DE3501876C3 - Garnitur einer Auflösewalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Garnitur einer Auflösewalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Ausbildung der Garnitur einer Auflösewalze hat einen erheb­ lichen Einfluß auf die Qualität des Offenend-Spinnens. Mittels der Garnitur der Auflösewalze wird ein als Faserband zugeführtes Fasermaterial zu Einzelfasern aufgelöst, die dann weiter zu dem Spinnorgan transportiert werden. Durch die Garnitur der Auflösewalze muß einerseits erreicht werden, daß das Fasermate­ rial möglichst vollständig zu Einzelfasern aufgelöst wird, wo­ bei jedoch darauf geachtet werden muß, daß die Fasern so wenig wie möglich geschädigt werden, insbesondere gekürzt werden. Die Garnitur der Auflösewalze hat außerdem die Aufgabe, in dem Fa­ sermaterial vorhandene Verunreinigungen von den Fasern zu tren­ nen und aus dem Transportweg abzuschleudern. Ferner muß die Garnitur so ausgebildet sein, daß die Fasern sich nach einem vorgegebenen Weg entlang des Umfangs der Auflösewalze von die­ ser lösen können, so daß sie vorzugsweise über einen Faserkanal zu dem Spinnorgan transportiert werden können.

In der Praxis werden neben Garnituren aus Nadeln vorwiegend Garnituren aus Zähnen eingesetzt, die in mehreren in Umfangs­ richtung spiralig verlaufenden Reihen aufeinanderfolgend ange­ ordnet sind und deren Zahnbrüste im Bereich der Zahnfüße mit einer Rundung an den Zahnrücken des jeweils vorausgehenden Zah­ nes anschließen. Die Zähne der bekannten Garnituren besitzen geradlinig verlaufende Zahnbrüste und Zahnrücken, wobei die Zahnbrüste abhängig von dem zu verarbeitenden Fasermaterial eine Neigung zur Radialebene, den sogenannten Brustwinkel, von etwa 12° bis 30° aufweisen. Derartige Zähne dringen relativ schonend beim ersten Eingriff in das Fasermaterial ein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Zähne insbesondere im Bereich der Zahnfüße einem starken Verschleiß ausgesetzt sind. Die aus­ zukämmenden Fasern gleiten auf den Zahnbrüsten in die Nähe der Zahnfüße, wo die wesentliche Auskämmkraft ausgeübt wird. Bei diesen Garnituren tritt auch mitunter das Problem auf, daß Schmutzteilchen mit anhaftenden kurzen Fasern ebenfalls in den Bereich der Zahnfüße gleiten und nicht sofort abgeschleudert werden. Es besteht dann die Gefahr, daß sich diese Schmutzteil­ chen verspätet lösen, so daß sie über eine Abscheideöffnung hinweg mitgenommen werden und in das der Auflösewalze nachfol­ gende Spinnorgan gelangen.

Für Karden war ein Sägezahndraht bekannt (US 29 37 413), dessen Zähne eine gekrümmte Zahnbrust aufweisen, die im Bereich des Zahnfußes stufenlos, d. h. über eine Rundung, an den Zahnrücken des vorausgehenden Zahnes anschließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Garnitur der ein­ gangs genannten Art für eine Auflösewalze so auszugestalten, daß ihre Funktion verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 ge­ löst.

Durch diese Ausbildung wird einerseits der für ein schonendes Eindringen in das Fasermaterial günstige Brustwinkel ermög­ licht, während andererseits verhindert wird, daß die Fasern auf der Zahnbrust alle in den Bereich des Zahnfußes wandern. Das eigentliche Auskämmen der Fasern erfolgt somit über eine größe­ re Höhe der Zähne, so daß die Auskämmwirkung verbessert wird. Außerdem wird durch die Verteilung des Auskämmens auf eine größere Höhe verhindert, daß an einer bevorzugten Stelle ein hoher Verschleiß auftritt. Dadurch läßt sich die Lebensdauer der Garnitur erhöhen. Ferner wird erreicht, daß auch mit kurzen Fasern behaftete Schmutzteilchen nicht zu lange festgehalten werden, so daß sie rechtzeitig abgeschleudert werden. Des wei­ teren wird erreicht, daß sich die Fasern insgesamt leichter aus der Garnitur herausbewegen können, so daß die Ablösung der Fa­ sern an der Ablösestelle verbessert wird. Mit diesen Abmessungen ergibt sich bei den üblichen Dimensionen der Garnituren von Auflösewalzen ein besonders gutes Auflösevermögen. Außerdem wird erreicht, daß der Brustwinkel im Bereich der Zahnspitze über eine vorgegebene Länge konstant bleibt, was für das erst­ malige Eingreifen der Garnitur in das auszukämmende Fasermate­ rial von Vorteil ist.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 hat den Vorteil, daß ohne eine wesentliche Verstärkung der Zähne im Be­ reich der Zahnspitzen die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Zahnflanken vergrößert werden, so daß die Fasern von den Zähnen der Auflösewalze besser beschleunigt werden und eine höhere Geschwindigkeit erreichen. Dadurch wird der Streckungseffekt auf die Fasern verbessert. Diese Beschleunigung auf eine höhere Geschwindigkeit läßt sich erreichen, ohne daß die Drehzahl der Auflösewalze erhöht wird, was zu einer verstärkten Schädigung der Fasern führen würde.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine eine erfindungsgemäße Auflösewalze enthaltende Auflösevorrichtung für eine OE-Spinnvorrich­ tung und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Garnitur der Auf­ lösewalze der Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab und in einer in eine Ebene ausge­ streckten Darstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Auflöseeinrichtung enthält eine Auf­ lösewalze 1, die in nicht dargestellter Weise in einem Auflöse­ walzengehäuse 2 drehbar gelagert und in Richtung des Pfeiles 3 mit nicht dargestellten Antriebsmitteln angetrieben ist. Die Drehzahl der Auflösewalze 1 beträgt üblicherweise 5000 bis 8000 Umdrehungen pro Minute. Der Auflösewalze 1 ist eine wesentlich langsamer laufende Zuführwalze 4 vorgeschaltet, die in Richtung des Pfeiles 5 mit nicht dargestellten Antriebsmitteln mit einer Zuführgeschwindigkeit angetrieben ist. Der Zuführwalze 4 ist ein Zuführtisch 6 zugeordnet, der um eine Achse 7 verschwenkbar und mit nicht dargestellten federnden Mitteln gegen die Zuführ­ walze 4 angedrückt ist, mit welcher er eine Klemmlinie bildet. Auf dem Zuführtisch 6 stützt sich ein Einlauftrichter 8 ab, durch welchen das zu verspinnende Faserband 9 hindurch zuge­ führt wird. Das Faserband 9 wird von der Zuführwalze 4 zu der Auflösewalze 1 transportiert, die es zu einem Faserbart 10 mit ihrer Garnitur 11 unter Vereinzeln der Fasern 12 auskämmt, die über einen Faserzuführkanal 13 einem nicht dargestellten Spinn­ organ zugeführt werden, beispielsweise einem Offenend-Spinnro­ tor.

Das Auflösewalzengehäuse 2 umschließt die Auflösewalze 1 mit Führungsflächen. In dem Bereich nach der Zuführwalze 4 und dem mit einer Faserbartstütze versehenen Zuführtisch 6 ist in dem Auflösewalzengehäuse 2 eine Schmutzabscheideöffnung 14 vorgese­ hen, durch welche hindurch aus dem Faserbart 10 ausgekämmte Schmutzbestandteile des Fasermaterials abgeschleudert werden. Durch eine dem Zuführtisch 6 folgende Lufteinlaßöffnung 15 und durch die Schmutzabscheide­ öffnung 14 hindurch kann ein Luft­ strom angesaugt werden, der den Transport der Fasern 12 in dem Faserzuführkanal 13 bewirkt.

Die Garnitur 11 der Auflösewalze 1 sollte derart gestaltet sein, daß sie an der Stelle des ersten Eingriffes, d. h. im Be­ reich der Umlenkstelle an dem Zuführtisch 6, schonend in das Faserband 9 eindringt, ohne die noch zwischen der Zuführwalze 4 und dem Zuführtisch 6 geklemmt gehaltenen Fasern zu zerreißen. Dabei ist zu beachten, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwi­ schen der Garnitur 11 und dem zugeführten Faserband 9 sehr groß ist, d. h. die Garnitur 11 eine Geschwindigkeit in der Größen­ ordnung von 30 m/s aufweist, während dagegen das Faserband 9 eine praktisch unbeachtliche Geschwindigkeit aufweist. Nach dem ersten Eingriff muß das Auskämmen, bei welchem die Fasern von der Garnitur 11 mitgenommen und gestreckt werden, ebenfalls so durchgeführt werden, daß die einzelnen Fasern nicht gekürzt werden. Ferner soll bewirkt werden, daß in dem Faserband 9 ent­ haltene Verunreinigungen in der Abscheideöffnung 14 abgeschleu­ dert und nicht über diese hinaus mitgenommen werden, da sie sonst über den Faserzuführkanal 13 mit zu dem Spinnorgan ge­ langen. Ferner soll erreicht werden, daß sich nach der Abschei­ deöffnung 14 die Fasern 12 von der Garnitur 11 der Auflösewalze 1 lösen und in gestreckter Form in den Faserkanal 13 gelangen.

Es wurde gefunden, daß die vorstehend aufgeführten Forderungen von einer Garnitur 11 vorteilhaft erfüllt werden, wie sie im Prinzip in Fig. 2 dargestellt ist. Die Garnitur 11 besteht aus einer Vielzahl von Zähnen 16, die in mehreren spiralig, wellig oder schräg in Umfangsrichtung der Auflösewalze 1 verlaufenen Reihen hintereinander angeordnet sind. Jeder dieser Zähne 16 besitzt eine Zahnspitze 17, deren äußeres Ende durch ein Ab­ drehen abgenommen ist. An diese Zahnspitze 17 schließt sich als in Drehrichtung vordere Kante eine Zahnbrust 18 an, die im Bereich der durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Zahnfüße 19 in eine Rundung 20 übergeht, die dann an den Zahn­ rücken 23 des jeweils vorausgehenden Zahnes 16 anschließt. Die Zahnbrüste 18 besitzen eine in Drehrichtung 3 vorwärts geneigte Krümmung mit einem Krümmungsradius R1, der in dem Bereich von 2,5 mm bis 4,5 mm liegt. Bevorzugt werden Werte von etwa 3,5 mm für den Krümmungsradius R1. Die Krümmung mit dem Krümmungsradi­ us R1 erstreckt sich über eine Strecke zwischen den Stellen A und B der Zahnbrüste 18. Die Stelle A liegt etwa in einem Abstand von einem Millimeter oder weniger zu der Zahnspitze 17. Von dieser Stelle A aus verlaufen die Zahnbrüste 18 mit einem geradlinigen Abstand 22 nach außen bis zur Zahnspitze 17. Die­ ser geradlinige Abschnitt 22 schließt tangential an den eine konstante Krümmung aufweisenden Abschnitt 21 an. Die Stelle B befindet sich im Bereich der Zahnfüße 19 und ist die Stelle, an welcher der die Krümmung aufweisende Abschnitt 21 der Zahn­ brüste 18 an die Rundung 20 anschließt, die die Zahnbrüste 18 jeweils mit dem Zahnrücken 23 des vorausgehenden Zahns 16 ver­ bindet. Die Lage des Mittelpunktes für den Krümmungsradius R1 wird derart gewählt, daß die Zahnbrüste 18 mit einer durch die Zahnspitze 17 gelegten Radialebene einen Brustwinkel β1 bil­ den, der kleiner als 30° ist und bevorzugt in dem Bereich zwi­ schen 12° und 25° liegt. Der die Krümmung aufweisende Abschnitt 21 der Zahnbrüste 18 besitzt dabei in dem nach außen der Stelle B folgenden Bereich einen Brustwinkel β0 zwischen +5° und -5°. Bevorzugt wird die Ausbildung derart vorgenommen, daß der Brustwinkel β0 0° beträgt, d. h. der den Zahnfüßen zugewandte Anfang des Abschnittes 21 der Zahnbrüste 18 radial verläuft.

Die Rundungen 20 zwischen den Zahnbrüsten 18 und den Zahnrücken 23 besitzt einen Radius von etwa 0,15 mm bis 0,5 mm und vor­ zugsweise 0,35 mm. Die die Rundung 20 mit den Zahnspitzen 17 verbindenden Zahnrücken 23 sind entgegen der Drehrichtung 3 über die gradlinige Verbindung, die mit der Linie 24 in Fig. 2 angedeutet ist, hinaus verlängert. Bei einer ersten Ausfüh­ rungsform besitzen die Zahnrücken 23 eine gegen die Drehrich­ tung 3 gerichtete konvexe Wölbung, so daß die sich im wesentli­ chen in Umfangsrichtung erstreckenden Flächen der Seitenflanken der Zähne 16 um den zwischen der strichpunktierten Linie 24 und dem Zahnrücken 23 liegenden Bereich 25 vergrößert sind. Der Krümmungsradius R2 für die konvexe Krümmung der Zahnrücken 23 beträgt zwischen 5 mm und 9 mm und vorzugsweise etwa 7 mm. Bei einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 2 an dem rechten Zahn mit gestrichelten Linien angedeutet ist, wird der Zahnrüc­ ken 23 aus zwei oder mehreren geradlinigen Abschnitten 26, 27 ge­ bildet, die polygonartig sich einer konvexen Krümmung annähern.

Aufgrund des Brustwinkels zwischen vorzugsweise 12° und 25° im Bereich der Zahnspitze 17 dringen die Zähne 16 schonend in das Faserband 9 ein. Der Brustwinkel β1 wird abhängig von dem zu verarbeitenden Fasermaterial gewählt. Er ist bei Baumwolle größer als bei synthetischem Stapelfasermaterial. Nach dem Ein­ dringen der Zähne 16 in das als Faserbart 10 vorliegende Faser­ band 9 erfolgt das Auskämmen im wesentlichen in dem konkav ge­ krümmten Abschnitt 21 der Zahnbrüste. Durch die Krümmung dieses Abschnittes 21 wird erreicht, daß die Fasern nicht alle in den Bereich der Zahnfüße 19 zurückgedrängt werden, so daß das Aus­ kämmen tatsächlich über eine relativ große radiale Länge der Zahnbrüste 18 der Zähne 16 erfolgt. Diese Krümmung hat auch den Vorteil, daß mit kurzen Fasern behaftete Schmutzbestandteile o. dgl. nicht in den Bereich der Zahnbrüste 18 gezwungen werden, so daß sie aufgrund der erteilten Fliehkräfte relativ frühzei­ tig die Garnitur 11 verlassen und mit erhöhter Sicherheit im Bereich der Abscheideöffnung 14 ausgeschieden werden.

Nach dem Auskämmen erfolgt der Transport der Fasern in Umfangs­ richtung der Auflösewalze 1 im wesentlichen durch eine durch die Rotation der Auflösewalze 1 und der Garnitur 11 erzeugte Luftströmung und durch von den Zähnen 16 auf die Fasern 12 aus­ geübte Reibungskräfte. Aufgrund der Vergrößerung der Zahnflan­ ken durch die vergrößerte Erstreckung der Zahnrücken 23 entge­ gen der Drehrichtung wird diese Art der Mitnahmewirkung auf die vereinzelten Fasern verbessert, so daß diese, ohne daß die Drehzahl der Auflösewalze 1 erhöht wird, höher beschleunigt werden und eine höhere Endgeschwindigkeit erreichen. Dadurch wird der auf die Fasern 12 ausgeübte Streckungseffekt verbes­ sert, während gleichzeitig das Ablösen der Fasern 12 von der Garnitur 11 der Auflösewalze 1 im Bereich des Eingangs des Fa­ serzuführkanals 13 verbessert wird.

Die Garnitur 11 mit den erläuterten Formen der Zähne 16 kann auf mehrere Arten hergestellt werden. Bei einer ersten Art sind die Zähne 16 Bestandteil eines sogenannten Sägezahndrahtes, der in spiraliger Form auf eine Walze oder eine mit einer Walze zu verbindende Hülse aufgewickelt wird und dort fixiert wird. Bei einer anderen Art sind die Zähne 16 Bestandteil von in Umfangsrichtung der Auflösewalze 1 oder einer Hülse wellenförmig ver­ laufenden einzelnen Ringen. Bei einer dritten Art sind die Zäh­ ne 16 direkt in den Umfang einer Walze oder eines Ringes einge­ arbeitet. In diesem Fall wird für den Ring oder die Walze ein vergütbares oder härtbares Material vorgesehen. Die Zähne 16 werden dann durch Schleifen des Umfangs erzeugt, wobei durch das Schleifen im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Ringnuten, vorzugsweise mit einer Neigung zu Radialebenen oder auf Spiralnuten eingeschliffen werden, durch die die Seiten­ flanken der Zähne 16 gebildet werden. Die Zahnbrüste 18 und die Zahnrücken 23 werden dann durch im wesentlichen in axialer Richtung entlang von Mantellinien oder auch mit einer leichten Neigung verlaufende eingeschliffene Nuten erzeugt.

Claims (8)

1. Garnitur einer Auflösewalze mit mehreren in Umfangsrich­ tung verlaufenden Reihen aufeinanderfolgend angeordneter Zähne, deren Zahnbrüste, die mit einem Brustwinkel von etwa 12° bis 30° in Drehrichtung vorwärts geneigt sind, im Bereich der Zahn­ füße stufenlos mit einer Rundung an den Zahnrücken des jeweils vorausgehenden Zahnes anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnbrüste (18) im Anschluß an die Rundung (20) eine in Drehrichtung (3) vorwärts geneigte Krümmung mit einem Radius (R1) zwischen 2,5 mm und 4,5 mm aufweisen, die zur Zahnspitze (17) hin tangential in einen geradlinig verlaufenden, von maximal 1 mm Länge, Abschnitt (22) übergeht.

2. Garnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnbrüste (18) im Bereich der Zahnfüße (19) mit einem Brustwinkel (β0) von etwa +5° bis -5° an die zu dem Zahn­ rücken (23) des vorangehenden Zahnes (16) führende Rundung (20) anschließen.

3. Garnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnbrüste (18) in dem Bereich (B) des Anschlusses an die zu dem Zahnrücken (23) des vorausgehenden Zahnes (16) führende Rundung (20) etwa radial anschließen und danach in Drehrichtung vorwärts gekrümmt sind.

4. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Radius der Rundungen (20) zwischen den Zahnbrüsten (18) und den Zahnrücken (23) zwischen 0,15 mm und 0,5 mm und vorzugsweise etwa 0,35 mm beträgt.

5. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahnrücken (23) entgegen der Drehrichtung über eine geradlinige Verbindung (24) zwischen den Rundungen (20) und den Zahnspitzen (17) hinaus verlängert sind.

6. Garnitur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnrücken (23) zwischen den Zahnspitzen (17) und den Run­ dungen (20) mit einer konvexen Krümmung (R2) versehen sind.

7. Garnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R2) der konvexen Krümmung der Zahnrücken (23) zwischen 5 mm und 9 mm und vorzugsweise etwa 7 mm beträgt.

8. Garnitur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnrücken (23) mehrere polygonartig sich einer konvexen Krümmung annähernde Abschnitte (26, 27) aufweisen.