DE102006030418B4

DE102006030418B4 - Sägezahndraht zur Herstellung einer Sägezahnganzstahlgarnitur für eine Walze oder ein Kardierelement einer Spinnereimaschine

Info

Publication number: DE102006030418B4
Application number: DE102006030418.7A
Authority: DE
Inventors: Hans Rosemann
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler Group SE
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: CN101096786B; GB2439638B; BRPI0702784B8; CH700715B1; GB0712292D0; BRPI0702784A; FR2903424A1; JP2013040436A; US7797798B2; JP5525023B2; DE102006030418A1; CN101096786A; US20080000053A1; JP2008007932A; GB2439638A; BRPI0702784B1; FR2903424B1

Abstract

Verfahren• zur Herstellung eines Sägezahndrahts (SD) zur Herstellung einer Sägezahnganzstahlgarnitur (32a - 34a) für eine Walze (31 - 34, 36, 37) oder ein Kardierelement einer Spinnereimaschine wie Karde, Krempel, Reiniger, Öffner o. dgl. mit einem länglichen Fußbereich (25) und einem daran anschließenden Zahnbereich (26), in dem Zähne (27, 271- 275) durch Ausnehmungen (28) gebildet sind, die eine Zahnbrust, einen Zahnrücken und zwei Seitenflanken aufweisen,• wobei- zwischen dem Zahnrücken und der Zahnbrust zweier hintereinander angeordneter Zähne eine Zahnlücke (28) vorhanden ist,- die Zähne (27; 271bis 27n) des Sägezahndrahtes (SD) durch Behandlung eines profilierten Drahtes (PD) mit einer Lasereinrichtung (56) dadurch erzeugt werden, dass ein Laserstrahl (55) und der profilierte Draht (PD) relativ zueinander bewegt werden, wobei der Laserstrahl (55) entsprechend der Kontur der Zähne (27, 271- 275) die Zähne (27, 271- 275) bzw. die Zahnlücken (28) aus dem Blatt (26) ausschneidet, und• aufweisend ein mindestens teilweise Härten der Zähne (27, 271- 275) des Sägezahndrahtes (SD) durch Behandlung mit der Lasereinrichtung (56), dadurch gekennzeichnet, dass• ein Laserstrahl (55) die Zähne erzeugt und• ein weiterer Laserstrahl zur Härtung im wesentlichen auf die Bereiche der Zähne, die mit dem Fasermaterial in Eingriff stehen, gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sägezahndraht zur Herstellung einer Sägezahn-ganzstahlgarnitur für eine Walze oder ein Kardierelement einer Spinnereimaschine wie Karde, Krempel, Reiniger, Öffner o. dgl. mit einem länglichen Fußbereich (Fuß) und einem daran anschließenden Zahnbereich (Blatt), in dem Zähne durch Ausnehmung gebildet sind, die eine Zahnbrust, einen Zahnrücken und zwei Seitenflanken aufweisen, wobei zwischen dem Zahnrücken und der Zahnbrust zweier hintereinander angeordneter Zähne eine Zahnlücke vorhanden ist, und umfasst Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung des Sägezahndrahtes.
Sägezahndraht-Ganzstahlgarnituren werden beispielsweise bei der Verarbeitung von Textilfasern zu Garnen, Vliesstoffen o. dgl. eingesetzt. Dabei besitzen die einzelnen Sägezahndrähte der Sägezahndraht-Ganzstahlgarnituren z. B. eine Höhe von weniger als 2 mm und im Bereich der Zahnspitzen eine Breite von 0,2 mm oder weniger. Zur Herstellung derartiger Sägezahndrähte wird üblicherweise ein drahtförmiges Ausgangsmaterial zunächst einem oder mehreren Ziehvorgängen unterzogen, wobei zwischen den einzelnen Ziehvorgängen auch noch unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren durchgeführt werden können, um dem bereits gezogenen Draht seine Verformbarkeit zumindest teilweise wieder zurückzugeben. Im Anschluss an diese Vorbereitung wird der Draht üblicherweise mit einer entsprechenden mechanischen Stanzvorrichtung mit Sägezähnen versehen ( GB 2 257 164 A ). Dabei können die durch den Stanzvorgang hergestellten Sägezähne vor oder nach dem Stanzvorgang auch noch gehärtet werden.
Dabei bleiben auf der Oberfläche der Sägezahndrähte nach dem Stanzvorgang kleine Stanzbrauen zurück. Weiter können sich auf den Oberflächen der Sägezahndrähte auch noch von den vorhergehenden Bearbeitungsschritten verursachte Verunreinigungen befinden, wie etwa Zunder, also Oxidrückstände, oder im Rahmen der thermischen Behandlung entstandene Schmutzrückstände. Diese Rückstände auf den Sägezahndrähten sind bei einer späteren Benutzung der Sägezahndrähte zur Bearbeitung von Textilfasern, insbesondere beim Einsatz von Hochleistungsmaschinen störend, weil einzelne Fasern an den Garniturzähnen haften bleiben können und die Garnitur deswegen eine erhöhte Neigung zum Füllen mit Fasern und Verunreinigungen, wie z. B. Schalenteilen o. dgl., aufweist. Zur Vermeidung dieser Nachteile werden zur Herstellung von Sägezahndraht-Ganzstahlgarnituren gedachte Sägezahndrähte üblicherweise nach dem Stanz-oder Härtevorgang auch noch gereinigt und poliert. Bei dem bekannten Sägezahndraht ist die Zahngeometrie durch Stanzen erzeugt. Ein Nachteil besteht in einem hohen Verschleiß am Werkzeug. Die Werkzeuge müssen oft nachgeschliffen oder ausgetauscht werden. Durch den Verschleiß nimmt weiterhin die Fertigungsgenauigkeit ab, vom Anfang bis zum Ende einer Garnitur, die mehrere km betragen kann, aber auch von Garnitur zu Garnitur. Ein weiterer Nachteil besteht in der Fertigung von unterschiedlichen Werkzeugen für verschiedene Garniturtypen. Schließlich bedeutet das anschließende Härten der Zähne durch die „Flamme“ einen weiteren Arbeitsschritt, der auch relativ ungenau ist und kaum reproduzierbare Ergebnisse zulässt.
Die DE 299 24 404 U1 offenbart einen Sägezahndraht zur Herstellung einer Sägezahn-Ganzstahlgarnitur für den Tambour einer Karde mit einem Fußabschnitt und einem über eine Fußschulter daran anschließenden Blattabschnitt, wobei der Blattabschnitt durch von dem den Fußabschnitt abgewandten Rand des Blattabschnittes ausgehende Zahneinschnitte gebildete Sägezähne aufweist. Das Verhältnis der Fußbreite zur Blattbreite an der Stelle des tiefsten Zahneinschnittes ist größer als 2, vorzugsweise größer als 2,5, besonders bevorzugt etwa 2,6.
Die DE 101 56 734 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Verfestigen eines förderbaren Faservlieses, z. B. aus Baumwolle, Chemiefasern o. dgl. Bei dieser Vorrichtung ist mindestens eine endlos umlaufende Fördereinrichtung z.B. aus zwei Walzen vorgesehen, deren Außenseiten das Faservlies zu fördern vermögen und mit Elementen versehen sind, die mit dem Faservlies in Eingriff stehen und auf das Faservlies verfestigend einwirken. Um eine hohe Verfestigungsgeschwindigkeit und eine stärkere Verfestigung zu ermöglichen, weist mindestens eine Walze an ihrer Oberfläche Profilelemente auf und wird das zwischen den Walzen hindurchlaufende Faservlies durch Druck der zusammenlaufenden Walzen und der Profilelemente verfestigt. Ein Profil kann durch Laserschneiden erzeugt sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sägezahndraht der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet, der insbesondere Zähne mit genauer und einheitlicher Zahngeometrie aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Durch die erfindungsgemäße Erzeugung der Zähne durch Behandlung mit einer Lasereinrichtung weisen die Zähne eine genaue und einheitliche Zahngeometrie auf. Als „Werkzeug“, das - im Gegensatz zum Stanzen - keinem Verschleiß unterliegt, eignet sich der Laser für eine reproduzierbare vorgegebene Zahngeometrie. Auch die hohen Temperaturen, die genau bestimmt sind, und die genau dosierbare Energie, führen zu der reproduzierbar vorgegebenen Zahngeometrie, sowohl jedes einzelnen Zahnes als auch der Zähne untereinander. Außer den erheblichen Fertigungsvorteilen wird ein Faserprodukt mit erheblich gesteigerter Qualität erhalten. Ein besonderer Verfahrensvorteil besteht darin, dass die Erzeugung der Außenform der Zähne und das Härten in einem Arbeitsgang erfolgen. Der erfindungsgemäße Sägezahndraht zeichnet sich durch eine große örtliche Härte (mit Ausnahme des Fußbereiches), eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine längere Lebensdauer aus und ermöglicht einen verlängerten Nachschleifzyklus. Dabei kommt erzeugt Laserstrahl die Zähne erzeugt, und ein weiterer Laserstrahl ist zur Härtung im wesentlichen auf die Bereiche der Zähne gerichtet, die mit dem Fasermaterial in Eingriff stehen.
Die Erfindung umfasst weiterhin vorteilhafte Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sägezahndrahtes.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.
Noch weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Walze oder ein Kardierelement mit einer unter Verwendung des erfindungsgemäßen Sägezahndrahtes hergestellten Sägezahn-Ganzstahlgarnitur.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:

1 schematisch eine Seitenansicht einer Karde mit der erfindungsgemäßen Sägezahngarnitur,
2 ein Kardiersegment in einem Ausschnitt aus einem Seitenschild mit Abstand zwischen Kardiersegmentgarnitur und Trommelgarnitur,
2a die Kardierelemente gemäß 2 im Detail,
3 schematisch in Seitenansicht einen 4-Walzen-Reiniger mit dem erfindungsgemäßen Sägezahndraht,
4 schematisch eine Herstellung des Sägezahndrahtes, bei der ein Laserstrahl entsprechend der Kontur der Zähne geführt wird,
4a ein Ausschnittteil,
5 schematisch eine andere Herstellung des Sägezahndrahtes, bei der ein profilierter Draht entsprechend der Kontur der Zähne geführt wird,
6 schematisch eine weitere Herstellung des Sägezahndrahtes, bei der ein Laserstrahl die Form der Kontur der Zahnlücke aufweist,
7 perspektivisch die Zuordnung einer Einrichtung zum Laserstrahl-Schmelzschneiden zu einem profilierten Draht,
8 eine Seitenansicht des Sägezahndrahtes mit gehärteten Randbereichen,
9 eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sägezahndrahtes mit einer Lasereinrichtung,
10 eine Verlagerungseinrichtung,
11a, 11b eine Seitenansicht (11a) und eine Schnittansicht (11b) des profilierten Drahtes und
12a, 12b eine Seitenansicht (12a) und eine Schnittansicht (12b) des Sägezahndrahtes.

1 zeigt eine Karde, z. B. Trützschler Karde TC 03, mit Speisewalze 1, Speisetisch 2, Vorreißern 3a, 3b, 3c, Trommel 4, Abnehmer 5, Abstreichwalze 6, Quetschwalzen 7, 8, Vliesleitelement 9, Flortrichter 10, Abzugswalzen 11, 12, Wanderdeckel 13 mit Deckelumlenkrollen 13a, 13b und Deckelstäben 14, Kanne 15 und Kannenstock 16. Die Drehrichtungen der Walzen sind mit gebogenen Pfeilen gezeigt. Mit M ist der Mittelpunkt (Achse) der Trommel 4 bezeichnet. 4a gibt die Garnitur und 4b gibt die Drehrichtung der Trommel 4 an. Der Pfeil A bezeichnet die Arbeitsrichtung. Die in den Walzen eingezeichneten gebogenen Pfeile bezeichnen die Drehrichtungen der Walzen. Zwischen dem Vorreißer 3c und der hinteren Deckelumlenkrolle 13a und zwischen dem Abnehmer 5 und der vorderen Deckelumlenkrolle 13b ist jeweils eine Mehrzahl von Festkardierelementen 20' bzw. 20" (sh. 2) der Trommel 4 gegenüberliegend angeordnet.
Im Zuge des Aufziehens wird von einer auf einem Lagerbock angeordneten Vorlagespule der erfindungsgemäße Sägezahndraht SD abgewickelt, dann durch eine Bremseinrichtung hindurchgeführt und als Kardiergarnitur 4a auf dem Außenumfang der Trommel 4 aufgewickelt. Die Kardiergarnitur 4a verläuft dann nach dem Aufwickelvorgang schraubenförmig am Außenumfang der Trommel 4.
Auch die Speisewalze 1, die Vorreißer 3a, 3b, 3c, der Abnehmer 5 (Abnehmergarnitur 5a), die Abstreichwalze 6 und die Deckelstäbe 14 der Karde können mit dem erfindungsgemäßen Sägezahndraht SD garniert sein.
Nach 2 ist auf jeder Seite der Karde seitlich am (nicht dargestellten) Maschinengestell ein etwa halbkreisförmiges starres Seitenschild 18 befestigt, an dessen Außenseite im Bereich der Peripherie konzentrisch ein bogenförmiges starres Auflageelement 19 angegossen ist, das als Unterlagefläche eine konvexe Außenfläche 19a und eine Unterseite 19b aufweist. Ein Festkardiersegment 20', weist an seinen beiden Enden Auflageflächen auf, die auf der konvexen Außenfläche 19a des Auflageelements (z. B. Verlängerungsbogen) aufliegen. An der Unterfläche des Festkardiersegments 20' sind Kardierelemente 20a, 20b mit Garniturleisten 20a', 20b' (Kardiergarnituren 24a, 24b) angebracht. Mit 21 ist der Spitzenkreis der Garnituren 20a', 20b' bezeichnet. Die Trommel 4 weist an ihrem Umfang die Trommelgarnitur 4a, (Sägezahndraht SD), auf. Mit 22 ist der Spitzenkreis der Trommelgarnitur 4a bezeichnet. Der Abstand zwischen dem Spitzenkreis 21 und dem Spitzenkreis 22 ist mit a bezeichnet und beträgt z. B. 0,20 mm. Der Abstand zwischen der konvexen Außenfläche 19a und dem Spitzenkreis 22 ist mit b bezeichnet. Der Radius der konvexen Außenfläche 19a ist mit r₁ und der Radius des Spitzenkreises 22 ist mit r₂ bezeichnet. Die Radien r₁ und r₂ schneiden sich im Mittelpunkt M der Trommel 4. Das Kardiersegment 20' nach 2 besteht aus einem Träger 23 und zwei Kardierelementen 20a, 20b, die in Rotationsrichtung (Pfeil 4b) der Trommel 4 hintereinander angeordnet sind, wobei die Garnituren 20a', 20b' der Kardierelemente 20a, 20b und die Garnitur 4a der Trommel 4 einander gegenüberliegen. Der Tragkörper 23 besteht aus einem Aluminiumhohlprofil und weist durchgehende Hohlräume auf. Die Garniturleisten 20a', 20b' sind mit einer Vielzahl von Abschnitten des erfindungsgemäßen Sägezahndrahtes SD als Garniturabschnitte 24a, 24b bestückt, die - über die Breite der Maschine bzw. die Länge der Festkardiersegmente 20', 20" gesehen - eng nebeneinander angeordnet sind.
Nach 3 sind bei einem Reiniger, z. B. Trützschler CL-C4, vier Walzen 31, 32, 33 und 34 nacheinander angeordnet, deren Drehrichtungen mit I, II, III und IV bezeichnet ist. Am Ende der Walze 34 ist eine pneumatische Absaugeinrichtung 35 für das Fasermaterial (Pfeil B) vorhanden. Der Durchmesser der Walzen 31 bzw. 34 ist gleich. Die Umfangsgeschwindigkeit der jeweils nachgelagerten Walze ist größer als die Umfangsgeschwindigkeit der jeweils vorgelagerten Walze. Der in einem geschlossenen Gehäuse angeordneten Reinigungsvorrichtung wird das zu reinigende Fasermaterial, das insbesondere Baumwolle ist, in Flockenform zugeführt. Dies erfolgt beispielsweise durch einen (nicht dargestellten) Füllschacht, durch ein Förderband o. dgl.. Die Watte wird mittels zweier Speisewalzen 36, 37 unter Klemmung einer Stiftwalze 31 (Durchmesser 150 bis 300 mm, z. B. 250 mm) zugeführt, die im Gehäuse drehbar gelagert ist und entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil I) umläuft. Der Stiftwalze 31 ist eine Garniturwalze 32 nachgeordnet. Die Garniturwalze 32 ist mit einer Sägezahngarnitur mit Sägezahndraht 32a, die Garniturwalze 33 mit einer Sägezahngarnitur mit Sägezahndraht 33a und die Garniturwalze 34 mit einer Sägezahngarnitur mit Sägezahndraht 34a bezogen und haben einen Durchmesser von ca. 150 mm bis 300 mm, z. B. 250 mm. Die Walze 31 hat eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis 21 m/sec, z. B. 15 m/sec, die Walze 32 hat eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 15 bis 25 m/sec, die Walze 33 hat eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 30 m bis 35 m/sec, z. B. 32 m/sec und die Walze 34 hat eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 40 bis 50 m/sec, z. B. 46 m/sec. Der Stiftwalze 31 ist eine Abscheideöffnung 38 für den Austritt von Faserverunreinigungen zugeordnet, deren Größe dem Verschmutzungsgrad der Baumwolle angepasst bzw. anpassbar ist. Der Abscheideöffnung 38 ist eine Abscheidekante 39, z. B. ein Messer, zugeordnet. In Richtung des Pfeils I sind an der Walze 31 eine weitere Abscheideöffnung und eine Abscheidekante vorhanden. Mit 42 und 43 sind Festkardierelemente bezeichnet, die mit erfindungsgemäßen, nicht bezeichneten Sägezahndrähten garniert sind. Den Garnituren der Garniturwalzen 32, 33, 34 mit dem erfindungsgemäßen Sägezahndraht 32a, 33a bzw. 34a sind ebenfalls Abscheideöffnungen und Abscheidekanten 44, 45, 46 zugeordnet. Allen Abscheideöffnungen sind jeweils Absaughauben 47 bis 51 zugeordnet. Die Walzen 31 bis 34 sind von Abdeckelementen 52a, 52b umgeben. Mit 68a bis 68d sind einstellbare Leitelemente bezeichnet.
Die Funktionsweise ist folgende: Die aus Faserflocken bestehende Watte wird von den Speisewalzen 36, 37 unter Klemmung der Stiftwalze 31 zugeführt, die das Fasermaterial durchkämmt und Faserbüschel auf ihren Stiften mitnimmt. Beim Vorbeilauf der Walze 31 an der Abscheideöffnung werden, entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit und Krümmung dieser Walze sowie der dieser ersten Ausscheidungsstufe angepassten Größe der Abscheideöffnung Kurzfasern und grobe Verunreinigungen durch die Fliehkraft aus dem Fasermaterial herausgeschleudert, die nach Passieren der Abscheideöffnung in eine Schmutzkammer im Absauggehäuse 47 gelangen. Das derart vorgereinigte Fasermaterial wird durch die Garniturspitzen 32a der Garniturwalze 32 von der ersten Walze 31 abgenommen, wobei es weiter aufgelöst wird. Beim Vorbeilauf der Walze 32 an der Abscheidekante 44 werden weitere Verunreinigungen durch die Fliehkraft aus dem Faserverband herausgeschleudert. Das Fasermaterial wird anschließend von den Garniturspitzen 33a der Garniturwalze 33, von dort durch die Garniturspitzen 34a der Garniturwalze 34 abgenommen und schließlich durch den Kanal 35 abgeführt. Die Garniturwalzen 32, 33 und 34 sind mit dem erfindungsgemäßen Sägezahndraht 32a, 33a bzw. 34a garniert. Die Spitzendichte der Garnituren (pps-points per square inch) nimmt von der Garniturwalze 32 über die Garniturwalze 33 zur Garniturwalze 34 zu.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sägezahndrahtes SD (siehe 12a, 12b) wird ein besonders geformtes Profilband, ein profilierter Draht PD (siehe 11a, 11b) verwendet, der durch Laserbehandlung mit Zähnen 27 versehen wird. Die Profilierung des einstückigen profilierten Drahtes PD wird regelmäßig durch spanlose Formgebung, z. B. Walzen, Ziehen o. dgl., erzeugt. In den 4 bis 6 sind drei Arten der Herstellung des Sägezahndrahtes SD dargestellt.
Nach 4 wird ein profilierter Draht PD in Richtung C bewegt. Gleichzeitig wird ein Laserstrahl 53 in Richtung der Kontur 27' der Zähne 27 bewegt. Der Laserstrahl 53 bewegt sich entsprechend dem in 4 dargestellten Beispiel in Richtung D entlang der Kontur 27' des Rückens eines Zahnes 27. Der Laserstrahl 53 wirkt auf das Blatt 26 des profilierten Drahtes PD ein und hinterlässt eine Schnittfuge 54, wodurch aus dem Blatt 26 eine Zahnlücke 28 ausgeschnitten wird. Über eine (nicht dargestellte) mehrachsig steuerbare Werkzeugmaschine wird ein Laser softwaremäßig so gesteuert, dass er die Kontur 27' der Zahngeometrie abfährt und so die Garnitur „ausbrennt“. Jede neue Garnitur kann dann über eine Softwareänderung gefertigt werden. Der Laser fährt die Kontur 27' ab und schneidet die Zahngeometrie aus. Der profilierte Draht PD bewegt sich in der einen Richtung C. Die Bewegungen in den Richtungen C und D sind programmgesteuert.
Gemäß 5 wird der profilierte Draht PD in Richtung C und gleichzeitig abwechselnd in den Richtungen E bzw. F bewegt. Der Laserstrahl 53 ist - im Gegensatz zu 4 - ortsfest. Auf diese Weise sind zwei mechanische Achsen in den Richtungen E und F verwirklicht. Die Bewegungen in den Richtungen C, E und F sind programmgesteuert. Ansonsten entspricht die Bildung des Sägezahndrahtes SD durch Ausschneiden der Zähne 27 aus dem Blatt 26 im wesentlichen dem Beispiel nach 4.
Die Bewegungen in den Richtungen C, D, E und F gemäß 4 und 5 sind kontinuierlich.
Entsprechend 6 wird der profilierte Draht PD in Richtung C bewegt. Die Bewegung kann taktweise oder kontinuierlich erfolgen. Der Laserstrahl 55 hat die Form der Kontur der Zahnlücke 28. Der Laserstrahl 55 hat diejenige Form, die er aus dem Blatt 26 ausschneiden soll, d. h. den Zwischenraum (Zahnlücke 28) zwischen zwei hintereinander angeordneten Zähnen 27. Dies kann durch eine Schablone geschehen, die dem Laserstrahl 55 die entsprechende Form gibt. Auch hierdurch ist es ermöglicht, durch einfachen Schablonentausch eine vorbestimmte Zahnform zu erzeugen. Über Spiegel und Prismen ist es möglich, gleichzeitig mehrere Zahnlücken 28 auszubrennen.
Aus dem Blatt 26 wird gemäß 4 bis 6 durch Ausschneiden ein Ausschnittteil 67 (sh. 4a) herausgeschnitten. Das Ausschnittteil 67 wird entfernt. Dadurch entsteht ein Ausschnitt im Blatt 26. Durch weitere Ausschnitte in Richtung C werden die Zähne 27 im Blatt 26 gebildet. Zwischen zwei hintereinander angeordneten Zähnen 27₁ , 27₂ befindet sich jeweils eine Zahnlücke 28 im Blatt 26. Die Größe der Zahnlücke 28 entspricht der Größe des Ausschnittteils 67 zuzüglich der Schnittspaltweite (Breite) der Schnittfuge 54. Die Schnittspaltbreite der Schnittfuge 54 muss bei der Erzeugung des Endmaßes der Zähne 27 bzw. der Zahnlücken 28 berücksichtigt werden. Durch das Ausschneiden wird die Außenform der Zähne 27 erzeugt.
Die zur Erzeugung einer kontinuierlichen Schnittfuge 54 erforderliche Relativbewegung zwischen Laserstrahl 53 und dem Blatt 26 des profilierten Drahtes PD kann auf unterschiedliche Art realisiert werden. Zum Lasertrennen kann der profilierte Draht PD unter dem ortsfesten Laserstrahl 53 beispielsweise mit Hilfe einer X/Y-Koordinaten-Verschiebeeinrichtung (sh. 10) bewegt werden. Weiterhin kann zum Laserschneiden wahlweise die Laserquelle einschließlich Schneidkopf über dem profilierten Draht PD bewegt (sh. 4) oder ein bewegliches Spiegelsystem zusammen mit dem Schneidkopf („fliegende Optik“) zwischen ortsfestem Lasergerät und profiliertem Draht PD geführt werden.
Beim Laserstrahl-Schmelzschneiden gemäß 7 mit Hilfe einer Lasereinrichtung 56 dient ein Laserstrahl 53' zum Schneiden, der mit Hilfe von Gasen (Gaslaser) oder von Kristallen (Festkörperlaser) erzeugt und durch mindestens eine Linse 57 auf eine sehr kleine Fläche der Oberfläche des Blattes 26 des profilierten Drahtes PD fokussiert (gebündelt) wird. Der Stahl des profilierten Drahtes PD schmilzt oder verdampft und wird von einem Gasstrahl 58 aus der Schnittfuge 54 (siehe 4 und 5) geblasen. Das Schneidgas 59 ist ein inertes Gas, meist Stickstoff oder Argon und wird durch einen Einlass in die Schneiddüse 60 eingeführt.
Der Laserstrahl 53 kann im freien Raum arbeiten oder durch ein Medium, wie Öl oder Wasser, geführt werden. Die Laserleistung und die Schneidgeschwindigkeit müssen der Materialart (Stahl) und Materialdicke des profilierten Drahtes PD angepasst werden. Beispiel: Material Remanit (X 5 Cr Ni18-10), Blechdicke 0,7 mm, maximaler Vorschub 16,0 m/min, Schneidgas Stickstoff.
Nach 8 ist die Härtetiefe mit 68 bezeichnet. Da beim Lasern hohe Temperaturen erzeugt werden, die aber genau bestimmt werden können, soll die Energie so dosiert werden, dass parallel zum Ausschneiden ein Härtevorgang an der Oberfläche des Zahns 27 eintritt. Da die Temperatur des Lasers immer absolut gleich ist, ist auch eine konstante Härte bzw. Härtetiefe von Zahn 27 zu Zahn 27 gewährleistet. Die Härte ist also rein auf den Teil des Zahnes 27 begrenzt, der beim Kardieren oder Reinigen mit dem Fasermaterial im Eingriff ist. Die Flexibilität des Zahnfußes 25, die zum Aufwickeln des Sägezahndrahtes SD auf die Walze, z. B. Trommel 4, benötigt wird, ist somit gewährleistet.
Entsprechend 9 ist eine Abwickelspule 61 aus profiliertem Draht PD vorhanden, die auf einem ortsfesten Gestell 62 in Richtung G drehbar gelagert ist. Der profilierte Draht PD wird fortlaufend in Richtung J der Lasereinrichtung 56 zugeführt. Der durch die Behandlung des profilierten Drahtes PD mit der Lasereinrichtung 56 gebildete Sägezahndraht SD bewegt sich in Richtung J zu der angetriebenen Aufwickelspule 63, die auf einem ortsfesten Gestell 64 in Richtung H drehbar gelagert ist.
Gemäß 10 ist eine Verlagerungseinrichtung vorgesehen, die zur Durchführung des Herstellverfahrens gemäß 5 die Verlagerung - senkrecht zur Richtung C - in Richtung von Pfeilen E', F' und E'', F'' verwirklicht. Dazu sind in einem Abstand vor und nach der Lasereinrichtung 56 gemäß 9 je eine nicht bezeichnete Verlagerungseinrichtung vorhanden, die jeweils zwei Unterrollen 65a, 65b bzw. 66a, 66b und eine Oberrolle 65c bzw. 66c aufweisen. Die Verlagerung in Richtung E', F' und E'', F'' entspricht der Zahntiefe h₆ (siehe 12a) und kann z. B. bei einer feinen Trommelgarnitur 4a 1 mm und weniger betragen.
In 11a, 11b ist in Seitenansicht bzw. im Schnitt der profilierte Draht PD gezeigt, der einstückig aus einem Fuß 25 und einem Blatt 26 besteht.

Die 12a, 12b zeigen in Seitenansicht bzw. im Schnitt den Sägezahndraht SD, der einstückig aus einem Fuß 25 und einem Blatt 26 besteht. In 12a sind bezeichnet:

Symbol	Benennung	Definition
α	Brustwinkel	Winkel zwischen Brustfläche und der Vertikalachse zur Drahtbasis
β	Keilwinkel	Winkel zwischen Brustwinkel δ und Rückenwinkel γ des Zahnes
^y	Rückenwinkel	Winkel zwischen Rückenfläche und der Drahtbasis
δ	Brustwinkel	Winkel zwischen Brustfläche und der Drahtbasis
ε	Öffnungswinkel	Entspricht dem Keilwinkel (ε = β)
h₆	Zahntiefe	Tiefe des Zahnlückenausschnittes, von der Zahnspitze gemessen
p	Zahnteilung	Abstand zweier aufeinanderfolgender Zahnspitzen, am gestreckten Draht gemessen

In 12b sind bezeichnet:

Symbol	Benennung	Definition
h₁	Gesamthöhe des Drahtes	Abstand von der Basis bis zur Drahtspitze
h2	Fußhöhe	Höhe des Fußes von der Basis gemessen
b₁	Fußbreite	Breite des Fußes an der Drahtbasis
b2	Blattbreite am Fuß	Breite des Blattes, gemessen beim Fuß
b₃	Blattbreite an der Spitze	Breite des Blattes, gemessen an der Spitze

Mit h₃ ist die Blatthöhe bezeichnet, die sich aus der Differenz h₁ - h₂ ergibt. Mit b₄ ist die Blattbreite bezeichnet, die an der Stelle des tiefsten Zahnlückenausschnittes vorhanden ist.

Ein Beispiel für einen Sägezahndraht SD für die Garnitur 5a eines Abnehmers 5 der Karde TC 03, der von der Trützschler Card Clothing GmbH, D-75387 Neubulach, hergestellt wird:

T 40 30 100 0295 28 FGRZ
T = Trützschler wire
40 = total height (1/10 mm) h₁
30 = front angle (°) α
100 = base width (1/100 mm) b₁
0295 = point density (points per square inch)
28 = working height (1/10 mm) h₁ - h₂
FGRZ = surface treatment

Ein Beispiel für einen Sägezahndraht SD für die Garnitur 4a einer Trommel 4 der Karde TC 03, der von der Trützschler Card Clothing GmbH, D-75387 Neubulach, hergestellt wird:

V 6338
b₁ = 0,39 mm
b₂ = 0,16 mm
b₃ = 0,07 mm
b₄ = 0,13 mm
h₁ = 1,98 mm
h₂ = 1,23 mm
h₃ = 0,75 mm
h₆= 0,44 mm

Die Erfindung betrifft einen Sägezahndraht SD zur Herstellung einer Sägezahnganzstahlgarnitur für eine rotierende Walze oder ein Festkardierelement einer Spinnereimaschine mit einem Fußabschnitt 25 und einem - wie DIN ISO 5234 zeigt entweder über eine Fußschulter oder ohne eine Fußschulter unmittelbar - daran anschließenden Blattabschnitt 26, wobei der Blattabschnitt 26 durch von dem dem Fußabschnitt 25 abgewandten Rand des Blattabschnittes 26 ausgehende Zahneinschnitte 28 gebildete Sägezähne 27 aufweist.
Da beim Lasern am Rand des Zahnes 27 unter Umständen ein leichter Grat entsteht, muss der Garniturdraht (Sägezahndraht SD) nach dem Brennen durch zwei Schleifscheiben gezogen werden, damit die Zähne 27 eine absolut saubere Kontur haben.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind u. a.:

• keine unterschiedlichen Werkzeuge
• kein Werkzeugverschleiß, dadurch Einhaltung der Toleranzen bei allen Zähnen
• leichtes Umstellen auf neue Garniturformen
• Lasern und Härten in einem Arbeitsgang
• Einhaltung der exakten Härtetiefe
• Reproduzierbarer Vorgang beim Lasern und Härten

Bezugszeichenliste

1: Speisewalze
2: Speisetisch
3a - c: Vorreißer
4: Trommel
4a: Trommelgarnitur
4b: Trommel-Drehrichtung
5: Abnehmer
5a: Abnehmergarnitur
6: Abstreichwalze
7, 8: Quetschwalze
9: Vliesleitelement
10: Flortrichter
11, 12: Abzugswalze
13: Wanderdeckel
13a, b: Deckelumlenkrolle
14: Deckelstab
15: Kanne
16: Kannenstock
18: Seitenschild
19: Auflageelement
19a: konvexe Außenfläche
19b: Unterseite
20', 20": Festkardierelement, -segment
20a, 20b: Kardierelement
20a', 20b': Garniturleiste
21: Garnitur-Spitzenkreis
22: Trommelgarnitur-Spitzenkreis
23: Tragkörper
24a, 24b: Kardiergarnitur, Garniturabschnitt
25: Fuß, Fußabschnitt
26: Blatt des profilierten Drahts
27,271 -275: Zahn
27`: Zahnkontur
28: Zahnlücke
31: Stiftwalze
32: Garniturwalze
32a: Sägezahngarnitur, -draht
33: Garniturwalze
33a: Sägezahngarnitur, -draht
34: Garniturwalze
34a: Sägezahngarnitur, -draht
35: pneumatische Absaugeinrichtung, Kanal
36, 37: Speisewalze
38: Abscheideöffnung
39: Abscheidekante
42, 43: Festkardierelement
44 - 46: Abscheidekante
47 - 51: Absaughaube
52a, 52b: Abdeckelement
53, 53`: Laserstrahl
68a - d: einstellbares Leitelement
54: Schnittfuge
55: Laserstrahl
56: Lasereinrichtung
57: Linse
58: Gasstrahl
59: Schneidgas
60: Schneiddüse
61: Abwickelspule
62: ortsfestes Gestell
63: Aufwickelspule
64: ortsfestes Gestell
65a - c, 66a - c: Unterrolle
67: Ausschnittteil
68: Härtetiefe
a: Abstand Garnitur-Spitzenkreis - Trommelgarnitur-Spitzenkreis
b: konvexe Außenfläche - Trommelgarnitur-Spitzenkreis
b1: Fußbreite
b2: Blattbreite am Fuß
b3: Blattbreite an der Spitze
b4: Blattbreite an der Stelle des tiefsten Zahnlückenausschnitts
h1: Draht-Gesamthöhe
h2: Fußhöhe
h6: Zahntiefe
r1: Radius der konvexen Außenfläche
r2: Radius des Trommelgarnitur-Spitzenkreises
A: Arbeitsrichtung
B: Fasermaterial
C: Bewegungsrichtung des profilierten Drahts
D: Bewegungsrichtung des Laserstrahls
E, E', E'', F, F', F'': Bewegungsrichtung des profilierten Drahts
G: Abwickelspulen-Drehrichtung
H, J: Richtung
I - IV: Walzen-Drehrichtung
M: Trommelmittelpunkt
PD: profilierter Draht
SD: Sägezahndraht
α: Brustwinkel
β: Keilwinkel
γ: Rückenwinkel
δ: Brustwinkel
ε: Öffnungswinkel
p: Zahnteilung

Claims

Verfahren • zur Herstellung eines Sägezahndrahts (SD) zur Herstellung einer Sägezahnganzstahlgarnitur (32a - 34a) für eine Walze (31 - 34, 36, 37) oder ein Kardierelement einer Spinnereimaschine wie Karde, Krempel, Reiniger, Öffner o. dgl. mit einem länglichen Fußbereich (25) und einem daran anschließenden Zahnbereich (26), in dem Zähne (27, 27₁ - 27₅) durch Ausnehmungen (28) gebildet sind, die eine Zahnbrust, einen Zahnrücken und zwei Seitenflanken aufweisen, • wobei - zwischen dem Zahnrücken und der Zahnbrust zweier hintereinander angeordneter Zähne eine Zahnlücke (28) vorhanden ist, - die Zähne (27; 27₁ bis 27_n) des Sägezahndrahtes (SD) durch Behandlung eines profilierten Drahtes (PD) mit einer Lasereinrichtung (56) dadurch erzeugt werden, dass ein Laserstrahl (55) und der profilierte Draht (PD) relativ zueinander bewegt werden, wobei der Laserstrahl (55) entsprechend der Kontur der Zähne (27, 27₁ - 27₅) die Zähne (27, 27₁ - 27₅) bzw. die Zahnlücken (28) aus dem Blatt (26) ausschneidet, und • aufweisend ein mindestens teilweise Härten der Zähne (27, 27₁ - 27₅) des Sägezahndrahtes (SD) durch Behandlung mit der Lasereinrichtung (56), dadurch gekennzeichnet, dass • ein Laserstrahl (55) die Zähne erzeugt und • ein weiterer Laserstrahl zur Härtung im wesentlichen auf die Bereiche der Zähne, die mit dem Fasermaterial in Eingriff stehen, gerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (56) ein CO₂-Laser ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Behandlung mittels • Laserstrahl-Schmelzschneidens oder • Laser-Brennscheidens.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (56) eine mindestens zweiachsige Positionierung des Laserstrahls (55) ermöglicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrische Steuer- und Regeleinrichtung, angeschlossen • an eine Lasereinrichtung zur mehrachsigen Positionierung und/oder • an eine Einrichtung zur Positionierung des profilierten Drahtes.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung programmierbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch • eine ortsfeste oder ortsveränderliche Lasereinrichtung (56) und/oder, • einen ortsfesten oder ortsveränderlichen Laserstrahl (55).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mindestens zweiachsige Positionierung des profilierten Drahtes (PD).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lasereinrichtung (56) und dem Sägezahndraht (SD) angeordnet ist • mindestens ein Spiegel und/oder • mindestens ein Prisma.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Härtevorgang an der Oberfläche und/oder im Randbereich des Zahnes eintritt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ausschneiden unter Verwendung von Inertgas.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • der Laserstrahl (55) ortsfest oder ortsveränderlich ist und der profilierte Draht (PD) ortsveränderlich bzw. ortsfest sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines ortsveränderlichen profilierten Drahts (PD) der Laserstrahl (55) durch Umlenkung entsprechend der Kontur (27') der Zähne (27, 27₁ - 27₅) geführt wird und die Zähne (27, 27₁ - 27₅) bzw. Zahnlücken (28) aus dem Blatt (s6) ausgeschnitten werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein kontinuierliches oder taktweises Bewegen der Lasereinrichtung (56) und/oder des profilierten Drahtes (PD).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägezahndraht (SD) nach der Laserbehandlung entgratet, z. B. durch zwei Schleifscheiben gezogen wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (56) an eine steuerbare Antriebseinrichtung zur Positionierung angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung für die Lasereinrichtung (56) an eine programmierte elektronische Steuereinrichtung angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierte elektronische Steuereinrichtung eine mehrachsige Positionierung der Lasereinrichtung (56) ermöglicht.
Sägezahndraht (SD), hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Walze (3a - 3c, 4 - 6, 14, 20', 20', 36, 37) oder Kardierelement (14, 20', 20") mit einer unter Verwendung eines Sägezahndrahtes (SD) nach Anspruch 19 hergestellten Sägezahn-Ganzstahlgarnitur (; 4a; 5a; 24a, 24b; 32a - 34a; 42a, 42b).
Element (3a - 3c, 4 - 6, 14, 20', 20', 36, 37) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass • im Fall der Walze (3a - 3c, 4 - 6, 36, 37) das Element (3a - 3c, 4 - 6, 36, 37) - die Trommel (4) einer Karde oder Krempel ist, - ein Vorreißer (3a - 3c) einer Karde oder Krempel ist, - der Abnehmer (5) einer Karde oder Krempel ist - die Abstreichwalze (6) einer Karde ist, - die Öffnerwalze eines Kardenspeisers ist, - die Speisewalze (36, 37) einer Karde, einer Krempel oder eines Reinigers ist, - die Auflösewalze einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung ist, - Bestandteil eines Reinigers oder Öffners ist oder - eine Kämmeinrichtung an Spinnereimaschinen, z. B. Rundkamm, Fixkamm einer Kämmmaschine, ist oder • im Fall des Kardierelements (14, 20', 20") das Element (14, 20', 20") - ein Festkardierelement (20', 20") einer Karde oder eines Reinigers ist oder - ein Deckelstab (14) eines Wanderdeckels einer Karde ist.
Element nach einem der Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall der Auflösewalze dem Element ein mit Sägezahndrahtabschnitten bestücktes Garniturelement ortsfest gegenüberliegt.