DE60013581T2

DE60013581T2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von textilprodukten aus fasern oder fäden

Info

Publication number: DE60013581T2
Application number: DE60013581T
Authority: DE
Inventors: Xavier Bathelier
Original assignee: SAI Automotive Allibert Industrie SNC
Current assignee: Faurecia Interieur Industrie SAS
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: ATE275654T1; WO2000060155A1; JP2002541344A; US6523234B1; DE60013581D1; AU3432100A; EP1171661A1; EP1171661B1

Description

ZIEL DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung textiler Produkte direkt aus Fasern und/oder Filamenten.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen die Fertigung von Produkten, die man durch die Technik erhält, die "Vertikalisierungstechnik" genannt wird und von der Anmelderin entwickelt wurde.
Diese Technik wird in der europäischen Patentschrift EP-A-0 479 880 beschrieben und ermöglicht es, direkt aus Fasern und/oder Filamenten, die in Form eines Flors umlaufen, textile Produkte, und insbesondere teppichbodenartige Bodenbeläge und/oder Wandauskleidungen, zu fertigen.
Die Anmelderin hat ebenfalls in der Druckschrift EP-A-0 783 608 vorgeschlagen, diese Technik für die Fertigung von Strickprodukten anzupassen.
Die beschriebene Vertikalisierungstechnik besteht darin, die Fasern und/oder Filamenten einer "quer verlaufenden Schlingenbildung" mit "Ziehen (Strecken)" zu unterziehen, und ein Sammeln der Fasern und/oder Filamenten in Form eines "Pseudofadens" zu erhalten, in dem die Fasern und/oder Filamenten parallel angeordnet werden.
In diesen Druckschriften wird beschrieben, dass die quer verlaufende Schlingenbildung mit Ziehen für jede einzelne Faser bzw. jedes einzelne Filament anhand von drehbaren Schlingen bildenden Elementen oder Scheiben, die beabstandet und auf einer Achse angeordnet sind, die im Verhältnis zum Vorschub des Flors quer verläuft, und zwischen denen Schlingenbildungsfinger angeordnet sind, ausgeführt wird. Auf diese Art und Weise wird jede Faser bzw. jedes Filament im Prinzip in mindestens eine Schlingenbildung einbezogen, um einen Pseudofaden ohne Verdrehung zu bilden, der durch das Sammeln der verschiedenen, gut parallelisierten Grundfasern und/oder -filamente erhalten wird. Dieser Pseudofaden ohne Verdrehung, der aus den parallelisierten Fasern und/oder Filamenten gebildet wird, kann entweder von Nadeln, wie Tuftingnadeln, gehandhabt und einem Substrat zugeführt werden, um Teppichböden zu fertigen, wie es ausführlich in der Veröffentlichung EP-A-0 479 880 beschrieben wird, oder von Maschen bildenden Nadeln mitgenommen werden, um Strickprodukte zu fertigen, wie es ausführlich in der Veröffentlichung EP-A-0 783 608 beschrieben wird, oder aber zur Fertigung von banhförmig-geklebten Produkten verwendet werden, wie es ausführlich in der Veröffentlichung EP-A-0 960 227 beschrieben wird.
Die Bedingungen, die bei der Hinterlegung der Anmeldung des Patents EP-A-0 479 880 festgelegt wurden, schienen zweifach zu sein:

– Einerseits sollten die meisten Bestandsteile des Flors, d.h. die einzelnen Fasern und/oder Filamente, im Verhältnis zu der Vorschubrichtung des Flors einen zwischen 5 und 45 Grad, und genauer gesagt zwischen 15 und 25 Grad, liegenden Orientierungswinkel aufweisen.
– Andererseits sollte der Flor aus Fasern und/oder Filamenten zu Beginn ein geringes Gewicht pro Flächeneinheit, und bevorzugt zwischen 10 und 50 g/m² liegend, aufweisen.

Die Bedingung bezüglich der Orientierung (Ausrichtung), welche die Fasern und/oder Filamente im Verhältnis zu der Vorschubrichtung aufweisen sollen, ist für den unteren Winkel eine Mindestrentabilitätsbedingung. Unterhalb eines bestimmten Winkels besteht nämlich das Risiko, dass die Fasern und/oder Filamente bei der Ausbildung des Pseudofadens nicht mehr richtig parallel angeordnet werden, was dem Wirkungsgrad des Produkts schadet. Was dagegen den Höchstwinkel anbelangt, so ist dieser ein Winkel, der einen Kompromiss zwischen Theorie und Praxis bildet, d.h. falls Fasern und/oder Filamente einen Winkel aufweisen, der größer ist als diese 45-Grad-Grenze, so wird erachtet, dass das Verfahren theoretisch zwar noch ausführbar wäre, es wird jedoch beobachtet, dass die Fasern und/oder Filamente Beanspruchungen erzeugen würden, die für die Vorrichtung, die durch die gegenseitige Durchdringung der Schlingenbildungsscheiben mit den Schlingenbildungsfingern gebildet wird, exponentiell mit dem Orientierungswinkel der Fasern ansteigen, was eine Überdimensionierung der Teile, und insbesondere der Welle, welche die Schlingenbildungsscheiben trägt, benötigen würde.
Bei der Ausbildung des Prototyps, der das in diesem Patent beschriebene Verfahren einsetzt, hatte die Anmelderin demnach vorgeschlagen, die erste der Bedingungen zu erfüllen, indem eine Orientierung der Fasern im Verhältnis zu der Vorschubrichtung durch ein "quer verlaufendes Vorziehen" sichergestellt wird, das im Wesentlichen durch die gegenseitige Durchdringung von zwei Scheibensätzen ausgeführt wurde, die oberhalb der Vorrichtung aus Schlingenbildungsscheiben/Schlingenbildungsfingern angeordnet sind.
Bei der Gestaltung einer beispielsweise 4 m breiten Maschine hat sich eine derartige technische Lösung jedoch aus folgenden Gründen als schwer einsetzbar erwiesen:

– das Problem, die seitliche Dehnung des Flors bei hoher Geschwindigkeit (Faltenbildung, ...) unter befriedigenden Produktivitätsbedingungen zu regeln,
– das Problem, bestimmte Faserarten, und insbesondere Fasern, die eine Länge von mehr als 250 mm aufweisen, oder durchgehende Filamente, entsprechend zu orientieren.

Die Anmelderin hatte in der Veröffentlichung WO97/05 315 ein Verfahren, das DUO-Verfahren genannt wird, vorgeschlagen, bei dem man die Verarbeitung der Fasern und/oder Filamente aufteilt, indem man vor dem Schlingen bildenden Schritt einen Schritt ausführt, der Kräuselbildungsschritt genannt wird. Der Schlingen bildende Schritt wird herkömmlicherweise anhand einer Vorrichtung ausgeführt, die aus der gegenseitigen Durchdringung eines ersten Satzes von Schlingenbildungsscheiben mit einem ersten Satz von Schlingenbildungsfingern besteht, während der anfängliche Kräuselbildungsschritt ebenfalls anhand einer Vorrichtung ausgeführt wird, die aus der gegenseitigen Durchdringung eines zweiten Satzes von Scheiben, die Kräuselbildnerscheiben genannt werden, mit einem zweiten Satz von Fingern, die Kräuselbildnerfinger genannt werden, besteht. Das in der Veröffentlichung WO97/05 315 beschriebene Verfahren war dadurch gekennzeichnet, dass die Kräusel bildende Vorrichtung, die im Verhältnis zu der Vorschubrichtung oberhalb der Schlingen bildenden Vorrichtung angeordnet war, eine Feinheit aufwies, die ein Vielfaches der Feinheit der Schlingen bildenden Vorrichtung war. Diese Ausgestaltung ermöglichte es auf besonders vorteilhafte Art und Weise, die von den Fasern während ihrer Verarbeitung erfahrenen Beanspruchungen zu verringern und ein Produkt ohne Faserbruch zu fertigen und dabei die Dimensionierung der Maschinenorgane zu begrenzen.
Obwohl diese Lösung im technischen Maßstab erfolgreich getestet wurde, weist sie eine gewisse Anzahl von Nachteilen auf. Insbesondere benötigt die Durchführung eines derartigen Verfahrens, dass Maschinen vorhanden sind, die oberhalb der vorliegenden Vorrichtung angeordnet sind und aus einer 2,5 m breiten Langfaserkardiermaschine und ihrer Ladevorrichtung, einer herkömmlichen Wickelmaschine, die über eine Breite von 4 m abwickelt, sowie einer Längsstreckmaschine bestehen. Eine derartige Fertigungsstraße zum Beschicken einer 4-m-Vorrichtung ermöglicht es, bis zu 800 Kilo pro Stunde herzustellen/ zu verarbeiten.
Die aus der Kräuselbildneranordnung und der Schlingenbildungsanordnung bestehende Vorrichtung, welche die Duo-Vorrichtung ausbildet, ermöglichte es, gemäß den Grenzen der derzeitigen Technik eine Schlaggeschwindigkeit von 1000 Schlägen pro Minute zu erreichen, wodurch zwischen 200 und 250 Kilo pro Stunde hergestellt/verarbeitet werden können, während eine herkömmliche Vliesstoff-Fertigungsstraße 3 bis 4-mal produktiver bleibt als eine Vorrichtung von der zuvor beschriebenen Duo-Art.
Daraus ergibt sich eine schlechte Anpassung zwischen der oberen Produktion (Kardiermaschine/Wickelmaschine/Streckmaschine) und der unteren Vorrichtung (Duo-Vorrichtung), was sich in der Praxis in zu aufwändigen Investitionen und mittelmäßigem Wirkungsgrad auswirkt.
Außerdem erweist sich die Tatsache, zahlreiche obere Vorrichtungen oder Maschinen vorzuschlagen, als schwierig zu handhaben. Ein kritischer Punkt sind die Unterbrechungen, die durch Maschinenfehler verursacht werden, insbesondere der unteren Vorrichtungen (Duo-Vorrichtung). Wegen der Trägheit der Kardiermaschine muss der Flor wiederverwertet und dann wieder in die Duo-Maschine eingeführt werden.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei der Abdeckungsqualität, d.h. der Überlagerung der Flore an den Falten. Eine schlechte Abdeckung wirkt sich zwangsläufig in dem Auftreten einer dunkleren oder helleren quer verlaufende Linie in den Endprodukten aus.
Schließlich kann die relative Komplexität der Duo-Vorrichtungen, deren Einstellung schwierig ist, bei bestimmten Fasern Schmutzzonen verursachen.
Insbesondere wenn Kardenreiniger oder -putzer an der Vorschlingen bildenden Vorrichtung vorhanden sind, muss ihre Anordnung, die sich je nach Art der verwendeten Faser ändert, genau eingestellt werden. Diese reinigenden oder putzenden Elemente sind zudem nach einem Ausbau, z.B. im Anschluss an einen Stau, relativ schwer wieder anzuordnen.
ZIELE DER ERFINDUNG
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese verschiedenen Probleme zu lösen und dabei die Verwendung von kostengünstiger und besser geeigneter oberer Ausrüstung, und insbesondere die Verwendung von Kardiermaschinen wie Baumwollkardiermaschinen, die Kardiermaschinen für Kurzfasern sind, wobei die Wickelmaschine gegebenenfalls weggelassen und durch eine Querstreckmaschine ersetzt werden kann, zuzulassen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls, ohne Kardenreiniger auszukommen und somit die Ausbildung der Vertikalisierungsvorrichtungen zu vereinfachen.
Schließlich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, durch die Verringerung der Beanspruchungen die Dimensionierung der verschiedenen Organe und insbesondere der drehbaren Organe in den Vertikalisierungsvorrichtungen reduzieren zu können.
HAUPTMERKMALE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung textiler Produkte aus Fasern und/oder Filamenten, die in Form eines Flors umlaufen, die im Wesentlichen durch die gegenseitige Durchdringung eines Satzes von identischen, beabstandeten Schlingenbildungsscheiben, die sich auf einer gemeinsamen Querachse befinden, mit einem Satz von identischen Schlingenbildungsfingern gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingenbildungsscheiben auf ihrem Umfang relativ beabstandete Zähne aufweisen.
Unter "relativ beabstandet" versteht sich, dass der Abstand, der zwei aufeinander folgende Zähne auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe trennt, mindestens 3-mal der Breite eines einzelnen Zahns entspricht.
Bevorzugt liegt die Anzahl der Zähne auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe zwischen 8 und 16.
Bevorzugt liegt der Abstand zwischen zwei auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe aufeinander folgenden Zähnen zwischen 20 und 60 mm.
Bevorzugt liegt die Höhe der Zähne zwischen 1 und 5 mm.
Vorteilhafterweise liegt die Neigung der Zähne gegenüber der Florzuführung zwischen 20 und 40 Grad.
Vorteilhafterweise liegt der Abstand zwischen zwei auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe auf einander folgenden Zähnen nicht über 1,5-mal die durchschnittliche Länge der Fasern und/oder Filamente des Flors.
In der Verlängerung jedes Schlingenbildungsfingers ist ein Umhängeorgan, bevorzugt eine Kulierplatine oder eine Nadel, angeordnet. Diese Umhängeorgane, und zwar bevorzugt die Nadeln, führen eine sinusförmige, geradlinige Bewegung aus, die durch ein Exzenterstangensystem erreicht wird.
Außerdem ist die Drehbewegung der Schlingenbildungsscheiben, die sich auf einer gemeinsamen Querachse befinden, einheitlich.
Vorteilhafterweise erreicht man die Bewegung der Weiterleitungsplatinen oder Nadeln und die Drehbewegung der Schlingenbildungsscheiben anhand eines einzigen Hauptantriebsarms, der Exzenter trägt und eine Untersetzung aufweist, die durch die Anzahl der Zähne festgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung textiler Produkte aus Fasern und/oder Filamenten, die in Form eines Flors umlaufen, wobei:

– die Fasern und/oder Filamente einer quer verlaufenden Schlingenbildung unterzogen werden, zusammen mit einem Ziehen anhand eines Aufbaus, der durch die gegenseitige Durchdringung eines Satzes von identischen Schlingenbildungsscheiben, die beabstandet und auf ihrem Umfang mit Zähnen versehen sind und die sich auf einer gemeinsamen Querachse befinden, mit einem Satz von identischen Schlingenbildungsfingern gebildet wird, wobei die Schlingenbildungsscheiben auf ihrem Umfang relativ beabstandete Zähne aufweisen,
– die Fasern und/oder Filamente in Form mindestens eines gewellten (gekräuselten) Pseudofadens einer bestimmten Länge gesammelt werden, wobei die Fasern und/oder Filamente parallel angeordnet werden, wobei dieses Sammeln der Fasern und/oder Filamente gegen die Neigung eines Zahns gegenüber der Florzuführung erfolgt,
– der gekräuselte Pseudofaden gleichzeitig über die gesamte Länge des Pseudofadens in Richtung auf Kulierplatinen oder einen Nadelsatz weitergeleitet wird.

Bevorzugt weist der Flor aus Fasern und/oder Filamenten am Eingang ein Gewicht zwischen 10 und 30 g/m² auf.
Vorteilhafterweise liegt die mittlere Orientierung der Fasern und/oder Filamente in dem Flor am Eingang in die Vorrichtung zwischen 10 und 25 Grad zu der Vorschubrichtung des Flors.
Vorteilhafterweise besteht der Eingangsflor aus Fasern und/oder Filamenten einer Länge zwischen 20 und 70 mm.
Bevorzugt wird vor dem ersten Schritt, der darin besteht, die Fasern und/oder Filamente einer quer verlaufenden Schlingenbildung mit Ziehen zu unterziehen, ein Querziehen an dem Flor vorgenommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zum Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
2 stellt eine Schnittansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung dar.
3 stellt eine Schnittansicht der Vorrichtung zum Mitnehmen der Hauptorgane der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, wobei es sich um die Nadeln und die Schlingenbildungsscheiben handelt.
4a bis 4e stellen die verschiedenen Phasen der Bildung eines Fadens nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung und seine Weiterleitung an die Nadeln dar.
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die in 1 und 2 beschriebenen Vorrichtungen sind Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung und setzen die so genannte Vertikalisierungstechnik ein, die sehr ausführlich in den Veröffentlichungen EP-A-0 479 880, WO96/10 667 und WO97/05 315 beschrieben wurde.
Um einen Pseudofaden zu erhalten, führt man in der Praxis eine quer verlaufende Schlingenbildung mit Ziehen für jede einzelne Faser und/oder jedes einzelne Filament durch die gegenseitige Durchdringung von Metallteilen aus, um dadurch jeder Faser und/oder jedem Filament eine gekräuselte Form zu geben. Die geschlungenen Grundfasern und/oder -filamente werden dann durch Zusammendrücken in Vorschubrichtung gesammelt, um eine Querreihe von Schlingen zu bilden. Dieses Sammeln ermöglicht es, eine sehr gute parallele Anordnung der Fasern zu erhalten. In dieser Phase hat man also bis auf die Verdrehung einen Pseudofaden gebildet, der in der gekräuselten Form gewünschter Dicke (oder Feinheit) vorliegt.
Außerdem kann die gesamte Vorbereitung des Flors, um einen Pseudofaden zu erhalten, d.h. die Formgebung, das Kardieren, die Pelzbildung und die anfängliche Orientierung der Fasern, nach den in der Druckschrift EP-A-0 479 880 beschriebenen Bedingungen erfolgen. Es ist gegebenenfalls möglich, darauf die in der Parallelanmeldung, die auf der Priorität EP-99 870 152.8 beruht, die ein Verfahren zur Orientierung und zum Ziehen von Fasern und/oder Filamenten eines Flors beschreibt, beschriebenen Verbesserungen anzuwenden.
Bei dem Einsatz des Verfahrens, das in der oben genannten Parallelanmeldung beschrieben wird, ist zu beobachten, dass außerdem ein Zusammenhang zwischen dem Wert des Ziehens und dem Mindestorientierungswinkel besteht. Für einen Flor, der aus 60 mm kurzen Fasern, die um einen Faktor 2 querverstreckt sind, besteht, haben diese Fasern einen durchschnittlichen Winkel von ungefähr 20 Grad mit einer Standardabweichung von 5 Grad. Bei der Verwendung eines Flors aus Fasern und/oder Filamenten, wie er in dieser Patentanmeldung vorgeschlagen wird, ist zu beobachten, dass durch die gleichförmige Orientierung der den Flor bildenden Fasern sehr geringe Beanspruchungen bei der Verarbeitung durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.
1 und 2 stellen die Vorrichtung für den Einsatz des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung dar. Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus der gegenseitigen Durchdringung eines Satzes von identischen "Schlingenbildungs"-Scheiben 10, die beabstandet sind und sich auf einer gemeinsamen Querachse 0 befinden, mit einem Satz von ebenfalls identischen "Schlingenbildungs"-Fingern 20. Die Schlingenbildungsscheiben 10 werden bei einer Drehgeschwindigkeit mitgenommen, die bevorzugt konstant und gleichmäßig und derart definiert ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Schlingenbildungsscheiben der Eingangs geschwindigkeit des aus den Fasern und/oder Filamenten bestehenden Flors entspricht.
Wie bereits erwähnt, ist zwischen zwei aufeinander folgenden Schlingenbildungsscheiben ein Schlingenbildungsfinger angeordnet. Die gegenseitige Durchdringung der verschiedenen Schlingenbildungsscheiben mit den Schlingenbildungsfingern verursacht einzeln eine Schlingenbildung mit Querziehen der Faser und/oder des Filaments, wie es in den Vorveröffentlichungen EP-A-0 479 880, WO96/10 667 und WO97/05 315 ausführlich beschrieben wird.
Nach der vorliegenden Erfindung sind diese Schlingenbildungsscheiben 10 mit relativ beabstandeten Zähnen 101, 102, 103 versehen. Unter "relativ beabstandet" versteht sich, dass der Abstand, der zwei aufeinander folgende Zähne 101 und 102 z.B. an dem Umfang der Scheibe entlang trennt, mindestens 3-mal der Breite eines einzelnen Zahns entspricht.
Der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Zähnen wird durch den Wert des Sammelns der Fasern und/oder Filamente des Flors zum Erstellen des Pseudofadens der gewünschten Feinheit definiert.
Bevorzugt liegt die Anzahl der auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe vorhandenen Zähne zwischen 8 und 16. Die Anzahl der Zähne ist von dem Durchmesser der Scheiben und auch von dem Verhältnis zwischen dem Gewicht des gewünschten Produkts und dem Gewicht des ankommenden Flors abhängig.
Die auf diesen Scheiben vorhandenen Zähne könnten für die Funktion der Flormitnahme im Wesentlichen ebenso dimensioniert sein wie die durchgehenden Zähne, die auf den Scheiben nach dem Stand der Technik vorhanden sind. Die anderen Funktionen benötigen jedoch eine ganz spezifische Form. Die Funktion der Mitnahme des Fadens bis zu den Nadelöhren benötigt eine ausreichende Höhe, bevorzugt von mindestens 3 mm. Die Funktion des Lösens des Fadens aus dem Zahn bei der Abwärtsbewegung der Nadeln benötigt ein genaues, leicht gekrümmtes Profil des aktiven Zahnteils.
Bevorzugt liegt die Neigung des Zahns, der dem Florvorschub gegenüber liegt, zwischen 20 und 40 Grad, was ihm ein gutes Eindringen in den Flor ermöglicht und dabei ein einfaches Ausrasten der ausgebildeten Schlinge, die den Pseudofaden bildet, auf die Sammel- und Umhängeorgane zu erlaubt.
In der Verlängerung eines jeden Schlingenbildungsfingers 20 ist nämlich ein Umhängeorgan vorgesehen, das eine Kulierplatine, oder wie in 1 und 2 dargestellt, eine Nadel 30 sein kann. Der Aufbau der Umhängeorgane, und genauer gesagt der Nadeln 30, ermöglicht es, den durch das Sammeln der Fasern und/oder Filamente erhaltenen Pseudofaden abzufangen und weiterzuleiten.
Diese Nadeln 30 sind mit einer Vorkragung 35 einstückig und führen gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung aus, die insbesondere eine geradlinige, sinusförmige Bewegung sein kann, die von einem Exzenterstangensystem erzeugt wird.
Diese Nadeln 30 dienen dazu, den Pseudofaden weiterzuleiten, indem sie eine Unterlage durchstechen, die auf einer Reihe von Ambossen 40 angeordnet ist, auf denen sie sich bewegt. Diese nicht dargestellte Unterlage ist dazu gedacht, den Bodenbelag auszubilden.
Diese Ambosse 40 dienen als Reaktionselemente auf das Durchstechen der Nadeln 30 in die Unterlage. Außerdem werden auf herkömmliche Art und Weise Haken 50 bereit gestellt, die zusammen mit nicht dargestellten Messern verwendet die Fertigung eines Bodenbelags in Form von Schnittflor oder Samt ermöglichen.
Die Bewegung der Nadeln 30 und die Drehbewegung der Schlingenbildungsscheiben 10 werden anhand einer einzigen, Exzenter 110 tragenden Hauptantriebswelle 100 erreicht, die mit einem herkömmlichen Aufbau aus Kolbenstange 120 und Stößel 130 verbunden ist, der mit einem Übersetzungsgetriebe 140, 142 bis zu der Schlingenbildungswelle 0 versehen ist, die eine Untersetzung aufweist, die der Anzahl der Zähne 101, 102 entspricht, die auf dem Umfang einer Scheibe 10 vorhanden sind, wie ausführlich in 3 dargestellt.
Wie ausführlicher zu 4 beschrieben, ist zu beobachten, dass eine Faser, deren oberes Ende von einem Zahn eingeklemmt wird, bis zu den Nadeln mitgenommen werden kann, ohne jemals so weit gespannt zu werden, dass sie an einem Zahn entlang blockiert wäre. Diese Faser kann dann die anderen Fasern des Flors mitnehmen, ohne dass unbedingt ein effektiver Kontakt mit der Zahnung vorliegt.
Das geringe Ausmaß an Beanspruchungen, die bei dieser Verarbeitung (Schlingen bildender Schritt) erzeugt werden, ermöglicht es, einen Masseneffekt zu erhalten, bei dem die direkte Mitnahme einiger Fasern die Mitnahme des ganzen Flors erlaubt. Außerdem ist zu beobachten, dass dieser Masseneffekt vorliegt, solange der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Zähnen auf ein und derselben Scheibe die durchschnittliche Länge der in dem Flor vorhandenen Fasern nur wenig übersteigt.
Weigere Vorteile sind zu beobachten, wenn das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Insbesondere erhöht sich die Übersichtlichkeit der Arbeitszone. Die vorliegende Erfindung kommt nämlich ohne Kardenreiniger aus, die den Blick auf die Nadeln verdecken und die Bedienungsperson daran hindern, Problemen wie Stauen vorzubeugen.
Insbesondere ermöglicht es die Tatsache, keine zusätzlichen Organe, wie die Kardenreiniger, verwenden zu müssen, eine Vorrichtung auszubilden, die einfacher zu fertigen und instand zu halten ist. Es war nämlich besonders schwierig, diese zusätzlichen Organe, wie die Kardenreiniger, innerhalb der Vertikalisierungsvorrichtung richtig anzuordnen.
Außerdem werden Fehler bei dem Sammeln der Fasern und/oder Filamente in den Nadelöhren durch die Verwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung beseitigt oder verringert. Dieses Sammeln, das nach dem Stand der Technik nicht wirklich positiv war, konnte die Ursache von Fehlern sein, die sich direkt auf das Endprodukt in Löchern oder Fehlstellen auswirkten.
Bei der Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine bedeutende Verringerung der Toleranzen allgemein zu beobachten. Eine leichte Verziehung einer Scheibe, die z.B. den Spielraum zwischen Nadel und Scheibe verringert, hat nämlich bei Verwendung des wie zuvor beschriebenen Verfahrens keinen oder wenigstens nur einen verminderten Einfluss. Die beabstandeten Zähne, die auf dem zweiten Scheibensatz vorhanden sind, sind nämlich in der Lage, die Schlingen hinter die Nadeln zurückzudrücken.
Besonders vorteilhaft ist auch zu beobachten, dass die Beanspruchungen der Schlingenbildung im Verhältnis zu den nach dem Stand der Technik beschriebenen Lösungen bei Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung reduziert werden. Die Scheiben zwischen den durchgehenden Verzahnungen erweisen sich nämlich als auf dem Zahnlückengrund besonders schwierig zu polieren. Es ist zu bemerken, dass das Polieren unerlässlich ist, damit die Fasern Schlingen bilden und sich zu den Scheiben quer bewegen können. Daraus ergibt sich tatsächlich eine Erhöhung der Reibungen zwischen Fasern und Metall. Wenn man die wie zuvor beschriebenen, beabstandeten Zahnungen für den zweiten Scheibensatz verwendet, ist zu beobachten, dass sich die Fasern in den glatten Teilen zwischen zwei aufeinander folgenden Zähnen bewegen, wobei diese Teile beim Polieren leicht zugänglich sind. Die sich daraus ergebende Minderung der Beanspruchungen hängt mit der Reibungsminderung zusammen und macht es somit möglich, höhere Betriebsgeschwindigkeiten zu erreichen.
Schließlich ist zu beachten, dass die Nadeln, die für die Fertigung getufteter oder gewirkter Produkte gedacht sind, sehr vereinfacht sind. Die Minderung der Beanspruchungen und somit des Drehmoments an der Scheibenwelle erlaubt nämlich einen geringeren Scheibendurchmesser und somit eine Verringerung der Vorkragung der Nadeln. Ebenso ermöglicht die Beseitigung der Kardenreiniger auch eine Reduzierung der Nadelhöhe. Die Nadeln weisen demnach eine kompaktere Ausgestaltung auf und sind stabiler und folglich kostengünstiger zu fertigen.
4a bis 4e beschreiben ganz besonders die verschiedenen Phasen der Bildung eines Fadens nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung und seine Weiterleitung an die Nadeln. Zum besseren Verständnis der Figuren sollen die Nadeln in eine geradlinige, sinusförmige Bewegung versetzt werden und ihre Position ist je nach dem in Grad ausgedrückten Winkel der Antriebswelle markiert, wobei der obere Totpunkt 0 Grad entspricht. Während eines ganzen Nadelzyklus, also 360 Grad, dreht sich die Scheibe, die in eine gleichmäßige, kreisförmige Bewegung versetzt wird, um 360/n Grad, wobei n die Anzahl der Zähne ist.
Fig. 4a (60-Grad-Position der Nadel)
Der Flor wurde eingeführt und hat ihren Vorschub auf die Nadeln hin begonnen. Der zuvor beschriebene Masseneffekt ermöglicht eine regelmäßige Verteilung der Fasern während der Schlingen bildenden Phase, außer an der Stelle der Zähne selber, wo die Fasern durch den "Spitzen"-Effekt des oberen Teils der Zahnung, die bei ihrem Eingriff in den Flor eindringt, leicht zurückgedrückt werden. Wenn dieser Spitzeneffekt nicht auftreten würde, würden bestimmte Fasern größere Schlingen als erwünscht (der Zahntiefe entsprechend) bilden, was dem Wirkungsgrad schaden würde. Die Tiefe des Zahns sowie seine allgemeine Form sind zu berücksichtigen.
Fig. 4b (60-Grad-Position der Nadel im nächsten Zyklus)
Die Scheiben nehmen den gekräuselten Flor (unterdessen hat die Nadel einen vollständigen Zyklus vollendet), der somit auf den Nadelschaft trifft, weiter mit. Dieses Hindernis allein blockiert schon den Vorschub der Fasern, die sich hintereinander als Grundschlingen sammeln, bis sie den Pseudofaden der gewünschten Feinheit bilden.
Fig. 4c (300-Grad-Position)
Der folgende Zahn "schabt" die gesammelten Fasern gegen die Nadel, wobei er Druck ausübt, der es den Fasern ermöglicht, sich in Form einer dichten "Litze", die den Pseudofaden bildet (bis auf die Verdrehung wie ein Faden), zusammenzukommen und dann diesen Pseudofaden an beiden Seiten der Nadel vorbeizuführen. Die zum Pseudofaden gewordenen Fasern können nämlich auf dem Zahn keine Schlingen mehr bilden.
Fig. 4d (0-Grad-Position)
Der Faden ist leicht vorgerückt, während die Nadel ihren oberen Totpunkt erreicht hat. Der Abstand zwischen der Zahnbasis, wo sich die Fasern gesammelt haben, und dem Nadelöhrgrund entspricht genau dem Schlingenbildungswert (Abstand zwischen dem Fingerende und dem glatten Teil der Scheiben), der die Höhe der Schlinge bestimmt. Der Faden ist somit in dem Nadelöhrgrund gespannt, was sein Ergreifen durch die Nadel sicherstellt. Es ist zu beachten, dass dieses Ergreifen hier absolut "positiv" ist und in keiner Weise von der Art der Faser oder ihrer Elastizität abhängig ist.
Fig. 4e (30-Grad-Position)
Die Nadel hat den Abstieg begonnen. Das Zahnprofil ist ausgelegt, damit der Faden nicht festgehalten wird, was dadurch erreicht wird, dass der waagerechte Abstand zwischen dem Nadelöhrgrund und dem Zahn angesichts der relativen Bewegungen zwischen Nadel und Scheibe konstant ist. Die Fasern, die sich hinter dem Zahn befanden, haben begonnen, sich an der Nadel zu sammeln, um den Faden zu bilden, der in dem nächsten Zyklus aufgegriffen wird.
Beispiel 1: Fertigungsstraße für ein 2-Meter-Produkt
Dieses Beispiel beschreibt eine Fertigungsstraße für ein Zwei-Meter-Produkt, z.B. für Kraftfahrzeuge.
Es soll ein Produkt von 400 g/m² mit einer Feinheit von 1/10 Zoll (2,54 mm) mit einem Vorschub in 2- mm-Stößen aus einer Faser von 6,7 dtex, Schnitt 60 mm, gefertigt werden.
Eine "Kurzfaser"-Kardiermaschine erzeugt einen Flor von 40 gm² in einer Nutzbreite von 1 Meter.
Dieser Flor wird von dem Aufweiter aufgenommen, der ihn auf 2 Meter bringt und die Fasern dabei ungefähr um den durchschnittlichen Wert von 20° (im Verhältnis zur Maschinenrichtung) orientiert. Das Gewicht des Flors ist auf 20 g/m² übergegangen.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist mit einem Satz identischer Scheiben mit einem Durchmesser von 150 mm und 12 Zähnen (also ungefähr 40 mm zwischen den Zähnen) versehen. In diesem Fall werden 40 mm des Flors in Maschinenrichtung verdichtet, um einen Faden zu bilden, der alle 2 mm getuftet wird. Das Gewicht des gefertigten Produkts beträgt tatsächlich 400 = 40 × 20 / 2.
Möchte man das Gewicht des Produkts ändern, so besteht die einzige Möglichkeit darin, das Gewicht des Flors zu ändern. Da ein Kardenflor nicht unendlich schwerer werden kann, kann es angemessen sein, zu der Kardiermaschine eine drehbare Verdichtervorrichtung hinzuzufügen, die im Bereich der nicht gewebten Stoffe eine gewöhnliche Ausrüstung ist und es ermöglicht, das Gewicht des Flors unmittelbar beim Austreten aus der Kardiermaschine zu erhöhen. Die Höchstproduktion einer derartigen Kardiermaschine liegt bei ungefähr 120 kg/Std., was genau der Kapazität einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung entspricht (Vertikalisierungsvorrichtung), die 1000-mal pro Minute anschlägt. Die Produktionen zwischen den oberen und unteren Maschinen stimmen perfekt überein. Das Investitionsverhältnis zwischen oberen und unteren Maschinen liegt bei etwa 1. Die Fertigungsstraße erreicht somit den bestmöglichen Wirkungsgrad.
Beispiel 2: Fertigungsstraße für ein 4-Meter-Produkt
Die Führung der Fertigungsstraße ist mit der aus Beispiel 1 identisch. Es werden zwei 1-Meter-Kardiermaschinen verwendet, deren Flore überlagert werden, um nach einem Querziehen von 4 Metern einen Flor von 20 g/m² zu erhalten, der in die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eintritt.
Auch bei diesem zweiten Beispiel besteht eine optimale Angemessenheit zwischen Investition und Produktion.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung textiler Produkte aus Fasern und/oder Filamenten, die in Form eines Flores umlaufen, die im wesentlichen durch die gegenseitige Durchdringung eines Satzes von identischen Schlingenbildungsscheiben (10), die beabstandet und auf ihrem Umfang mit Zähnen (101, 102) versehen sind und die sich auf einer gemeinsamen Querachse (0) befinden, mit einem Satz von identischen Schlingenbildungsfingern (20) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand, der zwei auf dem Umfang der Schlingenbildungsscheibe (10) aufeinander folgende Zähne (101, 102) trennt mindestens 3-mal der Breite eines einzelnen Zahns entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zähne auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe (10) zwischen 8 und 16 liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe (10) aufeinander folgenden Zähnen (101, 102) zwischen 20 und 60 mm liegt.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Zähne (101, 103) zwischen 1 und 5 mm liegt.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Zähne gegenüber der Florzuführung zwischen 20 und 40 Grad liegt.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei auf dem Umfang einer Schlingenbildungsscheibe (10) aufeinander folgenden Zähnen (101, 102) nicht über 1,5-mal die durchschnittliche Länge der Fasern und/oder Filamente des Flores liegt.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verlängerung jedes Schlingenbildungsfingers (20) ein Umhängeorgan, bevorzugt eine Kulierplatine oder eine Nadel (30), angeordnet ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhängeorgane und bevorzugt die Nadeln (30) eine sinusförmige, geradlinige Bewegung ausführen, die durch ein Exzenterstangensystem erreicht wird.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung der Schlingenbildungsscheiben (10), die sich auf einer gemeinsamen Querachse (0) befinden, einheitlich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Umhängeplatinen oder Nadeln (30) und die Drehbewegung der Schlingenbildungsscheiben (10) anhand einer einzigen Hauptantriebswelle (100), die Exzenter (110) trägt und eine Untersetzung aufweist, die durch die Anzahl der Zähne festgelegt wird, erreicht werden.
Verfahren zur Herstellung textiler Produkte aus Fasern und/oder Filamenten, die in Form eines Flores umlaufen, wobei: – die Fasern und/oder Filamente einer quer verlaufenden Schlingenbildung unterzogen werden, zusammen mit einem Ziehen anhand eines Aufbaus, der durch die gegenseitige Durchdringung eines Satzes von identischen Schlingenbildungsscheiben (10), die beabstandet und auf ihrem Umfang mit Zähnen (101, 102) versehen sind und die sich auf einer gemeinsamen Querachse (0) befinden, mit einem Satz von identischen Schlingenbildungsfingern (20) gebildet wird, wobei der Abstand, der zwei auf dem Umfang der Schlingenbildungsscheibe (10) aufeinander folgende Zähne (101, 102) trennt, mindestens dreimal der Breite eines einzelnen Zahns entspricht, – die Fasern und/oder Filamente in Form von mindestens einem gewellten Pseudofaden (100) mit einer gewissen Länge gesammelt werden, bei dem die Fasern und/oder Filamente parallel angeordnet werden, wobei dieses Sammeln der besagten Fasern und/oder Filamente gegen die Neigung eines Zahns gegenüber der Florzuführung erfolgt, – der gewellte Pseudofaden gleichzeitig über die gesamte Länge des Pseudofadens in Richtung auf Kulierplatinen oder einen Nadelsatz (30) weitergeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Flor aus Fasern und/oder Filamenten am Eingang ein Gewicht zwischen 10 und 30 g/m² aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Ausrichtung der Fasern und/oder Filamente in dem Flor am Eingang in die Vorrichtung zwischen 10 und 25 Grad in Bezug auf die Vorschubrichtung des Flores liegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsflor aus Fasern und/oder Filamenten einer Länge zwischen 20 und 70 mm besteht.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Schritt, der darin besteht, die Fasern und/oder Filamente einer quer verlaufenden Schlingenbildung mit Ziehen zu unterziehen, ein Querziehen an dem Flor vorgenommen wird.