DE3822652C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses mit einem antreibbaren Nadelträger und einer Vliesführung zwischen einer Bettplatte und einem Ab­ streifer, der Durchtrittslöcher für die Nadeln des Nadelträ­ gers aufweist.

Übliche Vorrichtungen dieser Art zum Nadeln eines Vlieses be­ stehen aus wenigstens einem auf- und abgehenden Nadelbrett, dessen Nadeln in das zwischen einer Bettplatte und einem Ab­ streifer quer zur Einstichrichtung geführte Vlies einstechen. Das auf- und abgehende Nadelbrett dieser bekannten Nadelvor­ richtungen (DE-OS 23 06 084) stellt mit seinem Antrieb einen unerwünschten Schwingungserreger dar, so daß zur Unterdrückung der Schwingungen auf ein tolerierbares Maß ein erheb­ licher Konstruktionsaufwand erforderlich wird. Im Gegensatz zu auf- und abgehenden Nadelbrettern ist der Antrieb von drehenden Nadelwalzen nicht nur hinsichtlich der konstruk­ tiven Ausgestaltung einfacher, sondern läßt auch einen voll­ kommenen Massenausgleich zu, doch stellt sich dem Einsatz von drehenden Nadelwalzen zum Nadeln von Vliesen die Forde­ rung nach einer hohen Einstichdichte entgegen, weil hierfür die Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze wesentlich größer als die Fördergeschwindigkeit des Vlieses sein müßte. Dies ist bei bekannten Vorrichtungen (DE-PS 25 30 872) schon deshalb nicht möglich, weil die Nadelwalze mit einer walzen­ förmigen Stichunterlage zusammenwirkt, die gegensinnig zur Nadelwalze angetrieben wird, so daß die Umfangsgeschwindig­ keit der Nadelwalze zwangsläufig an die der Fördergeschwin­ digkeit des Vlieses entsprechende Umfangsgeschwindigkeit der Stichunterlage angepaßt werden muß.

Werden die Nadeln radial verschiebbar in einer Nadel­ walze gehalten und mit Hilfe eines umlaufenden Exzenters bereichsweise gegen das zu nadelnde Gut vorgeschoben, das mit der Nadelwalze umläuft, wie dies bei der Herstellung voluminöser Garne bekannt ist (US-PS 32 08 125), so kann ebenfalls nur eine dem Nadelabstand entsprechende Einstich­ dichte erreicht werden, was für die Herstellung voluminöser Garne keine Rolle spielt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Nadelvorrichtung der eingangs geschilderten Art mit den Vor­ teilen von drehenden Nadelwalzen zu schaffen, ohne den Nach­ teil solcher Nadelwalzen in Kauf nehmen zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der als Walze ausgebildete Nadelträger im Sinne einer hypozykloiden Nadelbahn einerseits um die Walzenachse und anderseits gegensinnig dazu um eine zur Walzenachse parallele Umlaufachse drehbar ist und daß der Abstreifer wenigstens ein zur Umlaufachse koaxiales Zylindersegment bildet.

Durch die zusätzliche Drehung der Nadelwalze um eine zur Walzenachse parallele Umlaufachse beschreiben die Nadel­ bahnen Hypozykloiden, wobei sich für die einzelnen Nadeln bei einer entsprechenden Abstimmung der Durchmesser des die Hypozykloide bestimmenden feststehenden Kreises und des in diesem feststehenden Kreis abrollenden Rollkreises im Bereich des Abstreifers örtlich begrenzte Einstichbereiche ergeben, so daß ein feststehender Abstreifer in Form wenig­ stens eines zur Umlaufachse koaxialen Zylindersegmentes ein­ gesetzt und die Durchlaufgeschwindigkeit des Vlieses durch die Vliesführung zwischen der Bettplatte und dem Abstreifer unabhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze gewählt werden kann. Für die zusätzlich um die Umlaufachse drehende Nadelwalze kann durch eine mitumlaufende Ausgleichs­ masse ein vollkommener Massenausgleich erzielt werden, was die bei hin- und hergehenden Nadelbrettern auftretenden Schwingungsprobleme vermeidet. Aufgrund der Nadelbahnen in Form von Hypozykloiden kann außerdem im Einstichbereich eine Bewegungskomponente der Nadeln in Förderrichtung des Vlieses sichergestellt werden, was einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber den bekannten Nadelvorrichtungen mit auf- und abgehenden Nadelbrettern darstellt, weil sich durch diesen Umstand eine geringere Verstreckung des Vlieses in der Förderrichtung ergibt.

Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse werden dadurch ermöglicht, daß der Abstreifer aus einem den Nadel­ träger umschließenden Zylinder besteht, so daß dieser ge­ schlossene Zylinder eine Abstützung für die um die Umlauf­ achse umlaufenden Ausgleichmassen bilden kann. Außerdem wird eine höhere Biegesteifigkeit erzielt, was größere Arbeits­ breiten bzw. größere Nadelkräfte zuläßt.

Wie bereits angeführt wurde, sind die Durchmesser des die hypozykloiden Nadelbahnen bestimmenden feststehenden Kreises und des in diesem Kreis abrollenden Rollkreises, dem die Nadelwalze folgt, so aufeinander abzustimmen, daß bei einem Umlauf des Rollkreises die Nadeln der Nadelwalze in dem durch die Durchtrittslöcher des Abstreifers örtlich be­ grenzten Bereich durch den Abstreifer durchtreten und in das Vlies einstechen. Bei bestimmten, geschlossene Hypozykloiden ergebenden Durchmesserverhältnissen kommen jeweils nur be­ stimmte Umfangsabschnitte der Nadelwalze in einen Einstichs­ eingriff mit dem Vlies, so daß auch nur diese Umfangsab­ schnitte mit Nadeln versehen werden müssen. Besonders vor­ teilhafte Arbeits- und Konstruktionsbedingungen werden in diesem Zusammenhang sichergestellt, wenn der Abstand der Walzenachse von der Umlaufachse einem ungeraden Vielfachen des halben Radius, vorzugsweise dem halben Radius, des Roll­ kreises der die Nadelbahn bestimmenden Hypozykloide ent­ spricht, wobei der Nadelträger die Nadeln in zwei einander diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten trägt, die abwechselnd zum Einsatz kommen. Dieser Umstand macht eine unterschiedliche Nadelteilung im Bereich der beiden Umfangs­ abschnitte des Nadelträgers möglich, so daß das Vlies gleichzeitig mit unterschiedlichen Nadelteilungen genadelt werden kann, sofern der Abstreifer bzw. die Bettplatte für den Durchtritt der Nadeln beider Teilungen geeignet ist, was bei einem ganzzahligen Verhältnis der beiden Nadelteilungen der Fall ist.

Um die Einstichtiefe einstellen zu können, ist es schließlich vorteilhaft, die Bettplatte um eine zur Umlauf­ achse parallele Achse schwenkverstellbar zu lagern. Damit wird bei einer Schwenkverstellung der Bettplatte gegenüber dem Abstreifer der Führungsspalt zwischen dem Abstreifer und der Bettplatte und damit die Einstichtiefe verändert. Da ein sich auslaufseitig verengender Führungsspalt für die Vlies­ führung angestrebt wird, ist es vorteilhaft, die zumindest angenähert dem Krümmungsverlauf des Abstreifers folgende Bettplatte etwa in der Mitte des Einstichbereiches schwenk­ bar zu lagern.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand bei­ spielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nadeln von Vliesen in einem schematischen Axialschnitt,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Kon­ struktionsvariante,

Fig. 3 die hypozykloide Nadelbahn bei einem dem Außen­ durchmesser der Nadelwalze entsprechenden Rollkreis­ durchmesser und einem dem Dreifachen des halben Roll­ kreisradius entspechenden Radius des feststehenden Kreises und

Fig. 4 die Bahnen einer Nadelspitze bei einem Durchmesser­ verhältnis des feststehenden Kreises und des Roll­ kreises entsprechend Fig. 3, jedoch bei einem der Fig. 3 gegenüber kleineren und größeren Außendurch­ messer der Nadelwalze.

Die dargestellte Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses besteht nach Fig. 1 im wesentlichen aus einem aus einer Walze 1 gebildeten Nadelträger, der einerseits um die Wal­ zenachse 2 und anderseits gegensinnig dazu um eine zur Wal­ zenachse 2 parallele Umlaufachse 3 gedreht werden kann, sowie aus einer Vliesführung zwischen einem zur Umlaufachse 3 koaxialen Abstreifer 4 und einer im wesentlichen der Krümmung des Abstreifers 4 folgenden Bettplatte 5.

Aufgrund der gleichzeitigen Bewegung der aus der Walze 1 und den Nadeln 6 bestehenden Nadelwalze 7 einer­ seits um die Walzenachse 2 und anderseits um die Umlaufachse 3 im Sinne der Drehrichtungspfeile 8 und 9 ergibt sich um die Walzenachse 2 ein geometrischer Rollkreis 10, der in einem gedachten, feststehenden Kreis 11 abrollt, so daß die Nadeln 6 Bahnen in Form einer Hypozykloide durchlaufen, wie dies beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, in der die verschiedenen Lagen einer Nadel während eines Umlaufes der Nadelwalze 7 eingezeichnet sind, wenn der Außendurchmesser der Nadelwalze 7 dem Durchmesser des Rollkreises 10 und der Abstand a zwischen der Walzenachse 2 und der Umlaufachse 3 dem halben Radius r des Rollkreises 10 entsprechen. In diesem Fall ergibt sich für den feststehenden Kreis 11 ein Radius R, der dem 1,5fachen Radius r des Rollkreises 10 gleich ist. Bei diesen Größenverhältnissen ergibt sich für die Nadelbahnen jeweils eine in sich geschlossene Hypo­ zykloide der dargestellten Art, so daß die Nadeln durch die vorgesehenen Durchtrittslöcher im Abstreifer 4 und in der Bettplatte 5 ein- und austreten können. Während des Ein­ sticheingriffes ergibt sich für die Nadeln eine Bewegungs­ komponente in Umfangsrichtung des feststehenden Kreises 11, also in Förderrichtung, was die Verstreckung des Vlieses in Förderrichtung verkleinert.

Wird gegenüber den dargestellten Verhältnissen in Fig. 3 lediglich der Außendurchmesser der Nadelwalze 7 vergrößert, so ergibt sich für die Spitze einer Nadel eine hypozykloide Umlaufbahn, wie sie durch die Kurve 12 in Fig. 4 veranschaulicht wird. Aus dieser Darstellung läßt sich un­ mittelbar erkennen, daß die Bewegungskomponente der Nadeln während des Einstiches in Förderrichtung vergrößert ist. Wird der Durchmesser der Nadelwalze 7 gegenüber der Fig. 3 verkleinert, so tritt als Umlaufbahn einer Nadelspitze die Hypozykloide 13 nach Fig. 4 auf. Eine solche Ausführungs­ form ergibt wiederum eine Bewegungskomponente der Nadeln 6 quer zur Einstichrichtung, allerdings in entgegengesetzter Richtung, was für eine Umkehr der Durchlaufrichtung des Vlieses spricht.

Aus den Fig. 1, 3 und 4 läßt sich unmittelbar ablei­ ten, daß die Fördergeschwindigkeit für das zu nadelnde Vlies unabhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalze 7 gewählt werden kann, weil sich hinsichtlich des Nadelein­ stiches ähnliche Verhältnisse wie bei auf- und abgehenden Nadelbrettern ergeben. Die Einstichbewegung erfolgt gegen­ über der Vorschubbewegung sehr rasch. Im Gegensatz zu diesen auf- und abgehenden Nadelbrettern ist aber ein einfacher Antrieb der Nadelwalze 7 mit einem vollkommenen Massenaus­ gleich möglich. Wie die Fig. 2 zeigt, können ja mit der Nadelwalze 7 Ausgleichsmassen 14 um die Umlaufachse 3 mit­ umlaufen, was den erwünschten Massenausgleich in einfacher Weise sicherstellt.

Ist der Abstreifer 4 in Form eines geschlossenen Zylinders ausgebildet, so können die Ausgleichsmassen 14 über Rollen 15 unmittelbar an dem Abstreifer 4 abgestützt werden. Der Zylinder des Abstreifers 4 muß dabei selbstver­ ständlich nicht nur im Einstichbereich, sondern auch rota­ tionssymetrisch dazu Durchtrittslöcher für die Nadeln 6 der Nadelwalze 7 aufweisen, um eine unbehinderte Drehbewegung der Nadelwalze 7 um die Walzenachse 2 und die Umlaufachse 3 zu gewährleisten. Aufgrund der gewählten geometrischen Ver­ hältnisse braucht die Nadelwalze 7 nur an zwei einander diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten Nadeln 6 aufzuweisen, weil aufgrund der geschlossenen Umlaufbahnen der Nadeln der Nadeldurchtritt durch den Zylinder des Ab­ streifers 4 stets an örtlich begrenzten Stellen erfolgt.

Zur Einstellung der Einstichtiefe kann gemäß den Fig. 1 und 2 die Bettplatte 5 um eine zur Umlaufachse 3 parallele Schwenkachse verstellt werden. Zu diesem Zweck ist die Bett­ platte 5 auf einem kreiszylindrischen Lagerkörper 16 ange­ ordnet, der in Gleitschalen 17 schwenkverstellbar abgestützt ist. Damit wird es möglich, den Führungsspalt zwischen dem Abstreifer 4 und der Bettplatte 5 zu verändern, wie dies strichpunktiert in Fig. 2 angedeutet ist. Die Veränderung der Spaltweite der Vliesführung zwischen dem Abstreifer 4 und der Bettplatte 5 ergibt zwangsläufig eine Änderung der Einstichtiefe.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Nadeln eines Vlieses mit einem an­ treibbaren Nadelträger und einer Vliesführung zwischen einer Bettplatte und einem Abstreifer, der Durchtrittslöcher für die Nadeln des Nadelträgers aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß der als Walze (1) ausgebildete Nadelträger im Sinne einer hypozykloiden Nadelbahn einerseits um die Walzenachse (2) und anderseits gegensinnig dazu um eine zur Walzenachse (2) parallele Umlaufachse (3) drehbar ist und daß der Ab­ streifer (4) wenigstens ein zur Umlaufachse (3) koaxiales Zylindersegment bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (4) aus einem den Nadelträger umschließen­ den Zylinder besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand (a) der Walzenachse (2) von der Umlaufachse (3) einem ungeraden Vielfachen des halben Radius (r), vorzugsweise dem halben Radius (r), des Rollkreises (10) der die Nadelbahn bestimmenden Hypozykloide entspricht und daß der Nadelträger die Nadeln (6) in zwei einander diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelteilung der beiden Umfangsabschnitte des Nadel­ trägers unterschiedlich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bettplatte (5) um eine zur Umlauf­ achse (3) parallele Achse schwenkverstellbar gelagert ist.