Zahngarnitur für einen Kamm einer Kämm-Maschine

Abstract

 Es ist eine Zahngarnitur für einen Kamm einer Kämm-Maschine beschrieben. Die Zahngarnitur enthält eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zähnen, die wenigstens eine quer zur Arbeitsrichtung der Zähne orientierte Zahnreihe bilden. Die Zahnreihe weist quer zur Arbeitsrichtung gesehen mehr als 35 Zähne pro Zentimeter auf. Bevorzugt sind die Zähne der Zahnreihe einstückig ausgebildet, wobei die in Arbeitsrichtung verlaufenden Zahnzwischenräume zwischen zwei benachbarten Zähnen durch einen Laser ausgeformt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zahngarnitur für einen Kamm einer Kämm-Maschine mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zähnen, die wenigstens eine quer zur Arbeitsrichtung der Zähne orientierte Zahnreihe bilden.

[0002] Derartige Zahngarnituren werden in großer Zahl bei Fixkämmen und bei Rundkämmen eingesetzt. Als vermeintliches Optimum hat sich über viele Jahre in der Praxis eine Zähnezahl zwischen 20 und 35 Zähnen pro Zentimeter - quer zur Arbeitsrichtung gesehen - herausgebildet. Bei Fixkämmen werden heute praktisch keine anderen Zähnezahlen eingesetzt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahngarnitur für einen Kamm zu schaffen, die eine gesteigerte Kämmleistung und Kämmqualität ermöglicht.

[0004] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Zahnreihe - quer zur Arbeitsrichtung gesehen - mehr als 35 Zähne pro Zentimeter aufweist.

[0005] In modernen Kämm-Maschinen wird versucht, die Kämmgeschwindigkeit zu steigern, um dadurch die Leistung der Maschine die erhöhen. Völlig überraschend hat es sich gezeigt, dass bei hohen und sehr hohen Kämmgeschwindigkeiten eine Zahngarnitur mit sehr vielen Zähnen pro Zentimeter eine verbesserte Ausscheidung von Kurzfasern und Nissen ermöglicht wird. Auch bei gleichzeitiger Erhöhung der gekämmten Fasermasse pro Zeiteinheit liefert eine erfindungsgemäße Zahngarnitur ein besseres Kämmergebnis. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zahnreihe mehr als 40 Zähne pro Zentimeter, und insbesondere etwa 60 bis 80 Zähne pro Zentimeter aufweist. Eine derartige Zahngarnitur ist besonders gut für das Auskämmen von feinen Fasern mit einem niedrigen Micronairewert geeignet.

[0006] In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass der in Arbeitsrichtung verlaufende Zahnzwischenraum zwischen zwei benachbarten Zähnen eine Tiefe aufweist, die wenigstens das 60-fache der Breite des Zahnzwischenraums quer zur Arbeitsrichtung beträgt. Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein derartiges Verhältnis zwischen Breite und Tiefe des Zahnzwischenraums ein besonders gutes Kämmergebnis bei hohen Kämmgeschwindigkeiten ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tiefe des Zahnzwischenraums das 70- bis 250-fache, insbesondere das 100- bis 200-fache, der Breite beträgt. Die Anmelderin vermutet, dass bei der geringen Breite der Zahnzwischenräume der erfindungsgemäßen Zahngarnitur das gute Kämmergebnis dadurch verursacht wird, dass durch eine besonders große Tiefe des Zahnzwischenraums genügend Raum für die Fasermasse geschaffen wird. Große Fasermassen pro Zeiteinheit lassen sich besonders gut dann verarbeiten, wenn die Zahngarnitur Zahnzwischenräume mit einer Tiefe aufweist, die wenigstens das 100-fache der Breite des Zahnzwischenraums beträgt.

[0007] Es kann vorteilhaft sein, dass - quer zur Arbeitsrichtung gesehen - die Breite des Zahns und die Breite des Zahnzwischenraums ein Verhältnis von etwa eins zu eins aufweist. Ein solches Verhältnis verbessert die Kämmqualität.

[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der in Arbeitsrichtung verlaufende Zahnzwischenraum zwischen zwei benachbarten Zähnen eine Länge in Arbeitsrichtung aufweist, die wenigstens das 5-fache, insbesondere wenigstens das 15-fache, der Breite des Zahnzwischenraums quer zur Arbeitsrichtung beträgt. Eine relativ große Länge des Zahnzwischenraums wird durch eine entsprechend große Länge der Zähne erreicht. Eine große Länge der Zähne in Arbeitsrichtung bewirkt eine hohe Stabilität der Zähne gegenüber der in Arbeitsrichtung wirkenden Kräfte während des Kämmvorgangs. Diese hohe Stabilität durch eine große Länge des Zahnzwischenraums ist bei den erfindungsgemäßen Zahngarnituren aufgrund der hohen Zähnezahl der Zahnreihe quer zur Arbeitsrichtung gesehen besonders wichtig.

[0009] Bevorzugt sind die Zähne der Zahnreihe einstückig ausgebildet. Dabei werden die Zahnzwischenräume an einem Halbzeug der Zahnreihe aus dem Vollen ausgeformt. Eine derartige Herstellung einer Zahngarnitur ist aus der DE 10 2006 030 763 A1 bekannt. Eine Herstellung aus dem Vollen ist bei der erfindungsgemäßen Zahnreihe besonders vorteilhaft, da aufgrund der Einzelabmessungen der Zähne eine Fertigung durch Ausstanzen aus einem Draht nicht praktikabel ist. Durch die einstückige Ausgestaltung der Zahnreihe kann die hohe Anzahl an Zähnen pro Zentimeter äußerst effizient hergestellt werden.

[0010] In Ausgestaltung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, dass die in Arbeitsrichtung verlaufenden Zahnzwischenräume zwischen zwei benachbarten Zähnen durch einen Laser ausgeformt sind. Durch einen Laser kann sehr einfach eine Zahnreihe mit mehr als 35 Zähnen pro Zentimeter hergestellt werden. Ein Laser erlaubt ein sehr präzises Ausbrennen der Zahnzwischenräume aus einem Vollmaterial. Das Verfahren weist außerdem eine sehr gute Wiederholgenauigkeit auf.

[0011] Neben einer Zahngarnitur soll auch ein Verfahren zum Herstellen einer Zahngarnitur eigenständig unter Schutz gestellt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die in Arbeitsrichtung verlaufenden Zahnzwischenräume zwischen zwei benachbarten Zähnen durch einen Laser ausgeformt. Hierdurch wird die Herstellung der Zahngarnitur sehr stark vereinfacht. Außerdem sind verschiedene Zahngarnituren mit unterschiedlichen Anzahlen von Zähnen pro Zentimeter auf einer Lasermaschine ohne großen Umrüstaufwand herstellbar.

[0012] Es ist vorteilhaft, dass die - quer zur Arbeitsrichtung der Zähne gesehene - Außenkontur der Zähne vor dem Ausformen der Zahnzwischenräume geformt wird. Diese Formung der Außenkontur an dem Halbzeug hat den Vorteil, dass die Zahngarnitur nach Ausformen der Zahnzwischenräume bereits komplett fertiggestellt ist. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Zahngarnitur aus einem verschleißfesten Stahl. Der verschleißfeste Stahl kann ein gehärteter Stahl oder ein von sich aus sehr harter und verschleißfester Stahl, beispielsweise ein Chromnickel-Stahl, sein. Wird der Stahl zur Erreichen der Verschleißfestigkeit gehärtet, so ist es vorteilhaft das Halbzeug vor dem Ausformen der Zahnzwischenräume zu härten. Insbesondere bei einem Halbzeug aus einem verschleißfesten Stahl, der sich nur schwer bearbeiten lässt, ist das erfindungsgemäße Herstellverfahren, bei dem die Zahnzwischenräume durch einen Laser ausgeformt werden, besonders vorteilhaft.

[0013] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, die Zahngarnitur durch einen Laser mit einem Grundkörper zu verschweißen. Die Zahngarnitur ist bevorzugt mit einer Laserschweißung an einem Grundkörper für einen Kamm einer Kämm-Maschine befestigt. Bevorzugt weist die Zahngarnitur eine Positionierungsfläche auf, mit der sie an einer Positionierungsfläche des Grundkörpers anliegt. Die Positionierungsfläche kann dabei die Form eines Vorsprunges oder einer Nut aufweisen. Hierdurch lässt sich eine definierte Positionierung der Zahngarnitur an dem Grundkörper erreichen.

[0014] Die erfindungsgemäße Zahngarnitur ist besonders vorteilhaft für einen Fixkamm einer Kämm-Maschine einsetzbar. In einer Ausgestaltung kann es auch vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Zahngarnitur für einen Rundkamm einzusetzen.

[0015] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.

[0016] Es zeigen:

Figur 1 eine schematische, perspektivische und stark vergrößerte Darstellung einer Zahngarnitur für einen Fixkamm,

Figur 2 eine schematische Darstellung bei der Ausformung von Zahnzwischenräumen an einem Halbzeug einer Zahngarnitur,

Figuren 3 und 4 zwei unterschiedliche Varianten der Befestigung einer Zahngarnitur an einem Grundkörper mittels einer Laserschweißung,

Figur 5 eine Varianten der Befestigung einer Zahngarnitur an einem Grundkörper mittels einer formschlüssigen Positionierungsfläche.

[0017] In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Zahngarnitur 1 für einen Fixkamm einer Kamm-Maschine dargestellt. Die Arbeitsweise eines Fixkammes in einer Kämm-Maschine ist an sich bekannt und ist beispielsweise in der DE 10 2006 030 763 A1 beschrieben. Die Zahngarnitur 1 enthält eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zähnen 2, die eine Zahnreihe 3 bilden. Die Arbeitsrichtung der Zahngarnitur 1 ist in Figur 1 mit dem Pfeil A gekennzeichnet. Die Zahnreihe 3 ist senkrecht zur Arbeitsrichtung orientiert. Zwischen zwei benachbarten Zähnen 2 ist ein Zahnzwischenraum 4 vorhanden, der sich in Arbeitsrichtung erstreckt.

[0018] Quer zur Arbeitsrichtung A gesehen, weist der Zahn 2 eine Breite F und der Zahnzwischenraum 4 eine Breite B auf. Die Breite F und B wird jeweils parallel zur Erstreckung der Zahnreihe 3 gemessen. In der Darstellung der Figur 1 ist die Breite B und die Breite F von der Zahnspitze bis zum Zahnfuß konstant. Dies ist nur eine vorteilhafte Ausgestaltung. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Breite B bzw. F variiert. Bei einer nicht konstanten Breite des Zahns 2 und des Zahnzwischenraums 4 ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jeweils die mittlere Breite maßgeblich.

[0019] Der Zahnzwischenraum 4 weist von der Zahnspitze zum Zahnfuß eine Tiefe C auf. Die Tiefe C des Zahnzwischenraums 4 entspricht der Höhe des Zahnes 2.

[0020] Die Länge des Zahnzwischenraums 4 in Arbeitsrichtung A gesehen ist mit dem Maß D bezeichnet. Die Länge D des Zahnzwischenraums 4 wird im Bereich des Zahnfußes gemessen, da die Länge D an der Zahnspitze gegen Null geht.

[0021] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zahngarnitur 1 entlang der Zahnreihe 3 gesehen, etwa 60 bis 80 Zähne pro Zentimeter aufweist. Die Tiefe C des Zahnzwischenraums 4 beträgt etwa das 70- bis 250-fache der Breite B des Zahnzwischenraums 4. Eine Zahngarnitur mit diesen Abmessungen liefert besonders gute Kämmergebnisse in einer mit sehr hoher Geschwindigkeit betriebenen Kämm-Maschine.

[0022] Damit die sehr hohen und schmalen Zähne 2 der Zahngarnitur 1 eine genügend große Stabilität gegenüber den in Arbeitsrichtung A auftretenden Kämmkräften aufweist, ist vorgesehen, dass die Länge D des Zahnzwischenraums 4 etwa das 15- bis 50-fache der Breite B des Zahnzwischenraums 4 beträgt. Da es im Folgenden noch um die Ausformung des Zahnzwischenraums 4 bei der Herstellung der Zahngarnitur 1 geht, ist die Länge D ebenfalls auf den Zahnzwischenraum 4 bezogen, obwohl tatsächlich für die Stabilität des Zahnes 2 natürlich dessen Länge im Bereich des Zahnfußes maßgeblich ist. Die Länge D des Zahnzwischenraums 4 ist jedoch identisch mit der Länge des Zahnes 2.

[0023] Besonders gute Kämmergebnisse lassen sich dadurch erreichen, dass die Breite F des Zahns 2 und die Breite B des Zahnzwischenraums 4 ein Verhältnis von etwa eins zu eins aufweist. Es ergibt sich eine gute Stabilität der Zähne bei gleichzeitig genügend Freiraum zur Aufnahme von Fasermaterial im Zahnzwischenraum 4.

[0024] In Figur 2 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Zahngarnitur 1 für einen Fixkamm schematisch dargestellt. Die Zähne, die an der fertigen Zahngarnitur 1 die Zahnreihe 3 bilden, werden einstückig aus einem Halbzeug 5 ausgeformt. Hierzu wird ein Laser 6 verwendet. Der aus dem Laser 6 austretende Laserstrahl wird auf das Halbzeug 5 gerichtet und formt die in Arbeitsrichtung A verlaufenden Zahnzwischenräume 4 aus, indem dort das Material des Halbzeugs 5 weggebrannt wird. Die Ausformung der Zahnzwischenräume 4 durch den Laser 6 ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil auch Zahnzwischenräume 4 mit einer sehr geringen Breite B, einer sehr großen Tiefe C und einer großen Länge D präzise und schnell ausgeformt werden können. Die quer zur Arbeitsrichtung A gesehene Außenkontur der Zähne 2 wird bereits vor dem Ausformen der Zahnzwischenräume 4 fertiggeformt.

[0025] In Figur 3 ist eine Zahngarnitur 1 dargestellt, die wie oben beschrieben hergestellt worden ist. Die Zahngarnitur 1 weist eine Positionierungsfläche 7 auf, mit der sie an einer Positionierungsfläche 8 eines Grundkörpers 9 anliegt. Der Grundkörper 9 kann beispielsweise der Grundkörper eines Fixkammes sein. Der Grundkörper 9 kann aus einem anderen Material als die Zahngarnitur 1 bestehen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Menge des sehr hochwertigen und verschleißfesten Materials der Zahngarnitur 1 verringert werden kann. Der Grundkörper 9 wird wesentliche weniger stark beansprucht und kann aus einem einfacheren Werkstoff hergestellt werden. Die Zahngarnitur 1 ist mit einer Laserschweißung an dem Grundkörper 9 befestigt. Die Laserschweißung ist durch den Pfeil E angedeutet. Die Verbindung der Zahngarnitur 1 mittels einer Laserschweißung E hat den Vorteil, dass der Wärmeeintrag in die Zahngarnitur 1 sehr gering ist, so dass die Materialeigenschaften der Zahngarnitur 1 durch den Schweißvorgang praktisch nicht beeinträchtigt werden.

[0026] Zur Verbesserung der Positionierung der Zahngarnitur 1 an dem Grundkörper 9 können die Positionierungsflächen 7 und 8 wie Nut und Feder ausgebildet sein, wie in Figur 4 erkennbar ist. Eine formschlüssige Verbindung zwischen Zahngarnitur 1 und Grundköper 9 verbessert die Positionierung. Auch hier wird durch eine Laserschweißung E eine dauerhafte Befestigung gewährleistet.

[0027] Bei der in Figur 5 dargestellten Variante ist die Zahngarnitur 1 formschlüssig an dem Grundkörper 9 befestigt. Die Positionierungsflächen 7 und 8 greifen formschlüssig ineinander. Zusätzlich können nicht dargestellte Verschraubungen zur Sicherung vorgesehen sein. Bei einer verschlissenen Zahngarnitur kann diese einfach ausgetauscht werden und eine neue Zahngarnitur 1 an dem Grundkörper 9 angebracht werden.

Ansprüche

1. Zahngarnitur (1) für einen Kamm einer Kämm-Maschine mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zähnen (2), die wenigstens eine quer zur Arbeitsrichtung der Zähne (2) orientierte Zahnreihe (3) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnreihe (3) - quer zur Arbeitsrichtung (A) gesehen - mehr als 35 Zähne (2) pro Zentimeter aufweist.

2. Zahngarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnreihe (3) mehr als 40 Zähne (2) pro Zentimeter, insbesondere etwa 60 bis 80 Zähne pro Zentimeter, aufweist.

3. Zahngarnitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in Arbeitsrichtung (A) verlaufende Zahnzwischenraum (4) zwischen zwei benachbarten Zähnen (2) eine Tiefe (C) aufweist, die wenigstens das 60-fache, insbesondere das 100- bis 200-fache, der Breite (B) des Zahnzwischenraums (4) quer zur Arbeitsrichtung (A) beträgt.

4. Zahngarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - quer zur Arbeitsrichtung (A) gesehen - die Breite (F) des Zahns (2) und die Breite (B) des Zahnzwischenraums (4) ein Verhältnis von etwa eins zu eins aufweist.

5. Zahngarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in Arbeitsrichtung (A) verlaufende Zahnzwischenraum (4) zwischen zwei benachbarten Zähnen (2) eine Länge (D) in Arbeitsrichtung (A) aufweist, die wenigstens das 5-fache, insbesondere das 15- bis 50-fache, der Breite (B) des Zahnzwischenraums (4) quer zur Arbeitsrichtung (A) beträgt.

6. Zahngarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (2) der Zahnreihe (3) einstückig ausgebildet sind.

7. Zahngarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Arbeitsrichtung (A) verlaufende Zahnzwischenräume (4) zwischen zwei benachbarten Zähnen (2) durch einen Laser ausgeformt sind.

8. Verfahren zum Herstellen einer Zahngarnitur für einen Kamm einer Kämm-Maschine mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zähnen, die wenigstens eine quer zur Arbeitsrichtung der Zähne orientierte Zahnreihe bilden, bei dem die Zähne der Zahnreihe einstückig aus einem Halbzeug ausgeformt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die in Arbeitsrichtung verlaufenden Zahnzwischenräume zwischen zwei benachbarten Zähnen durch einen Laser ausgeformt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die - quer zur Arbeitsrichtung der Zähne gesehene - Außenkontur der Zähne vor dem Ausformen der Zahnzwischenräume geformt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug aus einem verschleißfesten Stahl besteht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug vor dem Ausformen der Zahnzwischenräume gehärtet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahngarnitur durch einen Laser mit einem Grundkörper verschweißt wird.

13. Kamm für eine Kämm-Maschine mit einem Grundkörper und einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zähnen, wobei wenigstens zwei benachbarte Zähne als einstückige Zahngarnitur ausgebildet sind, die an dem Grundkörper befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahngarnitur mit einer Laserschweißung an dem Grundkörper befestigt ist.

14. Kamm nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahngarnitur (1) eine Positionierungsfläche (7) aufweist, mit der sie an einer Positionierungsfläche (8) des Grundkörpers (9) anliegt.

Zeichnung