EP2918710A1 - Garniturdraht und Verfahren zur Herstellung von Stapelfaservliesen - Google Patents

Garniturdraht und Verfahren zur Herstellung von Stapelfaservliesen Download PDF

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EP2918710A1
EP2918710A1 EP14159263.4A EP14159263A EP2918710A1 EP 2918710 A1 EP2918710 A1 EP 2918710A1 EP 14159263 A EP14159263 A EP 14159263A EP 2918710 A1 EP2918710 A1 EP 2918710A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
foot
clothing
height direction
wire
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14159263.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bocht Bernhard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Groz Beckert KG
Original Assignee
Groz Beckert KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Groz Beckert KG filed Critical Groz Beckert KG
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Priority to KR1020167027713A priority patent/KR101760664B1/ko
Priority to US15/125,547 priority patent/US20170002483A1/en
Priority to JP2016557078A priority patent/JP2017512265A/ja
Priority to PCT/EP2015/055057 priority patent/WO2015135982A1/de
Priority to CN201580013429.7A priority patent/CN106460246A/zh
Priority to EP15711095.8A priority patent/EP3117033A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D01G15/84—Card clothing; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D01G15/84—Card clothing; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • D01G15/88—Card clothing; Manufacture thereof not otherwise provided for formed from metal sheets or strips
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01G15/02—Carding machines
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    • D01G15/02—Carding machines
    • D01G15/12—Details
    • D01G15/14—Constructional features of carding elements, e.g. for facilitating attachment of card clothing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/30—Arrangements for separating slivers into fibres; Orienting or straightening fibres, e.g. using guide-rolls
    • D01H4/32—Arrangements for separating slivers into fibres; Orienting or straightening fibres, e.g. using guide-rolls using opening rollers

Definitions

  • the invention relates to a clothing wire for a roll of a carding machine.
  • Carding machines or carding machines are used to open (singulate) or align, to homogenize (in nonwoven production) and / or to parallelize (in yarn production) fibers of a fiber material, for example a wool, cotton or even synthetic fibers or a fiber mixture .
  • the carding process can be used to produce a batt of fibrous material.
  • the batt consists of a loose composite of ordered individual fibers. From such a batt, for example, a nonwoven fabric can be produced.
  • the batt results in carding by the fibers are removed and summarized by a designated as Tambour large set roller by means of a pick-up means.
  • the carding machine can have various clothing rollers. Each set roller is occupied with approximately radially outward teeth, teeth or points. The number and / or size / or density of the teeth, teeth or tips, their shape and shape may vary.
  • the clothing rollers are usually provided with all-steel accessories. These consist of a profiled clothing wire which is wound under tension on the relevant clothing roller.
  • the clothing wire has a foot portion and a blade portion.
  • the foot portion may be rectangular or square in cross-section, for example. From the foot section of the leaf portion protrudes, in the position of use approximately transversely to the lateral surface of the Clothed roller.
  • the blade section has a sawtooth profile to form the teeth or serrations.
  • the clothing wire is wound around the outer surface of the clothing roller under longitudinal tension and the two ends are fastened to the clothing roller.
  • Garnish wires are known per se. For example, describes CN 201512617U a clothing wire with obliquely inclined teeth on the blade section.
  • the all-steel clothing produced from the clothing wire should have the longest possible service life. It must not or only insignificantly damage the fibers and should allow optimum homogenization or parallelization of the fibers during the production of the batt.
  • a countermeasure consists in a grinding of the carded wires clamped on a drum (clothing roller). In this way, the rounded tooth tips can be sharpened again.
  • the object of this invention is to further counteract this deficiency.
  • the present invention proposes a clothing wire according to claim 1 and a method for producing staple fiber webs according to claim 12. From staple fiber webs either staple fiber yarns or nonwovens may be formed.
  • the characteristics of clothing wires according to the invention include foot sections which serve to rest the wire on a clothing roller.
  • the foot section is the widest section of the wire.
  • the base surface of the foot sections extends in the wire longitudinal direction (first spatial direction: is defined by the longitudinal course of the clothing wire) and in the width direction (second spatial direction: extends transversely to the wire longitudinal direction).
  • the third spatial direction is the height direction (h) originating from the foot portion surface (below) and extending toward the outer surface of the clothing wire (upward).
  • the wire longitudinal direction, the height direction and the width direction are each (in pairs) perpendicular to each other.
  • the three directions thus define a Cartesian coordinate system.
  • the sheet section of the clothing wire runs in the height direction. It usually tapers upward, that is, the width of the leaf portion often decreases steadily with increasing height.
  • one of the two Blattabitessfire vom often (but not always) parallel to the Lot on the statisticalabitess simulation. If this is the case, the aforesaid taper occurs because the other leaf section side surface (in the language of the present document "at least one leaf section side surface") has an angle to the aforementioned solder which is different from 0 °.
  • a wire is first pulled. Subsequently, the wire is rolled, forming a wire with a wide foot area and a less wide leaf area.
  • the cross section of the wire is constant over its length within the scope of manufacturing tolerances.
  • In the from Foot portion remote from the blade portion are usually periodically punched recesses, whereby teeth are formed.
  • the leaf area is hardened, at least in the area of the teeth.
  • the blade area at least in the area of the teeth usually has a greater hardness (it is harder) than the foot area (this is softer).
  • Garnish wires typically have a length of several hundred meters to several kilometers.
  • a closed area (apart from the fine gaps between the clothing wires) is formed by the foot sections.
  • the adjacent blade sections With a smaller width above the foot sections so-called. Garniturgassen are formed. Since (usually) the blade sections taper upwards, accordingly, the clothing passages delimited by the blade sections widen steadily upward.
  • the foot area may have flat side surfaces. But it may also each have on its one side surface (profile-shaped) elevations and / or recesses and be provided on its other side surface with inverse (geometrically corresponding) elevations and / or recesses, which, when the clothing wire is mounted on a clothing roller, respectively engage the side surface of the adjacent wire section (ie, the wire sections are interlocked).
  • the foot portion can be clearly distinguished from the blade portion because it firstly has a geometry (larger width) that allows a (largely) closed portion to be formed in a clothing wire wound on a roller.
  • the geometry of the blade section is such that (in the case of a clothing wire drawn onto a roller), open fitting passages are formed, ie, in principle the blade sections have a smaller width than the associated foot sections.
  • the blade sections have teeth (ie the blade sections terminate with a serrated outer contour in the height direction), whereas foot sections always terminate with a substantially flat base in the height direction.
  • the blade sections are typically (at least partially) cured
  • the foot sections (ie comparatively hard), the foot sections, however, have a lower hardness.
  • the angle between the solder on the foot base and the secant through the end points in the height direction (h) of at least a first portion on at least one of the two leaf portion side surfaces is smaller than the angle between the solder on the foot base and the secant through the End points in the height direction (h) at least a second portion of the same leaf portion side surface.
  • the secants are considered in each case, which extend in a plane which is spanned by the width direction and the height direction.
  • the slope of these secants thus corresponds to the derivative dh / db of the relevant (planar) section.
  • the feature essential to the invention can also be formulated on the slope.
  • the proviso of the invention is that the amount of derivative dh / db (in the points) of the at least one first section must be greater than the amount of the slope dh / db (in the points) of the second section.
  • the derivative dh / db stands for the slope of the respective section in the height direction as a function of the width (the width stands for the extension in the width direction).
  • the second section must be closer to the foot section than the first section, ie. That is, the first portion is located higher on the sheet portion side surface (closer to the outer surface of the sheet portion) than the second one.
  • the upper end of the leaf portion side surface is selected for the position of the (at least one) first portion (in the height direction).
  • a location may also be selected which is slightly below the upper end (in the height direction), for example at most 0.2 (preferably at most 0.1 mm) below the upper end of the leaf section side surface.
  • a location is selected which lies in the upper quarter, preferably in the upper tenth of the relevant area of the leaf section side surface.
  • the at least one first portion is usually placed in the longitudinal direction at a location of the leaf portion side surface at which it has a comparatively large height (extension in the height direction).
  • a position of the longitudinal extent is selected for the at least one first portion, on which a tooth tip is located.
  • the at least one second section it is preferable to select (in the height direction) a location in the lower (foot-facing) area of the blade section, e.g. in the lower tenth of the leaf section. In principle, however, it is sufficient if the at least one second section lies in the height direction below the area over which the at least one first section extends.
  • a location is selected at which the clothing wire is present, i. no point at which the clothing wire (due to the punched teeth) has a recess.
  • the other leaf portion side surface preferably extends (apart from curved transition regions) almost completely in a plane which is spanned by the height and the longitudinal direction. It may also have a different geometry, e.g. it could be up to the height direction by a small angle, e.g. less than 3 °, inclined. Or they could mirror-symmetrical to the at least one Blattabitesssellfiguration run.
  • the two sections may be flat (in particular in the plane which runs in the height and the width direction, straight, ie dh / db is constant) or bent (in particular in the plane, which runs in the height and the width direction, curved, ie dh / db changes constantly).
  • the secants are also the straight lines running in the plane concerned.
  • the two sections in particular in the height direction
  • the secants through the end points of the sections each become the tangents to the respective sections.
  • the tangent is a special case of the secant
  • the amount of secant slope is the amount of derivative of the function that describes the contour of that leaf, or more simply, the amount of slope at that point.
  • the two sections can (but do not have to) lie one above the other in the vertical direction. If it were possible to proceed from an initial profile for these clothing wires, ie the original profile of the clothing wire, as it would have been before the teeth were produced (eg by punching or equivalent methods), the two sections could easily be chosen to be are arranged one above the other in the height direction.
  • the teeth of clothing wires often run obliquely, ie, they have a sawtooth shape, in which the teeth are inclined.
  • the working angle is defined as the angle that the tooth face encloses with the vertical.
  • a minimum length of the sections (in the width direction u) may preferably be 1/100 mm, but advantageously also 5/100 or 1/10 mm.
  • both blade portion side surfaces (except for curved transition regions) run virtually completely flat, with one blade portion side surface extending in a plane spanned by the height and the longitudinal direction and the second blade portion side surface (also in FIG Longitudinal, however) inclined in the vertical direction.
  • the width (width direction width) of the clothing wire increases linearly over the entire blade portion.
  • the width of the blade section increases only weaker (or not at all) in the upper area (facing away from the foot section) and then more strongly in the lower area (than in the upper one).
  • the transition between the small (or no) increase in width and the greater increase can be smooth (continuous) or in one or more steps, e.g. by the juxtaposition of several planar sections, z. B. a maximum of 4, preferably 2 to 3, take place.
  • the width of the clothing cups formed by a clothing wire according to the invention mounted on a clothing roller decreases less (or not at all) with decreasing height in the upper area (the clothing wire facing the teeth of the clothing wire) and more in the lower area.
  • the clothing wire has an outer surface which closes the clothing wire (in the height direction) on the side facing away from the foot portion, and which also extends in the height direction.
  • at least one tooth (usually many teeth) of the clothing wire is defined.
  • the contour of the leaf portion side surface jagged at least in its upper region.
  • the outer surface extends substantially in the longitudinal direction (z) and the width direction (B). In the tooth flanks, however, the outer surface has a gradient inclined in the vertical direction.
  • the two sections are arranged on the at least one tooth, typically offset in the longitudinal direction. This ensures that both sections are in each case at a point of the clothing wire, at which no (caused by the punching in the tooth production) gap occurs.
  • the two sections the entire (or almost the entire) height of the sheet section can be detected.
  • the two sections can be arranged offset from one another in the longitudinal direction (without any problems), since wire-set wires are produced from profiled wires whose cross-sectional profiles remain practically the same over their length.
  • the at least one first and the at least one second section can also be located at one point in the longitudinal direction of the clothing wire, ie, they are arranged above one another in the vertical direction as described above. This is possible in cases where there are no hollow (punched out) areas below the relevant tooth tip, ie, when the connecting line from the
  • At least one first to (at least one) second portion extends completely in the material of the clothing wire.
  • both portions of the blade portion side surface are planar, that is, the clothing wire has first and second portions of the at least one blade portion side surface that are straight in the plane subtended by the width and height directions.
  • the two sections preferably follow each other in the height direction (close to each other), and in the plane, which is spanned by the width and height direction, an angle (not equal to 0 °) a.
  • the invention is particularly advantageous for (fine) clothing wires having comparatively low blade sections, i. with heights of the leaf sections (alternatively: the teeth), which are in a range of 0.3 to 1 mm.
  • trim wires are commonly used for the production of staple fiber yarns, e.g. made of cotton and / or synthetic fibers used.
  • trim wires are used, which can have blade sections with a height of up to 3 (in exceptional cases up to 4) mm.
  • the section furthest away from the foot section usually to comprise one Height expansion (extension in h direction) of 0.1 to 0.5 mm, preferably from 0.2 to 0.3 mm.
  • This preferably flat portion ie portion of the same pitch
  • the blade sections of the clothing wires In order to avoid that clothing wires (in operation on a clothing roller), i. If the streets formed by the clothing wires are clogged with fibers, the blade sections of the clothing wires must, at least in a sufficiently large area, taper sufficiently quickly in the height direction. In the conventional clothing wires, this is practically always fulfilled. However, if the area of the clothing wire according to the invention in which its width increases slightly or not at all (small inclination angle with respect to the height direction) would extend over the entire sheet portion side surface concerned, clogging would have to be expected. With the selection of the height range in question, despite the sometimes very steep profile of the (at least first) leaf section side surface (correlated with a small taper of the blade section), the clothing wires are prevented from becoming clogged with fibers.
  • the at least one first section (the section in which the width of the clothing wire increases less) of the at least one leaf section side surface usually has an angle of less than 5 °, preferably 0 ° -2 ° to the solder on the foot base.
  • the (at least one) first section of the (at least one) leaf section side surface can therefore, since 0 ° are also possible, also run parallel to the solder on the foot base.
  • the at least one second section of the at least one leaf section side surface usually has an angle to the solder on the foot base that is greater than 6 °, but preferably greater than 8 °. usually this angle is less than 15 °, preferably less than 12 °.
  • the sections of the at least one leaf section side surface in the plane which is spanned by the width and height directions may be curved.
  • the entire leaf portion side surface may be bent, preferably concave (viewed from outside). Bent means there are no kinks in the section. Kinks are points where discontinuities or singular points occur in the slope (of the section).
  • the at least one leaf section side surface is formed from a combination of bent sections / regions and planar sections / regions.
  • the illustrated portion of a clothing wire consists of a foot portion 1 having a base 2 and two side surfaces 3 and a blade portion 4 adjacent to the base portion 1, which has a first blade portion side surface 5 and a second blade portion side surface 6.
  • the blade section 4 is delimited on the side facing away from the foot section 1 (upward) by an outer surface 7 which extends up and down along a serrated path such that teeth 8 are formed.
  • the clothing wire extends in the longitudinal direction z, its height extends in the height direction h and its width B extends in the width direction b (b is perpendicular to both z and h).
  • the second leaf portion side surface 6 extends (apart from manufacturing tolerances) in a plane which is spanned by the longitudinal direction z and the height direction h.
  • the first blade section side surface 5 is composed of a first section 10 located further up the blade section 4 (which is farther from the foot section 1) and a second section 11, which is located lower on the blade portion 4 (which is closer to the foot portion 1) together.
  • the first section 10 runs virtually parallel to the plane which is spanned by the longitudinal direction z and the height direction h (correspondingly also parallel to the second leaf section side surface 6).
  • the first section 10 may alternatively also include a small angle of at most 2 ° with the height direction h and, apart from manufacturing tolerances, run parallel to the longitudinal direction z.
  • the second section 11 extends (apart from manufacturing tolerances) also parallel to the longitudinal direction z, but includes, compared to the first section 10, with the height direction a much larger angle of 8 ° to 12 °.
  • the first portion 10 is steeper than the second portion 11.
  • a steep slope generally means that the magnitude of the derivative dh / db is large. In a flat course, accordingly, the amount of the derivative dh / db is small.
  • the width B increases from above, eg, starting from one of the tooth tips 12 (strictly speaking the tip is a short edge), first with decreasing height (ie towards the foot section) slowly (or not at all) too. From the transition point 13, at which the first section 10 merges into the second section 11, the width of the leaf section 4 then increases faster as the height decreases (or even first).
  • the property of the Garniturdrahts that starting from the top, the width of the sheet portion 4 increases only slower and down the width of the sheet section 4 increases faster is essential to the invention. It is of a variety of advantageous embodiments thereof shown. This of course applies only to those areas of the granite wire, where still the material of the original profile is present, ie where no material was punched out.
  • Fig. 2 is the cross section of in Fig. 1 shown Garniturdrahts and in Fig. 3 the corresponding output profile (corresponds to the clothing wire without teeth) shown.
  • the sectional plane (of the cross section) extends in the width direction b and the height direction h.
  • FIG. 2 was - as in the FIGS. 4 and 6 -
  • the width direction shown oversized ie, the total width B of the clothing wire is shown enlarged compared to the total height H) to give the viewer the ability to recognize the angles and slopes also.
  • the first section 10 in the relevant sectional plane
  • the second section 11 of the end points 15 and 16 is limited.
  • the first secant 17 through the end points 14, 15 of the first section 10 closes with the solder 19 (the perpendicular runs in the height direction h) on the foot base 2 (the solder 19 is in the height direction h) a smaller angle ⁇ 1, as the second secant 18 through the end points 15, 16 of the second section 11 (angle ⁇ 2).
  • those secants which extend in the sectional plane which is spanned by the width direction b and the height direction h are (generally) preferably used.
  • the slope of these secants corresponds to the slope dh / db of the relevant plane.
  • Fig. 4 shows the cross section of a clothing wire (and Fig. 5 the associated profile), in which the first leaf portion side surface 5 of four flat areas, which follow one another in the height direction h, composed.
  • the first section 10 is the plane which is the second-most distant from the foot section 1 and which is delimited (in the present sectional plane) by the end points 20 and 21.
  • the second section 11 the lowest-lying area is selected, which is delimited by the end points 23 and 24.
  • the first secant 22 passes through the end points 20 and 21, the second secant 25 through the end points 23 and 24.
  • the secant 22 includes a smaller angle ⁇ 1 with the Lot 19 on the foot base 2, as the secant 25 (angle ⁇ 2 ).
  • Fig. 6 is the cross section of a clothing wire (and in Fig. 7 the associated profile), in which the first leaf section side surface 5 has a concave curve (without kinks) (viewed from the outside). Also in FIG. 6 is-as before in the Figures 2 and 4 the width direction b shown exaggerated, so that the viewer can recognize different angles between Lot 19 and the tangents 27 and 30. To mention remains also that in the Figures 2 . 4 and 6 14, 15, 16, 20, 21, 23, 24, 26 and 29 are represented by horizontal lines that intersect the contour of Garniturdrahts 1. The point in question lies at the intersection of the horizontal line and the contour of the clothing wire 1.
  • the first section 10 is an infinitesimally small area 26 in the height direction h (point-shaped with respect to the selected sectional plane). Instead of the usual secant here enters the tangent 27 to the first leaf section side surface 5 in the area / point 26.
  • the second section 11 is formed in an analogous manner by the point 29, wherein the tangent 30 occurs in place of the secant.
  • the slope of the tangents of the derivative dh / db corresponds to the respective point (analogous to the secants).
  • the tangent 27 includes a smaller angle ⁇ 1 with the solder 19 on the foot base 2 than the tangent 30 (angle ⁇ 2).
  • Fig. 8 are respectively greatly enlarged and shown at enlarged angles, the contours in the plane which runs in the height h and in the width direction b, a first Blattabsacrificingstress substances 5, which extends fully curved 31, and a first Blattabsacrificingstress composition 32, which composed of two flat surface portions 33, 34.
  • the first portion 10 as the surface portion 33 and the second portion 11 as the surface portion 34 may be selected.
  • the slope of the secant through the end points of the first section 10 is then (h2-h1) / (b2-b1), the slope of the secant through the end points of the second section 11 is (h3-h2) / (b3-b2).
  • the first portion 10 and the second portion 11 are infinitesimal (i.e., punctiform) (at least in the viewing plane).
  • the slope of the first section 10 is equal to the derivative dh / db at the point b4
  • the slope of the second section 11 is equal to the derivative dh / db at the point b5.
  • Fig. 9 1 shows a tooth 8 whose height extends over the entire height of the sheet portion 4, that is, the total height H (h2-h1) of the sheet portion 4 is equal to the total height of the tooth 8.
  • the tooth In the area of the tooth tip 12, the tooth has a first flat surface section 35, which runs steeper, and further below, a second planar surface section 36, which runs more flat.
  • the two surface areas 35, 36 adjoin one another at the parting line 37.
  • first portion 110b and a second portion 111 may be selected, which are arranged at the same extent in the longitudinal direction Z.
  • a first section 110a and a second section 111 can be selected, which are arranged at different extensions in the longitudinal direction Z, Z '.
  • the foot portion 1 may be formed so that adjacent wire sections intermesh (chained version).
  • the slopes of the side walls 38 of the foot area are not the subject of this application.
  • FIGS. 11 and 12 are embodiments of the second
  • FIG. 13 shows that the at least one sheet section surface 5 of the clothing wire, which shows the feature essential to the invention, can also lie on the "other side" of the clothing wire 1.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Garniturdraht zum Aufspannen auf eine Garniturwalze einer Kardiermaschine, der einen Fußabschnitt (1) und einen Blattabschnitt (2) aufweist, wobei bei dem Garniturdraht ein Winkel (±1) zwischen dem Lot auf der Fußgrundfläche (2) und der Sekante durch die Endpunkte in Höhenrichtung (h) zumindest eines ersten Abschnitts (10) einer zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6) auftritt, der kleiner ist als ein Winkel (±2) zwischen dem Lot (19) auf der Fußgrundfläche (2) und der Sekante durch die Endpunkte in Höhenrichtung (h) zumindest eines zweiten Abschnitts (11) der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6), wobei der zweite Abschnitt (11) dem Fußabschnitt (1) näher ist als der erste Abschnitt (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Garniturdraht für eine Walze einer Kardiermaschine.
  • Kardiermaschinen oder Krempelmaschinen werden dazu verwendet, Fasern eines Fasermaterials, beispielsweise einer Wolle, Baumwolle oder auch von Kunstfasern oder eines Fasergemischs zu öffnen (zu vereinzeln) bzw. auszurichten, zu homogenisieren (in der Vliesherstellung) und/oder zu parallelisieren (in der Garnherstellung). Durch den Kardiervorgang kann aus einem Fasermaterial ein Faserflor erzeugt werden. Der Faserflor besteht aus einem losen Verbund geordneter Einzelfasern. Aus einem solchen Faserflor kann beispielweise ein Vlies hergestellt werden. Der Faserflor entsteht beim Kardieren, indem die Fasern von einer als Tambour bezeichneten großen Garniturwalze mit Hilfe eines Abnahmemittels abgenommen und zusammengefasst werden.
  • Die Kardiermaschine kann verschiedene Garniturwalzen aufweisen. Jede Garniturwalze ist mit in etwa radial nach außen stehenden Zähnen, Zacken oder Spitzen besetzt. Die Anzahl und/oder die Größe/oder die Dichte der Zähne, Zacken oder Spitzen, deren Form und Gestalt kann variieren.
  • Die Garniturwalzen sind üblicherweise mit Ganzstahlgarnituren versehen. Diese bestehen aus einem profilierten Garniturdraht, der unter Spannung auf die betreffende Garniturwalze aufgewickelt ist. Der Garniturdraht weist einen Fußabschnitt und einen Blattabschnitt auf. Der Fußabschnitt kann im Querschnitt beispielsweise rechteckförmig oder quadratisch sein. Vom Fußabschnitt ragt der Blattabschnitt weg, in Gebrauchslage in etwa quer zur Mantelfläche der Garniturwalze. Am Blattabschnitt ist ein Sägezahnprofil zur Bildung der Zähne oder Zacken vorhanden. Der Garniturdraht wird um die Mantelfläche der Garniturwalze herum unter Längsspannung aufgewickelt und die beiden Enden werden an der Garniturwalze befestigt.
  • Garniturdrähte sind an sich bekannt. Beispielsweise beschreibt CN 201512617U einen Garniturdraht mit schräg geneigten Zähnen am Blattabschnitt.
  • In US 5,096,506 A wird ein Garniturdraht gezeigt, bei dem eine Seite des Blattabschnitts (Blattabschnittsseitenfläche) senkrecht und die andere Blattabschnittsseitenfläche geneigt zur Grundfläche des Fußabschnitts verläuft. Die geneigt verlaufende Blattabschnittsseitenfläche weist auf der dem Fußabschnitt abgewandten Seite einen steileren Verlauf als auf der restlichen Fläche auf. Infolgedessen nimmt die Dicke des Blattabschnitts auf der dem Fußabschnitt abgewandten Seite schneller zu als im restlichen Bereich des Blattabschnitts.
  • Die aus dem Garniturdraht hergestellte Ganzstahlgarnitur soll eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen. Sie darf die Fasern nicht oder nur unwesentlich beschädigen und soll eine optimale Homogenisierung bzw. Parallelisierung der Fasern beim Herstellen des Faserflors ermöglichen.
  • In der Praxis zeigt sich jedoch, dass insbesondere die Spitzen der Zähne einem starken Abrieb ausgesetzt sind. Da die Spitzen der Zähne im Laufe der Zeit verrunden, verliert der Kardiervorgang an Qualität und Effizienz. Eine Gegenmaßnahme besteht in einem Überschleifen der auf einer Trommel (Garniturwalze) aufgespannten Kardierdrähte. Auf diese Weise können die verrundeten Zahnspitzen wieder geschärft werden.
  • Auch die letztgenannte Maßnahme kann den langfristigen Qualitäts- und Effizienzverlust jedoch lediglich verlangsamen und nicht beenden.
  • Aus den genannten Gründen besteht die Aufgabe dieser Erfindung darin, diesem Mangel weiter entgegen zu wirken.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung einen Garniturdraht nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Stapelfaservliesen nach Anspruch 12 vor. Aus Stapelfaservliesen können entweder Stapelfasergarne oder Vliesstoffe gebildet werden.
  • Zu den Charakteristiken erfindungsgemäßer Garniturdrähte gehören Fußabschnitte, die zur Auflage des Drahtes auf einer Garniturwalze dienen. In der Regel ist der Fußabschnitt der breiteste Abschnitt des Drahtes. Im auf der Garniturwalze aufgewickelten Zustand liegen die Ränder (in Breitenrichtung) der Fußabschnitte benachbarter Drahtabschnitte üblicherweise aneinander an. Die Grundfläche der Fußabschnitte verläuft in Drahtlängsrichtung (erste Raumrichtung: wird durch den Längsverlauf des Garniturdrahts definiert) und in der Breitenrichtung (zweite Raumrichtung: verläuft quer zur Drahtlängsrichtung). Die dritte Raumrichtung ist die Höhenrichtung (h), die von der Fußabschnittsfläche ausgeht (unten) und in Richtung auf die Außenfläche des Garniturdrahtes (nach oben) verläuft. Die Drahtlängsrichtung, die Höhenrichtung und die Breitenrichtung stehen jeweils (paarweise) senkrecht aufeinander. Mit den drei Richtungen wird also ein kartesisches Koordinatensystem definiert.
  • Der Blattabschnitt des Garniturdrahts verläuft in Höhenrichtung. Er verjüngt sich in der Regel nach oben hin, d.h., die Breite des Blattabschnitts nimmt oft stetig mit zunehmender Höhe ab. Hierbei verläuft eine der beiden Blattabschnittsseitenflächen oft (aber nicht immer) parallel zum Lot auf der Fußabschnittsfläche. Ist das der Fall, so kommt die vorgenannte Verjüngung dadurch zustande, dass die andere Blattabschnittsseitenfläche (in der Sprache der vorliegenden Druckschrift "zumindest eine Blattabschnittsseitenfläche") zu dem vorgenannten Lot einen Winkel aufweist, der von 0° verschieden ist.
  • Zur Herstellung des Garniturdrahts wird zuerst ein Draht gezogen. Anschließend wird der Draht gewalzt, wodurch ein Draht mit einem breiten Fußbereich und einem weniger breiten Blattbereich gebildet wird. Der Querschnitt des Drahtes ist im Rahmen der Fertigungstoleranzen über seine Länge konstant. In den vom Fußbereich abgewandten Teil des Blattbereichs werden üblicherweise periodisch Ausnehmungen ausgestanzt, wodurch Zähne gebildet werden. Der Blattbereich wird, zumindest im Bereich der Zähne, gehärtet. Infolgedessen weist der Blattbereich (zumindest im Bereich der Zähne) in der Regel eine größere Härte auf (er ist härter) als der Fußbereich (dieser ist weicher). Garniturdrähte haben typischerweise eine Länge von mehreren 100 Metern bis mehreren Kilometern.
  • Bei einem auf die Garniturwalze aufgezogenem Garniturdraht wird durch die Fußabschnitte ein geschlossener Bereich (von den feinen Spalten zwischen den Garniturdrähten abgesehen) gebildet. Durch die benachbarten Blattabschnitte mit geringerer Breite werden oberhalb der Fußabschnitte die sog. Garniturgassen gebildet. Da sich (üblicherweise) die Blattabschnitte nach oben hin verjüngen, weiten sich dementsprechend die von den Blattabschnitten begrenzten Garniturgassen nach oben hin stetig auf.
  • Der Fußbereich kann ebene Seitenflächen aufweisen. Er kann aber auch jeweils auf seiner einen Seitenfläche (profilförmige) Erhebungen und/oder Aussparungen aufweisen und auf seiner anderen Seitenfläche mit inversen (geometrisch korrespondierenden) Erhebungen und/oder Aussparungen versehen sein, die, wenn der Garniturdraht auf eine Garniturwalze aufgezogen wird, jeweils in die Seitenfläche des benachbarten Drahtabschnitts eingreifen (d.h. die Drahtabschnitte sind verkettet/interlocked).
  • Der Fußabschnitt kann klar vom Blattabschnitt unterschieden werden, da er erstens eine Geometrie (größere Breite) aufweist, die es ermöglicht, dass bei einem auf eine Walze aufgezogenen Garniturdraht ein (weitgehend) geschlossener Bereich gebildet wird. Die Geometrie des Blattabschnitts ist hingegen so, dass (bei einem auf eine Walze aufgezogenen Garniturdraht) offene Garniturgassen gebildet werden, d.h. die Blattabschnitte weisen prinzipiell eine geringere Breite auf, als die zugehörigen Fußabschnitte. Zweitens weisen die Blattabschnitte Zähne (d.h. die Blattabschnitte enden mit einer gezackten Außenkontur in Höhenrichtung) auf, wohingegen Fußbereiche immer mit einer weitgehend ebenen Grundfläche in Höhenrichtung enden. Drittens sind die Blattabschnitte in der Regel (zumindest teilweise) gehärtet
  • (also vergleichsweise hart), die Fußabschnitte weisen hingegen eine geringere Härte auf.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist der Winkel zwischen dem Lot auf der Fußgrundfläche und der Sekante durch die Endpunkte in Höhenrichtung (h) zumindest eines ersten Abschnitts auf zumindest einer der beiden Blattabschnittsseitenflächen kleiner ist als der Winkel zwischen dem Lot auf der Fußgrundfläche und der Sekante durch die Endpunkte in Höhenrichtung (h) zumindest eines zweiten Abschnitts derselben Blattabschnittsseitenfläche.
  • Vorzugsweise werden hierzu jeweils die Sekanten in Betracht gezogen, die in einer Ebene verlaufen, die durch die Breitenrichtung und die Höhenrichtung aufgespannt wird. Die Steigung dieser Sekanten entspricht damit der Ableitung dh/db des betreffenden (ebenen) Abschnitts.
  • Alternativ zur obenstehenden Formulierung (über die Winkel) kann das erfindungswesentliche Merkmal auch über die Steigung formuliert werden. Nach dieser Formulierung ist die Maßgabe der Erfindung, dass der Betrag der Ableitung dh/db (in den Punkten) des mindestens einen ersten Abschnitts größer sein muss als der Betrag der Steigung dh/db (in den Punkten) des zweiten Abschnitts. Dabei steht die Ableitung dh/db für die Steigung des betreffenden Abschnitts in Höhenrichtung als Funktion der Breite (die Breite steht für die Ausdehnung in Breitenrichtung).
  • Dabei muss (unabhängig davon, ob die Winkel oder die Steigung dh/db herangezogen wird) der zweite Abschnitt näher am Fußabschnitt als der erste Abschnitt liegen, d. h., der erste Abschnitt liegt weiter oben auf der Blattabschnittsseitenfläche (näher an der Außenfläche des Blattabschnitts) als der zweite.
  • Vorzugsweise wird für die Position des (zumindest einen) ersten Abschnitts (in Höhenrichtung) genau das obere Ende der Blattabschnittsseitenfläche gewählt. Alternativ kann auch eine Stelle ausgewählt werden, die (in Höhenrichtung) geringfügig unterhalb des oberen Endes liegt, z.B. maximal 0,2 (bevorzugt maximal 0,1 mm) unterhalb des oberen Endes der Blattabschnittsseitenfläche. Oder es wird für den zumindest einen ersten Abschnitt eine Stelle gewählt, die im oberen Viertel, vorzugsweise im oberen Zehntel des betreffenden Bereichs der Blattabschnittsseitenfläche liegt.
  • Der zumindest eine erste Abschnitt wird in Längsrichtung üblicherweise an eine Stelle der Blattabschnittsseitenfläche gelegt, an der diese eine vergleichsweise große Höhe (Erstreckung in Höhenrichtung) aufweist. Vorzugsweise wird für den zumindest einen ersten Abschnitt eine Position der Längserstreckung gewählt, an dem sich eine Zahnspitze befindet.
  • Für den zumindest einen zweiten Abschnitt wird (in Höhenrichtung) bevorzugt eine Stelle im untenliegenden (dem Fußabschnitt zugewandten) Bereich des Blattabschnitts gewählt, z.B. im unteren Zehntel des Blattabschnitts. Prinzipiell reicht es jedoch aus, wenn der zumindest eine zweite Abschnitt in Höhenrichtung unterhalb des Bereichs liegt, über den sich der zumindest eine erste Abschnitt erstreckt.
  • In Längsrichtung wird für den zumindest einen zweiten Abschnitt eine Stelle gewählt, an welcher der Garniturdraht vorhanden ist, d.h. keine Stelle, an welcher der Garniturdraht (aufgrund der ausgestanzten Zähne) eine Aussparung aufweist.
  • Die andere Blattabschnittsseitenfläche verläuft bevorzugt (abgesehen von gebogenen Übergangsbereichen) praktisch vollständig in einer Ebene, die durch die Höhen- und die Längsrichtung aufgespannt wird. Sie kann aber auch eine andere Geometrie aufweisen, z.B. könnte sie zur Höhenrichtung um einen kleinen Winkel, z.B. kleiner 3°, geneigt verlaufen. Oder sie könntespiegelsymmetrisch zur zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche verlaufen.
  • Die beiden Abschnitte (der zumindest eine erste und der zumindest eine zweite Abschnitt) können eben (insbesondere in der Ebene, die in der Höhen- und der Breitenrichtung verläuft, gerade, d.h. dh/db ist konstant) oder gebogen (insbesondere in der Ebene, die in der Höhen- und der Breitenrichtung verläuft, gekrümmt, d.h. dh/db ändert sich ständig) verlaufen. Bei ebenen Abschnitten sind die Sekanten gleichzeitig auch die in der betreffenden Ebene verlaufenden Geraden.
  • In einem Spezialfall können die beiden Abschnitte (insbesondere in Höhenrichtung) infinitesimal klein sein. In diesem Fall werden die Sekanten durch die Endpunkte der Abschnitte jeweils zu den Tangenten an die betreffenden Abschnitte. Dem Fachmann ist dieser Umstand insbesondere aus dem Einstieg in die Differenzialrechnung bekannt, da hier Differenzenquotient für die Grenzwertbetrachtung infinitesimal eng zusammenliegender Argumente (hier Breitenwerte) die Steigung in einem Punkt wiedergibt: lim Δ ⁢ b → 0 ⁢ Δ ⁢ h Δ ⁢ b = dh db
    Figure imgb0001
  • Für diesen Fall (infinitesimale Abschnittsbreite) ist die Tangente ein Spezialfall der Sekante und der Betrag der Sekantensteigung ist der Betrag der Ableitung der Funktion, die den Konturverlauf des betreffenden Blattabschnitts beschreibt oder einfacher gesagt der Betrag der Steigung in diesem Punkt.
  • Die beiden Abschnitte können (müssen aber nicht) in Höhenrichtung übereinander liegen. Könnte man von einem Ausgangsprofil für diese Garniturdrähte, d.h., dem ursprünglichen Profil des Garniturdrahtes, wie es vor der Erzeugung der Zähne (z. B. mittels Stanzens oder gleichwirkender Methoden) vorliegt, ausgehen, könnten die beiden Abschnitte problemlos so gewählt werden, dass sie in der Höhenrichtung übereinander angeordnet sind. Die Zähne von Garniturdrähten verlaufen jedoch oft schräg, d.h., sie weisen eine Sägezahnform auf, bei der die Zähne geneigt sind. Für die Bestimmung des Neigungswinkels des Zahnverlaufs wird üblicherweise die Neigung der Zahnbrust herangezogen Arbeitswinkel). Der Arbeitswinkel ist als der Winkel definiert, den die Zahnbrust mit der Senkrechten einschließt. Aufgrund der Neigung der Zähne lässt sich bei den meisten Garniturdrähten keine Stelle finden, an der ein vollständiger und lückenloser Querschnitt (des ursprünglichen Profils) auftritt. Dann ist es erforderlich, die Abschnitte nicht in der Höhenrichtung übereinander (beide Abschnitte liegen an verschiedenen Punkten der Längserstreckung des Garniturdrahtes) anzuordnen.
  • Eine Mindestlänge der Abschnitte (in Breitenrichtung u) kann bevorzugt 1/100 mm, vorteilhafterweise jedoch auch 5/100 oder 1/10 mm betragen.
  • Bei den üblicherweise verwendeten Garniturdrähten (bzw. bei deren Ausgangsprofilen) verlaufen beide Blattabschnittsseitenflächen (abgesehen von gebogenen Übergangsbereichen) praktisch vollständig eben, wobei eine Blattabschnittsseitenfläche in einer Ebene verläuft, die durch die Höhen- und die Längsrichtung aufgespannt wird und die zweite Blattabschnittsseitenfläche (auch in Längsrichtung, jedoch) in Höhenrichtung geneigt verläuft. Bei derartigen Garniturdrähten nimmt die Breite (Ausdehnung in Breitenrichung) des Garniturdrahtes über den gesamten Blattabschnitt linear zu.
  • Durch die in der Erfindung vorgeschlagene Geometrie des Blattabschnitts (der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche) nimmt die Breite des Blattabschnitts im oberen (dem Fußabschnitt abgewandten) Bereich erst schwächer (oder überhaupt nicht) zu und im unteren Bereich dann stärker zu (als im oberen). Der Übergang zwischen der geringen (bzw. keiner) Zunahme der Breite und der stärkeren Zunahme kann fließend (kontinuierlich) oder in einem oder mehreren Schritten, z.B. durch die Aneinanderreihung mehrerer ebener Abschnitte, z. B. maximal 4, vorzugsweise 2 bis 3, erfolgen. Die jeweilige technische Ausführung dieser Varianten wird untenstehend näher erläutert.
  • Dementsprechend nimmt die Breite der Garniturgassen, die von einem auf einer Garniturwalze montierten erfindungsgemäßen Garniturdraht gebildet werden, im oberen (den Zähnen des Garniturdrahts zugewandten) Bereich (der Garniturgassen) mit abnehmender Höhe weniger (oder garnicht) und im unteren Bereich stärker ab.
  • Es hat sich überraschend gezeigt, dass beim Einsatz der erfindungsgemäßen Garniturdrähte im Laufe der Zeit signifikant weniger an Qualität und Effizienz des Kardierungsprozesses verloren geht (hauptsächlich bedingt durch das erforderliche Nachschleifen der Zähne) als beim Einsatz von herkömmlichen Drähten.
  • Üblicherweise weist der Garniturdraht eine Außenfläche auf, die den Garniturdraht (in der Höhenrichtung) auf der dem Fußabschnitt abgewandten Seite abschließt, und die auch in der Höhenrichtung verläuft. Dabei wird (oft) zumindest ein Zahn (üblicherweise viele Zähne) des Garniturdrahts definiert. In anderen Worten verläuft die Kontur der Blattabschnittsseitenfläche, zumindest in ihrem oberen Bereich, gezackt.
  • An der Spitze des zumindest einen Zahnes verläuft die Außenfläche im Wesentlichen in der Längsrichtung (z) und der Breitenrichtung (B). In den Zahnflanken weist die Außenfläche hingegen einen in der Höhenrichtung geneigten Verlauf auf.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Abschnitte an dem mindestens einen Zahn, typischerweise in Längsrichtung versetzt, angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich beide Abschnitte jeweils an einer Stelle des Garniturdrahts befinden, an der keine (durch das Ausstanzen bei der Zahnherstellung bedingte) Lücke auftritt. So ist es möglich, den obersten Abschnitt an oder nahe an die Spitze des mindestens einen Zahns zu legen und gleichzeitig den mindestens zweiten Abschnitt am unteren Ende oder zumindest in die Nähe des unteren Endes des Blattabschnitts (im Bereich des betreffenden Zahns) zu legen. Hierdurch kann mit den beiden Abschnitten die gesamte (bzw. nahezu die gesamte) Höhe des Blattabschnitts erfasst werden.
  • Die beiden Abschnitte können wie oben beschrieben (problemlos) in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet werden, da Garniturdrähte aus Profildrähten hergestellt werden, deren Querschnittsprofile über deren Länge praktisch gleich bleiben.
  • Prinzipiell können sich der zumindest eine erste und der zumindest eine zweite Abschnitt auch an einer Stelle der Längsrichtung des Garniturdrahts befinden, d.h., sie sind wie oben beschrieben in Höhenrichtung übereinander angeordnet. Dies ist in den Fällen möglich, in denen sich unterhalb der betreffenden Zahnspitze keine hohlen (ausgestanzten) Bereiche befinden, d.h., wenn die Verbindungslinie vom
  • (zumindest einen) ersten zum (zumindest einen) zweiten Abschnitt vollständig im Material des Garniturdrahtes verläuft.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen beide Abschnitte der Blattabschnittsseitenfläche eben, d.h., der Garniturdraht weist einen ersten und einen zweiten Abschnitt der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche auf, die in der Ebene, die von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannt wird, gerade verlaufen. Die beiden Abschnitte folgen bevorzugt in der Höhenrichtung aufeinander ab (schließen aneinander an), und schließen in der Ebene, die von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannt wird, einen Winkel (ungleich 0°) ein.
  • Es können auch mehr als zwei ebene (gerade) Abschnitte in der Höhenrichtung aufeinander folgen, z. B. drei oder vier gerade Abschnitte. Bevorzugt sind zwei bis drei ebene Abschnitte.
  • Der vom Fußabschnitt am weitesten entfernteste gerade Abschnitt (der oberste Abschnitt) und der an ihn angrenzende zweite Abschnitt (der dem Fuße nähere Abschnitt) grenzen vorzugsweise in einem Höhenbereich aneinander, der zwischen 5/10 und 9/10, vorzugsweise 2/5 und 4/5 der maximalen Höhe des Blattabschnitts (oder alternativ der maximalen Höhe des mindestens einen Zahns, üblicherweise der Zähne) liegt.
  • Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für (feine) Garniturdrähte mit vergleichsweise niedrigen Blattabschnitten, d.h. mit Höhen der Blattabschnitte (alternativ: der Zähne), die in einem Bereich von 0,3 bis 1 mm liegen. Solche Garniturdrähte werden üblicherweise für die Herstellung von Stapelfasergarnen, z.B. aus Baumwolle und/oder Kunstfasern, eingesetzt.
  • Für gröbere Fasern kommen Garniturdrähte zum Einsatz, die Blattabschnitte mit einer Höhe von bis zu 3 (in Ausnahmefällen bis zu 4) mm aufweisen können.
  • Bei den feinen Garniturdrähten ist es vorteilhaft, dass der vom Fußabschnitt am weitesten entfernte Abschnitt (der zumindest eine erste Abschnitt) üblicherweise eine Höhenausdehnung (Erstreckung in h-Richtung) von 0,1 bis 0,5 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,3 mm aufweist. Dieser bevorzugt ebene Abschnitt (d. h. Abschnitt gleicher Steigung) beginnt bevorzugt maximal 5/100 mm oder 1/10 mm unterhalb der Zahnspitze.
  • Mit der Auswahl der vorgenannten Bereiche wird erreicht, dass der Kardiervorgang durch das erforderliche Nachschleifen der Zähne des Garniturdrahtes signifikant weniger an Qualität und Effizienz verliert als beim Einsatz herkömmlicher Drähte.
  • Um zu vermeiden, dass sich Garniturdrähte (im Betrieb auf einer Garniturwalze), d.h. die von den Garniturdrähten gebildeten Gassen, mit Fasern zusetzen, müssen sich die Blattabschnitte der Garniturdrähte, zumindest in einem ausreichend großen Bereich, ausreichend schnell in Höhenrichtung verjüngen. Bei den herkömmlichen Garniturdrähten ist dies praktisch immer erfüllt. Wenn sich jedoch der Bereich des erfindungsgemäßen Garniturdrahts, in dem seine Breite geringfügig oder überhaupt nicht zunimmt (kleiner Neigungswinkel bezüglich der Höhenrichtung) über die gesamte betreffende Blattabschnittsseitenfläche erstrecken würde, müsste jedoch mit einem Zusetzen gerechnet werden. Mit der Auswahl des betreffenden Höhenbereichs wird, trotz des teilweise sehr steilen Verlaufs der (zumindest ersten) Blattabschnittsseitenfläche (korreliert mit einer geringen Verjüngung des Blattabschnitts) vermieden, dass sich die Garniturdrähte mit Fasern zusetzen.
  • Der zumindest eine erste Abschnitt (der Abschnitt, in dem die Breite des Garniturdrahts weniger zunimmt) der zumindest einen Blattabschnittseitenfläche weist zu dem Lot auf der Fußgrundfläche üblicherweise einen Winkel von kleiner als 5°, bevorzugt 0°-2° auf. Der (zumindest eine) erste Abschnitt der (zumindest einen) Blattabschnittseitenfläche kann also, da auch 0° möglich sind, zu dem Lot auf der Fußgrundfläche auch parallel verlaufen.
  • Der zumindest eine zweite Abschnitt der zumindest einen Blattabschnittseitenfläche weist üblicherweise zu dem Lot auf der Fußgrundfläche einen Winkel auf, der größer als 6°, bevorzugt jedoch größer als 8° ist. üblicherweise ist dieser Winkel kleiner 15°, vorzugsweise kleiner 12°.
  • In einer alternativen Ausführungsform können die Abschnitte der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche in der Ebene, die von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannt wird, kurvenförmig verlaufen. Insbesondere kann die gesamte Blattabschnittsseitenfläche gebogen, vorzugsweise konkav (von außen betrachtet) verlaufen. Gebogen bedeutet, dass im betreffenden Abschnitt keine Knicke auftreten. Knicke sind Punkte, an denen Unstetigkeiten bzw. singuläre Punkte in der Steigung (des betreffenden Abschnitts) auftreten.
  • Denkbar sind schließlich auch Varianten, bei denen die zumindest eine Blattabschnittsseitenfläche aus einer Kombination aus gebogenen Abschnitten/Bereichen und ebenen Abschnitten/Bereichen gebildet wird.
  • Auch bei dieser Ausführungsform (gebogene Abschnitte) kann im Vergleich zu herkömmlichen Garniturdrähten eine vergleichsweise hohe Effizienz des Kardierungsprozesses länger erhalten werden, als bei der Verwendung von herkömmlichen Garniturdrähten. Gleichzeitig kann auch vermieden werden, dass sich die von den Garniturdrähten gebildeten Garniturgassen mit Fasern zusetzen. Hierzu wird (in Analogie zu der Ausführungsform mit ebenen Abschnitten) für die Stelle, an der der Bereich, in dem die Breite des Garniturdrahtes schneller zunimmt, und der Bereich, an dem diese langsamer zunimmt, aneinander grenzen, ein Höhenbereich zwischen 5/10 und 9/10, vorzugsweise2/5 und 4/5 der maximalen Höhe des Blattabschnitts gewählt. Verläuft die gesamte Blattabschnittsseitenfläche gebogen, kann zur Bestimmung dieser Stelle ein geeigneter Grenzwert (für die maximale Zunahme der Breite pro Höheneinheit) festgelegt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert, hierzu zeigen:
    • Fig. 1:
    einen Garniturdraht in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 2:
    einen Querschnitt eines Garniturdrahts mit einer Blattabschnittsseitenfläche mit zwei ebenen Bereichen, bei dem die Breitenrichtung aus darstellerischen Gründen übergroß dargestellt ist,
    Fig. 3:
    ein Profil eines Garniturdrahts mit einer Blattabschnittsseitenfläche mit zwei ebenen Bereichen,
    Fig. 4:
    einen Querschnitt eines Garniturdrahts mit einer Blattabschnittsseitenfläche mit vier ebenen Bereichen, bei dem die Breitenrichtung aus darstellerischen Gründen übergroß dargestellt ist,
    Fig. 5:
    ein Profil eines Garniturdrahts mit einer Blattabschnittsseitenfläche mit vier ebenen Bereichen,
    Fig. 6:
    einen Querschnitt eines Garniturdrahts mit einer konkav gebogenen Blattabschnittsseitenfläche, bei dem die Breitenrichtung aus darstellerischen Gründen übergroß dargestellt ist,
    Fig. 7:
    ein Profil eines Garniturdrahts mit einer konkav gebogenen Blattabschnittsseitenfläche,
    Fig. 8:
    Ermittlung von Steigungen an Konturen bezüglich der Ebene, die in der Höhen- h und in der Breitenrichtung b verläuft
    Fig. 9:
    Blattabschnitt und Auswahl der Lage des ersten und des zweiten Abschnitts am Blattabschnitt
    Fig. 10:
    eine alternative Form des Fußabschnitts
    Fig. 11:
    erste Form der zweiten Blattabschnittsseitenfläche
    Fig. 12:
    zweite Form der zweiten Blattabschnittsseitenfläche
    Fig. 13:
    einen weiterern Querschnitt eines Garniturdrahts
  • Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt eines Garniturdrahts besteht aus einem Fußabschnitt 1, der eine Grundfläche 2 und zwei Seitenflächen 3 aufweist, und einem an den Fußabschnitt 1 angrenzenden Blattabschnitt 4, der eine erste Blattabschnittsseitenfläche 5 und eine zweite Blattabschnittsseitenfläche 6 aufweist. Der Blattabschnitt 4 wird auf der dem Fußabschnitt 1 abgewandten Seite (nach oben hin) durch eine Außenfläche 7 begrenzt, die derart längs einer gezackten Bahn auf und ab verläuft, dass Zähne 8 ausgebildet werden.
  • Der Garniturdraht verläuft in der Längsrichtung z, seine Höhe erstreckt sich in der Höhenrichtung h und seine Breite B erstreckt sich in der Breitenrichtung b (b steht senkrecht sowohl auf z als auch auf h).
  • Die zweite Blattabschnittsseitenfläche 6 verläuft (von Fertigungstoleranzen abgesehen) in einer Ebene, die von der Längsrichtung z und der Höhenrichtung h aufgespannt wird.
  • Die erste Blattabschnittsseitenfläche 5 setzt sich, von dem abgerundeten Übergang 10 zwischen dem Fußabschnitt 1 und dem Blattabschnitt 4 abgesehen, aus einem ersten Abschnitt 10, der sich weiter oben am Blattabschnitt 4 befindet (der weiter vom Fußabschnitt 1 entfernt ist), und einem zweiten Abschnitt 11, der sich weiter unten am Blattabschnitt 4 befindet (der näher am Fußabschnitt 1 liegt) zusammen. Der erste Abschnitt 10 verläuft praktisch parallel zur Ebene, die durch die Längsrichtung z und die Höhenrichtung h aufgespannt wird (dementsprechend auch parallel zur zweiten Blattabschnittsseitenfläche 6). Der erste Abschnitt 10 kann alternativ auch einen kleinen Winkel von maximal 2° mit der Höhenrichtung h einschließen und, von Fertigungstoleranzen abgesehen, parallel zur Längsrichtung z verlaufen.
  • Der zweite Abschnitt 11 verläuft (abgesehen von Fertigungstoleranzen) ebenfalls parallel zur Längsrichtung z, schließt jedoch, im Vergleich zum ersten Abschnitt 10, mit der Höhenrichtung einen wesentlich größeren Winkel von 8° bis 12° ein. In anderen Worten verläuft der erste Abschnitt 10 steiler als der zweite Abschnitt 11. Ein steiler Verlauf bedeutet generell, dass der Betrag der Ableitung dh/db groß ist. Bei einem flachen Verlauf ist dementsprechend der Betrag der Ableitung dh/db klein.
  • Aufgrund der besonderen Geometrie des Blattabschnitts 4 nimmt dessen Breite B von oben her, z.B. ausgehend von einer der Zahnspitzen 12 (genau genommen handelt es sich bei der Spitze um eine kurze Kante), zuerst mit abnehmender Höhe (d.h. in Richtung zum Fußabschnitt hin) sehr langsam (bzw. gar nicht) zu. Ab der Übergangsstelle 13, an welcher der erste Abschnitt 10 in den zweiten Abschnitt 11 übergeht, nimmt die Breite des Blattabschnitts 4 dann mit abnehmender Höhe schneller (bzw. überhaupt erst) zu. Die Eigenschaft des Garniturdrahts, dass ausgehend von oben die Breite des Blattabschnitts 4 erst langsamer zunimmt und nach unten hin die Breite des Blattabschnitts 4 schneller anwächst ist wesentlich für die Erfindung. Sie wird von einer Vielzahl vorteilhafter Ausführungsformen derselben gezeigt. Dies gilt selbstredend nur für diejenigen Bereiche des Graniturdrahtes, an denen noch das Material des ursprünglichen Profils vorliegt, d.h. an denen kein Material ausgestanzt wurde.
  • In Fig. 2 ist der Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten Garniturdrahts und in Fig. 3 das zugehörige Ausgangsprofil (entspricht dem Garniturdraht ohne Zähne) dargestellt. Die Schnittebene (des Querschnitts) verläuft in der Breitenrichtung b und der Höhenrichtung h. In Figur 2 wurde - wie in den Figuren 4 und 6 - die Breitenrichtung übergroß dargestellt (d.h. die Gesamtbreite B des Garniturdrahts ist im Vergleich zur Gesamthöhe H vergrößert dargestellt), um dem Betrachter die Möglichkeit zu geben, die Winkel und Steigungen auch zu erkennen.
  • Wie Fig. 2 entnommen werden kann, wird der erste Abschnitt 10 (in der betreffenden Schnittebene) von den Endpunkten 14 und 15 und der zweite Abschnitt 11 von den Endpunkten 15 und 16 begrenzt. Die erste Sekante 17 durch die Endpunkte 14, 15 des ersten Abschnitts 10 schließt mit dem Lot 19 (das Lot verläuft in Höhenrichtung h) auf der Fußgrundfläche 2 (das Lot 19 verläuft in Höhenrichtung h) einen kleineren Winkel α1 ein, als die zweite Sekante 18 durch die Endpunkte 15, 16 des zweiten Abschnitts 11 (Winkel α2). Wie auch hier gezeigt, werden (generell) bevorzugt diejenigen Sekanten herangezogen, die in der Schnittebene verlaufen, die von der Breitenrichtung b und der Höhenrichtung h aufgespannt wird. Die Steigung dieser Sekanten entspricht der Steigung dh/db der betreffenden Ebene.
  • Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines Garniturdrahts (und Fig. 5 das zugehörige Profil), bei dem sich die erste Blattabschnittsseitenfläche 5 aus vier ebenen Bereichen, die in Höhenrichtung h aufeinander abfolgen, zusammensetzt. Als der erste Abschnitt 10 ist hier der am zweitweitesten vom Fußabschnitt 1 entfernte ebene Bereich gewählt, der (in der vorliegenden Schnittebene) von den Endpunkten 20 und 21 begrenzt wird. Als der zweite Abschnitt 11 ist der am weitesten unten liegende Bereich gewählt, der von den Endpunkten 23 und 24 begrenzt wird. Die erste Sekante 22 verläuft durch die Endpunkte 20 und 21, die zweite Sekante 25 durch die Endpunkte 23 und 24. Auch hier schließt die Sekante 22 einen kleineren Winkel α1 mit dem Lot 19 auf der Fußgrundfläche 2 ein, als die Sekante 25 (Winkel α2).
  • In Fig. 6 ist der Querschnitt eines Garniturdrahts (und in Fig. 7 das zugehörige Profil) dargestellt, bei dem die erste Blattabschnittsseitenfläche 5 einen (von außen gesehen) konkav gebogenen Verlauf (ohne Knicke) aufweist. Auch in Figur 6 ist-wie zuvor in den Figuren 2 und 4 die Breitenrichtung b übertrieben groß dargestellt, so dass der Betrachter verschiedene Winkel zwischen Lot 19 und den Tangenten 27 und 30 erkennen kann. Zu erwähnen bleibt auch noch, dass in den Figuren 2, 4 und 6 die 14, 15, 16, 20, 21, 23, 24, 26 und 29 durch waagrechte Striche dargestellt sind, die die Kontur des Garniturdrahts 1 schneiden. Der betreffende Punkt liegt an der Schnittstelle des waagrechten Strichs und der Kontur des Garniturdrahts 1. Als erster Abschnitt 10 ist ein in Höhenrichtung h infinitesimal kleiner Bereich 26 (punktförmig bezüglich der gewählten Schnittebene) gewählt. Anstelle der sonst üblichen Sekante tritt hier die Tangente 27 an die erste Blattabschnittsseitenfläche 5 im Bereich/Punkt 26. Der zweite Abschnitt 11 ist in analoger Weise durch den Punkt 29 gebildet, wobei an die Stelle der Sekante die Tangente 30 tritt. Auch hier entspricht (analog wie bei den Sekanten) jeweils die Steigung der Tangenten der Ableitung dh/db im betreffenden Punkt. Analog zu den beiden vorhergehenden Beispielen schließt die Tangente 27 einen kleineren Winkel α1 mit dem Lot 19 auf der Fußgrundfläche 2 ein, als die Tangente 30 (Winkel α2).
  • In Fig. 8 sind im Vergleich jeweils stark vergrößert und mit vergrößerten Winkeln die Konturen in der Ebene, die in der Höhen- h und in der Breitenrichtung b verläuft, einer ersten Blattabschnittsseitenfläche 5 dargestellt, die vollständig gekrümmt verläuft 31, sowie einer ersten Blattabschnittsseitenfläche 32 gezeigt, die sich aus zwei ebenen Flächenabschnitten 33, 34 zusammensetzt.
  • Bei der Blattabschnittsseitenfläche 32, die sich aus zwei ebenen Flächenabschnitten zusammensetzt, kann der erste Abschnitt 10 als der Flächenabschnitt 33 und der zweite Abschnitt 11 als der Flächenabschnitt 34 gewählt werden. Die Steigung der Sekante durch die Endpunkte des ersten Abschnitts 10 beträgt dann (h2-h1)/(b2-b1), die Steigung der Sekante durch die Endpunkte des zweiten Abschnitts 11 beträgt (h3-h2)/(b3-b2).
  • Bei der Blattabschnittsseitenfläche 31, die vollständig gekrümmt verläuft, sind der erste Abschnitt 10 und der zweite Abschnitt 11 (zumindest in der Betrachtungsebene) infinitesimal klein (d.h. punktförmig) gewählt. Die Steigung des ersten Abschnitts 10 ist gleich der Ableitung dh/db an der Stelle b4, die Steigung des zweiten Abschnitts 11 ist gleich der Ableitung dh/db an der Stelle b5.
  • Fig. 9 zeigt einen Zahn 8, dessen Höhe sich über die gesamte Höhe des Blattabschnitts 4 erstreckt, d.h., die Gesamthöhe H (h2-h1) des Blattabschnitts 4 ist gleich groß, wie die Gesamthöhe des Zahns 8.
  • Der Zahn weist im Bereich der Zahnspitze 12 einen ersten ebenen Flächenabschnitt 35 auf, der steiler verläuft, und weiter unten einen zweiten ebenen Flächenabschnitt 36, der flacher verläuft. Die beiden Flächenbereiche 35, 36 grenzen an der Trennlinie 37 aneinander an.
  • Es können entweder ein erster Abschnitt 110b und ein zweiter Abschnitt 111 gewählt werden, die an derselben Erstreckung in Längsrichtung Z angeordnet sind. Oder es können ein erster Abschnitt 110a und ein zweiter Abschnitt 111 gewählt werden, die an verschiedenen Erstreckungen in Längsrichtung Z, Z' angeordnet sind.
  • Wie aus Fig. 10 ersichtlich, kann der Fußbereich 1 so ausgeformt sein, dass benachbarte Drahtabschnitte ineinander eingreifen (verkettete Ausführung). Die Steigungen der Seitenwände 38 des Fußbereiches sind nicht Gegenstand dieser Anmeldung.
  • In den Fig. 11 und 12 sind Ausführungsformen der zweiten
  • Blattabschnittsseitenfläche 6 dargestellt. Die in Fig. 11 gezeigte zweite Blattabschnittsseitenfläche 6 verläuft in etwa spiegelsymmetrisch zur ersten Blattabschnittsseitenfläche 5. Fig. 12 zeigt eine Blattabschnittsseitenfläche 6, die in Höhenrichtung h leicht geneigt verläuft.
  • Figur 13 zeigt, dass die zumindest eine Blattabschnittsfläche 5 des Garniturdrahts, die das erfindungswesentliche Merkmal zeigt, auch auf der "anderen Seite" des Garniturdrahts 1 liegen kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fußabschnitt
    2
    Grundfläche, Fußgrundfläche
    3
    Seitenfläche des Fußabschnitts
    4
    Blattabschnitt
    5
    erste Blattabschnittsseitenfläche
    6
    zweite Blattabschnittsseitenfläche
    7
    Außenfläche des Blattabschnitts
    8
    Zahn
    9
    abgerundeter Übergang zwischen Blatt- und Fußabschnitt
    10
    erster Abschnitt
    11
    zweiter Abschnitt
    12
    Zahnspitze
    13
    Übergangsstelle zwischen erstem und zweitem Abschnitt
    14
    erster Endpunkt
    15
    zweiter Endpunkt
    16
    dritter Endpunkt
    17
    erste Sekante
    18
    zweite Sekante
    19
    Lot auf die Fußgrundfläche
    20
    erster Endpunkt
    21
    zweiter Endpunkt
    22
    erste Sekante
    23
    dritter Endpunkt
    24
    vierter Endpunkt
    25
    zweite Sekante
    26
    infinitesimal kleiner erster Bereich/erster Punkt
    27
    Tangente an den ersten Bereich
    29
    infinitesimal kleiner zweiter Bereich/zweiter Punkt
    30
    Tangente an den zweiten Bereich
    31
    Gekrümmte Kontur der Blattabschnittsseitenfläche
    32
    Kontur der Blattabschnittsseitenfläche, die sich aus zwei ebenen Flächenabschnitten zusammensetzt
    33
    erster ebener Flächenabschnitt
    34
    zweiter ebener Flächenabschnitt
    35
    steilerer ebener Flächenabschnitt
    36
    flacherer ebener Flächenabschnitt
    37
    Trennlinie zwischen dem steileren und dem flacheren ebenen Flächenabschnitt
    38
    Seitenwände des Fußes
    110a
    erster Abschnitt
    110b
    erster Abschnitt (alternativ)
    111
    zweiter Abschnitt
    z
    Längsrichtung
    b
    Breitenrichtung
    h
    Höhenrichtung
    B
    Breite
    H
    Gesamthöhe des Blattabschnitts
    z1
    erster Wert der Längserstreckung
    'z2
    zweiter Wert der Längserstreckung
    α1
    Winkel zwischen dem ersten Abschnitt und dem Lot auf die Grundfläche
    α2
    Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Lot auf die Grundfläche
    α3
    Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt

Claims (14)

  1. Garniturdraht zum Aufspannen auf eine Garniturwalze einer Kardiermaschine, welcher folgende Merkmale aufweist:
    a) einen Fußabschnitt (1) mit einer Fußgrundfläche (2) zur Auflage auf einer Garniturwalze, wobei die Grundfläche (2) in der Längsrichtung (z) und der Breitenrichtung (b) des Garniturdrahts verläuft,
    b) einen Blattabschnitt (4), der in einer Höhenrichtung (h), die senkrecht auf der Grundfläche (2) steht, verläuft,
    c) wobei der Blattabschnitt (4) in der Breitenrichtung (b) von einer ersten (5) und einer zweiten (6) Blattabschnittsseitenfläche begrenzt wird und wobei zumindest eine der beiden Blattabschnittsflächen (5, 6) in zumindest einem Teilabschnitt ihrer Erstreckung in der Höhenrichtung (h) zu einem Lot (19) auf der Fußgrundfläche (2) einen Winkel aufweist, der größer als 0° ist
    dadurch gekennzeichnet, dass
    d) der Winkel (α1) zwischen dem Lot auf der Fußgrundfläche (2) und der Sekante durch die Endpunkte in Höhenrichtung (h) zumindest eines ersten Abschnitts (10) der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6) kleiner ist als der Winkel (α2) zwischen dem Lot (19) auf der Fußgrundfläche (2) und der Sekante durch die Endpunkte in Höhenrichtung (h) zumindest eines zweiten Abschnitts (11) der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6),
    e) wobei der zweite Abschnitt (11) dem Fußabschnitt (1) näher ist als der erste Abschnitt (10).
  2. Garniturdraht nach dem vorstehenden Anspruch
    gekennzeichnet durch
    a) eine Außenfläche (7), die den Garniturdraht in der Höhenrichtung (h) in der dem Fußabschnitt (1) abgewandten Seite abschließt,
    b) und die auch in der Höhenrichtung (h) verläuft und dabei zumindest einen Zahn (8) des Garniturdrahts definiert,
    c) wobei der zumindest eine Zahn (8) den zumindest einen ersten (10) und den zumindest einen zweiten (11) Abschnitt aufweist.
  3. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der zumindest eine erste (10) und der zumindest eine zweite Abschnitt (11) an einer Stelle (Z) der Längsrichtung (z) des Garniturdrahts befinden.
  4. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch
    Abschnitte der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6), die in der Ebene, die von der Breiten- (b) und Höhenrichtung (h) aufgespannt wird, kurvenförmig verlaufen.
  5. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch
    a) einen ersten (10) und einen zweiten (11) Abschnitt der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6), die in der Ebene, die von der Breiten-(b) und Höhenrichtung (h) aufgespannt wird, gerade verlaufen,
    b) die in der Höhenrichtung (h) aufeinander abfolgen,
    c) und die in der Ebene, die von der Breiten- (b) und Höhenrichtung (h) aufgespannt wird, einen Winkel (α3) einschließen.
  6. Garniturdraht nach dem vorstehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    höchstens vier, vorzugsweise drei oder zwei gerade Abschnitte in der Höhenrichtung aufeinander abfolgen.
  7. Garniturdraht nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der vom Fußabschnitt am weitesten entfernteste gerade Abschnitt (10) und der an ihn angerenzende zweite Abschnitt (11) in einem Höhenbereich aneinander grenzen, der zwischen 5/10 und 9/10 der maximalen Höhe (H) des Blattabschnitts (4) liegt.
  8. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch
    zumindest einen ersten Abschnitt (10) der zumindest einen Blattabschnittseitenfläche (5, 6), der zu dem Lot auf der Fußgrundfläche (2) einen Winkel aufweist, der kleiner als 5° ist.
  9. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch
    zumindest einen ersten Abschnitt (10) der zumindest einen Blattabschnittseitenfläche (5, 6), der zu dem Lot auf der Fußgrundfläche parallel verläuft.
  10. Garniturdraht nach dem der vorstehenden Anspruch
    gekennzeichnet durch
    zumindest einen ersten Abschnitt (10) der ersten Blattabschnittseitenfläche (5), der zu dem auf gleicher Höhe befindlichen Abschnitt der zweiten Blattabschnittseitenfläche (6) parallel verläuft.
  11. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch
    zumindest einen zweiten Abschnitt (11) der zumindest einen Blattabschnittseitenfläche (5,6), der zu dem Lot (19) auf der Fußgrundfläche einen Winkel (α2) aufweist, der größer als 6° bevorzugt jedoch größer als 8° ist.
  12. Verfahren zur Herstellung von Faservliesen
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche verwendet wird und dass Baumwolle und/oder Kunstfasern verarbeitet werden.
  13. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Garniturdraht verwendet wird, der eine Maximalhöhe aufweist, die kleiner ist als 4,0 mm, bevorzugt jedoch kleiner ist als 2,5 mm.
  14. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Garniturdraht verwendet wird, bei dem der vom Fußabschnitt am weitesten entfernteste gerade Abschnitt (10) und der an ihn angerenzende zweite Abschnitt (11) in einem Höhenbereich aneinander grenzen, der in Höhenrichtung zwischen 5/100 und 2/10 mm unterhalb der Maximalhöhe liegt.
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