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Die
Erfindung betrifft ein Kammsegment für einen Kreiskamm einer Kämmmaschine
zum Kämmen
von Baumwolle.
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Kämme zum
Einsatz in Kämmmaschinen sind
durch offenkundige Vorbenutzung bekannt, wobei auf einem Grundkörper mindestens
ein Kammelement angeordnet ist, das mit den zu kämmenden Baumwollfasern in Eingriff
steht. Der aktive Kämmbereich
eines Kreiskamms kann dabei beispielsweise 78°, 90°, 111° oder 180° des Umfangs der Mantellinie des
Kreiskamms oder auch des gesamten Umfangs betragen. Ein Kreiskamm
mit einem aktiven Kämmbereich
entlang des gesamten Umfangs wird als 360°-Kreiskamm bezeichnet. Als Kammelemente werden
Nadeln, Nadelstreifen, Sägezahndrahtabschnitte,
Kammzinken oder Sägezahnstanzteile
verwendet, wobei eine Anordnung mehrerer Kammelemente auch als Kammsegment
oder Riegel bezeichnet wird.
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Ein
Kammsegment weist z. B. mehrere, in Richtung einer Drehachse der
Kämmwalze
nebeneinander angeordnete Kammelemente mit Zähnen, z. B. in Form von Sägezahnstanzteilen
oder auch Zahnscheiben auf. In Abhängigkeit der Gestaltung der Zähne sowie
deren Anordnung auf dem Kammsegment in Richtung der Drehachse sowie
in einer Drehrichtung um die Drehachse kann eine Kämmwirkung des
Kammsegments beeinflusst werden.
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Die
Kämmwirkung
auf die Fasern wird durch das Eingreifen der Zähne in die zu kämmenden
Fasern gewährleistet,
wobei die Kämmwirkung
beispielsweise mit zunehmender Zahnanzahl je Kammsegment und damit
einer Eingriffszahl der Zähne
in die Faser steigt. Die Erhöhung
der Zahnanzahl auf einem Kammsegment führt im Allgemeinen zu einer dichteren
Anordnung auf einer Mantelfläche
des Kammsegments. Dies bewirkt eine schlechtere Zugänglichkeit
von Zwischenräumen
zwischen benachbarten Zähnen
und/oder zwischen benachbarten Zahnreihen eines Kammsegments, so
dass die Reinigung eines Kammsegments mit hoher Zahndichte nur unzureichend
oder gar nicht möglich
ist. Bei entsprechend großzügiger Gestaltung
der Zwischenräume
wird aber die Kämmwirkung
reduziert. Insofern stellen eine gewünschte hohe Kämmwirkung
einerseits und eine gute Zugänglichkeit
der Zwischenräume
zur Reinigung, d. h. zum Entfernen ausgekämmter Partikel und/oder Faserbestandteile,
andererseits gegensätzliche
Gestaltungsanforderungen für
ein Kammsegment dar.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kammsegment für einen
Kreiskamm einer Kämmwalze
zum Kämmen
von Baumwolle mit hoher Kämmwirkung
und derart weiterzubilden, dass zudem ein Reinigen von Zwischenräumen auf
dem Kammsegment problemlos möglich
ist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein
Kammsegment mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßes Kammsegment
ist auf einer Kämmwalze
montierbar, um deren Drehachse in einer Drehrichtung drehbar und
weist mehrere in Richtung der Drehachse nebeneinander angeordnete
Zahnreihen auf. Die Zahnreihen umfassen mehrere in einer Reihenumfangsrichtung
nebeneinander angeordnete Zähne,
wobei die Zahnreihen bezogen auf die Drehachse schräg angeordnet
sind, so dass die Reihenumfangsrichtung, die einer Umlaufrichtung
der Zähne
entspricht, einen Anstellwinkel α einschließen. Zwischen
zwei benachbarten Zahnreihen ist mindestens ein Abstandshalter vorgesehen, so
dass ein zwischen zwei benachbarten Zahnreihen senkrecht zur Reihenumfangsrichtung
gemessener Zahnreihenabstand variiert, der z. B. aus den jeweiligen
Dicken der Abstandshalter resultiert. Durch die Kombination von
Schrägstellung
der Zahnreihen bezogen auf die Drehachse und dem variierenden Zahnreihenabstand
zwischen zwei benachbarten Zahnreihen durchläuft eine zu kämmende Faser während eines
Kammzyklus auf einem erfindungsgemäßen Kammsegment wiederholt
Kammsegmentbereiche mit Kämmwirkung,
nämlich
die Zahnreihen, und Kammsegmentbereiche ohne Kämmwirkung, nämlich die
Abstandshalter. Durch wiederholten Eingriff von Zähnen verschiedener
Zahnreihen des Kammsegments in die Baumwollfasern werden diese neu
aufgeteilt und damit das Kämmergebnis
insgesamt verbessert. Zudem ist eine Reinigung des erfindungsgemäßen Kammsegments
beispielsweise durch Bürsten
möglich,
deren Borsten in Bereichen insbesondere größerer Zahnreihenabstände zwischen
den Zahnreihen ein Ausbürsten
ausgekämmter
Fasern ermöglichen.
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Ein
Kammsegment mit zahnlosen Zwischenscheiben als Abstandshalter gemäß Anspruch
2 ermöglicht
eine flexible und schnelle Veränderung
der Zahnreihenabstände
durch Wechsel der verwendeten Zwischenscheiben. Ein bestimmter Zahnreihenabstand
kann beispielsweise durch eine Zwischenscheibe mit der entsprechenden
Scheibendicke oder mittels mehrerer Zwischenscheiben mit jeweils
geringerer Scheibendicke eingestellt werden.
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Ein
Kammsegment gemäß Anspruch
3 weist eine reduzierte Bauteilanzahl auf und ist deshalb besonders
schnell und kostengünstig
montierbar. Weiterhin ist ein derartiges Kammsegment mit einstückig angeformten
Abstandshaltern besonders robust gegenüber mechanischen Belastungen.
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Ein
Kammsegment gemäß den Ansprüchen 4 und
5 ermöglicht
z. B. die mehrfache Verwendung gleichartiger Zwischenscheiben zur
Realisierung zyklisch variierender Zahnreihenabstände. Dadurch kann
ein derartiges Kammsegment schnell und kostengünstig hergestellt und montiert
werden. Darüber hinaus
bewirkt das zyklische Wechselspiel zwischen Kämmwirkung und keiner Kämmwirkung
auf die zu kämmenden
Baumwollfasern ein verbessertes Kämmergebnis.
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Die
Gestaltung eines Kammsegments mit einem Verhältnis von Zahnreihenabständen gemäß Anspruch
6 hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. Dann lässt sich
der größere Zahnreihenabstand
besonders gut von den ausgekämmten
Partikeln und/oder Faserbestandteilen reinigen.
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Eine
Anordnung von Zahnreihen auf einer Kämmwalze mit einem Anstellwinkel α entsprechend dem
Anspruch 7 ist besonders vorteilhaft zur Ermöglichung eines wiederholten
Eingriffs von Zähnen
ein und desselben Kammsegments in eine Baumwollfaser sowie einer
dann erzielten besonders guten Kämmwirkung.
Die vergleichsweise große
Schrägstellung
erhöht
die Häufigkeit
des Wechsels zwischen Bereichen mit hoher Kämmwirkung und Bereichen mit
geringer oder keiner Kämmwirkung.
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Auch
durch Anordnung von benachbarten Zähnen einer Zahnreihe mit in
Reihenumfangsrichtung gemessenen Umfangsabständen gemäß den Ansprüchen 8 bis 10 kann ein Verhältnis von
Kammsegmentbereichen mit und ohne Kämmwirkung eines Kammsegments
und damit das Kämmergebnis
beeinflusst werden. So wird bei einer gleichmäßigen Verteilung der Zähne auf
dem Kammsegment im Allgemeinen eine höhere spezifische Zahndichte
erreicht. Durch eine gruppierte Anordnung der Zähne können die Bereiche des Kammsegments
mit hoher und mit niedriger Kämmwirkung
besser voneinander abgegrenzt werden.
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Ein
Kammsegment mit einer Zahneingriffszahl gemäß Anspruch 11 bewirkt ein verbessertes Kämmergebnis.
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Die
Gestaltung eines Kammsegments durch Zähne mit einer mittleren spezifischen
Zahndichte gemäß Anspruch
12 führt
zu einer verbesserten Kämmwirkung.
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Die
Gestaltung von Kammsegmentbereichen, die gemäß den Ansprüchen 13 und 14 eine erhöhte spezifische
Zahndichte aufweisen, hat sich hinsichtlich des Kämmergebnisses
als besonders vorteilhaft erwiesen, da in diesen Kammsegmentbereichen
eine besonders hohe Kämmwirkung
erzielt werden kann. Die Partikelgröße der im Kammgut verbleibenden
Verunreinigungen wird dadurch erheblich reduziert.
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Ausführungsbeispiele
werden nachfolgend anhand der zum Teil nur schematisch ausgeführten Zeichnung
erläutert.
In dieser zeigen:
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1 eine
zu einer Drehachse einer Kämmwalze
senkrechte Seitenansicht eines Kreiskamms mit mehreren Kammsegmenten,
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2 eine
schematische Darstellung einer Abwicklung eines erfindungsgemäßen Kammsegments
in einer ersten Ausführungsform
und
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3 eine
zu 2 ähnliche
Darstellung einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kammsegments.
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Ein
in 1 dargestellter Kreiskamm 1 weist eine
hohlzylindrische Kämmwalze 2 mit
einer Drehachse 3 auf. An der Kämmwalze 2 sind in Drehrichtung 4 insgesamt
zehn Kammsegmente 5 angebracht. Die Kammsegmente 5 legen
mit ihrer axialen Ausdehnung parallel zur Drehachse 3 einen
Kämmbereich
des Kreiskamms 1 fest. Jedes Kammsegment 5 umfasst
eine Mehrzahl identischer gestanzter Kammelemente 6, die
im Wesentlichen in Richtung der Drehachse 3 hintereinander
aufgereiht sind, wobei jedes Kammelement 6 mehrere Zähne 7 aufweist. Die
Kammelemente 6 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
zu einem so genannten Riegel vormontiert und an der Kämmwalze 2 durch
Klemmen befestigt. Alternativ können
die Riegel auch durch Schrauben mit der Kämmwalze 2 verbunden
sein. Es ist auch möglich
die Kammelemente 6 nicht vorzumontieren, sondern in einer
gruppierten Anordnung direkt auf die Kämmwalze 2 aufzusetzen
und mit dieser zu verkleben.
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Ein
Kammsegment 5 ist gemäß 2 abgewickelt
entlang der Drehrichtung 4 um die Drehachse 3 der
Kämmwalze 2 schematisch
dargestellt. Das Kammsegment 5 umfasst mehrere in Richtung
der Drehachse 3 nebeneinander angeordnete Zahnreihen 6,
wobei zwischen zwei benachbarten Zahnreihen 6 jeweils ein
Abstandshalter mit einer Scheibendicke angeordnet ist, wobei die
Scheibendicken der Abstandshalter variieren. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die Zahnreihen als separate Zahnscheiben 6 und die
Abstandshalter als gesonderte Bauteile in Form von zahnlosen Zwischenscheiben 8, 9 ausgebildet.
Es ist möglich,
zwei Zahnscheiben 6 direkt nebeneinander, d. h. ohne eine
Zwischenscheibe 8, 9 auf dem Riegel 5 anzuordnen.
Anstelle der dickeren Zwischenscheibe 9 können auch
zwei oder mehrere dünne
Zwischenscheiben 8 zwischen den Zahnscheiben 6 angeordnet
sein.
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Die
Zahnscheiben 6 weisen in einer Reihenumfangsrichtung 10 einundzwanzig
nebeneinander angeordnete Zähne 7 auf.
Die Anzahl der Zähne 7ist dabei
aber nur beispielhaft zu verstehen. Durch eine Drehung des Kammsegments 5 mit
den Zahnscheiben 6 um die Drehachse 3 wird eine
Umlaufrichtung der Zähne 7 festgelegt,
die mit der Drehrichtung 4 der Kämmwalze 2 identisch
ist. Die Zahnscheiben 6 sind bezogen auf die Drehachse 3 schräg angeordnet,
so dass die Reihenumfangsrichtung 10 und die Drehrichtung 4 einen
Anstellwinkel α einschließen. Der Anstellwinkel α ist größer als
4° und liegt
insbesondere zwischen 6° und
10°. Bei
der gezeigten Ausführungsform
beträgt α = 8°.
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Zahnreihenabstände D1,
D2 zwischen zwei benachbarten Zahnscheiben 6 werden durch
die zwischen den Zahnscheiben 6 angeordneten Zwischenscheiben 8, 9 festgelegt.
Die Zahnreihenabstände D1,
D2 variieren bei dem in 2 dargestellten Kammsegment 5 zyklisch
infolge der unterschiedlichen Dicken der Zwischenscheiben 8, 9.
Bei der in der 2 gezeigten Ausführungsform
des Kammsegments 5 betragen die Zahnreihenabstände D1 = 0,1
mm und D2 = 0,3 mm, so dass ein Verhältnis der beiden Zahnreihenabstände D2/D1
= 3 vorliegt. Die Zahnreihenabstände
D1 und D2 entsprechen dabei den Dicken der Zwischenscheiben 8 bzw. 9.
Die Dicken der Zahnscheiben 6 betragen bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
jeweils 0,3 mm. Bei nicht dargestellten alternativen Ausgestaltungen
können auch
mehr als zwei verschiedene Zahnreihenabstände vorgesehen sein und/oder
mehrere aufeinanderfolgende Zahnscheiben 6 in dem engen
Zahnreihenabstand D1 angeordnet sein, ehe ein großer Zahnreihenabstand
D2 folgt. Auch bei diesen alternativen Ausgestaltungen wiederholt
sich die Abfolge der variierenden Zahnreihenabstände insbesondere zyklisch.
Die in 2 gezeigte zyklische Abfolge eines engen Zahnreihenabstandes
D1 und eines weiten Zahnreihenabstandes D2 lässt sich besonders gut reinigen,
da der weite Zahnreihenabstand D2, der einen Eingriff von Borsten
einer Reinigungsbürste
in die zwischen den Zähnen 7 benachbarter
Zahnscheiben 6gebildeten- Zwischenräume ermöglicht oder begünstigt,
relativ häufig
vorkommt.
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In
der Reihenumfangsrichtung 10 sind die Zähne 7 einer Zahnscheibe 6 gleichmäßig beabstandet
angeordnet, d. h. in Reihenumfangsrichtung 10 gemessene
Umfangsabstände
d1, d2 zwischen zwei benachbarten Zähnen 7 einer Zahnscheibe 6 sind überall gleich
groß.
Bei dem in 2 gezeigten Kammsegment 5 sind
beispielhaft längs
einer der Zahnscheiben 6 jeweils einundzwanzig Zähne 7 angeordnet.
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In
Folge der zyklisch variierenden Anordnung der Zahnscheiben 6 und
der Zwischenscheiben 8, 9 wird ein Scheibensatz 11 gebildet,
der sich bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 aus
der Hintereinanderanordnung einer ersten Zahnscheibe 6, einer
dünnen
Zwischenscheibe 8, einer zweiten Zahnscheibe 6 und
einer dicken Zwischenscheibe 9 zusammensetzt. Das Kammsegment 5 umfasst
mehrere solcher in Richtung der Drehachse 3 hintereinander
angeordneter Scheibensätze 11.
Jeder Scheibensatz 11 weist in Richtung der Drehachse 3 eine Satzstärke S auf.
Es ist auch möglich,
dass der Scheibensatz 11 zwei Zahnscheiben 6 und
nur eine Zwischenscheibe 8 aufweist. Weiterhin wird durch den
Scheibensatz 11 und eine zu kämmende Faser 12 eine
in Drehrichtung 4 gemessene Satzübergangslänge b bestimmt, indem die Satzübergangslänge b als
die Länge
entlang der Drehrichtung 4 festgelegt ist, innerhalb derer
die zu kämmende
Faser 12, die ebenfalls parallel zur Drehrichtung 4 verläuft, während eines
Kämmvorganges
in Folge des Anstellwinkels α die
Satzstärke
S durchläuft.
Die Zahnscheibenlänge
B ist die in die Drehrichtung 4 projizierte Länge der
schräg
gestellten Zahnscheiben 6. Eine durchschnittliche Zahneingriffszahl
A, die die Anzahl von Zahneingriffen des Kammsegments 5 in die
zu kämmende
Faser 12 während
eines Kämmvorganges
beschreibt, ist als das Verhältnis
der Zahnscheibenlänge
B zu der Satzübergangslänge b definiert.
Mit dem geometrischen Zusammenhang der Satzübergangslänge b und der Satzstärke S eines
Scheibensatzes 11 mittels des Anstellwinkels α gemäß b = S/(tanα) ergibt
sich für
die theoretische durchschnittliche Zahneingriffszahl A = (B tanα)/S. Die
durchschnittliche Zahneingriffszahl A beträgt für das erfindungsgemäße Kammsegment 5 mehr
als 1,3 und liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 2 und 5.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
des Kammsegments 5 beträgt
die Zahneingriffszahl A = 1,5.
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Eine
spezifische Zahndichte ist durch eine Anzahl von Zähnen 7 bezogen
auf eine Mantelfläche 13 festgelegt.
Allgemein gilt, dass die Kämmwirkung des
Kammsegments 5 umso höher
ist, desto größer die
spezifische Zahndichte ist. Da während
eines Kämmvorgangs
die Spitzen der Zähne 7 mit
den Fasern 12 in Eingriff gebracht werden, wird die spezifische
Zahndichte auch als Spitzendichte bezeichnet. Das in 2 dargestellte
Kammsegment 5 weist eine mittlere spezifische Zahndichte,
d. h. eine Anzahl von Zähnen 7 aller
Zahnscheiben 6 bezogen auf die Mantelfläche 13 des gesamten
Kammsegments 5, von 1,72 Zähne/mm2 auf.
Bei einer alternativen Ausführungsform
des Kammsegments mit D1 = 0,1 mm und D2 = 0,4 mm beträgt die durchschnittliche
spezifische Zahndichte 1,52 Zähne/mm2. In dem Bereich der Zahnscheiben 6,
die von der Zwischenscheibe 8 mit der geringeren Dicke
getrennt zueinander und benachbart angeordnet sind, ist die spezifische
Zahndichte bereichsweise auf der Mantelfläche 13 des Kammsegments 5 höher. Die
in diesen Bereichen gegebene maximale spezifische Zahndichte beträgt mindestens
1,7 Zähne/mm2 und insbesondere 1,8 bis 2,5 Zähne/mm2. Bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
beträgt
die maximale spezifische Zahndichte 2,1 Zähne/mm2.
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Während eines
Kämmvorganges
werden mehrere parallel zueinander in Drehrichtung 4 laufende
Fasern 12 von den Zähnen 7 des
Kammsegments 5 eingezogen. Dabei kann eine Faser 12 in Abhängigkeit
ihrer Position entlang der Drehachse 3 dem Zahn 7 ausweichen,
so dass eine lokale Umlenkung der Faser 12 um den Zahn 7 erfolgt.
Darüber
hinaus kann die Faser 7, ohne von der Faserrichtung abzuweichen,
zwischen zwei Zähnen 7 hindurchgezogen
werden. Dabei passiert die Faser 12 nach dem Zahneingriff
und in Folge der Schrägstellung
der Zahnscheiben 6 die dickere Zwischenscheibe 9. Während sich
die Faser 12 über
der zahnlosen Zwischenscheibe 9 befindet, liegen kein Zahneingriff
und damit keine Kämmwirkung
vor. Aufgrund der Schrägstellung
der Zahnscheiben 6 kommt es zu einem erneuten Eingriff
einer benachbarten Zahnscheibe 6 mit der Faser 12 auf
dem Kammsegment 5. In 2 sind die
verschiedenen Bereiche mit niedriger und hoher Kämmwirkung anhand von gestrichelt
dargestellten Rechtecken B1 bzw. B2 dargestellt. In dem Bereich
B1 liegt keine oder nur eine geringe Kämmwirkung vor, da kein oder
nur vereinzelt ein Eingriff der Zähne 7 in die Fasern 12 stattfindet,
wohingegen der Bereich B2 eine hohe Kämmwirkung aufweist, die durch
die hier vergleichsweise hohe Eingriffszahl der Zähne 7 in
die Fasern 12 verursacht ist. Während des Kämmvorgangs durchläuft eine
zu kämmende
Faser 12 ggf. mehrere solcher Bereiche B1 und B2 mit geringer
bzw. hoher Kämmwirkung
in abwechselnder Reihenfolge. Es resultiert also eine vorteilhafte
intermittierende Kämmwirkung.
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3 zeigt
in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine weitere
Ausführungsform
eines Kammsegments 5. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Das
Kammsegment 5 nach 3 entspricht demjenigen
nach 2, wobei als Abstandshalter ebenfalls eine Zwischenscheibe 9a verwendet
wird, die gegenüber
der Zwischenscheibe 9 nach 2 eine größere Dicke
aufweist und damit der Zahnreihenabstand D2 zwischen zwei benachbarten
Zahnscheiben 6a vergrößert ist.
Der Zahnreihenabstand D2 beträgt
0,6 mm. Das Verhältnis
der zwei verschiedenen Zahnscheibenabstände D1, D2 zueinander ist größer als
bei dem Kammsegment 5 gemäß 1 und beträgt 6.
Es sind auch noch größere Werte
für das
Verhältnis
der Zahnscheibenabstände
D1, D2 zueinander möglich.
Ebenso ist aber ein Ausführungsbeispiel
möglich,
bei dem die gleiche Zwischenscheibe 9 mit einer Dicke von
0,3 mm wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 vorgesehen
wird. Bei dem in 3 gezeigten Kammsegment 5 beträgt der Anstellwinkel α = 10°. Entlang
der Zahnscheiben 6a sind jeweils zehn Zähne 7 angeordnet.
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Weiterhin
sind bei dem in 3 dargestellten Kammsegment 5 die
Zähne 7 auf
den Zahnscheiben 6a jeweils paarweise angeordnet, so dass
die in Reihenumfangsrichtung 10 gemessenen Umfangsabstände d1,
d3 zwischen zwei benachbarten Zähnen 7 verschieden
sind. Es ist auch möglich,
die Zähne 7 auf
einer nicht dargestellten Zahnscheibe in der Reihenumfangsrichtung 10 in
Gruppen von drei oder mehreren Zähnen 7 anzuordnen.
Dementsprechend ist der Umfangsabstand d1 zwischen zwei Zähnen 7 eines
Zahnpaares bzw. einer Zahngruppe jeweils kleiner als der Umfangsabstand
d3 zwischen zwei Zähnen 7 unterschiedlicher
Zahnpaare bzw. Zahngruppen. Aufgrund dieser gruppierten Anordnung
der Zähne 7 können die
anhand des Ausführungsbeispiels
gemäß 2 erläuterten
Bereiche B1 und B2 mit geringer bzw. hoher Kämmwirkung noch ausgeprägter eingestellt
und vorgegeben werden.
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Bei
einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kammsegments
ist ein Abstandshalter einstückig
mit den Zähnen
einer Zahnreihe verbunden. Dabei ist der Abstandshalter als seitlicher
Ansatz an einem die Zähne einer
Zahnreihe tragenden Fußbereich
eines Kammelementes ausgebildet. Der seitliche Ansatz kann beispielsweise
durch Prägen,
Schleifen oder anderen Formgebungsverfahren aus einem Stück hergestellt
werden. Dadurch ist es möglich,
Zwischenscheiben zu vermeiden und die Bauteileanzahl für ein Kammsegment
zu reduzieren.
