EP0013902A1

EP0013902A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Velour-Nadelfilzbahnen

Info

Publication number: EP0013902A1
Application number: EP80100098A
Authority: EP
Inventors: Richard Dilo
Original assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Current assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1980-01-09
Publication date: 1980-08-06
Also published as: EP0013902B1; US4378618A; DE2900935A1; US4454637A; JPS55128063A; ATE2689T1; DE2900935C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum Herstellen von Velour-Nadelfilzbahnen durch Bearbeiten eines durch Nadelung verfestigten Faservlieses mittels Faserflorschlingen bildenden Velour- bzw. Gabelnadeln (17), wobei ein aus mehreren Lagen bestehendes Faservliesband (46) schraubenlinienförmig zu einem sich um seine Achse drehenden und in axialer Richtung sich kontinuierlich weiterbewegenden Schlauch (27) gewickelt wird, wobei sich die einzelnen Lagen des Vliesbandes je Windung einander teilweise überlappen und die unteren bzw. innenliegenden Schichten (61) des gewickelten Schlauches (27) in einer Breite, die kleiner, vorzugsweise bis zu etwa um die Hälfte kleiner ist als die Breite des Vliesbandes, in bekannter Weise mittels Filznadeln (16) verfestigt und aus der oberen bzw. außenliegenden lockeren Faserschicht (62) des gewickelten Schlauches die die Polschlingen bildenden Fasern in bekannter Weise mittels Gabelnadeln (17) durch die vorverfestigte untere bzw. innenliegende Faserschicht hindurchgedrückt werden, und wobei der fertig bearbeitete Schlauch in axialer Richtung aufgeschnitten, flachgelegt und die so gebildete Bahn (73) aufgewickelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Velour-Nadelfilzbahnen durch Bearbeiten, d.h. Nadeln, eines Faservlieses mittels Filznadeln zwecks Verfestigung desselben und anschließendes Nadeln des vorverfestigten Faservlieses mittels Faserflorschlingen bildenden Gabelnadeln.
Es ist bereits bekannt, Velour-Nadelfilzbahnen durch Anwendung der Nadeltechnik herzustellen. Man ist hierbei bisher in der Weise vorgegangen, daß eine von einer Krempelanlage gelieferte, längsorientierte Faserflorbahn mit Hilfe eines Querlegers zick-zack-förmig zu einem mehrlagigen voluminösen, querorientierten Vlies aufgebaut bzw. getäfelt wird, welches der weiteren Bearbeitung unterzogen wird. Die vorerwähnte Art der Herstellung des weiterzuverarbeitenden Vlieses bedingt einen ungleichmäßigen Vliesaufbau, insbesondere eine unerwünschte Zunahme der Stärke des Vlieses im Bereich der Ränder.
Überdies ist von Nachteil, daß beim Vernadeln eines derartigen Vlieses durch das Einschrumpfen der Materialbahn die Randdicke weiter zunimmt, was ein Beschneiden der Bahn erfordert, wodurch nicht unerhebliche Abfallmengen anfallen. Die weitere Bearbeitung eines derartigen Vlieses erfolgt in der Weise, daß dieses zunächst zwecks Verfestigung genadelt und daß anschließend mit Hilfe von Gabelnadeln der Flor gebildet wird, indem aus dem bereits in etwa gleichmäßig verfestigten Vlies die Faserflorschlingen herausgedrückt werden.
Diese Arbeitsweise hat einige wesentliche Nachteile sowohl herstellungstechnischer Art als auch hinsichtlich der Qualität des Endprodukts.
Da die die Florschlingen bildenden Fasern aus dem notwendigerweise in seiner ganzen Stärke verfestigten Faservlies herausgestoßen werden müssen und da dieses Vlies bereits eine beträchtliche Verdichtung erfahren hat, ist eine erhebliche Arbeit aufzuwenden, um den Flor zu bilden. Dies bedingt eine hohe Antriebsleistung der Maschine sowie eine außerordentlich steife Maschinenkonstruktion, die die auftretenden hohen Kräfte aufnehmen kann. Da das Endprodukt vornehmlich als Bodenbelag dienen soll, muß die Bahn eine gewisse Mindestbreite haben. Entsprechend breit ist das Gestell der Maschine auszulegen, so daß bei den üblichen Bahnbreiten wegen der erforderlichen Steifigkeit der in Betracht kommenden Maschinenteile ein enormer konstruktiver Aufwand unvermeidbar ist.
Weiterhin ist von Nachteil, daß die Maschinenleistung auch dadurch begrenzt ist, daß infolge der hohen Reibleistung beim Nadeln des Faservlieses, insbesondere bei der Florbildung, Erwärmungen der Werkzeuge und Maschinenteile auftreten, die sich häufig ungünstig auf das Fasermaterial, aber auch auf die Maschine selbst auswirken.
Schließlich ist im Hinblick auf das Endprodukt von Nachteil, daß sich aus dem vorverfestigten Faservlies nach der vorbekannten Methode nur etwa 25 bis 30 % des Fasermaterials zur Bildung des Flors bzw. der Polschlingen aus dem Vlies herausdrücken lassen, was einen wegen zu geringer Poldichte sehr mageren Flor ergibt, der eine nur sehr begrenzte Anwendung ermöglicht.
Eine Maschine bzw. Anlage zur Herstellung derartiger Velour-Nadelfilzbahnen besteht aus der Krempelanlage, dem Quer-oder Kreuzleger, einer Vornadelmaschine, einer Hauptnadelmaschine, einer Velournadelmaschine und den notwendigen Einrichtungen zur Nachbehandlung der mechanisch bearbeiteten Materialbahn. Diese Aufzählung verdeutlich den bisher notwendigen erheblichen apparativen Aufwand, wobei zu berücksichtigen ist, daß die einzelnen Maschinen bzw. Geräte eine der Breite der Materialbahn angepaßte Breite aufweisen müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe ein qualitativ hochwertiges Velour-Nadelfilzmaterial herstellbar ist, das in keiner Weise den nach anderen Verfahren hergestellten Velourmaterialien nachsteht und gegenüber dem bisher bekannten Velour-Nadelfilzmaterial eine wesentlich günstigere Faserverteilung in bezug auf das Pol- und Bodenmaterial aufweist und welches apparativ erheblich weniger aufwendig durchführbar ist. Vorzugsweise soll im günstigsten Falle erreichbar sein, daß bis etwa 70 % der Fasern des Faservlieses im Polmaterial und nur etwa 30 im Bodenmaterial liegen. Ein derartiges Bahnmaterial ist allen anderen Velour-Materialbahnen gleichartig und vermag mit ihnen in bezug auf die Qualität des Erzeugnisses zu konkurrieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Maschine vorzuschlagen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zum Herstellen von Velour-Nadelfilzbahnen in der Weise zu verfahren, daß zunächst wenigstens ein aus mehreren Lagen bestehendes Faservliesband schraubenlinienförmig zu einem sich um seine Achse drehenden, in axialer Richtung kontinuierlich weiterbewegenden Schlauch gewickelt wird, wobei sich die einzelnen Lagen des Vliesbandes je Windung einander teilweise überlappen, daß dann die untere bzw. innenliegende Schicht des gewickelten Schlauches in einer Breite, die kleiner, vorzugsweise bis zu etwa um die Hälfte kleiner, ist als die Breite des Vliesbandes, in an sich bekannter Weise mittels Filznadeln verfestigt wird und daß dann aus der oberen bzw. außenliegenden lockeren Faserschicht des gewickelten Schlauches die die Polschlingen bildenden Fasern in gleichfalls bekannter Weise mittels Gabelnadeln durch die vorverfestigte untere bzw. innenliegende Faserschicht hindurchgedrückt werden.
Um ein möglichst gleichmäßig starkes und homogenes, zu einem Schlauch gewickeltes Faservlies zu erhalten, werden die einzelnen Lagen eines Faservliesbandes zur Bewegungsrichtung des Schlauches entgegengesetzt zueinander versetzt und aufeinandergelegt. Beim Wickeln des Schlauches aus dem so gebildeten Faservliesband sind die einzelnen Lagen gegenüber der zylindrischen Auflagefläche des Schlauches unter einem spitzen Winkel geneigt aufeinander abgelegt.
Der vorerwähnte seitliche Versatz der Lagen beim Aufbauen des Vliesbandes muß so groß sein, daß die geneigte Randfläche des Vliesbandes bei der Bildung des Schlauches im wesentlichen parallel zu dessen Auflagefläche liegt bzw. an die schräge Randfläche der vorhergehenden Windung anschließt.
Der in der beschriebenen Weise gebildete und bearbeitete Schlauch, dessen Außenseite in der üblichen Weise noch behandelt und bearbeitet bzw. mit Schichtmaterial belegt werden kann, wird schließlich in Abhängigkeit von seiner Drehung aufgeschnitten, so daß eine Bahn mit parallelen Kanten entsteht, welche flachgelegt und aufgewickelt wird.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bietet den wesentlichen Vorteil, daß das zu einem Schlauch aufgewickelte Fasermaterial nur hinsichtlich einer bestimmten Höhe zwecks Bildung des Bodens verfestigt wird und daß das über dieser vorverfestigten und ausreichend dichten Faserlage befindliche lockere Fasermaterial weitgehend zur Bildung des Flors durch die vorverfestigte Faserlage hindurchgedrückt wird. Der Bereich, in welchem das zu einem Schlauch gewickelte Vlies bearbeitet wird, kann relativ klein sein, da durch die Drehung des Schlauches bei gleichzeitiger axialer Bewegung bedingt, eine ausreichende Bearbeitung des Fasermaterials erfolgt, was wiederum einen relativ geringen apparativen Aufwand und eine wesentlich leichtere Konstruktion der Maschine erfordert.
Die Maschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung weist einen an einem Gestell ortsfest angeordneten Schaft auf, welcher mit einem schraubenlinienförmig auf diesen mit gleichmäßiger Steigung aufgewickelten und auf ihm befestigten Lamellensteg versehen ist, welchem gegenüber wenigstens ein radial zum Schaft bewegbarer, mit Filz- und Gabelnadeln bestückter Nadelbalken angeordnet ist. Dem in vorerwähnter Weise ausgebildeten Schaft ist im Arbeitsbereich der Nadeln des Nadelbalkens eine Faservliesband-Zuführeinrichtung sowie wenigstens eine aus einem endlosen Förderband bestehende Schlauchdreh- und -vorschubeinrichtung zugeordnet. Bei letzterer ist das endlose Förderband über wenigstens zwei Umlenkwalzen geführt, wobei ein Trum desselben auf der Außenseite des Schlauches unter Spannung anliegt, so daß bei Bewegung des Förderbandes der Schlauch infolge Reibung mitgenommen und gedreht wird.
Vorteilhafterweise sind dem mit einem Lamellensteg besetzten Schaft zwei Nadelbalken zugeordnet, so daß auch zwei Faservliesbänder zur Bildung des Schlauches zugeführt werden können, wodurch sich die Leistungsfähigkeit der Maschine steigern läßt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemäß ausgebildeten Maschine gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor, welches in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Maschine in schematischer Darstellung;
Fig. 2 eine Aufsicht auf die schematisch dargestellte Maschine;
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des aus mehreren Schichten gebildeten, geneigt übereinanderliegenden Fasermaterials, aus welchem der Fasermaterialschlauch gebildet wird;
Fig. 4 eine Aufsicht auf die der Maschine nachgeschaltete Schneidwickelvorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an einem nicht im Detail dargestellten Gestell der Maschine 11 ein rohrförmiger Schaft 12 im vorliegenden Fall horizontal befestigt, auf dessen Außenfläche spiralförmig mit einer Steigung, die dem Abstand der Nadeln im Nadelbalken entspricht, ein aus einem Stahlband bestehender Lamellensteg 13 aufgewickelt und befestigt ist. Oberhalb und unterhalb des Schaftes 12 sind in Längsrichtung des Schaftes die obere sowie die untere Nadelstation 14a bzw. 14b angeordnet, welche prinzipiell den gleichen Aufbau haben, der deshalb nachstehend nur anhand der oberen Nadelstation 14a näher beschrieben ist. Der sich über eine bestimmte Länge des Schaftes 12 erstreckende Nadelbalken 15 trägt in Schaftlängsrichtung hintereinanderliegend zwei Gruppen von Nadeln, nämlich die Filznadeln 16 und dahinterliegend die Velour- oder Gabelnadeln 17. Die Nadeln 16 und 17 sind durch Öffnungen in dem Niederhalterblech 18 hindurchgeführt, zwischen welchem und den Außenkanten der Lamellenstege 13 das Faservliesband 19 zugeführt wird. Der Nadelbalken 15 wird von einer oder mehreren Schwingen 20 getragen, die an einer Achse 21 gelagert sind. Über die Pleuelstange 22, den Schwinghebel 23 und die in axiale Schwingungen versetzte Schub- bzw. Zugstange 24 wird der Nadelbalken 15 in auf- und abschwingende Bewegung versetzt, wobei die Nadeln mit ihren freien Enden das über den Lamellen 13 des Schaftes 12 aufgebaute geschichtete Vlies 25 in an sich bekannter Weise durchdringen und dabei einerseits den den Lamellen 13 benachbarten Bereich des Faservlieses 25 verfestigen bzw. andererseits aus der außenliegenden lockeren Schicht des Vlieses die Fasern zur Bildung der Polschlingen durch die verfestigte Grundschicht hindurchdrücken.
Das Faservliesband 19 wird über das Leitblech 26 den Nadelstationen 14 zugeführt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Faservliesbandes 19 ist synchron der Drehgeschwindigkeit des um den Schaft 12 herum mit seinen Lamellen 13 gebildeten Fasermaterialschlauchs 27, der mit Hilfe der Schlauchdreheinrichtung ständig gleichförmig gedreht wird. Diese besteht aus den beiden endlosen Förderbändern 28, 29, welche über die beiden oberen Walzen 30, 31 bzw. die unteren Walzen 32, 33 umgelenkt und mittels Walzen 34 bzw. 35 gespannt werden und unter entsprechender Vorspannung an dem Fasermaterialschlauch 27 anliegen und diesen gegen die Lamellenstege 13 andrücken und dabei infolge Reibwirkung entsprechend ihrer eigenen Bewegung mitnehmen, deren Richtung durch Pfeile markiert ist. Da die Lamellen 13 aus einem spiralförmig gewickelten Steg bestehen und im zweiten Teil der Nadelstation 14 die Polschlingen in den Zwischenraum zwischen je zwei benachbarten Lamellen hineingedrückt sind, wird bei Drehung des Fasermaterialschlauchs 27 dieser automatisch bei entsprechender Drehung entsprechend der Steigung des Lamellensteges 13 axial weiterbewegt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der zuvor beschriebenen Maschine 11 eine Krempelmaschine 41 mit einem Florteiler 42 zugeordnet, welcher die von der Krempelmaschine abgegebene Florbahn 43 in Florbänder 44a bis 44e zerteilt. Die Florbandlegeeinrichtung 45 lenkt die Florbänder 44a bis 44e in dargestellter Weise um und die einzelnen Florbänder 44a bis 44e in der Weise aufeinander ab, daß das jeweils über dem unteren Florband liegende Band gegenüber dem unteren Florband versetzt aufliegt, so daß das so gebildete Faservliesband 46 aus fünf gegeneinander versetzten Schichten besteht, die an beiden Seiten einen sich verjüngenden Randbereich 47 bzw. 48 aufweisen, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.
Die Florbänder 44a bis 44e bzw. das aus ihnen gebildete Faservliesband 46 wird auf dem Förderband 49 abgelegt, welches es der Vliesbandzuführ- und -leiteinrichtung 51 zuführt, die dafür sorgt, daß das Faservliesband 46 in der Weise zur Bildung des Fasermaterialschlauchs 27 geschichtet abgelegt wird, daß die einzelnen Lagen des Faservliesbandes 46 spitzwinklig schräg geneigt liegen und eine gleichmäßig hohe Fasermaterialschicht mit gleichmäßiger, homogener Faserverteilung erhalten wird, wie dies insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, die schematisch den Aufbau bzw. die Schichtung des Fasermaterialschlauches 27 erkennen läßt. Durch diese Art der Bildung bzw. Schichtung des zu nadelnden Fasermaterials und durch die Anordnung der Nadelungszone im Bereich des Einlaufs des Faservliesbandes 46 in die Maschine 11 wird erreicht, daß die der Vorverfestigung der Grundschicht 61 dienenden Nadeln der Nadelgruppe 16 nur die untere bzw. innere Schicht 61 erfassen, nicht jedoch die in der oberen bzw. äußeren lockeren Schicht 62 liegenden Fasern, die bei Einlauf des Vliesbandes 46 und bei Weiterbewegung des Schlauchs 27 von den Velour- bzw. Gabelnadeln der Nadelgruppe 17 erfaßt und durch die untere bzw. innere Schicht 61 zur Bildung der Polschlingen hindurch und in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Lamellen 13 gestoßen werden.
Die Darstellung in Fig. 3 ist insofern nur schematisch, als im Bereich der Nadelungszone und hinter dieser das Faservliesmaterial des Schlauches 27 effektiv eine andere Form annimmt, d.h. daß die Oberfläche absinkt und die Materialstärke geringer wird, weil es einerseits verfestigt und andererseits die Fasern als Polschlingen durch die verfestigte Schicht hindurchgedrückt worden sind. In Fig. 3 soll aber in erster Linie der theoretische Aufbau des Fasermaterials dargestellt werden, aus dem der Fasermaterialschlauch 27 gebildet wird.
Der in der beschriebenen Weise gebildete Fasermaterialschlauch 27 wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, entweder unmittelbar nach seiner Bildung oder gegebenenfalls nach weiterer Behandlung seiner Außenseite, beispielsweise durch Aufbringung einer Beschichtung, an sich bekannter Art mittels einer Schneideinrichtung 71 aufgeschnitten, die drehbar gelagert ist und synchron mit dem Schlauch gedreht wird, um einander parallele Kanten 71, 72 der flachliegenden Velour-Nadelfilzbahn 73 zu erhalten. Die Bahn 73 wird schließlich mit Hilfe der um die Schlauchachse 74 drehbaren Wickelvorrichtung 75 zu einem Ballen 76 aufgewickelt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Velour-Nadelfilzbahnen durch Bearbeiten eines durch Nadelung verfestigten Faservlieses mittels Faserflorschlingen bildenden Velour- bzw. Gabelnadeln, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein aus mehreren Lagen bestehendes Faservliesband schraubenlinienförmig zu einem sich um seine Achse drehenden und in axialer Richtung sich kontinuierlich weiterbewegenden Schlauch gewickelt wird, wobei sich die einzelnen Lagen des Vliesbandes je Windung einander teilweise überlappen, daß die unteren bzw. innenliegenden Schichten des gewickelten Schlauches in einer Breite, die kleiner, vorzugsweise bis zu etwa um die Hälfte kleiner ist als die Breite des Vliesbandes, in bekannter Weise mittels Filznadeln verfestigt werden, und daß aus der oberen bzw. außenliegenden lockeren Faserschicht des gewickelten Schlauches die die Polschlingen bildenden Fasern in bekannter Weise mittels Gabelnadeln durch die vorverfestigte untere bzw. innenliegende Faserschicht hindurchgedrückt werden, und wobei der fertig bearbeitete Schlauch in axialer Richtung aufgeschnitten, flachgelegt und die so gebildete Bahn aufgewickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die einzelnen Lagen eines Faservliesbandes bildenden Florbänder zur Bewegungsrichtung des Schlauches entgegengesetzt zueinander versetzt aufeinander gelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lagen des Faservliesbandes beim Wickeln zur Bildung des Fasermaterialschlauchs gegenüber der zylindrischen Auflagefläche unter einem spitzen Winkel geneigt und gegeneinander versetzt aufeinander abgelegt werden, wobei der seitliche Versatz der Lagen des Vliesbandes beim Aufbauen des Fasermaterialschlauches so groß ist, daß die geneigte Randfläche des Vliesbandes parallel zur zylindrischen Auflagefläche liegt und zwecks konstanter Schlauchwanddicke immer die gleiche Anzahl Vliesband-Lagen bzw. -Schichten übereinanderliegen.

4. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen an einem Gestell ortsfest angeordneten Schaft (12) mit einem schraubenlinienförmig auf diesen mit gleichmäßiger Steigung aufgewickeltem und auf ihm befestigten Lamellensteg (13), welchem gegenüber wenigstens ein radial zum Schaft (12) bewegbarer, mit Filz- und mit Gabelnadeln (16, 17) bestückter Nadelbalken (15) angeordnet ist, daß dem Schaft (12) im Arbeitsbereich der Nadeln des Nadelbalkens (15) wenigstens eine Vliesbandzuführeinrichtung (49, 51) sowie wenigstens eine aus einem über zwei Umlenkwalzen (30, 32; 31, 33) geführten endlosen Förderband (28, 29) bestehende Schlauchdreh- und -vorschubeinrichtung, deren eines Trum auf der Außenseite des Schlauches (27) unter Spannung anliegt, zugeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit einem Lamellensteg (13) besetzten Schaft (12) zwei Nadelvorrichtungen (14a, 14b) zugeordnet sind.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesbandzuführeinrichtung (49, 51) gegenüber dem Arbeitsbereich der Nadeln (16, 17) in axialer Richtung des Schlauches (27) verstellbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente der Florbandlegeeinrichtung (45) für die einzelnen, gegeneinander versetzt aufeinander abzulegenden Florbandlagen (44a - 44e) seitlich verstellbar sind.

8. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswalzen in ihrer Drehgeschwindigkeit stufenlos verstellbar sind.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswalzen der Förderbänder (28, 29) der Schlauchdreh- und -fördereinrichtung und die Antriebswalzen der Förderbänder (49) der aufzuwickelnden Vliesbänder (46) einzeln mit einstellbarer Drehzahl antreibbar oder miteinander koppelbar sind.

10. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine am Schaft (12) oder dgl. drehbar gelagerte, mit dem Schlauch (27) synchron umlaufende Schlauchschneidvorrichtung (71).

11. Maschine nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine mit dem Schlauch (27) synchron umlaufende Bahnwickelvorrichtung (75).