Teile besser sichtbar zu machen, Fig0. 2 eine Stirnansicht
der Maschine in Richtung des Pfeiles II nach Figo 1,
Figo 3 einen
Grundriß der Maschine nach Fig. 1, Fig0 4 eine Stirnansicht einer Nadelmaschine
in größerem Maßstab, Figo 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils V von Figo
4, Fig. 6 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie VI-VI von Fig0 5, Figo 7
einen Querschnitt nach der Linie VII- VII von Fig0 4o Die Maschine selbst ist schematisch
in Fig. 1 1 3 dargestellt und ist in ihren wesentlichen Teilen ähnlich wie ubliche
Nadelmaschinen ausgebildet0 In dieser Ausfahrung weist dia Maschine einen Bettbalken
10 auf, der sich von einem zum anderen Ende erstreckt, und ist an den Enden gemäß
Fig0 1 und 2 mit paarweise angeordneten senkrechten Tragern 12 versehen, an denen
seitlich angeordneta, horizontale U-Trager 14 verspannt sind. Der eigentliche Rahmen
der Nadelmaschine weist noch andere Teile auf, die aber zur besseren Klarheit auf
den Zeichnungen fortgelassen sind0 Am hinteren Ende der Maschine sind zwei Zuführungswalzen
16 und 18 angeordnet, deren Lager nicht dargestellt sind und die in Richtung der
in Fig. 4 eingezeichneten Pfeile umlaufen0 Eine Faserbahn 20, die üblicherweise
die von einer Karde ablaufende Gestalt aufweist, wird den Zuführungswalzen in verhältnismäßig
dickem Zustand zugeführt und in der Klemmstelle der Zufürungs walzen 16 und 18 auf
eine geringere Stärke zusammengedrückt, mit der sie durch die Nadelmaschine hindurchläuft.
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Am vorderen Ende der Maschine sind zwei Lieferwalzen 22 und 24 angeordnet,
die in nicht dargestellten Lagern umlaufen und zwar in Richtung der in Fig0 4 eingezeichneten
Pfeile, wobei sie
das von den Nadelbrettern bearbeitete und durch
diese Bearbeitung entsprechend fester und d.inner gewordene Faserband von der Nadelmaschine
abziehen. An die Lieferwalzen schließt sich ein Warenbaum an, auf den das behandelte
Faserbund aufgewickelt wird, der aber die bleiche Ausfahrung aufweist und auf den
Zeichnungen daher fortgelassen ist0 Oberhalb des 3ettbalkens 10 sind zwvi Gestellrahmen
26 angeordnet, die Gemaß Fig0 1 in Längsrichtung der Maschine mit ihren Enden aneinander
stoßen, Die Gestellrahmen sind gemäij Fig. 2 und 4 in zwei nebeneinander liegenden
Reihen angeordnet, von denen die eine Reihe bezüglich der Durchlaufrichtung des
Faserbandes 20 durch die Nadelmaschine vor der anderen Reihe angeordnet ist, wie
sich dies aus Fig. 2 und 4 entnehmen läßt. Jeder aestellrahmen 26 ist gemäß Fig0
1 und 5 mit zwei senkrechten Trägern 28 am Bettbalken 10 abgestützt. Jeder Gestellrahmen
26 trägt eine Stiahplatte 30; die Stichplatten 30 sind gemäß Fig0 4 etwa tangential
zur Oberkante der unteren Zuführungswalze 18 angeordnet. Aus Fig0 4 laßt sich auch
entnehmen, daß die Stichplatte 30 des vorderen Gestellrahmens 26 bis dicht an die
Oberkante der unteren Einzugwalze 18 reicht, so daß das. Faserband 20 aus der Klemmstelle
der Zuführungswalzen 16 und 18 glatt auf die anschließenden Stichplatten 30 läuft.
Während das Faserband über die Stichplatten der Gestellrahmen 26 läuft, ist es der
Nadelarbeit der Nadelmaschine unterworfen. Die Stichplatten 30 sind daher mit Löchern
versehen, die der Anordnung der Nadeln an den Nadelbrettern entsprechen; dies ist
die herkömmliche Anordnung.
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Oberhalb jedes Gestellrahmens 26 befindet sich ein Nadelbrett 32,
und diese Nadelbretter stoßen gemäß Fig0 1 ebenso wie die Gestellrahmen
26
in der Durchlaufrichtung des Faserbandes aneinanders Die Nadelbretter sind daher
ebenso wie die Gestellrahmen 26 in zwei hintereinander liegenden Reihen angeordnet,
wobei jedes Nadelbrett 32 einem der Gestellrahmen 26 zugeordnet ist0 Jedes Nadelbrett
32 trägt an seiner Unterseite eine Vielzahl von nach unten ragenden Nadeln 34 Die
Nadeln sind in Längs und Querreihen an der Unterseite der Nädelbretter angeordnet,
so daß sie im wesentlichen die gesamte Unterfläche jedes Nadelbrettes bedecken.
Die Nadeln sind in der bei Nadelmaschinen -üblichen Auführung mit Nadelbärten oder
-haken versehen.
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Jedes Nadelbrett 32 ist an einem Nadelbretthalter 36a, 36b befestigt,
dergemäß Fig. 4 aus zusammenliegenden Winkeleisen gebildet ist und vom einen is
zum anderen Ende des entsprechend Nadelbrettes 32 reicht, Zwischen den oberen Seitenträgern
14 des Rahmens sind Antriebsvorrichtungen 40 angeordnet, wobei jeweils eine Antriebsvorrichtung
40 auf zwei benachbarte Nadelbretthalter 36a und 36b einwirkt, wie dies in Fig.
4 und 6 angedeutet ist. An einem Ende der Nadelmaschine ist ein Getriebe 42 vorgesehen,
dessen Eingangswelle von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben ist,
der auch den Antriebsmotor für die ganze Nadelmaschine bildet. Das Getriebe weist
zwei Abtriebswellen 44 auf, die in gegensinnigen Richtungen umlaufen, wie dies in
Fig. 3 durch Pfeile kenntlich gemacht ist0 Jede Antriebsvorrichtung 40 weist zwei
parallele Antriebswellen 46a und 46b auf, die koaxial zu den Ausgangswellen 44 des
Getriebegehäuses 42 angeordnet sind.
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Alle Antriebswellen 46a und 46b der Antriebsvorrichtungen 40
sind
mit den Ausgangswellen 44 des Getriebes 42 durch Kupplungen 43 verbunden. Solange
die lFadelmaschine in Betrieb ist, werden die Wellen 46a und46b gegensinnig zueinander
angetrieben, wie dies durch die Pfeile in Fig. 3,4 und 6 angedeutet ist0 Die Drehbewegung
der Antriebswellen 46a und 46b wird in die hin- uzid hergehende geradlinige Bewegung
der Nadeln 34 umgesetzt, Jede Antriebsvorrichtung 40 ist gemäß Fig0 6 und 7 in einem
oberen Gehäuse 50 angeordnet, an das sich ein unteres Gehause 52 anschließt0 Das
Letztere ist mit acht Gleithülsen 54 ausgerustet, die in zwei Reihen angeordnet
sind, von denen die eine Reihe dicht am oberen Teil des Gehäuses 52 liegt und die
andere Reihe den Boden des Gehäuses durchragt, Dabei sind vier solcher Gleithülsen
54 jedem der Nadelbretträger 36a oder 36b zugeordnet, wobei ein vollständiger Satz
der Gleithülsen in Fig. 7 gezeigt ist, während die Gleithülsen 54 für den anderen
Schubstangensatz aus Fig0 6 ersichtlich sind.
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Für jeden der Nadelbretthalter 36a und 36b sind zwei Schubstangen
56 vorgesehen, die an den Enden der Nadelbretthalter 36a, 36b angeordnet sind, von
dort aus nach oben ragen und von den Gleithülsen 54 aufgenommen sind. Jede der Schubstangen
56 gleitet dabei in senkrechter Richtung in zwei Gleithülsen 54, von denen Je eine
Gleithülse in einer Hülsenreihe liegt, wodurch eine verläßliche senkrechte Führung
der Schubstangen und der Nadeln beim Durchstechen des Faserbandes 20 gewährleistet
ist, wenn das Faserband 20 die Nadelmaschine durchläuft0 Jede der Antriebswellen
46a und 46b ist in zwei Rollenlagern
58 gehaltert, die ihrerseits
in den Seitenwänden des oberen Gehäuses 50 angeordnet sind, wobei die nach außen
ragenden Enden dieser Wellen Kupplungshälften 48a und 48b tragen0 Außerhalb des
Gehäuses 50 sitzen zwei Schwungräder 60 auf jeder Welle, wobei jeweils ein Schwungrad
an der Außenseite des Gehäuses 50 angeordnet ist. Aus Fig. 7 geht hervor, daß die
Schwungräder o0 auf der Welle 46a auf ihrer Wellen axial versetzt zueinander angeordnet
sind, so daß die auf den Wellen 46a und 46b sitzenden Schwungräder sich teilweise
überlappen können0 Auf diese Weise ist der Abstand zwischen den Wellen 46a und 46b
nicht durch die Schwungräder bestimmt, so daß die Wellen 46a und 46b dicht nebeneinander
liegen können.
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Zwischen den den Wellen 46a und 46b zugeordneten Lagern 58 ist jeweils
eine Exzenterscheibe 62a oder 62b angeordnet, die vom Kopf einer zugeordneten Pleuelstange
64a, 64b umschlossen ist0 Die Pleuelstangen ragen unterhalb der Wellen 46a und 46b
nach unten durch das offene untere Ende des oberen Gehäuses 50 unc in das untere
Gehause 52. Das untere Ende der Pleuelstangen 64a und 64b ist mit einem Lagerauge
versehen, das auf einem Pleuelzapfen 66a bzw0 66b sitzt Der Pleuelzapfen 66 ragt
an beiden Seiten der Pleuelstange über das Lagerauge der Stange hervor und sitzt
mit den Enden in Lageransätzen 68, die von den Schubstangen 56 einwärts ragen, an
denen die Nadelbretträger 38 angebracht sind0 Jede obere Antriebswelle 46a oder
46b ist somit über den zugeordneten Exzenter 62a bzw. 62b und über die zugeordnete
Pleuelstange 64 und den Zapfen 66 mit den beiden Antriebsstangen 66 verbunden0 Es
ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß
der Pleuelzapfen 66
am unteren Ende der zugeordneten Pleuelstange 64 zwischen den oberen und unteren
Führungshälson 54 angeordnet ist3 Dabei inWJ der Abstand zwischen de oberen und
untere Führungshälsen 54 so groß bemessen sein, das die einwärts ragenden Lageransätze
68 einen ausreichenden Bewegungsspielraum fär den senkrechten Hub des nadelbretthalters
36 begrenzen, wie er durch die exzentrische Anordnung der Exzenterscheibe 62a bzw
62b zustande kommt.
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Im Betriebszustand der nadelmaschine werden die Wellen 46a und 46b
in Umlauf versetzt, und diese Drehbewegungen werden in die hin- und hergehenden
Bewegungen der Pleuelstangen 64a und 64b umgesetzt. Die letzteren erzeugen durch
ihre Gelenkverbindung mit den Antriebsstangen 56 die senkrechten geradlinigen Hin
und Herbewegungen der Antriebsstangen, die ihrerseits die nadelbretträger 36a und
36b auf- und niederbewegen, Dabei erfolgt der Richtungswechsel besonders glatt und
gleichmäßig, und zwar einerseits durch die Einschaltung der Schwungräder 60 und
wieterhin auch durch die vom Pleuelbolzen 66 vermittelte, doppelseitige Antriebsübertragung
auf die beidseitig angeordneten Antriebsstangen 56 Etwaige Seitendrücke, die von
den Pleuelstangen 64 auf die beidseitig angeordneten Schubstangen 56 übertragen
werden, gleichen sich aus, da die Schubstangen an ihren Lagerhülsen 54 als einfach
abgestützte Balken wirken.
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Dies ergibt eine wesentlich bessere Führung als bei einer unmittelbaren
Kupplung der Pleuelstange mit dem aus den Gleithülsen 54 herausgeführten oberen
Enden der Schubstangen 56. Die ausgeglichene Antriebsübertragung, bei der jede Pleuelstange
den
Antrieb auf zwei paarweise angeordnete Schubstangen 56 überträgt, verbessert die
Stabilität und den stofreien Lauf des Getriebes, Anstelle der Exzenterscheiben 62a
und 62b könnten auf den Wellen 46 natürlich auch Kurbeln oder Nockengetriebe angeordnet
sein. Der Antrieb durch Exzenterscheiben wird aber bevorzugt, weil er bei hohen
Geschwindigkeiten eine stoßfreie Antriebsübertragung init besserer Sicherheit ge,xthrleistetO
Aus Fig. 4 ist Zll entnehmen, daß die Nadel:naschine auch mit Abstreifplatten 70
versehen ist, die durch den Steg von U-Eisen gebildet sind. Jedem Nadelbrett ist
dabei eine besondere Abstreifplatte 70 zugeordnet, die zum Durchlaß der Nadeln 34
in ähnlicher Weise gelocht sein muß wie die auf den Gestellrahmen 26 sitzenden Stichplatten
30. Di4 Abstreifplatten 70 sind mit ihren nach oben abgewinkelten Schenkeln an Köpfen
von Kolbenstangen 72 verspannt, deren Zylinder 74 an der Bodenplatte des unteren
Gehäuses 52 befestigt sind. Diese Abstreifplatten sind in ihren Einzelheiten nicht
näher beschrieben, da sie bei Nadelmasohinen zur Faserbandverdichtung an sich bekannt
sind0 Es sei nur erwähnt, daß jedes Nadelbrett beim Niedergehen mit seinen Nadeln
34 die Abstreifplatte 70 durchdringt und die Abstreifplatte beim Zurückziehen des
Nadelbrettes nach oben an den Nadeln haftenbleibende Fasern zurückhält0 Die Abstreifplatten
70 können auch zum unmittelbaren Verdichten des Faserbandes verwendet werden0