EP0892102B1

EP0892102B1 - Nadelmaschine

Info

Publication number: EP0892102B1
Application number: EP98108058A
Authority: EP
Inventors: Johann Philipp Dipl.-Ing. Dilo; Joachim Dr.-Ing. Leger
Original assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Current assignee: Oskar Dilo Maschinenfabrik KG
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 2001-03-28
Anticipated expiration: 2018-05-04
Also published as: US6161269A; DE59800639D1; EP0892102A3; DE19730532A1; EP0892102A2; ATE200115T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nadelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solche Maschine ist aus DE 196 15 687 A1 bekannt.

Bei der Vernadelung einer Faservliesbahn in einer Nadelmaschine, in der der Nadelbalken eine lediglich senkrecht zur zu vernadelnden Faservliesbahn gerichtete Bewegung ausführt, wird die von Zuführ- und Abzugswalzen der Nadelmaschine kontinuierlich durch die Nadelmaschine transportierte Faservliesbahn in dem Zeitabschnitt des Nadelungszyklus, in dem die Nadeln in das Faservlies eingestochen sind, durch die Nadeln in der Fortbewegung gebremst. Es kommt hierdurch zu einem Verzug des Faservlieses und zu einer zyklisch auftretenden elastischen Verbiegung der Nadeln. Diese Effekte sind für Faservlies und Nadelmaschine nachteilig. Man könnte dem abhelfen, indem man bei gegebener Hubfrequenz des Nadelbalkens die Transportgeschwindigkeit der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verringert, doch leidet darunter die Produktivität. Insbesondere bei Papiermaschinenfilzen, die bekanntlich sehr große Längen und Breiten haben, ist für die wirtschaftliche Fertigung aber eine große Transportgeschwindigkeit erforderlich. Der Verzug des Faservlieses kann aber dazu führen, daß sich eine Ungleichförmigkeit in der Vliesoberfläche einstellt, die man später in dem mit Hilfe dieses Vlieses oder Filzes hergestellten Papier sieht.

Zur Abhilfe dieser nachteiligen Wirkungen ist gemäß der vorgenannten DE 196 15 687 A1 dem Nadelbalken ein zweiter Antrieb zugeordnet, der ihn zyklisch und synchronisiert mit seiner zum Faservlies senkrecht verlaufenden Einstichbewegung (Vertikalbewegung) in eine parallel zur Faservliesbahn schwingende Bewegung (Horizontalbewegung) versetzt, die in und entgegen zur Transportrichtung der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verläuft und zeitlich mit der senkrechten Einstichbewegung des Nadelbalkens so überlagert ist, daß die Bewegung des Nadelbalkens in horizontaler Richtung in dem Zeitabschnitt jedes Bewegungszyklus, in dem seine Nadeln in das Faservlies eingestochen sind, der von den Zuführ- und Abzugswalzen hervorgerufenen Fortbewegung des Faservlieses durch die Nadelmaschine folgt, während im vom Faservlies gelösten Zustand der Nadeln die Rückführung des Nadelbalkens in horizontaler Richtung, d.h. parallel zur Faservliesbahn, in die Ausgangslage erfolgt. Der Nadelbalken führt somit, von der Seite quer zur Transportrichtung der Faservliesbahn gesehen, eine kreisende Bewegung aus, die je nach Verhältnis der Hübe der horizontalen und vertikalen Bewegungen mehr oder minder kreisförmig oder elliptisch ist.

Es besteht häufig der Wunsch, den Hub der Horizontalbewegung des Nadelbalkens bei einer so ausgerüsteten Nadelmaschine zu verändern, beispielsweise um ihn der Transportgeschwindigkeit des Faservlieses durch die Nadelmaschine anzupassen. Die vorgenannte DE 196 15 687 A1 gibt für diesen Zweck eine Lösung an, bei der die Exzentrizität eines umlaufenden Exzenters, mit dessen Hilfe die horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkens hervorgerufen wird, verändert werden kann. Die dafür vorgesehenen Mittel sind verdrehbare Büchsen und zugehörige Kupplungseinrichtungen. Diese Lösung ist mechanisch recht aufwendig und läßt Verstellungen nur mit zeitraubenden Arbeiten und nur zwischen wenigen Positionen und zudem nur im Stillstand der Maschine zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art anzugeben, mit der der Hub der quer zur Einstichbewegung des Nadelbalkens gerichteten Bewegung, die dem Nadelbalken von der zweiten Antriebseinrichtung aufgezwungen wird, leicht und in feiner Abstufung, vorzugsweise auch stufenlos, verstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Eine weitere, verwandte Lösung der gestellten Aufgabe, ist Gegenstand des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Es sei an dieser Stelle betont, daß wenn in den Ansprüchen davon die Rede ist, daß die zweite Antriebseinrichtung mit dem Nadelbalken gekoppelt ist, dieses auch einschließt, daß die Kopplung ggf. an einem den Nadelbalken haltenden Träger erfolgt.

Ein erstes Konzept der Erfindung sieht für die zweite Antriebseinrichtung zwei Exzenterwellen vor, die mit gleicher Drehzahl umlaufen und deren von ihnen hervorgerufene Pleuelbewegungen an einer Koppelbrücke zusammengefaßt werden. Durch Veränderung der Drehwinkelposition der Exzenterwellen gegeneinander läßt sich erreichen, daß sich die Wirkungen der Pleuelbewegungen an einem Gelenkpunkt der Koppelbrücke, der mit dem Nadelbalken gekoppelt ist, mehr oder weniger zueinander addieren oder voneinander abziehen oder sich annähernd aufheben.

Bei einem zweiten Lösungskonzept der Erfindung wird eine Exzenterbewegung der zweiten Antriebseinrichtung über eine Pleuelstange und einen mit diesem gekoppelten, gelenkig gelagerten Kipphebel in eine annähernd lineare, hin- und hergehende Bewegung umgesetzt, deren Hub durch Veränderung der Länge des Hebelarms, mit dem die Pleuelstange an dem Kipphebel wirksam ist, verändert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: ein dem ersten Lösungskonzept folgendes erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2: ein dem ersten Lösungskonzept folgendes zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3: ein dem ersten Lösungskonzept folgendes drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4: eine Ausführungsvariante von Fig. 3;
Fig. 5: ein Schema zur Erläuterung der Kraftübertragung auf den Nadelbalken beim ersten Lösungskonzept der Erfindung und zugleich eine Prinzipdarstellung eines Antriebs für die Erzeugung eines Querversatzes des Nadelbalkens;
Fig. 6: eine alternative Ausführungsform des Antriebs für den Querversatz des Nadelbalkens;
Fig. 7: eine schematische Darstellung eines dem ersten Lösungskonzept folgenden vierten Ausführunsgbeispiels der Erfindung;
Fig. 8: eine schematische Darstellung des zweiten Lösungskonzeptes der Erfindung;
Fig. 9: eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 8;
Fig. 10: eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 9; und
Fig. 11: als Teildarstellung eine weitere Ausführungsvariante einer Einrichtung zur Übertragung der horizontal gerichteten Bewegungskraft auf den Nadelbalkenträger.

In den Zeichnungen sind nur die wesentlichen Teile einer Nadelmaschine dargestellt, soweit sie zur Erläuterung der Erfindung erforderlich sind. Überflüssiges Beiwerk ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine im vorstehenden Sinne vereinfachte Darstellung einer Nadelmaschine von der Seite. In einem Maschinenrahmen 1 sind zwei Exzenterantriebe 2 angeordnet, die, von einem Hauptmotor O über Riemen, Kette oder dgl. Antriebsverbindung angetrieben, über Pleuelstangen 3 einen Nadelbalkenträger 4 in eine auf- und abgehende Bewegung versetzen können. An dem Nadelbalkenträger 4 sind zwei jeweils mit Nadelbrettern 5 bestückte Nadelbalken 6 befestigt. Von den an den Nadelbrettern 5 befestigten Nadeln 7 sind nur einige dargestellt. Die beiden Exzenterantriebe 2 sind vorzugsweise mittels eines Getriebes verbunden, beispielsweise über eine Stirnradstufe (nicht dargestellt) , um eine synchron gegenläufige Drehbewegung der Exzenterantriebe zu erzeugen.

Die Nadeln 7 stechen durch einen Abstreifer 8 in eine auf einer Unterlage 9 liegende Faservliesbahn (nicht dargestellt), die im dargestellten Beispiel mittels angetriebener Zuführ- und Abzugswalzen 10 bzw. 11 durch die Nadelmaschine bewegt wird.

An mehreren, quer zur Transportrichtung des Faservlieses durch die Nadelmaschine verteilten Stellen sind an dem Nadelbalkenträger 4 Koppelbrücken 12 angelenkt, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist. Die Koppelbrücken 12 weisen drei Gelenkpunkte auf, nämlich erste und zweite Gelenkpunkte 13 und 14 an den Enden und einen dritten Gelenkpunkt 15 in der Mitte. Am dritten Gelenkpunkt 15 sind die Koppelbrücken 12 jeweils mit dem Nadelbalkenträger 14 verbunden, während an den ersten und zweiten Gelenkpunkten 13 und 14 die freien Enden von Pleuelstangen 16 bzw. 17 angelenkt sind, die auf einer Seite der Nadelmaschine angeordneten Exzentern 18 bzw. 19 gelagert und von diesen angetrieben sind. Die Wellen der Exzenter 18 und 19 sind von Servomotoren 20 bzw. 21 über Riemen, Ketten oder andere geeignete Kraftübertragungseinrichtungen angetrieben.

Die Servomotoren, Exzenter, Pleuelstangen und Koppelbrücken stellen die zweiten Antriebseinrichtung für die Nadelbalken dar.

Man erkennt aus der Zeichnung, daß wenn die Exzenter 18 und 19 in ihrer gegenseitigen Winkellage derart eingerichtet sind, daß die Pleuelstangen 16 und 17 gleichzeitig nach rechts und links, d.h. gleichphasig, bewegt werden, ihre mit den Gelenkpunkten 13 und 14 verbundene Enden an der Koppelbrücke 12 übereinstimmende Wirkungen hervorrufen und somit den Nadelbalkenträger 4 in horizontaler Richtung hin- und herbewegen. Sind hingegen die Winkellagen der Exzenter 18 und 19 so eingerichtet, daß die Bewegungen der Pleuelstangen 16 und 17 gegenphasig sind, dann heben sich die von den Pleuelstangen 16 und 17 an der Koppelbrücke 12 hervorgerufenen Wirkungen im Gelenkpunkt 15 auf, die Koppelbrücke 12 wird lediglich um den Gelenkpunkt 15 hin- und hergehend verschwenkt, sodaß keine Horizontalbewegung auf den Nadelbalkenträger 4 ausgeübt wird.

Man kann aus der Erläuterung dieser beiden Extreme entnehmen, daß durch stufenlose Verstellung der gegenseitigen Drehphasenlagen der Exzenter 18 und 19 die im Gelenkpunkt 15 resultierende, horizontal gerichtete Bewegungskomponente verändert werden kann. Diese Veränderung kann durch einfache Verstellung der gegenseitigen Phasenlagen der die Exzenter 18 und 19 antreibenden Servomotoren 20 und 21 erfolgen. Eine hierfür vorgesehene erste Steuereinrichtung ist mit S1 schematisch eingezeichnet.

Es sei an dieser Stelle betont, daß die zeitliche Abstimmung der von den Exzentern 18 und 19 am Gelenkpunkt 15 hervorgerufenen horizontalen Bewegungskomponente mit der von den Exzentern 2 hervorgerufenen vertikalen Bewegungskomponente durch die Phasenlage der Antriebe für die Exzenter 18, 19 gegenüber der Phasenlage des Antriebs für die Exzenter 2 bestimmbar ist und nach Wunsch beeinflußt werden kann. Eine hierfür vorgesehene zweite Steuereinrichtung ist mit S2 schematisch eingezeichnet.

Für die Beeinflussung der Phasenlagen aller umlaufenden Wellen sieht eine vorteilhafte Lösung vor, die Drehwinkellagen der Wellen durch an den Wellen angeordnete Winkelgeber bekannter Art zu erfassen und mittels der von diesen abgegebenen Signale die Stromzuführung zu den die Wellen antreiben Elektromotoren so zu steuern, daß die gewünschten wechselseitigen Phasenbeziehungen der Drehwinkellagen der Wellen erreicht werden. Hierzu sind bekannte Regelkreise verwendbar, die auf der Grundlage eines Soll/Ist-Vergleichs arbeiten. Solche Regelkreise sind allgemein bekannt und brauchen hier nicht erläutert zu werden.

Alternativ wäre es auch möglich, die Drehwinkellagen der Motorwellen durch Winkelgeber zu erfassen, dann aber müßten die Kraftübertragungseinrichtungen zu den Exzenterwellen formschlüssig ausgebildet sein und ggf. vorhandene Drehzahlübersetzungsverhältnisse in der Kraftübertragung von Motor zu Exzenterwelle berücksichtigt werden.

Ein besonderer Vorteil der zuvor beschriebenen Lösungen ist, daß die Verstellung des Hubes der Horizontalbewegung des Nadelbalkens im laufenden Betrieb der Maschine und somit zeitsparend, ohne jegliche Demontagen, und stufenlos ausgeführt werden kann.

Es ist auch denkbar, auf den einen der Antriebsmotoren 20 und 21 zu verzichten und stattdessen die beiden Exzenter 18 und 19 mechanisch miteinander zu koppeln, beispielsweise über ein Zahnradgetriebe, das für die Veränderung der wechselseitigen Drehwinkellagen der Exzenter aus- und einrückbar sein muß. Auf die zugehörige Steuereinrichtung könnte dann verzichtet werden. Dem Fachmann sind durch diese Erläuterung ausreichend Hinweise gegeben, sodaß auf eine detaillierte Darstellung verzichtet werden kann.

Es versteht sich, daß der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 für die Faservliesbahn der horizontalen Bewegungskomponente der Nadeln Rechnung tragen müssen. Beim Abstreifer 8, der aus einer Lochplatte besteht, sind die Löcher für den Durchgang der Nadeln 7 daher als Schlitze ausgebildet, die sich in der Richtung der horizontalen Bewegungskomponente des Nadelbalkens 4 erstrecken. Die Unterlage 9 kann in gleicher Art wie der Abstreifer 8 ausgebildet sein. Diese Lösungen gelten insbesondere auch für Doppelnadelmaschinen, bei denen die Faservliesbahn von beiden Seiten genadelt wird.

Als Alternative kommt bei einseitig nadelnden Maschinen als Unterlage ein bekanntes Bürstenband in Betracht, das sich mit der Faservliesbahn bewegt und diese trägt. Diese Alternative ist hier nicht dargestellt und bedarf keiner Erläuterung, da sie dem Fachmann bekannt ist.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die jener nach Fig. 1 sehr ähnlich ist und sich von dieser nur dadurch unterscheidet, daß die beiden Exzenter 18 und 19 auf unterschiedlichen Seiten der beiden Nadelbalken 6 angeordnet sind. Der Aufbau dieser Maschine ist, wie schon aus der Zeichnung hervorgeht, gegenüber jener nach Fig. 1 etwas kompakter. Bezüglich der Funktion ergeben sich aber keine Änderungen, sodaß auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Exzenter 18 und 19 der zweiten Antriebseinrichtung oberhalb der Nadelmaschine, d.h. an deren Kopf angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist besonders in solchen Einsatzfällen von Interesse, in denen die Aufstellfläche für die Nadelmaschine beschränkt ist, oberhalb der Nadelmaschine aber ausreichend Montageraum zur Verfügung steht.

Wieder sind die Pleuelstangen 16 und 17 der Exzenter 18 und 19 an ihren freien Enden an Gelenkpunkten 13 und 14 mit einer Koppelbrücke 12 verbunden, die einen dritten Gelenkpunkt 15 aufweist, der in diesem Falle aber über einen bei 22 am Maschinenrahmen 1 gelenkig gelagerten Kipphebel 23 und einen gelenkig mit diesem und mit dem Nadelbalkenträger 4 verbundenen Lenker 24 mit dem Nadelbalkenträger 4 gekoppelt ist. Man sieht, daß die resultierende Bewegung der Pleuelstangen 16 und 17 am Gelenkpunkt 15 über den Kipphebel 23 und den Lenker 24 auf den Nadelbalkenträger 4 übertagen wird und diesem eine horizontale, d.h. senkrecht zur Einstichbewegung der Nadeln verlaufende Bewegungskomponente verleiht. Die Abstimmung der Drehwinkellagen der Exzenter 18 und 19 zueinander und in Bezug auf die Drehwinkellage der ersten Exzenter 2 ist wie bei den vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen, sodaß auf eine Erläuterung verzichtet werden kann.

Eine weitere Alternative besteht darin, den Abstreifer 8 und die Unterlage 9 mit der zweiten Antriebseinrichtung derart zu koppeln, daß sie der horizontalen Bewegung des Nadelbalkens gleichphasig folgen. Diese Kopplung kann günstig unmittelbar an dem Nadelbalkenträger erfolgen. Diese Ausführungsvariante ist in Fig. 4 gezeigt.

Gemäß der Ausführungsvariante sind an dem Nadelbalkenträger 4 an der Einlaufseite und an der Auslaufseite der Vliesbahn erste Führungskulissen 60 mit den vertikal zur Unterlage verlaufenden ersten Führungsschlitzen 61 befestigt. In den Führungsschlitzen 61 sind die aufgebogenen Enden 62 von Abstreifer 8 und Unterlage 9 in vertikaler Richtung, also senkrecht zur zu vernadelnden Vliesbahn, geführt. Von dem Abstreifer 8 und der Unterlage 9 erstrecken sich zur Einlaufseite und zur Auslaufseite jeweils horizontale Führungsflansche 63, die jeweils in zweiten Führungsschlitzen 64 geführt sind, die in im Maschinenrahmen gehaltenen zweiten Führungskulissen 65 ausgebildet sind. Diese zweiten Führungsschlitze 64 bestimmen die Höhenlage von Abstreifer 8 und Unterlage 9 und lassen eine horizontale Bewegung von Abstreifer 8 und Unterlage 9 zu. Die zweiten Führungskulisssen 65 können ggf. vertikal verstellbar sein. Hierauf wird später noch im Detail eingegangen.

Im Betrieb folgen wegen der starren Koppelung der ersten Führungskulissen 60 mit dem Nadelbalkenträger 4 der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 der horizontalen Bewegung des Nadelbalkenträgers 4, wobei die Führungsflansche 63 in den zweiten Führungsschlitzen 64 gleiten. Der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 folgen aber nicht der Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4, weil sie daran durch die in den zweiten Führungsschlitzen 64 befindlichen Führungsflansche 63 gehindert sind. Die Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 ist durch Abstreifer 8 und Unterlage 9 nicht gehindert, weil deren aufgebogene Enden 62 in den ersten Führungsschlitzen 61 gleiten.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Nadelbalkenbereich einer Nadelmaschine. Nadelmaschinen haben mitunter sehr große Arbeitsbreiten, die mehrere Meter betragen können. Um die nachteiligen Einflüsse der Massenträgheit zu vermeiden, die zu elastischen Durchbiegungen des Nadelbalkens führen könnten, wenn der Kraftangriff am Nadelbalken nur an einem Punkt erfolgte, ist gemäß Fig. 5 vorgesehen, daß die horizontale Bewegungskomponente dem Nadelbalken an mehreren längs seiner Erstreckung verteilten Stellen zugeführt wird. In Fig. 5 sind den vorangehend erläuterten Beispielen entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodaß sie hier nicht nochmals erläutert zu werden brauchen. Man sieht, daß vom Gelenkpunkt 15 der Koppelbrücke 12 ausgehend die von den Exzentern 18 und 19 hervorgerufene Bewegung über einen Querlenker 25 und mehrere Kipphebel 26 sowie eine entsprechende Anzahl Längslenker 27 auf den Nadelbalkenträger 4 übertragen wird. Diese Konstruktionsprinzip läßt sich leicht auf die Ausführungsform nach Fig. 3 übertragen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 wären längs des Nadelbalkenträgers 4 mehrere, auf gemeinsamer Welle angeordnete, gleich ausgerichtete Exzenter mit einer entsprechenden Anzahl von Pleuelstangen vorzusehen, die über mehrere Koppelbrücken am Nadelbalkenträger angreifen.

Üblicherweise wird in einer Nadelmaschine, von der die Erfindung ausgeht, die Faservliesbahn von Zuführ- und Abzugswalzen 10 und 11 (Fig. 1) mit konstanter Geschwindigkeit durch die Maschine gefördert. Von den dadurch hervorgerufenen Problemen, die sich besonders bei großen Vorschubgeschwindigkeiten der Faservliesbahn ergeben, geht die in der eingangs erwähnten DE 196 15 687 A1 beschriebene Erfindung aus. Mit Hilfe einer Nachführbewegung des Nadelbalkens in horizontaler Richtung, die von mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetriebenen Exzenterwellen der zweiten Antriebseinrichtung hervorgerufen wird, lassen sich diese Probleme in einem in den meisten Fällen ausreichenden Ausmaß beseitigen.

Allerdings hat diese Nachführbewegung in horizontaler Richtung einen Geschwindigkeitsverlauf, der sinusförmig ist, d.h. die Horizontalgeschwindigkeit des Nadelbalkens nimmt von null allmählich zu, erreicht ein Maximum und nimmt dann wieder auf null ab, um dann für die Rückführbewegung des Nadelbalkens die Richtung umzukehren, u.s.f.. Es ergeben sich dadurch Abweichungen der Geschwindigkeit der Horizontalbewegung der vom Nadelbalken getragenen Nadeln von der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung der von den Nadeln durchdrungenen Vliesbahn, die in besonderen Fällen, wenn beispielsweise Filze besonderer Feinheit und Gleichmäßigkeit hergestellt werden sollen, wie etwa Papiermaschinenfilze, zu unerwünschten Störungen in der Struktur des hergestellten Produkts führen können.

Als Abhilfe schlägt die Erfindung gemäß einer Weiterbildung vor, die Servomotoren der zweiten Antriebseinrichtung in einem zyklisch ablaufenden Programm so anzusteuern, daß das vorerwähnte sinusförmige Geschwindigkeitsprofil der Horizontalbewegung des Nadelbalkens wenigstens in jenem Horizontalbewegungshub, der der Vliesvorschubrichtung folgt, zu einer gleichförmigen Geschwindigkeit geglättet ist. Moderne Regelelektronik gestattet es, die Drehgeschwindigkeit von Servomotoren in dieser Weise zu beeinflussen.

Bei leichteren Vliesbahnen ist auch möglich, auf die der Vernadelungszone der Nadelmaschine unmittelbar zugeordneten Zuführ-und Abführwalzen zu verzichten oder die zwischen den Walzenpaaren gebildeten Spalte breiter als die Dicke der Faservliesbahn zu machen und somit die Vliesbahn allein mit Hilfe von den in sie eingestochenen Nadeln durch die von der zweiten Antriebseinrichtung hervorgerufene Horizontalbewegung des Nadelbalkens durch die Vernadelungszone fortzubewegen. Ein sinusförmiger Verlauf der Horizontalbewegung des Nadelbalkens ist in diesem Falle sogar von Vorteil, weil dadurch ein "Rupfen" an der Vliesbahn durch die Nadeln beim Beschleunigen in horizontaler Richtung verhindert wird.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die eine vollständige Anpassung der Nadelbewegung in horizontaler Richtung an die jeweiligen Bedürfnisse ermöglichen, wird eine erhebliche Qualitätssteigerung des hergestellten Produkts erreicht. Eine weitere Qualitätssteigerung durch Vergleichmäßigen bzw. Verwischen des Stichbildes läßt sich erzielen, wenn der Nadelbalken zwischen aufeinanderfolgenden Stichbewegungen seitlich, d.h. quer zur Vliesvorschubrichtung, um weniger als einen seitlichen Nadelabstand versetzt wird. Ein Antriebsschema für die Erzeugung einer solchen seitlichen Versetzbewegung des Nadelbalkens ist in Fig. 5 ebenfalls gezeigt.

Gemäß Fig. 5 ist etwa in der Mitte der Längserstreckung eines zwei Nadelbalken 6 tragenden Trägers 4 ein zweiter Querlenker 50 mittels eines Kreuzgelenks 51 angelenkt, der sich in Längsrichtung der Nadelbalken 6 aus der Vernadelungszone erstreckt und mit einem Stellmotor 52 verbunden ist, der beispielsweise ein elektrischer Linearmotor oder eine servohydraulische Antriebseinrichtung ist. Mit Hilfe dieses Stellmotors 52 ist über den zweiten Querlenker 50 der Nadelbalkenträger 4 quer zur Vorschubrichtung der Vliesbahn verstellbar, vorzugsweise in mehreren Stufen.

Es versteht sich, daß die Gelenkverbindungen zwischen den Pleuelstangen 3 und dem Nadelbalkenträger 4 in diesem Falle so gestaltet sein müssen, daß sie diese Querbewegung des Nadelbalkenträgers 4 zulassen. Auch müssen die Lager der Pleuelstangen 3 auf ihren Exzenter eine geringe seitliche Schwenkbewegung der Pleuelstangen 3 zulassen. Hierfür können Pendelrollenlager eingesetzt werden.

Die Steuerung des Stellmotors 52 erfolgt in jener Phase der Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4, in der die Nadeln 7 nicht in die Vliesbahn eingestochen sind. Der Bewegungsumfang der von dem Stellmotor 52 hervorgebracht werden muß, ist relativ klein. Entsprechend einem seitlichen Abstand zwischen einander benachbarten Nadeln von üblicherweise etwa 3 mm beträgt er maximal knapp unter 3 mm. Dieser Bewegungsumfang ist zweckmäßigerweise in mehrere, beispielsweise zwei Stufen, unterteilt, sodaß jede Nadel zwischen drei seitlichen Stellungen verstellbar ist, einer linken, einer mittleren und einer rechten Stellung, in Vliesvorschubrichtung gesehen. Diese Stellungen können zyklisch zum Einsatz kommen, wobei beispielsweise wahlweise nach jedem Nadeleinstich oder jeweils nach einer vorbestimmten Anzahl von Nadeleinstichen in die Vliesbahn die Stellung mit Hilfe des Stellmotors 52 verändert wird. Die entsprechende Steuerung des Stellmotors 52 erfolgt somit in Abstimmung mit dem Arbeitszyklus der Exzenterantriebe 2 und kann insbesondere über die dort ggf. installierten Winkelgeber und eventuell Taktzähler erfolgen. Die Steuerung des Stellmotors 52 kann zweckmäßigerweise über einen Steuergenerator 53 erfolgen, der ein zyklisch ablaufendes Steuerprogramm abarbeitet oder aber auch eine stochastische Zufallsfolge von Steuerbefehlen für den Stellmotor 52 abgibt.

Es ist aber auch möglich, den Stellantrieb durch einen umlaufenden Exzenter und einen auf diesem gleitenden Nockenfolger zu bilden, wobei der Exzenter von dem Hauptmotor O der Nadelmaschine angetrieben ist.

Eine weitere Möglichkeit, die in Fig. 6 dargestellt ist, besteht darin, den Stellantrieb durch einen Exzenterantrieb aus zwei Exzentern 54, die von unabhängigen Antriebsmotoren 55 synchron angetrieben sind und deren Pleuelstangen 56 an den Enden einer Koppelbrücke 57 untereinander gekoppelt sind, zu bilden. Die Koppelbrücke 57 ist an einem mittleren Gelenkpunkt 58 mit dem zweiten Querlenker 50 gelenkig gekoppelt. Der mittlere Gelenkpunkt 58 ist über einen Längslenker 59 im Maschinenrahmen 1 geführt.

Vergleichbar der oben beschriebenen zweiten Antriebseinrichtung, die in der Koppelbrücke 12 endet, läßt sich durch Steuerung der Phasenlagen der Antriebsmotoren 55 der Hub des Querlenkers 50 beeinflussen. Auf die Darstellung einer Steuerungseinrichtung für die Antriebsmotoren 55 kann hier verzichtet werden. Sie ist vergleichbar der Steuerungseinrichtung S1. Die Synchronisierung mit der ersten Antriebseinrichtung kann mittels einer der Steuereinrichtung S2 vergleichbaren Einrichtung erfolgen.

Mit dem über den Querlenker 50 hervorgerufenen Querversatz des Nadelbalkenträgers 4 in aufeinanderfolgenden Stichzyklen kann eine Vergleichmäßigung oder Verwischung des Stichbildes am hergestellten Produkt ohne Einsatz komplizierter Nadelbesetzungsmuster an den Nadelbalken erreicht werden. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt auch für Nadelmaschinen, bei denen der Nadelbalken keine der Vliesvorschubbewegung nachfolgende Bewegung ausführt. Der beschriebene Gedanke ist daher auch an solchen Nadelmaschinen realisierbar.

Es versteht sich, daß der Querbewegung des Nadelbalkens 6 auch der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 Rechnung tragen müssen. Entweder gestaltet man die in Ihnen ausgebildeten Löcher derart groß, daß trotz Querversatz der Nadeln 7 keine Kollision zwischen den Nadeln 7 und dem Abstreifer 8 sowie der Unterlage 9 auftritt, oder aber man sieht eine horizontal bewegliche Lagerung von Abstreifer 8 und Unterlage 9 vor und koppelt beide mit dem Stellmotor 52, sodaß sie die Querbewegung des Nadelbalkens 6 mitmachen.

Es sei nun eine etwas anders gestaltete, jedoch dem ersten Lösungskonzept noch immer gehorchende Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert. Diese Figur zeigt schematisch nur die wesentlichen Teile einer Nadelmaschine um den Bereich des Nadelbalkenantriebs.

In Fig. 7 erkennt man erste Exzenter 2, die über zugehörige Pleuelstangen den Nadelbalkenträger in eine senkrecht zur zu vernadelnden Faservliesbahn verlaufende Bewegung versetzen. Dem Nadelbalkenträger 4 ist ein zweiter Antrieb zugeordnet, bestehend aus zwei zweiten Exzentern 30 und 39, von denen der Exzenter 30 von einem Servomotor 31 über einen Zahnriemen, eine Kette oder dgl. formschlüssige Kraftübertragungseinrichtung drehangetrieben ist und auf dem eine Pleuelstange 32 gelagert ist, deren freies Ende bei 34 gelenkig mit einer Koppelbrücke 33 gekoppelt ist. Der andere (39) der zweiten Exzenter ist über einen Riemen oder dgl. Kraftübertragungseinrichtung von einem der ersten Exzenter 2 gleichfrequent mit diesem angetrieben. Eine auf dem anderen zweiten Exzenter 39 gelagerte Pleuelstange 32 ist an ihrem freien Ende bei 35 mit der Koppelbrücke 33 gelenkig verbunden.

Zwischen den endseitigen Gelenkpunkten 34 und 35, die die Koppelbrücke 33 mit den Pleuelstangen 32 verbinden, ist ein dritter Gelenkpunkt 36 ausgebildet, an dem ein Kipphebel 37 angelenkt ist, der bei 38 im Maschinenrahmen schwenkbar gelagerten ist. Im dargestellten Beispiel im Scheitelbereich des Kipphebels 37 zwischen dem Gelenkpunkt 36, wo die Koppelbrücke 33 angelenkt ist, und dem Schwenklager 38 des Winkelhebes 37 befindet sich ein Gelenkpunkt 40, an dem das eine Ende eines Lenkers 41 angelenkt ist, dessen anderes Ende mit dem Nadelbalkenträger 4 bei 42 gelenkig verbunden ist. Der Lenker 41 verkenträger 4 bei 42 gelenkig verbunden ist. Der Lenker 41 verläuft im wesentlichen horizontal, d.h. parallel zur zu vernadelnden Faservliesbahn, während das Schwenklager 38 des Kipphebels 37 sich etwa vertikal unter dem Gelenkpunkt 40 befindet.

Die Funktion dieser Anordnung sei nachfolgend erläutert. Für die Erläuterung sei zunächst angenommen, daß die Exzenter 30 und 39 sich gleichzeitig und im gleichen Umfang nach unten bewegen. Über die Pleuelstangen 32 wird die Koppelbrücke 33 nach unten bewegt. Dadurch schwenkt die Koppelbrücke 33 den Kipphebel 37 im Uhrzeigersinn um das Schwenklager 38, sodaß der Gelenkpunkt 40 nach rechts auswandert und über den Lenker 41 den Nadelbalkenträger 4 nach rechts bewegt.

Wenn andererseits die Bewegung des von dem unabhängigen Servomotor 31 angetriebenen Exzenters 30 auf die des Exzenters 39 so abgestimmt ist, daß Gegenphasigkeit herrscht, d.h. die Gelenkpunkte 34 und 35 gleichzeitig in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, dann ist die Schwenkbewegung des Kipphebels 37 null und damit auch die Auslenkung des Nadelbalkenträgers 4 in horizontaler Richtung null.

Durch Veränderung der Drehphasenlagen der Exzenter 30 und 39 durch passende Einstellung am Servomotor 31 läßt sich somit der Hub der Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 verändern. Es versteht sich, daß die Phasenbeziehung zwischen dem Exzenter 2, der die Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 hervorruft, und dem an der Erzeugung der Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 beteiligten Exzenter 39 so abgestimmt sind, daß die Vliesvorschubbewegung von den in die Vliesbahn eingestochenen Nadeln 7 nicht gestört wird.

Der wesentliche Unterschied der Ausführungsform von Fig. 7 gegenüber den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist, daß der Antrieb eines der zweiten Exzenter mit dem Antrieb der ersten Exzenter gekoppelt ist, sodaß nur ein zusätzlicher Servomotor erforderlich ist, um die Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers hervorzurufen, dennoch aber eine stufenlose Veränderung des Hubes dieser Horizontalbewegung erzielbar ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nun eine dem zweiten Lösungskonzept der Erfindung entsprechende Ausführungsform erläutert.

Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist dem Nadelbalkenträger 4 ein Vertikalantrieb durch erste Exzenter 2 und ein Horizontalantrieb zugeordnet. Der Horizontalantrieb besteht aus einem zweiten Exzenter 30 mit Antriebsmotor 31 und Pleuelstange 32 sowie einem Kipphebel 37, der bei 38 im Rahmen der Nadelmaschine schwenkbar gelagert ist. An einem sich horizontal erstreckenden Schenkel 43 des Kipphebels 37 ist das freie Ende der Pleuelstange 32 in einem Gelenkpunkt 34 gelagert. Im Scheitel des Kipphebels 37 ist ein Gelenkpunkt 40 ausgebildet, an dem ein Lenker 41 angelenkt ist, der sich im wesentlichen horizontal, d.h. parallel zur Vliesdurchlaufrichtung durch die Maschine erstreckt und bei 42 mit dem Nadelbalkenträger 4 gelenkig verbunden ist. Der Gelenkpunkt 34 am Schenkel 43 ist mittels hier nicht dargestellter Einrichtungen längs des Schenkels 43 verstellbar, was durch einen Längsschlitz 44 im Schenkel 33 angedeutet ist.

Die Funktionsweise dieser Kostruktion wird nun erläutert. Wenn der Exzenter 30 umläuft, wird die Pleuelstange 32 in eine auf-und abgehende Bewegung versetzt, wodurch der Kipphebel 37 in eine hin- und herschwenkende Bewegung versetzt wird. Diese hin-und herschwenkende Bewegung wird über den Lenker 41 auf den Nadelbalkenträger 4 übertragen. Je nach Stellung des Gelenkpunktes 34 der Pleuelstange 32 längs des Schenkels 43 des Kipphebels 37 ist die Schwenkbewegung des Kipphebels 37 mehr oder weniger groß und dementsprechend auch die Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4.

Durch Verstellung der Zeitabstimmung des Antriebs des zweiten Exzenters 30 gegenüber dem der ersten Exzenter 2 läßt sich die Zeitlage der Horizontalbewegung des Nadelbalkens gegenüber der Zeitlage der Vertikalbewegung desselben verändern.

Fig. 9 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 8. Einander entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Soweit Besonderheiten nicht vorliegen, erfolgt keine Erläuterung. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 8 ist, daß die Pleuelstange 32, die die Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 hervorruft, auf einem Exzenter gelagert ist, der auf derselben Achswelle sitzt, wie einer der Exzenter 2, die die Vertikalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 hervorrufen. Man spart auf diese Weise einen gesonderten Antriebsmotor für die Erzeugung der horizontalen Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers 4. Der Kipphebel 37 ist bei dieser Ausführungsform gestreckt, d.h. nicht abgewinkelt, wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, was durch die dargestellte Geometrie der Konstruktion bestimmt ist. Sein einer Schenkel 43 ist wieder mit einer Einrichtung (in Fig. 9 durch einen Schlitz 44 versinnbildlicht) versehen, mit deren Hilfe die wirksame Hebellänge am Gelenkpunkt 34, wo die Pleuelstange 32 angelenkt ist, verstellt werden kann, um den Hub der horizontalen Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers 4 zu verändern.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 ist jener nach Fig. 9 sehr ähnlich. Auf die Erläuterung bereits beschriebener und mit Fig. 9 übereinstimmender Merkmale kann daher verzichtet werden. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 9 besteht darin, daß das Schwenklager 38 des Kipphebels 37 längs des Kipphebels 37 verstellbar ist, was durch einen Schlitz 44 im Kipphebel 37 dargestellt ist, in dem das von einer verschiebbaren Konsole 45 getragene Schwenklager 38 verstellbar ist. Um die Lage des Kipphebels 37 zu fixieren, ist dessen unteres Ende im Gelenkpunkt 40 mittels eines Lenkers 46 im Maschinenrahmen abgestützt. Durch Verstellen der Lage der Konsole 45 längs des Schlitzes 44 sind die Hebellängen zwischen den Gelenkpunkten 34 und 40 einerseits und dem Schwenklager 38 andererseits gegenseitig veränderbar, wodurch bei konstantem Bewegungshub der Pleuelstange 32 der Hub der Horizontalbewegung des Lenkers 41 verändert werden kann. Eine Verminderung dieses Hubes bis auf null ist möglich, wenn das Schwenklager 38 so nahe an den Gelenkpunkt 40, wo der Lenker 41 angelenkt ist, herangebracht wird, daß eine Verschwenkung des Kipphebels 37 durch die Bewegung der Pleuelstange 32 keine merkliche horizontale Auslenkung des Gelenkpunktes 40 mehr hervorruft.

Für die Ausführungsformen nach den Fig. 9 und 10 gilt vergleichbar zur Ausführungsform nach Fig. 7, daß die Winkellage des die Pleuelstange 32 antreibendenden Exzenters in Bezug auf die Winkellage der die vertikale Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers 4 über die Pleuelstangen 3 hervorrufenden Exzenter 2 so abgestimmt ist, daß die in Vliesbahntransportrichtung verlaufende horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers dann vorhanden ist, wenn der Nadelbalkenträger 4 sich bereits soweit abwärts bewegt hat, daß die Nadeln 7 in die Vliesbahn einstechen, und sich dann über den Zeitraum fortsetzt, während dem der Nadelbalkenträger in seine untere Endposition gelangt und anschließend einen ersten Teil seiner Aufwärtsbewegung ausführt. Die Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 in Vliesbahntransportrichtung beginnt dabei vorteilhafterweise bereits, bevor die Nadeln in die Vliesbahn einstechen. Durch Abstimmung der Phasenbeziehung zwischen erster und zweiter Antriebseinrichtung und ggf. auch durch Einstellung der Höhenlage der Unterlage 9 läßt sich der Einstichzeitpunkt innerhalb eines Horizontalhubzyklus beeinflussen. Hingegen ist in jenem Zyklusbereich der vertikalen Nadelbalkenbewegung, in dem die Nadeln 7 nicht in die Vliesbahn eingestochen sind, die horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkenträgers entgegengesetzt zur Vliesbahntransportrichtung.

Es sei auch angemerkt, daß die am Beispiel von einseitig nadelnden Maschinen dargestellte Erfindung auch an Doppelnadelmaschinen ausgeführt werden kann, bei denen die Nadeln zweier einander gegenüberstehender Nadelaggregate gleichzeitig oder alternierend von beiden Seiten in eine Faservliesbahn einstechen. Weiterhin ist die Erfindung auch bei Nadelmaschinen einsetzbar, die mehrere, an unterschiedlichen Orten im Maschinenrahmen angeordnete Vernadelungszonen aufweisen, wie beispielsweise in der US 3 508 307 beschrieben. Bei solchen Maschinen ist dann gemäß der vorliegenden Erfindung jedem Nadelbalken ein Antrieb der beschriebenen Art zugeordnet, der außer der zur Faservliesbahn senkrechten Nadeleinstichbewegung auch eine zur Faservliesbahn parallele Schwingbewegung in und ggf. auch quer zur Transportrichtung der Faservliesbahn hervorruft.

Weiterhin ist zu erläutern, daß die Nadelmaschine nach der Erfindung auch eine Musterungs- oder Strukturierungsmaschine sein kann, wie z.B. in US 5 144 730 beschrieben. Mit Hilfe einer solchen Maschine sind gemusterte, textile Nadelfilz- oder Nadelfilzvelourbahnen herstellbar, die aus einer textilen Trägerbahn und aus textilem Fasermaterial bestehen, wobei die Fasern des genannten Fasermaterials sich von den Fasern der Trägerbahn hinsichtlich Farbe und/oder Form und/oder Material und/oder Feinheitsgrad und/oder Orientierung unterscheiden und auf die Rückseite der auf der Unterlage liegenden Trägerbahn aufgebracht und durch die Trägerbahn bis zur Sichtbarkeit auf deren auf der Unterlage liegenden Vorderseite mit Hilfe der Nadeln gedrückt werden. Auch bei den in dieser Weise hergestellten Erzeugnissen wird das Stichbild durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen verbessert und die Produktivität erhöht.

Schließlich sei auch erwähnt, daß die Erfindung auch bei solchen Nadelmaschinen einsetzbar ist, bei denen die Unterlage für die Faservliesbahn im Maschinenrahmen senkrecht zur Auflagefläche der Unterlage beweglich gelagert und mit einem Antrieb verbunden ist, mit dessen Hilfe die Unterlage nach einem vorgegebenen Programm zyklisch heb- und senkbar ist, um die Einstichtiefe der Nadeln in die Faservliesbahn zu verändern und dadurch bestimmte gewünschte Musterungen im Erzeugnis hervorzurufen, beispielsweise ein Muster aus über die Oberfläche des Erzeugnisses vorstehenden Faserpolen, wie dieses in EP 0 183 952 A1 oder EP 0 411 647 A1 beschrieben ist.

Bei einer solchen Maschine sind der Abstreifer 8 und die Unterlage 9 innerhalb des Maschinenrahmens 1 vertikal beweglich gelagert. Diese Ausführungsart ist in Fig. 4 dargestellt, gemäß der die zweiten Führungskulissen 65 an einem gemeinsamen Träger 66 befestigt oder ausgebildet sind, der im Maschinenrahmen 1 vertikal verstellbar an Stützen 67 geführt ist und von einem hydraulischen Stellantrieb 68 abgestützt ist, mit dessen Hilfe der Träger 66 nach einem vorbestimmten, frei wählbaren Programm auf und nieder bewegbar ist.

Die Ausführungsart von Fig. 11 zeigt eine Ausführungsvariante für die Kraftübertragung von der zweiten Antriebseinrichtung auf den Nadelbalkenträger. Zur Erläuterung der Unterschiede dieser Kraftübertragung zu den bereits beschriebenen sei noch einmal kurz auf die Fig. 1 bis 5 eingegangen.

Wie schon erläutert, ist es bei großen Nadelbalkenlängen erforderlich, daß die Kraft, die den Nadelbalken in eine horizontale Bewegung versetzt, an mehreren Stellen am Nadelbalken angreift. Demgemäß werden bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 jeweils mehrere Exzenter- und Pleuelpaare benötigt, die längs des Nadelbalkens angeordnet sind. Gemäß den Fig. 3 und 4 werden mehrere Lenker 24 benötigt, die an längsverteilten Stellen am Nadelbalkenträger angreifen. Gleiches gilt für die Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6, wo außer einem parallel zu dem Nadelbalkenträger verlaufenden Lenker mehrere Lenker 24 benötigt werden. Bei diesen Ausführungsformen ist der mechanische Aufwand relativ hoch, und bei den Lösungen nach den Fig. 3 bis 6 sind auch die mechanischen Massen, die in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden müssen relativ hoch.

Dem gegenüber zeigt Fig. 11 eine Ausführungsform, bei der mittels eines einzigen Exzenter- und Pleuelstangenpaares 18, 19 bzw. 16, 17 mit daran angekoppelter Koppelbrücke 12 eine sich parallel zum Nadelbalkenträger 4 erstreckende Welle 70 in eine hin- und hergehende Drehbewegung versetzt wird. Zu diesem Zweck ist die Koppelbrücke 12 an ihrem dritten Gelenkpunkt 15 mit dem Ende eines mit der Welle 70 starr verbundenen Hebels 71 verbunden. Auf der ortsfest im Maschinenrahmen 1 gelagerten Welle 70 sind an mehreren längs des Nadelbalkenträgers 4 verteilten Stellen jeweils Exzenter 72 angeordnet, auf denen Pleuelstangen 73 gelagert sind, deren freie Enden an Gelenkpunkten 74 mit dem Nadelbalkenträger 4 gelenkig verbunden sind.

Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Welle 70 in eine drehende Vor- und Zurückbewegung versetzt wird, wozu ein geringeres Trägheitsmoment zu überwinden ist, als für die Bewegung beispielsweise des Lenkers 25 bei der Ausführungsform nach Fig. 5. Für die Umsetzung der Drehbewegung der Welle 21 in eine hin- und hergehende Linearbewegung und die Übertragung derselben auf den Nadelbalkenträger 4 ist pro Angriffspunkt nur eine einzige Pleuelstange 73 erforderlich im Gegensatz zu den Lösungen nach den Fig. 1 bis 3, wodurch die bewegten Massen ebenfalls reduziert werden.

Die Einstellbarkeit des Hubes der Horizontalbewegung des Nadelbalkenträgers 4 und der Zeitlage der horizontalen Bewegung des Nadelbalkenträgers 4 in Bezug auf dessen Vertikalbewegung ist bei der Ausführungsform nach Fig. 11 in gleicher Weise gegeben wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 6. Auf eine diesbezügliche Beschreibung kann daher an dieser Stelle verzichtet werden.

Claims

Nadelmaschine für die Vernadelung ungewebter Faservliesbahnen, mit wenigstens einer Unterlage zur Abstützung einer zu vernadelnden Faservliesbahn, wenigstens einem mit einer Vielzahl von Nadeln besetzten, beweglichen Nadelbalken, der in eine schwingende Bewegung versetzt ist, und einem Antrieb für den Nadelbalken, enthaltend eine erste Antriebseinrichtung, die mit dem Nadelbalken verbunden ist und diesem eine senkrecht zur Unterlage verlaufende Bewegungskomponente (Vertikalkomponente) verleiht, eine zweite Antriebseinrichtung, die mit dem Nadelbalken verbunden ist und diesem eine parallel zur Unterlage verlaufende Bewegungskomponente (Horizontalkomponente) verleiht, und eine Einrichtung zum Verändern des Bewegungshubes der Horizontalkomponente, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Antriebseinrichtung zwei Exzenterwellen (18,19;2,30,39) zugeordnet sind, die mit gleicher Drehzahl angetrieben sind und auf deren Exzenterabschnitten jeweils eine Pleuelstange (16,17; 3,32) gelagert ist, die die Umlaufbewegung des zugehörigen Exzenterabschnitts in eine lineare schwingende Bewegung umsetzt, eine Koppelbrücke (12;33) vorgesehen ist, der die beiden linearen Schwingbewegungen an zwei im Abstand zueinander angeordneten ersten und zweiten Gelenkpunkten zugeführt sind und die einen zwischen dem ersten und zweiten Gelenkpunkten (13,14;34,35) angeordneten dritten Gelenkpunkt (15,36) aufweist, der mittels einer Kopplungsanordnung (23,24;36-41) gelenkig mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist, und daß die Einrichtung zum Verändern des Bewegungshubes der Horizontalkomponente aus einer Steuerungseinrichtung (S1) besteht, mit der die Drehwinkelpositionen der beiden Exzenterwellen (18,19;2,30,39) gegeneinander veränderbar sind.
Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Antriebseinrichtungen voneinander unabhängige Antriebsmotoren (O,20,21,31) aufweisen.
Nadelmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwellen (18,19;30,39) der zweiten Antriebseinrichtung mit einem beliebig zeitveränderlichen, programmierbaren gegenseitigen Phasenverlauf angetrieben sind.
Nadelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuerungseinrichtung (S1) auch die lokalen Drehwinkelgeschwindigkeiten der Exzenterwellen (18,19;30,39) der zweiten Antriebseinrichtung gegeneinander veränderbar sind.
Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den der zweiten Antriebseinrichtung zugeordneten Exzenterwellen eine erste Exzenterwelle (2;39) mit einer der zur ersten Antriebseinrichtung gehörenden Exzenterwellen (2) identisch oder mit dieser gekoppelt ist.
Nadelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung zwei nur ihr zugehörende Exzenterwellen (18,19;30,39) enthält, die freien Enden der diesen zugehörigen Pleuelstangen (16,17;32) mit den ersten und zweiten Gelenkpunkten (13,14;34,35) der Koppelbrücke (12;33) verbunden sind, und daß die Einrichtung (S1) zum gegenseitigen Verstellen der Exzenterwellendrehwinkellage den beiden vorgenannten Exzenterwellen (18,19;30,39) zugeordnet ist.
Nadelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Exzenterwelle (18,19) der zweiten Antriebseinrichtung ein eigener Antriebsmotor (20,21) zugeordnet ist und die Einrichtung (S1) zum Verstellen der gegenseitigen Drehwinkelposition der beiden Exzenterwellen (18,19) auf wenigstens einen dieser Antriebsmotoren (20,21) einwirkt.
Nadelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (20,21) der zweiten Antriebseinrichtung derart gesteuert sind, daß die Geschwindigkeit der von ihnen hervorgerufene Bewegung des Nadelbalkens in wenigstens einem Teil des Bewegungszyklus konstant ist.
Nadelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwellen der zweiten Antriebseinrichtung mittels eines Zahntriebes miteinander gekoppelt sind, der für die Verstellung der wechselseitigen Drehwinkellage der Exzenterwellen wahlweise aus- und einrückbar ist.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbrücke (12;33) über einen gelenkig mit ihr verbundenen Kipphebel (23;37) und einen mit dem Kipphebel (23;37) und dem Nadelbalken (6) gelenkig verbundenen Lenker (24;41) mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbrücke (12) an ihrem dritten Gelenkpunkt (15) mittels eines Gelenkzapfens mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Exzenterwellen (18,19;30,39) der zweiten Antriebseinrichtung einander gegenläufig drehen.
Nadelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung eine Exzenterwelle (2;30) umfaßt, auf deren Exzenterabschnitt eine Pleuelstange (32) drehbar gelagert ist, die ein freies Ende hat, das mit einem ersten Schenkel (43) eines Kipphebels (37) an einem ersten Gelenkpunkt (34) gelenkig verbunden ist, der andere Schenkel des Kipphebels (37) an einem zweiten Gelenkpunkt (38) im Rahmen (1) der Nadelmaschine schwenkbar gelagert ist, ein zwischen den Gelenkpunkten des Kipphebels (37) angeordneter dritter Gelenkpunkt (40) mittels eines Lenkers (41), der sich im wesentlichen parallel zur Unterlage (9) der in der Nadelmaschine zu vernadelnden Faservliesbahn erstreckt, gelenkig mit dem Nadelbalken (6) verbunden ist, und der Abstand zwischen dem ersten Gelenkpunkt (34) und dem zweiten Gelenkpunkt (38) längs des ersten Schenkels (43) des Kipphebels (37) verstellbar ist.
Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalkomponente in und entgegen einer Transportrichtung der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verläuft.
Nadelmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinrichtung an mehreren längs des Nadelbalkens verteilten Stellen mit dem Nadelbalken gelenkig verbunden ist.
Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Nadelbalken ein Stellantrieb (52) zugeordnet ist, mit dem der Nadelbalken (6) quer zur Transportrichtung der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine verstellbar ist.
Nadelmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen elektrischen Linearmotor (52) enthält.
Nadelmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb eine servohydraulische Antriebseinrichtung (52) enthält.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb zwei synchron angetriebene Exzenterwellen (54) aufweist, auf denen Pleuelstangen (56) gelagert sind, deren freie Enden mit einer Koppelbrücke (57) verbunden sind, die einen mittleren Gelenkpunkt (58) aufweist, an dem der Querlenker (50) angelenkt ist, wobei die Phasenlagen der Exzenterwellen (54) gegeneinander verstellbar sind.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (52) von einem stochastisch arbeitendem Zufallsgenerator (53) gesteuert ist.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (52) von einem ein zyklisch ablaufendes Steuerprogramm liefernden Steuergenerator (53) gesteuert ist.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen Nockenfolger enthält, der auf einem Exzenter gleitet, der von dem Hauptmotor angetrieben ist.
Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Doppelnadelmaschine ist mit wenigstens zwei synchron zueinander angetriebenen Nadelbalken, die in ein und derselben Vernadelungszone die Faservliesbahn gleichzeitig oder alternierend bearbeiten, wobei jedem Nadelbalken ein Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche zugehört.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Musterungs- oder Strukturierungsmaschine ist, mit der bemusterte, textile Nadelfilz- oder Nadelfilzveloursbahnen aus einer textilen Trägerbahn und textilem Fasermaterial, das auf die Rückseite der auf der Unterlage liegenden Trägerbahn aufgebracht und durch die Trägerbahn bis zur Sichtbarkeit auf deren auf der Unterlage liegenden Vorderseite von den Nadeln gedrückt wird, herstellbar sind.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Vernadelungszonen aufweist, in denen die Faservliesbahn jeweils einseitig oder von beiden Seiten genadelt wird, wobei jedem Nadelbalken ein Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zugehört.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (9) mit einem Stellantrieb (68) verbunden ist, mit dessen Hilfe die Unterlage (9) nach einem vorgegebenen Programm heb- und senkbar ist.
Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie keine der Vernadelungszone zugeordneten Zuführ- und/oder Abzugswalzen aufweist.
Nadelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart der Vernadelungszone angeordnete Zuführ- und/oder Abzugswalzenpaare (10,11) auf eine Spaltbreite einstellbar sind, die größer ist, als die Dicke der durch den Walzenspalt hindurchgeförderten Faservliesbahn.
Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (8) und die Unterlage (9) beweglich im Maschinenrahmen (1) gelagert und mit der zweiten Antriebseinrichtung (18,19;2,30,39) im Sinne einer der horizontalen Bewegung des Nadelbalkens (6) folgenden Horizontalbewegung gekoppelt sind.
Nadelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbrücke (12) der zweiten Antriebseinrichtung über einen Hebel (71) mit einer sich längs des Nadelbalkens (6) erstreckenden Welle (70) gekoppelt ist, auf der an längs des Nadelbalkens (6) verteilten Stellen Exzenter (72) befestigt sind, auf denen jeweils eine Pleuelstange (73) gelagert ist, deren freies Ende mit dem Nadelbalken (6) gelenkig verbunden ist.