EP1806444A1 - Filznadel - Google Patents

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EP1806444A1
EP1806444A1 EP05028503A EP05028503A EP1806444A1 EP 1806444 A1 EP1806444 A1 EP 1806444A1 EP 05028503 A EP05028503 A EP 05028503A EP 05028503 A EP05028503 A EP 05028503A EP 1806444 A1 EP1806444 A1 EP 1806444A1
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EP
European Patent Office
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notches
felting needle
needle according
section
edges
Prior art date
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EP05028503A
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English (en)
French (fr)
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EP1806444B1 (de
Inventor
Frank Falk
Jürgen Weith
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Groz Beckert KG
Original Assignee
Groz Beckert KG
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Publication date
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Priority to EP05028503A priority patent/EP1806444B1/de
Priority to DE502005007017T priority patent/DE502005007017D1/de
Priority to KR1020060132723A priority patent/KR100838509B1/ko
Priority to JP2006349294A priority patent/JP4496207B2/ja
Priority to CN2006101724082A priority patent/CN1990931B/zh
Priority to TW095148863A priority patent/TWI321175B/zh
Priority to US11/645,703 priority patent/US7246418B2/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H18/00—Needling machines
    • D04H18/02—Needling machines with needles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H17/00—Felting apparatus

Definitions

  • the invention relates to a felting needle.
  • suitable felting needles are from the DE 21 01 769 A1 known.
  • This document discloses both felting needles with a straight working part and with a helically wound working part.
  • the working part extends along a straight central axis and has a triangular or quadrangular cross-section. The edges of the working part are notched.
  • the nonwoven fabric to be compacted by the felt needles can consist, for example, of a plurality of layers of nonwoven fibrous web in which the fibers each have a preferred direction. If such a batt with the straight felt needles according to DE 21 01 769 A1 compacted, arise in the longitudinal and transverse direction usually different tear strengths. This is undesirable. Become from the DE 21 01 769 A1 known felting needles used with twisted working part, caused by the distortion of the working part larger stitch holes and a lower efficiency of the needling process.
  • the felting needle according to the invention has a working part with notches which divides into at least two subsections is. Both sections have edges with notches, wherein the edges are oriented at least in the region of their notches substantially parallel to the longitudinal direction of the working part.
  • the notches as is the case with an undiluted felting needle, oriented in the piercing direction (or even against the same), whereby they capture the largest possible amount of fiber during piercing and thus contribute effectively to the needling process.
  • the working part is twisted or twisted about the longitudinal axis. As a result, notches sitting on the same edge do not align with each other. They capture different fiber groups during penetration, which significantly increases needling efficiency.
  • the two sections are each formed straight and unbroken.
  • the added to the working part twisting or rotation is thus limited to a short twisted section. Therefore, the otherwise generally along their entire working part helically wound workpieces tendency to guide fibers around the stitch hole and widen the needle hole, not to observe here. Rather, an effective in all surface directions needling and thus a fleece with high longitudinal and transverse tear strength. In particular, an approximation of the values of transverse tear resistance and longitudinal tear resistance to each other is to be established.
  • the felting needle according to the invention is particularly suitable for the production of nonwoven fabric or felt from a multilayered directional pile fabric. However, it can also serve for the needling of random fiber layers which have no pronounced fiber orientation. Such fiber fabrics are often referred to as "batt".
  • each section of the working part has at least one and in the preferred embodiment exactly one notch ring.
  • each edge of the subsection of the working part is provided with exactly one notch.
  • three notches result at the partial section.
  • These notches are arranged at the same height or, as is preferred, axially offset from one another.
  • the axial offset of two notches of adjacent edges is preferably about 3 mm to 4 mm, preferably 3.18 mm.
  • the notches are preferably arranged on a helix. Other arrangements are possible.
  • the distance between the two sections, which preferably each have a notch ring, the working part and spaced by the twisted section is preferably larger. In the preferred case, it is 6 mm to 7 mm, preferably 6.36 mm.
  • the two serrated notches, i. those notches of the notched rings of the sections that come closest are preferably formed on different edges of the working part. This increases the needling efficiency and additionally equalizes the transverse and longitudinal tear strength of the produced nonwoven fabric.
  • the notched rings of the two sections may be on the same or on different helical lines.
  • the helices may have different pitches, different turns directions or even a slope, which is preferred.
  • the felt needle according to the invention is preferably twisted in its twisted portion at an angle about the longitudinal axis which is equal to 360 ° divided by the product ausder Number of sections and the number of edges of each section is.
  • a rotation of 40 ° for a felting needle with three sections and triangular cross-section results with this formula.
  • a twist angle of 45 ° results.
  • FIG. 1 illustrates a system for the production of needled felts or nonwoven fabrics made of fibrous webs.
  • To the plant include a so-called carding 1 with multiple rollers to produce a longitudinal directional layer batt 2 by appropriate processing of fiber flakes 3.
  • the carding 1 parallelome., Mechanically cleans and refines the fibers of the fiber flakes and assigns them to a batt. This is transferred to a conveyor belt 4, which leads the batt to a crossbeam or cross-stacker 5.
  • the transverse layer 5 produces a stack 6 consisting of several layers, the individual layers being formed by directional layer batt. The superimposed layers have different orientations.
  • the stack 6 is fed to a needle felting machine 7, which contains a needle board 8 with felting needles 9. These are, as indicated by arrows 10, moved synchronously up and down and thus pierce repeatedly through the stack to solidify it into a felt or nonwoven fabric.
  • the peculiarity of this system lies in the formation of the felting needles 9.
  • a felting needle 9 is illustrated by way of example in FIG.
  • the felting needle 9 has a fastening section (not shown further above), from which a e.g. cylindrical shaft 11 extends away.
  • the shaft 11 merges into a working part 12, which is arranged straight and concentric with a longitudinal axis 14 passing through its tip 13.
  • the shaft 11 is arranged concentrically to the longitudinal axis 14.
  • the section 15 consists of at least two sections 15, 16, which adjoin one another via a twisted region 17 (twisting area). While the tip 13 is formed on the section 16, the section 15 adjoins the shaft 11, preferably having a smaller cross-section than the latter.
  • FIG. 3 illustrates the sections 15, 16 and the intermediate region 17 in perspective.
  • both sections 15, 16 have matching and in the exemplary embodiment triangular cross sections.
  • the cross sections may also be deviated, for example in the form of bi-, quadrilateral or polygonal cross sections, star cross sections and so on.
  • the working part 12 has three continuous edges 18, 19, 20 in the embodiment according to FIG.
  • the edge 18 extends as an edge 18a through the section 15, as an edge 18b through the area 17 and as an edge 18c over the section 16.
  • the edges 19 and 20 extend as edges 19a to 19c and 20a to 20c over the length of Working parts 12.
  • the edges 18a, 19a, 20a are preferably straight and arranged parallel to the longitudinal axis 14.
  • the edges 18 c, 19 c, 20 c are preferably formed straight and arranged parallel to the central axis 14.
  • the edges 18b, 19b, 20b each follow helices, in this case a left-hand screw. To illustrate the resulting distortion, reference is made to FIG. The representation of the twisting region has been omitted in FIG.
  • edges 18a, 18c, 19a, 19c, 20a, 20c are arranged in pairs offset from each other.
  • the twist angle is calculated as the quotient of 360 ° and the product of the number of sections 15, 16 (which is two here) and the number of edges 18, 19, 20 (which is three here). The twist angle is thus 60 °.
  • the edges 18c, 19c, 20c are exactly centered between the distances of the edges 18a and 19a, 18a and 20a and 19a, 20a.
  • At the portion 16 of the working part 12 at least one notch ring with three notches 21, 22, 23 is provided.
  • at least one notch ring with three notches 24, 25, 26 is provided on the section 15.
  • the notches are preferably in the piercing direction, ie oriented towards the tip 13. Alternatively or additionally, notches oriented in the opposite direction may be provided, which however are not shown.
  • the notches 21 to 26 are located on edges 18 a, 19 a, 20 a and 18 c, 19 c, 20 c, which are oriented parallel to the longitudinal axis 14.
  • the parallelism of the edges 18a, 19a, 20a and 18c, 19c, 20c extends at least over the region comprising the notches 21 to 26.
  • the notches 21 to 26 are oriented parallel to the longitudinal axis 14.
  • the respective notches 24, 25, 26 and 21, 22, 23 are axially offset from each other so that they lie on a helix.
  • the helix has in the embodiment of Figure 3 at the portion 15 and 16 respectively the same winding direction and pitch.
  • the winding direction is opposite to the winding direction of the region 17.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4 differ in this respect only by the winding direction of the helix lines defined by the notch rings.
  • the description of the felting needle 9 according to FIG. 3 applies correspondingly to the embodiment according to FIG. 4 and vice versa.
  • each notch ring are preferably arranged at a distance A from one another, which is between 3 mm and 4 mm. It is preferably 3.18 mm.
  • the distance is the distance between the notch beginnings or, alternatively, any other reference point defined for the notches.
  • the notches 23, 24 of the two sections 15, 16 which are closest to one another in the longitudinal direction are arranged at a distance B, which is preferably significantly greater than the length of the area 17 and also greater than the distance A.
  • the distance B is twice as large as the distance A. It is in the preferred case 6.36 mm.
  • a felting needle with the effect of a hexagonal needle is formed, although it is only triangular.
  • the orientation preferably all notches in direction 14 more fibers are detected from several directions than is the case with a pure triangular needle. This has a positive influence on the alignment of the breaking forces of different load directions of the nonwoven fabric.
  • the stitch hole size and fiber damage is minimized. A rounding of fibers around the stitch hole around, as it can be done with rotated working parts, does not occur.
  • the felting needle 9 may have a different working part cross-section, as illustrated in FIG. 6 on the basis of a square working-part cross-section.
  • a stack consisting of different lots and directed fiber layers is slowly moved under the needle board 8 from left to right in FIG.
  • the needle board pierces 8 with his felting needles 9 in quick succession the stack.
  • the felting needles 9 penetrate with their respective tips 13 through the stack, wherein first the notches 21, 22, 23 take fibers and pull down.
  • the twisted region 17 then pierces the material to which the straight section 15 connects with the notches 24, 25, 26. These are offset against the notches of the previous notch ring and thus capture other fibers, which in turn are drawn into the stitch hole for entanglement.
  • the partial section 15 first slides through the needle hole, which is then deformed during the passage of the twisted section 17, whereupon the straight section 16 slides out.
  • the fibers drawn into the stitch hole are incorporated into the other fiber body, which benefits the strength of the nonwoven.
  • the subsections 15, 16, as illustrated in FIG. 5, preferably have matching cross sections Q1, Q2 and thus also equal number of edges 18a, 19a, 20a or 18c, 19c, 20c.
  • the felting needle 9 has a working part 12 with two subsections 15, 16, each of which preferably has straight edges.
  • the two sections are slightly rotated against each other.
  • Each section has at least one notch ring with axially offset from each other arranged notches.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße Filznadel weist einen Arbeitsteil (12) mit zwei Teilabschnitten (15, 16) auf, die jeweils vorzugsweise gerade ausgebildete Kanten aufweisen. Die beiden Teilabschnitte sind gegeneinander geringfügig verdreht. Jeder Teilabschnitt weist zumindest einen Kerbenkranz mit axial gegeneinander versetzt angeordneten Kerben auf. Somit sind trotz der zwischen beiden Teilabschnitten (15, 16) vorhandenen Verwindung vorzugsweise alle Kerben einheitlich in Richtung der Längsachse (14) orientiert. Mit dieser Filznadel lassen sich Vliesstoffe und Nadelfilze herstellen, die in Längs- und Querrichtung nahezu eine einheitliche Reißfestigkeit aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filznadel.
  • Zur Herstellung von Filzen und Vliesstoffen sind Filznadeln in Gebrauch, die zur Verfestigung des Wirrfaservlieses in schneller Folge wiederholt durch das Vlies gestochen werden. Dadurch werden die in dem Vlies vorhandenen Fasern miteinander verschlungen und das Vlies verdichtet.
  • Prinzipiell zu diesem Zweck geeignete Filznadeln sind aus der DE 21 01 769 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart sowohl Filznadeln mit geradem Arbeitsteil als auch mit schraubenförmig gewundenem Arbeitsteil. Das Arbeitsteil erstreckt sich entlang einer geraden Mittelachse und weist einen dreieckigen oder viereckigen Querschnitt auf. Die Kanten des Arbeitsteils sind mit Kerben versehen.
  • Das von den Filznadeln zu verdichtende Faservlies kann im unverdichteten Zustand beispielsweise aus mehreren Schichten von Faserflor bestehen, in denen die Fasern jeweils eine Vorzugsrichtung aufweisen. Wird ein solches Faserflor mit den geraden Filznadeln gemäß DE 21 01 769 A1 verdichtet, ergeben sich in Längs- und in Querrichtung meist unterschiedliche Reißfestigkeiten. Dies ist unerwünscht. Werden hingegen aus der DE 21 01 769 A1 bekannte Filznadeln mit verwundenem Arbeitsteil verwendet, entstehen durch die Verwindung des Arbeitsteils größere Stichlöcher und eine geringere Effizienz des Vernadelungsprozesses.
  • Aus der US 461602 ist bekannt geworden, dass sowohl für Filznadeln mit geradem, nicht verwundenem als auch für Filznadeln mit verwundenem Arbeitsteil versucht worden ist, die Vernadelungseffizienz zu erhöhen, indem an jeder Kante gegensinnig orientierte Kerben ausgebildet worden sind. Diese Maßnahme ändert jedoch den Ablauf des Vernadelungsprozesses grundsätzlich und hat somit einen meist unerwünschten Einfluss auf das Aussehen des vernadelten Produkts.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Filznadel zu schaffen, mit der sich bei hoher Effizienz Vliesstoffe und Filze herstellen lassen, bei denen die Unterschiede der Reißfestigkeiten in verschiedenen Flächenrichtungen vermindert sind.
  • Diese Aufgabe wird mit der Filznadel nach Anspruch 1 gelöst:
  • Die erfindungsgemäße Filznadel weist einen Arbeitsteil mit Kerben auf, der in wenigstens zwei Teilabschnitte unterteilt ist. Beide Teilabschnitte weisen Kanten mit Kerben auf, wobei die Kanten wenigstens im Bereich ihrer Kerben im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung des Arbeitsteils orientiert sind. Durch diese Maßnahme sind die Kerben, wie es auch bei einer unverwundenen Filznadel der Fall ist, in Einstechrichtung orientiert (oder auch entgegen derselben), wodurch sie beim Einstechen die größtmögliche Fasermenge erfassen und somit wirksam zum Vernadelungsprozess beitragen. Zwischen den Teilabschnitten ist der Arbeitsteil um die Längsachse verdreht oder verwunden. Dadurch fluchten auf der gleichen Kante sitzende Kerben miteinander nicht. Sie erfassen beim Einstechen unterschiedliche Fasergruppen, wodurch die Vernadelungseffizienz wesentlich erhöht wird.
  • Vorzugsweise sind die beiden Teilabschnitte jeweils gerade und unverwunden ausgebildet. Die dem Arbeitsteil beigegebene Verwindung oder Drehung beschränkt sich somit auf einen kurzen verwundenen Abschnitt. Deshalb ist die sonst bei entlang ihres gesamten Arbeitsteils schraubenförmig gewundenen Arbeitsteilen anzutreffende Tendenz, Fasern um das Stichloch herum zu führen und das Stichloch aufzuweiten, hier nicht zu beobachten. Vielmehr entsteht eine in allen Flächenrichtungen wirksame Vernadelung und somit ein Vlies mit hoher Längs- und Querreißfestigkeit. Insbesondere ist eine Angleichung der Werte der Querreißfestigkeit und der Längsreißfestigkeit aneinander festzustellen.
  • Die erfindungsgemäße Filznadel eignet sich insbesondere für die Vliesstoff- oder Filzherstellung aus einem mehrschichtigen Richtungslagen-Faserflor. Sie kann aber auch zur Vernadelung von Wirrfaserlagen dienen, die keine ausgeprägte Faserorientierung aufweisen. Solche Fasergelege werden häufig als "Faserflor" bezeichnet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder Teilabschnitt des Arbeitsteils zumindest einen und im bevorzugten Ausführungsfall genau einen Kerbenkranz auf. In diesem Fall ist jede Kante des Teilabschnitts des Arbeitsteils mit genau einer Kerbe versehen. Bei dreieckigem Querschnitt ergeben sich am Teilabschnitt drei Kerben. Diese Kerben sind auf gleicher Höhe oder, wie es bevorzugt wird, axial gegeneinander versetzt angeordnet. Der Axialversatz zweier Kerben benachbarter Kanten beträgt vorzugsweise ungefähr 3 mm bis 4 mm, vorzugsweise 3,18 mm. In diesem Fall sind die Kerben vorzugsweise auf einer Schraubenlinie angeordnet. Anderweitige Anordnungen sind jedoch möglich.
  • Der Abstand zwischen den beiden Teilabschnitte, die vorzugsweise jeweils einen Kerbenkranz aufweisen, des Arbeitsteils und durch den verwundenen Abschnitt beabstandet sind, ist vorzugsweise größer. Im bevorzugten Falle beträgt er 6 mm bis 7 mm, vorzugsweise 6,36 mm. Die beiden in Reihe stehenden Kerben, d.h. diejenigen Kerben der Kerbenkränze der Teilabschnitte, die sich am nächsten kommen, sind vorzugsweise an unterschiedlichen Kanten des Arbeitsteils ausgebildet. Dies erhöht die Vernadelungseffizienz und egalisiert die Quer- und Längsreißfestigkeit des hergestellten Vliesstoffs zusätzlich.
  • Die Kerbenkränze der beiden Teilabschnitte können auf der gleichen oder auch auf unterschiedlichen Schraubenlinien liegen. Die Schraubenlinien können unterschiedliche Steigungen, unterschiedliche Windungsrichtungen oder auch eine gleiche Steigung aufweisen, was bevorzugt wird.
  • Die erfindungsgemäße Filznadel ist in ihrem verwundenen Abschnitt vorzugsweise um einen Winkel um die Längsachse verdreht, der gleich 360° geteilt durch das Produkt ausder Anzahl der Teilabschnitte und der Anzahl der Kanten jedes Teilabschnitts ist. Im Fall eines dreieckigen Querschnitts und einer Filznadel mit zwei Teilabschnitten beträgt die Verdrehung somit 60° (360°/(2x3) = 60°). Für eine Filznadel mit drei Teilabschnitten und dreieckigem Querschnitt ergibt sich mit dieser Formel eine Verdrehung von 40°. Bei einem viereckigen Querschnitt und einem Arbeitsteil mit zwei Teilabschnitten ergibt sich ein Verdrehungswinkel von 45°. Damit stehen die Kanten der Teilabschnitte zueinander "auf Lücke", was wegen der dadurch erreichbaren guten Vernadelungseffizienz bevorzugt wird.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung und/oder Ansprüchen.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Filznadel und eine Anlage zur Filzherstellung veranschaulicht. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Anlage zur Filzherstellung in schematischer Darstellung,
    Figur 2
    die erfindungsgemäße Filznadel in ausschnittsweiser Seitenansicht,
    Figur 3
    die Filznadel nach Figur 2 in ausschnittsweiser perspektivischer Ansicht,
    Figur 4
    eine abgewandelte Ausführungsform der Filznadel in einer vergrößerten Seitenansicht,
    Figur 5
    eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Filznadel mit dreieckigem Querschnitt und
    Figur 6
    eine weitere abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filznadel mit viereckigem Querschnitt in Stirnansicht.
  • In Figur 1 ist eine Anlage zur Herstellung von Nadelfilzen oder Vliesstoffen aus Faserfloren veranschaulicht. Zu der Anlage gehören eine so genannte Krempel 1 mit mehreren Walzen zur Erzeugung eines längs gerichteten Richtungslagen-Faserflors 2 durch entsprechende Aufarbeitung von Faserflocken 3. Die Krempel 1 parallelisiert., reinigt und verfeinert die Fasern der Faserflocken mechanisch und ordnet sie zu einem Faserflor. Dieser wird einem Transportband 4 übergeben, das den Faserflor an einen Querleger bzw. Kreuzleger 5 führt. Der Querleger 5 erzeugt einen aus mehreren Lagen bestehenden Stapel 6, wobei die einzelnen Lagen durch Richtungslagen-Faserflor gebildet werden. Die aufeinander liegenden Lagen weisen unterschiedliche Orientierungen auf. Der Stapel 6 wird einer Nadelfilzmaschine 7 zugeführt, die ein Nadelbrett 8 mit Filznadeln 9 enthält. Diese werden, wie durch Pfeile 10 angedeutet ist, synchron auf und ab bewegt und stechen somit wiederholt durch den Stapel, um ihn zu einem Filz oder Vliesstoff zu verfestigen.
  • Die Besonderheit dieser Anlage liegt in der Ausbildung der Filznadeln 9. Zur Veranschaulichung ist in Figur 2 eine solche Filznadel 9 exemplarisch veranschaulicht. Die Filznadel 9 weist einen oben nicht weiter dargestellten Befestigungsabschnitt auf, von dem sich ein z.B. zylindrischer Schaft 11 weg erstreckt. Der Schaft 11 geht in einen Arbeitsteil 12 über, der gerade und konzentrisch zu einer durch seine Spitze 13 gehenden Längsachse 14 angeordnet ist. Vorzugsweise ist auch der Schaft 11 konzentrisch zu der Längsachse 14 angeordnet.
  • Der Arbeitsteil 12 ist der zum Vernadeln des Wirrfaservlieses dienende Abschnitt der Filznadel 9. Er besteht aus zumindest zwei Teilabschnitten 15, 16, die über einen verwundenen Bereich 17 (Verwindungsbereich) aneinander anschließen. Während an dem Teilabschnitt 16 die' Spitze 13 ausgebildet ist, schließt der Teilabschnitt 15 an den Schaft 11 an, wobei er vorzugsweise einen kleineren Querschnitt aufweist als dieser.
  • Figur 3 veranschaulicht die Teilabschnitte 15, 16 und den zwischen liegenden Bereich 17 perspektivisch. Wie ersichtlich, haben beide Teilabschnitte 15, 16 übereinstimmende und im Ausführungsbeispiel dreieckige Querschnitte. Die Querschnitte können jedoch auch abweichend getroffen sein, beispielsweise in Form von zwei-, vier- oder mehreckigen Querschnitten, Sternquerschnitten und so weiter.
  • Der Arbeitsteil 12 weist im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 drei durchgehende Kanten 18, 19, 20 auf. Die Kante 18 erstreckt sich als Kante 18a durch den Teilabschnitt 15, als Kante 18b durch den Bereich 17 und als Kante 18c über den Teilabschnitt 16. Entsprechend erstrecken sich die Kanten 19 und 20 als Kanten 19a bis 19c und 20a bis 20c über die Länge des Arbeitsteils 12. Die Kanten 18a, 19a, 20a sind vorzugsweise gerade ausgebildet und parallel zu der Längsachse 14 angeordnet. Ebenso sind die Kanten 18c, 19c, 20c vorzugsweise gerade ausgebildet und parallel zu der Mittelachse 14 angeordnet. Die Kanten 18b, 19b, 20b folgen jeweils Schraubenlinien, im vorliegenden Falle einer Linksschraube. Zur Veranschaulichung der sich ergebenden Verwindung wird auf Figur 5 Bezug genommen. Auf die Darstellung des Verwindungsbereichs wurde in Figur 5 verzichtet. Wie ersichtlich, sind die Kanten 18a, 18c, 19a, 19c, 20a, 20c jeweils paarweise gegeneinander versetzt angeordnet. Der Verdrehungswinkel errechnet sich als Quotient aus 360° und dem Produkt aus der Anzahl der Teilabschnitte 15, 16 (die hier zwei beträgt) und der Anzahl der Kanten 18, 19, 20 (die hier drei beträgt). Der Verdrehungswinkel beträgt somit 60°. Damit stehen die Kanten 18c, 19c, 20c genau mittig zwischen den Abständen der Kanten 18a und 19a, 18a und 20a und 19a, 20a.
  • An dem Teilabschnitt 16 des Arbeitsteils 12 ist zumindest ein Kerbenkranz mit drei Kerben 21, 22, 23 vorgesehen. Zusätzlich ist an dem Teilabschnitt 15 zumindest ein Kerbenkranz mit drei Kerben 24, 25, 26 vorgesehen. In jedem Teilabschnitt 15, 16 entfällt somit auf jede Kante 18a, 19a, 20a bzw. 18c, 19c, 20c jeweils zumindest eine Kerbe. Die Kerben sind vorzugsweise in Einstechrichtung, d.h. zu der Spitze 13 hin orientiert. Alternativ oder zusätzlich können in Gegenrichtung orientierte Kerben vorgesehen sein, die jedoch nicht dargestellt sind. Die Kerben 21 bis 26 befinden sich an Kanten 18a, 19a, 20a bzw. 18c, 19c, 20c, die parallel zu der Längsachse 14 orientiert sind. Die Parallelität der Kanten 18a, 19a, 20a und 18c, 19c, 20c erstreckt sich zumindest über den Bereich der die Kerben 21 bis 26 umfasst. Vorzugsweise sind auch die Kerben 21 bis 26 parallel zu der Längsachse 14 orientiert. An jedem Teilabschnitt 15, 16 sind die jeweiligen Kerben 24, 25, 26 bzw. 21, 22, 23 axial gegeneinander versetzt, so dass sie auf einer Schraubenlinie liegen. Die Schraubenlinie hat in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 an dem Teilabschnitt 15 und 16 jeweils die gleiche Windungsrichtung und Steigung. Die Windungsrichtung ist dabei der Windungsrichtung des Bereichs 17 entgegengesetzt. Sie kann jedoch aus, wie das abgewandelte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 zeigt, in gleicher Windungsrichtung festgelegt sein. Die Ausführungsbeispiele gemäß Figur 3 und 4 unterscheiden sich insoweit nur durch die Windungsrichtung der von den Kerbenkränzen festgelegten Schraubenlinien. Im Übrigen gilt die Beschreibung der Filznadel 9 nach Figur 3 entsprechend auf die Ausführungsform nach Figur 4 und umgekehrt.
  • Die Kerben 21, 22, 23 bzw. 24, 25, 26 jedes Kerbenkranzes sind vorzugsweise in einem Abstand A zueinander angeordnet, der zwischen 3 mm und 4 mm liegt. Vorzugsweise beträgt er 3,18 mm. Als Abstand gilt dabei der Abstand zwischen den Kerbenanfängen oder alternativ irgendeines anderen, für die Kerben festgelegten Bezugspunkts. Die einander bezüglich der Längsrichtung nächstliegenden Kerben 23, 24 der beiden Teilabschnitte 15, 16 sind in einem Abstand B angeordnet, der vorzugsweise deutlich größer ist als die Länge des Bereichs 17 und auch größer als der Abstand A. Vorzugsweise ist der Abstand B doppelt so groß wie der Abstand A. Er beträgt im bevorzugten Falle 6,36 mm.
  • Durch die Vertwistung oder Verdrehung des Arbeitsteils 12 in dem Bereich 17 entsteht, wie insbesondere Figur 5 erkennen lässt, eine Filznadel mit der Wirkung einer Sechskantnadel, obwohl sie nur dreikantig ist. Beim Vernadeln eines Vliesstoffes werden auch in Folge der Orientierung vorzugsweise aller Kerben in Richtung 14 mehr Fasern von mehreren Richtungen erfasst als es bei einer reinen Dreikantnadel der Fall ist. Dies hat einen positiven Einfluss auf die Angleichung der Reißkräfte unterschiedlicher Belastungsrichtungen des Vliesstoffs. Außerdem wird die Stichlochgröße und die Faserschädigung minimiert. Ein Rundlegen von Fasern um das Stichloch herum, wie es bei gedrehten Arbeitsteilen erfolgen kann, tritt nicht auf.
  • Wie erwähnt, kann die Filznadel 9 einen abweichenden Arbeitsteilquerschnitt aufweisen, wie es in Figur 6 anhand eines quadratischen Arbeitsteilquerschnitts veranschaulicht ist. Die Verdrehung der Teilabschnitte 15, 16 gegeneinander beträgt hier 45° (360°: (2x4)=45°; für zwei Teilabschnitte und vier Kanten). Es wird die Wirkung einer achtkantigen Filznadel erreicht, wobei die Effizienz hinsichtlich der Vernadelung wegen der Längsorientierung der die Kerben aufweisenden Kanten, wie schon bei dem vorstehenden Beispiel, besonders hoch ist.
  • Bei der Herstellung eines Vlieses wird wie folgt vorgegangen:
  • Mit der in Figur 1 veranschaulichten Anlage wird ein aus verschiedenen Losen und gerichteten Faserlagen bestehender Stapel unter dem Nadelbrett 8 langsam in Figur 1 von links nach rechts bewegt. Dabei durchsticht das Nadelbrett 8 mit seinen Filznadeln 9 in schneller Folge den Stapel. Die Filznadeln 9 dringen mit ihren jeweiligen Spitzen 13 durch den Stapel, wobei zunächst die Kerben 21, 22, 23 Fasern ergreifen und nach unten ziehen. Im weiteren Verlauf durchsticht dann der verwundene Bereich 17 das Material an den sich der gerade Teilabschnitt 15 mit den Kerben 24, 25, 26 anschließt. Diese sind gegen die Kerben des vorigen Kerbenkranzes versetzt und erfassen somit andere Fasern, die wiederum zur Verfilzung in das Stichloch eingezogen werden. Beim Rückhub gleitet zunächst der Teilabschnitt 15 durch das Stichloch, das dann bei der Passage des verwundenen Abschnitts 17 deformiert wird, woraufhin der gerade Teilabschnitt 16 ausgleitet. Durch die Passage des verwundenen Abschnitts 17 werden die in das Stichloch eingezogenen Fasern in den sonstigen Faserkörper eingearbeitet, was der Festigkeit des Vlieses zugute kommt.
  • Die Teilabschnitte 15, 16 weisen, wie Figur 5 veranschaulicht, vorzugsweise übereinstimmende Querschnitte Q1, Q2 und somit auch jeweils gleich viele Kanten 18a, 19a, 20a bzw. 18c, 19c, 20c auf.
  • Die erfindungsgemäße Filznadel 9 weist einen Arbeitsteil 12 mit zwei Teilabschnitten 15, 16 auf, die jeweils vorzugsweise gerade ausgebildete Kanten aufweisen. Die beiden Teilabschnitte sind gegeneinander geringfügig verdreht. Jeder Teilabschnitt weist zumindest einen Kerbenkranz mit axial gegeneinander versetzt angeordneten Kerben auf. Somit sind trotz der zwischen beiden Teilabschnitten 15, 16 vorhandenen Verwindung vorzugsweise alle Kerben einheitlich in Richtung der Längsachse 14 orientiert. Mit dieser Filznadel lassen sich Vliesstoffe und Nadelfilze herstellen, die in Längs- und Querrichtung nahezu eine einheitliche Reißfestigkeit aufweisen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Krempel
    2
    Richtungslagen-Faserflor
    3
    Faserflocken
    4
    Transportband
    5
    Querleger, Kreuzleger
    6
    Stapel, Faserflor
    7
    Filzmaschine
    8
    Nadelbrett
    9
    Filznadeln
    10
    Pfeile
    11
    Schaft
    12
    Arbeitsteil
    13
    Spitze
    14
    Längsachse
    15, 16
    Teilabschnitte
    17
    Bereich (verdreht bzw. verwunden)
    18, 18a, 18b, 18c
    Kanten
    19, 19a, 19b, 19c
    Kanten
    20, 20a, 20b, 20c
    Kanten
    21, 22, 23, 24, 25, 26
    Kerben
    A
    Abstand
    B
    Abstand
    Q1, Q2
    Querschnitt

Claims (16)

  1. Filznadel (9)
    mit einem länglichen, eine Längsrichtung (14) festlegenden Schaft (11), an dem ein Arbeitsteil (12) mit einem zwei oder mehreckigen Querschnitt (Q1, Q2) ausgebildet ist, wobei
    der Arbeitsteil (12) Kerben (21 - 26) aufweist und in wenigstens zwei Teilabschnitte (15, 16) unterteilt ist, deren Kanten (18a, 19a, 20a; 18c, 19c, 20c) wenigstens im Bereich ihrer Kerben (21 - 26) im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung (14) angeordnet sind und deren Querschnitte (Q1, Q2) gegeneinander verdreht sind.
  2. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (18a, 19a, 20a; 18c, 19c, 20c) entlang von Geraden verlaufend angeordnet sind.
  3. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilabschnitten (15, 16) ein verwundener Abschnitt (17) ausgebildet ist, dessen Kanten (18b, 19b, 20b) Schraubenlinien um die Längsrichtung (14) beschreiben.
  4. Filznadel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verwundene Abschnitt (17) ohne Kerben ausgebildet ist.
  5. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (21 - 26) an den parallel zu der Längsrichtung angeordneten Kanten (18a, 19a, 20a; 18c, 19c, 20c) angeordnet sind.
  6. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (21 - 26) einer Schraubenlinie folgen.
  7. Filznadel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (21 - 23) des einen Teilabschnitts (16) auf der gleichen Schraubenlinie liegen wie die Kerben (24 - 26) des anderen Teilabschnitts (15).
  8. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (21 - 23) des einen Teilabschnitts (16) auf einer anderen Schraubenlinie liegen wie die Kerben (24 - 26) des anderen Teilabschnitts (15).
  9. Filznadel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenlinien eine entgegengesetzte Steigung aufweisen.
  10. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (21 - 26) eines Teilabschnitts (16, 15) untereinander in einem jeweils entlang jeder Kante (18a, 19a, 20a; 18c, 19c, 20c) zu messenden Kerbenabstand (A) angeordnet sind, der wesentlich geringer ist als der über den verwundenen Abschnitt (17) hinweg entlang einer Kante (18, 19, 20) gemessene Kerbenabstand (B).
  11. Filznadel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbenabstand (A) innerhalb eines Teilabschnitts (15, 16) im Wesentlichen halb so groß ist wie der Kerbenabstand (B) zwischen den beiden Teilabschnitten (15, 16).
  12. Filznadel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbenabstand (A) in den Teilabschnitten (15, 16) 3 mm bis 4 mm beträgt.
  13. Filznadel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbenabstand (B) zwischen den Teilabschnitten (15, 16) 6 mm bis 8 mm, vorzugsweise 6 mm bis 7 mm beträgt.
  14. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (Q1, Q2) des Arbeitsteils (12) dreieckig ist.
  15. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Verdrehung der Teilabschnitte (15, 16) gegeneinander gleich 360° geteilt durch die Anzahl der Teilabschnitte (15, 16), wiederum geteilt durch die Anzahl der Kanten (18, 19, 20) des Arbeitsteils (12) ist.
  16. Filznadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (21 - 26) in Längsrichtung (14) orientiert sind.
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