EP2201164A1 - Vorrichtung zum vernadeldn einer faserbahn - Google Patents

Vorrichtung zum vernadeldn einer faserbahn

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Publication number
EP2201164A1
EP2201164A1 EP08805072A EP08805072A EP2201164A1 EP 2201164 A1 EP2201164 A1 EP 2201164A1 EP 08805072 A EP08805072 A EP 08805072A EP 08805072 A EP08805072 A EP 08805072A EP 2201164 A1 EP2201164 A1 EP 2201164A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
eccentric
horizontal
carrier
transmission
Prior art date
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Granted
Application number
EP08805072A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2201164B1 (de
Inventor
Tilman Reutter
Andreas Plump
Andreas Mayer
Daniel Bu
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Hi Tech Textile Holding GmbH
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP2201164A1 publication Critical patent/EP2201164A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2201164B1 publication Critical patent/EP2201164B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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

Definitions

  • the invention relates to a device for needling a fibrous web according to the preamble of claim 1.
  • the known device has a beam support, on the underside of which two adjacently arranged needle beams are held for receiving a multiplicity of needles.
  • the beam support is movably supported, with a vertical drive for oscillating movement of the beam support in an up and down movement and a horizontal drive for oscillating movement of the beam support in a rectilinear reciprocation.
  • the vertical drive has a plurality of eccentric shafts and a plurality of connecting rods guided by the eccentric shafts, which engage with their free ends on the beam carrier.
  • the horizontal drive has at least one horizontal link, which is connected at one end to the beam carrier and is assigned to an eccentric drive with an opposite end. To the stroke of the horizontal movement of the To be able to change beam support, the known device has various adjustment options.
  • the horizontal link is coupled via a Kipphebelkinematik with a guided on an eccentric connecting rod.
  • the free end of the connecting rod is detachably connected to the Kipphebelkinematik, so that a swinging movement is adjustable depending on the position of the point of the connecting rod on the rocker arm.
  • an adjustment of the horizontal stroke can only be performed with the eccentric drive stationary.
  • an intervention and modification of the kinematics is required, which acts to transmit power to the beam carrier.
  • the oscillating horizontal movement is introduced via two parallel eccentric drives on the horizontal link.
  • the parallel connecting rods are connected via a coupling member and a transmission kinematics with the horizontal link, whereby a resulting depending on the phase position of the eccentric shafts of the eccentric motion amplitude is generated.
  • This can indeed be an adjustment of the horizontal stroke change during operation, but only with a considerable expenditure on equipment, which leads to a large amount of space in the entire device in large systems.
  • at least two separate eccentric drives are required to perform only a horizontal reciprocating motion on the beam support.
  • the known device is thus based on mechanically very complex and partially in operation not adjustable drive means to perform superimposed to a vertical movement of the beam support in a reciprocating motion with variable horizontal stroke.
  • a further device for needling a fibrous web is known in which the beam support is formed by a pivot tube which is pivoted back and forth relative to a pivot axis.
  • the beam carrier via a pivot gear relative to the pivot axis pivoted.
  • the device and the pivoting gear are therefore not suitable to perform a rectilinear reciprocation of the beam support in the horizontal direction.
  • Another object of the invention is to provide a horizontal drive with a flexible and easy stroke adjustment.
  • gear kinematics and the eccentric drive are arranged on a gear carrier, which is held adjustable to set a horizontal stroke on a machine frame.
  • the invention has the particular advantage that no adjustment in the transmission kinematics or the eccentric drive is required to set the horizontal stroke. Both the transmission kinematics and the eccentric drive are only to be interpreted such that an oscillating on the horizontal link of the beam carrier thrust force is generated. The amplitude of the horizontal movement generated by the gearbox kinematics and the eccentric drive on the horizontal link is determined exclusively by the position of the gear carrier. This can also be advantageous to perform Hubver einen or corrections Hub adjustment during operation.
  • the transmission kinematics held on the transmission carrier and the eccentric drive arranged on the transmission carrier are mutually determined in their relative position by their fixation on the transmission carrier. Only the relative positions of the transmission kinematics and the eccentric drive compared to the beam carrier can be changed by adjusting the gear carrier.
  • the gear carrier it is preferably mounted rotatably on the machine frame by a gear carrier bearing according to an advantageous development of the invention.
  • the transmission carrier can be fixed by means of a fixing device in several arbitrary operating positions on the machine frame, so that in each operating position of the transmission carrier, a stable transmission of the horizontal movement is possible on the horizontal link.
  • the transmission support is preferably designed to pivot about a rotation angle in the range of 0 ° to 90 °.
  • a rotation angle of 0 ° would change the relative positions of the transmission kinematics and the eccentric drive in relation to the beam carrier such that the horizontal link is reciprocatable with a maximum stroke in the horizontal direction.
  • the gear carrier is designed as a housing in which at least parts of the gear kinematics and the eccentric drive are encapsulated, is preferably used to simultaneously shield the bearings and hinges of the gear kinematics and the eccentric drive from the environment. This makes it advantageous to integrate lubrication systems within the housing.
  • the horizontal link is arranged with its end in a central region of the beam support and connected by a hinge to the beam support.
  • the position of the horizontal link is suitable for perceiving a guide of the beam carrier in the longitudinal direction.
  • the horizontal link is arranged substantially parallel to a transverse side of the beam carrier and designed with a stiffening shape, so that the beam carrier is guided in the longitudinal direction.
  • the device can be operated safely even with non-activated horizontal drive.
  • the beam carrier would only be driven by the vertical drive to move up and down.
  • the deflection of the beam carrier can essentially be determined by compressive forces in the connecting rod and Initiate the horizontal link.
  • the choice, whether the Eccentric drive is to be formed with an eccentric shaft or with a crankshaft, is essentially determined by the size of the translational movement by the eccentric drive. Thus, larger translational movements can preferably be generated by a crankshaft.
  • the needles are driven in the vertical direction preferably according to the embodiment of the invention with a vertical drive, which is formed by two eccentric drives, each having an eccentric shaft or crankshaft and a connecting rod connected to the shaft.
  • the connecting rods are connected with their free ends via swivel joints with the beam support.
  • the eccentrics or crankshafts of the horizontal drive and the eccentrics or crankshafts of the vertical drive are driven synchronously at the same speeds. This makes it possible for the needles immersed in the fiber web to be moved by the beam support in the direction of the fiber web.
  • FIG. 1 An embodiment of the device according to the invention is shown below in FIG. 1.
  • FIG. 1 the embodiment of the inventive apparatus for needling a fibrous web is shown schematically.
  • the device has a beam support 2, which holds two needle bars 1.1 and 1.2 on its underside.
  • Each of the needle bars 1.1 and 1.2 holds on its underside a needle board 3 with a plurality of needles 4.
  • the needle boards 3 with the needles 4 is associated with a bed plate 24 and a scraper 25, wherein between the bed plate 24 and Scraper 25 a fiber web 26 is guided at a substantially constant feed rate.
  • the direction of movement of the fiber web 26 is indicated by an arrow.
  • the vertical drive 6 is formed by two parallel arranged eccentric 9.1 and 9.2.
  • the eccentric 9.1 and 9.2 have two parallel juxtaposed crankshafts 8.1 and 8.2, which are arranged above the beam carrier 2.
  • the crankshafts 8.1 and 8.2 are each connected to a connecting rod 7.1 and 7.2.
  • the connecting rods 7.1 and 7.2 are connected with their free ends via two Pleuelwindgelenke 28.1 and 28.2 with the beam support 2.
  • the crankshaft 8.1 forms with the connecting rod 7.1 and the crankshaft 8.2 with the connecting rod 7.2 each one of the eccentric 9.1 and 9.2 to guide the beam support 2 in an up and down movement.
  • the crankshafts 8.1 and 8.2 are rotatably mounted in a machine frame 29 and connected to a drive, not shown here.
  • the crankshafts 8.1 and 8.2 are driven synchronously or in opposite directions, so that the beam support 2 is guided at least approximately parallel.
  • the needle bar 1.1 and 1.2 engages a horizontal link 10 via a swivel bar 27 on the beam support 2.
  • the beam swivel joint 27 for connecting the horizontal link 10 is arranged in the middle region of the beam support 2.
  • the pivot hinges 28.1 and 28.2 for connecting the vertical drive 6 are symmetrical to the beam swivel joint 27, so that independently of the vertical movement of the beam support introduced for horizontal deflection thrust and tensile forces directly to the beam support ger 2 act. It can thus be avoided by bending moments on the beam support 2.
  • the opposite end of the horizontal link 10 is coupled via a transmission kinematics 11 with an eccentric drive 12.
  • the horizontal link 10 is oriented horizontally, wherein the beam swivel joint 27 is guided on the beam support 2 on a horizontal straight line. The articulation of the beam carrier 2 therefore always takes place from the same point.
  • the transmission kinematics 11 has a rocker 17, which is connected via a first coupling joint 18.1 at the free end with the eccentric 12 and a second coupling joint 18.2 in the central region with the horizontal link 10.
  • the eccentric drive 12 has a connecting rod 21, which is arranged with a free end on the coupling rotary joint 18.1 and is guided at the opposite end on a crankshaft 20.
  • the crankshaft 20 is mounted on a crank bearing 22, wherein the crank bearing 22 is formed on a gear carrier 13.
  • the crankshaft 20 is driven by a drive, not shown here.
  • the rocker 17 is held at its opposite end via a frame pivot 19 on the gear carrier 13.
  • the gear carrier 13 is rotatably connected to the machine frame 23 via a gear carrier bearing 14.
  • a fixing device 15 is provided on the machine frame 23, through which the gear carrier 13 is fixable in one of a plurality of operating positions.
  • the fixing device 15 can be formed for example by a guide track 30 and a locking means 31 to fix the gear carrier 13 in any angular position relative to the gear carrier bearing 14 in the machine frame 23.
  • the gear carrier 13 By adjusting the gear carrier 13 on the machine frame 23, the relative positions of the transmission kinematics 11 and the eccentric 12 are compared the beam support 2 changed. This also changes the position of the rocker 17 in relation to the horizontal link 10, so that the rocker movement generated by the eccentric 12 on the rocker 17 is transmitted depending on the position of the rocker 17 with different amplitude to the horizontal link 10.
  • the gear carrier 13 is preferably adjusted by a rotational angle range of the rotational angle ⁇ from 0 ° to 90 °. This makes it possible to achieve that the rocker 17 does not transmit any lifting movement in the horizontal direction to the horizontal support at one extreme.
  • the rocker 17 In this position, the rocker 17 is substantially aligned with the horizontal link 10.
  • the gear carrier is set in this case to a rotational angle ⁇ of 90 °.
  • a maximum stroke of the horizontal movement is set on the beam carrier 2.
  • This adjustment of the rocker can be achieved by adjusting the gear carrier 13 to a rotational angle ⁇ of 0 °.
  • Fig. 1 an intermediate layer is shown, wherein the angle of rotation is entered by the reference numeral ⁇ .
  • the fixing device 15 is released on the machine frame 23 and the gear carrier 13 is rotated by the gear carrier bearing 14 in a new operating position.
  • the position shown in FIG. 1 can be set to make larger or smaller strokes on the beam carrier 2.
  • To increase the respective stroke would adjusted the pivot end of the transmission carrier 13 in a clockwise direction.
  • the pivot end of the gear carrier 13 would be pivoted counterclockwise.
  • the horizontal link 10 is thus particularly suitable for carrying out the guidance of the beam carrier in the longitudinal direction.
  • the horizontal link 10 has a stiffening shape, which is not shown in detail in this embodiment.
  • the gear carrier 13 is formed as a housing 16 in which the parts of the gear kinematics 11 and the eccentric drive 12 are substantially encapsulated.
  • the rotary joints and bearings of the transmission kinematics 11 and of the eccentric drive 12 can thus be connected to a lubrication system which is arranged within the housing 16 and is thus shielded from the environment, in particular with respect to a fiber web.
  • the vertical drive and the horizontal drive is formed by eccentric drives, in which the oscillating movements are generated by crankshafts.
  • eccentric drives can also be formed by rotatably mounted eccentric shafts, which are connected to the circumference with a connecting rod of a connecting rod.
  • both units are held on an adjustable gear carrier, which on the machine frame in different operating positions for changing a transmitted by the transmission kinematics movement amplitude.
  • several horizontal drives and also several vertical drives can act simultaneously on the beam carrier at the same time.
  • it is also possible to form the beam support by a plurality of transmission support modules, each of which is associated with a drive unit consisting of a vertical drive and a horizontal drive.

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  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Verfestigung und Strukturierung von Vliesen ist es bekannt, eine Faserbahn mit einer Vielzahl von Nadeln zu durchstoßen, wobei die Nadeln in einer oszillie- renden Auf- und Abwärtsbewegung geführt sind. Bei dem Vorgang werden die Nadeln mit einer oszillierenden Vertikalbewegung geführt, um das Fasermaterial in der Faserbahn zu verfestigen. Bei diesem Vorgang wird die Faserbahn mit einem Vorschub stetig vorwärts bewegt. Um insbesondere bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten während des Eintauchens der Nadeln keine ungewünschten Relativbewegungen zwischen den Nadeln und den Fasern zu erhalten, die beispielsweise zu einem Verzug oder einer Langlochbildung im vernadelten Material führen, werden die Nadeln mit einer überlagerten horizontalen Bewegung geführt. Eine derartige Vorrichtung zum Vernadeln der Faserbahn ist beispielsweise aus der EP 0 892 102 Al bekannt.
Die bekannte Vorrichtung weist einen Balkenträger auf, an dessen Unterseite zwei nebeneinander angeordnete Nadelbalken zur Aufnahme einer Vielzahl von Nadeln gehalten sind. Der Balkenträger ist beweglich gehalten, wobei ein Vertikalantrieb zur oszillierenden Bewegung des Balkenträgers in einer Auf- und Abwärtsbewe- gung und ein Horizontalantrieb zur oszillierenden Bewegung des Balkenträgers in einer geradlinigen Hin- und Herbewegung vorgesehen sind. Der Vertikalantrieb weist mehrere Exzenterwellen und mehrere durch die Exzenterwellen geführte Pleuelstangen auf, die mit ihren freien Enden an dem Balkenträger angreifen. Der Horizontalantrieb besitzt zumindest einen Horizontallenker, der mit einem Ende mit dem Balkenträger verbunden ist und mit einem gegenüberliegenden Ende einem Exzenterantrieb zugeordnet ist. Um den Hub der Horizontalbewegung des Balkenträgers verändern zu können, weist die bekannte Vorrichtung verschiedene Verstellmöglichkeiten auf. Bei einer ersten Verstellmöglichkeit wird der Horizontallenker über eine Kipphebelkinematik mit einer an einer Exzenterwelle geführten Pleuelstange gekoppelt. Das freie Ende der Pleuelstange ist lösbar mit der Kipphebelkinematik verbunden, so dass eine Schwingebewegung je nach Lage des Angriffspunktes der Pleuelstange am Kipphebel verstellbar ist. Damit lässt sich jedoch eine Verstellung des Horizontalhubes nur bei stillstehendem Exzenterantrieb ausführen. Zudem ist eine Eingriff und Veränderung der Kinematik erforderlich, welche zur Kraftübertragung an dem Balkenträger angreift.
Bei einer weiteren Ausführung der bekannten Vorrichtung wird die oszillierende Horizontalbewegung über zwei parallel laufende Exzenterantriebe an dem Horizontallenker eingeleitet. Hierbei werden die parallel geführten Pleuelstangen über ein Koppelglied und eine Getriebekinematik mit dem Horizontallenker verbun- den, wobei eine je nach Phasenlage der Exzenterwellen der Exzenterantriebe resultierende Bewegungsamplitude erzeugt wird. Damit lässt sich zwar eine Verstellung des Horizontalhubes während des Betriebes verändern, jedoch nur mit einem erheblichen apparativen Aufwand, der bei Großanlagen zu einem erheblichen Raumbedarf der gesamten Vorrichtung führt. So sind zumindest zwei separate Exzenterantriebe erforderlich, um nur eine horizontale Hin- und Herbewegung am Balkenträger auszuführen.
Die bekannte Vorrichtung basiert somit auf mechanisch sehr aufwändige und teilweise in Betrieb nicht verstellbare Antriebseinrichtungen, um überlagert zu einer Vertikalbewegung den Balkenträger in einer Hin- und Herbewegung mit veränderlichem Horizontalhub zu führen.
Aus der DE 100 43 534 Al ist eine weitere Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn bekannt, bei welcher der Balkenträger durch ein Schwenkrohr gebildet ist, das relativ zu einer Schwenkachse hin- und hergeschwenkt wird. Insoweit wird der Balkenträger über ein Schwenkgetriebe relativ zu der Schwenkachse verschwenkt. Die Vorrichtung sowie das Schwenkgetriebe sind daher nicht geeignet, um eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Balkenträgers in horizontaler Richtung auszufuhren.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn der eingangs genannten Art mit einem möglichst kompakten und im mechanischen Aufbau einfachen Horizontalantrieb auszuführen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Horizontalantrieb mit einer flexiblen und einfachen Hubverstellung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Getriebekinematik und der Exzenterantrieb an einem Getriebeträger angeordnet sind, welcher zur Einstellung eines Horizontalhubes verstellbar an einem Maschinengestell gehalten ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass zur Einstellung des Horizontalhubes kein Eingriff in die Getriebekinematik oder dem Exzenterantrieb erforderlich ist. Sowohl die Getriebekinematik als auch der Exzenterantrieb sind nur derart auszulegen, dass eine an dem Horizontallenker des Balkenträgers oszillierende Schubkraft erzeugt wird. Die durch die Getriebekinematik und dem Exzente- rantrieb an dem Horizontallenker erzeugte Amplitude der Horizontalbewegung wird ausschließlich durch die Stellung des Getriebeträgers bestimmt. Damit lassen sich auch vorteilhaft Hubverstellungen oder Korrekturen einer Hubeinstellung während des Betriebes ausführen. Die an dem Getriebeträger gehaltene Getriebekinematik sowie der an dem Getriebeträger angeordnete Exzenterantrieb sind in ihrer Relativlage zueinander durch ihre Fixierung am Getriebeträger bestimmt. Lediglich die Relativlagen der Getriebekinematik und des Exzenterantriebes ge- genüber dem Balkenträger lässt sich durch Verstellung des Getriebeträgers ändern.
Zur Verstellung des Getriebeträgers ist dieser vorzugsweise gemäß einer vorteil- haften Weiterbildung der Erfindung durch ein Getriebeträgerlager drehbar an dem Maschinengestell gelagert. Dabei lässt sich der Getriebeträger mittels einer Fixiereinrichtung in mehrere beliebige Betriebspositionen am Maschinengestell fixieren, so dass in jeder Betriebsposition des Getriebeträgers eine stabile Übertragung der Horizontalbewegung auf den Horizontallenker möglich ist.
Um einerseits einen großen Hubbereich des Balkenträgers abdecken zu können und andererseits eine individuelle Einstellung des Horizontalhubes zu ermöglichen, ist der Getriebeträger vorzugsweise um einen Drehwinkel im Bereich von 0° bis 90° schwenkbar ausgeführt. So lässt sich beispielsweise bei der Drehwinkel- einstellung von 90° keine Hubbewegung an dem Horizontallenker erzeugen, so dass der Horizontallenker in dieser Betriebsstellung des Getriebeträgers durch die Getriebekinematik und den Exzenterantrieb zu einer reinen Vertikalbewegung angetrieben wird. Dagegen würde ein Drehwinkel von 0° die Relativlagen der Getriebekinematik und des Exzenterantriebes in Relation zu dem Balkenträger derart verändern, dass der Horizontallenker mit einem maximalen Hub in horizontaler Richtung hin- und herführbar ist.
Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der Getriebeträger als ein Gehäuse ausgebildet ist, in welchem zumindest Teile der Getriebekinematik und des Ex- zenterantriebes gekapselt sind, ist bevorzugt eingesetzt, um gleichzeitig die Lager und Drehgelenke der Getriebekinematik sowie des Exzenterantriebes gegenüber der Umgebung abzuschirmen. So lassen sich vorteilhaft Schmiersysteme innerhalb des Gehäuses integrieren.
Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Getriebekinematik durch eine Schwinge gebildet ist, hat den besonderen Vorteil, dass der Horizontallenker un-
- A - mittelbar über ein Drehgelenk mit dem Exzenterantrieb koppelbar ist, so dass zur Kraftübertragung keine weiteren Getriebeglieder erforderlich sind. Hierzu weist die Schwinge zwei Koppeldrehgelenke auf, die mit dem Exzenterantrieb und dem Horizontallenker verbunden sind. Mit einem Ende wird die Schwinge durch ein Gestelldrehgelenk an dem Getriebeträger gehalten. Somit lassen sich vorteilhaft auch schnelle Horizontalbewegungen des Balkenträgers sicher ausführen, die insbesondere hohe Durchlaufgeschwindigkeiten der Faserbahn und damit hohe Produktionsleistungen ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Horizontallenker mit seinem Ende in einem mittleren Bereich des Balkenträgers angeordnet und durch ein Drehgelenk mit dem Balkenträger verbunden. Damit lassen sich unabhängig von der Vertikalbewegung des Balkenträgers die zur horizontalen Auslenkung eingebrachten Schub- und Zugkräfte unmittelbar an dem Balkenträger ein- bringen. Eine auf den Balkenträger wirkende Belastung durch Biegemomente lässt sich dadurch vermeiden.
Im besonderen Maße ist die Lage des Horizontallenkers dazu geeignet, eine Führung des Balkenträgers in Längsrichtung wahrzunehmen. Hierzu ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Horizontallenker im Wesentlichen parallel zu einer Querseite des Balkenträgers angeordnet und mit einer versteifenden Formgebung ausgeführt, so dass der Balkenträger in Längsrichtung geführt ist. So lässt sich beispielsweise die Vorrichtung auch mit nicht aktiviertem Horizontalantrieb sicher betreiben. In diesem Fall würde der Balkenträger nur durch den Vertikalantrieb zu einer Auf- und Abwärtsbewegung angetrieben.
Bei Ausbildung des Exzenterantriebes durch eine angetriebene Exzenterwelle oder alternativ durch eine angetriebene Kurbelwelle und einer mit der Welle verbundene Pleuelstange, die mit ihrem freien Ende an dem Koppeldrehgelenk gehal- ten ist, lässt sich die Auslenkung des Balkenträgers im wesentlichen durch Druckkräfte in der Pleuelstange und dem Horizontallenker einleiten. Die Wahl, ob der Exzenterantrieb mit einer Exzenterwelle oder mit einer Kurbelwelle auszubilden ist, wird im Wesentlichen durch die Größe der translatorischen Bewegung durch den Exzenterantrieb bestimmt. So lassen sich größere translatorische Bewegungen bevorzugt durch eine Kurbelwelle erzeugen.
Um eine qualitativ hochwertige Vernadelung der Faserbahn zu erhalten, werden die Nadeln in Vertikalrichtung vorzugsweise gemäß der Weiterbildung der Erfindung mit einem Vertikalantrieb angetrieben, welcher durch zwei Exzenterantriebe gebildet ist, die jeweils eine Exzenterwelle oder Kurbelwelle und eine mit der Welle verbundene Pleuelstange aufweisen. Die Pleuelstangen sind mit ihren freien Enden über Drehgelenke mit dem Balkenträger verbunden. Ein derartiger Vertikalantrieb bietet eine hohe Flexibilität in Einstellung und Führung des Nadelbalkens, um unterschiedliche Vliesbahnen mit unterschiedlichen Fasern produktspezifisch zu vernadeln.
Um insbesondere die Vertikalbewegung und die Horizontalbewegung aufeinander abzustimmen, werden die Exzenter oder Kurbelwellen des Horizontalantriebes und die Exzenter oder Kurbelwellen des Vertikalantriebes synchron mit gleichen Drehzahlen angetrieben. Damit ist die Möglichkeit gegeben, dass die in der Fa- serbahn eingetauchten Nadeln durch den Balkenträger in Laufrichtung der Faserbahn bewegt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nachfolgend in der Fig. 1 dargestellt.
In Fig. 1 ist das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn schematisch gezeigt. Die Vorrichtung weist einen Balkenträger 2 auf, der an seiner Unterseite zwei Nadelbalken 1.1 und 1.2 hält. Jeder der Nadelbalken 1.1 und 1.2 hält an seiner Unterseite ein Nadelbrett 3 mit einer Vielzahl von Nadeln 4. Den Nadelbrettern 3 mit den Nadeln 4 ist eine Bettplatte 24 und ein Abstreifer 25 zugeordnet, wobei zwischen der Bettplatte 24 und dem Abstreifer 25 eine Faserbahn 26 mit im wesentlichen konstanter Vorschubgeschwindigkeit geführt wird. Die Bewegungsrichtung der Faserbahn 26 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
An dem Balkenträger 2 greift ein Vertikalantrieb 6 an. Durch den Vertikalantrieb 6 wird der Balkenträger 2 in vertikaler Richtung oszillierend bewegt, so dass die Nadelbalken 1.1 und 1.2 mit den Nadelbrettern 3 eine Auf- und Abwärtsbewegung ausführen. Der Vertikalantrieb 6 ist durch zwei parallel angeordnete Exzenterantriebe 9.1 und 9.2 gebildet. Die Exzenterantriebe 9.1 und 9.2 weisen zwei parallel nebeneinander angeordnete Kurbelwellen 8.1 und 8.2 auf, die oberhalb des Balkenträgers 2 angeordnet sind. Die Kurbelwellen 8.1 und 8.2 sind jeweils mit einer Pleuelstange 7.1 und 7.2 verbunden. Die Pleuelstangen 7.1 und 7.2 sind mit ihren freien Enden über zwei Pleueldrehgelenke 28.1 und 28.2 mit dem Balkenträger 2 verbunden. Die Kurbelwelle 8.1 bildet mit der Pleuelstange 7.1 und die Kurbelwelle 8.2 mit der Pleuelstange 7.2 jeweils einen der Exzenterantriebe 9.1 und 9.2, um den Balkenträger 2 in einer Auf- und Abwärtsbewegung zu führen. Die Kurbelwellen 8.1 und 8.2 sind in einem Maschinengestell 29 drehbar gelagert und mit einem hier nicht dargestellten Antrieb verbunden. Die Kurbelwellen 8.1 und 8.2 werden gleich - oder gegensinnig synchron angetrieben, so dass der Balkenträger 2 zumindest annähernd parallel geführt ist.
Zur Einleitung einer horizontalen Bewegung des Balkenträgers 2 und damit der Nadelbalken 1.1 und 1.2 greift ein Horizontallenker 10 über ein Balkendrehgelenk 27 an dem Balkenträger 2 an. Mit seinem gegenüberliegenden freien Ende ist der Horizontallenker 10 mit einem Horizontalantrieb 5 gekoppelt. Das Balkendrehgelenk 27 zur Anbindung des Horizontallenkers 10 ist in dem mittleren Bereich des Balkenträgers 2 angeordnet. Die Pleueldrehgelenke 28.1 und 28.2 zur Anbindung des Vertikalantriebes 6 liegen symmetrisch zu dem Balkendrehgelenk 27, so dass unabhängig von der Vertikalbewegung des Balkenträgers die zur horizontalen Auslenkung eingebrachten Schub- und Zugkräfte unmittelbar an dem Balkenträ- ger 2 wirken. Es lassen sich somit Belastungen durch Biegemomente an dem Balkenträger 2 vermeiden.
Das gegenüberliegende Ende des Horizontallenkers 10 ist über eine Getriebeki- nematik 11 mit einem Exzenterantrieb 12 gekoppelt. Der Horizontallenker 10 ist horizontal ausgerichtet, wobei das Balkendrehgelenk 27 am Balkenträger 2 auf einer horizontalen Gerade geführt ist. Die Anlenkung des Balkenträgers 2 erfolgt daher immer vom gleichen Punkt aus.
Die Getriebekinematik 11 weist eine Schwinge 17 auf, die über ein erstes Koppeldrehgelenk 18.1 am freien Ende mit dem Exzenterantrieb 12 und mit einem zweiten Koppeldrehgelenk 18.2 im mittleren Bereich mit dem Horizontallenker 10 verbunden ist. Der Exzenterantrieb 12 weist hierzu eine Pleuelstange 21 auf, die mit einem freien Ende an dem Koppeldrehgelenk 18.1 angeordnet ist und am gegenüberliegenden Ende an einer Kurbelwelle 20 geführt ist. Die Kurbelwelle 20 ist an einem Kurbellager 22 gelagert, wobei das Kurbellager 22 an einem Getriebeträger 13 ausgebildet ist. Die Kurbelwelle 20 wird über einen hier nicht dargestellten Antrieb angetrieben.
Die Schwinge 17 ist mit ihrem gegenüberliegenden Ende über ein Gestelldrehgelenk 19 an dem Getriebeträger 13 gehalten. Der Getriebeträger 13 ist über ein Getriebeträgerlager 14 drehbar mit dem Maschinengestell 23 verbunden. An einem Schwenkende des Getriebeträgers 13 ist eine Fixiereinrichtung 15 an dem Maschinengestell 23 vorgesehen, durch welche der Getriebeträger 13 in einer von mehreren Betriebsstellungen fixierbar ist. Die Fixiereinrichtung 15 lässt sich beispielsweise durch eine Führungsbahn 30 und einem Arretierungsmittel 31 ausbilden, um den Getriebeträger 13 in beliebiger Winkellage relativ zum Getriebeträgerlager 14 im Maschinengestell 23 zu fixieren.
Durch Verstellung des Getriebeträgers 13 am Maschinengestell 23 werden die Relativlagen der Getriebekinematik 11 und des Exzenterantriebes 12 gegenüber dem Balkenträger 2 verändert. Damit ändert sich auch die Lage der Schwinge 17 in Relation zu dem Horizontallenker 10, so dass die durch den Exzenterantrieb 12 an der Schwinge 17 erzeugte Schwingenbewegung je nach Stellung der Schwinge 17 mit unterschiedlicher Amplitude auf den Horizontallenker 10 übertragen wird. Je nach Stellung des Getriebeträgers 13 und damit je nach Lage der Schwinge 17 in Relation zu dem Horizontallenker 10 lassen sich Hübe in Horizontalbewegung beliebig einstellen. So wird der Getriebeträger 13 bevorzugt um einen Drehwinkelbereich des Drehwinkels α von 0° bis 90° verstellt. Damit lässt sich erreichen, dass die Schwinge 17 in einem Extrem keine Hubbewegung in horizontaler Rich- tung auf den Horizontalträger überträgt. In dieser Stellung ist die Schwinge 17 im Wesentlichen mit dem Horizontallenker 10 ausgerichtet. Der Getriebeträger ist in dem Fall auf einen Drehwinkel α von 90° eingestellt. In einer zweiten Extremstellung, bei welcher die Schwinge im Wesentlichen orthogonal zu dem Horizontallenker 10 steht, wird ein maximaler Hub der Horizontalbewegung an dem Balken- träger 2 eingestellt. Diese Einstellung der Schwinge lässt sich durch Einstellung des Getriebeträgers 13 auf einen Drehwinkel α von 0° erreichen. In der Fig. 1 ist eine Zwischenlage dargestellt, wobei der Drehwinkel mit dem Bezugszeichen α eingetragen ist.
Unabhängig von der Stellung des Getriebeträgers 13 bleibt die an der Schwinge 17 eingeleitete Bewegungsamplitude durch die Pleuelstange 21 und die Kurbelwelle 20 am Koppeldrehgelenk 18.1 unverändert. Lediglich die Übertragung der Bewegungsamplitude der Schwinge 17 auf den Horizontallenker 10 im Koppeldrehgelenk 18.2 ändert sich.
Um während der oszillierenden Bewegung des Balkenträgers 2 in horizontaler Richtung eine Veränderung des Hubes vornehmen zu können, wird die Fixiereinrichtung 15 am Maschinengestell 23 gelöst und der Getriebeträger 13 wird durch Drehung um das Getriebeträgerlager 14 in eine neue Betriebsposition versetzt. So lassen sich der in Fig. 1 dargestellten Stellung heraus größere oder kleinere Hübe an dem Balkenträger 2 einstellen. Um den jeweiligen Hub zu vergrößern, würde das Schwenkende des Getriebeträgers 13 im Uhrzeigersinn verstellt. Für einen kleineren Hub in horizontaler Richtung würde das Schwenkende des Getriebeträgers 13 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt.
Unabhängig von der Einstellung des Getriebeträgers 13 bleibt eine im Wesentlichen horizontale Ausrichtung des Horizontallenkers 10 über den gesamten Verstellbereich des Getriebeträgers 13 erhalten. Der Horizontallenker 10 ist somit besonders geeignet, um die Führung des Balkenträgers in Längsrichtung auszuführen. Hierzu besitzt der Horizontallenker 10 eine versteifende Formgebung, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt ist.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Getriebeträger 13 als ein Gehäuse 16 ausgebildet, in welchem die Teile der Getriebekinematik 11 und des Exzenterantriebes 12 im Wesentlichen gekapselt sind. Damit lassen sich ins- besondere die Drehgelenke und Lager der Getriebekinematik 11 und des Exzenterantriebes 12 mit einem Schmiersystem verbinden, das innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet ist und somit gegenüber der Umgebung insbesondere gegenüber einer Faserbahn abgeschirmt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Vertikalantrieb sowie der Horizontalantrieb durch Exzenterantriebe gebildet, bei welchem die oszillierenden Bewegungen durch Kurbelwellen erzeugt werden. Selbstverständlich lassen sich derartige Exzenterantriebe auch durch drehbar gelagerte Exzenterwellen ausbilden, die am Umfang mit einem Pleuel- knöpf einer Pleuelstange verbunden sind. Für die Erfindung ist es zudem unerheblich, in welche Art und Weise der Exzenterantrieb und die Getriebekinematik des Horizontalantriebes ausgebildet sind. Wesentlich hierbei ist, dass beide Einheiten an einem verstellbaren Getriebeträger gehalten sind, der an dem Maschinengestell in verschiedene Betriebspositionen zur Veränderung einer durch die Getriebeki- nematik abgegebene Bewegungsamplitude. An dieser Stelle sei auch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass an dem Balkenträger gleichzeitig mehrere Horizontalantriebe und auch mehrere Vertikalantriebe gleichzeitig angreifen können. So besteht auch die Möglichkeit, den Balkenträger durch mehrere Getriebeträgermodule zu bilden, denen jeweils eine Antriebseinheit bestehend aus einem Vertikalantrieb und einem Horizontalantrieb zugeordnet sind.
Bezugszeichenliste
1.1 , 1.2 Nadelbalken
2 Balkenträger
3 Nadelbrett
4 Nadel
5 Horizontalantrieb
6 Vertikalantrieb
7.1 , 7.2 Pleuelstange
8.1 , 8.2 Kurbelwelle
9.1 , 9.2 Exzenterantrieb
10 Horizontallenker
11 Getriebekinematik
12 Exzenterantrieb
13 Getriebeträger
14 Getriebeträgerlager
15 Fixiereinrichtung
16 Gehäuse
17 Schwinge
18. 1, 18.2 Koppeldrehgelenk
19 Gestelldrehgelenk
20 Kurbelwelle
21 Pleuelstange
22 Kurbellager
23 Maschinengestell
24 Bettplatte
25 Abstreifer
26 Faserbahn
27 Balkendrehgelenk 8.1, 28.2 P leueldrehgelenk9 Maschinengestell0 Führungsbahn1 Arretierungsmittel

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn mit zumindest einem Nadelbalken (1.1), welcher an seiner Unterseite ein Nadelbrett (3) mit einer Vielzahl von Nadeln (4) aufweist, mit einem beweglich gehalten Balkenträger (2) zum Halten des Nadelbalkens (1.1), mit einem mit dem Balkenträger (2) verbundenen Vertikalantrieb (6) zur oszillierenden Bewegung des Balken- trägers (2) in einer Auf- und Abwärtsbewegung und mit einem mit dem
Balkenträger (2) verbundenen Horizontalantrieb (5) zur oszillierenden Bewegung des Balkenträgers (2) in einer Hin- und Herbewegung, wobei der Horizontalantrieb (5) zumindest einen Horizontallenker (10), der mit einem Ende mit dem Balkenträger (2) verbunden ist und mit einem gegenüberlie- genden Ende mit einer Getriebekinematik (11) gekoppelt ist, und einen mit der Getriebekinematik (11) gekoppelten Exzenterantrieb (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekinematik (11) und der Exzenterantrieb (12) an einem Getriebeträger (13) angeordnet sind, welcher zur Einstellung eines Horizontalhubes verstellbar an einem Maschinengestell (23) gehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (13) an dem Maschinengestell (23) durch ein Trägerlager (14) drehbar gelagert ist und dass der Getriebeträger (13) mittels einer Fixiereinrichtung (15) in mehreren Betriebspositionen am Maschinengestell (23) gehalten ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (13) um einen Drehwinkel (α) im Bereich von 0° bis 90° schwenkbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeträger (13) als ein Gehäuse (16) ausgebildet ist, in welchem zumindest Teile der Getriebekinematik (11) und des Exzenterantriebs (12) gekapselt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekinematik (11) durch eine Schwinge (17) gebildet ist, die mit einem Ende durch ein Gestelldrehgelenk (19) an dem Getriebeträger (13) gehalten ist und die am gegenüberliegenden Ende durch ein Koppeldrehge- lenk (18.1) mit dem Exzenterantrieb (12) verbunden ist, und dass die
Schwinge (17) durch ein weiters Koppeldrehgelenk (18.2) mit dem Horizontallenker (10) gekoppelt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizontallenker (10) mit seinem Ende in einem mittleren Bereich des Balkenträgers (2) durch ein Balkendrehgelenk (27) mit dem Balkenträger (2) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizontallenker (10) im wesentlich parallel zu einer Querseite des Balkenträgers (2) verläuft und eine versteifende Formgebung zur Führung des Balkenträgers (2) in Längsrichtung aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterantrieb (12) eine angetriebene Exzenter- oder Kurbelwelle (20) und eine mit der Exzenter- oder der Kurbelwelle (20) verbundene Pleuelstange (21) aufweist, wobei die Exzenter- oder Kurbelwelle (20) drehbar an dem Getriebeträger (13) gelagert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Pleuelstange (21) durch das Koppeldrehgelenk (18.1) mit der Schwinge (17) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertikalantrieb (6) zumindest zwei angetriebene Exzenter- oder Kurbelwellen (8.1, 8.2) und mehrere den Exzenter- oder Kurbelwellen (8.1, 8.2) zugeordnete Pleuelstangen (7.1, 7.2) aufweist, deren freien Enden mit dem Balkenträger (2) verbunden sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenter- oder Kurbelwelle des Horizontalantriebes (5) und die Exzenter- oder Kurbelwellen (8.1, 8.2) des Vertikalantriebes (6) synchron mit gleichen Drehzahlen antreibbar sind.
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