WO2015135982A1 - Garniturdraht und verfahren zur herstellung von stapelfaservliesen - Google Patents

Garniturdraht und verfahren zur herstellung von stapelfaservliesen Download PDF

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WO2015135982A1
WO2015135982A1 PCT/EP2015/055057 EP2015055057W WO2015135982A1 WO 2015135982 A1 WO2015135982 A1 WO 2015135982A1 EP 2015055057 W EP2015055057 W EP 2015055057W WO 2015135982 A1 WO2015135982 A1 WO 2015135982A1
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section
height
leaf
clothing
wire
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PCT/EP2015/055057
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Bernhard Bocht
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Groz-Beckert Kg
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    • 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 the size and / or the density of the teeth, teeth or tips as well as their shape and shape can 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.
  • CN 201512617 U describes a trim wire with sloped teeth on the blade portion.
  • a clothing wire is shown in which one side of the blade portion (blade portion side surface) is perpendicular and the other blade portion side surface is inclined to the base surface of the foot portion.
  • the inclined leaf section side surface has on the side facing away from the foot portion on a steeper course than on the remaining surface. As a result, the thickness of the sheet portion on the side facing away from the foot portion increases faster than in the remaining area of the sheet portion.
  • No. 6,185,789 B1 shows clothing wires with leaf-section side surfaces which have a plurality of bulges.
  • the advantage of these clothing wires is stated that they can separate the non-spinnable fibers and other foreign matter better from the spinnable fibers during carding than conventional clothing wires.
  • 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 latter measure can be the long-term quality
  • the object of this invention is to provide a clothing wire, the optimal homogenization or parallelization of the fibers in the production of a longer operating time Fibrous allows, during the carding process, the fibers may not be damaged or only insignificantly.
  • the present invention proposes a clothing wire according to claim 1 and a method for producing staple fiber webs according to claim 16. 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.
  • Fitting roller rests is referred to as the base.
  • the base In general, the
  • edges (in the width direction) of the foot portions of adjacent wire sections are usually adjacent to each other.
  • the base of the foot sections extends in the wire longitudinal direction Z (first
  • Spatial direction is defined by the longitudinal course of the clothing wire) and in the width direction B (second spatial direction: extends transversely to the wire longitudinal direction).
  • the third spatial direction is the height direction H, which is perpendicular to the base of the foot portions and extends toward the outer surface of the clothing wire (i.e., toward the end of the blade portion remote from the foot portion).
  • the height values i.e., the values in the direction of the height thereby increase from the base area up to a maximum height of the leaf section.
  • Base area as “bottom” and the location of points near the outer surface (the Garniturdrahts) referred to as “top”.
  • the wire longitudinal direction, the height direction and the width direction are each (in pairs) perpendicular to each other. So with the three directions is one
  • the sheet portion extending in the height direction usually tapers upward, that is, the width of the sheet portion often decreases steadily with increasing height.
  • the sheet portion is bounded in the width direction by first and second sheet portion side surfaces.
  • Leaf section faces often (but not always) have a slope dh (b) / db
  • dh / db of the height as a function of the width, the amount of which is infinitely large, that is, the respective leaf portion side surface is parallel to the perpendicular on the foot portion surface. 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 a finite gradient dh / db, ie has an angle to the aforementioned perpendicular that is 0 ° is different.
  • Height direction is reached is referred to as the maximum height of the sheet section.
  • the height value at which the leaf portion (at the lower end) starts is called the minimum height.
  • Maximum height corresponds to the total height of the leaf section.
  • the minimum and maximum heights are therefore individual height values.
  • Total height is an extension (a length value) in
  • 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 in
  • 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
  • Garnish wires typically have a length of several hundred meters to several kilometers. In a pulled onto the clothing roller clothing wire is characterized by the
  • Foot sections a closed area (apart from the fine gaps between the clothing wires) formed.
  • 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 can also each have on its one side surface (profile-shaped) elevations and / or recesses and on its other side surface with inverse (geometric
  • 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 portion is such that (in a clothes wire wound on a roll), open fitting cups are formed, that is, the blade portions are generally smaller in width than the associated foot portions.
  • the blade portions have teeth (i.e., the blade portions terminate with a serrated outer contour in the height direction), whereas
  • Foot areas always end with a largely flat footprint in the height direction.
  • the blade sections are usually (at least partially) hardened (ie comparatively hard), whereas the foot sections have a lower hardness.
  • the amount of the gradient dh / db of at least a first portion of at least one leaf portion side surface is greater than the amount of the slope dh / db of at least a second portion thereof
  • the at least one first section and the at least one second section respectively extend between a smallest height value, which lies at the lower end of the respective section, and a largest height value, which lies at the upper end of the respective section.
  • the signs of the gradient dh / db of the at least one first and the at least one second section correspond.
  • an uppermost first portion at least one sheet portion side surface becomes steeper with respect to the base of the clothing wire (that is, the amount of inclination of this portion is larger) than a lower portion of the same sheet portion side surface.
  • Both sections should either rise or fall (i.e., the sign of the slopes of the two sections should be the same). Whether both sections rise or fall, respectively, depends on which of the two leaf section side surfaces they are located.
  • the gradients dh / db of those portions on the same sheet portion side whose height values are in a range extending between the smallest height value of the at least one second portion and another height value have not more than 1/8 of the total height of the sheet portion the aforementioned minimum height value of the at least one second section is the same sign as the slopes dh / db of the at least one first and the at least one second section.
  • Height direction is 1/8 of the total height of the sheet section.
  • the height range concerned is 1/5 of the total height of the leaf section.
  • Leaf portion side surface lying below the lower end of the at least one second portion Another valuable complement of the invention may be that the slope dh / db of the at least one leaf portion side surface also has the same sign everywhere above the at least one first portion (i.e., above the largest height value of the first portion). Alternatively or additionally, if the first portion does not directly adjoin the second portion, the slope dh / db of the at least one leaf portion side surface in the region between the at least one first and the at least one second portion (ie between the smallest height value of the at least one first portion and the largest height value of the at least one second portion) everywhere the same sign.
  • Leaf section (and not the flat transition area) include.
  • Elevations which have a certain size and are therefore not due to manufacturing defects / manufacturing tolerances, can during
  • the fibers to be carded can better in the
  • Leaf portion side surfaces usually have a constant slope).
  • the clothing passages are usually already very narrow, in particular substantially narrower than in the height region of the leaf section side surface just below their height
  • Elevations / indentations which connect directly to the at least second section or lie only slightly below it, lead (due to the small width of Garniturgasse) very often to a strong damage of the fibers to be carded and prevent the further penetration of the Fibers in the Garniturgassen.
  • elevations / indentations which are located at a greater vertical distance (typically at least 1/8 of the total height of the leaf section) below the at least one second section no longer damage the fibers to be carded or only to a very limited extent. Also, further penetration of the fibers into the garniture alley in question is no longer required at this point, i.e., even if the protuberances / indentations would hinder further penetration of the fibers there, this would have virtually no effect on the carding process.
  • Section or between the at least one first and the at least one second section cause little or no damage to the fibers to be carded and hinder the penetration of these fibers hardly, since they are located in a height range in which the Garniturgassen
  • Leaf section side surface whose height value corresponds to the maximum value of the sheet section is selected.
  • a location may also be selected which is slightly below the upper end (in the height direction), e.g. at most 0.2 (preferably at most 0.1 mm) below the upper end of the
  • Blade portion side surface for the largest height value of the at least one first section, a position is selected which lies in the upper quarter, preferably in the upper tenth of the relevant leaf section side surface.
  • the smallest height value of the at least one first portion may be in a range that is 50% to 98%, preferably 60 to 90%, of the total height (of the sheet portion) above the minimum height of the sheet portion.
  • 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 underlying (foot portion facing) portion of the sheet portion e.g. in the lower tenth of the leaf section.
  • Section extends.
  • the smallest height value of the at least one first section adjoins the highest height value of the at least one second section.
  • a location is selected at which the clothing wire is present, i. no place where the
  • Garnitur wire due to the punched teeth has a recess.
  • a clothing wire which runs straight in the longitudinal direction.
  • no bending of the clothing wire in the plane which is spanned by the longitudinal direction and the width direction should result in that portions of the blade portion side surface which are flat with the clothing wire extending straight in the longitudinal direction can be regarded as bent portions.
  • the at least one first and the at least one second section are selected such that they are arranged on planar sections of the at least one
  • Leaf section side surface fall.
  • the two sections then run straight in the plane subtended by the height and width directions, i. the slope dh / db is constant in each of the two sections and corresponds to the slope of the secants in the height and width directions, respectively
  • the at least one leaf section side surface may also be bent so that no at least first and / or at least second planar section lying at a "suitable" height (which extends between suitable height values) can be found on the relevant leaf section side surface Height has been, was already further forward in those sections
  • the at least one first portion and / or the at least one second portion may be infinitesimally small, that is, the infinitesimal small portion is no longer
  • the tangent is a special case of secants by a plane section and the amount of secant slope is the amount of derivative of the function that determines the contour of that particular section
  • Leaf section describes or more simply the amount of slope at this point.
  • the two sections can (but do not have to) lie one above the other in the vertical direction.
  • the two sections could easily be chosen so that they are arranged one above the other in the vertical direction.
  • the teeth of clothing wires often run obliquely, that is, they have a sawtooth shape in which the teeth are inclined.
  • the inclination angle of the tooth course usually the inclination of the tooth face is used (working angle).
  • the working angle is defined as the angle that the tooth face encloses with the vertical.
  • a minimum length of the sections may preferably be 1/100 mm, but advantageously also 5/100 or 1/10 mm.
  • Leaf portion side surface opposite leaf portion side surface preferably extends almost completely in a plane through the height
  • Spanned longitudinal direction ie their slope dh / db is infinite. But it can also have a different geometry, for example, it could to the height direction by a small angle, for example, less than 3 °, inclined (ie a finite amount have the slope dh / db). Or it could be mirror-symmetrical to the at least one leaf section side surface.
  • Leaf section side surface extends in a plane which is spanned by the height and the longitudinal direction and the second Blattabitesstress component (also in the longitudinal direction, but) inclined in the vertical direction.
  • Garnish wires take the width (widthwise width) of the
  • 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. It is (often) at least one tooth
  • 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 on the
  • At least one tooth typically offset in the longitudinal direction, arranged.
  • Tooth conditional 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.
  • Leaf portion side surface ranging from the maximum height of the sheet portion to a position which is 2%, preferably 5%, particularly preferably 10% of
  • Leaf section side surface is composed of at least two flat surface sections.
  • the at least one blade portion side surface (of the clothing wire) has at least two planar surface portions which are straight in the plane defined by the width and height directions.
  • the two surface portions preferably follow each other in the height direction (close to each other), and include in the plane which is spanned by the width and height direction, an angle (not equal to 0 °).
  • Surface portion preferably adjoin one another in a height range which is between 5/10 and 9/10, preferably 2/5 and 4/5 of the total height of the
  • Leaf section lies.
  • 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 portion farthest from the root portion usually has a height extent (h-direction extent) of 0.1 to 0.5 mm, preferably 0.2 to 0 , 3 mm.
  • This preferably flat portion preferably begins at most 5/100 mm or 1/10 mm below the tooth tip, ie, the upper
  • Height value of the at least one first section is at most 5/100 mm or 1/10 mm smaller than the maximum value (the height) of the sheet section.
  • Sheet section avoided that set the wires with fibers.
  • the at least one first section (the section in which the width of the first section
  • the at least one Blattabêtstress Type to the Lot on the demanding ground Stage usually has an angle of less than 5 °, preferably 0 ° -2 °.
  • the (at least one) first section of the (at least one) leaf section side surface can therefore also run parallel to the solder on the foot base since 0 ° is also possible.
  • 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.
  • Blade side surface bent, preferably concave (viewed from the 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).
  • curved surface portions can be compared to conventional clothing wires a comparatively high efficiency of
  • Carding process can be obtained longer than with the use of conventional clothing wires. At the same time, it can also be avoided that the clothing passages formed by the clothing wires become clogged with fibers.
  • a height range between 5/10 and 9/10, preferably 3/5 and 4/5 of the total height of the sheet section selected. Runs the whole
  • FIG. 2 shows a cross section of a clothing wire with a
  • Leaf section side surface with two flat surface sections in which the width direction is oversized for illustrative purposes,
  • FIG. 3 shows a profile of a clothing wire with a leaf section side surface with two planar surface sections
  • FIG. 4 shows a cross section of a clothing wire with a
  • Leaf section side surface with four flat surface sections in which the width direction is oversized for illustrative purposes,
  • FIG. 5 shows a profile of a clothing wire with a leaf portion side surface with four flat surface portions
  • Fig. 6 a cross section of a clothing wire with a concave curved
  • Fig. 7 a profile of a clothing wire with a concave curved
  • Fig. 8 Determination of slopes of contours with respect to the plane which runs in the height H and in the width direction B.
  • Fig. 9 sheet section and selecting the position of the first and second
  • Fig. 1 1 first form of the second leaf portion side surface
  • FIG. 12 second form of the second leaf section side surface.
  • a clothing wire shown in Fig. 1 consists of a
  • Foot portion 1 which has a base 2 and two side surfaces 3, and a leaf portion 4 adjacent to the foot portion 1, a first
  • Leaf portion side surface 5 and a second sheet portion side surface 6 has.
  • the leaf section 4 is on the side facing away from the foot section 1 (upward towards) bounded by an outer surface 7 which extends along a serrated path up and down 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 extends in the width direction B (B is perpendicular to both Z and H).
  • Minimum height h min and the maximum height h max corresponds to the total height H max of the leaf section.
  • the second leaf section side surface 6 extends (from manufacturing tolerances
  • the first leaf portion side surface 5 is composed of a first portion 10 located further up the blade portion 4 (which is farther from the foot portion 1), and a second portion 11 located farther down the blade portion 4 (which is closer to the foot portion) 1 lies) together.
  • the comparatively flat, rounded transition region 10 between the foot section 1 and the blade section 4 is not attributed to the blade section 4.
  • 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), ie, its pitch dh / db is infinitely large.
  • the first section 10 may also include a small angle of at most 2 ° with the height direction H (ie dh / db assumes a finite value) and, apart from manufacturing tolerances, run parallel to the longitudinal direction Z.
  • the second section 1 1 runs (apart from manufacturing tolerances) also parallel to the longitudinal direction Z, but includes, compared to the first section 10, with the height direction H a much larger angle of 8 ° to 12 °.
  • the first section 10 is steeper than the second section 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 sheet section 4 Due to the particular geometry of the sheet section 4, its width B increases from above, e.g. starting from one of the tooth tips 12 (in fact, the tip is a short edge), first with decreasing height (i.e., toward the foot portion) very slowly (or not at all). 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 more rapidly (or even at all) with decreasing height.
  • the property of the Garniturdrahts that from the top, the width of the sheet portion 4 increases only slower and grows down the width of the sheet portion 4 faster, is essential to the invention. It is shown by a variety of advantageous embodiments thereof. This of course applies only to those areas of the clothing wire, on which still the material of the original profile is present, i.e., at which no material was punched out.
  • FIG. 2 the cross section of the clothing wire shown in Fig. 1 and in Fig. 3, the associated output profile (corresponds to the clothing wire without teeth) is shown.
  • the sectional plane (of the cross section) extends in the width direction B and the height direction H.
  • the width direction B is shown oversized (ie, the total width B max of the clothing wire is in FIG.
  • the first section 10 (in the relevant sectional plane) is delimited by the end points 14 and 15 and the second section 11 is delimited by the end points 15 and 16.
  • the first secant 17 the one along the first
  • Section 10 (ie by the end points 14, 15 of the first section 10) in the Section plane, which is spanned by the width direction B and the height direction H, has a greater amount of slope than the second secant 18, in the same plane and along the second portion 1 1 (by the end points 15, 16 of the second portion 1 1 ) runs.
  • FIG. 4 shows the cross-section of a clothing wire (and FIG. 5 the associated profile) in which the first blade section side surface 5 is made of four planes
  • the highest lying (furthest from the foot section 1) flat surface portion is selected, which limits (in the present sectional plane) of the end points 20 (with a height value h) and 21 (with a height value hi 2 ) becomes.
  • the second section 1 the second highest lying flat surface portion is selected, which is bounded by the end points 23 (with a height value h 2 i) and 24 (with a height value h 22 ).
  • the first secant 22 passes through the end points 20 and 21, the second secant 25 through the
  • Both secants 22, 25 extend in the plane which is spanned by the width direction B and the height direction H. Again, the secant 22 has a greater amount of slope than the secant 25, i.e., the
  • Height value h 3 is (at a distance in height direction H of) about 1/8 of
  • Elevations or indentations are located in this area.
  • FIG. 6 shows the cross section of a clothing wire (and the associated profile in FIG. 7), in which the first leaf section side surface 5 has a concave curve (without kinks) (seen from the outside). Also in FIG. 6, as previously shown in FIGS. 2 and 4, the width direction B is exaggeratedly large, so that the viewer has different angles between the Lot 19 and the
  • a height H is infinitesimal smaller
  • Area section 26 (punctiform with respect to the selected section plane) selected. Instead of the usual along a flat portion extending secant (in the plane defined by the width and height direction) here enters the tangent 27 to the first leaf portion side surface 5 in the surface section / point 26.
  • the second section 1 1 is in an analogous manner through the point 29 formed, wherein the tangent 30 occurs in place of the secant along a flat portion.
  • the slope of the tangents of the derivative dh / db in the respective point corresponds (analogous to the secants in question).
  • the tangent 27 has a greater amount of slope dh / db than the tangent 30, ie, the tangent 27 includes a smaller angle cd with the perpendicular 19 on the foot base 2 than the tangent 30 (angle a2 ).
  • first leaf portion side surfaces 5 are shown in the plane, which is spanned by the height H and in the width direction B.
  • the one first leaf section side surface 5 extends completely curved in the respective plane 31, the other first leaf section side surface 32 is composed of two flat surface sections 33, 34 together.
  • the width direction B is again shown oversized.
  • the first portion 10 may be the surface portion 33 that extends between the coordinates (bn, h) and (bi 2 , h 12 ) and the second portion 1 1 as the surface portion 34 between the points having coordinates (b2i, h 2 i) and (b 22, 22 h) extends, to be selected.
  • the slope of the secant through the end points of the first section 10 is then (hi 2 - h) / (bi 2 - b), the slope of the secant through the end points of the second section 1 is 1 (h 22 -h 2 i) / (b 22 -b 2 i).
  • the slope of the first section 10 is equal to the derivative dh / dh at the point bn (or at the point bi 2 , since the two end points of the infinitesimal small portion 10th
  • the slope of the second portion 1 1 is equal to the derivative dh / db at the point b 2 i (or b 22 ).
  • Fig. 9 shows a tooth 8, the height of which over the total height H max of
  • 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 portions 35, 36 adjoin the
  • Either a first section 1 10a running between the height values h and hi2 and a second section 1 1 1 (extending between the height values h 21 and h 22 ) arranged at the same extension zi in the longitudinal direction Z can be selected , Or, a first section 110b running between the height values h'n and h'i 2 and the second section 1 1 1 can be selected, the two sections 1 10b, 1 1 1 being at different extensions zi, z 2 are arranged in the longitudinal direction Z.
  • the foot region 1 can be formed such that adjacent wire sections engage in one another (linked version).
  • the slopes of the side walls 38 of the foot area are not the subject of this application.
  • FIGS. 11 and 12 embodiments of the second embodiment are shown
  • Leaf portion side surface 6 extends approximately mirror-symmetrically sch to the first leaf portion side surface 5.
  • Fig. 12 shows a leaf portion side surface 6, which is slightly inclined in the height direction H.
  • FIG. 13 shows that the at least one leaf section surface 5 of the clothing wire, which exhibits the feature essential to the invention, can also lie on the "other side" of the clothing wire 1.

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  • Textile Engineering (AREA)
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  • 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 (4) aufweist, wobei bei dem Garniturdraht der Betrag der Steigung dh/db der Höhe (h) als Funktion der Breite (b) zumindest eines ersten Abschnitts (10) einer zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6) größer ist als der Betrag der Steigung dh/db 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). Das Vorzeichen der Steigungen dh/db ist gleich. In einem Bereich, der sich bis zu einem Höhenabstand von maximal 1/8 der Gesamthöhe des Blattabschnitts unterhalb des zumindest einen zweiten Abschnitts (11) erstreckt, sollen sich auf der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6) keine Aus- oder Einbuchtungen befinden, die einen Vorzeichenwechsel der Steigung dh/db verursachen.

Description

Garniturdraht und Verfahren zur Herstellung von Stapelfaseryliesen
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 und/oder die Dichte der Zähne, Zacken oder Spitzen sowie 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 201512617 U 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.
US 6,185,789 B1 zeigt Garniturdrähte mit Blattabschnittsseitenflächen, die mehrere Ausbuchtungen aufweisen. Als Vorteil dieser Garniturdrähte wird angegeben, dass sie beim Kardiervorgang nicht spinnbare Fasern und sonstige Fremdstoffe besser von den spinnbaren Fasern trennen können als herkömmliche Garniturdrähte.
In der Praxis zeigt sich, 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, einen Garniturdraht zu schaffen, der über eine längere Betriebsdauer eine optimale Homogenisierung bzw. Parallelisierung der Fasern bei der Herstellung eines Faserflors ermöglicht, wobei beim Kardierprozess die Fasern nicht oder nur unwesentlich beschädigt werden dürfen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung einen Garniturdraht nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung von Stapelfaservliesen nach Anspruch 16 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. Die Fläche des
Fußabschnitts, mit der dieser (bei aufgezogenem Garniturdraht) auf der
Garniturwalze aufliegt, wird als Grundfläche bezeichnet. 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 Z (erste
Raumrichtung: wird durch den Längsverlauf des Garniturdrahts definiert) und in der Breitenrichtung B (zweite Raumrichtung: verläuft quer zur Drahtlängsrichtung). Die dritte Raumrichtung ist die Höhenrichtung H, die senkrecht auf der Grundfläche der Fußabschnitte steht und in Richtung der Außenfläche des Garniturdrahtes (d.h. in Richtung des vom Fußabschnitt abgewandten Endes des Blattabschnitts) verläuft. Die Höhenwerte (d.h. die Werte in Richtung der Höhe) nehmen dabei ausgehend von der Grundfläche bis hin zu einer Maximalhöhe des Blattabschnitts zu.
Dementsprechend wird die Lage (in Höhenrichtung) von Punkten nahe der
Grundfläche als„unten" und die Lage von Punkten nahe der Außenfläche (des Garniturdrahts) als„oben" bezeichnet.
Die Drahtlängsrichtung, die Höhenrichtung und die Breitenrichtung stehen jeweils (paarweise) senkrecht aufeinander. Mit den drei Richtungen wird also ein
kartesisches Koordinatensystem definiert. Der in Höhenrichtung verlaufende Blattabschnitt verjüngt sich in der Regel nach oben hin, d.h., die Breite des Blattabschnitts nimmt oft stetig mit zunehmender Höhe ab. Der Blattabschnitt wird in der Breitenrichtung von einer ersten und einer zweiten Blattabschnittsseitenfläche begrenzt. Hierbei weist eine der beiden
Blattabschnittsseitenflächen oft (aber nicht immer) eine Steigung dh(b)/db
(nachfolgend: dh/db) der Höhe als Funktion der Breite auf, deren Betrag unendlich groß ist, d.h., die betreffende Blattabschnittsseitenfläche verläuft 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") eine endliche Steigung dh/db hat, also zu dem vorgenannten Lot einen Winkel aufweist, der von 0° verschieden ist.
Der Höhenwert, bei dem der Blattabschnitt seine größte Erstreckung in
Höhenrichtung erreicht, wird als Maximalhöhe des Blattabschnitts bezeichnet. Der Höhenwert, an dem der Blattabschnitt (am unteren Ende) beginnt, wird Minimalhöhe genannt. Der Abstand (in Höhenrichtung) zwischen der Minimalhöhe und der
Maximalhöhe entspricht der Gesamthöhe des Blattabschnitts. Bei der Minimal- und der Maximalhöhe handelt es sich also um einzelne Höhenwerte. Bei der
Gesamthöhe handelt es sich um eine Erstreckung (einen Längenwert) in
Höhenrichtung.
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 Teilen 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.
Beim erfindungsgemäßen Garniturdraht ist der Betrag der Steigung dh/db zumindest eines ersten Abschnitts zumindest einer Blattabschnittsseitenfläche größer als der Betrag der Steigung dh/db zumindest eines zweiten Abschnitts derselben
Blattabschnittsseitenfläche. Dabei sind alle Höhenwerte des zumindest einen zweiten Abschnitts kleiner als alle Höhenwerte des zumindest einen ersten Abschnitts, d.h., der zumindest eine zweite Abschnitt liegt unterhalb des zumindest einen ersten Abschnitts. Die beiden Abschnitte überlappen nicht.
Der zumindest eine erste Abschnitt und der zumindest eine zweite Abschnitt erstrecken sich jeweils zwischen einem kleinsten Höhenwert, der am unteren Ende des jeweiligen Abschnitts liegt, und einem größten Höhenwert, der am oberen Ende des jeweiligen Abschnitts liegt.
Die Vorzeichen der Steigung dh/db des zumindest einen ersten und des zumindest einen zweiten Abschnitts entsprechen sich. In anderen Worten verläuft ein weiter oben liegender erster Abschnitt (mindestens einer Blattabschnittsseitenfläche) bezüglich der Grundfläche des Garniturdrahts steiler (d.h. der Betrag der Steigung dieses Abschnitts ist größer) als ein weiter unten liegender Abschnitt derselben Blattabschnittsseitenfläche. Beide Abschnitte sollen entweder steigen oder fallen (d.h. das Vorzeichen der Steigungen der beiden Abschnitte soll gleich sein). Ob beide Abschnitte jeweils steigen oder fallen hängt davon ab, an welcher der beiden Blattabschnittsseitenflächen sie sich befinden.
Nach Maßgabe der Erfindung haben die Steigungen dh/db derjenigen Abschnitte auf derselben Blattabschnittsseite, deren Höhenwerte in einem Bereich liegen, der sich zwischen dem kleinsten Höhenwert des zumindest einen zweiten Abschnitts und einem weiteren Höhenwert erstreckt, der höchstens 1/8 der Gesamthöhe des Blattabschnitts unter dem vorgenannten kleinsten Höhenwert des zumindest einen zweiten Abschnitts liegt, dasselbe Vorzeichen wie die Steigungen dh/db des zumindest einen ersten und des zumindest einen zweiten Abschnitts.
In anderen Worten sollen sich unterhalb des unteren Endes des zweiten Abschnitts keine Erhebungen („Buckel") oder Einbuchtungen („Dellen"), die einen
Vorzeichenwechsel der Steigung verursachen, befinden. Die Wechsel des
Vorzeichens der Steigung sollen jedenfalls in einem Höhenbereich (unterhalb des zumindest zweiten Abschnitts) ausgeschlossen sein, dessen Ausdehnung in
Höhenrichtung 1/8 der Gesamthöhe des Blattabschnitts beträgt. Vorzugsweise beträgt der betreffende Höhenbereich 1/5 der Gesamthöhe des Blattabschnitts.
Möglich ist auch ein Ausschluss von Steigungswechseln (Erhebungen oder
Einbuchtungen) über den gesamten Bereich der betreffenden
Blattabschnittsseitenfläche, der unterhalb des unteren Endes des zumindest einen zweiten Abschnitts liegt. Eine weitere wertvolle Ergänzung der Erfindung kann darin liegen, dass die Steigung dh/db der mindestens einen Blattabschnittsseitenfläche auch oberhalb des zumindest einen ersten Abschnitts (d.h. oberhalb des größten Höhenwerts des ersten Abschnitts) überall dasselbe Vorzeichen hat. Alternativ oder ergänzend hat, sofern der erste Abschnitt nicht unmittelbar an den zweiten Abschnitt angrenzt, die Steigung dh/db der mindestens einen Blattabschnittsseitenfläche im Bereich zwischen dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Abschnitt (d.h. zwischen dem kleinsten Höhenwert des zumindest einen ersten Abschnitts und dem größten Höhenwert des zumindest einen zweiten Abschnitts) überall dasselbe Vorzeichen.
Erhebungen/Einbuchtungen im flach verlaufenden, abgerundeten Übergangsbereich zwischen dem (vergleichsweise steil verlaufenden) Blattabschnitt und dem
Fußabschnitt sind nicht relevant. Infolgedessen soll generell der Begriff
„Blattabschnitt" ausschließlich den relativ steil verlaufenden Bereich des
Blattabschnitts (und nicht auch den flachen Übergangsbereich) umfassen.
Unberücksichtigt können auch Wechsel des Vorzeichens der Steigung bleiben, die von sehr kleinen Erhebungen oder Einbuchtungen verursacht werden, die auf Fertigungsungenauigkeiten oder Fertigungsfehler zurückzuführen sind.
Erhebungen (Einbuchtungen), die eine bestimmte Größe haben und folglich nicht auf Fertigungsfehler/Fertigungstoleranzen zurückzuführen sind, können beim
Kardierungsprozess das Eindringen (im Falle von Erhebungen) bzw. das tiefere Eindringen (im Falle von Einbuchtungen) der Fasern in die Garniturgassen
erschweren, wodurch die Effizienz des Prozesses verschlechtert wird.
Treten an den Erhebungen/Einbuchtungen enge Radien oder gar scharfe Kanten auf, dann kann es auch zu einer vermehrten Beschädigung von Fasern kommen. Solche Beschädigungen führen zu Qualitätsmangeln der Endprodukte (z.B. Garne oder Vliesstoffe) und sind in jedem Fall zu unterdrücken.
Da beim erfindungsgemäßen Garniturdraht der weiter oben am mindestens einen Blattabschnitt liegende zumindest eine erste Abschnitt steiler (größerer Betrag der Steigung dh/db) verläuft und der zumindest eine zweite Abschnitt flacher (kleinerer) Betrag der Steigung dh/db), können die zu kardierenden Fasern besser in die
Garniturgassen eindringen als bei herkömmlichen Garniturdrähten (deren
Blattabschnittsseitenflächen üblicherweise eine konstante Steigung aufweisen). Auf der Höhe des kleinsten Höhenwerts des zumindest einen zweiten Abschnitts sind die Garniturgassen üblicherweise bereits sehr eng, insbesondere wesentlich enger als im Höhenbereich der Blattabschnittsseitenfläche knapp unterhalb von deren
Maximalhöhe. Erhebungen/Einbuchtungen, die sich also direkt an den mindestens zweiten Abschnitt anschließen oder nur geringfügig unterhalb von diesem liegen, führen (aufgrund der geringen Breite der Garniturgasse) sehr oft zu einer starken Beschädigung der zu kardierenden Fasern und verhindern in der Regel das weitere Eindringen der Fasern in die Garniturgassen.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass Erhebungen/Einbuchtungen, die sich in einem größeren Höhenabstand (typischerweise mindestens 1/8 der Gesamthöhe des Blattabschnitts) unterhalb des mindestens einen zweiten Abschnitts befinden, die zu kardierenden Fasern nicht mehr oder nur in sehr geringem Maße schädigen. Auch ist ein weiteres Eindringen der Fasern ist in die betreffende Garniturgasse an dieser Stelle nicht mehr erforderlich, d.h., selbst wenn die Erhebungen/Einbuchtungen dort ein weiteres Eindringen der Fasern behindern würden, hätte dies praktisch keinen Einfluss auf den Kardierungsprozess.
Erhebungen/Einbuchtungen, die sich oberhalb des zumindest einen ersten
Abschnitts oder zwischen dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Abschnitt befinden, bewirken keine oder lediglich eine geringe Schädigung der zu kardierenden Fasern und behindern auch das Eindringen dieser Fasern kaum, da sie sich in einem Höhenbereich befinden, in dem die Garniturgassen
vergleichsweise breit sind. Vorzugsweise wird als größter Höhenwert des zumindest einen ersten Abschnitts genau das obere Ende der Blattabschnittsseitenfläche, d.h. die Stelle der
Blattabschnittsseitenfläche, deren Höhenwert dem Maximalwert des Blattabschnitts entspricht, 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 größten Höhenwert des zumindest einen ersten Abschnitts eine Stelle gewählt, die im oberen Viertel, vorzugsweise im oberen Zehntel der betreffenden Blattabschnittsseitenfläche liegt. Der kleinste Höhenwert des zumindest einen ersten Abschnitts kann in einem Bereich liegen, der 50% bis 98%, vorzugsweise 60 bis 90%, der Gesamthöhe (des Blattabschnitts) oberhalb der Minimalhöhe des Blattabschnitts 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 kleinsten Höhenwert des zumindest einen zweiten Abschnitts wird
bevorzugt eine Stelle im untenliegenden (dem Fußabschnitt zugewandten) Bereich des Blattabschnitts gewählt, z.B. im unteren Zehntel des Blattabschnitts. Es reicht jedoch aus, wenn sich der größte Höhenwert des zumindest einen zweiten
Abschnitts unterhalb des kleinsten Höhenwerts des zumindest einen ersten
Abschnitts erstreckt. In einer bevorzugten Variante grenzt der kleinste Höhenwert des zumindest einen ersten Abschnitts an den größten Höhenwert des zumindest einen zweiten Abschnitts an.
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. Generell soll von einem Garniturdraht ausgegangen werden, der in Längsrichtung gerade verläuft. Insbesondere sollen keine Verbiegungen des Garniturdrahtes in der Ebene, die von der Längsrichtung und der Breitenrichtung aufgespannt wird, dazu führen, dass Abschnitte der Blattabschnittsseitenfläche, die bei in Längsrichtung gerade verlaufendem Garniturdraht eben sind, als gebogene Abschnitte angesehen werden können.
Bevorzugt werden der zumindest eine erste und der zumindest eine zweite Abschnitt so gewählt, dass sie auf ebene Abschnitte der mindestens einen
Blattabschnittsseitenfläche fallen. Die beiden Abschnitte verlaufen dann in der Ebene, die von der Höhen- und der Breitenrichtung aufgespannt wird, gerade, d.h. die Steigung dh/db ist in jedem der beiden Abschnitte konstant und entspricht jeweils der Steigung der Sekanten, die in der von der Höhen- und Breitenrichtung
aufgespannten Ebene und durch den zumindest einen ersten bzw. zumindest einen zweiten Abschnitt verläuft.
Die mindestens eine Blattabschnittsseitenfläche kann aber auch so gebogen sein, dass sich an der betreffenden Blattabschnittsseitenfläche kein zumindest erster und/oder zumindest zweiter ebener Abschnitt finden lässt, der auf einer„geeigneten" Höhe liegt (der sich zwischen geeigneten Höhenwerten erstreckt). Was als geeignete Höhe anzusehen ist, wurde bereits weiter vorne in denjenigen Abschnitten
ausgeführt, die sich mit der Lage des zumindest einen ersten bzw. zumindest einen zweiten Abschnitts in Höhenrichtung befassen.
In einem solchen Fall können der zumindest eine erste Abschnitt und/oder der zumindest eine zweite Abschnitt (insbesondere in Höhenrichtung) infinitesimal klein sein, d.h., beim betreffenden infinitesimal kleinen Abschnitt ist nicht mehr die
Steigung in einem endlichen geraden/ebenen Abschnitt zu ermitteln sondern die Steigung in einem Punkt. Dem Fachmann ist dieser Umstand insbesondere aus dem Einstieg in die Differenzialrechnung bekannt, da hier der Differenzenquotient für die Grenzwertbetrachtung infinitesimal eng zusammenliegender Argumente (hier Breitenwerte) die Steigung in einem Punkt wiedergibt: .. Ah dh
AD^° Ab db
Für diesen Fall (infinitesimale Abschnittsbreite) ist die Tangente ein Spezialfall der Sekanten durch einen ebenen Abschnitt 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 vielen 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 anzuordnen (d.h. beide Abschnitte liegen an verschiedenen Punkten der
Längserstreckung des Garniturdrahtes).
Eine Mindestlänge der Abschnitte (in Breitenrichtung) kann bevorzugt 1/100 mm, vorteilhafterweise jedoch auch 5/100 oder 1/10 mm betragen.
Die andere Blattabschnittsseitenfläche (die der mindestens einen
Blattabschnittsseitenfläche gegenüberliegende Blattabschnittsseitenfläche) verläuft bevorzugt praktisch vollständig in einer Ebene, die durch die Höhen- und die
Längsrichtung aufgespannt wird, d.h. ihre Steigung dh/db ist unendlich. Sie kann aber auch eine andere Geometrie aufweisen, z.B. könnte sie zur Höhenrichtung um einen kleinen Winkel, z.B. kleiner 3°, geneigt verlaufen (d.h. einen endlichen Betrag der Steigung dh/db aufweisen). Oder sie könnte spiegelsymmetrisch zur zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche verlaufen.
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. Es wird also über eine längere Betriebsdauer eine optimale Homogenisierung bzw.
Parallelisierung der Fasern (beim Herstellen eines Faserflors) ermöglicht. 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 einen 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 setzt sich zumindest der Teil der
Blattabschnittsseitenfläche, der von der Maximalhöhe des Blattabschnitts bis zu einer Stelle reicht, die 2%, vorzugsweise 5%, besonders vorzugsweise 10% der
Gesamthöhe des Blattabschnitts oberhalb der Minimalhöhe der
Blattabschnittsseitenfläche liegt, aus mindestens zwei ebenen Flächenabschnitten zusammen. Anders ausgedrückt weist die zumindest eine Blattabschnittsseitenfläche (des Garniturdrahts) mindestens zwei ebene Flächenabschnitte auf, die in der Ebene, die von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannt wird, gerade verlaufen. Die beiden Flächenabschnitte 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) Flächenabschnitte in der
Höhenrichtung aufeinander folgen, z. B. drei oder vier gerade Flächenabschnitte. Bevorzugt sind zwei bis drei ebene Flächenabschnitte. Der vom Fußabschnitt am weitesten entfernteste ebene Flächenabschnitt (der oberste Flächenabschnitt) und der an ihn angrenzende zweite Flächenabschnitt (der dem Fuße nähere
Flächenabschnitt) grenzen vorzugsweise in einem Höhenbereich aneinander an, der zwischen 5/10 und 9/10, vorzugsweise 2/5 und 4/5 der Gesamthöhe des
Blattabschnitts 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 beginnt bevorzugt maximal 5/100 mm oder 1/10 mm unterhalb der Zahnspitze, d.h., der obere
Höhenwert des zumindest einen ersten Abschnitt ist maximal 5/100 mm oder 1/10 mm kleiner als der Maximalwert (der Höhe) des Blattabschnitts.
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 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 Blattabschnittsseitenfläche 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) Blattabschnittsseitenfläche kann also, da auch 0° möglich sind, zu dem Lot auf der Fußgrundfläche auch parallel verlaufen. Der zumindest eine zweite Abschnitt der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche 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
Flächenabschnitten und ebenen Flächenabschnitten gebildet wird.
Auch bei dieser Ausführungsform (gebogene Flächenabschnitte) 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 Flächenabschnitt, in dem die Breite des Garniturdrahtes schneller zunimmt, und der Flächenabschnitt, an dem diese langsamer zunimmt, aneinander grenzen, ein Höhenbereich zwischen 5/10 und 9/10, vorzugsweise 3/5 und 4/5 der Gesamthöhe 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
Blattabschnittsseitenflache mit zwei ebenen Flächenabschnitten, bei dem die Breitenrichtung aus darstellerischen Gründen übergroß dargestellt ist,
Fig. 3: ein Profil eines Garniturdrahts mit einer Blattabschnittsseitenflache mit zwei ebenen Flächenabschnitten,
Fig. 4: einen Querschnitt eines Garniturdrahts mit einer
Blattabschnittsseitenfläche mit vier ebenen Flächenabschnitten, bei dem die Breitenrichtung aus darstellerischen Gründen übergroß dargestellt ist,
Fig. 5: ein Profil eines Garniturdrahts mit einer Blattabschnittsseitenfläche mit vier ebenen Flächenabschnitten,
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. 1 1 : 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 erstreckt sich in der Breitenrichtung B (B steht senkrecht sowohl auf Z als auch auf H).
Der Höhenwert, an der der Blattabschnitt 4 seine größte Erstreckung in
Höhenrichtung H erreicht, wird als Maximalhöhe hmax des Blattabschnitts bezeichnet. Der Höhenwert, an dem der Blattabschnitt (am unteren Ende) beginnt, wird
Minimalhöhe hmin genannt. Der Abstand (in Höhenrichtung) zwischen der
Minimalhöhe hmin und der Maximalhöhe hmax entspricht der Gesamthöhe Hmax des Blattabschnitts.
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 aus einem ersten Abschnitt 10, der sich weiter oben am Blattabschnitt 4 befindet (der weiter vom Fußabschnitt 1 entfernt ist), und einem zweiten Abschnitt 1 1 , der sich weiter unten am Blattabschnitt 4 befindet (der näher am Fußabschnitt 1 liegt) zusammen. Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, wird der vergleichsweise flache, abgerundete Übergangsbereich 10 zwischen dem Fußabschnitt 1 und dem Blattabschnitt 4 nicht dem Blattabschnitt 4 zugerechnet. 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), d.h., seine Steigung dh/db ist unendlich groß. Der erste Abschnitt 10 kann alternativ auch einen kleinen Winkel von maximal 2° mit der Höhenrichtung H einschließen (d.h. dh/db nimmt einen endlichen Wert an) und, von Fertigungstoleranzen abgesehen, parallel zur Längsrichtung Z verlaufen. Der zweite Abschnitt 1 1 verläuft (abgesehen von Fertigungstoleranzen) ebenfalls parallel zur Längsrichtung Z, schließt jedoch, im Vergleich zum ersten Abschnitt 10, mit der Höhenrichtung H einen wesentlich größeren Winkel von 8° bis 12° ein. In anderen Worten verläuft der erste Abschnitt 10 steiler als der zweite Abschnitt 1 1 . 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 1 1 übergeht, nimmt die Breite des Blattabschnitts 4 dann mit abnehmender Höhe schneller (bzw. überhaupt erst) zu. Die Eigenschaft des Garniturdrahts, dass er 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 Garniturdrahtes, 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 B übergroß dargestellt (d.h., die Gesamtbreite Bmax des Garniturdrahts ist im
Vergleich zur Gesamthöhe Hmax 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 1 1 von den Endpunkten 15 und 16 begrenzt. Die erste Sekante 17, die längs des ersten
Abschnitts 10 (d.h. durch die Endpunkte 14, 15 des ersten Abschnitts 10) in der Schnittebene verläuft, die von der Breitenrichtung B und der Höhenrichtung H aufgespannt wird, hat einen größeren Betrag der Steigung als die zweite Sekante 18, die in derselben Ebene und längs des zweiten Abschnitts 1 1 (durch die Endpunkte 15, 16 des zweiten Abschnitts 1 1 ) verläuft.
Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines Garniturdrahts (und Fig. 5 das zugehörige Profil), bei dem sich die erste Blattabschnittsseitenfläche 5 aus vier ebenen
Flächenabschnitten, die in Höhenrichtung H aufeinander abfolgen, zusammensetzt. Als der erste Abschnitt 10 ist hier der am höchsten liegende (am weitesten vom Fußabschnitt 1 entfernte) ebene Flächenabschnitt gewählt, der (in der vorliegenden Schnittebene) von den Endpunkten 20 (mit einem Höhenwert h ) und 21 (mit einem Höhenwert hi2) begrenzt wird. Als der zweite Abschnitt 1 1 ist der am zweithöchsten liegende ebene Flächenabschnitt gewählt, der von den Endpunkten 23 (mit einem Höhenwert h2i) und 24 (mit einem Höhenwert h22) begrenzt wird. Die erste Sekante 22 verläuft durch die Endpunkte 20 und 21 , die zweite Sekante 25 durch die
Endpunkte 23 und 24. Beide Sekanten 22, 25 verlaufen in der Ebene, die von der Breitenrichtung B und der Höhenrichtung H aufgespannt wird. Auch hier hat die Sekante 22 einen größeren Betrag der Steigung als die Sekante 25, d.h., die
Sekante 22 schließt einen kleineren Winkel cd mit dem Lot 19 auf der
Fußgrundfläche 2 ein, als die Sekante 25 (Winkel a2).
Unterhalb des Endpunktes 24, der auf dem unteren Höhenwert h22 des zumindest einen zweiten Abschnitts liegt, liegt der weitere Höhenwert h3. Der weitere
Höhenwert h3 liegt (in einer Distanz in Höhenrichtung H von) etwa 1/8 der
Gesamthöhe Hmax unterhalb des unteren Höhenwerts h22 des zumindest einen zweiten Abschnitts. Im Bereich zwischen diesen beiden Höhenwerten darf kein Vorzeichenwechsel der Steigung dh/db auftreten, d.h., es dürfen sich keine
Erhebungen oder Einbuchtungen in diesem Bereich befinden.
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 dem Lot 19 und den
Tangenten 27 und 30 erkennen kann. Zu erwähnen bleibt auch noch, dass in den Figuren 2, 4 und 6 die Punkte 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
Flächenabschnitt 26 (punktförmig bezüglich der gewählten Schnittebene) gewählt. Anstelle der sonst üblichen längs eines ebenen Abschnitts verlaufenden Sekante (in der von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannten Ebene) tritt hier die Tangente 27 an die erste Blattabschnittsseitenfläche 5 im Flächenabschnitt/Punkt 26. Der zweite Abschnitt 1 1 ist in analoger Weise durch den Punkt 29 gebildet, wobei an die Stelle der Sekante längs eines ebenen Abschnitts die Tangente 30 tritt. Auch hier entspricht (analog wie bei den betreffenden Sekanten) jeweils die Steigung der Tangenten der Ableitung dh/db im betreffenden Punkt. Analog zu den beiden vorhergehenden Beispielen hat die Tangente 27 einen größeren Betrag der Steigung dh/db als die Tangente 30, d.h., die Tangente 27 schließt einen kleineren Winkel cd mit dem Lot 19 auf der Fußgrundfläche 2 ein, als die Tangente 30 (Winkel a2).
In Fig. 8 sind die Konturen von zwei ersten Blattabschnittsseitenflächen 5 in der Ebene dargestellt, die von der Höhen- H und in der Breitenrichtung B aufgespannt wird. Die eine erste Blattabschnittsseitenfläche 5 verläuft in der betreffenden Ebene vollständig gekrümmt 31 , die andere erste Blattabschnittsseitenfläche 32 setzt sich aus zwei ebenen Flächenabschnitten 33, 34 zusammen. Die Breitenrichtung B ist wieder übergroß dargestellt.
Bei der Blattabschnittsseitenfläche 32, die sich aus zwei ebenen Flächenabschnitten zusammensetzt, kann der erste Abschnitt 10 als der Flächenabschnitt 33, der zwischen den Punkten mit den Koordinaten (bn , h ) und (bi2, h12) verläuft, und der zweite Abschnitt 1 1 als der Flächenabschnitt 34, der zwischen den Punkten mit den Koordinaten (b2i , h2i ) und (b22, h22) verläuft, gewählt werden. Die Steigung der Sekante durch die Endpunkte des ersten Abschnitts 10 beträgt dann (hi2- h )/(bi2- b ), die Steigung der Sekante durch die Endpunkte des zweiten Abschnitts 1 1 beträgt (h22- h2i)/(b22- b2i ).
Bei der Blattabschnittsseitenfläche 31 , die vollständig gekrümmt verläuft, sind der erste Abschnitt 10 und der zweite Abschnitt 1 1 (zumindest in der
Betrachtungsebene) infinitesimal klein (d.h. punktförmig) gewählt. Die Steigung des ersten Abschnitts 10 ist gleich der Ableitung dh/dh an der Stelle bn (bzw. an der Stelle bi2, da die beiden Endpunkte des infinitesimal kleinen Abschnitts 10
zusammenfallen), die Steigung des zweiten Abschnitts 1 1 ist gleich der Ableitung dh/db an der Stelle b2i (bzw. b22).
Fig. 9 zeigt einen Zahn 8, dessen Höhe sich über die Gesamthöhe Hmax des
Blattabschnitts 4 erstreckt, d.h., die Gesamthöhe des Zahns 8 ist gleich groß, wie die Gesamthöhe Hmax (=hmax-hmin) des Blattabschnitts 4.
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 Flächenabschnitte 35, 36 grenzen an der
Trennlinie 37 aneinander an.
Es können entweder ein erster Abschnitt 1 10a, der zwischen den Höhenwerten h und hi2 verläuft, und ein zweiter Abschnitt 1 1 1 (der zwischen den Höhenwerten h21 und h22 verläuft) gewählt werden, die an derselben Erstreckung zi in Längsrichtung Z angeordnet sind. Oder es können ein erster Abschnitt 1 10b, der zwischen den Höhenwerten h'n und h'i2 verläuft, und der zweite Abschnitt 1 1 1 gewählt werden, wobei die beiden Abschnitte 1 10b, 1 1 1 an verschiedenen Erstreckungen zi , z2 in Längsrichtung 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. 1 1 und 12 sind Ausführungsformen der zweiten
Blattabschnittsseitenfläche 6 dargestellt. Die in Fig. 1 1 gezeigte zweite
Blattabschnittsseitenfläche 6 verläuft in etwa spiegelsymmet sch 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
Fußabschnitt
Grundfläche, Fußgrundfläche
Seitenfläche des Fußabschnitts
Blattabschnitt
erste Blattabschnittsseitenfläche
zweite Blattabschnittsseitenfläche
Außenfläche des Blattabschnitts
Zahn
abgerundeter Übergangsbereich zwischen Blatt- und Fußabschnitt
erster Abschnitt
zweiter Abschnitt
Zahnspitze
Übergangsstelle zwischen erstem und zweitem Abschnitt
erster Endpunkt
zweiter Endpunkt
dritter Endpunkt
erste Sekante
zweite Sekante
Lot auf die Fußgrundfläche
erster Endpunkt
zweiter Endpunkt
erste Sekante
dritter Endpunkt
vierter Endpunkt
zweite Sekante
infinitesimal kleiner erster Flächenabschnitt/erster Punkt
Tangente an den ersten Flächenabschnitt
infinitesimal kleiner zweiter Flächenabschnitt/zweiter Punkt
Tangente an den zweiten Flächenabschnitt
Gekrümmte Kontur der Blattabschnittsseitenfläche
Kontur der Blattabschnittsseitenfläche, die sich aus zwei ebenen Flächenabschnitten zusammensetzt
erster ebener Flächenabschnitt
zweiter ebener Flächenabschnitt
steilerer ebener Flächenabschnitt 36 flacherer ebener Flächenabschnitt
37 Trennlinie zwischen dem steileren und dem flacheren ebenen Flächenabschnitt
38 Seitenwände des Fußes
10a erster Abschnitt
10b erster Abschnitt (alternativ)
1 1 1 zweiter Abschnitt
Z Längsrichtung
B Breitenrichtung
H Höhenrichtung
Bmax Gesamtbreite des Blattabschnitts
bn oberer Breitenwert des ersten Abschnitts
b12 unterer Breitenwert des ersten Abschnitts
b'n oberer Breitenwert des ersten Abschnitts (alternativ)
b'12 unterer Breitenwert des ersten Abschnitts (alternativ)
b2i oberer Breitenwert des zweiten Abschnitts
b22 unterer Breitenwert des zweiten Abschnitts
Hmax Gesamthöhe des Blattabschnitts
hmax Maximalhöhe des Blattabschnitts
hmin Minimalhöhe des Blattabschnitts
hu oberer Höhenwert des ersten Abschnitts
h12 unterer Höhenwert des ersten Abschnitts
h'n oberer Höhenwert des ersten Abschnitts (alternativ)
h'12 unterer Höhenwert des ersten Abschnitts (alternativ)
h2i oberer Höhenwert des zweiten Abschnitts
h22 unterer Höhenwert des zweiten Abschnitts
h3 weiterer Höhenwert
z-i erster Wert der Längserstreckung
'z2 zweiter Wert der Längserstreckung
di Winkel zwischen dem ersten Abschnitt und dem Lot auf die Grundfläche
02 Winkel zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Lot auf die Grundfläche
03 Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt

Claims

Patentansprüche
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, wobei die Höhenwerte ausgehend von der Grundfläche (2) in Richtung des vom
Fußabschnitt (1 ) abgewandten Endes des Blattabschnitts (4) bis hin zu einer Maximalhöhe (hmax) des Blattabschnitts (4) zunehmen, c) wobei der Blattabschnitt (4) in der Breitenrichtung (b) von einer
ersten (5) und einer zweiten (6) Blattabschnittsseitenfläche begrenzt wird
dadurch gekennzeichnet, dass
d) der Betrag der Steigung dh/db der Höhe (h) als Funktion der Breite (b) zumindest eines ersten Abschnitts (10) zumindest einer
Blattabschnittsseitenfläche (5, 6) größer ist als der Betrag der Steigung dh/db zumindest eines zweiten Abschnitts (1 1 ) derselben Blattabschnittsseitenfläche (5, 6), wobei die Höhenwerte des zumindest einen zweiten Abschnitts kleiner sind als die Höhenwerte des zumindest einen ersten Abschnitts (10) und sich die Vorzeichen der Steigung dh/db des zumindest einen ersten (10) und des zumindest einen zweiten (1 1 ) Abschnitts entsprechen,
e) und wobei die Steigungen dh/db derjenigen Abschnitte auf derselben Blattabschnittsseite (5,6), deren Höhenwerte in einem Bereich liegen, der sich zwischen dem kleinsten Höhenwert (h22) des zumindest einen zweiten Abschnitts (1 1 ) und einem weiteren Höhenwert (h3) erstreckt, der höchstens 1/8 der Gesamthöhe (Hmax) des
Blattabschnitts (4) unter dem vorgenannten kleinsten Höhenwert (h22) des zumindest einen zweiten Abschnitts (1 1 ) liegt, dasselbe Vorzeichen haben wie die Steigungen dh/db des zumindest einen ersten (10) und des zumindest einen zweiten (1 1 ) Abschnitts.
Garniturdraht dem vorstehenden Anspruch
dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungen dh/db derjenigen Abschnitte auf derselben Blattabschnittsseite (5,6), deren Höhenwerte in einem Bereich liegen, der sich zwischen dem kleinsten Höhenwert (h22) des zumindest einen zweiten Abschnitts (1 1 ) und einem weiteren Höhenwert (h3) erstreckt, der höchstens 1/5 der Gesamthöhe (Hmax) des Blattabschnitts unter dem
vorgenannten kleinsten Höhenwert (h22) des zumindest einen zweiten
Abschnitts (1 1 ) liegt, dasselbe Vorzeichen haben wie die Steigungen dh/db des zumindest einen ersten (10) und des zumindest einen zweiten (1 1 ) Abschnitts.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungen dh/db der Abschnitte auf derselben Blattabschnittsseite (5,6), deren Höhenwerte kleiner sind als der kleinste Höhenwert (h22) des zumindest einen zweiten Abschnitts (1 1 ), dasselbe Vorzeichen haben wie die Steigungen dh/db des zumindest einen ersten (10) und des zumindest einen zweiten (1 1 ) Abschnitts.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass sich der kleinste Höhenwert (h12) des zumindest einen ersten Abschnitts (1 1 ) in einem Bereich befindet, der 50% bis 98% der Gesamthöhe (Hmax) oberhalb der Minimalhöhe (hmin) des
Blattabschnitts (4) liegt.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Höhenwert (hi2) des zumindest einen ersten Abschnitts (10) an den größten Höhenwert (h2i) des zumindest einen zweiten Abschnitts (1 1 ) angrenzt.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
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 zumindest einen ersten (10) und den zumindest einen zweiten (1 1 ) Abschnitt aufweist.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der zumindest eine erste (10) und der zumindest eine zweite Abschnitt (1 1 ) an einer Stelle (z) der Längsrichtung (Z) des Garniturdrahts befinden.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
Flächenabschnitte der zumindest einen Blattabschnittsseitenfläche (5, 6), die in der Ebene, die von der Breiten- (B) und Höhenrichtung (H) aufgespannt wird, kurvenförmig verlaufen.
Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
a) einen ersten (33) und einen zweiten (34) Flächenabschnitt 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 (a3) einschließen.
10. Garniturdraht nach dem vorstehenden Anspruch
dadurch gekennzeichnet, dass
höchstens vier, vorzugsweise drei oder zwei gerade Flächenabschnitte in der Höhenrichtung (H) aufeinander abfolgen.
1 1 . Garniturdraht nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
der am höchsten liegende gerade Flächenabschnitt (33) und der an ihn angrenzende Flächenabschnitt (34) in einem Höhenbereich aneinander grenzen, der zwischen 5/10 und 9/10 des Gesamthöhe (Hmax) oberhalb der Minimalhöhe (hmin) des Blattabschnitts (4) liegt.
12. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
zumindest einen ersten Abschnitt (10) der zumindest einen
Blattabschnittseitenfläche (5, 6), der zu einem Lot (19) auf der Fußgrundfläche (2) einen Winkel aufweist, der kleiner als 5° ist.
13. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
zumindest einen ersten Abschnitt (10) der zumindest einen
Blattabschnittseitenfläche (5, 6), der zu dem Lot (19) auf der Fußgrundfläche parallel verläuft.
14. 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.
15. Garniturdraht nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch
zumindest einen zweiten Abschnitt (1 1 ) der zumindest einen
Blattabschnittseitenfläche (5,6), der zu dem Lot (19) auf der Fußgrundfläche einen Winkel (a2) aufweist, der größer als 6° bevorzugt jedoch größer als 8° ist.
16. 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.
17. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Garniturdraht verwendet wird, der eine Gesamthöhe (Hmax) aufweist, die kleiner ist als 4,0 mm, bevorzugt jedoch kleiner ist als 2,5 mm.
18. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Garniturdraht verwendet wird, bei dem der am höchsten liegende gerade Flächenabschnitt (33) und der an ihn angerenzende zweite Flächenabschnitt (34) in einem Höhenbereich aneinander grenzen, der in Höhenrichtung (H) zwischen 5/100 und 2/10 mm unterhalb der Maximalhöhe (hmax) liegt.
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