DE20004311U1 - Nadel für die mechanische Verfestigung von Faservliesen durch Vernadelung - Google Patents

Description

Nadel für die mechanische Verfestigung von Faservliesen durch Vernadelung

Als Werkzeug zur Verdichtung und Verfestigung von Faservliesen dienen spezielle Verfestigungsnadeln, die sog. Filznadeln. Eine Filznadel besteht aus dem Einspannschaft mit einem Befestigungsabschnitt, der gewöhnlich eine von dem Schaft abgewinkelte Krücke ist, wahlweise einem verjüngten Zwischenschaft, einem Dreikantschaft, der Widerhaken trägt, und der Spitze. Nadeln mit rundem Schaftquerschnitt sind ebenfalls bekannt.

Die an die Schaftdicke angepaßte Widerhakentiefe ist für die Faseraufnahmekapazität von maßgeblicher Bedeutung. Ein weiterer Faktor, der die Faseraufnahme bestimmt, ist die Feinheit der zu vernadelnden Faser. Nadeln mit großer Widerhakentiefe erfassen und transportieren mehr Fasern als solche mit kleiner Widerhakentiefe. Der Einfluß der Schaftform, der Widerhakentiefe und weiterer Parameter auf das Arbeitsergebnis ist in "Vliesstoffe" von Lünenschloß und Albrecht, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1982, Seiten 129 bis 142, ausführlich beschrieben.

Die in dem genannten Buch gezeigten und diskutierten Nadeln haben sämtlich Widerhaken, die in die von der Spitze der Nadel angegebene Stichrichtung weisen. Nadeln, deren Widerhaken entgegen der Stichrichtung weisen, sogenannte Rückholnadeln, sind ebenfalls bekannt und finden Einsatz bei der Herstellung von Steppnähten vergleichbaren Strukturen an Faservliesen, siehe hierzu beispielsweise DE-PS 900 056. Der Einsatz der dort dargestellten Rückholnadeln verlangt eine Drehung der Nadeln um ihre Achsen während des Stichzyklus. Dieses ist mit einem erheblichen apparativen Aufwand verbunden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nadel der eingangs genannten Art anzugeben, mit der neuartige Faservliesverfestigungstechniken mit Kettnaht-ähnlicher Verschlingung der Fasern ausgeführt werden können, ohne daß die Nadel um ihre Achse gedreht werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Von der Erfindung wird eine Nadel angegeben, bei der auf dem Arbeitsteil, d.h. auf dem Schaft, vorwärts- und rückwärts orientierte, von Widerhaken begrenzte Kerben zum Einsatz kommen. Der Nadelquerschnitt kann dabei rund, einkantig/rund, zweikantig, dreikantig, vierkantig, sechskantig oder sternförmig, im weitesten Sinne also beliebig sein.

Bei Nadeln mit polygonalem Querschnitt können an einer Kante die vorwärts und rückwärts orientierten Kerben übereinander, an einer oder mehreren Kanten angeordnet sein, vorzugsweise dabei so, daß die Vorwärtskerbe, das ist die von dem in Stichrichtung gerichteten Widerhaken begrenzte Kerbe von der Nadelspitze des Arbeitsteils aus gesehen hinter der Rückwärtskerbe kommt, die von dem in Richtung auf die Krücke der Nadel gerichteten Widerhaken begrenzt ist. Diese Vorwärts- und Rückwärtskerben liegen vorzugsweise sehr dicht hintereinander, und zwischen ihnen erstreckt sich eine Erhöhung, die vorzugsweise bis zu einer gedachten Linie reicht, die die sich gegenüberstehenden Widerhaken verbindet.

Vorwärts und rückwärts gerichtete Widerhaken können in einer Radialebene des Schaftes in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sein.

Die Kerben können in Umfangsrichtung des Nadelschaftes gesehen, in unterschiedlichen Abständen zur Nadelspitze angeordnet sein, was zur Folge hat, daß beim Einstechen der Nadel in ein Faservlies die einer vorangehenden Kerbe jeweils nachfolgende Kerbe einen Faserzustand antrifft, der durch die Wirkung der vorangehenden Kerbe bereits verändert worden ist. Das kann vorteilhaft sein, wenn der Faserverbund noch sehr lose ist und ein gleichzeitiges Wirksamwerden aller Kerben unerwünschte Störungen hervorrufen würde.

Eine Anordnung, bei der von der Nadelspitze aus gesehen zunächst eine Vorwärtskerbe angeordnet ist, der dann eine Rückwärtskerbe folgt, ist eine weitere, weniger bedeutsame Variante.

Mischformen sind ebenfalls denkbar. Hat die Nadel mehrere Kanten, sind auf einer Kante Vorwärts- und Rückwärtskerben übereinander angeordnet, während an der benachbarten Kante Rückwärts- und Vorwärtskerben übereinander angeordnet sind. Ggf. können auch mehrere Kerbenpaare übereinander angeordnet sein.

Die Erfindung wird hier unter Bezugnahme auf die Kerben erläutert, ebenso gut könnte aber auch auf die die Kerben bildenden Widerhaken Bezug genommen werden, es bleibt im Belieben des Fachmanns, welcher Erklärungsweise er den Vorzug gibt. Verwechslungen sind nicht möglich, denn eine Vorwärtskerbe wird von einem vorwärts, also in Richtung der Nadelspitze gerichteten Widerhaken begrenzt, während eine Rückwärtskerbe von einem rückwärts gerichteten Widerhaken begrenzt wird.

Bevorzugt- werden Nadeltypen mit drei, vier oder sechs Kanten. Eine Nadel mit Dreikantquerschnitt würde bevorzugt folgende Kerben aufweisen: an allen drei Kanten von der Spitze ausgehend

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zunächst je Kante eine Rückwärtskerbe in jeweils gleicher Entfernung zur Nadelspitze. Darüberliegend in kurzem Abstand Vorwärtskerben, je eine pro Kante in gleicher Höhe. Der Abstand der Kerben von der Spitze sollte so gering wie möglich sein, normalerweise etwa 3,2 mm. Der kurze Abstand zwischen den Rückwärtskerben und den Vorwärtskerben wäre normalerweise wenige Zehntelmillimeter bis wenige Millimeter.

Eine Nadel mit einem Vierkantquerschnitt hätte bevorzugt an zwei gegenüberliegenden Kanten, also um 180° versetzt, je eine Vorwärtskerbe, die beiden anderen Kerben je eine Rückwärtskerbe, jeweils in gleicher Entfernung zur Nadelspitze angeordnet.

Nadeln mit Sechskant- oder sternförmigen Querschnitt sind bislang noch nicht bekannt. Auch diesbezüglich ist gemäß der Erfindung vorgesehen, pro Kante abwechselnd zwischen Vorwärts- und Rückwärtskerbe in gleicher Entfernung zur Nadelspitze, d.h. in gleicher Radialebene in Bezug auf den Nadelschaft, abzuwechseln.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Stichabschnitt einer Dreikant-Kronennadel mit den Merkmalen der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt davon;

Fig. 3 zeigt den Stichabschnitt einer Vierkant-Kronennadel, und

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt davon im Bereich der Kerben.

Man erkennt in Fig. 1 den Stichabschnitt einer Nadel mit Dreikant-Schaft 1 und Spitze 2. An dem Schaft 1 sind nahe der Spitze

2 an jeder Kante 3 des Schaftes 1 je eine Rückwärtskerbe 4 und eine Vorwärtskerbe 5 ausgebildet, die von vorwärts bzw. rückwärts gerichteten Widerhaken 6 bzw. 7 begrenzt sind. In dem von den beiden Widerhaken 6 und 7 begrenzten Zwischenraum erhebt sich eine Erhöhung 8, deren Scheitel bis zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Enden der beiden Widerhaken 6 und 7 reicht.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Vierkant-Kronennadel ist an einer Schaftkante 3a eine Vorwärtskerbe 4 ausgebildet, während an der benachbarten Schaftkante 3b eine Rückwärtskerbe 5 ausgebildet ist, wobei die Kerben 4 und 5 etwa im gleichen Abstand zur Spitze 2 liegen.

Dringt im Betrieb die Nadel durch ein unverfestigtes oder vorverfestigtes Faservlies ein, wird zunächst ein Faserbüschel von den Vorwärtskerben ergriffen und von der Einstichseite auf die andere Seite des Faservlieses gestoßen. Im anschließenden Rückhub werden von den Rückwärtskerben Faserbüschel von der anderen Seite des Vlieses im selben Einstichloch zurückgezogen. Man erreicht also eine intensive Verkettung von Fasern der Oberseite und Unterseite des Faservlieses durch ein und dasselbe Stichloch hindurch. Die Erhöhung 8 zwischen den Vorwärts- und Rückwärtskerben 4 und 5 beim Nadeltyp der Fig. 1 begünstigt das Austreten der Fasern aus der Kerbe bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung, wobei die neu gegriffenen Fasern, die in der nun aktiven Kerbe liegen, wenigstens teilweise unter der Faserschlaufe hindurchgezogen werden, die bei der vorangegangenen Stichbewegung gebildet worden ist. Man erreicht somit besonders bei Einsatz des Nadeltyps nach Fig. 1 eine intensive Verkettung von Fasern.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Fasertransporte in den unterschiedlichen Stichrichtungen voneinander unabhängig,

und werden auch hier in beiden Stichrichtungen die Fasern durch ein und dasselbe Stichloch gezogen.

Claims (9)

1. Nadel für die mechanische Verfestigung von Faservliesen durch Vernadelung, bestehend aus einem Schaft (1) mit Spitze (2) am einen, vorderen Ende und einem Befestigungsabschnitt am anderen, hinteren Ende und mehreren an dem Schaft (1) ausgebildeten Widerhaken (6, 7) zum Ergreifen von Fasern aus dem zu vernadelnden Faservlies, wobei von den Widerhaken (6, 7) einige (7) entgegen der von der Nadelspitze (2) angegebenen Stichrichtung und die anderen Widerhaken (6) in die von der Nadelspitze (2) angegebene Stichrichtung gerichtet sind.

2. Nadel nach Anspruch 1, bei der die von in unterschiedliche Richtungen weisenden Widerhaken (6, 7) begrenzten Kerben (4, 5) in einer gemeinsamen Radialebene des Nadelschaftes (1) angeordnet sind.

3. Nadel nach Anspruch 1, bei der die von in unterschiedliche Richtungen weisenden Widerhaken (6, 7) begrenzten Kerben (4, 5), die in unterschiedliche radiale Richtungen weisen, an unterschiedlichen Stellen längs des Nadelschaftes ausgebildet sind.

4. Nadel nach Anspruch 1, bei der jedem entgegen der Stichrichtung weisenden Widerhaken (7) ein in Stichrichtung weisender Widerhaken (6) gegenübersteht, der mit dem erstgenannten Widerhaken (7) ein Paar bildet.

5. Nadel nach Anspruch 4, bei der die beiden Widerhaken (6, 7) eines Paares einen vertieften Zwischenraum (4, 5) an dem Nadelschaft (1) begrenzen, in dem eine Erhöhung (8) ausgebildet ist, deren Scheitel in einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Scheiteln der beiden Widerhaken (6, 7) liegt.

6. Nadel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Widerhaken (6, 7) Scheitel haben, die nicht über den Umriß des Nadelschaftes (1) vorstehen.

7. Nadel nach einem der Ansprüche 1 bis 6 deren Schaft (1) einen polygonalen Querschnitt hat.

8. Nadel nach Anspruch 7, bei der die Widerhaken (6, 7) an den Kanten (3) des Nadelschaftes (1) ausgebildet sind.

9. Nadel nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit rundem Schaftquerschnitt, an dem die in unterschiedliche Richtungen weisenden Widerhaken in gemischter Verteilung ausgebildet sind.