EP3161170B2 - Verfahren zum härten eines garniturdrahtes für die bearbeitung von textilfasern und anlage hierzu - Google Patents

Verfahren zum härten eines garniturdrahtes für die bearbeitung von textilfasern und anlage hierzu Download PDF

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EP3161170B2
EP3161170B2 EP15726860.8A EP15726860A EP3161170B2 EP 3161170 B2 EP3161170 B2 EP 3161170B2 EP 15726860 A EP15726860 A EP 15726860A EP 3161170 B2 EP3161170 B2 EP 3161170B2
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clothing
clothing wire
heating area
area
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Friedrich Haarer
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Definitions

  • the present invention relates to a method for curing a clothing wire for the processing of textile fibers and a plant therefor, wherein the clothing wire has a series of teeth arranged in its longitudinal direction, and wherein the clothing wire for contact with at least one open flame through a heating area in a direction of passage is passed through, the heating area being followed by a quenching bath with a quenching liquid and a subsequent tempering device.
  • Clothing wires have a sawtooth profile and are pulled onto cylindrical drums or rollers to form a card. This gives the cards a toothed mantle surface, and the use of a clothing wire can be used, for example, to form a spool or doffer and can have a length of several kilometers.
  • trim wire In order to provide sufficient strength and wear resistance of the trim wire, methods for hardening the trim wire are known, which are based in particular on flame hardening.
  • the hardening process preferably uses an open flame to form a heating area through which the clothing wire is guided in its longitudinal direction. Only the teeth should be hardened and the tooth root should have a high level of toughness, which can be achieved, for example, by soft annealing.
  • the heating area can be preceded by a rinsing chamber, which allows at least partial cleaning of the clothing wire. After passing through the heating zone, the clothing wire must be quenched, for which the clothing wire is fed into a quenching bath filled with a quenching liquid. The clothing wire can then be passed through a starting device and through a cooling device connected to the starting device.
  • the hardening of a trim wire over an open flame has proven to be particularly advantageous, but scaling can form on the surface of the trim wire, which should always be avoided. Difficulties can arise in particular when fitting the clothing wire onto a drum or roller if the surface of the clothing wire is scaled, since the helical fitting of the clothing wire onto the cylindrical roller must be very precise, and a wire guide device is used for the fitting, which can be used if the surface is scaled of the clothing wire cannot work without problems.
  • 5,123,529 discloses a method and apparatus for manufacturing a clothing wire in which a continuous wire is unwound, teeth are stamped and cured in an open flame torch. This is followed by introduction into a quenching bath.
  • the invention referred to herein involves the bending or fabricating of hardened protruding tooth tips.
  • DE 2330303 A discloses an inductive hardening process for a wire, in which a spiral-shaped quartz tube 4 is arranged between an annealing adapter 2 and a hardening adapter 8/9, through which the wire is guided.
  • a protective gas is introduced through the quartz tube 4 in a countercurrent process, with an outlet zone 7 being arranged between the quartz tube 4 and the hardness adapter 8/9.
  • the task of the quartz tube is to keep the wire heated very quickly by the annealing adapter so that the material can undergo a complete structural transformation.
  • document EP0216434B1 discloses an apparatus and a method for hardening wire, according to the invention the wire being cooled by means of film evaporation cooling by means of a non-turbulent flow of water.
  • a protective hood 7 which connects the oven unit to the cooling apparatus and which is hermetically sealed, for example by a water slot 8, to prevent the ingress of ambient air.
  • the object of the invention is the further development of a method for hardening a clothing wire for the processing of textile fibers, which enables a scale-free surface of the clothing wire despite a simple structure of a plant for hardening the clothing wire.
  • the time-consuming flushing of the heating area with an inert gas should be avoided.
  • the invention includes the technical teaching that the clothing wire moving in the wire running direction is flushed with a protective medium in a transition area between the contact area with the open flame and the inlet into the quenching liquid.
  • the invention is based on the idea that the clothing wire is flushed with a protective medium between the open flame and immersion in the quenching liquid to prevent the clothing wire from coming into contact with oxygen even after the clothing wire has passed through the heating area to avoid.
  • a protective medium between the open flame and immersion in the quenching liquid to prevent the clothing wire from coming into contact with oxygen even after the clothing wire has passed through the heating area to avoid.
  • Studies have shown that even after the clothing wire has left the heating area, the temperature of the clothing wire is still so high that a reaction of the material of the clothing wire with oxygen can also subsequently lead to scaling of the surface of the clothing wire.
  • the scaling of the clothing wire does not take place in the heating area itself but only after it has left the heating area, which is effectively avoided by flushing the clothing wire with a protective medium according to the invention.
  • the method according to the invention for hardening a clothing wire makes it possible to provide a scaling-free clothing wire in a simple manner.
  • a complex heating chamber or oven within which the flames are generated and which, according to the invention, does not have to be kept free of oxygen, can be dispensed with.
  • the protective medium can be formed not by a gas but by the quenching liquid from the quenching bath.
  • the quenching liquid for bridging the transfer area is fed against the wire running direction in the direction of the heating area and preferably essentially up to the heating area.
  • the quenching liquid can bridge the transfer area without the quenching bath itself protruding towards the heating area.
  • the quenching liquid can be conveyed from the quenching bath to the heating area with a flow movement in a flow direction, with the flow direction being opposite to the wire running direction of the clothing wire.
  • the bridging area can be formed by a wire running tube or by a wire running channel through which the quenching liquid runs counter to the wire running direction.
  • the inlet opening for the entry of the clothing wire into the wire tube or the wire chute can reach up to the heating area, and the quenching liquid that runs out can be caught in a collecting device and fed back into the quenching bath.
  • the flow in the quenching liquid ensures that it is not significantly heated by the hot, incoming clothing wire or by the flames due to their constant exchange.
  • the trim wire can be fed through the heating area in such a way that the tooth structure of the trim wire points in the direction of the open flame.
  • the open flame in the heating area can be brought up to the clothing wire from above or below. If the transfer area has, for example, a wire running pipe through which the quenching liquid is guided to a pipe inlet opening, the open flame can burn upwards and the clothing wire is at a distance above the open flame. If the transfer area has a wire chute, the open flame can alternatively be directed downwards and brought up to the chute or even cover it slightly so that the clothing wire from the open flame runs directly into the wire chute filled with quenching liquid. In particular, this can cause an overlap be generated between the open flame and the wire run channel, which is preferably minimal, but the transition of the clothing wire from the open flame into the quenching liquid is made possible without the use of protective gas safely with the exclusion of oxygen.
  • the trim wire can also be arranged in the unwound direction, i.e. one side surface of the trim wire points towards the open flame, the opposite side surface away from it.
  • the orientation of the teeth to the open flame is not essential to the invention, but it can be used to additionally influence the desired properties of the teeth or the tooth bases through the heat treatment.
  • the open flame is preferably directed only at the teeth or tooth structure.
  • the present invention is also directed to a plant for hardening a clothing wire for the processing of textile fibers with a series of teeth arranged in its longitudinal direction, wherein a heating area with an open flame is provided, through which the clothing wire can be guided in a wire running direction and wherein the heating area is followed by a quenching bath with a quenching liquid and a subsequent tempering device.
  • a transfer area is arranged between the contact area with the open flame and the inlet into the quenching liquid, which transfer area is designed for flushing the clothing wire with a protective medium.
  • the transfer area can be formed by a protective chamber which is at least partially filled with a protective medium and is in particular flushed with it.
  • the protection chamber may be formed in a box shape or in a tubular shape.
  • the protective medium is formed by the quenching liquid from the quenching bath.
  • the transfer area can have a wire running tube or a wire running channel, through which or through which the quenching liquid can be guided in the direction of the heating area.
  • the wire running tube can be closed and end in a tube inlet opening into which the clothing wire runs and from which the quenching liquid runs out, for example into a collecting device.
  • the wire run channel can, for example, be open at the top and the upper flame of the heating area can reach to the end, in particular with a slight overlap, over the wire run channel so that the clothing wire can run directly from the open flame into the quenching liquid.
  • the open flame can be brought up to the clothing wire from below or from above, depending on whether a wire running tube or a wire running channel is used.
  • the flame can be arranged above the clothing wire and burn down against the clothing wire.
  • figure 1 shows a schematic view of a first exemplary embodiment of a system 100 for carrying out the method for hardening a clothing wire 1 . If the hardened clothing wire 1 runs out of the system 100 again, it is wound up again on another reel 31 . Typically, one side surface of the trim wire 1 points downwards and the opposite side surface of the trim wire 1 points upwards. However, it can also make sense to arrange the teeth upside down in the direction of the burner mouth, as a result of which the clothing wire 1 has to be rotated by 90° after and in front of the reel 30, 31 along the wire running direction 20. The residual heat from the teeth can get into the tooth root, which can be used in the process to increase the toughness of the tooth root.
  • the clothing wire 1 When the clothing wire 1 runs off the reel 30, it is first introduced into a rinsing chamber 25, which is used to clean the clothing wire 1. The clothing wire then exits the rinsing chamber 25 and enters a heating region 11 essentially formed by one or more flames 10 .
  • the clothing wire 1 runs above the flames 10 through the heating area 11, for example at a distance of about 6 mm from a side surface to the burner mouth. Above the clothing wire 1 there is an exhaust hood 24 in order to suck off gases produced in the heating area 11 .
  • the Flames 10 are generated by a plurality of burners that are attached to a bracket, not shown, and are fed with a fuel gas such as natural gas or propane gas. The burners are not encapsulated within the system 100 or arranged in a combustion chamber or an oven, but are freely accessible and are optionally additionally supplied with oxygen via the ambient air.
  • the heating area 11 is followed by a transfer area 15, which can be formed with a partition 28 at the front, with an inlet opening 18 then being introduced in the partition 28, to which a protective chamber 17 adjoins the partition 28 on the rear.
  • the illustration shows the open flames 10 only schematically, it being possible for the open flames 10 and thus the heating area 11 to be present up to the partition wall 28 .
  • the protective chamber 17 is filled with a protective medium 16, for example nitrogen.
  • the protective medium 16 can be continuously tracked into the protective chamber 17 via a supply line and exit again from the inlet opening 18 .
  • a quenching bath 12, which is filled with a quenching liquid 13 follows the transfer area 15 in the wire travel direction 20, and the quenching bath 12 is followed by a tempering device 14. Finally, after passing through the tempering device 14, the clothing wire 1 ends in a cooling device 26, from which the hardened Trimming wire 1 cools off again, so that the trimming wire 1 can be wound up again on another reel 31 .
  • a transfer area 15 which is provided in order to create a distance between the heating area 11 and the quenching bath 12 .
  • this is intended to prevent the quenching liquid 13 of the quenching bath 12 from being heated by the open flame 10 .
  • the transfer area 15 is formed by the protective chamber 17, which is flushed with the protective medium 16, so that the clothing wire 1 does not come into contact with oxygen after it has left the open flame 10 and until it has entered the quenching bath 12. This prevents scaling, and the protective medium 16 flowing out of the inlet opening 18 also prevents oxygen from reaching the clothing wire 1 .
  • the clothing wire 1 cannot come into contact with oxygen as a result of contact with the open flame 10 either, since residual oxygen burns with substances adhering to the surface of the clothing wire 1, which prevents the clothing wire 1 from scaling .
  • the configuration of a transfer region 15 with a protective gas atmosphere consequently provides a system 100 in a simple manner according to the prior art , which enables a scaling-free hardening of a clothing wire 1 of an all-steel clothing for the processing of textile fibers. It is therefore no longer necessary to flush a heating or curing chamber with nitrogen under overpressure, which makes the process considerably cheaper in terms of operating costs and easier to retrofit.
  • figure 2 shows an exemplary embodiment of the system 100 according to the invention in the heating area 11 with the subsequent quenching bath 12.
  • the open flames 10 are located below the clothing wire 1, which has a toothed structure 21, which can also be directed downwards, i.e. in the direction of the open flame 10 , as shown in the extracted, enlarged view.
  • the trim wire 1 can also be arranged in the unwound direction, ie one side face of the trim wire shows towards the flame 10, the opposite side face away from it.
  • the transfer area 15 adjoins the heating area 11 and creates a distance between the heating area 11 and the quenching bath 12 formed in the wire running direction 20 .
  • a wire running tube 22 is led out of the quenching bath 12 , through which the quenching liquid 13 runs in a flow direction 19 .
  • the direction of flow 19 is opposite to the wire running direction 20 and the clothing wire 1 runs into the wire running tube 22 via a tube inlet opening 29 , while quenching liquid 13 runs out of the tube inlet opening 29 into a collecting device 27 .
  • the quenching liquid 13 can be pumped back into the quenching bath 12 via a pump 32 .
  • the wire running tube 22 is brought so far up to the heating area 11 that the outflowing quenching liquid 13 enables a direct transfer of the clothing wire 1 from the area of the open flames 10 into the quenching liquid 13 . This avoids any contact with oxygen, and the clothing wire 1 can run out of the heating area 11 without scale formation and be quenched in the quenching bath 12 in order to then enter the tempering device 14 .
  • FIG 3 shows figure 3 the design of a further exemplary embodiment of the transfer area 15, through which a distance is created between the quenching bath 12 and the heating area 11 with the open flame 10, without the clothing wire 1 being able to come into contact with oxygen.
  • the heating area 11 has open flames 10 which burn upside down from top to bottom.
  • the clothing wire 1 can be guided through the heating area 11 in such a way that the tooth structure 21 is directed towards the open flames 10, as shown in the extracted, enlarged view.
  • the clothing wire 1 can also be arranged here in the unwound direction, ie one side surface of the clothing wire shows the flame 10, the opposite side surface away from this.
  • the clothing wire 1 runs into the quenching liquid 13 , which runs through a wire run channel 23 .
  • the clothing wire 1 runs into the wire running channel 23, which is designed to be open at the top, that is, in the direction of the open flames 10. It can thereby be achieved that the open flames 10 reach as far as the quenching liquid 13 or even slightly cover it.
  • the clothing wire 1 runs in the wire running direction 20 from the open flames 10 into the quenching liquid 13, so that any contact with oxygen is avoided.
  • the quenching liquid 13 runs out of the quenching bath 12 into the wire run channel 23 and encloses the clothing wire 1 completely.
  • the quenching liquid 13 overflows and reaches a collecting device 27, from which the quenching liquid 13 can be pumped back into the quenching bath 12 via a pump 32.
  • the quenching liquid 13 assumes a flow in a flow direction 19 which is opposite to the wire running direction 20 . Due to the constant exchange of the quenching liquid 13 in the wire running channel 23, the quenching liquid 13 in the wire running channel 23 does not heat up significantly either through contact with the hot clothing wire 1 or through contact with the open flame 10.
  • a transfer area 15 can be formed in a simple manner, which enables a distance between the open flames 10 and the quenching bath 12 without the clothing wire 1 being able to come into contact with oxygen.
  • the implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments indicated above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten eines Garniturdrahtes für die Bearbeitung von Textilfasern und eine Anlage hierzu, wobei der Garniturdraht eine Folge von in seiner Längsrichtung angeordneten Zähnen aufweist, und wobei der Garniturdraht zum Kontakt mit wenigstens einer offenen Flamme durch einen Erhitzungsbereich in einer Durchlaufrichtung hindurchgeführt wird, wobei sich an den Erhitzungsbereich ein Abschreckbad mit einer Abschreckflüssigkeit und eine nachfolgende Anlassvorrichtung anschließen.
    Garniturdrähte weisen ein Sägezahnprofil auf und werden zur Bildung einer Karde auf zylindrischen Trommeln oder Walzen aufgezogen. Dadurch erhalten die Karden eine mit Zähnen versehene Manteloberfläche, und die Verwendung eines Garniturdrahtes kann beispielsweise zur Bildung eines Tambours oder Abnehmers verwendet werden und kann eine Länge von mehreren Kilometern aufweisen. Um eine ausreichende Festigkeit und Verschleißbeständigkeit des Garniturdrahtes zu schaffen, sind Verfahren zum Härten des Garniturdrahtes bekannt, die insbesondere auf einem Flammhärten beruhen.
    Das Verfahren zum Härten bedient sich dabei bevorzugt einer offenen Flamme zur Bildung eines Erhitzungsbereiches, durch den der Garniturdraht in seiner Längsrichtung hindurch geführt wird. Dabei sollen nur die Zähne gehärtet werden und der Zahnfuß eine große Zähigkeit aufweisen, die beispielsweise durch Weichglühen erreicht werden kann.
  • Dem Erhitzungsbereich kann dabei eine Spülkammer vorgeschaltet sein, die eine wenigstens teilweise Reinigung des Garniturdrahtes ermöglicht. Nach dem Durchlauf des Erhitzungsbereiches muss der Garniturdraht abgeschreckt werden, wofür der Garniturdraht in ein Abschreckbad geführt wird, das mit einer Abschreckflüssigkeit gefüllt ist. Anschließend kann der Garniturdraht durch eine Anlassvorrichtung und durch eine sich an die Anlassvorrichtung anschließenden Kühlvorrichtung hindurchgeführt werden.
  • Das Härten eines Garniturdrahtes über einer offenen Flamme hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, jedoch kann sich auf der Oberfläche des Garniturdrahtes eine Verzunderung bilden, die stets zu vermeiden ist. Insbesondere beim Aufziehen des Garniturdrahtes auf eine Trommel bzw. Walze können sich bei einer verzunderten Oberfläche des Garniturdrahtes Schwierigkeiten ergeben, da das wendelförmige Aufziehen des Garniturdrahtes auf die zylinderförmige Walze sehr maßgenau erfolgen muss, und zum Aufziehen wird eine Drahtführungseinrichtung verwendet, die bei einer verzunderten Oberfläche des Garniturdrahtes nicht störungsfrei arbeiten kann.
  • Aus der DE 10 2005 025 627 B3 ist ein Verfahren zum Härten eines Garniturdrahtes bekannt, bei dem vorgeschlagen wird, den Härtungsvorgang selbst unter Ausschluss von Sauerstoff auszuführen. Hierzu soll Schutzgas in den Erhitzungsbereich eingegeben werden, wobei zur Bildung der offenen Flamme lediglich so viel Sauerstoff zugegeben wird, wie zur Reaktion mit einem Brenngas erforderlich. Um die Einspeisung eines Schutzgases unter gleichzeitiger Zuführung eines Brennstoff-Luftgemisches vorzunehmen, wird eine Mischeinrichtung vorgeschlagen, so dass das Brennstoff-Luftgemisch so verbrennt, dass kein unverbrannter Sauerstoff an den Garniturdraht gelangt. So soll die Atmosphäre im Erhitzungsbereich sauerstofffrei gehalten werden, wozu das Schutzgas also zusätzlich in den Erhitzungsbereich eingeleitet wird.
    Die US 5,123,529 offenbart ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines Garniturendrahtes, bei dem ein endloser Draht abgerollt, Zähne eingestanzt und in einem Brenner mit offener Flamme gehärtet wird. Anschließend erfolgt eine Einleitung in einem Abschreckbad. Die hier angesprochene Erfindung beinhaltet das Verbiegen oder Herstellen von gehärteten vorstehenden bzw. vorneigenden Zahnspitzen.
    In der DE 2330303 A wird ein induktives Härteverfahren für einen Draht offenbart, bei dem zwischen einem Glühadapter 2 und einem Härteadapter 8/9 ein spiralförmiges Quarzrohr 4 angeordnet ist, durch das der Draht geführt wird. Durch das Quarzrohr 4 wird im Gegenstromverfahren ein Schutzgas eingeleitet, wobei zwischen dem Quarzrohr 4 und dem Härteadapter 8/9 eine Auslaufzone 7 angeordnet ist. Das Quarzrohr hat dabei die Aufgabe, die sehr schnelle Erwärmung des Drahtes durch den Glühadapter zu halten, damit der Werkstoff eine vollständige Gefügeumwandlung durchführen kann.
    Dokument EP 0216434 B1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Härten von Draht, wobei erfindungsgemäß der Draht mittels einer Filmverdampfungs-Abkühlung mittels eines nicht-turbulenten Stromes von Wasser abgekühlt wird. In der Beschreibung in Spalte 6, Zeile 36-39 wird eine Schutzhaube 7 beschrieben, die die Ofeneinheit mit der Kühlvorrichtung verbindet und luftdicht abgeschlossen ist, beispielsweise durch einen Wasserschlitz 8, um den Eintritt von Umgebungsluft zu verhindern.
  • Weitere Versuche haben jedoch überraschenderweise ergeben, dass auch ohne Einleitung von Schutzgas in den Erhitzungsbereich eine Verzunderung des Garniturdrahtes am Auslauf aus dem Erhitzungsbereich vermieden werden kann. Grund dafür können Reste von Reinigungsmitteln, Ölen oder sonstigen Kohlenwasserstoffen sein, die auf der Oberfläche des Garniturdrahtes anhaften und in der offenen Flamme verbrennen, und so eine Reaktion des Garniturdrahtes mit Sauerstoff vermeiden. Die Erkenntnis beruht insbesondere darauf, dass im unmittelbaren Auslauf des Garniturdrahtes aus dem Erhitzungsbereich die Oberfläche des Garniturdrahtes nicht verzundert ist. Nach Durchlauf des gesamten Verfahrens zum Härten des Garniturdrahtes ist auf der Oberfläche des Garniturdrahtes jedoch trotzdem eine Verzunderung festzustellen. Diese Verzunderung lässt darauf schließen, dass der Garniturdraht in noch erhitztem Zustand in Kontakt mit einem Reaktionsmittel gelangt, der zu vermeiden ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zum Härten eines Garniturdrahtes für die Bearbeitung von Textilfasern, das trotz eines einfachen Aufbaus einer Anlage zum Härten des Garniturdrahtes eine zunderfreie Oberfläche des Garniturdrahtes ermöglicht. Insbesondere soll das aufwendige Spülen des Erhitzungsbereiches mit einem Schutzgas vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zum Härten eines Garniturdrahtes gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der sich in Drahtlaufrichtung bewegende Garniturdraht in einem Überführungsbereich zwischen dem Kontaktbereich mit der offenen Flamme und dem Einlauf in die Abschreckflüssigkeit mit einem Schutzmedium umspült wird.
  • Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, dass der Garniturdraht zwischen der offenen Flamme und dem Eintauchen in die Abschreckflüssigkeit mit einem Schutzmedium umspült wird, um einen Kontakt des Garniturdrahtes mit Sauerstoff auch noch nach dem Durchlauf des Garniturdrahtes durch den Erhitzungsbereich zu vermeiden. Untersuchungen haben gezeigt, dass auch nach Auslauf des Garniturdrahtes aus dem Erhitzungsbereich die Temperatur des Garniturdrahtes noch so hoch ist, dass eine Reaktion des Werkstoffes des Garniturdrahtes mit Sauerstoff auch noch nachträglich zu einer Verzunderung der Oberfläche des Garniturdrahtes führen kann. Die Verzunderung des Garniturdrahtes erfolgt dabei nicht im Erhitzungsbereich selbst sondern erst nach Auslauf aus dem Erhitzungsbereich, was durch die erfindungsgemäße Umspülung des Garniturdrahtes mit einem Schutzmedium effektiv vermieden wird. Ist der Garniturdraht in Kontakt mit der Abschreckflüssigkeit im Abschreckbad gelangt, so sinkt die Temperatur des Garniturdrahtes derart ab, dass ein Kontakt des Garniturdrahtes mit Sauerstoff nach Durchlauf durch das Abschreckbad zu keiner weiteren Verzunderung führt. Im Ergebnis ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren zum Härten eines Garniturdrahtes die Bereitstellung eines verzunderungsfreien Garniturdrahtes auf einfache Weise. Im Unterschied zum Stand der Technik kann dabei auf eine aufwändige Erwärmungskammer bzw. Ofen verzichtet werden, innerhalb dessen die Flammen erzeugt werden, und der erfindungsgemäß nicht sauerstofffrei gehalten werden muss.
  • Erfindungsgemäß kann das Schutzmedium nicht durch ein Gas, sondern durch die Abschreckflüssigkeit aus dem Abschreckbad, gebildet werden. Hierzu kann vorgesehen sein, die Abschreckflüssigkeit zur Überbrückung des Überführungsbereiches entgegen der Drahtlaufrichtung in Richtung zum Erhitzungsbereich und vorzugsweise im Wesentlichen bis an den Erhitzungsbereich heranzuführen. Gemäß der vorteilhaften Variante kann die Abschreckflüssigkeit den Überführungsbereich überbrücken, ohne dass das Abschreckbad selbst an den Erhitzungsbereich heran ragt.
  • Beispielsweise kann die Abschreckflüssigkeit mit einer Strömungsbewegung in einer Strömungsrichtung vom Abschreckbad an den Erhitzungsbereich herangeführt werden, wobei die Strömungsrichtung der Drahtlaufrichtung des Garniturdrahtes entgegengesetzt ist. Beispielsweise kann der Überbrückungsbereich durch ein Drahtlaufrohr oder durch eine Drahtlaufrinne gebildet werden, durch das oder durch die die Abschreckflüssigkeit entgegen der Drahtlaufrichtung entlang läuft. Die Einlauföffnung zum Einlauf des Garniturdrahtes in das Drahtlaufrohr oder in die Drahtlaufrinne kann bis an den Erhitzungsbereich heran reichen, und die auslaufende Abschreckflüssigkeit kann über eine Auffangvorrichtung aufgefangen und in das Abschreckbad zurückgeführt werden. Durch die Strömung in der Abschreckflüssigkeit wird erreicht, dass sich diese durch den heißen, einlaufenden Garniturdraht oder durch die Flammen aufgrund ihres ständigen Austausches nicht wesentlich erhitzt.
  • Der Garniturdraht kann so durch den Erhitzungsbereich geführt, dass die Zahnstruktur des Garniturdrahtes in Richtung zur offenen Flamme weist. Dabei kann die offene Flamme im Erhitzungsbereich von oben oder von unten an den Garniturdraht herangeführt werden. Weist der Überführungsbereich beispielsweise ein Drahtlaufrohr auf, durch das die Abschreckflüssigkeit bis an eine Rohreinlauföffnung geführt wird, so kann die offene Flamme nach oben abbrennen und der Garniturdraht befindet sich in einem Abstand oberhalb der offenen Flamme. Weist der Überführungsbereich eine Drahtlaufrinne auf, so kann die offene Flamme alternativ auch nach unten gerichtet sein und bis an die Rinne herangeführt werden oder diese sogar leicht überdecken, sodass der Garniturdraht aus der offenen Flamme unmittelbar in die mit Abschreckflüssigkeit gefüllte Drahtlaufrinne einläuft. Insbesondere dadurch kann eine Überdeckung zwischen der offenen Flamme und der Drahtlaufrinne erzeugt werden, die vorzugsweise minimal ausgeführt ist, jedoch wird der Übergang des Garniturdrahtes aus der offenen Flamme in die Abschreckflüssigkeit auch ohne die Verwendung von Schutzgas sicher unter Ausschluss von Sauerstoff ermöglicht.
  • Alternativ kann der Garniturdraht auch in abgehaspelter Richtung angeordnet sein, d.h. eine Seitenfläche des Garniturdrahtes zeigt zur offenen Flamme, die gegenüberliegende Seitenfläche von dieser weg. Letztendlich ist die Ausrichtung der Zähne zur offenen Flamme nicht erfindungswesentlich, sie kann aber genutzt werden, um die gewünschten Eigenschaften der Zähne bzw. der Zahnfüsse durch die Wärmebehandlung zusätzlich zu beeinflussen. Vorzugsweise wird die offene Flamme nur auf die Zähne bzw. Zahnstruktur gerichtet.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Anlage zum Härten eines Garniturdrahtes für die Bearbeitung von Textilfasern mit einer Folge von in seiner Längsrichtung angeordneten Zähnen, wobei ein Erhitzungsbereich mit einer offenen Flamme vorgesehen ist, durch den der Garniturdraht in einer Drahtlaufrichtung hindurch führbar ist und wobei sich an den Erhitzungsbereich ein Abschreckbad mit einer Abschreckflüssigkeit und eine nachfolgende Anlassvorrichtung anschließen. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Kontaktbereich mit der offenen Flamme und dem Einlauf in die Abschreckflüssigkeit ein Überführungsbereich angeordnet, der zum Umspülen des Garniturdrahtes mit einem Schutzmedium ausgebildet ist.
  • Der Überführungsbereich kann durch eine Schutzkammer gebildet sein, die wenigstens teilweise mit einem Schutzmedium gefüllt ist und insbesondere mit diesem gespült wird. Beispielsweise kann die Schutzkammer in einer Kastenform oder in einer Röhrenform ausgebildet sein.
  • Dabei wird das Schutzmedium durch die Abschreckflüssigkeit aus dem Abschreckbad gebildet. Dabei kann der Überführungsbereich ein Drahtlaufrohr oder eine Drahtlaufrinne aufweisen, durch das bzw. durch die Abschreckflüssigkeit in die Richtung des Erhitzungsbereiches führbar ist. Das Drahtlaufrohr kann geschlossen ausgeführt sein und in einer Rohreinlauföffnung enden, in die der Garniturdraht einläuft und aus der die Abschreckflüssigkeit beispielsweise in eine Auffangvorrichtung ausläuft. Die Drahtlaufrinne kann beispielsweise nach oben offen ausgeführt sein und die obere Flamme des Erhitzungsbereiches kann bis an das Ende, insbesondere mit einer leichten Überdeckung, über die Drahtlaufrinne reichen, sodass der Garniturdraht unmittelbar aus der offenen Flamme in die Abschreckflüssigkeit einlaufen kann.
  • Die offene Flamme kann im Erhitzungsbereich von unten oder von oben an den Garniturdraht herangeführt werden, abhängig davon, ob ein Drahtlaufrohr oder etwa eine Drahtlaufrinne Verwendung findet. Insbesondere bei Verwendung einer Drahtlaufrinne zur Bildung des Überbrückungsbereiches kann die Flamme oberhalb des Garniturdrahtes angeordnet sein und nach unten gegen den Garniturdraht abbrennen.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele nachstehend mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • Fig.1
    eine schematische Ansicht eines nicht erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiels einer Anlage zum Härten eines Garniturdrahtes und zur Ausführung eines nicht erfindungsgemäßen Verfahrens;
    Fig. 2
    eine vergrößerte Ansicht des Erhitzungsbereiches und des sich anschließenden Überführungsbereiches mit einer Variante des Überführungsbereiches und;
    Fig. 3
    eine weitere vergrößerte Ansicht des Erhitzungsbereiches und des sich anschließenden Überführungsbereiches, wobei die offene Flamme oberhalb des Garniturdrahtes angeordnet ist.
  • Figur 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein erstes nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Anlage 100 zum Ausführen des Verfahrens zum Härten eines Garniturdrahtes 1. Der Garniturdraht 1 wird auf einer Haspel 30 bereitgestellt und von dieser abgewickelt, um in die Anlage 100 einzufahren. Läuft der Garniturdraht 1 gehärtet aus der Anlage 100 wieder heraus, wird dieser auf einer weiteren Haspel 31 wieder aufgewickelt. Üblicherweise zeigt dabei eine Seitenfläche des Garniturdrahtes 1 nach unten, und die gegenüberliegende Seitenfläche des Garniturdrahtes 1 nach oben. Es kann aber auch sinnvoll sein, die Zähne kopfüber Richtung Brennermündung anzuordnen, wodurch der Garniturdraht 1 nach und vor der Haspel 30, 31 um 90° entlang der Drahtlaufrichtung 20 gedreht werden muss. Dabei kann die Restwärme aus den Zähnen in den Zahnfuß gelangen, was im Prozess zur Erhöhung der Zähigkeit der Zahnfüsse ausgenutzt werden kann.
  • Läuft der Garniturdraht 1 von der Haspel 30 ab, so wird dieser zunächst in eine Spülkammer 25 eingeleitet, die zur Reinigung des Garniturdrahtes 1 dient. Der Garniturdraht läuft anschließend aus der Spülkammer 25 aus und tritt in einen Erhitzungsbereich 11 ein, der im Wesentlichen durch eine oder mehrere Flammen 10 gebildet ist. Der Garniturdraht 1 läuft dabei oberhalb der Flammen 10 durch den Erhitzungsbereich 11, beispielsweise mit einem Abstand von ca. 6 mm von einer Seitenfläche zur Brennermündung. Oberhalb des Garniturdrahtes 1 befindet sich eine Abzugshaube 24, um im Erhitzungsbereich 11 entstehende Gase abzusaugen. Die Flammen 10 werden durch mehrere Brenner erzeugt, die an einer nicht dargestellten Halterung befestigt werden und mit einem Brenngas wie beispielsweise Erdgas oder Propangas gespeist werden. Die Brenner sind dabei innerhalb der Anlage 100 nicht gekapselt oder in einer Brennkammer oder einem Ofen angeordnet, sondern frei zugänglich und werden über die Umgebungsluft ggf. zusätzlich mit Sauerstoff versorgt.
  • Auf den Erhitzungsbereich 11 folgt erfindungsgemäß ein Überführungsbereich 15, welcher vorderseitig mit einer Trennwand 28 ausgebildet sein kann, wobei dann in der Trennwand 28 eine Einlauföffnung 18 eingebracht ist, an die sich rückseitig der Trennwand 28 eine Schutzkammer 17 anschließt. Die Darstellung zeigt dabei die offenen Flammen 10 lediglich schematisch, wobei die offenen Flammen 10 und damit der Erhitzungsbereich 11 bis an die Trennwand 28 angrenzend vorhanden sein können.
  • Die Schutzkammer 17 ist mit einem Schutzmedium 16, beispielsweise Stickstoff, gefüllt. Das Schutzmedium 16 kann über eine Zuleitung in die Schutzkammer 17 dauerhaft nachgeführt werden und aus der Einlauföffnung 18 wieder austreten. Auf den Überführungsbereich 15 folgt in Drahtlaufrichtung 20 ein Abschreckbad 12, das mit einer Abschreckflüssigkeit 13 gefüllt ist und auf das Abschreckbad 12 folgt eine Anlassvorrichtung 14. Schließlich mündet der Garniturdraht 1 nach Durchlauf durch die Anlassvorrichtung 14 noch in eine Abkühlvorrichtung 26, aus der der gehärtete Garniturdraht 1 abgekühlt wieder ausläuft, sodass der Garniturdraht 1 auf einer weiteren Haspel 31 wieder aufgewickelt werden kann.
  • Dabei befindet sich zwischen dem Erhitzungsbereich 11 und dem Abschreckbad 12 ein Überführungsbereich 15, der vorgesehen ist, um einen Abstand zwischen dem Erhitzungsbereich 11 und dem Abschreckbad 12 zu schaffen. Insbesondere soll damit vermieden werden, dass die Abschreckflüssigkeit 13 des Abschreckbades 12 an der offenen Flamme 10 nicht erhitzt. Der Überführungsbereich 15 ist durch die Schutzkammer 17 gebildet, die mit dem Schutzmedium 16 gespült wird, sodass ein Kontakt des Garniturdrahtes 1 nach Auslauf aus der offenen Flamme 10 und bis zum Einlauf in das Abschreckbad 12 nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommt. Damit wird eine Verzunderung vermieden, zusätzlich wird durch das Ausströmen des Schutzmediums 16 aus der Einlauföffnung 18 vermieden, dass Sauerstoff an den Garniturdraht 1 gelangt.
  • Über dem Streckenabschnitt der offenen Flamme 10 kann der Garniturdraht 1 durch den Kontakt mit der offenen Flamme 10 auch nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommen, da Reste von Sauerstoff mit auf der Oberfläche des Garniturdrahtes 1 anhaftenden Stoffen verbrennt, wodurch eine Verzunderung des Garniturdrahtes 1 vermieden wird. Durch die Ausgestaltung eines Überführungsbereiches 15 mit einer Schutzgasatmosphäre wird nach dem Stand der Technik folglich auf einfache Weise eine Anlage 100 bereitgestellt, die ein verzunderungsfreies Härten eines Garniturdrahtes 1 einer Ganzstahlgarnitur für die Bearbeitung von Textilfasern ermöglicht. Es ist damit nicht mehr notwendig, eine Erwärmungs- oder Härtekammer unter Überdruck mit Stickstoff zu spülen, was das Verfahren hinsichtlich der Betriebskosten erheblich preiswerter und leichter nachrüstbar macht.
  • Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Anlage 100 im Erhitzungsbereich 11 mit dem sich anschließenden Abschreckbad 12. Die offenen Flammen 10 befinden sich unterhalb des Garniturdrahtes 1, welcher eine Zahnstruktur 21 aufweist, die ebenfalls nach unten, das heißt in Richtung zur offenen Flamme 10 gerichtet sein kann, wie in der herausgezogenen, vergrößerten Ansicht gezeigt. Alternativ kann der Garniturdraht 1 auch in abgehaspelter Richtung angeordnet sein, d.h. eine Seitenfläche des Garniturdrahtes zeigt zur Flamme 10, die gegenüberliegende Seitenfläche von dieser weg.
  • An den Erhitzungsbereich 11 schließt sich der Überführungsbereich 15 an, der einen in Drahtlaufrichtung 20 ausgebildeten Abstand zwischen dem Erhitzungsbereich 11 und dem Abschreckbad 12 schafft. Um einen Kontakt des Garniturdrahtes 1 mit Sauerstoff zu vermeiden, ist aus dem Abschreckbad 12 ein Drahtlaufrohr 22 herausgeführt, durch das Abschreckflüssigkeit 13 in einer Strömungsrichtung 19 hindurch läuft. Die Strömungsrichtung 19 ist entgegengesetzt zur Drahtlaufrichtung 20 ausgebildet, und der Garniturdraht 1 läuft über eine Rohreinlauföffnung 29 in das Drahtlaufrohr 22 ein, während Abschreckflüssigkeit 13 aus der Rohreinlauföffnung 29 in eine Auffangvorrichtung 27 ausläuft. Über eine Pumpe 32 kann die Abschreckflüssigkeit 13 in das Abschreckbad 12 zurück gepumpt werden.
  • Das Drahtlaufrohr 22 ist so weit an den Erhitzungsbereich 11 herangeführt, dass die auslaufende Abschreckflüssigkeit 13 eine direkte Überführung des Garniturdrahtes 1 aus dem Bereich der offenen Flammen 10 in die Abschreckflüssigkeit 13 ermöglicht. Dadurch wird jeder Kontakt mit Sauerstoff vermieden, und der Garniturdraht 1 kann ohne Zunderbildung aus dem Erhitzungsbereich 11 auslaufen und im Abschreckbad 12 abgeschreckt werden, um anschließend in die Anlassvorrichtung 14 einzulaufen.
  • Schließlich zeigt Figur 3 die Ausgestaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Überführungsbereiches 15, durch den ein Abstand zwischen dem Abschreckbad 12 und dem Erhitzungsbereich 11 mit der offenen Flamme 10 geschaffen ist, ohne dass der Garniturdraht 1 in Kontakt mit Sauerstoff gelangen kann. Der Erhitzungsbereich 11 weist offene Flammen 10 auf, die auf dem Kopf stehend von oben nach unten abbrennen. Der Garniturdraht 1 kann dabei derart durch den Erhitzungsbereich 11 geführt werden, dass die Zahnstruktur 21 zu den offenen Flammen 10 hin gerichtet ist, wie in der herausgezogenen, vergrößerten Ansicht gezeigt. Alternativ kann der Garniturdraht 1 auch hier in abgehaspelter Richtung angeordnet sein, d.h. eine Seitenfläche des Garniturdrahtes zeigt zur Flamme 10, die gegenüberliegende Seitenfläche von dieser weg.
  • Unmittelbar im Anschluss an den Bereich der offenen Flammen 10 läuft der Garniturdraht 1 in die Abschreckflüssigkeit 13 ein, die durch eine Drahtlaufrinne 23 hindurchläuft. Der Garniturdraht 1 läuft dabei in die Drahtlaufrinne 23 ein, welche nach oben hin, das heißt in Richtung zu den offenen Flammen 10, offen ausgebildet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die offenen Flammen 10 bis an die Abschreckflüssigkeit 13 heran reichen oder diese sogar leicht überdecken. Der Garniturdraht 1 läuft in Drahtlaufrichtung 20 aus den offenen Flammen 10 in die Abschreckflüssigkeit 13 hinein, so dass jeder Kontakt mit Sauerstoff vermieden wird.
  • Die Abschreckflüssigkeit 13 läuft aus dem Abschreckbad 12 in die Drahtlaufrinne 23 ein und umschließt den Garniturdraht 1 vollständig. Am Ende der Drahtlaufrinne 23 läuft die Abschreckflüssigkeit 13 über und gelangt in eine Auffangvorrichtung 27, aus der über eine Pumpe 32 die Abschreckflüssigkeit 13 zurück in das Abschreckbad 12 gepumpt werden kann.
    Durch das Auslaufen der Abschreckflüssigkeit 13 aus dem Abschreckbad 12 nimmt die Abschreckflüssigkeit 13 eine Strömung in einer Strömungsrichtung 19 an, die der Drahtlaufrichtung 20 entgegen gesetzt ist. Durch den ständigen Austausch der Abschreckflüssigkeit 13 in der Drahtlaufrinne 23 erhitzt sich die Abschreckflüssigkeit 13 im Bereich der Drahtlaufrinne 23 weder durch den Kontakt mit dem heißen Garniturdraht 1 noch durch den Kontakt mit der offenen Flamme 10 nicht wesentlich. Dadurch kann auf einfache Weise ein Überführungsbereich 15 gebildet werden, der einen Abstand zwischen den offenen Flammen 10 zum Abschreckbad 12 ermöglicht, ohne dass der Garniturdraht 1 mit Sauerstoff in Kontakt gelangen kann.
    Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegeben bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
    • Bezugszeichen
    • 100
    Anlage
    1
    Garniturdraht
    10
    offene Flamme
    11
    Erhitzungsbereich
    12
    Abschreckbad
    13
    Abschreckflüssigkeit
    14
    Anlassvorrichtung
    15
    Überführungsbereich
    16
    Schutzmedium
    17
    Schutzkammer
    18
    Einlauföffnung
    19
    Strömungsrichtung
    20
    Drahtlaufrichtung
    21
    Zahnstruktur
    22
    Drahtlaufrohr
    23
    Drahtlaufrinne
    24
    Abzugshaube
    25
    Spülkammer
    26
    Abkühlvorrichtung
    27
    Auffangvorrichtung
    28
    Trennwand
    29
    Rohreinlauföffnung
    30
    Haspel
    31
    Haspel
    32
    Pumpe

Claims (7)

  1. Verfahren zum Härten eines Garniturdrahtes (1) für die Bearbeitung von Textilfasern, wobei der Garniturdraht (1) eine Folge von in seiner Längsrichtung angeordneten Zähnen aufweist, und wobei der Garniturdraht (1) zum Kontakt mit wenigstens einer offenen Flamme (10) durch einen Erhitzungsbereich (11) in einer Drahtlaufrichtung (20) hindurchgeführt wird, wobei sich an den Erhitzungsbereich (11) ein Abschreckbad (12) mit einer Abschreckflüssigkeit (13) und eine nachfolgende Anlassvorrichtung (14) anschließen, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in Drahtlaufrichtung (20) bewegende Garniturdraht (1) in einem Überführungsbereich (15) zwischen dem Kontaktbereich mit der offenen Flamme (10) und dem Einlauf in die Abschreckflüssigkeit (13) mit einem Schutzmedium (16) umspült wird, wobei das Schutzmedium (16) durch die Abschreckflüssigkeit (13) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschreckflüssigkeit (13) zur Überbrückung des Überführungsbereiches (15) entgegen der Drahtlaufrichtung (20) in Richtung zum Erhitzungsbereich (11) und vorzugsweise im Wesentlichen bis an den Erhitzungsbereich (11) herangeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschreckflüssigkeit (13) mit einer Strömungsbewegung in einer Strömungsrichtung (19) vom Abschreckbad (12) an den Erhitzungsbereich (11) herangeführt wird, wobei die Strömungsrichtung (19) der Drahtlaufrichtung (20) des Garniturdrahtes (1) entgegengesetzt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine offene Flamme (10) im Erhitzungsbereich (11) von oben an den Garniturdraht (1) herangeführt wird.
  5. Anlage (100) zum Härten eines Garniturdrahtes (1) für die Bearbeitung von Textilfasern mit eine Folge von in seiner Längsrichtung angeordneten Zähnen, wobei ein Erhitzungsbereich (11) mit einer offenen Flamme (10) vorgesehen ist, durch den der Garniturdraht (1) in einer Drahtlaufrichtung (20) hindurchführbar ist, und wobei sich an den Erhitzungsbereich (11) ein Abschreckbad (12) mit einer Abschreckflüssigkeit (13) und eine nachfolgende Anlassvorrichtung (14) anschließen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kontaktbereich mit der offenen Flamme (10) und dem Einlauf in die Abschreckflüssigkeit (13) ein Überführungsbereich (15) angeordnet ist, der zum Umspülen des Garniturdrahtes (1) mit einem Schutzmedium (16) ausgebildet ist, wobei das Schutzmedium (16) durch die Abschreckflüssigkeit (13) gebildet ist.
  6. Anlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überführungsbereich (15) ein Drahtlaufrohr (22) oder eine Drahtlaufrinne (23) aufweist, durch das bzw. durch die Abschreckflüssigkeit (13) in die Richtung des Erhitzungsbereiches (11) führbar ist.
  7. Anlage (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine offene Flamme (10) im Erhitzungsbereich (11) von unten oder von oben an den Garniturdraht (1) herangeführt ist.
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