DE4240026C2 - Garnitur für eine Auflösewalze einer OE-Spinnvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Garnitur für eine Auflösewalze einer OE-Spinnvorrichtung, mit mehreren, im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Reihen von Zähnen, deren Seiten­ flanken mit einer Struktur in Form einer mittels Oberflächen­ bearbeitung erzeugten Musterung versehen sind, wobei zwischen den Reihen von Zähnen jeweils eine Gasse mit einem Gassen­ grund vorhanden ist.

Bei einer Garnitur dieser Art (DE 40 38 352 A1) sind die Sei­ tenflanken der Zähne bis zu den Zahnspitzen mit einer eine Oberflächenstruktur ergebenden, mittels einer Oberflächenbe­ arbeitung erzeugten Musterung versehen. Durch diese Musterung wird eine Oberfläche geschaffen, die eine gute Mitnahmewir­ kung auf die Fasern ausübt, wobei jedoch die Fasern möglichst so angegriffen werden, dass von ihnen keine Staubpartikel ab­ geschabt werden. Die Ausbildung der Garnitur und insbesondere die Form der Zähne hat einen erheblichen Einfluss auf das Spinnergebnis. Die Auflösewalze dient dazu, in Form eines Fa­ serbandes zugeführtes Fasermaterial zu Einzelfasern aufzulö­ sen, die dann einem Spinnorgan zugeführt werden. Das Faser­ band wird mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit von etwa einem Meter pro Minute zugeführt, während sich die Zähne der Garnitur mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit von beispielsweise 30 Meter pro Sekunde bewegen. Die Zähne der Garnitur dringen deshalb mit sehr hoher Geschwindigkeit in das Ende des Faserbandes ein, den sogenannten Faserbart, wo­ bei sie diesen Faserbart auskämmen und dabei einzelne Fasern herauslösen.

Es war bekannt (US 3 391 429), die Seitenflanken von Zähnen eines Sägezahndrahtes für Karden mit einer Struktur in Form einer Riffelung zu versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Garnitur zu schaffen, die ein verbessertes Spinnergebnis liefert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Struktur der Sei­ tenflanken der Zähne in Abstand zu den Zahnspitzen endet, und dass der Gassengrund ebenfalls mit einer Struktur in Form ei­ ner mittels Oberflächenbearbeitung erzeugten Musterung verse­ hen ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein Teil der Fasern nicht ausschließlich durch die Seitenflanken der Zähne, sondern auf dem Gassengrund der Auflösewalze transportiert wird. Wenn nun die Fasern einen satten Kontakt mit der Oberfläche des Gassengrundes haben, ist die Ablösung der Fasern von der Auflö­ sewalze und deren Überführen zum Spinnorgan erschwert. Wenn jedoch auch der Gassengrund mit einer Struktur versehen ist, dann können die dort befindlichen Fasern nicht satt aufliegen, so daß sie von der den Fasertransport bewirkenden Saugluft unterspült werden können, wodurch sie sich besser vom Gassengrund abheben.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die die Seitenflanken verbindenden Zahnspitzen von der Struktur ausge­ nommen sind. Das Schützen der Zahnspitzen bei einer Nachbehand­ lung der Zähne ist durch die DE 33 32 804 A1 bekannt.

Bezogen auf die Masse des Zahnes haben die Zahnspitzen eine sehr große Oberfläche. Wenn man die Zahnspitzen nicht von der Struktur ausnehmen würde, dann bekämen die Zahnspitzen beim Strukturieren die höchste Wirkung ab, was ungünstig wäre. Eine Strukturierung am Gassengrund hingegen ändert die grundsätzliche Charakteristik der Garnitur nicht wesentlich.

Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Garnitur ist man daher vorteilhaft bestrebt, eine Struktur nur dort anzubringen, wo sie tatsächlich benötigt wird. Die Zahnspitzen sollen dabei von der Struktur ausgenommen sein, damit sie nicht zu sehr angegriffen und damit ungleichförmig werden.

Die Strukturierung kann unter Verwendung eines aggressiven Mittels mechanisch oder chemisch erfolgen, wobei die Zahnspitzen geschützt werden. Dies kann in der Weise geschehen, daß die Zahnspitzen mit einem geeigneten Mittel imprägniert werden. Beispielsweise wird die Garnitur in einem flachen Bad behandelt, wobei lediglich die Zahnspitzen mit einem Imprägniermittel benetzt werden. Sofern es sich um die Garnitur aufweisende Garniturringe handelt, ist es möglich, die Garniturringe auf eine Welle aufzufädeln und mittels einer Übertragungswalze zu benet­ zen. Dabei können sowohl die Garniturringe als auch die Übertra­ gungswalze rotieren. Letztere kann einer Wanne zugeordnet sein, welche das Imprägniermittel enthält. Vorteilhaft kann dabei auch die Übertragungswalze eine Garnitur aufweisen, die geeignet ist, das Imprägniermittel aufzunehmen und an die Zahnspitzen abzuge­ ben. Hierfür ist eine Bürste mit kurzen Borsten oder alternativ ein textiler Belag, der genügend saugfähig ist, geeignet. Das Imprägnieren der Zahnspitzen kann auch mittels einer geeigneten Paste oder mittels eines Puders geschehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf die Struktur eine Beschichtung aufgebracht. Obwohl in manchen Fällen bereits eine unbeschichtete Garnitur den spinntechnischen Anforderungen genügt, ist es insbesondere beim Verspinnen von Fasermaterial, welches synthetische Beimischungen enthält, günstig, die Garnitur zu beschichten, beispielsweise durch die übliche Nickel- Diamant-Beschichtung. Dabei genügt es, wenn die Strukturierung nur geringfügig erhalten bleibt, das heißt es ist unschädlich, wenn die ursprüngliche Strukturierung beim Beschichten etwas geglättet wird. Es kann jedoch, wenn eine gewisse Größe der Strukturierung erhalten bleiben soll, alternativ vorgesehen werden, die ursprüngliche Strukturierung etwas mehr zu betonen, damit auch nach einer Beschichtung noch eine ausreichende Struk­ tur zur Geltung kommt.

Vorteilhaft besteht die Struktur aus Narben oder Wellen. Dabei ist es gar nicht so wesentlich, diese Struktur besonders regel­ mäßig zu machen.

Zweckmäßig ist der Gassengrund gegenüber den Seitenflanken der Zähne vertieft. Dadurch sind die Gassen im Bereich des Gassen­ grundes durchgehend seitlich mit einer kleinen Wandung versehen, was für die Führung der Fasern günstig ist.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Garnitur durch spanende Bearbeitung aus einem Grundkörper her­ ausgearbeitet. Dies hat den Vorteil, daß - im Gegensatz zu den herkömmlichen Sägezahndrähten - die Zähne in ihrer Zahnform besser den spinntechnischen Erfordernissen angepaßt werden können.

Zweckmäßig ist der Gassengrund im Querschnitt annähernd halb­ kreisförmig. Dadurch lassen sich die aufgelösten Fasern leichter von der Garnitur lösen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Auflö­ seeinrichtung für eine OE-Spinnvorrichtung,

Fig. 2 in stark vergrößerter Darstellung einen Axialschnitt durch den Bereich der Garnitur einer Auflösewalze,

Fig. 3 einen stark vergrößerten Teil-Querschnitt durch eine Garnitur,

Fig. 4 bis 7 in schematischer Darstellung Teil-Querschnitte ähnlich Fig. 3, zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Strukturierung.

Die in Fig. 1 dargestellte Auflöseeinrichtung dient dem Zuführen eines Faserbandes 1 und seiner Auflösung in Einzelfasern 2. Die vereinzelten Fasern 2 werden dann in nicht dargestellter Weise pneumatisch zu einem Spinnorgan, beispielsweise einem Spinnrotor, transportiert, in welchem sie gebündelt und zu einem Garn zusam­ mengedreht werden, das kontinuierlich abgezogen wird.

Eine in Pfeilrichtung A mit Liefergeschwindigkeit verhältnismäßig langsam drehende Zuführwalze 3, der ein Zuführtisch 4 mit einem Einlauftrichter 28 zugeordnet ist, liefert das Faserband 1 einer wesentlich schneller in Pfeilrichtung B angetriebenen Auflösewalze 5 zu. Der Zuführtisch 4 ist um eine Achse 6 schwenkbar gelagert und mit nicht dargestellten Federelementen an die Zuführwalze 3 angedrückt, so daß er mit dieser einen Klemmspalt bildet.

Die Zuführwalze 3 und der Zuführtisch 4 bieten das mit einer Geschwindigkeit von etwa einem Meter pro Minute zugeführte Faserband 1 der Auflösewalze 5 in Form eines Faserbartes 7 dar. Die von einem Auflösewalzengehäuse 8 umgebene Auflösewalze 5 ist auf ihrem Umfang mit einer Garnitur 9 versehen, die aus einer Vielzahl von Zähnen 10 gebildet ist, die in im wesentlichen in Umfangsrichtung umlaufenden Reihen 11, 12 (vergleiche Fig. 3) hintereinander angeordnet sind.

Es ist bekannt, als Garnitur 9 einen Sägezahndraht auf den Umfang der Auflösewalze 5 aufzuwickeln. Dieser Sägezahndraht wird dann in Wendelform gewickelt. Es ist auch bekannt, die Garnitur 9 in den Umfang der Auflösewalze 5 bzw. in den Umfang eines der Auflösewalze 5 angehörigen Garniturringes einzuschleifen, wobei dann parallele Reihen 11, 12 von Zähnen 10 entstehen, die jeweils in zu der Achse der Auflösewalze 5 geneigten Ebenen liegen.

Die Auflösewalze 5 läuft mit Drehzahlen von 5000 bis 8000 Umdre­ hungen pro Minute, wobei die Zähne 10 mit Umfangsgeschwindig­ keiten von bis zu 30 Metern pro Sekunde umlaufen. Die Zähne 10 der Garnitur 9 dringen in den Faserbart 7 ein und kämmen ihn aus. Dabei werden vereinzelte Fasern 2 aus dem Faserbart 7 herausge­ zogen, sobald die Mitnahmekräfte der Auflösewalze 5 größer als die die Fasern 2 zurückhaltenden Kräfte sind. Die Fasern 2 werden dann auf dem weiteren Weg um den Umfang der Auflösewalze 5 herum beschleunigt und nach etwa 180 Grad über einen etwa tangential an der Auflösewalze 5 anschließenden Faserspeisekanal 13 zu einem Spinnorgan geführt.

Das Beschleunigen der Fasern 2 erfolgt mittels von den Zähnen 10 der Garnitur 9 aufgebrachten Reibungskräften und wird durch Luftströmungen unterstützt, die die Auflösewalze 5 einerseits mitreißt und die durch einen an das nicht gezeigte Ende des Faserspeisekanals 13 angelegten Unterdruck verstärkt werden. Hierbei werden Luftströmungen über eine Schmutzabscheideöffnung 14 und eine Lufteinlaßöffnung 15 angesaugt.

Während des Transportes um den Umfang der Auflösewalze 5 herum befinden sich die Fasern 2 in Gassen 16 zwischen den Zähnen 10 (siehe auch Fig. 2 und 3), wobei sie insbesondere aufgrund von Reibung durch die Zahnflanken 17 der Zähne 10 und den Gassengrund 18 in Umfangsrichtung B mitgenommen und beschleunigt werden.

Die einen runden Gassengrund 18 aufweisenden Gassen 16 werden zunächst von geschlossenen Zahnfüßen 19 begrenzt, von denen dann die eigentlichen Zähne 10 aufragen, die jeweils eine Zahnbrust 20, einen Zahnrücken 21, zwei Seitenflanken 17 sowie diese verbindende Zahnspitzen 22 besitzen. Wie ferner insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, verjüngen sich die Querschnitte der Zähne 10 in radialer Richtung bis zu den abgeflachten Zahnspitzen 22.

Damit man bei der Herstellung der Zähne 10 in Anpassung an das zu verspinnende Fasermaterial variabel ist, sind die Zähne 10 vorteilhaft durch eine spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Schleifen, aus einem Grundkörper 23 herausgearbeitet. Bei dem Grundkörper 23 kann es sich um einen Garniturring handeln, welcher ein austauschbarer Bestandteil der Auflösewalze 5 ist.

Damit eine möglichst wirkungsvolle Mitnahme der Fasern 2 durch die Garnitur 9 gewährleistet ist, ohne daß die einzelnen Fasern 2 nennenswert geschädigt werden, sind die Seitenflanken 17 der Zähne 10 mit einer besonderen Struktur 24 (siehe insbesondere Fig. 3) versehen. Mit einer solchen Struktur 24, die beispiels­ weise durch Narben oder Wellen gebildet sein kann, wird die mögliche Kontaktfläche zu den Fasern 2 vergrößert, was die Reibungsmitnahme verbessert. Dabei hat es sich herausgestellt, daß eine solche Struktur 24 nicht nur an den Seitenflanken 17 der Zähne 10, sondern auch im Gassengrund 18 vorgesehen sein sollte, wobei aus den schon genannten Gründen die Zahnspitzen 22 ausge­ nommen sein sollten.

Es wird versucht, die Wirkung einer im Gassengrund 18 ange­ brachten Struktur 24 anhand der Fig. 2 zu erklären:
Man erkennt, daß die dargestellte Faser 2 die Welligkeit der Struktur 24 des Gassengrundes 18 nicht mitmacht und demzufolge nicht ganz satt am Gassengrund 18 aufliegt. Dadurch bilden sich unter den Fasern 2 kleine Hohlräume 25, wodurch die Fasern 2 von Saugluft unterspült werden können. Dadurch können sich die Fasern 2 am Eingang des Faserspeisekanales 13 besser vom Gassengrund 18 abheben.

Anhand der schematischen Darstellung der Fig. 4 bis 7 wird nun das Herstellungsverfahren der Struktur 24 erläutert:
In Fig. 4 ist die Ausgangsposition dargestellt, in welcher die einzelnen Zähne 10 der Reihen 11, 12 zusammen mit den jeweils einen Gassengrund 18 aufweisenden Gassen 16 spanend aus einem Grundkörper 23 herausgearbeitet sind. Es ist schematisch darge­ stellt, daß die einzelnen Zahnspitzen 22 jeweils durch eine Imprägnierung 26 abgedeckt sind. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Darstellung der Imprägnierung 26 nur sehr schematisch ist und daß diese Imprägnierung 26 in der Praxis für das Auge durchaus unsichtbar sein kann.

Gemäß Fig. 5 wurde nun der vorteilhaft in Form eines Garnitur­ ringes vorliegende Grundkörper 23 zusammen mit den Zähnen 10 mechanisch oder chemisch mit der Struktur 24 an den Seitenflanken 17 und im Gassengrund 18 versehen, wobei die Zahnspitzen 22 durch die Imprägnierung 26 genügend geschützt waren, so daß die Zahn­ spitzen 22 von jeglicher Strukturierung ausgenommen sind. Die Struktur 24 kann beispielsweise durch Funkenerosion oder Laser­ bestrahlung erhalten werden. Alternativ ist ein Einschleifen von narben- oder wellenförmigen Vertiefungen möglich.

Beim Verfahrensschritt nach Fig. 6 ist die Imprägnierung 26 entfernt worden, sei es durch Waschen oder durch mechanische Nachbehandlung der Zähne 10. Die Zahnspitzen 22 liegen nun frei, weisen jedoch - im Gegensatz zu den Seitenflanken 17 und dem Gassengrund 18 - keine Struktur 24 auf. Für manche Fälle ist eine Garnitur 9 im Zustand gemäß Fig. 6 bereits einsatzfähig.

Beim letzten Verfahrensschritt nach Fig. 7 wird zusätzlich über die gesamte Garnitur 9, das heißt die Zähne 10 und den Gassen­ grund 18, eine Beschichtung 27 aufgebracht. Hierbei kann es sich in bekannter Weise vorteilhaft um eine Nickel-Diamant- Beschichtung handeln, bei der auf die aus legiertem Stahl herge­ stellte Garnitur 9 eine Nickelmatrix mit eingelagerten Diamant­ körnern aufgebracht wird. Durch die Beschichtung 27 wird in der Regel die Struktur 24 etwas geglättet, sie bleibt jedoch - da die Beschichtung 27 sehr dünn aufgetragen ist - erhalten. Es genügt, wenn die Struktur 24 nur geringfügig erhalten bleibt.

Abweichend von den beschriebenen Verfahrensschritten nach Fig. 4 bis 7 kann alternativ gegebenenfalls vorgesehen werden, vor dem abschließenden Aufbringen einer Beschichtung 27 auf die in Fig. 6 dargestellte Operation, nämlich das Entfernen der Imprägnierung 26, zu verzichten.

Claims (6)

1. Garnitur für eine Auflösewalze einer OE-Spinnvor­ richtung mit mehreren, im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Reihen von Zähnen, deren Seitenflanken mit einer Struktur in Form einer mittels Oberflächenbearbeitung erzeug­ ten Musterung versehen sind, wobei zwischen den Reihen von Zähnen jeweils eine Gasse mit einem Gassengrund vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (24) der Seitenflanken (17) der Zähne (10) in Abstand zu den Zahnspitzen (22) endet, und dass der Gassen­ grund (18) ebenfalls mit einer Struktur (24) in Form einer mittels Oberflächenbearbeitung erzeugten Musterung versehen ist.

2. Garnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Struktur (24) eine Beschichtung (27) aufgebracht ist.

3. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Struktur (24) aus Narben oder Wellen oder dergleichen besteht.

4. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gassengrund (18) gegenüber den Seitenflanken (17) vertieft ist.

5. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Garnitur (9) durch spanende Bearbeitung aus einem Grundkörper (23) herausgearbeitet ist.

6. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gassengrund (18) im Querschnitt annähernd halbkreisförmig ist.