Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strukturieren einer Faservliesbahn durch einen Nadelungsvorgang, bei dem die auf einem endlos umlaufenden Bürstenband abgestützte Faservliesbahn durch eine Nadelungszone transportiert und dort genadelt wird. Verfahren und Vorrichtung dieser Art sind beispielsweise aus US 5 144 730 bekannt.The invention relates to a method and a devicedevice for structuring a nonwoven fabric through a needleprocess, in which the brushes run on an endless rotatingtied supported nonwoven web through a needling zone transported and needled there. Method and devicewater type are known for example from US 5 144 730.
Beim Nadeln einer Faservliesbahn zu einem Filz oder Vorfilz liegt die Faservliesbahn auf einer Unterlage und wird dort von der entgegengesetzten Seite her genadelt. Die mit Haken versehenen Nadeln weisen eine gewisse Oberflächenrauhigkeit auf, was dazu führt, daß während der der Einstichbewegung entgegengesetzten Rückhubbewegung der Nadeln das auf der Unterlage befindliche Faservlies angehoben wird, also während der Bearbeitung auf der Unterlage flattert. Diesem Flattern begegnet man mit einem Niederhalter, der mit Nadeldurchtrittslöchern versehen ist und auch als Abstreifer wirkt oder bezeichnet wird und zwischen Faservlies und dem Nadelbrett dicht oberhalb des Faservlieses angeordnet ist und auf das Faservlies drückt, siehe US 2 974 393.When needling a nonwoven web into a felt or pre-feltthe nonwoven web lies on a base and is there byneedled on the opposite side. Put the hookNEN needles have a certain surface roughness, whatleads to the counter during the puncturing movementset return stroke movement of the needles on the padfiber fleece is raised, so during processingtion flutters on the pad. You encounter this flutterwith a hold-down device, which is provided with needle passage holesis and also acts or is referred to as a wiper and zwifiber fleece and the needle board just above the fiberfleece is arranged and presses on the fiber fleece, seeUS 2 974 393.
Bei Nadelbestückungsdichten von 8000 Nadeln pro Meter Nadelbrettlänge und einer Anordnung von vier Nadelbrettern hintereinander in Transportrichtung der Faservliesbahn und bei einer Einstichdichte von ca. 350 Einstichen pro cm2 des Faservlieses gelangt man in einen Vliesbahnvorschubbereich von ca. 10 mm pro Nadelhub. Infolge des Eingriffs der Nadeln in die Faservliesbahn kommt es zu einer ruckweisen Bewegung der Faservliesbahn, da diese durch die in sie eingestochenen Nadeln gebremst wird. Diesen Effekt kann man beseitigen, wenn man der vertikal zur Faservliesbahn gerichteten Nadeleinstich- und Rückhohlbewegung eine in Faservliestransportrichtung verlaufende Bewegung so überlagert, daß die Nadeln in ihrem in das Faservlies eingestochenen Zustand die Vorschubbewegung der Faservliesbahn mitmachen und nach dem Verlassen der Faservliesbahn wieder an ihren Ausgangspunkt zurückgeführt werden (US 5 732 453).With needle loading densities of 8000 needles per meter of needle board length and an arrangement of four needle boards one behind the other in the transport direction of the nonwoven web and with a stitch density of approx. 350 punctures per cm2 of the nonwoven fabric, a nonwoven web feed range of approx. 10 mm per needle stroke is achieved. As a result of the engagement of the needles in the nonwoven web, there is a jerky movement of the nonwoven web, since it is braked by the needles inserted into it. This effect can be eliminated by superimposing a movement in the fiber fleece transport direction on the needle insertion and recoil movement directed vertically to the nonwoven web in such a way that the needles, when inserted into the nonwoven web, take part in the advancing movement of the nonwoven web and start again after leaving the nonwoven web their starting point are returned (US 5 732 453).
Dieser horizontal, also parallel zur Faservliesbahn, gerichteten Bewegungskomponente müssen die Durchtrittsöffnungen für die Nadeln im Niederhalter Rechnung tragen. Sie müssen als Langschlitze ausgebildet sein, was wiederum die Nadeldichte im zugehörigen Nadelbrett vermindert. Bei gleichem Vorschub pro Nadelhub ergibt sich somit eine geringere Einstichdichte. Das ist unerwünscht, weil zur Kompensation die Anzahl der Nadelaggregate erhöht werden müßte. Eine andere Abhilfe wäre, den Niederhalter in horizontaler Richtung mit dem Nadelbrett mitzubewegen, was aber eine aufwendige Konstruktion und eine Vermehrung der beweglichen Teile erfordert.This is directed horizontally, i.e. parallel to the nonwoven webMovement component must have the passage openings for theTake the needles into account in the hold-down device. You have to be as longslots are formed, which in turn increases the needle densitydiminished needle board. With the same feed per needlestroke results in a lower puncture density. This isundesirable because the number of needle units to compensateshould be increased. Another remedy would be the hold-down deviceto move in the horizontal direction with the needle board whatbut an elaborate construction and an increase in movingparts required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das mit konstruktiv einfachen Mitteln ausführbar ist und eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit der Faservliesbahn durch den Nadelungsvorgang hindurch ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a methodof the type mentioned at the beginning, which with constructively simpleChen means is executable and a high throughput speedspeed of the nonwoven fabric through the needling processenables.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features specified in claim 1solved. Advantageous embodiments of the invention are counterstood the subclaims.
Der Vorteil der Erfindung ist, daß wenigstens in dem Bereich, in dem die Besetzungsdichte des Nadelbretts mit Nadeln groß ist, auf den Einsatz eines Niederhalters verzichtet werden kann. Das Faservlies wird durch die zwischen die Borsten des Bürstenbandes hineingenadelten Fasern der Faservliesbahn aufgrund der Reibung zwischen den Borsten und diesen Fasern auf dem Bürstenband so festgehalten, daß die bei der Rückholbewegung der Nadeln durch Reibung an den Nadeln hervorgerufenen Kräfte nicht ausreichen, die Faservliesbahn von dem Bürstenband abzuheben. Wegen des Verzichts auf einen Niederhalter läßt sich die Besetzungsdichte der Nadeln an dem Nadelbrett gegenüber dem sonst üblichen Maß sogar noch steigern, weil durch einen Niederhalter vorgegebene Begrenzungen nicht mehr zu beachten sind, und es wird möglich, das Nadelbrett auch eine den Vorschub der Faservliesbahn verfolgende Bewegung ausführen zu lassen, ohne daran durch einen Niederhalter gehindert zu sein, mit dem sonst die Nadeln kollidieren würden.The advantage of the invention is that at least in the area inwho has a high density of needles on the needle board,the use of a hold-down device can be dispensed with. TheThe fleece is between the bristles of the brush beltneedled fibers of the nonwoven web due to the friction between the bristles and these fibers on the brush belt like thisnoted that by the return movement of the needlesForces caused by the needles are not sufficient,to lift the nonwoven web off the brush belt. Because of the verthe occupancy density of theEven needles on the needle board compared to the usual sizeincrease even more because of the limits specified by a hold-down devicetongues are no longer to be considered, and it becomes possible thatThe needle board also tracks the feed of the nonwoven webTo let movement be carried out without a neckto be hindered, with which the needles would otherwise collidethe.
Im Einlaufbereich einer Nadelmaschine, wo die Haftung zwischen den Fasern der Faservliesbahn und den Borsten des Bürstenbandes noch nicht ausreichend ist, die Faservliesbahn sicher auf dem Bürstenband festzuhalten, ist es angezeigt, vom Verzicht auf einen Niederhalter abzusehen, so daß dort die Nadeldichte am Nadelbrett entsprechend geringer ausfallen muß. Sobald aber eine ausreichende Anzahl von Fasern aus der Faservliesbahn in das Bürstenband hineingenadelt sind, d. h. in nachfolgenden Nadelungszonen, kann auf den Niederhalter verzichtet und die Besetzungdichte mit Nadeln am Nadelbrett vergrößert werden.In the entry area of a needle machine, where the adhesion betweenthe fibers of the nonwoven web and the bristles of the brush beltis still not sufficient, the nonwoven web securely on theIt is advisable to hold onto the brush belt from the waiverto provide a hold-down device, so that the needle density thereNeedle board must be correspondingly smaller. But as soon as onesufficient number of fibers from the nonwoven web into theBrush tape is needled, d. H. in subsequent nadezones, there is no need for the hold-down device and the bordertongue density can be increased with needles on the needle board.
Es kann ggf. auch erforderlich oder doch wenigstens günstig sein, zwischen einer ersten, mit Niederhalter arbeitenden Nadelungszone und einer zweiten, ohne Niederhalter arbeitenden Nadelungszone eine Andruckwalze vorzusehen, die auf dem auf dem Bürstenband liegenden Faservlies abrollt, oder aber den Niederhalter der ersten Nadelungszone so lang zu machen, daß er bis kurz vor die zweite Nadelungszone reicht. Auch zwischen einzelnen Nadelungszonen einer Folge von Nadelungszonen könnten solche Andruckwalzen vorgesehen sein und ebenfalls am Auslauf einer gesamten Anlage, um einen zusätzlichen Schutz gegen Auszugskräfte zu bieten.It may also be necessary or at least cheapbetween a first needle with a hold-downzone and a second needle that works without hold-downzone to provide a pressure roller, which on the on the Bürnon-woven fabric rolls, or the Niederhalmake the first needling zone so long that it is shortbefore the second needling zone. Even between individualsNeedling zones of a sequence of needling zones could be suchPressure rollers can be provided and also at the outlet of one entire facility to provide additional protection against extractionstrength to offer.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below with reference to the drawingnations explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine Maschinenanlage zur Ausführung der Erfindung mit mehreren Nadelungsaggregaten, undFig. 1 shows a machine system for carrying out the invention with a plurality of needling units, and
Fig. 2 eine Einzelheit aus der Anlage vonFig. 1, einen Ausschnitt des Bürstenbandes im Querschnitt zeigend.Fig. 2 shows a detail from the system ofFig. 1, from a section of the brush strip in cross section.
Fig. 1 zeigt schematisch eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Anlage von ihrer Längsseite. Sie umfaßt zwei Nadelmaschinen1 und2, die in Transportrichtung einer von einer Vorratsrolle3 abgewickelten und von einer Aufnahmerolle4 aufgewickelten, schematisch mit 5 bezeichneten Faservliesbahn angeordnet sind. Die Rollen3 und4 sind in üblicher Weise auf Stützwalzen6 gelagert.Fig. 1 shows schematically a plant set up for carrying out the method according to the invention from its long side. It comprises two needling machines1 and2 which are arranged in the direction of transport one of a supply roll3 and a take-up roll4 wound up, schematically designated 5, nonwoven web. The rollers3 and4 are mounted on support rollers6 in a usual manner.
Durch die beiden Nadelmaschinen1 und2 hindurch erstreckt sich als Unterlage für die Faservliesbahn5 ein endloses Bürstenband7, von dem ein Ausschnitt inFig. 2 vergrößert dargestellt ist. Das Bürstenband7 ist um zwei Umlenkwalzen8 geführt, die jeweils von geeigneten Antriebseinrichtungen9 vorzugsweise kontinuierlich angetrieben sind.An endless brush belt7 extends through the two needle machines1 and2 as a base for the nonwoven web5 , a section of which is shown enlarged inFIG. 2. The brush belt7 is guided around two deflecting rollers8 , each of which is preferably continuously driven by suitable drive devices9 .
Das Bürstenband7 besteht aus einer Vielzahl aneinander angrenzender Leisten10 mit darin verankerten Borstenbüscheln11, wobei die freien Enden der Borsten der Borstenbüschel eine durchgehende, ebene Oberfläche bilden, die zur Aufnahme der Faservliesbahn5 bestimmt ist. Die Leisten10 sind in ihrem Fußbereich12 jeweils auswechselbar in Trägerprofilen13 gehalten.The brush band7 consists of a plurality of adjoining strips10 with bristle tufts11 anchored therein, the free ends of the bristles of the bristle tufts forming a continuous, flat surface which is intended for receiving the nonwoven web5 . The strips10 are held in their foot area12 each interchangeably in support profiles13 .
Die Trägerprofile13 sind im oberen Trum des Bürstenbandes7 von unten abgestützt, was inFig. 1 nicht dargestellt ist, um nicht durchzuhängen und dem Nadelungsdruck zu widerstehen. Die bislang beschriebene Konstruktion ist insoweit konventionell, siehe beispielsweise DE 40 22 237.The carrier profiles13 are supported in the upper run of the brush belt7 from below, which is not shown inFIG. 1, in order not to sag and to withstand the needling pressure. The construction described so far is conventional in this respect, see for example DE 40 22 237.
Die Nadelmaschine1 hat zwei Nadelungszonen, denen jeweils ein Nadelbalken14 bzw.14b zugeordnet ist. Die beiden Nadelbalken14a und14b sind durch einen Querrahmen15 fest miteinander verbunden, der durch zwei an ihm angelenkten und auf Exzentern16 gelagerten Pleuelstangen17 in eine vertikal schwingende Bewegung versetzt werden kann. Außerdem ist an den Querrahmen15 eine sich im wesentlichen horizontal erstreckende Pleuelstange18 angelenkt, die auf einem weiteren Exzenter19 gelagert ist. Durch Umlauf des Exzenters19 läßt sich vermittels der Pleuelstange18 der Querrahmen, und mit ihm die beiden Nadelbalken14a und14b, in eine horizontal schwingende Bewegung setzen. Durch phasengerechte Überlagerung der Umlaufbewegung der Exzenter16 und19 läßt sich erreichen, daß die Nadelbalken14a und14b in der seitlichen Ansicht derFig. 1 eine im Uhrzeigersinn verlaufende Bewegung ausführen, die je nach Exzentrizität der Exzenter16 und19 kreisförmig oder elliptisch ist. Auch insoweit ist die inFig. 1 gezeigte Konstruktion und Arbeitsweise bekannt.The needle machine1 has two needling zones, each of which a needle bar14 and14 b is assigned. The two needle bars14 a and14 b are firmly connected to one another by a cross frame15 , which can be moved in a vertically oscillating movement by two articulated connecting rods17 mounted on eccentrics16 . In addition, an essentially horizontally extending connecting rod18 is articulated on the cross frame15 and is mounted on a further eccentric19 . By rotating the eccentric19 can be by means of the connecting rod18 of the cross frame, and with it the two needle bars14 a and14 b, in a horizontally swinging movement. By phase overlaying the rotational movement of the eccentrics16 and19 can be achieved that the needle bars14 a and14 b in the side view ofFIG. 1 execute a clockwise duri fende movement, which depending on the eccentricity of the eccentric16 and19 circular or elliptical is. The construction and mode of operation shown inFIG. 1 is also known in this respect.
An der Unterseite des Nadelbalkens14a ist ein erstes Nadelbrett20a befestigt, während an der Unterseite des zweiten Nadelbalkens14b ein zweites Nadelbrett20b befestigt ist. Beide Nadelbretter20a und20b sind mit einer Vielzahl von Nadeln21 besetzt, jedoch ist die Besetzungsdichte beim ersten Nadelbrett20a geringer als beim Nadelbrett20b. Außerdem befindet sich zwischen dem ersten Nadelbrett20a und dem Bürstenband7 ein Niederhalter22, während ein solcher unterhalb des zweiten Nadelbrettes20b fehlt. Der Niederhalter22 ist mit Schlitzen für den Durchtritt der Nadeln21 versehen.On the underside of the needle bar14 a, a first needle board20 a is attached, while on the underside of the second Nadelbal kens14 b, a second needle board20 b is attached. Both needle boards20 a and20 b are filled with a large number of needles21 , but the occupation density in the first needle board20 a is lower than in the needle board20 b. In addition, there is a hold-down device22 between the first needle board20 a and the brush belt7 , while one below the second needle board20 b is missing. The hold-down device22 is provided with slots for the passage of the needles21 .
Aufgrund der geschilderten Überlagerung der von den Exzentern16 und19 hervorgerufenen Bewegungskomponenten am Querträger15 ergibt sich, daß die Nadeln21 in dem Zustand, in dem sie in die auf dem Bürstenband7 abgestützte Faservliesbahn5 eingestochenen sind, die von den Antriebseinrichtungen9 hervorgebrachte Bewegung des Bürstenbandes7 verfolgen, während sie in dem aus der Faservliesbahn5 herausgehobenen Zustand wieder in ihre Ausgangsposition vor dem erneuten Einstich in die Faservliesbahn5 zurückkehren. Diese Verfolgung der Vorschubbewegung der Faservliesbahn durch die Nadeln vermindert in bekannter Weise einen Verzug an der Faservliesbahn und vermindert Beschädigungen an dieser und an den Nadeln.Due to the described superimposition of the movement components caused by the eccentrics16 and19 on the cross member15, it follows that the needles21 in the state in which they are inserted into the nonwoven web5 supported on the brush belt7 , the movement produced by the drive devices9 the brush belt7 track while they return in the lifted out of the nonwoven web5 in their starting position before the new puncture in the nonwoven web5 . This tracking of the feed movement of the nonwoven fiber web by the needles reduces warping of the nonwoven web in a known manner and reduces damage to this and to the needles.
Wie eingangs erläutert, ermöglicht es die Tatsache, daß die Nadelbalken14a und14b nicht nur senkrecht in Bezug auf die Faservliesbahn bewegt sind, sondern auch horizontal und somit im in die Faservliesbahn eingestochenen Zustand deren Bewegung vom Einlauf zum Auslauf der Maschine folgen, die Faservliesbahn mit einer Geschwindigkeit durch die Anlage zu bewegen, die sehr viel größer ist als die Geschwindigkeit, die einzuhalten ist, wenn die Nadelbalken ausschließlich senkrecht zur Faservliesbahn bewegt wären. Weil aber die Verweilzeit eines Längenabschnitts der Faservliesbahn in einer Nadelungszone aufgrund der erhöhten Transportgeschwindigkeit relativ gering ist, ergibt sich bei gleichbleibender Stichfrequenz eine vergleichsweise geringe Nadeleinstichdichte im Faservlies. Um dieses zu kompensieren, muß die Bestückungsdichte mit Nadeln am Nadelbrett vergrößert werden. Wie eingangs erwähnt, macht dieses den Einsatz eines Niederhalters aber unmöglich. Gemäß der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die von den Nadeln21 ergriffenen Fasern aus der Faservliesbahn5 so tief in das Bürstenband7 hineingedrückt werden, daß die Reibungskräfte, die zwischen den Borsten der Borstenbüschel11 und den Fasern aus der Faservliesbahn5 entwickelt werden, die Faservliesbahn5 auf dem Bürstenband7 so gut festhalten, daß auf den Einsatz eines Niederhalters verzichtet werden kann. Dieses ist bei dem zweiten Nadelbalken14b gezeigt.As explained at the outset, the fact that the needle bars14 a and14 b are not only moved vertically with respect to the nonwoven web, but also horizontally and thus in the state of being inserted into the nonwoven web follows their movement from the inlet to the outlet of the machine To move the nonwoven web through the system at a speed that is much greater than the speed that must be maintained if the needle bars were only moved perpendicular to the nonwoven web. However, because the dwell time of a length of the nonwoven web in a needling zone is relatively short due to the increased transport speed, a comparatively low needle penetration density in the nonwoven fabric results with a constant stitch frequency. To compensate for this, the population density with needles on the needle board must be increased. As mentioned at the beginning, this makes the use of a hold-down device impossible. According to the invention is therefore seen before that the fibers gripped by the needles21 from the nonwoven web5 are pressed so deep into the brush belt7 that the frictional forces that are developed between the bristles of the bristle tufts11 and the fibers from the nonwoven web5 ent , hold the nonwoven web5 on the brush belt7 so well that the use of a hold-down device can be dispensed with. This is shown in the second needle bar14 b.
Solange die Faservliesbahn7 nicht in der vorerwähnten Weise an das Bürstenband7 angeheftet ist, besteht die Gefahr, daß die Faservliesbahn beim Stichvorgang entsprechend der Stichfrequenz der Nadeln flattert. Um dieses zu verhindern, ist einlaufseitig an derFig. 1 gezeigten Anlage eine erste Nadelungszone vorgesehen, der der erste Nadelbalken14a zugehört, der ein Nadelbrett20a trägt, das nur mit geringer Dichte mit Nadeln21 besetzt ist, so daß der Einsatz eines Niederhalters22 möglich ist.As long as the nonwoven web7 is not attached in the aforementioned manner on the brush belt7, there is a danger that the fibrous nonwoven web flutters during engraving process corresponding to the stitch frequency of the needles. In order to prevent this, is the inlet side of theFig. Plant shown 1 hen a first Nadelungszone vorgese, of the first needle bar14 a listening carrying a needle board20 a, which is occupied only with low density with the needles21, so that the insert a hold-down22 is possible.
Um das Abheben der Faservliesbahn5 von dem Bürstenband7 ablaufseitig der zweiten Nadelungszone mit Sicherheit zu verhindern, ist eine freilaufende Andruckwalze23 stromabwärts der zweiten Nadelungszone vorgesehen. Eine solche Andruckwalze23 könnte auch zwischen der ersten Nadelungszone und der zweiten Nadelungszone angeordnet sein, wenn der Niederhalter22 ablaufseitig nicht lang genug sein sollte.In order to prevent the lifting of the nonwoven web5 from the brush belt7 on the outlet side of the second needling zone with certainty, a free-running pressure roller23 is provided downstream of the second needling zone. Such a pressure roller23 could also be arranged between the first needling zone and the second needling zone if the hold-down device22 should not be long enough on the run side.
Die am Beispiel der Nadelmaschine1 beschriebenen Merkmale gelten auch für die Nadelmaschine2, deren Nadelbalken hier nur schematisch dargestellt ist, wobei aber dort auf jeglichen Niederhalter verzichtet ist, da die Faservliesbahn bereits ausreichend fest an dem Bürstenband verankert ist, um ein Flattern zu verhindern.The features described using the example of the needle machine1 also apply to the needle machine2 , the needle bar of which is shown only schematically here, but there is no need for any holder because the nonwoven web is already sufficiently firmly anchored to the brush belt to prevent fluttering to prevent.
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