DE3207907C2 - Vorrichtung zum Herstellen eines Polvliesbelags durch Strukturvernadelung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Polvliesbelages durch Strukturvernadelung wird zunächst ein Faservlies hergestellt und durch Nadelung vorverfestigt. Diese Vorware wird dann über einen Lamellenrost aus in Warendurchlaufrichtung orientierten Lamellenstegen mit dazwischenliegenden Spaltlücken geführt und dabei durch reihenweise mit den Spaltlücken ausgerichtete hubbewegliche Nadeln durchstoßen. Es entstehen dadurch aus dem Warengrund ausstehende Polnoppen. Weil sie in die Spaltlücken des Lamellenrostes hineingedrückt werden, liegen die Polnoppen in einem in Warendurchlaufrichtung sich erstreckenden Warenstreifen. Um einen Polvliesbelag zu erzeugen, bei dem die Warenstreifen nicht mehr durch die Stegbreiten der Lamellenstege in der Ausbildung von Polnoppen beschränkt sind wird vorgeschlagen, die Polnoppen in aneinandergrenzenden Warenstreifen jeweils streifenweise abwechselnd in zweierlei, örtlich hintereinanderliegenden Nadeldurchstoßfeldern zu erzeugen, wobei die Lamellenstege in dem einen Feld mit den Spaltlücken im anderen Feld jeweils fluchten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Bei den bekannten Maschinen (Zeitschrift Chemiefaser/Textilindustrie, Juli 1972, Seite 592/597) wird ein einheitliches Lamellenrost aus Lamellenstegen und dazwischenliegenden Spaltlücken verwendet, worin Strukturnadeln aus Platzgründen jeweils auf Lücke zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung wird durch Öffnungen in einer Abstreifplatte festgelegt, die oberhalb des Lamellenrosts angeordnet ist. Durch eine veränderliche Einstichzeit der Nadeln während des Warendurchlaufs soll eine Musterbildung erzielt werden. Wegen der gegebenen Breite der Lamellenstege im LamellenroEi sind benachbarte Einstichzüge der Strukturnadeln in seitlichem Abstand zueinander angeordnet, weshalb eine Rippenstruktur im Produkt entsteht.

Wegen dieser Rippenstruktur weist die Ware in Längs- und Querrichtung ein unterschiedliches Dehnungsverhalten auf, was die Maßhaltigkeit des Produkts beeinträchtigt. Dies macht sich insbesondere unangenehm bemerkbar, wenn es darauf ankommt, das Endprodukt konturgerecht zu stanzen, wie es für die Auskleidung von Fahrzeug-Innenräumen erforderlich ist. Die bei diesem bekannten Produkt durch die Nadeln entstehenden Polnoppen besitzen schließlich ein unzureichendes Eindrückverhalton, denn bei Belastung einer Stelle kommt es zu einer bleibenden Verformung der Polnoppen, die sich nicht ohne weiteres von selbst rückverformt. Es ist aus Festigkeitserwägungen auch nicht möglich, die Lamellenstege breitenmäßig zu reduzieren, um dadurch benachbarte Nadeln enger zueinander zu setzen. Die Lamellenstege müssen nämlich bei der Strukturvemadelung beträchtliche Kräfte aufnehmen und nach einschlägiger Erfahrung ist das Volumen des beim Nadeldurchstoß jeweils zur Polbildung herausgeholten Fasermaterials abhängig von dem Freiraum zwischen den Lamellenstegen und dem Nadelschaft Eine feinere Teilung des Lamellenrosts muß daher grundsätzlich ausscheiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die eine gute gegenseitige Abstützung der erzeugten Polnoppen gewährleistet und damit das Eindrückverhalten der erzeugten Polnoppen und die Maßhaltigkeit des Endprodukts verbessert Dies wird durch die Hinzufügung der im Kennzeichen angeführten Maßnahmen zu denjenigen des Gattungsbegriffs von Anspruch 1 erreicht

Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, den

is Lamellenrost in seinem Längsverlauf in zwei zueinander gegensätzliche Felder zu gliedern, denn die Lamellen-Stege in dem einen Feld sind jeweils mit Spaltlücken in dem anderen Feld ausgerichtet Der Nachteil im hergestellten Produkt der sich durch die notwendige grobe Teilung des Lamellenstegs ergibt, ist bei der Erfindung auf diesem Wege eliminiert. Eine einwandfreie Festigkeit des Lamellenrosts und ein ergiebiges Herausholen von Fasermaterial bei der Polnoppenherstellung sind dennoch gewährleistet. Man kann mit optimalen Breiten der Lamellenstege und der Spaltlücken zur Durchführung der Nadeln arbeiten.

Fertigungstechnisch ist es dabei vorteilhaft, wie Anspruch 2 vonchlägt, die zu den verschiedenen Längsabschnitten des Lamellenrosts gehörenden Nadel-Reihen an einem gemeinsamen Nadelbalken zu befestigen. Man kommt dann mit einem einzigen gemeinsamen Antrieb aus.

Es sind Vorrichtungen anderer Art bekannt (US-PS 37 29 785), bei denen anstelle von Lamellenrosten Grundplatten mit Bohrungen verwendet werden, die jeweils mit einzelnen Nadeln bestückt sind. Weil in Warendurchlaufrichtung orientierte Spaltlücken nicht vorliegen, ist ein länger andauernder Einstich der Nadeln in die Ware zur Erzeugung von Noppenzügen nicht mög lieh.

Es gibt auch Vorrichtungen ohne Lamellenroste und ohne in Reihen angeordnete Nadeln, die eine Musterbildung durch ein abgestimmtes Zusammenspiel einzelner Nadeln mit unterschiedlichen Arbeitshüben ermögli chen sollen (US-PS 36 13 190). Die Lösung der Proble me, welche im Zusammenhang mit Lamellenroste aufweisenden Vorrichtungen eintreten, sind hieraus nicht ersichtlich. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren

so Ausführungsbeispielen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 in schematischer, perspektivischer Darstellung die Ansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 2 die Draufsicht auf einen Lamellenrost in ungefähr maßstabsgerechter Ausführung,

F i g. 3 und 4 in Vergrößerung Bruchstücke der Querschnittsansichten durch eine solche Vernadelungsstelle längs der Schnittlinien Ill-Ill bzw. IV-IV von Fi g. 2,

F i g. 5 in schematischer Weise und Vergrößerung die Draufsicht auf einen bekannten Polvliesbelag, wozu in F i g. 6 die Anordnung und Ausbildung des Lamellenrostes und der Nadeln gezeigt sind,

F i g. 7 in entsprechender schematischer Darstellung die Draufsicht auf einen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Belag, der unter ähnlichen Bedingungen, wie diejenigen von F i g. 5, erzeugt wurde, wobei in F i g. 8 die besondere Anordnung und Lage des Lamellenrostes und sowie der zugehörigen Nadeln angedeutet ist und

F i g. 9 und 10 die Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiels eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Polvlicsbelages, der in einer gegenüber Fig.7 dichteren Strukturvernadelung ausgeführt worden ist, wobei in Fig. 10 der gleiche maschinelle Aufbau der Arbeitsmittel wie in Fig.8 zu erkennen ist

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, eine Vorware 10 einer besonderen Strukturvernadelung zu unterziehen, die anhand der F i g. 1 bis 4 näher zu beschreiben ist, wo die wichtigsten maschinellen Bauteile der Vorrichtung gezeigt sind.

Der Lamellenrost 12 ist gemäß F i g. 1 in zweierlei Feldern 11, 11', in zwei hintereinanderliegende Abschnitte unterteilt In jedem Feld 11, ti' liegen Lamelknstege 13,13' vor, die in definiertem Abstand zueinanderliegen und daher zwischen sich Spaltlücken 14, 14' schließen. Die Lamellenstege 13,13' dienen als Auflagefläche beim Durchführen der Vorware und erstrecken sich in Richtung des Warendurchlaufs 15, der in F i g. 1 durch einen Richtungspfeil markiert ist. In jedem Feld 11, 11' ist eine Schar von Strukturnadeln 16, z.B. in Form von Gabelnadeln, die also an Stelle einer Spitze eine Gabelöffnung aufweisen, vorhanden, die aber jeweils eine Reihe i7, i7' biiden, welche in den beiden Feldern 11, 1Γ mit einem seitlichen Versatz !8 gemäß F i g. 1 bzw. 3 angeordnet sind. Dies ergibt sich, weil eine jede Nadelreihe 17 bzw. 17' mit einer der Spaltlücken 14 bzw. 14' in den zugehörigen Feldern 11,11' ausgerichtet ist Die Besonderheit liegt nun aber darin, daß die Lamellenstege 13 des einen Feldes 11 mit den Spaltlückwn 14' ausgerichtet sind, wie durch die Zuordnungspfeile 19 in Fig. 1 verdeutlicht ist; und umgekehrt, die Stege 13' des hinteren Feldes 11' sind mit den Spaltlücken 14 des vorderen Feldes U in Ausrichtung. Alle Nadeln 16 sind in der geschilderten Anordnung 17,17' gemeinsam hubbeweglich — im Sinne des in F i g. 3 und 4 eingezeichneten Bewegungspfeiles 21 — in einem Nadelbalken 20 befestigt.

Im oberen Umkehrpunkt der Hubbewegung 21, der etwa in den F i g. 3 und 4 gezeigt ist, befinden sich die Gabelenden 22 der Nadeln 16 außerhalb des Vlieses 10 und durchgreifen dabei Öffnungen 23 einer oberhalb des Vlieses 10 angeordneten Abstreifplatte 24. Im weiteren Vollzug der Hubbewegung 21 gehen die Gabelenden 22 durch die Öffnungen 23 der Abstreifplatte 24 hindurch, stoßen in das Vlies 10, erfassen auf dem Weg ihrer Durchstoßbf wegung Faserscharen des Vorvlieses und drücken dieses auf der Unterseite 25 des Vlieses 10 heraus, in die Spaltlücken 14 des Lamellenrostes 12 in diesem ersten Feld 11. Dadurch entstehen die in Fig.3 angedeuteten Polnoppen 26, die in einem am besten aus F i g. 7 ersichtlichen Warenstreifen 27 zu liegen kommen. Durch Änderung der Einstichtiefe 21 der Nadeln 16 kann die Höhe der Noppen 26 beeinflußt werden, welcher üblicherweise im Bereich von 4 mm bis 8 mm liegt. Die Stärke 28 der Nadeln 16 im Schaftbereich beträgt 1 mm. Die Teilung im Rost 12 beträgt nur 3 mm, wobei 1 mm auf die Breite des jeweiligen Siegs 13 bzw. 13' und 2 mm auf die lichte Weite 29 der Spaltlücke 14 bzw. 14' entfallen.

Die Fig. 1, 3 und 4 sind also nicht maßstäblich gezeichnet. Aus Ft-'sti^keitsgründen kann die in F i g. 3 angedeutete Stegl'reite 31 nicht kleiner gewählt werden, wie auch keine geringere als die in Fig. 3 angedeutete Teilung 30 von ca. 3 mm benutzt werden sollte, damit, ausgehend von def Strukturnadel 15, eine aus Festigkeitsirründcn erforderliche Stärke 28 noch vertretbare Mengen an Fasermaterial erfaßt und zur Noppe 26 herausgedrückt wird. Bei engeren Teilungen 30 fallen die Noppen in zu schwacher Ausprägung an.

In Fig.5 ist ein Teilstück einer bekannten Strukturware 32 gezeigt, die durch eine durchgehende Reihe 17 von Strukturnadeln 16 erzeugt ist, die nicht in den die erfindungsgemäße Besonderheit kennzeichnenden unterschiedlichen Feldern 11,11' arbeiten, sondern durchgehend fluchtend ausgebildet sind. In Abstimmung mit

ίο dem Vorschub 15 in der Ware, der Anzahl der Nadeln und dem Nadelabstand ergibt sich dann in dem diesbezüglichen Warenstreifen 27 eine Rippenstruktur 33, worin die Noppendichte innerhalb der Rippe 33 von den vorgenannten Betriebsgrößen abhängen. Bei diesem bekannten Polvliesbelag 32 ist die Abstandsfolge 34 befriedigend eng, wie durch den in F i g. 5 mit kreisförmigen Linien angedeuteten Faserbausch 35 angedeutet ist, der auf der Warenunterseite die herausgedrückten Polnoppen 26 bildet Der Einstichbereich der Nadel ist dort jeweils als eine zentrale Kreisscheibe 36 markiert Wegen der von den Stegen 13 begrenzten Spaltlücke 14 in Durchlaufrichtung 15 dieser Ware 32 ist der Umriß des bei der Strukturnadelung erfaßten Faserbausches 35 oval, mit in Warendurchlaufrichtung orientierter Achse.

In Verlaufsrichtung der Rippen 33 stützen sich die Büschel 35 bei der gewählten Noppendichte 34 ausreichend ab, doch entstehen zwischen den Rippen leere Gassen 37, wo die Rippen 33 zueinander in einem Abstand 38 stehen, der eine wirksame gegenseitige Abstützung der Polnoppen 26 in bezug auf die Warenbreite ausschließt. Die bekannte Ware 32 verhält sich nicht günstig bei Druckbeanspruchung. Die Eigenschaften der Ware gegenüber Zugbeanspruchung in Längs- 39 und Querrichtung 40, die jeweils durch die Pfeile in F i g. 5 angedeutet sind, sind unterschiedlich, was zu einer schlechten Maßhaltigkeit der Ware 32 führen würde.

Fi g. 6 zeigt im Querschnitt den Aufbau des Lattenrostes 12 in einem vorderen und einem hinteren Teilstück, wobei zur Bezeichnung entsprechender Bauteile die gleichen Bezugszeichen, wie bei der bisherigen Beschreibung der Erfindung nach F i g. 1 bis 4, verwendet worden sind. Man erkennt, daß die störende Gassenbildung 37 durch die unvermeidliche Stegbreite 31 des gleichförmigen Lamellenrostes 12 verursacht ist. Es ist nicht möglich, diese Stegbreiten 31 auf Null zu bringen, um damit den störenden Abstand 38 zu reduzieren.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gibt es aber zweierlei Nadeldurchstoßfelder 11,1Γ, weil, wie bereits eingangs dargestellt wurde, ein besonderer Aufbau des Lamellenrostes 12 vorliegt. Fi g. 2 zeigt dabei, in ungefähr natürlicher Größe, die Anordnung der Nadeln, Stege 13,13' und Spaltlücken 14,14' in den beiden Feldern 11,11'. Was im Feld 11 erreicht wird, ist im Zusammenhang mit F i g. 3 vorausgehend beschrieben worden; nun ist noch die Behandlung der Ware im Feld 1Γ ergänzend zu beschreiben.

Hier liegen die Verhältnisse von Fig.4 vor. Wegen des im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläuterten

bo Versatzes 18 der beiden Nadelreihen 17,17' in den Feldern 11, 1Γ weiden jetzt Polnoppen 26' gebildet, die nunmehr, wie F i g. 7 anhand eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Polvliesbelages 41 verdeutlicht, in den dazwischenliegenden Warenstreifen 27' angeordnet

b^ri sind, die in der vorausgehenden Behandlung im Feld 11 unbearbeitet geblieben sind, weil sie im Bereich der dortigen Stege 13 lagen. Nun aber befinden sie sich innerhalb der Spaltlücken 14' und wirken dort mit den Nadel-

reihen 17' zusammen. Ein Vergleich mit F i g. 5 verdeutlicht, das in F i g. 7 einstichdichtemäßig an sich die gleichen Werte wie bei der bekannten Ware 32 von F i g. 5 vorliegen, doch ist eine wesentlich andere und günstigere Aufteilung erreicht. In F i g. 7 sind diese Verhältnisse anhand der gleichen Symbole wie in F i g. 5 verdeutlicht, weshalb wir die gleichen Bezugszeichen verwendet ha ben. Die erzeugten Faserbüschel 35 aufgrund der zentralen Durchstiche 36 der Nadeln in dem beim Feld U gebildeten Warenstreifen 27 stützen sich nach allen vier Richtungen hin durch Faserbäusche 35' ab, die in dem beidseitig davon liegenden Warenstreifen 27' bei Erstellung des anderen Feldes It' entstehen. In Längs- und Querrichtung 39', 40' von F i g. 7 liegt nunmehr ein gleicher Aufbau vor, der zu allseitig ausgewogenen Eigenschäften des Belags 41 führt. Man erhält eine einwandfreie Maßhaltigkeit. Das Eindruckverhalten der Ware ist wegen der allseitigen Abstützung gut.

Fig.8 verdeutlicht noch einmal im Querschnitt die Verhältnisse in den beiden Feldern 11, 11', wie sie bereits im Zusammenhang mit den vorausgehenden F i g. 1 bis 4 beschrieben worden sind. Diese Verhältnisse liegen auch gemäß F i g. 9 vor.

Die Fig.7 wurde von der Nadeleinstichdichte her, wie erläutert wurde, aus F i g. 5 entwickelt. Während es gemäß F i g. 5 nicht sinnvoll ist, eine größere Noppendichte durch Verkleinerung der Abstandsfolge 34 der Nadeldurchstiche 36 zu bewirken — weil darunter nur die Rippenstruktur 33 ausgeprägter würde — stellt sich das nach F i g. 7 anders dar. Zwischen den dort entstehenden Faserbäuschen 35, 35' entstehen aufgrund der hier gewählten geringen Noppendichte noch Freistellen 43, wenn erwünscht, ohne weiteres durch eine höhere Noppendichte in den erfindungsgemäßen Warenstreifen 27, 27' verkleinert oder gar ganz beseitigt werden könnten. Das letztere ist in F i g. 9 gezeigt. Wegen des gleichen Aufbaus im Lamellenrost 12 und in der Anordnung der beiden Nadelreihen 17, 17' ist die Breite der vorerwähnten Warenstreifen 27, 27' dieselbe, wie in F i g. 7. Durch eine geringere Durchlaufgeschwindigkeit 15 der Ware 42, einen höheren Arbeitstakt oder eine größere Nadeldichte ist die Abstandsfolge 44 der Noppen 26 bzw. 26' in einem Warenstreifen 27 bzw. 27' auf den kleineren Wert 44' gebracht, so daß sich eine horizontale Abstützung nicht nur in vier Richtungen sondem eine gegenseitige Anlage der herausgeformten Polnoppen 26,26' rundum ergibt Die Maßhaltigkeit ist wegen des allseitig gleichförmigen Aufbaus durchgehend gut. Das Eindruckverhalten des Belages 42 aber ist geradezu ideal. Werden die Spitzen der erzeugten Polnoppen 26, 26' gekappt, daß die Faserenden zur Schauseite also freiiiegen, so hat man den Eindruck eiiicS geschlossenen samtartigen Velours. Von einer Rippenbildung ist nichts mehr zu erkennen.

Im Beispiel von F i g. 1 und 2 sind die beiden Lamellensteg-Abschnitte 13, 13' durch einen mittleren Rahmenholm 45 abgestützt, wie es durch die Endholme 46, 47 geschieht Durch den mittleren Holm 45 ergibt sich sowohl eine besondere Stabilität im mittleren Bereich als auch die Sicherung eines einwandfreien Versatzes 18 der beidseitigen Stege 13,13'. Bedeutsam ist es, die beiden Felder sehr dicht aneinander zu bringen. Es könnten die beiden Felder 11, 1Γ in Teilabschnitte gegliedert werden und in abwechselnder Reihenfolge miteinander hintereingeschaltet sein. Für eine exakte Einstichfolge ist es wichtig, die Einstiche in den beiden Warenstreifen 27, 27' möglichst unmittelbar hintereinander auszuführen und dazu einen gemeinsam auf und ab beweglichen Nadelbalken 20 zu verwenden, der die einzelnen Nadeln 16 exakt zueinander positioniert. Man ist bestrebt, die Noppen 26' in Querrichtung 40' gesehen, möglichst auf Lücke 48, 43 mit den Noppen 26' des benachbarten Warenstreifens 27 zu setzen. An Stelle des mittleren Rahmenholmes 45 könnte man auch die beidseitigen Stege 13, 13' unmittelbar zwischen einander fassen lassen und sie so gegeneinander befestigen. Im letztgenannten Fall bildet dann der Steg jeweils die lichte Weite der Spaltlücke im benachbarten Feld aus.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Polvliesbelags durch Strukturvemadelung einer aus einem vorverfestigten Faservlies gebildeten Vorware,

mit einem Transportwerk zur Bewegung der Vorware mit definierter Durchlaufgeschwindigkeit durch die Vorrichtung,

mit einem Lamellenrost aus in Warendurchlaufrichtung orientierten Lamellenstegen und dazwischenliegenden Spaltlücken,

und mit einem abgestimmt mit dem Durchlauf der Vorware hubbeweglichen Nadelbalken, der mit den Spaltlücken ausgerichtete Reihen von Nadeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenrost (12) in wenigstens zwei zueinander seitlich versetzte (18) Längsabschnitte (11,11') mit jeweils eigenen, spalüückengemäß (14,14') ausgerichteten Nadel-Reihen (17, !7') gegliedert ist, und der seitliche Versatz (18) so bemessen ist, daß die Lamellenstege (13,13') im einen Längsabschnitt (Ii, 11') mit den Spaltlücken (14', 14) im anderen Längsabschnitt (11', 11) fluchten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschiedenen Längsabschnitten (11, 11') eines Lamellenrosts (12) gehörenden Nadel-Reihen (17, 17') an einem gemeinsamen Nadelbalken (20) befestigt sind.