[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ganzstahlgarnitur für Walzen von Öffnern,
Reinigern, Karden oder Krempeln.
[0002] Ganzstahlgarnituren werden in verschiedenen Bereichen der Verarbeitung von textilen
Fasern eingesetzt. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kombination von zwei Garniturdrähten
zum Einsatz auf garnierten Walzen in Faserverarbeitungsprozessen. Die Garniturdrähte
sind in Form von Sägezahn-Ganzstahlgarnituren wendelförmig und eng aneinander anliegend
auf die Walzen gewickelt. Übliche Formen der Sägezahn-Ganzstahlgarnituren sind in
der internationalen Norm ISO5234 angegeben. Ganzstahlgarnituren werden nach der Norm
charakterisiert durch ihren Arbeitswinkel α, ihren Rückenwinkel γ, bei vorhandener
Spitzenfläche I ihren Spitzenflächenwinkel η, ihre Zahnteilung p sowie die Zahntiefe
h
6, die Gesamthöhe des Drahtes h
1 und die Fussbreite b
1. Der Arbeitswinkel α ist der Winkel zwischen der Brustfläche und der Vertikalachse
zur Drahtbasis, wobei die Brustfläche bei einem positiven Brustwinkel eine Neigung
mit der Rückenfläche und bei einem negativen Brustwinkel eine Neigung gegen die Rückenfläche
des Zahns aufweist. Der Spitzenflächenwinkel η ist der Winkel zwischen der Spitzenfläche
des Zahns und der Drahtbasis, wobei die Spitzenfläche bei einem positiven Spitzenflächenwinkel
eine Neigung zur Rückenfläche und bei einem negativen Spitzenflächenwinkel eine Neigung
gegen die Rückenfläche des Zahns aufweist.
[0003] In den Faserverarbeitungsprozessen wie Öffnen und Reinigen von Fasern oder Faserflocken
werden an die eingesetzten Ganzstahlgarnituren hohe Anforderungen gestellt bezüglich
der Übertragungsrate. Um eine hohe Übertragungsrate erreichen zu können, ist eine
gute Faserübernahme durch nachfolgende Walzen zu gewährleisten. Die Fasern werden
aktiv durch die Zahnbrust der einzelnen Zähne übernommen. Die Zahnbrust entspricht
der Vorderseite eines Zahns. Umso grösser nun der Arbeitswinkel ist, desto aggressiver
wirkt die Garnitur und die Übernahme der Fasern wird gesteigert. Eine zunehmende Aggressivität
hat jedoch den Nachteil, dass die Fasern in die Garnitur hineingezogen werden.
[0004] In der
EP 1 576 215 wird eine Ganzstahlgarnitur offenbart, die durch die gewählte Zahngeometrie gute
Übernahmeeigenschaften aufweisen soll und ein Zusetzen der Garnitur verhindern soll.
Die Zähne weisen eine Spitzenfläche auf, wodurch sie gegenüber Verunreinigungen stumpf
wirken, was das Aufspiessen von Fremdteilen verhindert. Durch einen positiven Arbeitswinkel
weist die Garnitur trotzdem eine Aggressivität auf. Der Nachteil ist, dass durch den
positiven Arbeitswinkel auch die Fasern in die Garnitur hineingezogen werden.
[0005] Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Ganzstahlgarnitur zu schaffen, die einerseits
über die für die Faserübernahme nötige Aggressivität verfügt und andererseits die
Fasern auf der Oberfläche der Garnitur entlang führt, um ein Eindringen der Fasern
in die Garnitur zu vermeiden.
[0006] Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der unabhängigen
Ansprüche.
[0007] Zur Lösung der Aufgabe wird eine Ganzstahlgarnitur für Walzen zur Faserverarbereitung
in Öffnern, Reinigern, Karden oder Krempeln vorgeschlagen. Die Ganzstahlgarnitur besteht
aus einem ersten Garniturdraht, welcher Zähne mit einem negativen Arbeitswinkel und
einem Spitzenflächenwinkel von -15° bis +15° aufweist und einem zweiten Garniturdraht,
welcher Zähne mit einem positiven Arbeitswinkel aufweist.
[0008] Der erste Garniturdraht und der zweite Garniturdraht werden in abwechselnder Folge
nebeneinander auf die Walze aufgezogen und ergeben in ihrer Kombination die Ganzstahlgarnitur.
Dabei haben die Zähne des ersten Garniturdrahtes die Funktion die Fasern an der Oberfläche
der Ganzstahlgarnitur zu halten und zu vermeiden, dass die fasern tief in die Ganzstahlgarnitur
eindringen. Dies wird im wesentlichen durch den negativen Arbeitswinkel bestimmt,
unterstützend wirkt dabei die vorgesehene Spitzenfläche. Die Hauptfunktion der Zähne
des zweiten Garniturdrahtes indessen ist es die Fasern mitzunehmen, was im wesentlichen
durch den positiven Arbeitswinkel bestimmt wird. Durch die Kombination der beiden
Garniturdrähte wird der Effekt erreicht, dass trotz aggressiven Verhaltens, mit einhergehender
guter Faserübertragungsrate, der Ganzstahlgarnitur die Fasern nicht in die Ganzstahlgarnitur
eindringen und in Folge dessen ein Zusetzen der Ganzstahlgarnitur vermieden werden
kann.
[0009] In einer bevorzugten Ausführung überragt der zweite Garniturdraht mit den Spitzen
seiner Zähne den ersten Garniturdraht. Der zweite Garniturdraht bestimmt durch seine
mit einem positiven Arbeitswinkel versehenen Zähne die Aggressivität der Ganzstahlgarnitur.
Dies kann dadurch gesteigert werden, dass die Zahnspitzen des zweiten Garniturdrahtes
über die Zahnspitzen des ersten Garniturdrahtes respektive deren Spitzenflächen hinausragen.
Die Gesamthöhe des ersten Garniturdrahtes ist um 5 bis 50% kleiner als die Gesamthöhe
des zweiten Garniturdrahtes. Vorteilsweise ist die Gesamthöhe des ersten Garniturdrahtes
10 bis 30%, besonders bevorzugt 15% kleiner als die Gesamthöhe des zweiten Garniturdrahtes.
Die Gesamthöhe des ersten Garniturdrahtes beträgt bevorzugterweise 3 bis 8 mm. Für
die Bearbeitung von Kurzstapelfasern hat sich eine Gesamthöhe des ersten Garniturdrahtes
von 4,5 mm als besonders geeignet herausgestellt. Für die Bearbeitung von Langstapelfasern
ist eine Gesamthöhe des ersten Garniturdrahtes von 7,5 mm zu bevorzugen.
[0010] Der erste Garniturdraht ist ähnlich einem Diamantspitzendraht nach der ISO-Norm 5234,
jedoch mit einem negativen Arbeitswinkel ausgeführt. Der negative Arbeitswinkel verhindert
ein Eindringen der Fasern in die Garnitur und die Spitzenfläche ermöglicht ein Abgleiten
der Fasern. Durch die Spitzenfläche werden die Fasern an der Oberfläche der Ganzstahlgarnitur
gehalten und ein Eindringen der Fasern in die Garnitur vermieden.
[0011] In einer bevorzugten Ausführung ist die Zahnteilung des ersten Garniturdrahtes grösser
als die Zahnteilung des zweiten Garniturdrahtes. Durch die Zahnteilung werden beim
ersten Garniturdraht die Längen der Spitzenflächen mitbestimmt. Die Länge der Spitzenfläche
beträgt mindestens 25% der Zahnteilung um den Effekt einer Faserführung zu erreichen.
Bevorzugterweise beträgt die Länge der Spitzenfläche 50% der Zahnteilung. Die Länge
einer Spitzenfläche steigt mit der Erhöhung der Zahnteilung. Als besonders geeignet
haben sich Zahnteilungen von 2 bis 10 mm für den ersten Garniturdraht herausgestellt.
Dagegen wird durch eine Verkleinerung der Zahnteilung des zweiten Garniturdrahtes
die Anzahl der für die Faserübernahme hauptsächlich verantwortlichen Spitzen vergrössert.
Dies trägt zu einer erhöhten Faserübernahme bei und erlaubt einen hohen Durchsatz
an der entsprechenden Walze.
[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spitzenflächenwinkel des ersten Garniturdrahtes
-5° bis +5°. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Spitzenflächenwinkel
0°, was gleichbedeutend ist mit einer parallel zur Drahtbasis angelegten Spitzenfläche.
[0013] Besonders bevorzugt wird zudem, wenn die Rückenwinkel des ersten und zweiten Garniturdrahtes
gleich gross sind. Als geeignet haben sich Rückenwinkel von 30 bis 50°, im besonderen
40°, herausgestellt.
[0014] Der Abstand zwischen den einzelnen Zahnspitzen wird in der Längsrichtung der Garniturdrähte
durch die Zahnteilung bestimmt und in der Querrichtung durch die Fussbreite des Garniturdrahtes.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Fussbreite des ersten Garniturdrahtes
der Fussbreite des zweiten Garniturdrahtes entspricht. Die bevorzugte Fussbreite beträgt
0,5 bis 1,5 mm, besonders bevorzugt 1,0 mm.
[0015] Die Ganzstahlgarnitur eignet sich im Besonderen für Vorreisser von Baumwollkarden
oder Wollkrempeln. Die Ganzstahlgarnitur ist auf der Vorreisserwalze derart vorgesehen,
dass der erste Garniturdraht und der zweite Garniturdraht aneinander angrenzend und
abwechslungsweise spiralförmig aufgezogen sind. Um eine höhere Faserübernahmerate
zu erreichen, kann auf der Walze auch nur jeder dritte Garniturdraht einem ersten
Garniturdraht entsprechen, sodass jeweils auf zwei nebeneinander liegende zweite Garniturdrähte
ein erster Garniturdraht folgt. Es sind auch den Anforderungen entsprechende weitere
Kombinationen des ersten mit dem zweiten Garniturdraht denkbar. Der erste und der
zweite Garniturdraht können mit normalem, verriegeltem oder verkettetem Fuss ausgeführt
werden, um ein Aufziehen auf einer glatten Walze zu ermöglichen.
[0016] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform erklärt
und durch Zeichnungen näher erläutert.
- Figur 1
- Schematische Darstellung einer Ausführungsform eines ersten Garniturdrahtes
- Figur 2
- Schematische Darstellung einer Ausführungsform eines zweiten Garniturdrahtes
- Figur 3
- Schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Ganzstahlgarnitur
- Figur 4a - 4c
- Schematische Darstellung eines Querschnitts einer Ganzstahlgarnitur an der Stelle
Z-Z der Figur 3 mit flachem, verriegeltem oder verkettetem Fuss
[0017] Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines ersten Garniturdrahtes
20 in einer Ansicht und einem Querschnitt an der Stelle X-X. Es handelt sich dabei
um einen Sägezahndraht mit den Zähnen 21 mit einer Gesamthöhe h
11 von 4,5 mm und einer Zahntiefe h
61 von 2,5 mm. Die Zähne 21 des Garniturdrahtes 20 sind derart geformt, dass eine Spitzenfläche
24 entsteht. Die Spitzenfläche 24 ist so angelegt, dass sie sich zur Rückenfläche
23 des Zahns 21 neigt, wodurch ein positiver Spitzenflächenwinkel η1 entsteht. Die
Brustfläche 22 des Zahns 21 neigt sich gegen dessen Rückenfläche 23, wodurch ein negativer
Arbeitswinkel α1 gebildet wird. Die Zähne 21 des ersten Garniturdrahtes 20 weisen
einen negativen Arbeitswinkel α1 von 5° und einen Rückenwinkel γ1 von 40° auf. Die
Fussbreite b1 des ersten Garniturdrahtes 20 beträgt 1,0 mm. Die Zahnteilung p1 beträgt
4,2 mm. Die Zähne 21 weisen eine Spitzenfläche 24 mit einer Länge l1 von 1,3 mm auf.
Die Spitzenfläche 24 ist leicht geneigt mit einem positiven Spitzenflächenwinkel η1
von +5°. Charakteristisch für den ersten Garniturdraht 20 sind der negative Arbeitswinkel
α1 und die Zahnform mit einer ausgebildeten Spitzenfläche 24, welche in ihrer Länge
l1 über mindestens 25% der Zahnteilung p1 geführt ist.
[0018] Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines zweiten Garniturdrahtes
30 in einer Ansicht und einem Querschnitt an der Stelle Y-Y. Es handelt sich dabei
um einen Sägezahndraht mit einer Brustfläche 32 und einer Rückenfläche 33. Die Brustfläche
32 des Zahns 31 neigt sich mit der Rückenfläche 33, wodurch ein positiver Arbeitswinkel
α2 gebildet wird. Die Zähne 31 sind in einer spitzen Form ohne eine Spitzenfläche
ausgeführt. Der Sägezahndraht mit den Zähnen 31 hat eine Gesamthöhe h
12 von 5,0 mm und eine Zahntiefe h
62 von 2,7 mm. Die Zähne 31 des zweiten Garniturdrahtes 30 weisen einen positiven Arbeitswinkel
α2 von 10° und einen Rückenwinkel γ2 von 40° auf. Die Fussbreite b2 des zweiten Garniturdrahtes
30 beträgt 1,0 mm und die Zahnteilung p2 beträgt 2,6 mm. Charakteristisch für den
zweiten Garniturdraht 30 sind die spitze Zahnform und der positive Arbeitswinkel α2.
Die Zähne 31 können an ihrer Spitze mit einem Seitenschliff versehen sein.
[0019] Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer Ganzstahlgarnitur
10 mit einem ersten Garniturdraht 20 mit den Zähnen 21 und einem zweiten Garniturdraht
30 mit den Zähnen 31 in einer Längsansicht. In der Längsansicht ist die unterschiedliche
Gesamthöhe h
11 und h
12 der Garniturdrähte 20, 30 ersichtlich. Die Zähne 31 des zweiten Garniturdrahtes
30 überragen dabei die Zähne 21 des ersten Garniturdrahtes 20.
[0020] Die Figuren 4a - 4c zeigen in schematischer Darstellung einen Querschnitt einer Ganzstahlgarnitur
an der Stelle Z-Z der Figur 3 in verschiedenen Ausführungsformen. Dabei sind in allen
Ausführungsformen ein erster Garniturdraht 20 mit einer Fussbreite b1 und ein zweiter
Garniturdraht 30 mit einer Fussbreite b2 nebeneinander liegend dargestellt. In Figur
4a ist eine Ganzstahlgarnitur in einer Ausführungsform mit einem normalen flachen
Fuss dargestellt. Diese Ausführungsform der Ganzstahlgarnitur entspricht der in Maschinen
für Faserverarbeitungsprozesse standardmässig eingesetzten Bauform. Figur 4b zeigt
eine Ausführungsform einer Ganzstahlgarnitur mit einem verketteten Fuss, welche beispielsweise
in Öffnern eingesetzt wird. Figur 4c zeigt eine Ausführungsform der Ganzstahlgarnitur
mit einem verriegelten Fuss, welche beispielsweise in Reinigern eingesetzt wird.
Legende
[0021]
- 10
- Ganzstahlgarnitur
- 20
- Erster Garniturdraht
- 21
- Zahn des ersten Garniturdrahtes
- 22
- Brustfläche des Zahns des ersten Garniturdrahtes
- 23
- Rückenfläche des Zahns des ersten Garniturdrahtes
- 24
- Spitzenfläche des Zahns des ersten Garniturdrahtes
- α1
- Arbeitswinkel des ersten Garniturdrahtes
- γ1
- Rückenwinkel des ersten Garniturdrahtes
- l1
- Länge der Spitzenfläche
- η1
- Spitzenflächenwinkel
- h61
- Zahntiefe des ersten Garniturdrahtes
- h11
- Gesamthöhe des ersten Garniturdrahtes
- p1
- Zahnteilung des ersten Garniturdrahtes
- b1
- Fussbreite des ersten Garniturdrahtes
- 30
- Zweiter Garniturdraht
- 31
- Zahn des zweiten Garniturdrahtes
- 32
- Brustfläche des Zahns des zweiten Garniturdrahtes
- 33
- Rückenfläche des Zahns des zweiten Garniturdrahtes
- α 2
- Arbeitswinkel des zweiten Garniturdrahtes
- γ2
- Rückenwinkel des zweiten Garniturdrahtes
- h62
- Zahntiefe des zweiten Garniturdrahtes
- h12
- Gesamthöhe des zweiten Garniturdrahtes
- p2
- Zahnteilung des zweiten Garniturdrahtes
- b2
- Fussbreite des zweiten Garniturdrahtes
1. Ganzstahlgarnitur (10) für Walzen zur Faserverarbeitung in Öffnern, Reinigern, Karden
oder Krempel bestehend aus einem ersten Garniturdraht (20), welcher Zähne (21) mit
einem Arbeitswinkel (α1), einem Rückenwinkel (γ1) und einer Spitzenfläche (24) mit
einem Spitzenflächenwinkel (η1) aufweist, und einem zweiten Garniturdraht (30), welcher
Zähne (31) mit einem Arbeitswinkel (α2) und einem Rückenwinkel (γ2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (21) des ersten Garniturdrahtes (20) einen negativen Arbeitswinkel (α1)
und einen Spitzenflächenwinkel (η1) von -15° bis +15° und die Zähne (31) des zweiten
Garniturdrahtes (30) einen positiven Arbeitswinkel (α2) aufweisen.
2. Ganzstahlgarnitur (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Garniturdraht (20) eine Gesamthöhe (h11) aufweist, welche um 5 bis 50% kleiner ist als eine Gesamthöhe (h12) des zweiten Garniturdrahtes (30).
3. Ganzstahlgarnitur (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenflächenwinkel (η1) des ersten Garniturträgers (20) zwischen -5° und +5°
beträgt.
4. Ganzstahlgarnitur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamthöhe (h11) des ersten Garniturdrahtes (20) 3 bis 8 mm beträgt.
5. Ganzstahlgarnitur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Garniturdraht (20) eine grössere Zahnteilung (p1) als der zweite Garniturdraht
(30) aufweist.
6. Ganzstahlgarnitur (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnteilung (p1) des ersten Garniturdrahtes (20) 2 bis 10 mm beträgt.
7. Ganzstahlgarnitur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Garniturdraht (20) eine Spitzenfläche (24) mit einer Länge (l1) von wenigstens
25% der Zahnteilung (p1) aufweist.
8. Ganzstahlgarnitur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Garniturdraht (20, 30) einen gleich grossen Rückenwinkel
(γ1, γ2) aufweisen.
9. Ganzstahlgarnitur (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fussbreiten (b1, b2) des ersten Garniturdrahtes (20) und des zweiten Garniturdrahtes
(30) gleich sind.
10. Vorreisser mit mindestens einer Walze, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ganzstahlgarnitur (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf der Walze aufgezogen
ist.
11. Vorreisser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Garniturdraht (20) und der zweite Garniturdraht (30) aneinander angrenzend
und abwechslungsweise auf der Walze aufgezogen sind.