Auflöseeinrichtung mit verbesserter Kontur aufweisenden Zähnen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Auflöseeinrichtung für Textilmaschinen, insbesondere für Spinnmaschinen bzw. Offenend-Spinnmaschinen, mit einer Auflösewalze an deren Außenumfang eine Vielzahl von Zähnen (2) angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Auflöseeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Zähne (2) mit einem Zahnabstand (LZ) von höchstens 20 mm, vorzugsweise von unter 12 mm, angeordnet sind und mindestens aus zwei Abschnitten bestehen, wobei ein erster an einer Zahnspitze (5) liegender Abschnitt einen positiven oder zumindest senkrechten Brustwinkel (WB) aufweist und ein zweiter Abschnitt eine in Bewegungsrichtung (3) der Garnitur abfallenden Schräge (8) ist, und daß der Abstand zwischen der Zahnspitze (5) und einem Berührungspunkt einer vertikalen Tangente (10) am Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt eine technologisch wirksame Zahnhöhe (Ht) bildet, wobei das Verhältnis von technologisch wirksamer Zahnhöhe zu Zahnabstand höchstens 1 beträgt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auflöseeinrichtung für Textilmaschinen, insbesondere für Spinnmaschinen, wie beispielsweise Offenend- oder Luftdüsenspinnmaschinen, mit einer Auflösewalze an deren Außenumfang eine Vielzahl von Zähnen angeordnet ist.

[0002] Bei modernen Textilmaschinen, wie beispielsweise Spinnmaschinen, ist es zur Erzeugung eines Garns aus einem Fasermaterial erforderlich, das Fasermaterial zunächst zu einzelnen Fasern aufzulösen, bevor es in einem nachfolgenden Arbeitsschritt, wie beispielsweise einem Spinnvorgang, zu einem das Gam bildenden Faserverbund versponnen werden kann. Hierbei werden teilweise ganz unterschiedliche Anforderungen an die verwendeten Auflöseeinrichtungen gestellt. Dies liegt daran, daß teilweise sehr unterschiedliche Faserarten zu verarbeiten sind, die darüber hinaus noch in sehr unterschiedlichen Zuständen zu verarbeiten sind. Beispielsweise sei hier der Unterschied zwischen Naturfasern, wie etwa Baumwollfasern, und Chemiefasern, wie etwa Filamentfasern, erwähnt. Beide Faserarten haben höchst unterschiedliche Fasereigenschaften, die es in einer Auflöseeinrichtung zu beherrschen gilt. Darüber hinaus sind Baumwollfasern häufig von Verunreinigungen, wie beispielsweise Schalen oder Sand begleitet, die es ebenfalls störungsfrei zu verarbeiten gilt.

[0003] In der Vergangenheit wurden deshalb zahlreiche Zahngeometrien für Auflöseeinrichtungen entwickelt, welche z.B. möglichst universelle Eigenschaften aufweisen, d. h. möglichst viele Faserarten verarbeiten zu können. Andere Zahngeometrien wurden beispielsweise auf einzelne Faserarten hin optimiert, was darin resultiert, daß sie in ihrer Verwendbarkeit beschränkt sind und beispielsweise entweder nur für Naturfasern wie Baumwolle oder ausschließlich für synthetische Fasern, wie beispielsweise Viskose oder Polyesterfasern geeignet sind.

[0004] Weiterhin ist aus der DE 199 21 965 A1 eine Feinzahngarnitur einer Auflösewalze für eine Offenend-Spinnmaschine bekannt, die mit Zähnen ausgestattet ist, deren Zahnteilung die Zahnhöhe deutlich übertrifft und die einen positiven Brustwinkel aufweist. Bei dieser Feinzahngarnitur ist vorgesehen, daß die Zahnteilung wenigstens das Dreifache der Zahnhöhe und der Brustwinkel höchstens 10° beträgt. Diese Feinzahngarnitur, bei der die Zahnhöhe unter 2 mm liegt, ist speziell zur Verarbeitung von synthetischem Fasermaterial bestimmt. Die sehr enge Anordnung der Zähne soll gewährleisten, daß die verhältnismäßig steifen Fasern aus synthetischem Material am Eingang zum Speisekanal die Zähne der Auflösewalze rechtzeitig verlassen. Die feinen, eng aneinander angeordneten Zähne verhindern dabei, daß die Fasern allzu tief in die Feinzahngarnitur eindringen. Dies bewirkt, daß sich diese leicht ablösen, was z. B. in der Nähe eines Speisekanals wünschenswert ist.

[0005] Die technologischen Eigenschaften von Auflöseeinrichtungen werden aber nicht nur durch die Größe der verwendeten Zähne, sondern auch durch deren Geometrie entscheidend beeinflußt. Als Beispiele seien hier der sehr wichtige Brustwinkel der einzelnen Zähne und die vorgesehene Relativgeschwindigkeit zwischen Zahn und Fasern genannt. Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich gezeigt, daß bei bestimmten Anwendungsfällen immer noch Schwierigkeiten bei der Gestaltung der Zahngeometrie bestehen. Dies liegt daran, daß bestimmte Zahngeometrien das Fasermaterial besonders gut auflösen, die einzelnen Fasern jedoch danach nur in unzureichendem Maß wieder abgeben. Andere Zahngeometrien wiederum haben eine gute Abgabe der aufgelösten Fasern, lassen jedoch bei der Auflösung der Fasern zu wünschen übrig.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zahngeometrie zu schaffen, mit deren Hilfe gleichzeitig ein gutes Auflösevermögen des Fasermaterials als auch eine gute Abgabe der Fasern nach dem Auflösevorgang erreichbar ist.

[0007] Zur Lösung der vorliegenden Aufgabe ist die erfindungsgemäße Auflöseeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne mit einem Zahnabstand von höchstens 20 mm, vorzugsweise von unter 12 mm, angeordnet sind, mindestens aus zwei Abschnitten bestehen, wobei ein erster an einer Zahnspitze liegender Abschnitt einen positiven oder zumindest senkrechten Brustwinkel aufweist und ein zweiter Abschnitt eine in Bewegungsrichtung der Garnitur abfallenden Schräge ist, und daß der Abstand zwischen der Zahnspitze und einem Berührungspunkt einer vertikalen Tangente am Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt eine technologisch wirksame Zahnhöhe bildet, wobei das Verhältnis von technologisch wirksamer Zahnhöhe zu Zahnabstand höchstens 1 beträgt. Bei den für synthetische Fasern bestimmten Garnituren haben sich beispielsweise technologisch wirksame Zahnhöhen von ca. 1 mm und Zahnabstände von ca. 4 mm als besonders vorteilhaft erwiesen, woraus sich eine Verhältniszahl von 0.25 ergibt. Die technologisch wirksamen Zahnhöhen, welche besonders vorteilhaft anwendbar sind, liegen dabei überwiegend im Bereich zwischen 0,3 mm und 1,8 mm, vorzugsweise bei ca. 1 mm.

[0008] Die Erfindung hat erkannt, daß die Unterteilung des Zahnes in zwei oder mehr Abschnitte die eingangs genannte Aufgabenstellung zu lösen vermag. So bildet der erste Abschnitt des Zahnes, der von der Zahnspitze sich in Richtung des Zahnfußes erstreckt, den Bereich, der für das besonders gute Auflösevermögen der erfindungsgemäß gestalteten Auflöseeinrichtung verantwortlich ist. Die in Bewegungsrichtung der Zähne vorne liegende und auch Zahnbrust genannte Zahnseite steht dabei senkrecht oder ist etwas nach vorne geneigt. Je weiter die Zahnbrust in Bewegungsrichtung nach vorne geneigt ist, desto größer wird der sogenannte Brustwinkel. Je größer wiederum der Brustwinkel ist, desto besser ist das Auflösevermögen der so gestalteten Zähne, da die Fasern daran besonders gut angreifen können. Im Gegensatz zu bekannten Zahngeometrien, bei denen die Fasern ebenfalls besonders gut anhaften, wird bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform aber zusätzlich erreicht, daß sich die Fasern auch wieder gut lösen. So waren zwar bisher schon Vorrichtungen bekannt die Fasern besonders gut aufzulösen vermögen, diese sind aber mit dem Nachteil des unerwünscht starken Anhaften der Fasern an der Auflöseeinrichtung verbunden. Hier schafft die vorliegende Erfindung nun Abhilfe und ordnet den zweiten Abschnitt am Zahn an, der sich beispielsweise von einem Bereich von der halben Zahnhöhe bis hinunter zum Zahnfuß erstreckt. Der zweite Abschnitt ist dabei als Schräge ausgebildet, die in Bewegungsrichtung der Auflöseeinrichtung nach unten hin abfällt. Die den zweiten Abschnitt bildende Schräge verhindert, daß die am ersten Abschnitt angelagerten Fasern zu tief in Richtung des Zahnfußes am Zahn entlang gleiten. Auf diese Weise werden die aufgelösten Fasern vorwiegend im oberen Bereich des Zahns gehalten und lösen sich an der gewünschten Stelle, wie beispielsweise einer Öffnung zu einem Faserspeisekanal, leicht wieder ab. Die erfindungsgemäß gestaltete Auflöseeinrichtung verbindet damit den Vorteil besonders gut auflösender Zahngeometrien mit dem Vorteil besonders gut ablösender Zahngeometrien.

[0009] Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen der vertikalen Tangente und dem zweiten Abschnitt ein Winkel von 3°-60°, vorzugsweise von 30°-50° eingestellt ist. Schrägen mit einem Winkel in diesen Bereichen haben sich als besonders wirksam erwiesen.

[0010] Ganz besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die erfindungsgemäß gestalteten Zähne an einem Garniturdraht ausgebildet sind, der auf einem Auflösewalzenkörper befestigt ist. Diese Gamiturdrähte können sehr rationell aus langen Drähten gefertigt und dann entsprechend konfektioniert werden.

[0011] Als ganz besonders vorteilhaft hat es sich dazu erwiesen, wenn eine Fußhöhe des Garniturdrahts kleiner als 2,5 mm ist. Der Garniturdraht wird meist aus einem im wesentlichen länglichen Draht hergestellt. Dies bedeutet, daß er spätestens beim Garnieren der Auflösewalzenkörper in eine zum Walzenkörper korrespondierende Spiralform zu verbiegen ist. Dies kann beispielsweise beim Garnieren erfolgen oder aber auch in einem vorhergehenden Herstellungsschritt, wie beispielsweise vor einem Härtevorgang. Hier hat die Erfindung herausgefunden, daß Garniturdrähte mit Fußhöhen von unter 2,5 mm noch gut verformbar sind, ohne daß beispielsweise durch Brüche gravierende Beschädigungen am Gamiturdraht auftreten. Insbesondere Garniturdrähte mit Fußhöhen von im Bereich von 1,5 bis 2,4 mm haben sich bei vielen Anwendungsfällen als besonders unproblematisch in der Verarbeitung erwiesen, bei gleichzeitig ausreichender Festigkeit.

[0012] Zur Bestimmung einer besonders gut funktionierenden Zahnkontur hat es sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der Auflöseeinrichtung das Verhältnis von technologisch wirksamer Zahnhöhe zur Fußhöhe zwischen 0.2 und 1.5, vorzugsweise zwischen 0.7 und 1 liegt. Verwendet man beispielsweise eine technologisch wirksame Zahnhöhe von 1 mm und eine Fußhöhe von 1,8 mm, so ergibt sich daraus ein Verhältnis von etwa 0.55.

[0013] Darüber hinaus hat es sich für das Auflösevermögen der Zahnkontur als vorteilhaft erwiesen, wenn der Brustwinkel in einem Bereich von 0° bis 10° liegt.

[0014] Die weiterhin von der Erfindung vorgeschlagene Auflösewalze, der Gamiturdraht und der Garniturring zeichnen sich ebenfalls dadurch aus, daß die daran angebrachte Zahnkontur nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet ist. Dementsprechend ergeben sich für diese Vorrichtungen die gleichen Vorteile, wie für die beschriebene Auflöseeinrichtung.

[0015] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt:

Figur 1

eine Seitenansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäß gestalteten Garniturdrahtes;

Figur 2

eine vergrößerte Darstellung eines einzelnen Zahns des erfindungsgemäßen Garniturdrahts nach Figur 1 und

Figur 3

eine Schnittansicht entlang der Linie A-A durch den erfindungsgemäßen Gamiturdraht nach Figur 1.

[0016] In Figur 1 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Garniturdrahts 1 dargestellt. An der Oberseite des Garniturdrahts 1 sind vier Zähne 2 angeordnet. Die Zähne 2 sind jeweils in einem Zahnabstand der Länge L_z angeordnet. Die vorgesehene Bewegungsrichtung des Garniturdrahts 1 weist entsprechend dem Pfeil 3 nach rechts. Die Zähne 2 weisen eine Zahnhöhe H_z auf, die von einem Zahnfuß 4 bis zu einer Zahnspitze 5 reicht. Die Rückseite des Zahns 2 wird von einem Zahnrücken 6 gebildet, der in etwa unter einem Winkel von 45° abfällt. Die Vorderseite des Zahns 2 ist in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der erste Abschnitt von einem Brustbereich 7 und der zweite Abschnitt von einer Schräge 8 gebildet wird. Alle Abschnitte der Zahnkontur, d.h. Zahnrücken 6, Brustbereich 7, Schräge 8 und Zahnfuß 4 gehen tangentenstetig ineinander über und sind jeweils durch unterschiedlich große Radien miteinander verbunden. An einer Verrundung 9 zwischen dem Brustbereich 7 und der Schräge 8 ist eine vertikale Tangente 10 angelegt, deren Berührpunkt mit der Verrundung 9 die Untergrenze einer technologisch wirksamen Zahnhöhe bildet. Die obere Grenze der technologisch wirksamen Zahnhöhe liegt an der Zahnspitze 5. Zwischen der vertikalen Tangente 10 und der Schrägen 8 ist ein Schrägenwinkel W_S aufgespannt, der im vorliegenden Fall ca. 45° beträgt. Der Brustbereich 7 ist seinerseits bezogen auf eine Vertikale 11 unter einem Brustwinkel W_B angeordnet. Der Brustwinkel W_B ist in dem gezeigten Beispiel positiv gewählt, so daß die Zahnspitze 5 in Bewegungsrichtung 3 vorsteht. Es handelt sich dabei um einen positiven Brustwinkel, der in der gezeigten Ausführungsform ca. 7° beträgt.

[0017] In Figur 2 ist ein Zahn 2 des Garniturdrahts 1 aus Figur 1 nochmals vergrößert dargestellt. Mit der vergrößerten Darstellung ist besonders gut die Lage der technologisch wirksamen Zahnhöhe H_t erkennbar. Diese reicht von der Zahnspitze 5 bis zum Berührpunkt der Tangenten 10 mit der Verrundung 9. Von diesem Berührpunkt abwärts bis zum Zahnfuß 4 erstreckt sich die Höhe H_S der Schräge 8. Vom Zahnfuß 4 abwärts bis zu einer Unterkante 12 des Garniturdrahts 1 erstreckt sich die Fußhöhe H_F. Von einer an der Seite befindlichen Kante 13 bis hinunter zur Unterkante 12 erstreckt sich die Höhe H_G einer zwischen den aufgewickelten Zahnreihen liegenden Zahngasse. Die Fußhöhe H_F der erfindungsgemäß ausgebildeten Gamiturdrähte sollte 2,5 mm nicht überschreiten. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Fußhöhe H_F im Bereich von 1,5 - 2,2 mm gewählt. Die Höhe H_G ist vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,7 mm. In den allermeisten Fällen ist es auch ausreichend, eine technologisch wirksame Zahnhöhe H_t zu wählen, die im Bereich von 0,5 - 1,5 mm liegt. Bei Sonderfällen kann die technologisch wirksame Zahnhöhe H_t aber auch darüber oder darunter gewählt werden.

[0018] Die Figur 3 schließlich zeigt ein Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Garniturdraht entsprechend der Linie A-A in Figur 1. Dabei ist erkennbar, daß die linke Seite des Garniturdrahts senkrecht verläuft, wohingegen die rechte Seite des Zahnes winklig zuläuft, so daß sich der Zahn 2 nach oben hin verjüngt. Dies ist eine mögliche technische Ausführungsform, wie sie häufig bei der Verwendung von Stanzverfahren zur Herstellung von Garniturdrähten gewählt wird. Daneben sind aber auch andere, beispielsweise symmetrische Gestaltungsformen des Zahnlängsprofils im Rahmen der Erfindung anwendbar. Auch die Unterseite der Zahngasse, die von der Kante 13 in Richtung des Zahns 2 zunächst unter einem Winkel ansteigt, kann wahlweise auch horizontal ausgebildet sein, wodurch der Effekt der Erfindung nicht beeinflußt wird.

[0019] Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen der Erfindung im Rahmen der Patentansprüche möglich. So können innerhalb der offenbarten Wertebereiche zahlreiche unterschiedliche Konturen entworfen werden, die allesamt die erfindungsgemäßen Vorzüge aufweisen und unter die Erfindung fallen. Außerdem ist die Erfindung gleichermaßen vorteilhaft sowohl an Garniturringen, wie auch an den beschriebenen Garniturdrähten anwendbar.

Ansprüche

1. Auflöseeinrichtung für Textilmaschinen, insbesondere für Spinnmaschinen bzw. Offenend-Spinnmaschinen, mit einer Auflösewalze an deren Außenumfang eine Vielzahl von Zähnen (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) mit einem Zahnabstand (L_z) von höchstens 20 mm, vorzugsweise von unter 12 mm, angeordnet sind und mindestens aus zwei Abschnitten bestehen, wobei ein erster an einer Zahnspitze (5) liegender Abschnitt einen positiven oder zumindest senkrechten Brustwinkel (W_B) aufweist und ein zweiter Abschnitt eine in Bewegungsrichtung (3) der Garnitur abfallenden Schräge (8) ist, und daß der Abstand zwischen der Zahnspitze (5) und einem Berührungspunkt einer vertikalen Tangente (10) am Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt eine technologisch wirksame Zahnhöhe (H_t) bildet, wobei das Verhältnis von technologisch wirksamer Zahnhöhe zu Zahnabstand höchstens 1 beträgt.

2. Auflöseeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vertikalen Tangente (10) und dem zweiten Abschnitt ein Winkel von 3° - 60°, vorzugsweise von 30° - 50°, liegt.

3. Auflöseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) an einem Gamiturdraht (1) ausgebildet sind, der auf einem Auflösewalzenkörper befestigt ist.

4. Auflöseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fußhöhe (H_F) des Garniturdrahts kleiner als 2.5 mm ist.

5. Auflöseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von technologisch wirksamer Zahnhöhe (H_t) zur Fußhöhe (H_F) zwischen 0.2 und 1.5, vorzugsweise zwischen 0.7 und 1 liegt.

6. Auflöseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brustwinkel (W_B) in einem Bereich von 0°-10° liegt.

7. Auflösewalze für Textilmaschinen , insbesondere für Spinnmaschinen, mit einem Gamiturdraht oder Garniturring, dadurch gekennzeichnet, daß die daran angebrachte Zahnkontur nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

8. Gamiturdraht oder Gamiturring für Textilmaschinen, insbesondere für Spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die daran angebrachte Zahnkontur nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

Zeichnung