JP3566187B2 - フェルトニードル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１、請求項２又は請求項３に発明の上位概念として規定したように、チャック部分と、長手延在方向に沿って複数のフックを備えかつ前記チャック部分の直径よりも小さく形成された作業部分と、前記チャック部分と前記作業部分との間に形成された移行部分とから成る細長いニードル本体を有し、前記移行部分に、前記チャック部分の直径から前記作業部分の直径へ漸減する減径区域を形成した形式の、ニードルボードに固定するためのフェルトニードルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェルト製造の場合、バラバラにかつ無秩序に重なり合って位置する繊維はフェルト製造機械によって、多数穿穴された掻き取りプレートと、同じく穿穴されたベッドプレートとの間を通してガイドされる。この繊維混合物は、多数本の専用ニードル（フェルトニードル）によって反復穿刺される。フェルトニードルはその際に繊維相互を絡み合わせるので、繊維ウェッブは徐々に圧縮され、最終的に緊密なフェルトが製造される。繊維としては、天然繊維及び合成繊維以外にリサイクル繊維も使用されるが、該リサイクル繊維は概して、ニードルに固着して堆積物を形成する強い傾向を有している。
【０００３】
繊維堆積物は、フェルト製造機械の或る運転時間を経た後に形成される。繊維堆積物は、ニードルが掻き取りプレートの穴を通って穿通できなくなるほどニードルに堆積することがある。この堆積物はニードル折損及び生産停止の要因となる。堆積プロセスが始まると直ちに、ニードル間の空気流動がネガティブな影響を受け、その結果、堆積が一層加速される。ニードルをクリーニングするためには生産は中断されねばならない。ニードルクリーニング時にはニードル折損が頻発する。
【０００４】
ニードル加工プロセスによって繊維材料は固められる。ニードル加工の初期、つまりニードル加工前には繊維材料は比較的弛緩していて嵩高である。ニードルのステム区分又は中間区分が繊維材料内へ侵入すると、該ニードルはステム直径を有する穴又は作業部分の直径よりも大きな中間区分直径を有する穴を発生する。これによってフェルトの表面品質が劣化することになる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許第１７６０４４０号明細書に基づいて、長い真直ぐなステムを有するフェルトニードルが公知であり、該ステムは、ニードルボード内にチャックするための上端部で屈曲されている。ステムは、下端部で先細にされ減径横断面を有しており、更にまた複数のフックを有している。このニードル区分が、繊維フリースをフェルト化するために働く作業部分を形成している。
【０００６】
作業部分と、チャック部分として役立つ残りのステム部分との間の移行部は比較的急勾配を成している。
【０００７】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０４４７１号明細書に基づいて、鉱物繊維フリースのニードル加工装置が公知になっている。ニードルボードに保持される複数本のフェルトニードルは、互いに平行にニードルボードから、掻き取りプレートの適当なオリフィスを通って延びている。該掻き取りプレートと、やはりフェルトニードル用にオリフィスを有するベッドプレートとの間には、ギャップが形成されており、該ギャップを通って繊維フリースがガイドされる。フェルトニードルは、上部を屈曲された比較的太い円筒形ステムを有し、該ステムの１区分がニードルボード内に保持されている。チャック部分と歯付き作業部分との間に移行域が形成されており、該移行域の長さはステム域の直径よりも僅かに大である。
【０００８】
円筒形ステムの周面には堆積物が形成されることもある。
【０００９】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２２２８８１号明細書に基づいて公知になっているフォークニードルは、歯をもたない作業部分を有している。該作業部分は、円錐形中間域を介して円筒形ステムに接続している。前記作業部分はその外面を平滑に形成されており、かつその自由端部にだけ口状のフォークを有している。実施形態に応じて、程度の差こそあれ急勾配の移行域が円錐体の形で設けられている。
【００１０】
フォークニードルは、固化された繊維フリースの表面構造を後続プロセスで形成するために使用される。該フォークニードルは、作業部分の無歯フランクが平滑であるために、繊維フリースから繊維を弛めて取り出すのには余り適していない。
【００１１】
また歯付き作業部分を有するフェルトニードルが米国特許第３７５３４１２号明細書に基づいて公知である。各歯付き作業部分と円筒形ステムとの間には、比較的短く形成された移行部分が配置されている。
【００１２】
歯付き作業部分を有するフェルトニードルは、繊維フリースから引き出された繊維をそのステムに蓄積させる傾向がある。該ステムは繊維のニードル加工時に部分的に、掻き取りプレートとベッドプレートとの間の作業空間内へ達する。引き出された繊維は、繊維リングの形の堆積物を形成し、前記繊維リングは、比較的細い作業部分から短い移行域を経て、ニードルボードと掻き取りプレートとの間の円筒形ステム域へシフトされる。このシフト時に繊維リングは拡張されて円筒形ステム域に緊締される。前記堆積物が許容可能な寸法を上回ると、フリース内へのニードル穿入が妨げられる。それというのはニードルボードを掻き取りプレートの近くへもはや申し分なく接近させることができないからである。従って使用繊維材料種に応じて時々クリーニング操作が必要になる。ニードルボードにはニードルが多数本保持されていることに基づいて、このようなクリーニングは厄介で時間がかかる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた従来技術を出発点とする本発明の課題は、フェルトニードルのクリーニングを容易にし、かつ／又はフェルトニードルの繊維蓄積傾向を低下させることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は請求項１、請求項２又は請求項３の特徴部に記載した構成手段によって解決される。
【００１５】
すなわち請求項１に記載の第１番目の発明よれば、チャック部分と、長手延在方向に沿って複数のフックを備えかつ前記チャック部分の直径よりも小さく形成された作業部分と、前記チャック部分と前記作業部分との間に形成された移行部分とから成る細長いニードル本体を有し、前記移行部分に、前記チャック部分の直径から前記作業部分の直径へ漸減する減径区域を形成した形式の、ニードルボードに固定するためのフェルトニードルにおいて、減径区域が全体として、作業部分の長さの２倍に等しいか又はそれ以上大きな長さを有している点にある。
【００１６】
また請求項２に記載の第２番目の発明によれば、前記形式のフェルトニードルにおいて、前記減径区域が、ニードルボードの肉厚によって規定される長さのチャック部分から、作業部分に達するまで延びている点にある。
【００１７】
更に請求項３に記載の第３番目の発明によれば、前記形式のフェルトニードルにおいて、前記減径区域が１１ｍｍよりも長い点にある。
【００１８】
【発明の効果】
要するに本発明のフェルトニードルは、歯付き又はフック付き作業部分と、歯又はフックを有していないチャック部分との間に、比較的ほっそりとした移行部分もしくは移行区域が形成されており、この移行部分もしくは移行区域が、ニードルステム直径から作業部分の直径へ漸減する減径区域を有していることを特徴としている。必要に応じて複数の部分域に分割することもできる、この減径区域の長さは全体として、前記フック付き作業部分の長さの少なくとも２倍である。従って慣用のニードルボード肉厚の場合、移行部分の長さは、ニードルボードの当該肉厚よりも大である。更に前記移行部分は、ニードルボードと各作業部分との間の全空間を占めているのが有利である（請求項２参照）。これによって、フェルトニードルに沿って繊維屑堆積物を余り形成させない、ほっそりとした移行部分が得られる。繊維屑が堆積して形成される繊維屑リングは大抵の場合、緩慢にしか拡張しないので、フェルトニードルの移行部分にそれほど強く付着しない。たとえ堆積物が形成されたとしても、当該フェルトニードルのクリーニングは、細長い移行部分によって容易になる。フェルトニードルに付着する繊維屑リング及び、フェルトニードル間に位置する繊維堆積物は、フェルトニードルから容易に掻き取られ又は除去される。
【００１９】
チャック部分の大きなステム直径から作業部分の小さな直径へ徐々に移行することに基づいて、フェルトニードルの折損特性及びフレキシビリティが著しく改善される。移行域における応力集中は避けられる。
【００２０】
その結果、フェルトニードルの作業部分は慣用のフェルトニードルの場合よりも細長く形成することが可能になる。移行部分つまり減径区域は、１１ｍｍよりも長く、殊に有利には２０ｍｍよりも長い（請求項３及び請求項４参照）。
【００２１】
更にまた、現存する多くのタイプのフェルトニードルは本発明のフェルトニードルによって代替されるのが有利と判った。本発明のフェルトニードルは、二分の一又は三分の一に減径されたフェルトニードルを代替することも可能である。従って顧客に供給するためにニードルメーカーによって準備すべき多様なニードルタイプ数が減少する。
【００２２】
更なる利点は、ニードル加工時に掻き取りプレートとベッドプレートとの間の作業領域内に達するステム区域が、従来慣用のフェルトニードルに対比して僅かな直径を有していることである。これによって、該ステム区域によって製造フェルト内に発生される開口径は小さくなる。従ってフェルトの表面品質が改善される。
【００２３】
移行部分は、一貫して円錐状に形成されているのが有利である。この円錐体は、直線的な截頭円錐体であることができる。これは、この移行部分の円錐母線が直線であることに他ならない。この円錐体はまた択一的に、非直線的な円錐形によって形成することもできる。移行部分の円錐母線はその場合、円弧状である。
【００２４】
本発明のフェルトニードルでは、作業部分とチャック部分が互いに共軸に配置されているのが有利である。しかし又、必要に応じてこれとは異なることもできる。更にまた作業部分は一定の直径を有しているのが有利であり、かつ直径の変化無しに移行部分へ円滑に接続するのが同じく有利である。
【００２５】
請求項２から容易に想到できるように移行部分は、ニードルボードと作業部分との間の全空間を占めている。該移行部分の全長は、ニードル寸法に基づいて、作業部分長さの２倍よりも小であってもよい。この場合フェルトニードルは、３つの領域、つまり作業部分と移行部分と、完全にニードルボード内に位置しているステム部分とから成っている。
【００２６】
その場合、移行部分は、フェルトニードルを固定するために規定されたニードルボードの肉厚よりも長いのが有利である。移行部分の全長にも拘わらず、本発明の実施形態では移行部分は、ニードルボードで直接始まる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００２８】
図１には繊維フリース用ニードル加工装置１が図示されている。該繊維フリース用ニードル加工装置１には、例えば偏心輪を介して駆動されて、二重矢印３の方向に往復運動を行なうニードルボード（針床）２が所属している。該ニードルボード２は、ニードル５を保持かつ支承するための複数の開口４を有している。複数本のニードル５は相互に間隔をおいてかつ平行に前記ニードルボード２から延在している。各ニードル５は、掻き取りプレート７内に複数形成された掻き取り開口６を通って突出している。掻き取りプレート７はベッドプレート８に対して若干の間隔をとって配置されており、かつ該ベッドプレートと相俟って中間スペース９を確定しており、該中間スペースを通って、ばらばらにかつ無秩序に位置している繊維が、図１に矢印１１で示した方向に案内される。これらの繊維は案内プロセス中にニードル５の昇降運動によって固められて繊維フリースを形成する。
【００２９】
ベッドプレート８内には複数の開口１２が設けられており、この場合ベッドプレート８の各開口１２は掻き取りプレート７の掻き取り開口６と軸整合している。
【００３０】
複数本のニードル５は互いに等しく形成されており、かつ、ニードルボード２内に保持されたチャック部分１４並びに、複数の逆鉤又はフック１５を備えた作業部分１６を夫々有している。チャック部分１４と作業部分１６との間には移行部分１７が配置されている。該移行部分１７はチャック部分１４から作業部分１６にまで達しており、しかも該移行部分１７の始点は、ニードルボード２の直ぐ近傍に位置している。
【００３１】
図２には諸ニードル部分相互間の割合を示すために１本のニードル５が図示されている。円筒形に形成されたチャック部分１４は移行点１８で移行部分１７へ移行しており、該移行部分は細長い円錐体の形状を有している。移行部分１７における直径は、移行点１８で計測される大きな直径値から、作業部分１６の始点となる移行点１９で計測される小さな直径値へ漸減する。移行部分１７は、ニードル５の縦軸線２１に対して共軸に配置されており、かつ全体として、直径を適合させるための連繋区域を形成している。同じくチャック部分１４及び作業部分１６も縦軸線２１に対して共軸に配置されている。該縦軸線２１に沿って移行部分１７の直径は連続的かつ一次関数的に漸減する。移行点１８，１９間で計測される移行部分１７の長さは、作業部分１６の長さ（つまり移行点１９とニードル５の自由端に形成された尖端２２との間の距離）の少なくとも２倍である。これによって移行部分１７は著しく細長くスマートになり、いかなる段又は段差も有していない。
【００３２】
繊維フリース用ニードル加工装置１の稼働態様は次の通りである。すなわち：運転中ばらばらの繊維は中間スペース９を通って案内される。ニードルボード２はその場合、ニードル５が中間スペース９の解放・突き刺しを周期的に行なうように、迅速な順序で二重矢印３の方向に往復動させられる。作業部分１６のフック１５はその際ばらばらの繊維を固めて１つの繊維フリースを形成する。この工程において、なお固化されていない繊維と接触する最初のニードルにとっては、個々の繊維フィラメントが連行されて掻き取り開口６を通って引張られかつニードル５に堆積するという危険がある。この堆積傾向は、本発明のニードル５では移行部分１７を細長くスマートに形成することによって対処される。ニードル５は、少なくとも若干のフリース材料種の場合、特にリサイクル繊維の場合には、掻き取り開口６を通して比較的少量の繊維を引き通す。これによって、いずれにしても比較的少量の繊維屑が、ニードルボード２と掻き取りプレート７との間に捕集される。それにも拘わらずニードルボード２と掻き取りプレート７との間でニードル５に繊維堆積物が万一形成されるようなことがあっても、この繊維堆積物はほっそりした移行部分１７から比較的容易に掻き取られる。これは特に、図１の図示とは異なって移行点１８がニードルボード２の下面に直接位置している場合に当て嵌まる。
【００３３】
図３には、ニードル５の幾分変形された実施形態が図示されている。移行部分７によって形成された領域は、２つの部分域１７ａ，１７ｂに分割されており、両部分域においてニードル５の直径は、ステム直径から作業部分直径に減少している。部分域１７ａがその場合移行点１９に境を接しているのに対して、部分域１７ｂは移行点１８に境を接している。部分域１７ａ，１７ｂ間には、円筒形中間区分１７ｃが形成されている。この実施形態でも有利なことには、移行部分１７がニードルボード２に直接続いて始まっており、つまり移行点１８はニードルボード２の下面に面整合している。ニードル５の先細りが生じている両部分域１７ａ，１７ｂは、合算すれば、作業部分１６の長さの２倍（つまり移行点１９と尖端２２との間の距離の２倍）に等しいか又はそれよりも大きい長さを有している。
【００３４】
このことは、図４及び図５に示したニードル５の実施形態についても同等に当て嵌まる。前記の説明は相応に当て嵌まるが、但し書き付きである。各部分域１７ａ，１７ｂは夫々、１つの細い円錐体の外套面上に位置している。すなわち直径は両部分域１７ａ，１７ｂにおいて尖端２２の方に向かって減少している。この減径は、図４に示した実施形態の場合、部分域１７ａについては一次関数的であるが、部分域１７ｂについては一次関数的ではない。この一次関数的な減径は、図４の実施形態では、部分域１７ａについては当て嵌まるが、部分域１７ｂについては当て嵌まらない。この部分域１７ｂでは直径は移行点１８を始点として尖端へ向かって先ず強く減少し、次いで弱く減少する。従ってこうして形成された円錐体は、曲線的に画成されている。このような曲線円錐体の形成を、部分域１７ａの円錐体に代えて、或いは、図２に示した実施形態の場合には移行部１７におけるほっそりとした直線的な截頭円錐体に代えて、使用することも可能である。
【００３５】
本発明のニードル５つまりフェルトニードルの場合、チャック部分１４と作業部分１６との間に、細長い截頭円錐体として形成された移行部分１７が設けられている。この移行部分１７の長さは、作業部分の長さの少なくとも２倍である。これによって、繊維フリースから繊維を引き抜いて堆積させることの少ない、著しくほっそりとした移行域が得られる。それでも万一繊維堆積物が形成された場合には、該繊維堆積物は容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フェルト用ニードル加工装置の概略縦断面図である。
【図２】図１に示したフェルト用ニードル加工装置のフェルトニードルの概略側面図である。
【図３】図１に示したフェルトニードルの第１変化態様の概略側面図である。
【図４】図１に示したフェルトニードルの第２変化態様の概略側面図である。
【図５】図４に示したフェルトニードルの部分的な拡大側面図である。
【符号の説明】
１ 繊維フリース用ニードル加工装置、 ２ ニードルボード、 ３ 往復運動方向を示す二重矢印、 ４ 開口、 ５ ニードル、 ６ 掻き取り開口、 ７ 掻き取りプレート、 ８ ベッドプレート、 ９ 中間スペース、 １１ 案内方向を示す矢印、 １２ 開口、 １４ チャック部分、 １５ 逆鉤又はフック、 １６ 作業部分、 １７ 移行部分、 １７ａ，１７ｂ 円錐形部分域、 １７ｃ 円筒形中間区分、 １８，１９ 移行点、 ２１ 縦軸線、 ２２ 尖端

Claims (12)

1. チャック部分（１４）と、長手延在方向に沿って複数のフック（１５）を備えかつ前記チャック部分（１４）の直径よりも小さく形成された作業部分（１６）と、前記チャック部分（１４）と前記作業部分（１６）との間に形成された移行部分（１７）とから成る細長いニードル本体を有し、前記移行部分（１７）に、前記チャック部分（１４）の直径から前記作業部分（１６）の直径へ漸減する減径区域（１７，１７ａ，１７ｂ）を形成した形式の、ニードルボード（２）に固定するためのフェルトニードル（５）において、
   減径区域（１７，１７ａ，１７ｂ）が全体として、作業部分（１６）の長さの２倍に等しいか又はそれ以上大きな長さを有していることを特徴とする、フェルトニードル。
2. 減径区域（１７，１７ａ，１７ｂ）が、ニードルボード（２）の肉厚によって規定される長さのチャック部分（１４）から、作業部分（１６）に達するまで延びている、請求項１記載のフェルトニードル。
3. 減径区域（１７）が１１ｍｍよりも長い、請求項１記載のフェルトニードル。
4. 移行部分（１７）が２０ｍｍよりも長い、請求項３記載のフェルトニードル。
5. 移行部分（１７，１７ａ，１７ｂ）が円錐形に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のフェルトニードル。
6. 移行部分（１７）が、少なくとも２つの円錐形部分域（１７ａ，１７ｂ）に分割されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のフェルトニードル。
7. 円錐形移行部分（１７）又は円錐形部分域（１７ａ，１７ｂ）が、直線的な円錐母線を有する截頭円錐体である、請求項５又は６記載のフェルトニードル。
8. 円錐形移行部分（１７）又は円錐形部分域（１７ａ，１７ｂ）が、曲線状の円錐母線を有する截頭円錐体である、請求項５又は６記載のフェルトニードル。
9. 作業部分（１６）とチャック部分（１４）が互いに共軸に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のフェルトニードル。
10. 作業部分（１６）が一定の直径を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のフェルトニードル。
11. チャック部分（１４）が一定の直径を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のフェルトニードル。
12. チャック部分（１４）と移行部分（１７）が円形横断面を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のフェルトニードル。

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