Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ganzstahlgarnitur für Walzen von Öffnern, Reinigern, Karden oder Krempeln.

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 h₆, die Gesamthöhe des Drahtes h₁ und die Fussbreite b₁. 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.

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.

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.

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.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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 h₁1 von 4,5 mm und einer Zahntiefe h₆1 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 I1 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 I1 über mindestens 25% der Zahnteilung p1 geführt ist.

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 h₁2 von 5,0 mm und eine Zahntiefe h₆2 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.

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 h₁1 und h₁2 der Garniturdrähte 20, 30 ersichtlich. Die Zähne 31 des zweiten Garniturdrahtes 30 überragen dabei die Zähne 21 des ersten Garniturdrahtes 20.

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.

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

α2

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