DE19528976A1 - Sägezahndraht für Ganzstahlgarnituren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sägezahndraht für Ganzstahl­ garnituren mit einem von einer im wesentlichen ebenen oder die Form eines Kreiszylindermantelausschnitts aufweisenden Draht­ basis ausgehenden Fuß und einem daran anschließenden, mit Sägezähnen versehenen, sich ausgehend vom Fuß zu den Zahnspit­ zen stetig verjüngenden Blatt.

Sägezahndrähte dieser Art werden bei der Verarbeitung von Textilfasern eingesetzt. Dazu werden sie beispielsweise wen­ delförmig auf einen kreiszylinderförmigen Träger eines Tam­ bours oder einer Abnehmerwalze einer Karde aufgezogen. Ferner finden derartige Sägezahndrähte auch beim Offen-End-Spinnver­ fahren als Ganzstahlgarnituren für Auflösewalzen Anwendung.

In den genannten Anwendungsgebieten haben Sägezahndraht Ganzstahlgarnituren als Faserführungselemente fast vollständig die zuvor verwendeten, aus einzelnen in einem elastischen Trägermaterial gehaltenen Nadeln bestehenden Garnituren ver­ drängt. Das ist im wesentlichen auf die vergleichsweise einfa­ che Herstellbarkeit sowie die hohe Haltbarkeit von Ganzstahl­ garnituren zurückzuführen.

Ein Beispiel üblicherweise zur Herstellung von Ganzstahl­ garnituren eingesetzter Sägezahndrähte wird nachstehend anhand der Fig. 3 erläutert. Hinsichtlich der im folgenden gewählten Bezeichnungen wird auf die Internationale Norm ISO 5234 ver­ wiesen. Wie besonders deutlich der Fig. 3a zu entnehmen ist, bestehen herkömmliche Sägezahndrähte 200 aus einem von einer im wesentlichen ebenen Drahtbasis 212 ausgehenden Fuß 210 und einem daran anschließenden mit Zähnen 222 versehenen Blatt 220. Der Fuß 210 ist dabei zum Ermöglichen des Aufziehens des Sägezahndrahtes auf einem Träger üblicherweise aus einem ver­ formbaren Metall gebildet, während das Blatt 220 zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit aus kaum verformbarem, gehärtetem Stahl gebildet wird. Zum Erleichtern des Aufziehens derartiger Sägezahndrähte auf einen walzenförmigen Träger können sie be­ reits bei ihrer Herstellung vorgebogen werden. Dann weist die Drahtbasis 212 die Form eines Kreiszylindermantel-Ausschnitts auf.

Wie der Fig. 3b zu entnehmen ist, wird der Fuß 210 von zwei sich senkrecht zur Drahtbasis 212 erstreckenden Fußflan­ ken 214 und 216 begrenzt. Das Blatt 220 wird von zwei Blatt­ flanken 226 und 228 begrenzt, wobei die Blattflanke 226 kopla­ nar zur Fußflanke 214 verläuft, während die Blattflanke 228 einen spitzen Winkel β mit einer senkrecht zur Drahtbasis 212 verlaufenden Ebene 224 einschließt. Dadurch wird erreicht, daß sich das Blatt 220 ausgehend vom Fuß 210 zu den Spitzen der Zähne 222 stetig verjüngt, um so das im wesentlichen im Be­ reich der Spitzen der Zähne 222 liegende, zur Bearbeitung der Fasern zur Verfügung stehende Volumen zwischen den einzelnen aneinander anliegenden Sägezahndrahtabschnitten einer Ganz­ stahlgarnitur ohne unerwünschte Beeinträchtigung der Querstei­ figkeit, d. h. der Steifigkeit bei Beanspruchungen in einer senkrecht zur Blattflanke 226 verlaufenden Richtung des Blat­ tes 220 zu erhöhen.

Wenngleich mit Sägezahndrähten der unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläuterten Art die vorstehend angesprochenen Vorteile einer vergleichsweise einfachen Herstellbarkeit und hohen Ver­ schleißfestigkeit erreichbar sind, hat es sich gezeigt, daß sie hinsichtlich ihrer Faserführungseigenschaften noch verbes­ serungsfähig sind. Beispielsweise ist beim Einsatz herkömmli­ cher Sägezahndrähte als Ganzstahlgarnitur für den Tambour ei­ ner Karde zu beobachten, daß eine vergleichsweise große Menge an Fasern über mehrere Umdrehungen mit der Garnitur mitgeführt wird. Das gleiche ist bei mit herkömmlichen Ganzstahl­ garnituren versehenen Auflösewalzen zu beobachten.

Angesichts der vorstehend erläuterten Probleme im Stand der Technik besteht die Aufgabe dieser Erfindung in der Be­ reitstellung eines Sägezahndrahtes für Ganzstahlgarnituren mit dem neben einer hohen Verschleißfestigkeit auch noch eine einen hohen Faserfluß gewährleistende Faserführung erreichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, Sägezahn­ drähte der eingangs angegebenen Art mit einem zumindest im Be­ reich der Sägezähne spiegelsymmetrisch bezüglich einer senk­ recht zur Drahtbasis verlaufenden Ebene gebildeten Blatt zu versehen.

Bei einer durch wendelförmiges Aufziehen derartiger Säge­ zahndrähte auf einen walzenförmigen Träger gebildeten Ganz­ stahlgarnitur ist zwischen den mit Zähnen versehenen Blattab­ schnitten benachbarter Sägezahndrahtabschnitte ein bezüglich einer senkrecht zur Walzenachse verlaufenden Ebene symmetri­ scher Raum zur Aufnahme zu bearbeitender Fasern gebildet. Die durch das wendelförmige Aufziehen der Sägezahndrähte hervorge­ rufene geringfügige Abweichung von dieser symmetrischen Anord­ nung wird im folgenden vernachlässigt. Durch die symmetrische Anordnung des Bearbeitungsraums wird eine Minimierung der zwi­ schen den Fasern innerhalb dieses Raumes bei einer Drehung der Walze um die Walzenachse auftretenden Scherkräfte erreicht. Folglich kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Sägezahndrahtes auch eine Verminderung der von diesen Scher­ kräften hervorgerufenen und den Faserfluß hemmenden Kräuselung der Fasern innerhalb des Bearbeitungsraumes erreicht werden. Insgesamt ergibt sich somit ein verbesserter Faserfluß, bei dem weniger Fasern über mehrere Umdrehungen der Walze mitge­ führt werden. Dieser Vorteil ist besonders bei kleinen Walzen­ durchmessern und speziell bei Auflösewalzen zu erkennen.

Zur Vergrößerung des zwischen den Blattabschnitten einan­ der benachbarter Sägezahndrahtabschnitte zur Verfügung stehen­ den Bearbeitungsraums ist insbesondere bei zum Beziehen glat­ ter Walzen gedachten Sägezahndrähten die Blattbreite am Fuß geringer als die Fußbreite. Dadurch kann auch das Einklemmen einzelner Fasern im Fußbereich verhindert werden.

Zur Vereinfachung der Herstellung erfindungsgemäßer Säge­ zahndrähte ist es besonders vorteilhaft, wenn auch der Fuß im wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Drahtbasis verlaufenden Ebene gebildet ist.

Insbesondere beim Einsatz erfindungsgemäßer Sägezahn­ drähte mit einer geringen Fußhöhe ist es zur Erhöhung der Querbelastbarkeit, d. h. der Belastbarkeit bei Beanspruchungen in einer parallel zur Walzenachse verlaufenden Richtung, dar­ aus gebildeter Ganzstahlgarnituren zweckmäßig, wenn der Fuß eine senkrecht zur Drahtbasis verlaufende Flußflanke aufweist.

Bei derartigen Sägezahndrähten kann das Verhältnis der Gesamthöhe des Drahtes zur Fußhöhe unter Beibehaltung einer ausreichenden Querbelastbarkeit daraus gebildeter Ganzstahl­ garnituren 5,7 oder größer sein. Sägezahndrähte mit einem der­ artig großen Verhältnis der Gesamthöhe des Drahtes zur Fußhöhe werden insbesondere als Garnitur für Abnehmerwalzen einer Karde eingesetzt. Zur Verbesserung der Faserübertragung vom Tambour auf die Abnehmerwalze beträgt die Blattbreite der zum Bilden der Abnehmerwalzengarnitur vorgesehenen Sägezahndrähte an der Zahnspitze vorteilhafterweise 0,12 ± 0,02 mm oder weni­ ger. Eine derartig geringe Blattbreite an der Zahnspitze kann bei erfindungsgemäßen Sägezahndrähten mit einem Verhältnis der Gesamthöhe des Drahtes zur Fußhöhe von 5,7 oder mehr verwirk­ licht werden, weil durch die symmetrische Bildung des Blattes eine Erhöhung der Quersteifigkeit erreicht wird.

Bei einer besonders bevorzugten zum Herstellen einer Gar­ nitur für eine Abnehmerwalze einer Karde gedachten Ausfüh­ rungsform der Erfindung weist die senkrecht zur Drahtbasis verlaufende Fußflanke eine Höhe von 0,7 mm auf, während die Zahneinschnittiefe 3 mm beträgt.

Neben den bisher erläuterten Vorteilen ermöglichen lassen sich die erfindungsgemäßen Sägezahndrähte aufgrund ihres sym­ metrischen Blattes eine einfache Montage als Ganzstahlgarni­ tur.

Insbesondere beim Einsatz erfindungsgemäßer Sägezahn­ drähte mit einer geringen Zahneinschnittiefe als Ganzstahlgar­ nitur für den Tambour einer Karde ist auch daran gedacht, daß der Fuß eine einen spitzen Winkel mit der Drahtbasis ein­ schließende Fußflanke aufweist. Derartige Sägezahndrähte las­ sen sich beispielsweise unter Verwendung eines Kaltwalzprofi­ lierungsverfahren besonders einfach herstellen, wenn die einen spitzen Winkel mit der Drahtbasis einschließende Fußflanke ko­ planar zur daran anschließenden Blattflanke verläuft.

Zum Beziehen von glatten Trägerwalzen mit derartigen Sä­ gezahndrähten weist der Fuß vorteilhafterweise zwei parallel zueinander verlaufende Fußflanken auf. Dadurch kann die Flä­ che, an der die Fußabschnitte benachbarter Sägezahndrahtab­ schnitte aneinander abstützen können, zur Verbesserung der Querstabilität der Garnitur erhöht werden.

Zur Herstellung einer Garnitur für den Tambour einer Karde beträgt das Verhältnis der Gesamthöhe des Drahtes zur Fußhöhe vorteilhafterweise weniger als 2.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, auf die hinsichtlich aller in der Beschreibung nicht näher herausgestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, er­ läutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Sägezahndraht gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Sägezahndraht gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Erfindung und

Fig. 3 einen Sägezahndraht für Ganzstahlgarnituren nach dem Stand der Technik.

In der Fig. 1 ist ein zur Herstellung einer Ganzstahlgar­ nitur für eine Abnehmerwalze einer Karde vorgesehener Säge­ zahndraht dargestellt. Wie der Fig. 1a zu entnehmen ist, be­ steht der Sägezahndraht 1 im wesentlichen aus einem von einer Drahtbasis 12 ausgehenden Fuß 10 und einem daran anschließen­ den Blatt 20. Das Blatt 20 ist mit bogenzahnartigen, d. h. mit eine gekrümmte Zahnbrust aufweisenden Sägezähnen 22 versehen. Durch die gekrümmte Zahnbrust der Zähne 22 wird eine gleichmä­ ßige Verteilung der zu bearbeitenden Fasern über die gesamte Zahneinschnittiefe c erreicht. Das hat eine Erhöhung der Ver­ schleißfestigkeit des Sägezahndrahtes 1 zum Ergebnis. Ferner führt die Ausführung des Sägezahndrahtes 1 mit bogenzahnarti­ gen Sägezähnen 22 zu einer verringerten Ansammlung von Nissen oder Schalen im Bereich der Zahnfüße und Verbesserung des Fa­ sertransfers zwischen Trommel und Abnehmer.

Wie aus Fig. 1b hervorgeht, verjüngt sich das Blatt 20 ausgehend vom Fuß 10 stetig bis zu den Zahnspitzen 23. Dazu ist das Blatt 20 spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Drahtbasis 12 verlaufenden Ebene 24 gebildet. Durch diese Ausbildung, bei der die Blattflanken 26 und 28 jeweils einen Winkel von γ/2 mit der Ebene 24 einschließen, wird eine Annä­ herung der Ganzstahlgarnitur an die symmetrische Nadelgarnitur erreicht. Das hat eine gute Faserführung und daher auch einen guten Faserfluß zum Ergebnis.

Wie weiterhin der Fig. 1b zu entnehmen ist, besitzt der Fuß 10 zwei senkrecht zur Drahtbasis 12 verlaufende Fußflanken 14 und 16. Dadurch wird erreicht, daß selbst bei einer Höhe b der senkrecht zur Drahtbasis 12 verlaufenden Fußflanke 16 von nur 0,7 mm eine genügend hohe Querstabilität einer auf einen Walzenkörper aufgezogenen, aus dem Sägezahndraht 1 gebildeten Ganzstahlgarnitur, bei der die senkrecht zur Drahtbasis 12 verlaufende Fußflanke 14 eines Drahtabschnitts an der senk­ recht zur Drahtbasis 12 verlaufende Fußflanke 16 eines benach­ barten Drahtabschnitts anliegt, erreicht wird. Diese Quersta­ bilität kann bei der Verwendung des Sägezahndrahtes 1 selbst dann erreicht werden, wenn das Verhältnis der Gesamthöhe a des Sägezahndrahtes 1 zur Höhe b der senkrecht zur Drahtbasis 12 verlaufenden Fußflanke 16 einen Wert von mindestens 5,7 an­ nimmt. Ein derartig großes Verhältnis der Gesamthöhe des Drahtes zur Fußhöhe gestattet ohne unnötig großen Materialauf­ wand die Bildung von Zähnen 22 mit einer Zahneinschnittiefe c von 3 mm oder mehr.

Durch die symmetrische Ausbildung des Blattes 20 kann selbst bei einer derartig großen Blatteinschnittiefe eine ge­ nügend hohe Quersteifigkeit der Zähne 22 erreicht werden. Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der der zwischen den Zahnflanken 26 und 28 eingeschlossene Winkel γ etwa 9° be­ trägt, wird selbst dann noch eine genügend hohe Quersteifig­ keit der Zähne 22 erhalten, wenn die Blattbreite d an der Zahnspitze lediglich 0,12 ± 0,02 mm oder sogar weniger be­ trägt.

Wie der vorstehenden Erläuterung zu entnehmen ist, ist mit Sägezahndrähten der in den Fig. 1a und 1b dargestellten Art eine genügend hohe Querstabilität und Quersteifigkeit der Zähne 22 aufweisende Ganzstahlgarnitur für die Abnehmerwalze einer Karde bei gleichzeitiger Minimierung der dafür erforder­ lichen Materialmenge und Sicherstellung eines zufriedenstel­ lenden Materialflusses während der Faserbearbeitung her­ stellbar.

Sägezahndrähte der unter Bezugnahme auf die Fig. 1a und 1b beschriebenen Art sind beispielsweise mittels eines Kalt­ walzprofilierungsverfahrens herstellbar, bei dem sowohl die Walzunterlage als auch die Walzoberlage profiliert ist. Eine Vereinfachung der Herstellung von Sägezahndrähten mit einem symmetrisch ausgebildeten Blatt 20 wird erhalten, wenn auch der Fuß 10 symmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Drahtba­ sis 12 verlaufenden Ebene 24 gebildet ist. Eine Schnittansicht derartiger Sägezahndrähte ist in Fig. 1c dargestellt. Der in dieser Figur dargestellte Sägezahndraht entspricht im wesent­ lichen dem anhand der Fig. 1a und 1b erläuterten Sägezahn­ draht. Er ist lediglich mit einem ebenfalls symmetrisch zur senkrecht zur Drahtbasis 12 verlaufenden Ebene 24 ausgebilde­ ten Fuß 10 versehen. Daher kann der in Fig. 1c dargestellte Sägezahndraht mittels eines symmetrisch ausgebildete Unterla­ genwalzen und Oberlagenwalzen einsetzenden Kaltwalzprofilie­ rungsverfahren hergestellt werden.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines Axialschnitts einer auf einer Trägerwalze aufgezogenen, aus einem erfindungsgemä­ ßen Sägezahndraht gebildeten Garnitur eines Tambours einer Karde dargestellt. Der zur Bildung der Garnitur wendelförmig auf die Walze aufgezogene Sägezahndraht 100 besteht aus einem von der im wesentlichen ebenen Drahtbasis 112 ausgehenden Fuß 110 mit einer Höhe b und einem Blatt 120, wobei das Verhältnis der Gesamthöhe a zur Fußhöhe b deutlich größer als 2 ist.

Die Fußflanken 114 und 116 verlaufen parallel zueinander und schließen jeweils einen spitzen Winkel α mit der Drahtba­ sis 112 ein. Das symmetrisch zu einer senkrecht zur Drahtbasis 112 verlaufenden Ebene 124 ausgebildete Blatt 120 weist eine koplanar zur Fußflanke 114 verlaufende Blattflanke 126 auf, d. h. es gilt die Beziehung α gleich 90° minus γ/2, wobei γ der zwischen den Zahnflanken 126 und 128 eingeschlossene Winkel ist.

Derartig ausgebildete Sägezahndrähte können mittels eines eine ebene Unterlagenwalze verwendenden Kaltwalzprofi­ lierungsverfahrens hergestellt werden. Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Zeichnung erläuterten Ausgangsbeispiele be­ schränkt. Vielmehr ist auch daran gedacht, erfindungsgemäße Sägezahndrähte mit einem verriegelten oder verketteten Fuß zu versehen. Ferner können erfindungsgemäße Sägezahndrähte auch zur Herstellung von Garnituren von Auflösewalzen eingesetzt werden. Dabei ergeben sich ebenfalls die vorstehend erläu­ terten Vorteile hinsichtlich einer verbesserten Faserführung und eines verbesserten Faserflusses.

Claims (13)

1. Sägezahndraht (1, 100) für Ganzstahlgarnituren mit einem von einer im wesentlichen ebenen oder die Form eines Kreiszylindermantelausschnitts aufweisenden Drahtbasis (1; 112) ausgehenden Fuß (10; 110) und einem daran an­ schließenden mit Sägezähnen (22) versehenen, sich ausge­ hend vom Fuß (10; 110) zu den Zahnspitzen (23) stetig verjüngenden Blatt (20; 120), dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (20, 120) zumindest im Bereich der Sägezähne (22) spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur Drahtbasis (12, 112) verlaufenden Ebene (24, 124) gebil­ det ist.

2. Sägezahndraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattbreite am Fuß (10) geringer ist als die Fuß­ breite.

3. Sägezahndraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fuß (10) im wesentlichen spiegelsymme­ trisch bezüglich einer senkrecht zur Drahtbasis (12) ver­ laufenden Ebene (24) gebildet ist.

4. Sägezahndraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (10) eine senkrecht zur Drahtbasis (12) verlaufende Fußflanke (14, 16) aufweist.

5. Sägezahndraht nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamthöhe (a) des Sägezahndrahtes zur Höhe der senkrecht zur Drahtbasis verlaufenden Fuß­ flanke (16) mindestens 5,7 beträgt.

6. Sägezahndraht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattbreite (d) an der Zahnspitze (23) 0,1 mm oder weniger beträgt.

7. Sägezahndraht nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die senkrecht zur Drahtbasis (12) verlau­ fende Fußflanke (b) eine Höhe von 0,7 mm aufweist und die Zahneinschnittiefe (c) 3 mm beträgt.

8. Sägezahndraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fuß (110) eine einen spitzen Winkel (α) mit der Drahtbasis (112) einschließende Fußflanke (114, 116) aufweist.

9. Sägezahndraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen spitzen Winkel (a) mit der Drahtbasis (112) einschließende Fußflanke (114) koplanar zur daran an­ schließenden Blattflanke (126) verläuft.

10. Sägezahndraht nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fuß (110) zwei parallel zueinander ver­ laufende Fußflanken (114, 116) aufweist.

11. Sägezahndraht nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamthöhe des Sä­ gezahndrahtes (a) zur Fußhöhe (b) weniger als 2 beträgt.

12. Verwendung eines Sägezahndrahtes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Ganzstahlgarnitur für eine Abnehmerwalze ei­ ner Karde.

13. Verwendung eines Sägezahndrahtes nach einem der Ansprüche 8 bis 11 als Ganzstahlgarnitur für einen Tambour einer Karde.