EP2475814A1 - Device for needling a fibrous web - Google Patents

Device for needling a fibrous web

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Publication number
EP2475814A1
EP2475814A1 EP09751849A EP09751849A EP2475814A1 EP 2475814 A1 EP2475814 A1 EP 2475814A1 EP 09751849 A EP09751849 A EP 09751849A EP 09751849 A EP09751849 A EP 09751849A EP 2475814 A1 EP2475814 A1 EP 2475814A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
phase
crankshafts
shaft
needle bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09751849A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2475814B1 (en
Inventor
Tilman Reutter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hi Tech Textile Holding GmbH
Original Assignee
Hi Tech Textile Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hi Tech Textile Holding GmbH filed Critical Hi Tech Textile Holding GmbH
Publication of EP2475814A1 publication Critical patent/EP2475814A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2475814B1 publication Critical patent/EP2475814B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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.
  • a generic device is known from DE 10 2005 012 265 AI.
  • the known device is used for solidification and structuring of fiber layers.
  • a fiber web is pierced with a plurality of needles, which are guided in an oscillating motion.
  • the needles are thus guided with an oscillating vertical movement in order to solidify the fiber material in the fiber web.
  • the fiber web is continuously advanced with a feed, which is preferably carried out by rolling. Since the needles are not smooth but are provided with barbs that are open in the puncturing direction, individual fibers are caught during insertion and reoriented within the fiber layer. As a result, a felting and solidification effect is achieved.
  • both the vertical movement and the horizontal movement of the needle bar are initiated by a crank mechanism on the needle bar.
  • the crank mechanism has two crank drives with two driven crankshafts.
  • the crankshafts are designed to be adjustable in their phase positions. Depending on the phase relationship of the crankshafts to each other thus results in an ellipse-like movement form, in which the oscillating movement of the needle bar is performed.
  • a guide means which acts on the needle bar.
  • the guide device is formed by a guide rod which is guided in a guide bush held on a machine frame.
  • the guide bushing is pivotally supported on the machine frame via a pivot bearing, so that, depending on the phase position of the crankshafts, an oblique position of the beam carrier via the pivot bearing of the guide device is possible.
  • the guide track executed by the beam carrier essentially depends on the stationary position of the pivot bearing of the guide device.
  • the guide track executed by the beam carrier essentially depends on the stationary position of the pivot bearing of the guide device.
  • only very small horizontal strokes can be realized by a phase adjustment of the crankshafts.
  • the known device further occurs the problem that increase with increasing degree of phase adjustment between the two crankshafts, the free inertial forces and moments and in extreme cases lead to increased vibrations in the machine frame.
  • horizontally directed mass forces are generated by the horizontal component of movement of the needle bar, which can only be compensated inadequately by mass balance on the crankshafts.
  • the known device is suitable only within narrow limits for carrying out a horizontal movement of the needle bar.
  • Another object of the invention is to provide a generic device for needling a fibrous web, wherein the crank mechanism is adjustable by simple means to vary the horizontal stroke of the machine during operation within wide limits.
  • the invention is characterized in that in particular the mass forces generated in the horizontal direction in a phase adjustment of the crankshafts can be absorbed directly on the needle bar, without affecting the mobility of the needle bar.
  • the guide device on one or more guide links, which are connected by hinges to the needle bar.
  • the inertial forces can be transmitted by pushing and pulling forces and supported against a machine frame. It has been shown that a maximum phase adjustment of a phase angle of 30 ° is thus possible between the crankshafts and the eccentric shafts.
  • the invention was also not obvious by the known from WO 2009/019111 AI needle machine in which the degree of control of the needle bar has a guide arm with steering gear.
  • the known needle machine has a vertical drive, by which the needle bar is driven to a vertical movement.
  • a phase adjustment of the crankshaft is not provided, so that a complete compensation of the mass forces 1st order between the needle bar and the crank mechanism is possible. In that regard, no additional mass forces occur on the needle bar.
  • the fiber web can be needled only with a vertical upward and downward movement of the needle bar.
  • an additionally superimposed horizontal movement can be generated.
  • the phase adjustment is preferably formed by a control gear and a co-operating with the control gear Stellaktor or an actuating mechanism, wherein the actuating gear is coupled to one of the eccentric shafts or one of the crankshafts.
  • the actuating gear has for this purpose a displaceable actuating shaft and a gear pair with a helical toothing, wherein a set by the Stellaktor or the adjusting mechanism on the actuating shaft adjustment path is converted by the gear pairing in a setting angle.
  • one of the gears of the gear pairing is fixedly arranged on the circumference of the eccentric shaft or crankshaft and the other gearwheel is held firmly on the circumference of the control shaft.
  • the control shaft is held displaceably parallel to the eccentric shaft or crankshaft, so that adjusts a proportional to the adjustment of the travel phase angle on the eccentric shaft.
  • the adjusting mechanism can also be advantageously integrated according to an embodiment of the invention as a gear transmission in the crank mechanism, so that the control shaft is formed by a sliding gear shaft.
  • the transmission shaft is arranged over a plurality of gear pairings with a helical gearing between two drive shafts, so that when adjusting the gear shaft, a double adjustment angle is generated, which is transmitted via the drive shafts directly to the eccentric shafts or crankshafts.
  • the gear transmission can also be preferably arranged as an adjustment of a crankshaft unit through which a plurality of connecting rods are driven.
  • a position sensor is associated, which is coupled to a control device of the phase adjuster. This allows exact machine settings to be carried out.
  • crank mechanism is a drive motor and the gear transmission, wherein both eccentric shafts or both crankshafts are coupled together by the gear transmission in such a way that both eccentric shafts or both crankshafts are driven in opposite directions.
  • the development of the invention is particularly advantageous, in which the drive motor is directly connected to one of the drive shafts of the gear transmission or one of the crankshafts and in which the other drive shaft or the other crankshaft, a braking means assigned.
  • the entire crank mechanism can be safely stopped in a process interruption after switching off the drive motor.
  • phase adjustment is executable on each of the eccentric shaft or crankshaft.
  • phase adjustment on two Stellaktoren with associated actuators.
  • the guide arm is preferably connected according to an advantageous development of a coupling kinematics with the machine frame.
  • additional mobilities can be generated on the guide arm and on the beam support.
  • Fig. 1 shows schematically a side view of a first embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically a side view of the embodiment of Fig. 1 in a changed operating condition 3 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a phase adjustment device
  • phase adjustment device 4 shows schematically a cross-sectional view of a further embodiment of a phase adjustment device
  • Fig. 5 shows schematically a cross-sectional view of another embodiment of the phase adjustment
  • Fig. 6 shows schematically a side view of a further embodiment of the device according to the invention.
  • a first embodiment of the device according to the invention for needling a fibrous web is shown schematically.
  • the embodiment of the device according to the invention according to Fig. 1 shows a beam support 2, which holds a needle bar 1 on its underside.
  • the needle bar 1 carries on its underside a needle board 3 with a plurality of needles 4.
  • the needle board 3 with the needles 4 is associated with a bed plate 38 and a scraper 37, wherein between the bed plate 38 and the scraper 37, a fiber web 39 with substantially constant Feed rate is performed.
  • the movement device of the fiber web 39 is characterized by an arrow.
  • On the beam support 2 engages a crank mechanism 5.
  • the crank mechanism 5 is formed by two parallel juxtaposed crank drives 6.1 and 6.2.
  • the crank drives 6.1 and 6.2 have two parallel juxtaposed crankshafts 9.1 and 9.2, which are arranged above the beam carrier 2.
  • the crankshafts 9.1 and 9.2 each have at least one eccentric section for receiving at least one connecting rod.
  • Fig. 1 arranged on a beam support 2 connecting rods 7.1 and 7.2 are shown, which are held with their Pleuelköpfen 10.1 and 10.2 to the crankshaft 9.1 and 9.2.
  • the connecting rods 7.1 and 7.2 are connected at their opposite ends by two pivot hinges 8.1 and 8.2 with the beam support 2.
  • the crankshaft 9.1 forms with the connecting rod 7.1 the crank drive 6.1 and the crankshaft 9.2 with the connecting rod 7.2 the crank drive 6.2 to guide the beam support 2 in an oscillating motion.
  • the crankshaft 9.1 is associated with a phase adjustment device 11.
  • the phasenverstell stimulating 11 has a control gear 18 and a cooperating with the frame gear Stellaktor 12.
  • the frame gear is coupled to Einste 1- lung a phase angle ⁇ with the crankshaft 9.1.
  • a control device 13 is provided, which is connected to the Stellaktor 12. Via the control device 13, the Stellaktor 12 can be activated to rotate the crankshaft 9.1 in position.
  • the phase angle between the two crankshaft 9.1 and 9.2 can be adjusted.
  • a guide device 14 is provided, which is formed in this embodiment by a guide arm 15 which is connected via a first pivot 16.1 with the beam support 2 and a second pivot 16.2 with a coupling kinematics 17.
  • the pivot 16.1 on the beam support 2 is formed in a middle of the beam, wherein the guide arm 15 is aligned substantially horizontally.
  • the coupling kinematics 17 arranged between the second rotary joint 16. 2 of the guide link 15 and a machine frame 20 is not described here in detail. Tert and may have one or more gear members to support the guide arm 15 relative to the machine frame and to allow additional freedom of movement in the up and down guide of the beam support on the guide arm 15.
  • Fig. 1 The embodiment shown in Fig. 1 is shown in an operating condition in which the crankshaft 9.1 and 9.2 are driven synchronously in opposite directions.
  • the crankshaft 9.1 has a phase angle ⁇ 0, so that in addition to the pure vertical up and down movement, a superimposed horizontal movement is initiated on the beam carrier 2.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a phase adjustment device 11, as could be used, for example, in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the phase adjustment device 11 has the actuating gear 18 and the Stellaktor 12.
  • the actuating mechanism 18 is formed in this embodiment by an actuating shaft 21 which is rotatably supported by a bearing device 25.1.
  • the control shaft 21 and the bearing means 25.1 are held within a housing in a push guide 24 and can be moved in the axial direction of the control shaft 21 back and forth.
  • the control shaft 21 is connected via a gear pair of the helical gears 22.1 and 22.2 with the crankshaft 9.1.
  • the crankshaft 9.1 has on the circumference the gearwheel 22.2 fixedly connected to the crankshaft 9.1.
  • the toothed wheel 22. 2 engages with the toothed wheel 22. 1 because it is fixedly connected to the toothed wheel 22. wave 21 is connected.
  • the helical gear 22.1 has a smaller tooth width, as the helical gear 22.2 on the circumference of the crankshaft 9.1.
  • the crankshaft 9.1 is rotatably supported via a bearing device 25.2 in a housing, not shown, and coupled to a drive, not shown here.
  • the actuating actuator 12 is provided, which is coupled via a tappet 26 to a free end of the actuating shaft 21 by a rotary joint 27.
  • the rotary joint 27 allows a free rotation of the actuating shaft 21 relative to the plunger 26 of the Stellaktors 12th
  • the Stellaktor 12 is associated with a position sensor 28 which is connected to the control device 13.
  • the position sensor 28 detects the current position of the plunger 26 and thus the travel of the control shaft 21.
  • a position encoder 28 incremental or distance sensors could be used, which sit on the Stellaktor.
  • the actuating shaft 12 of the thrust guide 24 is moved via the Stellaktor 12.
  • the relative position between the gears 22.1 and 22.2 shifts, so that via the helical teeth of the gears 22.1 and 22.2 of the control path of the control shaft 21 is converted in a rotational angle to the crankshaft 9.1.
  • the illustrated in Fig. 3 embodiment of the phase adjuster 11 has the particular advantage that the adjustment of the phase angle of the crankshaft 9.1 is possible even in the operating state.
  • the crankshaft 9.1 is driven and the gear 22.2 rotates with the crankshaft 9.1.
  • the rotational movement is absorbed by the gear 22.1 and the control shaft 21 rotates according to the gear ratio with the crankshaft 9.1.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the actuating mechanism 18 is identical to the exemplary embodiment according to FIG. 3, so that only the differences are explained at this point and otherwise reference is made to the aforementioned description.
  • the actuating mechanism 19 is formed by a spindle 29 and a spindle nut 30.
  • the spindle 29 is coupled via a rotary joint 27 with the control shaft 21.
  • the spindle nut 30 is guided on the circumference of the spindle 29 and is supported on the housing wall 31 of a housing.
  • the spindle 29 can be adjusted parallel to the crankshaft 9.1, depending on the direction of rotation of the spindle nut 30, so that the control shaft 21 performs a corresponding movement in the axial direction.
  • a manual adjustment of the phase angle at the crankshaft 9.1 of the embodiment of FIG. 1 can also be performed.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the phase adjustment device, as would be possible in a crank mechanism for driving two crankshafts or two eccentric shafts.
  • two drive shafts 42.1 and 42.2 which could alternatively also be designed directly as crankshafts or eccentric shafts, are connected to each other by means of a gear transmission 33.
  • a gear transmission 33 about the coupling by the gear transmission 33 is possible to drive the crank motor by a drive motor.
  • the drive shaft 42.2 on a drive end 35 on which directly or by z. B. belt coupled a drive motor (not shown here) can be coupled.
  • the drive shaft 42.2 is rotatably mounted in a housing 40, by a first bearing means 25.1.
  • a gear 32.1 is arranged on the circumference of the drive shaft, which is in engagement with a second gear 32.2.
  • the gear 32.2 is on the circumference of a rotatably mounted gear shaft 23.1 held.
  • the transmission shaft 23.1 is mounted in the housing 40 via a second bearing device 25.2.
  • a second transmission shaft 23.2 which carries on its circumference two spaced-apart gears 32.3 and 22.1.
  • the gear 32.3 is engaged with the gear 32.2 held on the first gear shaft 23.1.
  • the gear pairings of the gears 32.1, 32.2 and 32.3 are each formed by helical gears.
  • the second spaced apart from the gear 32.3 held on the gear shaft 23.2 gear 22.1 also has a helical gear and is connected to a gear 22.2 on the circumference of the drive shaft 42.1 in engagement.
  • the drive shaft 42.1 is mounted in the housing 40 via a fourth bearing device 25.4.
  • the gear shaft 23.2 is held within the housing 40 by a push guide 24 with its bearing device 2.3 slidable in the housing 40.
  • a Stellaktor 12 which is coupled via a rotary joint 27 at the free end of the transmission shaft 23.
  • the function of the Stellaktors 12 and the transmission shaft 23.2 is identical to the embodiment of the phase adjustment in Fig. 3.
  • 23.2 in the position of the gears 22.1 and 32.3 changed over the travel of the gear shaft.
  • the crankshaft 9.1 is rotated so that a specific phase angle ⁇ at the crankshaft 9.1 is established as a function of the travel of the gear shaft 23.2.
  • the change in position of the gear 32.3 relative to the gear 32.2 leads to an identical adjustment of the angular position of the gear shaft 23.1 and thus the drive shaft 42.2.
  • the gears 22.1 and 32.3 on the gear shaft 23.2 have an opposite helical toothing, so that sets a double adjustment.
  • the drive shaft 42.1 and the drive shaft 42.2 are each adjusted by the phase angle ⁇ , so that by shifting the gear shaft 23.2, a double adjustment angle provides.
  • the drive shaft 42.1 has a free brake end 36 on which a brake means 34 is arranged.
  • the brake means 34 is connected to a control device, not shown here, so that in a process interruption, the crank motor after braking the drive motor, the drive shaft 42.1 can be blocked and thus the entire crank mechanism can be kept safely at a standstill.
  • the opposite ends of the drive shafts 42.1 and 42.2 which are not shown here in detail, directly connected to the crankshaft 9.1 and 9.2 or with eccentric shafts.
  • the connections between the drive shafts 42.1 and 42.2 and the associated crankshafts preferably take place via coupling devices which ensure a slip-free rotational transmission.
  • the drive shafts 42.1 and 42.2 shown in the exemplary embodiment could alternatively also be designed directly as crankshafts or eccentric shafts in order to drive a plurality of connecting rods directly with the output ends.
  • FIG. 6 an embodiment of the device according to the invention is shown, in which the crank mechanisms 6.1 and 6.2 each have a driven eccentric shaft 41.1 and 41.2.
  • the crank mechanism 5 for driving the eccentric shafts 41.1 and 41.2 has a gear transmission 33 and a drive motor not shown here.
  • the gear transmission 33 could be formed according to the embodiment of FIG. 5, so that the gear transmission 33 is associated with a Stellaktor 12 to adjust a phase adjustment between the eccentric shafts 41.1 and 41.2 can.
  • the eccentric shafts 41.1 and 41.2 are connected via connecting pivot joints according to 8.3 and 8.4 with the connecting rods 7.1 and 7.2, which hold at the opposite free ends of the beam support 2.
  • the connecting rods 7.1 and 7.2 are for this purpose arranged with the connecting rod pivot joints 8.1 and 8.2 on the beam support 2.
  • the beam carrier 2 is constructed on its underside identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that no further explanation is made at this point and reference is made to the description according to FIG.
  • the guide device 14 is formed in this embodiment by two guide links 15.1 and 15.2.
  • the guide links 15.1 and 15.2 are arranged on both sides of the beam support 2 and connected in each case via a rotary joint 16.1 and 16.2 with the beam support.
  • At the opposite ends of the guide links 15.1 and 15.2 are connected via hinges 16.3 and 16.4 with two preferably identically formed coupling kinematics 17.1 and 17.2, which are held on the machine frame 20.
  • the coupling kinematics 17.1 and 71.2 are preferably constructed identically, so that the beam support 2 is guided by the guide links 15.1 and 15.2 on both sides the same.
  • the dynamic mass forces can be advantageously distributed over two opposing guide links, these being transmitted to the coupling kinematics 17.1 and 17.2 essentially by tensile and shear forces in the guide links 15.1 and 15.2.
  • the phase adjustment device was used in each case for setting a phase angle on one of the crankshafts or eccentric shafts.
  • the exemplary embodiment of the phase adjustment device illustrated in FIG. 3 can be expanded in such a way that an actuating shaft is connected to the respective crankshafts via a gearwheel pairing on each of the crankshafts.
  • care must be taken to ensure that the respective position remains fixed during operation.
  • crankshafts and the eccentric shafts can be done both in the operation with rotating shafts or standstill with fixed shafts.
  • alternative Verstellme- mechanisms can be used with mechanical or hydraulic transmissions in order to adjust the crankshafts and eccentric shafts a corresponding phase.
  • the device according to the invention for needling can thus be used flexibly in order to be able to carry out a needling with or without horizontal movement of the needles.
  • the horizontal movement of the needle tips is generated exclusively by tilting the beam carrier.
  • a purely vertical movement of the needle points takes place, the guidance of the beam carrier advantageously being effected in both cases by one or more guide links.

Abstract

The invention relates to a device for needling a fibrous web, comprising at least one needle bar. On the underside of the needle bar, the needle bar carries a needle board having a plurality of needles, wherein the needle bar is guided by means of a movably retained bar carrier. The bar carrier is driven in an oscillating manner with superimposed horizontal and vertical motion by means of a crank drive. For this purpose, a phase-adjusting device is provided, by which the phase position of at least one crankshaft of the crank drive can be adjusted. The motion of the bar carrier is guided by a guiding device. In order to be able to absorb in particular the dynamic inertial forces in the horizontal direction on the needle bar at large phase angles and to guarantee the mobility of the needle bar, the guiding device is formed according to the invention by one or more guiding rods, which are connected to the bar carrier by means of a swivel joint, wherein the driven needle bar can be guided by the one or more guide rods at the phase angle set by the phase-adjusting device in the angle range of 0 to 30°.

Description

Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.  The invention relates to a device for needling a fibrous web according to the preamble of claim 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 10 2005 012 265 AI bekannt. Die bekannte Vorrichtung wird zur Verfestigung und Strukturierung von Faserlagen eingesetzt. Hierzu wird eine Faserbahn mit einer Vielzahl von Nadeln durchstoßen, die in einer oszillierenden Bewegung geführt sind. Bei dem Vorgang werden somit die Nadeln mit einer oszillierenden Vertikalbewegung geführt, um das Fasermaterial in der Faserbahn zu verfestigen. Bei diesem Vorgang wird die Fa- serbahn mit einem Vorschub stetig vorwärts bewegt, der vorzugsweise durch Walzen ausgeführt wird. Da die Nadeln nicht glatt sondern mit in Einstichrichtung geöffneten Widerhäkchen versehen sind, werden beim Einstechen einzelne Fasern erfasst und innerhalb der Faserlage umorientiert. Hierdurch wird ein Verfilzungs- und Verfestigungseffekt erzielt. Um während des Eintauchens der Nadeln in der Faserbahn aufgrund des Vorschubs der Faserbahn keine ungewünschten Verformungen zu erhalten, die beispielsweise zu einem Verzug oder eine Langlochbildung im vernadelten Material führen, werden die Nadeln mit einer überlagerten Horizontalbewegung geführt, die überlagert zu der Vertikalbewegung stattfindet. Bei der bekannten Vorrichtung wird sowohl die Vertikalbewegung als auch die Horizontalbewegung des Nadelbalkens durch ein Kurbeltriebwerk an dem Nadelbalken eingeleitet. Hierzu weist das Kurbeltriebwerk zwei Kurbelantriebe mit zwei angetriebenen Kurbelwellen auf. Durch eine Phasenverstelleinrichtung sind die Kurbelwellen in ihren Phasenlagen verstellbar ausgebildet. Je nach Phasenlage der Kurbelwellen zueinander ergibt sich somit eine ellipsenähnliche Bewegungsform, in welcher die oszillierende Bewegung des Nadelbalkens ausgeführt wird. Um dabei möglichst ein stabiles Eintauchen der Nadeln in der Faserbahn zu erhal- ten, ist zusätzlich eine Führungseinrichtung vorgesehen, die an dem Nadelbalken angreift. Hierbei müsste jedoch einerseits die Vertikalbewegungen des Nadelbalkens als auch die Horizontalbewegungen des Nadelbalkens ungehindert ausgeführt werden. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Führungseinrichtung durch eine Führungsstange gebildet, die in einer an einem Maschinengestell gehaltenen Führungsbuchse geführt ist. Die Führungsbuchse ist über ein Schwenklager schwenkbar am Maschinengestell gehalten, so dass je nach Phasenlage der Kurbelwellen eine Schrägstellung des Balkenträgers über das Schwenklager der Führungseinrichtung möglich ist. In diesem Fall ist beim Antrieb des Balkenträgers die durch den Balkenträger ausgeführte Führungsbahn im Wesentlichen durch die ortsfeste Lage des Schwenklagers der Führungseinrichtung abhängig. Somit lassen sich nur sehr kleine Horizontalhübe durch eine Phasenverstellung der Kurbelwellen realisieren. Bei der bekannten Vorrichtung tritt des Weiteren das Problem auf, dass mit zunehmendem Grad der Phasenverstellung zwischen den beiden Kurbelwellen die freien Massenkräfte und Massenmomente zunehmen und im Extremfall zu erhöhten Schwingungen im Maschinengestell führen. Insbesondere durch die horizontale Bewegungskomponente des Nadelbalkens werden horizontal gerichtete Mas- senkräfte erzeugt, die durch einen Massenausgleich an den Kurbelwellen nur unzureichend ausgeglichen werden können. Insoweit ist die bekannte Vorrichtung nur in engen Grenzen zur Ausführung einer horizontalen Bewegung des Nadelbalkens geeignet. Im Stand der Technik sind grundsätzlich jedoch auch derartige Vorrichtungen bekannt, bei welcher die Vertikalbewegung des Nadelbalkens durch einen Vertikalantrieb und die Horizontalbewegung durch einen separaten Horizontalantrieb ausgeführt werden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 30 532 AI bekannt. Der separate Horizontalantrieb der bekannten Vorrichtung ermöglicht zwar größere Bewegungsamplituden in horizontaler Richtung, jedoch mit dem Nachteil komplizierter Mechaniken, die die Hubfrequenz der Maschine begrenzen und mit einem hohen Platzbedarf zu großen und schweren Maschinenrahmen führen. A generic device is known from DE 10 2005 012 265 AI. The known device is used for solidification and structuring of fiber layers. For this purpose, a fiber web is pierced with a plurality of needles, which are guided in an oscillating motion. In the process, the needles are thus guided with an oscillating vertical movement in order to solidify the fiber material in the fiber web. In this process, the fiber web is continuously advanced with a feed, which is preferably carried out by rolling. Since the needles are not smooth but are provided with barbs that are open in the puncturing direction, individual fibers are caught during insertion and reoriented within the fiber layer. As a result, a felting and solidification effect is achieved. In order to obtain during the immersion of the needles in the fiber web due to the advancement of the fiber web no unwanted deformations, for example, lead to a delay or a slot formation in the needled material, the needles are guided with a superimposed horizontal movement, which takes place superimposed on the vertical movement. In the known device, both the vertical movement and the horizontal movement of the needle bar are initiated by a crank mechanism on the needle bar. For this purpose, the crank mechanism has two crank drives with two driven crankshafts. By a phase adjustment, the crankshafts are designed to be adjustable in their phase positions. Depending on the phase relationship of the crankshafts to each other thus results in an ellipse-like movement form, in which the oscillating movement of the needle bar is performed. In order to obtain as stable a dipping of the needles in the fiber web as possible. th, a guide means is additionally provided, which acts on the needle bar. However, on the one hand, the vertical movements of the needle bar as well as the horizontal movements of the needle bar would have to be carried out unhindered. In the known device, the guide device is formed by a guide rod which is guided in a guide bush held on a machine frame. The guide bushing is pivotally supported on the machine frame via a pivot bearing, so that, depending on the phase position of the crankshafts, an oblique position of the beam carrier via the pivot bearing of the guide device is possible. In this case, when the beam carrier is driven, the guide track executed by the beam carrier essentially depends on the stationary position of the pivot bearing of the guide device. Thus, only very small horizontal strokes can be realized by a phase adjustment of the crankshafts. In the known device further occurs the problem that increase with increasing degree of phase adjustment between the two crankshafts, the free inertial forces and moments and in extreme cases lead to increased vibrations in the machine frame. In particular, horizontally directed mass forces are generated by the horizontal component of movement of the needle bar, which can only be compensated inadequately by mass balance on the crankshafts. In that regard, the known device is suitable only within narrow limits for carrying out a horizontal movement of the needle bar. In the prior art, however, such devices are generally known, in which the vertical movement of the needle bar by a vertical drive and the horizontal movement are performed by a separate horizontal drive. Such a device is known for example from DE 197 30 532 AI. Although the separate horizontal drive of the known device allows greater movement amplitudes in the horizontal direction, but with the disadvantage of complicated mechanisms, the stroke frequency of the machine limit and lead with a high space requirement to large and heavy machine frames.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Vernadeln einer Faser- bahn der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welcher der Nadelbalken durch ein Kurbeltriebwerk mit überlagerten Vertikal- und Horizontalbewegungen flexible antreibbar ist. It is an object of the invention to provide a device for needling a fiber web of the generic type, in which the needle bar is flexible driven by a crank mechanism with superimposed vertical and horizontal movements.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn bereitzustellen, bei welcher das Kurbeltriebwerk mit einfachen Mitteln einstellbar ist, um den Horizontalhub der Maschine während des Betriebes in weiten Grenzen zu variieren. Another object of the invention is to provide a generic device for needling a fibrous web, wherein the crank mechanism is adjustable by simple means to vary the horizontal stroke of the machine during operation within wide limits.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a device with the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass insbesondere die in horizontaler Richtung bei einer Phasenverstellung der Kurbelwellen erzeugten Massenkräfte unmittelbar an dem Nadelbalken aufgenommen werden können, ohne dabei die Beweglichkeit des Nadelbalkens zu beeinträchtigen. Hierzu weist die Führungseinrichtung einen oder mehrere Führungslenker auf, die durch Drehgelenke mit dem Nadelbalken verbunden sind. Die Massenkräfte können so durch Schub- und Zugkräfte übertragen und gegenüber einem Maschinengestell abgestützt werden. Es hat sich gezeigt, dass damit zwischen den Kurbelwellen bzw. den Exzenterwellen eine maximale Phasenverstellung von einem Phasenwinkel von 30° möglich ist. Bei größeren Phasenwinkeln ergeben sich hohe Schwingungsbelastungen durch die noch größeren Massenkräfte, so dass der Nadelbalken zum Führen der Nadeln in einer elliptischen Bahn mit dem Kurbeltriebwerk nur mit begrenzter Phasendifferenz geführt werden kann. Die Erfindung war auch nicht durch die aus der WO 2009/019111 AI bekannte Nadelmaschine naheliegend, bei welcher die Gradführung des Nadelbalkens einen Führungslenker mit Lenkgetriebe aufweist. Die bekannte Nadelmaschine weist einen Vertikalantrieb auf, durch welchen der Nadelbalken zu einer Vertikalbewegung angetrieben wird. Hierbei ist eine Phasenverstellung der Kurbelwellen nicht vorgesehen, so dass ein vollständiger Ausgleich der Massenkräfte 1. Ordnung zwischen dem Nadelbalken und dem Kurbeltrieb möglich ist. Insoweit treten keine zusätzlichen Massenkräfte an dem Nadelbalken auf. Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims. The invention is characterized in that in particular the mass forces generated in the horizontal direction in a phase adjustment of the crankshafts can be absorbed directly on the needle bar, without affecting the mobility of the needle bar. For this purpose, the guide device on one or more guide links, which are connected by hinges to the needle bar. The inertial forces can be transmitted by pushing and pulling forces and supported against a machine frame. It has been shown that a maximum phase adjustment of a phase angle of 30 ° is thus possible between the crankshafts and the eccentric shafts. At larger phase angles, high vibration loads result from the even greater mass forces, so that the needle bar can be guided for guiding the needles in an elliptical path with the crank mechanism only with limited phase difference. The invention was also not obvious by the known from WO 2009/019111 AI needle machine in which the degree of control of the needle bar has a guide arm with steering gear. The known needle machine has a vertical drive, by which the needle bar is driven to a vertical movement. Here, a phase adjustment of the crankshaft is not provided, so that a complete compensation of the mass forces 1st order between the needle bar and the crank mechanism is possible. In that regard, no additional mass forces occur on the needle bar.
Bei der Suche nach der Lösung hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass derartige Führungslenker auch in der Lage sind, dynamische Massenkräfte, die aus einer resultierenden Horizontalbewegung des Nadelbalkens resultieren, aufzunehmen, ohne dass diese unmittelbar zu einer Schwingungsanregung führen. In the search for the solution has surprisingly been found that such guide rods are also able to absorb dynamic inertial forces resulting from a resulting horizontal movement of the needle bar, without these directly lead to a vibrational excitation.
Um je nach Einsatzfall und Materialbeschaffenheit der Faserbahnen eine flexible Einstellung und Vernadelung mit angepasstem Horizontalhub vornehmen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher die Phasenverstelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Exzenterwellen oder die Kurbelwellen phasengleich mit dem Phasenwinkel φ = 0° oder wahlweise phasenversetzt mit dem Phasenwinkel φ 0° antreibbar sind. Somit lässt sich die Faserbahn ausschließlich mit einer vertikalen Auf- und Abwärtsbewegung des Nadelbalkens vernadeln. Je nach Vorschub und Material kann neben der reinen Vertikalbewegung des Nadelbalkens durch Phasenverstellung eine zusätzlich überla- gerte Horizontalbewegung erzeugt werden. In order to make flexible adjustment and needling with adapted Horizontalhub depending on the application and material properties of the fiber webs, the development of the invention is preferably used in which the phase adjustment is designed such that the eccentric shafts or crankshafts in phase with the phase angle φ = 0 ° or optionally phase-displaced with the phase angle φ 0 ° are drivable. Thus, the fiber web can be needled only with a vertical upward and downward movement of the needle bar. Depending on the feed and material, in addition to the pure vertical movement of the needle bar by phase adjustment, an additionally superimposed horizontal movement can be generated.
Zur Einstellung einer Phasendifferenz in dem Kurbeltriebwerk wird die Phasenverstelleinrichtung bevorzugt durch ein Stellgetriebe und einem mit dem Stellgetriebe zusammenwirkenden Stellaktor oder einer Stellmechanik gebildet, wobei das Stellgetriebe mit einer der Exzenterwellen oder einer der Kurbelwellen gekoppelt ist. Das Stellgetriebe weist hierzu eine verschiebbare Stellwelle und eine Zahnradpaarung mit einer Schrägverzahnung auf, wobei ein durch den Stellaktor oder die Stellmechanik an der Stellwelle eingestellter Stellweg durch die Zahnradpaarung in einen Stellwinkel umwandelbar ist. Damit lassen sich Phasenverstellungen in dem Kurbeltriebwerk sowohl im Stillstand als auch während des Betriebes ausführen. To set a phase difference in the crank mechanism, the phase adjustment is preferably formed by a control gear and a co-operating with the control gear Stellaktor or an actuating mechanism, wherein the actuating gear is coupled to one of the eccentric shafts or one of the crankshafts. The actuating gear has for this purpose a displaceable actuating shaft and a gear pair with a helical toothing, wherein a set by the Stellaktor or the adjusting mechanism on the actuating shaft adjustment path is converted by the gear pairing in a setting angle. This makes it possible to perform phase adjustments in the crank mechanism both at standstill and during operation.
Um unmittelbar die Phasenlage einer der Exzenterwellen oder einer der Kurbelwellen zu verändern, ist vorzugsweise eines der Zahnräder der Zahnradpaarung fest am Umfang der Exzenterwelle oder der Kurbelwelle angeordnet und das andere Zahnrad fest am Umfang der Stellwelle gehalten. Die Stellwelle ist parallel zur Exzenterwelle oder Kurbelwelle verschiebbar gehalten, so dass sich an der Exzenterwelle ein von dem Stellweg proportional abhängiger Phasenwinkel einstellt. In order to directly change the phase position of one of the eccentric shafts or one of the crankshafts, preferably one of the gears of the gear pairing is fixedly arranged on the circumference of the eccentric shaft or crankshaft and the other gearwheel is held firmly on the circumference of the control shaft. The control shaft is held displaceably parallel to the eccentric shaft or crankshaft, so that adjusts a proportional to the adjustment of the travel phase angle on the eccentric shaft.
Das Stellgetriebe lässt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch vorteilhaft als ein Zahnradgetriebe im Kurbeltriebwerk integrieren, so dass die Stellwelle durch eine verschiebbare Getriebewelle gebildet wird. Hierbei ist die Getriebewelle über mehrere Zahnradpaarungen mit einer Schrägverzahnung zwi- sehen zwei Antriebswellen angeordnet, so dass bei Verstellung der Getriebewelle ein doppelter Verstellwinkel erzeugt wird, der über die Antriebswellen direkt auf die Exzenterwellen oder Kurbelwellen übertragen wird. Das Zahnradgetriebe lässt sich dabei auch vorzugweise als eine Verstelleinheit einer Kurbelwelleneinheit vorordnen, durch welche eine Mehrzahl von Pleuelstangen angetrieben werden. The adjusting mechanism can also be advantageously integrated according to an embodiment of the invention as a gear transmission in the crank mechanism, so that the control shaft is formed by a sliding gear shaft. Here, the transmission shaft is arranged over a plurality of gear pairings with a helical gearing between two drive shafts, so that when adjusting the gear shaft, a double adjustment angle is generated, which is transmitted via the drive shafts directly to the eccentric shafts or crankshafts. The gear transmission can also be preferably arranged as an adjustment of a crankshaft unit through which a plurality of connecting rods are driven.
Um Feinjustierungen während des Betriebes ausführen zu können, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dem Stellaktor ein Lagegeber zugeordnet, der mit einer Steuereinrichtung der Phasenverstelleinrichtung gekoppelt ist. Damit können exakte Maschineneinstellungen ausgeführt werden. In order to perform fine adjustments during operation, the actuator according to a preferred embodiment of the invention, a position sensor is associated, which is coupled to a control device of the phase adjuster. This allows exact machine settings to be carried out.
Zum Antreiben beider Exzenterwellen oder Kurbelwellen wird die Weiterbildung der Erfindung eingesetzt, bei welcher das Kurbeltriebwerk einen Antriebsmotor und das Zahnradgetriebe aufweist, wobei beide Exzenterwellen oder beide Kurbelwellen durch das Zahnradgetriebe derart miteinander gekoppelt sind, so dass beide Exzenterwellen oder beide Kurbelwellen gegensinnig antreibbar sind. To drive both eccentric shafts or crankshafts, the development of the invention is used, in which the crank mechanism is a drive motor and the gear transmission, wherein both eccentric shafts or both crankshafts are coupled together by the gear transmission in such a way that both eccentric shafts or both crankshafts are driven in opposite directions.
Um einen Eingriff in das Kurbeltriebwerk zum Zwecke einer Prozessunterbrechung zu ermöglichen, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Antriebsmotor direkt mit einer der Antriebswellen des Zahnradgetriebes oder einer der Kurbelwellen verbunden ist und bei welcher der anderen Antriebswelle oder der anderen Kurbelwelle ein Bremsmittel zugeordnet ist. Somit lässt sich das gesamte Kurbeltriebwerk bei einer Prozessunterbrechung nach Abschaltung des Antriebsmotors sicher in einem Stillstand halten. In order to allow an intervention in the crank mechanism for the purpose of a process interruption, the development of the invention is particularly advantageous, in which the drive motor is directly connected to one of the drive shafts of the gear transmission or one of the crankshafts and in which the other drive shaft or the other crankshaft, a braking means assigned. Thus, the entire crank mechanism can be safely stopped in a process interruption after switching off the drive motor.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass an jeder der Exzenterwelle oder Kurbelwelle eine Phasenverstellung ausführbar ist. Hierzu weist die Phasenverstelleinrichtung zwei Stellaktoren mit zugeordneten Stellgetrieben auf. Basically, however, there is also the possibility that a phase adjustment is executable on each of the eccentric shaft or crankshaft. For this purpose, the phase adjustment on two Stellaktoren with associated actuators.
Um die Beweglichkeit zur Ausführung bestimmter Führungsbahnen an dem Nadelbalken noch zu erhöhen, wird der oder die Führungslenker gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung bevorzugt über eine Koppelkinematik mit dem Maschinengestell verbunden. Damit können je nach Ausbildung der Koppelkinematik zusätzliche Beweglichkeiten an dem Führungslenker sowie an dem Balkenträger erzeugt werden. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Figuren beschrieben. In order to increase the mobility for the execution of certain guideways on the needle bar still, or the guide arm is preferably connected according to an advantageous development of a coupling kinematics with the machine frame. Thus, depending on the design of the coupling kinematics additional mobilities can be generated on the guide arm and on the beam support. To further explain the invention, some embodiments are described below with reference to the accompanying figures.
Es stellen dar: They show:
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 1 shows schematically a side view of a first embodiment of the device according to the invention
Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 in geändertem Betriebszustand Fig. 3 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Phasenverstelleinrichtung Fig. 2 shows schematically a side view of the embodiment of Fig. 1 in a changed operating condition 3 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a phase adjustment device
Fig. 4 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Phasenverstelleinrichtung  4 shows schematically a cross-sectional view of a further embodiment of a phase adjustment device
Fig. 5 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Phasenverstelleinrichtung Fig. 5 shows schematically a cross-sectional view of another embodiment of the phase adjustment
Fig. 6 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt einen Balkenträger 2, der an seiner Unterseite einen Nadelbalken 1 hält. Der Nadelbalken 1 trägt an seiner Unterseite ein Nadelbrett 3 mit einer Vielzahl von Nadeln 4. Dem Nadelbrett 3 mit den Nadeln 4 ist eine Bettplatte 38 und ein Abstreifer 37 zugeordnet, wobei zwischen der Bettplatte 38 und dem Abstreifer 37 eine Faserbahn 39 mit im wesentlichen konstanter Vorschubgeschwindigkeit geführt wird. Die Bewegungseinrichtung der Faserbahn 39 ist hierbei durch einen Pfeil gekennzeichnet. An dem Balkenträger 2 greift ein Kurbeltriebwerk 5 an. Das Kurbeltriebwerk 5 ist durch zwei parallel nebeneinander angeordnete Kurbelantriebe 6.1 und 6.2 gebildet. Die Kurbelantriebe 6.1 und 6.2 weisen zwei parallel nebeneinander angeordnete Kurbelwellen 9.1 und 9.2 auf, die oberhalb des Balkenträgers 2 angeordnet sind. Die Kurbelwellen 9.1 und 9.2 weisen jeweils mindestens einen Exzenterab- schnitt zur Aufnahme mindestens einer Pleuelstange auf. In Fig. 1 sind die an einem Balkenträger 2 angeordneten Pleuelstangen 7.1 und 7.2 gezeigt, die mit ihren Pleuelköpfen 10.1 und 10.2 an den Kurbelwellen 9.1 und 9.2 gehalten sind. Die Pleuelstangen 7.1 und 7.2 sind mit ihren gegenüberliegenden Enden durch zwei Pleueldrehgelenke 8.1 und 8.2 mit dem Balkenträger 2 verbunden. Die Kurbel- welle 9.1 bildet mit der Pleuelstange 7.1 den Kurbelantrieb 6.1 und die Kurbelwelle 9.2 mit der Pleuelstange 7.2 den Kurbelantrieb 6.2, um den Balkenträger 2 in eine oszillierende Bewegung zu führen. Der Kurbelwelle 9.1 ist eine Phasenverstelleinrichtung 11 zugeordnet. Die Pha- senverstelleinrichtung 11 weist ein Stellgetriebe 18 und ein mit dem Gestellgetriebe zusammenwirkender Stellaktor 12 auf. Das Gestellgetriebe ist zur Einste 1- lung eines Phasenwinkels φ mit der Kurbelwelle 9.1 gekoppelt. Zur Einstellung und Aktivierung ist eine Steuereinrichtung 13 vorgesehen, die mit dem Stellaktor 12 verbunden ist. Über die Steuereinrichtung 13 lässt sich der Stellaktor 12 aktivieren, um die Kurbelwelle 9.1 in ihrer Lage zu verdrehen. Somit lässt sich die Phasenlage zwischen den beiden Kurbelwellen 9.1und 9.2 verstellen. Neben der reinen vertikalen Auf- und Abwärtsbewegung des Nadelbalkens 1 lässt sich dadurch eine überlagerte Horizontalbewegung an dem Balkenträger 2 ausführen. So wird bei einer Phasengleichheit der Kurbelwellen 9.1 und 9.2 und synchronem Lauf eine annähernd vertikale Auf- und Abwärtsbewegung ausgeführt. Bei einem Phasenversatz der Kurbelwellen 9.1 und 9.2 wird über die Pleuelstangen 7.1 und 7.2 an dem Balkenträger 2 eine Schiefstellung eingeleitet, die bei fortschreitender Bewegung eine in Bewegungsrichtung der Faserbahn 27 gerichtete Bewegungskomponente erzeugt. Die Größe der Phasenverstellung zwischen der Kurbelwelle 9.1 und 9.2 bestimmt eine Hublänge der Horizontalbewegung. Der Hub der Horizontalbewegung lässt sich über den Phasenwinkel φ der Kurbelwelle 9.1 stufenlos einstellen. Der Phasenwinkel wird hierbei durch die Phasenverstelleinrichtung 11 in einem Winkelbereich von 0 - 30° je nach gewünschter Hublänge eingestellt. Fig. 6 shows schematically a side view of a further embodiment of the device according to the invention. In Fig. 1, a first embodiment of the device according to the invention for needling a fibrous web is shown schematically. The embodiment of the device according to the invention according to Fig. 1 shows a beam support 2, which holds a needle bar 1 on its underside. The needle bar 1 carries on its underside a needle board 3 with a plurality of needles 4. The needle board 3 with the needles 4 is associated with a bed plate 38 and a scraper 37, wherein between the bed plate 38 and the scraper 37, a fiber web 39 with substantially constant Feed rate is performed. The movement device of the fiber web 39 is characterized by an arrow. On the beam support 2 engages a crank mechanism 5. The crank mechanism 5 is formed by two parallel juxtaposed crank drives 6.1 and 6.2. The crank drives 6.1 and 6.2 have two parallel juxtaposed crankshafts 9.1 and 9.2, which are arranged above the beam carrier 2. The crankshafts 9.1 and 9.2 each have at least one eccentric section for receiving at least one connecting rod. In Fig. 1, arranged on a beam support 2 connecting rods 7.1 and 7.2 are shown, which are held with their Pleuelköpfen 10.1 and 10.2 to the crankshaft 9.1 and 9.2. The connecting rods 7.1 and 7.2 are connected at their opposite ends by two pivot hinges 8.1 and 8.2 with the beam support 2. The crankshaft 9.1 forms with the connecting rod 7.1 the crank drive 6.1 and the crankshaft 9.2 with the connecting rod 7.2 the crank drive 6.2 to guide the beam support 2 in an oscillating motion. The crankshaft 9.1 is associated with a phase adjustment device 11. The phasenverstelleinrichtung 11 has a control gear 18 and a cooperating with the frame gear Stellaktor 12. The frame gear is coupled to Einste 1- lung a phase angle φ with the crankshaft 9.1. For setting and activation, a control device 13 is provided, which is connected to the Stellaktor 12. Via the control device 13, the Stellaktor 12 can be activated to rotate the crankshaft 9.1 in position. Thus, the phase angle between the two crankshaft 9.1 and 9.2 can be adjusted. In addition to the pure vertical upward and downward movement of the needle bar 1 can thereby perform a superimposed horizontal movement of the beam support 2. Thus, when the crankshafts 9. 1 and 9. 2 and synchronous running are in phase alignment, an approximately vertical upward and downward movement is carried out. With a phase offset of the crankshafts 9.1 and 9.2, a skewed position is introduced via the connecting rods 7.1 and 7.2 on the beam support 2, which generates a movement component directed towards the direction of movement of the fiber web 27 as the movement progresses. The size of the phase adjustment between the crankshaft 9.1 and 9.2 determines a stroke length of the horizontal movement. The stroke of the horizontal movement can be adjusted continuously via the phase angle φ of the crankshaft 9.1. The phase angle is set by the phase adjuster 11 in an angular range of 0 - 30 ° depending on the desired stroke length.
Zur Führung der Bewegung des Balkenträgers 2 ist eine Führungseinrichtung 14 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Führungslenker 15 gebildet ist, der über ein erstes Drehgelenk 16.1 mit dem Balkenträger 2 und über ein zweites Drehgelenk 16.2 mit einer Koppelkinematik 17 verbunden ist. Das Drehgelenk 16.1 am Balkenträger 2 ist in einer Balkenmitte ausgebildet, wobei der Führungslenker 15 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Damit können die bei einem Phasenversatz auftretenden Massenkräfte an dem Balkenträger 2 durch Schub- und Zugkräfte an dem Führungslenker 15 aufgenommen werden. Die zwischen dem zweiten Drehgelenk 16.2 des Führungslenkers 15 und einem Maschinengestell 20 angeordnete Koppelkinematik 17 ist hier nicht näher erläu- tert und kann ein oder mehrere Getriebeglieder aufweisen, um den Führungslenker 15 gegenüber dem Maschinengestell abzustützen und um zusätzliche Bewegungsfreiheiten bei der Auf- und Abwärtsführung des Balkenträgers an dem Führungslenker 15 zu ermöglichen. To guide the movement of the beam support 2, a guide device 14 is provided, which is formed in this embodiment by a guide arm 15 which is connected via a first pivot 16.1 with the beam support 2 and a second pivot 16.2 with a coupling kinematics 17. The pivot 16.1 on the beam support 2 is formed in a middle of the beam, wherein the guide arm 15 is aligned substantially horizontally. Thus, the mass forces occurring at a phase shift on the beam support 2 can be absorbed by shear and tensile forces on the guide arm 15. The coupling kinematics 17 arranged between the second rotary joint 16. 2 of the guide link 15 and a machine frame 20 is not described here in detail. Tert and may have one or more gear members to support the guide arm 15 relative to the machine frame and to allow additional freedom of movement in the up and down guide of the beam support on the guide arm 15.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel ist in einem Betriebszustand gezeigt, bei welcher die Kurbelwellen 9.1 und 9.2 gegensinnig synchron angetrieben sind. Hierbei weist die Kurbelwelle 9.1 einen Phasenwinkel φ 0 auf, so dass neben der reinen vertikalen Auf- und Abwärtsbewegung eine überlagerte Horizon- talbewegung an dem Balkenträger 2 eingeleitet wird. The embodiment shown in Fig. 1 is shown in an operating condition in which the crankshaft 9.1 and 9.2 are driven synchronously in opposite directions. In this case, the crankshaft 9.1 has a phase angle φ 0, so that in addition to the pure vertical up and down movement, a superimposed horizontal movement is initiated on the beam carrier 2.
In Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in einem Betriebszustand gezeigt, bei welcher das Kurbeltriebwerk 5 gegensinnig synchron mit phasengleichen Kurbelwellen 9.1 und 9.2 betrieben wird. In diesem Zustand ist an der Kurbelwel- le 9.1 durch die Phasenverstelleinrichtung 11 der Phasenwinkel φ = 0° eingestellt. Die Kurbeltriebe 6.1 und 6.2 laufen phasengleich, so dass der Balkenträger 2 ausschließlich eine vertikale Auf- und Abwärtsbewegung ausführt. Insoweit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung flexibel einsetzbar, um Faserbahnen zu vernadeln. In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Phasenverstelleinrichtung 11 gezeigt, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einsetzbar wäre. Die Phasenverstelleinrichtung 11 weist das Stellgetriebe 18 und den Stellaktor 12 auf. Das Stellgetriebe 18 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Stellwelle 21 gebildet, die durch eine Lagereinrichtung 25.1 drehbar gelagert ist. Die Stellwelle 21 und die Lagereinrichtung 25.1 sind innerhalb eines Gehäuses in einer Schubführung 24 gehalten und lassen sich in axialer Richtung der Stellwelle 21 hin und her verschieben. In Fig. 2, the embodiment of FIG. 1 is shown in an operating condition in which the crank mechanism 5 is operated in opposite directions synchronously with in-phase crankshafts 9.1 and 9.2. In this state, the phase angle φ = 0 ° is set at the crankshaft 9.1 by the phase adjustment device 11. The crank mechanisms 6.1 and 6.2 run in phase, so that the beam support 2 performs only a vertical upward and downward movement. In that regard, the device according to the invention can be used flexibly to needled fiber webs. FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a phase adjustment device 11, as could be used, for example, in the exemplary embodiment according to FIG. The phase adjustment device 11 has the actuating gear 18 and the Stellaktor 12. The actuating mechanism 18 is formed in this embodiment by an actuating shaft 21 which is rotatably supported by a bearing device 25.1. The control shaft 21 and the bearing means 25.1 are held within a housing in a push guide 24 and can be moved in the axial direction of the control shaft 21 back and forth.
Die Stellwelle 21 ist über eine Zahnradpaarung der schräg verzahnten Zahnräder 22.1 und 22.2 mit der Kurbelwelle 9.1 verbunden. Die Kurbelwelle 9.1 weist hierzu am Umfang das fest mit der Kurbelwelle 9.1 verbundene Zahnrad 22.2 auf. Das Zahnrad 22.2 ist mit dem Zahnrad 22.1 im Eingriff, da das fest mit der Stell- welle 21 verbunden ist. Das schräg verzahnte Zahnrad 22.1 weist eine geringere Zahnbreite auf, als das schräg verzahnte Zahnrad 22.2 am Umfang der Kurbelwelle 9.1. Die Kurbelwelle 9.1 ist über eine Lagereinrichtung 25.2 in einem nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagert und mit einem hier nicht dargestellten Antrieb gekoppelt. The control shaft 21 is connected via a gear pair of the helical gears 22.1 and 22.2 with the crankshaft 9.1. For this purpose, the crankshaft 9.1 has on the circumference the gearwheel 22.2 fixedly connected to the crankshaft 9.1. The toothed wheel 22. 2 engages with the toothed wheel 22. 1 because it is fixedly connected to the toothed wheel 22. wave 21 is connected. The helical gear 22.1 has a smaller tooth width, as the helical gear 22.2 on the circumference of the crankshaft 9.1. The crankshaft 9.1 is rotatably supported via a bearing device 25.2 in a housing, not shown, and coupled to a drive, not shown here.
Zur Verschiebung der Stellwelle 21 ist der Stellaktor 12 vorgesehen, der über ei- nen Stößel 26 mit einem freien Ende der Stellwelle 21 durch eine Drehverbindung 27 gekoppelt ist. Die Drehverbindung 27 ermöglicht eine freie Drehung der Stellwelle 21 gegenüber dem Stößel 26 des Stellaktors 12. To displace the adjusting shaft 21, the actuating actuator 12 is provided, which is coupled via a tappet 26 to a free end of the actuating shaft 21 by a rotary joint 27. The rotary joint 27 allows a free rotation of the actuating shaft 21 relative to the plunger 26 of the Stellaktors 12th
Dem Stellaktor 12 ist ein Lagegeber 28 zugeordnet, der mit der Steuereinrichtung 13 verbunden ist. Der Lagegeber 28 erfasst die momentane Lage des Stößels 26 und damit den Stellweg der Stellwelle 21. Als Lagegeber 28 könnten Inkremental- oder Abstandsgeber verwendet werden, die an dem Stellaktor sitzen. The Stellaktor 12 is associated with a position sensor 28 which is connected to the control device 13. The position sensor 28 detects the current position of the plunger 26 and thus the travel of the control shaft 21. As a position encoder 28 incremental or distance sensors could be used, which sit on the Stellaktor.
Zur Einstellung eines Phasenwinkels φ an der Kurbelwelle 9.1 wird über den Stellaktor 12 die Stellewelle 21 der Schubführung 24 verschoben. Hierbei verschiebt sich die relative Lage zwischen den Zahnrädern 22.1 und 22.2, so dass über die Schrägverzahnung der Zahnräder 22.1 und 22.2 der Stellweg der Stellwelle 21 in einem Drehwinkel an der Kurbelwelle 9.1 umgewandelt wird. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Phasenverstelleinrichtung 11 besitzt den besonderen Vorteil, dass die Verstellung der Phasenlage der Kurbelwelle 9.1 auch im Betriebszustand möglich ist. Im Betrieb wird die Kurbelwelle 9.1 angetrieben und das Zahnrad 22.2 läuft mit der Kurbelwelle 9.1 um. Die Drehbewegung wird von dem Zahnrad 22.1 aufgenommen und die Stellwelle 21 dreht entsprechend der Zahnradübersetzung mit der Kurbelwelle 9.1 mit. Unabhängig von der Drehbewegung der Stellwelle 21 lässt sich diese durch den Stellaktor 12 in der Schubführung 24 hin- und herführen. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Phasenverstelleinrichtung lässt sich jedoch vorteilhaft auch mit einer Stellmechanik kombinieren. In Fig. 4 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem das Stellgetriebe 18 iden- tisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird. To set a phase angle φ at the crankshaft 9.1, the actuating shaft 12 of the thrust guide 24 is moved via the Stellaktor 12. In this case, the relative position between the gears 22.1 and 22.2 shifts, so that via the helical teeth of the gears 22.1 and 22.2 of the control path of the control shaft 21 is converted in a rotational angle to the crankshaft 9.1. The illustrated in Fig. 3 embodiment of the phase adjuster 11 has the particular advantage that the adjustment of the phase angle of the crankshaft 9.1 is possible even in the operating state. In operation, the crankshaft 9.1 is driven and the gear 22.2 rotates with the crankshaft 9.1. The rotational movement is absorbed by the gear 22.1 and the control shaft 21 rotates according to the gear ratio with the crankshaft 9.1. Regardless of the rotational movement of the actuating shaft 21, these can be reciprocated by the Stellaktor 12 in the push guide 24 and forth. However, the embodiment of the phase adjustment device illustrated in FIG. 3 can advantageously also be combined with an actuating mechanism. 4 shows an embodiment in which the actuating mechanism 18 is identical to the exemplary embodiment according to FIG. 3, so that only the differences are explained at this point and otherwise reference is made to the aforementioned description.
Zur Verstellung der Stellwelle 21 der Schubführung 24 ist die Stellmechanik 19 durch eine Spindel 29 und eine Spindelmutter 30 gebildet. Die Spindel 29 ist ber eine Drehverbindung 27 mit der Stellwelle 21 gekoppelt. Die Spindelmutter 30 ist am Umfang der Spindel 29 geführt und stützt sich an der Gehäusewand 31 eines Gehäuses ab. Durch Drehung der Spindelmutter 30 lässt sich die Spindel 29 je nach Drehrichtung der Spindelmutter 30 parallel zur Kurbelwelle 9.1 verstellen, so dass die Stellwelle 21 eine entsprechende Bewegung in Axialrichtung ausführt. Somit lässt sich auch eine manuelle Einstellung des Phasenwinkels an der Kurbelwelle 9.1 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ausführen. To adjust the control shaft 21 of the push guide 24, the actuating mechanism 19 is formed by a spindle 29 and a spindle nut 30. The spindle 29 is coupled via a rotary joint 27 with the control shaft 21. The spindle nut 30 is guided on the circumference of the spindle 29 and is supported on the housing wall 31 of a housing. By rotation of the spindle nut 30, the spindle 29 can be adjusted parallel to the crankshaft 9.1, depending on the direction of rotation of the spindle nut 30, so that the control shaft 21 performs a corresponding movement in the axial direction. Thus, a manual adjustment of the phase angle at the crankshaft 9.1 of the embodiment of FIG. 1 can also be performed.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Phasenverstelleinrichtung ge- zeigt, wie sie in einem Kurbeltriebwerk zum Antreiben zweier Kurbelwellen oder zweier Exzenterwellen möglich wäre. Hierzu sind zwei Antriebswellen 42.1 und 42.2, die alternativ auch direkt als Kurbelwellen oder Exzenterwellen ausgebildet sein könnten, mittels eines Zahnradgetriebes 33 miteinander verbunden. Über die Kopplung durch das Zahnradgetriebe 33 besteht die Möglichkeit, das Kurbel- triebwerk durch einen Antriebsmotor anzutreiben. Hierzu weist die Antriebswelle 42.2 ein Antriebsende 35 auf, an dem unmittelbar oder durch z. B. Riemen gekoppelt ein Antriebsmotor (hier nicht dargestellt) kuppelbar ist. Die Antriebswelle 42.2 ist in einem Gehäuse 40 drehbar gelagert, durch eine erste Lagereinrichtung 25.1. Zur Drehmomentübertragung ist am Umfang der Antriebswelle 42.2 ein Zahnrad 32.1 angeordnet, das mit einem zweiten Zahnrad 32.2 im Eingriff steht. Das Zahnrad 32.2 ist am Umfang einer drehbar gelagerten Getriebewelle 23.1 gehalten. Die Getriebewelle 23.1 ist über eine zweite Lagereinrichtung 25.2 in dem Gehäuse 40 gelagert. FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the phase adjustment device, as would be possible in a crank mechanism for driving two crankshafts or two eccentric shafts. For this purpose, two drive shafts 42.1 and 42.2, which could alternatively also be designed directly as crankshafts or eccentric shafts, are connected to each other by means of a gear transmission 33. About the coupling by the gear transmission 33 is possible to drive the crank motor by a drive motor. For this purpose, the drive shaft 42.2 on a drive end 35 on which directly or by z. B. belt coupled a drive motor (not shown here) can be coupled. The drive shaft 42.2 is rotatably mounted in a housing 40, by a first bearing means 25.1. For torque transmission 42.2 a gear 32.1 is arranged on the circumference of the drive shaft, which is in engagement with a second gear 32.2. The gear 32.2 is on the circumference of a rotatably mounted gear shaft 23.1 held. The transmission shaft 23.1 is mounted in the housing 40 via a second bearing device 25.2.
Zur weiteren Drehmomentübertragung ist eine zweite Getriebewelle 23.2 vorge- sehen, die an seinem Umfang zwei im Abstand zueinander angeordnete Zahnräder 32.3 und 22.1 trägt. Das Zahnrad 32.3 ist mit dem an der ersten Getriebewelle 23.1 gehaltenem Zahnrad 32.2 im Eingriff. Hierbei sind die Zahnradpaarungen der Zahnräder 32.1, 32.2 und 32.3 jeweils durch schrägverzahnte Zahnräder gebildet. For further torque transmission, a second transmission shaft 23.2 is provided, which carries on its circumference two spaced-apart gears 32.3 and 22.1. The gear 32.3 is engaged with the gear 32.2 held on the first gear shaft 23.1. Here, the gear pairings of the gears 32.1, 32.2 and 32.3 are each formed by helical gears.
Das zweite im Abstand zu dem Zahnrad 32.3 an der Getriebewelle 23.2 gehaltene Zahnrad 22.1 weist ebenfalls eine Schrägverzahnung auf und ist mit einem Zahnrad 22.2 am Umfang der Antriebswelle 42.1 im Eingriff. Die Antriebswelle 42.1 ist hierzu über eine vierte Lagereinrichtung 25.4 in dem Gehäuse 40 gelagert. The second spaced apart from the gear 32.3 held on the gear shaft 23.2 gear 22.1 also has a helical gear and is connected to a gear 22.2 on the circumference of the drive shaft 42.1 in engagement. For this purpose, the drive shaft 42.1 is mounted in the housing 40 via a fourth bearing device 25.4.
Die Getriebewelle 23.2 ist innerhalb des Gehäuses 40 durch eine Schubführung 24 mit ihrer Lagereinrichtung 2.3 verschiebbar in dem Gehäuse 40 gehalten. An einem freien Ende der Getriebewelle 23.2 greift ein Stellaktor 12 an, der über eine Drehverbindung 27 an dem freien Ende der Getriebewelle 23 gekoppelt ist. Die Funktion des Stellaktors 12 sowie der Getriebewelle 23.2 ist identisch mit dem Ausführungsbeispiel der Phasenverstelleinrichtung in Fig. 3. Hierbei wird über den Stellweg der Getriebewelle 23.2 in der Lage der Zahnräder 22.1 und 32.3 verändert. Durch die an den Zahnräder 22.2 und 22.1 ausgewählte Schrägverzahnung erfolgt eine Verdrehung der Kurbelwelle 9.1, so dass in Abhängigkeit von dem Stellweg der Getriebewelle 23.2 sich ein bestimmter Phasenwinkel φ an der Kurbelwelle 9.1 einstellt. Die Lageveränderung des Zahnrades 32.3 relativ zu dem Zahnrad 32.2 führt dabei zu einer identischen Verstellung der Winkellage der Getriebewelle 23.1 und damit der Antriebswelle 42.2. Die Zahnräder 22.1 und 32.3 an der Getriebewelle 23.2 weisen eine gegensinnige Schrägverzahnung auf, so dass sich ein doppelter Verstellwinkel einstellt. Die Antriebswelle 42.1 und die Antriebswelle 42.2 werden jeweils um den Phasenwinkel φ verstellt, so dass sich durch Verschiebung der Getriebewelle 23.2 sich ein doppelter Verstellwinkel ein- stellt. So könnte beispielsweise die Antriebswelle 42.1 um den Phasenwinkel φ = 10° und die Antriebswelle 42.2 um den Phasenwinkel φ = - 10° verstellt werden, so dass sich ein gesamter Verstellwinkel von 20° ergibt. Die Antriebswelle 42.1 weist ein freies Bremsende 36 auf, an dem ein Bremsmittel 34 angeordnet ist. Das Bremsmittel 34 ist mit einem hier nicht dargestellten Steuergerät verbunden, so dass bei einer Prozessunterbrechung das Kurbeltriebwerk nach Abbremsen des Antriebsmotors die Antriebswelle 42.1 blockiert werden kann und somit das gesamte Kurbeltriebwerk sicher in einem Stillstand gehal- ten werden kann. The gear shaft 23.2 is held within the housing 40 by a push guide 24 with its bearing device 2.3 slidable in the housing 40. At a free end of the gear shaft 23.2 engages a Stellaktor 12, which is coupled via a rotary joint 27 at the free end of the transmission shaft 23. The function of the Stellaktors 12 and the transmission shaft 23.2 is identical to the embodiment of the phase adjustment in Fig. 3. Here, 23.2 in the position of the gears 22.1 and 32.3 changed over the travel of the gear shaft. By means of the helical toothing selected on the toothed wheels 22.2 and 22.1, the crankshaft 9.1 is rotated so that a specific phase angle φ at the crankshaft 9.1 is established as a function of the travel of the gear shaft 23.2. The change in position of the gear 32.3 relative to the gear 32.2 leads to an identical adjustment of the angular position of the gear shaft 23.1 and thus the drive shaft 42.2. The gears 22.1 and 32.3 on the gear shaft 23.2 have an opposite helical toothing, so that sets a double adjustment. The drive shaft 42.1 and the drive shaft 42.2 are each adjusted by the phase angle φ, so that by shifting the gear shaft 23.2, a double adjustment angle provides. Thus, for example, the drive shaft 42.1 could be adjusted by the phase angle φ = 10 ° and the drive shaft 42.2 by the phase angle φ = - 10 °, so that there is a total adjustment angle of 20 °. The drive shaft 42.1 has a free brake end 36 on which a brake means 34 is arranged. The brake means 34 is connected to a control device, not shown here, so that in a process interruption, the crank motor after braking the drive motor, the drive shaft 42.1 can be blocked and thus the entire crank mechanism can be kept safely at a standstill.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Zahnradgetriebe 33 sind die gegenüberliegenden Enden der Antriebswellen 42.1 und 42.2, die hier nicht näher dargestellt sind, unmittelbar mit den Kurbelwellen 9.1 und 9.2 oder mit Exzenterwellen verbunden. Die Verbindungen zwischen den Antriebwellen 42.1 und 42.2 und den zugeordneten Kurbelwellen erfolgt vorzugsweise über Kupplungseinrichtungen, die eine schlupffreie Drehübertragung gewährleisten. Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Antriebswellen 42.1 und 42,2 könnten jedoch alternativ auch direkt als Kurbelwellen oder Exzenterwellen ausgeführt sein, um mit den Abtriebsenden direkt mehrere Pleuelstangen anzutreiben. In the gear transmission 33 shown in Fig. 5, the opposite ends of the drive shafts 42.1 and 42.2, which are not shown here in detail, directly connected to the crankshaft 9.1 and 9.2 or with eccentric shafts. The connections between the drive shafts 42.1 and 42.2 and the associated crankshafts preferably take place via coupling devices which ensure a slip-free rotational transmission. However, the drive shafts 42.1 and 42.2 shown in the exemplary embodiment could alternatively also be designed directly as crankshafts or eccentric shafts in order to drive a plurality of connecting rods directly with the output ends.
In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Kurbeltriebe 6.1 und 6.2 jeweils eine angetriebene Exzenterwelle 41.1 und 41.2 aufweisen. Das Kurbeltriebwerk 5 zum Antreiben der Ex- zenterwellen 41.1 und 41.2 weist dabei ein Zahnradgetriebe 33 und einen hier nicht dargestellten Antriebsmotor auf. Das Zahnradgetriebe 33 könnte gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ausgebildet sein, so dass dem Zahnradgetriebe 33 ein Stellaktor 12 zugeordnet ist, um eine Phasenverstellung zwischen den Exzenterwellen 41.1 und 41.2 einstellen zu können. Insoweit wird auf das vorgenannte Ausführungsbeispiel der Phasenverstelleinrichtung nach Fig. 5 Bezug genommen. Die Exzenterwellen 41.1 und 41.2 sind über Pleueldrehgelenke nach 8.3 und 8.4 mit den Pleuelstangen 7.1 und 7.2 verbunden, die an den gegenüberliegenden freien Enden der Balkenträger 2 halten. Die Pleuelstangen 7.1 und 7.2 sind hierzu mit den Pleueldrehgelenken 8.1 und 8.2 an dem Balkenträger 2 angeordnet. Der Bal- kenträger 2 ist an seiner Unterseite identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufgebaut, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt und Bezug zu der Beschreibung nach Fig. 1 genommen wird. In Fig. 6, an embodiment of the device according to the invention is shown, in which the crank mechanisms 6.1 and 6.2 each have a driven eccentric shaft 41.1 and 41.2. The crank mechanism 5 for driving the eccentric shafts 41.1 and 41.2 has a gear transmission 33 and a drive motor not shown here. The gear transmission 33 could be formed according to the embodiment of FIG. 5, so that the gear transmission 33 is associated with a Stellaktor 12 to adjust a phase adjustment between the eccentric shafts 41.1 and 41.2 can. In that regard, reference is made to the aforementioned embodiment of the phase adjuster of FIG. 5 reference. The eccentric shafts 41.1 and 41.2 are connected via connecting pivot joints according to 8.3 and 8.4 with the connecting rods 7.1 and 7.2, which hold at the opposite free ends of the beam support 2. The connecting rods 7.1 and 7.2 are for this purpose arranged with the connecting rod pivot joints 8.1 and 8.2 on the beam support 2. The beam carrier 2 is constructed on its underside identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that no further explanation is made at this point and reference is made to the description according to FIG.
Die Führungseinrichtung 14 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Füh- rungslenker 15.1 und 15.2 gebildet. Die Führungslenker 15.1 und 15.2 sind zu beiden Seiten des Balkenträgers 2 angeordnet und jeweils über ein Drehgelenk 16.1 und 16.2 mit dem Balkenträger verbunden. An den gegenüberliegenden Enden sind die Führungslenker 15.1 und 15.2 über Drehgelenke 16.3 und 16.4 mit zwei vorzugsweise identisch ausgebildeten Koppelkinematiken 17.1 und 17.2 verbunden, die an dem Maschinengestell 20 gehalten sind. Die Koppelkinematiken 17.1 und 71.2 sind vorzugsweise identisch aufgebaut, so dass der Balkenträger 2 durch die Führungslenker 15.1 und 15.2 zu beiden Seiten gleich geführt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel lassen sich die dynamischen Massenkräfte vorteilhaft auf zwei gegenüberliegende Führungslenker verteilt auf- nehmen, wobei diese im Wesentlichen durch Zug- und Schubkräfte in den Führungslenkern 15.1 und 15.2 auf die Koppelkinematik 17.1 und 17.2 übertragen werden. The guide device 14 is formed in this embodiment by two guide links 15.1 and 15.2. The guide links 15.1 and 15.2 are arranged on both sides of the beam support 2 and connected in each case via a rotary joint 16.1 and 16.2 with the beam support. At the opposite ends of the guide links 15.1 and 15.2 are connected via hinges 16.3 and 16.4 with two preferably identically formed coupling kinematics 17.1 and 17.2, which are held on the machine frame 20. The coupling kinematics 17.1 and 71.2 are preferably constructed identically, so that the beam support 2 is guided by the guide links 15.1 and 15.2 on both sides the same. In this exemplary embodiment, the dynamic mass forces can be advantageously distributed over two opposing guide links, these being transmitted to the coupling kinematics 17.1 and 17.2 essentially by tensile and shear forces in the guide links 15.1 and 15.2.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde die Phasenverstelleinrichtung jeweils zur Einstellung eines Phasenwinkels an einer der Kurbelwellen oder Exzenterwellen verwendet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Phasenverstelleinrichtung durch zwei Stellaktoren und zwei Stellgetriebe zu bilden, die jeweils auf eine der Kurbelwellen oder Exzenterwellen einwirken. So lässt sich beispielweise das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Phasenverstelleinrichtung derart erweitern, dass an jeder der Kurbelwellen eine Stellwelle über eine Zahnradpaarung mit den jeweiligen Kurbelwellen verbunden sind. Bei allen Ausführungsbeispielen der Phasenvers- telleinrichtung ist jedoch darauf zu achten, dass die jeweilige Stellung während des Betriebes fixiert bleibt. Die Verstellung der Kurbelwellen und der Exzenterwellen kann sowohl im Betrieb mit drehenden Wellen oder Stillstand mit feststehenden Wellen erfolgen. Selbstverständlich können auch alternative Verstellme- chanismen mit mechanischen oder hydraulischen Getrieben verwendet werden, um an den Kurbelwellen und Exzenterwellen eine entsprechende Phasenlage einstellen zu können. In the exemplary embodiments of the device according to the invention shown, the phase adjustment device was used in each case for setting a phase angle on one of the crankshafts or eccentric shafts. In principle, however, it is also possible to form the phase adjustment device by means of two setting actuators and two adjusting gears, which each act on one of the crankshafts or eccentric shafts. Thus, for example, the exemplary embodiment of the phase adjustment device illustrated in FIG. 3 can be expanded in such a way that an actuating shaft is connected to the respective crankshafts via a gearwheel pairing on each of the crankshafts. In all embodiments of the phase However, care must be taken to ensure that the respective position remains fixed during operation. The adjustment of the crankshafts and the eccentric shafts can be done both in the operation with rotating shafts or standstill with fixed shafts. Of course, alternative Verstellme- mechanisms can be used with mechanical or hydraulic transmissions in order to adjust the crankshafts and eccentric shafts a corresponding phase.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vernadeln ist somit flexibel einsetzbar, um eine Vemadelung mit oder ohne Horizontalbewegung der Nadeln ausführen zu können. Die Horizontalbewegung der Nadelspitzen wird dabei ausschließlich durch Verkippen des Balkenträgers erzeugt. Bei gleichphasiger Drehung der Kurbelwellen erfolgt eine reine Vertikalbewegung der Nadelspitzen, wobei die Führung des Balkenträgers in beiden Fällen vorteilhaft durch einen oder mehrere Füh- rungslenker erfolgt. The device according to the invention for needling can thus be used flexibly in order to be able to carry out a needling with or without horizontal movement of the needles. The horizontal movement of the needle tips is generated exclusively by tilting the beam carrier. In the case of in-phase rotation of the crankshafts, a purely vertical movement of the needle points takes place, the guidance of the beam carrier advantageously being effected in both cases by one or more guide links.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Nadelbalken 1 needle bar
2 Balkenträger  2 beam supports
3 Nadelbrett  3 needle board
4 nadeln  4 needles
5 Kurbeltriebwerk  5 crank engine
6.1, 6.2 Kurbelantrieb  6.1, 6.2 Crank drive
7.1, 7.2 Pleuelstangen  7.1, 7.2 connecting rods
8.1, 8.2 Pleueldrehgelenk  8.1, 8.2 Pivot swivel joint
9.1 , 9.2 Kurbelwelle  9.1, 9.2 crankshaft
10.1, 10.2 Pleuelkopf  10.1, 10.2 connecting rod head
11 Phasenverstelleinrichtung 11 phase adjustment
12 Stellaktor 12 Stellaktor
13 Steuereinrichtung 13 control device
14 Führungseinrichtung14 guide device
15, 15.1 , 15.2 Führungslenker 15, 15.1, 15.2 guide link
16.1, 16.2, 16.3 Drehgelenk  16.1, 16.2, 16.3 Swivel
17, 17.1, 17.2 Koppelkinematik  17, 17.1, 17.2 Coupling kinematics
18 Stellgetriebe  18 actuating gear
19 Stellmechanik  19 actuating mechanism
20 Maschinengestell 20 machine frame
21 Stellwelle 21 control shaft
22.1, 22.2 schrägverzahntes Zahnrad 22.1, 22.2 helical gear
23.1 , 23.2 Getriebewelle 23.1, 23.2 Gear shaft
24 Schubführung  24 push guide
25.1, 25.2 Lagereinrichtung 25.1, 25.2 storage facility
26 Stößel 26 pestles
27 Drehverbindung  27 rotary joint
28 Lagegeber 29 Spindel 28 position encoder 29 spindle
30 Spindelmutter  30 spindle nut
31 Gehäusewand  31 housing wall
32.1, 32.2, 32.3 geradverzahntes Zahnrad 32.1, 32.2, 32.3 straight toothed gear
33 Zahnradgetriebe33 gear transmission
34 Bremsmittel 34 brake means
35 Antriebsende  35 drive end
36 Bremsende  36 braking ends
37 Abstreifer  37 scrapers
38 Bettplatte  38 bed plate
39 Faserbahn  39 fiber web
40 Gehäuse  40 housing
41.1, 41.2 Exzenterwelle  41.1, 41.2 eccentric shaft
42.1, 42.2 Antriebswelle  42.1, 42.2 drive shaft

Claims

Patentansprüche claims
Vorrichtung zum Vernadeln einer Faserbahn mit zumindest einem oszillierend angetriebenen Nadelbalken (1), der an seiner Unterseite ein Nadelbrett (3) mit einer Vielzahl von Nadeln (4) aufweist, mit mindestens einem beweglichen Balkenträger (2) zum Halten des Nadelbalkens (3), mit zumindest einem Kurbeltriebwerk (5) zur oszillierenden Bewegung des Balkenträgers (2), welcher zumindest zwei mit dem Balkenträger (2) verbundene Pleuelstangen (7.1, 7.2) und zwei angetriebene Exzenterwellen (4.1, 4.2) oder zwei angetriebene Kurbelwellen (9.1, 9.2) aufweist, mit einer Phasen- verstelleinrichtung (11) zur Einstellung eines Phasenwinkels (φ) an einer der beiden Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder Kurbelwellen (9.1, 9.2) und mit einer an den Balkenträger (2) angreifenden Führungseinrichtung (14) zur Führung des Nadelbalkens (1) während seiner oszillierenden Bewegung, dadurch gekennzeichnet, dass Apparatus for needling a fiber web with at least one oscillatingly driven needle bar (1) having on its underside a needle board (3) with a plurality of needles (4), with at least one movable beam support (2) for holding the needle bar (3), with at least one crank mechanism (5) for the oscillating movement of the beam support (2), which has at least two connecting rods (7.1, 7.2) connected to the beam support (2) and two driven eccentric shafts (4.1, 4.2) or two driven crankshafts (9.1, 9.2) comprising, with a phase adjustment device (11) for adjusting a phase angle (φ) on one of the two eccentric shafts (41.1, 41.2) or crankshafts (9.1, 9.2) and with a to the beam support (2) engaging guide means (14) for guiding the needle bar (1) during its oscillating movement, characterized in that
die Führungseinrichtung (14) ein oder mehrere Führungslenker (15, 15.1, 15.2) aufweist, die durch ein oder mehrere Drehgelenke (16.1, 16.2) mit dem Balkenträger (2) verbunden sind, und dass der angetriebenen Nadelbalken (1) bei dem durch die Phasenverstelleinrichtung (11) eingestellten Phasenwinkel (φ) im Winkelbereich von 0° bis 30° durch den oder die Führungslenker (15, 15.1, 15.2) führbar ist. the guide device (14) has one or more guide links (15, 15.1, 15.2), which are connected to the beam carrier (2) by one or more pivot joints (16.1, 16.2), and in that the driven needle bar (1) moves through the Phase adjustment (11) set phase angle (φ) in the angular range of 0 ° to 30 ° by the guide or the guide (15, 15.1, 15.2) is feasible.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , Device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Phasenverstelleinrichtung (11) derart ausgebildet ist, dass die Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder die Kurbelwellen (9.1, 9.the phase adjusting device (11) is designed such that the eccentric shafts (41.1, 41.2) or the crankshafts (9.1, 9.
2) phasengleich mit dem Phasenwinkel φ = 0° oder wahlweise phasenversetzt mit dem Phasenwinkel φ 0° antreibbar sind. 2) in phase with the phase angle φ = 0 ° or optionally phase-shifted with the phase angle φ 0 ° are drivable.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 3. Apparatus according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Phasenverstelleinrichtung (11) durch ein Stellgetriebe (18) und einem mit dem Stellgetriebe (18) zusammenwirkenden Stellaktor (12) oder Stellmechanik (19) gebildet ist, wobei das Stellgetriebe (18) mit einer der Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder Kurbelwellen (9.1, 9.2)gekoppelt ist.  the phase adjustment device (11) is formed by a control gear (18) and a control actuator (12) or adjusting mechanism (19) cooperating with the control gear (18), wherein the control gear (18) is connected to one of the eccentric shafts (41.1, 41.2) or crankshafts ( 9.1, 9.2) is coupled.
Vorrichtung nach Anspruch 3, Device according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Stellgetriebe (18) durch eine verschiebbare Stellwelle (21) und eine Zahnradpaarung (22.1, 22.2) mit einer Schrägverzahnung gebildet ist, wobei ein durch den Stellaktor (12) oder die Stellmechanik (19) an der Stellwelle (21) eingestellter Stellweg durch die Zahnradpaarung (22.1, 22.2) in einen Stellwinkel umgewandelt wird.  the adjusting mechanism (18) is formed by a displaceable adjusting shaft (21) and a gear pairing (22.1, 22.2) with a helical toothing, wherein an adjusting travel set by the adjusting actuator (12) or the adjusting mechanism (19) on the adjusting shaft (21) Gear pairing (22.1, 22.2) is converted into a setting angle.
Vorrichtung nach Anspruch 4, Device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eines der Zahnräder (22.1, 22.2) der Zahnradpaarung fest am Umfang einer Antriebswelle (42.1) oder der Kurbelwelle (9.1) und das andere Zahnrad (22.1, 22.2) fest am Umfang der Stellwelle (21) angeordnet ist, wobei die Stellwelle (21) parallel zur Antriebswelle (42.1) oder Kurbelwelle (9.1) verschiebbar gehalten ist.  one of the gears (22.1, 22.2) of the gear pair is fixedly arranged on the circumference of a drive shaft (42.1) or the crankshaft (9.1) and the other gear (22.1, 22.2) is fixedly arranged on the circumference of the control shaft (21), wherein the control shaft (21) parallel to the drive shaft (42.1) or crankshaft (9.1) is slidably held.
Vorrichtung nach Anspruch 4, Device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Stellwelle (21) durch eine verschiebbare Getriebewelle (23.2) eines Zahnradgetriebes (33) des Kurbeltriebwerks (5) gebildet ist, welche Getriebewelle (23.2) über mehrere Zahnradpaarungen (22.1, 22.2; 32.1 -32.3) mit einer Schrägverzahnung mit zwei Antriebswellen (42.1, 42.2) gekoppelt ist, welche Antriebswellen (42.1, 42.2) mit den Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder den Kurbelwellen (9.1, 9.2) verbunden sind. the adjusting shaft (21) is formed by a displaceable gear shaft (23.2) of a toothed gear (33) of the crank mechanism (5), which gear shaft (23.2) over a plurality of gear pairs (22.1, 22.2; 32.1 -32.3) with a helical toothing with two drive shafts (42.1 , 42.2), which drive shafts (42.1, 42.2) are connected to the eccentric shafts (41.1, 41.2) or the crankshafts (9.1, 9.2).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, 7. Device according to one of claims 3 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
dem Stellaktor (12) ein Lagegeber (28) zugeordnet ist, welcher mit einem Steuereinrichtung (13) der Phasenverstelleinrichtung (11) gekoppelt ist.  the positioner (12) is assigned a position sensor (28) which is coupled to a control device (13) of the phase adjustment device (11).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, Device according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Kurbeltriebwerk (5) einen Antriebsmotor und das Zahnradgetriebe (33) aufweist, wobei beide Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder beide Kurbelwellen (9.1, 9.2) durch das Zahnradgetriebe (33) derart miteinander gekoppelt sind, dass beide Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder beide Kurbelwellen (9.1, 9.2) gegensinnig antreibbar sind.  the crank mechanism (5) has a drive motor and the toothed gearing (33), wherein both eccentric shafts (41.1, 41.2) or both crankshafts (9.1, 9.2) are coupled together by the toothed gearing (33) such that both eccentric shafts (41.1, 41.2) or both crankshafts (9.1, 9.2) can be driven in opposite directions.
Vorrichtung nach Anspruch 8, Device according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Antriebsmotor mit einer der Antriebswellen (42.1, 42.2) oder direkt mit einer der Kurbelwellen (9.1, 9.2) verbunden ist und dass der anderen Antriebswelle (42.1, 42.2) oder der anderen Kurbelwelle (9.1, 9.2) ein Bremsmittel (34) zugeordnet ist.  the drive motor is connected to one of the drive shafts (42.1, 42.2) or directly to one of the crankshafts (9.1, 9.2) and that a brake means (34) is associated with the other drive shaft (42.1, 42.2) or the other crankshaft (9.1, 9.2) ,
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, Device according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Phasenverstelleinrichtung (11) zwei Stellaktoren (12) mit zugeordneten Stellgetrieben (18) aufweist, die den Exzenterwellen (41.1, 41.2) oder den Kurbelwellen (9.1, 9.2) zugeordnet sind und die unabhängig voneinander über die Steuereinrichtung (13) ansteuerbar ausgebildet sind.  the phase adjusting device (11) has two actuating actuators (12) with associated actuating gears (18) which are assigned to the eccentric shafts (41.1, 41.2) or the crankshafts (9.1, 9.2) and which are designed to be controllable independently of one another via the control device (13).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, Device according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Drehgelenk (16.1) des Führungslenkers (15) im mittleren Bereich des Balkenträgers (2) angeordnet ist und dass das gegenüberliegende Ende des Führungslenkers (15) über eine Koppelkinematik (17) mit einem Maschinengestell (20) verbunden ist. the pivot (16.1) of the guide arm (15) is arranged in the middle region of the beam support (2) and that the opposite end of the Guide link (15) via a coupling kinematics (17) with a machine frame (20) is connected.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, Device according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Führungslenker (15.1, 15.2) zu zwei Seiten des Balkenträger (2) angeordnet sind und sich über jeweils eine zugeordnete Koppelkinematik (17.1, 17.2) an einem Maschinengestell (20) abstützen. the guide links (15.1, 15.2) are arranged on two sides of the beam support (2) and are supported in each case via an associated coupling kinematics (17.1, 17.2) on a machine frame (20).
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