Sägezahndraht

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sägezahndraht zur Herstellung einer Sägezahn- Ganzstahlgarnitur für die Verarbeitung von Textilfasern, insbesondere zur Herstellung einer Sägezahn-Ganzstahlgarnitur für den Abnehmer einer Karde. Der Draht hat eine Mehrzahl von in Längsrichtung des Drahtes hintereinander angeordneten Zähnen, von denen jeder eine sich ausgehend von einem Zahngrund in Richtung auf eine Zahnspitze erstreckenden Zahnbrust und einen sich ausgehend von der Zahnspitze in Richtung auf den folgenden Zahngrund erstreckenden Zahnrücken aufweist.

Das Kardieren

Auf der Karde gibt es verschiedene Reinigungs- und/oder Kardierzonen. Die Faservorlage wird in Form einer Watte auf die Karde gespeist. Zuerst wird die Watte durch den Vorreisser (früher auch Briseur genannt) vorgereinigt. Dieser besteht aus 1 bis 3 Walzen mit relativ groben Garnituren, welche die Flocken weiter auflösen und an die Trommel weitergeben. Von der Trommel werden die Fasern durch den Abnehmer in der Form eines Vlieses abgenommen und an den Kardenauslauf zur Bildung eines Faserbandes weitergegeben. Die Arbeitsweise des Abnehmers ist dem Fachmann gut bekannt und ist zum Beispiel im Handbuch der textilen Fertigung „Die Kurzstapelspinnerei" Band 2: Putzerei und Karderie (Autor: W. Klein, Herausgeber: The Textile Institute), Seite 50 zusammengefasst und dargelegt.

Die Vliesabnahme

Auch in Karden relativ konventioneller Konstruktion ist es bekannt, dass Probleme im Zusammenhang mit der Garnitur des Abnehmers entstehen können. Gemäss EP-A- 1136599 hat es sich gezeigt, dass sich das vom Abnehmer abgenommene Faservlies im besonderen bei höheren Produktionsgewichten frühzeitig vom Abnehmer löst, was zu Problemen bei der Weiterverarbeitung des Fasermaterials führen kann. Zur Behebung derartiger Probleme wurde bereits vorgeschlagen, die Sägezähne der Sägezahn-Ganzstahlgarnituren des Abnehmers mit seitlichen Rilleneinwalzungen zu versehen.

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Gemäss Angaben in EP-A-1136599 hat es sich jedoch gezeigt, dass im besonderen bei Hochleistungskarden mit Produktionsleistungen von 80 kg oder mehr bei den damit erreichten hohen Umfangsgeschwindigkeit des Abnehmers trotz der die Haltekraft fördernden Rilleneinwalzungen in den Zahnflanken eine frühzeitige Ablösung des Faservlieses von dem Abnehmer auftritt. Die

EP-A-1136599 schlägt daher eine andere Lösung für dieses Problem vor. Gemäss dieser Lösung weisen die Zahnrücken speziell gebildete Abschnitte auf, welche die von der Garnitur auf das Vlies erzeugten Haltekraft erhöhen sollte. Die EP-Schrift schlägt aber keine anderen änderungen in der Zahngeometrie vor. Die Zahnverbesserungen, die in EP-A-1136599 besprochen wurden, können auch in Kombination mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden - sie lösen aber die nachstehend dargelegten Probleme nicht in allen Fällen.

In der neuesten Generation der Hochleistungskarden, zum Beispiel die C60 Karde von Rieter, ist die Arbeitsbreite der Trommel vom bisher üblichen Wert im Bereich 1 m auf 1.5 m erhöht worden. Zusätzlich ist der Durchmesser der Trommel von den bisher üblichen 1.3 m auf rund 0.814 m reduziert. Eine Karde mit einem reduzierten Trommeldurchmesser wird vorzugsweise mit einer relativ hohen Drehzahl betrieben, um eine höhere Zentrifugalkraft zu erreichen. Die Karde kann durch die geänderte Geometrie und die entsprechend geänderten Verarbeitungsparameter heute mehr als 180 kg/h an Baumwolle verarbeiten. Karden dieser Art sollten aber weiterhin, zumindest für gewisse Spinnereien, zum Beispiel in Asien, relativ feine Faserbänder (beispielsweise mit Bandnummern im Bereich 4 bis 6 ktex) erzeugen können. Daraus ergibt sich eine relativ hohe Auslaufgeschwindigkeit, was relativ hohe Drehzahlen aller Walzen in den Abnahme- und Auslaufbereichen mit sich bringt.

Diese geänderten Arbeitsverhältnisse wirken sich direkt auf die Faserdichte auf der Oberfläche des Abnehmers (auf die „Belegung" des Abnehmers) aus. Das Vlies in der Garnitur des Abnehmers wird relativ dünn (locker). Es entstehen daher vermehrt Probleme der frühzeitigen Ablösung des Faservlieses, insbesondere an der Unterseite des Abnehmers. Bei den noch höheren Walzendrehzahlen, die heutzutage auch bei Karden mit einer Arbeitsbreite von ca. 1 m zur Diskussion stehen, werden die

Probleme, die aus der niedrigen Vliesdichte auf dem Abnehmer entstehen, auch in derartigen Maschinen auftreten.

Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sägezahndraht bereitzustellen, der die Herstellung einer Sägezahn-Ganzstahlgarnitur für den Abnehmer einer Karde ermöglicht, mit der eine frühzeitige Lösung des Faservlieses zuverlässig vermieden werden kann.

Gemäss vorliegender Erfindung erfolgt die Lösung dieser Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

Die zur Bearbeitung von Textilfasern gedachte Sägezahndrähte können dadurch hergestellt werden, dass ein Ausgangsmaterial zu einem einen Blattabschnitt aufweisenden Draht geformt wird und anschliessend Sägezähne in den Blattabschnitt gestanzt werden.

Anhand der Figuren und Beispiele werden auch weitere Merkmale der Erfindung erläutert.

Figur 1 schematische Seitenansicht einer Karde;

Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Sägezahndrahtes ähnlich dem Stand der Technik in der Figur 1a der

EP-A-1 136 599;

Figur 3 eine Kopie der Figur 2 mit änderungen gemäss vorliegender

Erfindung; Figur 4 eine Kopie der Figur 2 mit weiteren änderungen gemäss vorliegender Erfindung.

Figur 1 zeigt schematisch eine Wanderdeckelkarde, zum Beispiel die Rieter Karde C60 mit einer Arbeitsbreite grösser als 1.3 m, insbesondere von 1.5 m. Die Prinzipien der

Erfindung dürfen bis zu einer Arbeitsbreite von ca. 2 m gelten und sie können auch in Karden mit einer konventionellen Arbeitsbreite von ca. 1 m verwendet werden. Die Arbeitsbreite der Maschine ist effektiv durch die axiale Länge der garnierten Fläche auf der Trommel 1 bestimmt.

In Betrieb werden Faserflocken durch pneumatische Transportkanäle durch die verschiedenen Putzereiprozessstufen transportiert (nicht gezeigt) und schliesslich im Füllschacht 16 der Karde zu einer Watte gebildet. Der Schacht 16 in Figur 1 ist als ein sogenannter „Reinigerschacht" mit einem Reinigungsmodul 15 zwischen dem Schachtoberteil und dem Schachtunterteil ausgeführt. Dies ist aber für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, anstelle eines Reinigerschachts kann auch ein normaler Füllschacht vorgesehen werden. Der Schacht gibt die Fasern dann als Watte an die Karde weiter, und zwar an eine bekannte Speisevorrichtung (nicht speziell bezeichnet), welche die Watte mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in die Karde einzieht.

Die Speisevorrichtung speist die Fasern zu einem Vorreissermodul 3. Das Modul 3 in der Figur 1 umfasst mehrere Vorreisserwalzen, es kann aber auch nur ein einziger Vorreisser vorgesehen werden. Im Vorreissermodul 3 werden die Faserflocken weiter geöffnet und es wird ein Teil der Schmutzpartikel entfernt. Die (letzte) Vorreisserwalze übergibt die Fasern an die Kardentrommel 1. Die Kardentrommel arbeitet im sogenannten Hauptkardierbereich 8 (Winkelbereich σ) mit den Deckeln 7 zusammen und öffnet und reinigt hierbei die Fasern noch weiter. Die Deckel 7 werden durch Riemen getragen, die durch Umlenk- bzw. Antriebsrollen 6 geführt sind. Die Deckel 7 werden durch eine Deckelreinigung 14 gereinigt und eventuell mit einer Schleifvorrichtung nachgeschliffen.

Die Trommel 1 kann in vier Zonen eingeteilt werden: In der Hauptkardierzone 8 arbeitet die Trommel 1 normalerweise, wie gezeigt, mit einem Wanderdeckelaggregat 2 zusammen, obwohl Anordnungen mit sogenannten Festdeckeln auch bekannt sind.

Die Vorkardierzone liegt zwischen dem Vorreisser und der Hauptkardierzone, während die Nachkardierzone zwischen der Hauptkardierzone und dem Abnehmer vorgesehen

ist. In den Vorkardier- und Nachkardierzonen sind meistens Anordnungen von stationären Reinigungselementen vorgesehen, wie Festdeckeln mit Garnituren, Messern und Absaugungselementen.

Zwischen dem Abnehmer 4 und dem Vorreisser befindet sich die Unterkardierzone, die je nach Fabrikat verschieden gestaltet wird.

Nachdem die Fasern zum Teil mehrere Umläufe auf der Kardentrommel 1 durchgeführt haben, werden sie durch den Abnehmer 4 von der Kardentrommel 1 in der Form eines lockeren Vlieses abgenommen, dem Auslaufbereich 5 zugeführt und schliesslich als Kardenband mittels eines Kannenstockes in einer Kanne abgelegt (nicht gezeigt). Wie von Klein im vorerwähnten Handbuch beschrieben ist, muss der Abnehmer 4 mit einer speziellen Garnitur versehen werden, um seine Aufgabe erfüllen zu können. Die Standardausführungen dieser Garnitur verwenden heute einen Brustwinkel α im Bereich 20° bis 30° (siehe Klein, Handbuch wie oben erwähnt, Seite 54, sowie

Garnierungstabelle auf der Seite 55; siehe aber auch EP-A-1136599, Spalte 5, Zeilen 1 bis 3). Die Drehrichtung des Abnehmers 4 ist in der Figur 1 mit dem Pfeil A angedeutet und das Bezugszeichen Z weist auf einen „Garniturzahn" hin, der in dieser Figur übertrieben gross gezeichnet worden ist, um die Anordnung der Zahnflanken gegenüber der Mantelfläche der Walze 4 schematisch darzulegen.

Wie schon in der Einleitung aufgeführt wurde, übt die Abnehmergarnitur unter Umständen eine zu niedrige Haltekraft auf das wenig kohärente Faservlies aus. Das Vlies neigt dann dazu, an der Unterseite des Abnehmers 4, wie schematisch in der Figur 1 mit dem Pfeil P angedeutet ist, sich von der Garnitur zu lösen und abzufallen bzw. abzuhängen. Dies kann zu erheblichen Laufstörungen führen. Eine Teillösung würde darin bestehen, an der Unterseite des Abnehmers eine Verschalung anzubringen. Die Ursachen der Probleme werden aber dadurch nicht beseitigt.

Die vorliegende Erfindung sucht daher Abhilfe in einer Neuentwicklung der

Abnehmergarnitur, bzw. eines Sägezahndrahts dafür, wie nachfolgend anhand der

Figur 3 und 4 beschrieben wird. Vorerst wird aber näher auf den Stand der Technik anhand der Figur 2 eingegangen.

Der in Figur 2 dargestellte Sägezahndraht 10 umfasst gemäss dem Stand der Technik (EP-A-1136599) einen Fussabschnitt 12 und einen Blattabschnitt 14. Die Gesamthöhe H dieses Sägezahndrahtes 10 beträgt 4 mm. Im Blattabschnitt 14 sind eine Anzahl von in Längsrichtung des Drahtes hintereinander angeordnete Zähne 20 gestanzt. Jeder dieser Zähne 20 weist eine sich ausgehend von einem Zahngrund 21 bis zu einer Zahnspitze 26 erstreckende Zahnbrust 22 sowie einen sich ausgehend von der Zahnspitze 26 bis zu dem nächsten Zahngrund 21 erstreckenden Zahnrücken 24 auf. Der Abstand d zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen beträgt 1.96 mm. Die Zahneinschnitttiefe h beträgt 2.2 mm. Der vorstehend benutzte Ausdruck Zahngrund bezeichnet die Stelle des tiefsten Zahneinschnittes zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen 20. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Sägezahndraht 10 beträgt der Brustwinkel α 30° und der Rückenwinkel ß 48°.

Die Terminologie, die in dieser Beschreibung verwendet wird, entspricht dem Entwurf der ISO Norm Nr. 5234, der Ende 2004 zur Abstimmung vorgelegt wurde, mit der Ausnahme der Benutzung der geläufigen Bezeichnung des „Brustwinkels" α, der in der vorgenannten Norm als „Arbeitswinkel" bezeichnet wird.

Ausführungen eines Sägezahndrahts 10 bzw. einer Garnitur gemäss der Erfindung: Die Lösung gemäss der Erfindung besteht grundsätzlich darin, die Haltekraft der Garnitur zu erhöhen, so dass die neue Garnitur sicher in der Lage ist, das Vlies an der Unterseite des Abnehmers zu halten. Die Haltekraft darf aber nicht soweit erhöht werden, dass die Garnitur nicht mehr in der Lage ist, das Vlies sauber an den Kardenauslauf 5 abzugeben.

Ein Sägezahndraht 10, welcher einen ersten Lösungsweg ermöglicht, ist schematisch in der Figur 3 gezeigt. In dieser Ausführung ist der Brustwinkel α gemäss dem Stand der Technik auf αi erhöht worden. Der Rückenwinkel ß ist aber unverändert beibehalten worden, so dass der Keilwinkel, der von den Zahnflanken eingeschlossen ist, kleiner

wird. Dadurch wird das Risiko der Zahnbeschädigung etwas erhöht, so dass sich eine Garnitur mit einem derartigen Draht nicht für alle Fasersortimente eignen würde. Die Vorteile überwiegen aber für gewisse wichtige Anwendungsbereiche.

Der Brustwinkel αi kann nun zwischen 32° und 45°gewählt werden, wobei sich ein Brustwinkel αi zwischen 34° und 37°, beispielsweise 35° bevorzugt wird. Ein Brustwinkel Q ₁ zwischen 38° und 42°, insbesondere zwischen 39° und 41° und beispielsweise 40° kann sich aber unter Umständen (abhängig vom Fasersortiment bzw. von den Betriebsparametern der Karde) als notwendig erweisen, um die Probleme des frühzeitigen Vliesablösens in Griff zu bringen.

Die anderen Zahnparameter sind in der Figur 3 im Vergleich zum Stand der Technik gemäss der Figur 2 unverändert geblieben, allenfalls mit Ausnahme der Zahnteilung, die mit dem Bezugszeichen d1 angedeutet ist, angepasst werden kann. Eine Zahnteilung im Bereich 1.9 bis 2.2 mm, beispielsweise zwischen 2.1 und 2.2 mm hat sich als zweckmässig erwiesen.

In der Ausführung gemäss der Figur 4 sind wiederum die geänderten Parameter αi bzw. d1 gemäss der Figur 3 angedeutet und sie gelten auch für diese zweite Ausführung. In diesem Fall ist aber insbesondere die Zahneinschnitttiefe h (Fig. 2 und Fig. 3) vergrössert worden - wie in der Figur 4 mit gestrichelten Linien am „tieferliegenden" Zahngrund 21A angedeutet ist. Die Einschnitttiefe ist deshalb in der Figur 4 mit dem neuen Bezugszeichen h1 bezeichnet. Die Gesamthöhe H (Fig. 2 und Fig. 3) ist in der Ausführung gemäss der Figur 4 angepasst worden und wird daher neu mit dem Bezugszeichen H1 bezeichnet.

Die Gesamthöhe H1 des Zahns in einem Sägezahndraht 10 gemäss der vorliegenden Erfindung beträgt weniger als 5.5 mm und vorzugsweise weniger als 5.2 mm, beispielsweise im Bereich 4.7 mm bis 5 mm. Die Gesamthöhe H1 kann aber unter Umständen (lieferantenabhängig) zweckmässigerweise zwischen 3.5 und 4.3 mm gewählt werden und liegt dann vorzugsweise zwischen 3.8 und 4.1 mm, beispielsweise bei 4 mm.

Die Zahneinschnitttiefe h1 in einer Ausführung gemäss der Erfindung sollte weniger als 2.4 mm betragen und liegt vorzugsweise zwischen 2.0 und 2.3 mm, insbesondere zwischen 2.1 und 2.25 mm, beispielsweise bei 2.16 mm.

Der Rückenwinkel ß eines Sägezahndrahts 10 gemäss dieser Erfindung kann zwischen 40° und 60° gewählt werden und liegt vorzugsweise im Bereich 50° bis 56°. Ein Draht gemäss dieser Erfindung kann auf einer Walze aufgezogen werden, um eine Abnehmergarnitur mit einer Spitzendichte im Bereich 250 bis 400 ppsi (points per Square inch) zu ergeben. Die bevorzugte Spitzendichte liegt im Bereich 280 bis 340 ppsi.