專利名稱：特別是用于小滾筒與工作輥的梳針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及針布，特別是有關(guān)于提高在紡織品梳理時(shí)纖維向小滾筒與工作輥移圈的效率。
梳理的一個(gè)非常重要的方面為纖維從主滾筒或大滾筒到小滾筒的移圈效率。低的移圈效率導(dǎo)致小滾筒上的纖維過度地再循環(huán)，這又會(huì)通過增加纖維的斷裂和在織物上產(chǎn)生毛結(jié)而降低產(chǎn)品的品質(zhì)。在最壞的操作中，纖維斷裂的增加將造成在精梳羊毛制品中豪特長(zhǎng)度或平均纖維長(zhǎng)度減小。小滾筒針被專門設(shè)計(jì)和制造成通過保證工作角被優(yōu)化以及齒尖是銳利的而使移圈效率為最高。針的壽命通過在制造時(shí)對(duì)針進(jìn)行合適的冶金和熱處理而最長(zhǎng)。
梳理機(jī)中的工作輥以與小滾筒相同的方式起作用，此處所描述的工藝就其與小滾筒針有關(guān)的方面而論，同樣適用于工作輥針。
有關(guān)金屬針布的公開內(nèi)容可在美國(guó)專利4964195、5581848和5755012中找到。美國(guó)專利4964195描述了一種梳針，其中，為了改善梳理作用，將針齒做成有帶鉤的齒尖，以打開毛結(jié)。此帶鉤的齒尖有一平坦的頂部和一到達(dá)針齒的直線形內(nèi)緣的凹形下側(cè)，但是對(duì)應(yīng)的商業(yè)產(chǎn)品有平坦的或幾乎平坦的并向針底傾斜的齒下側(cè)。平坦的頂部被認(rèn)為起一纖維偏轉(zhuǎn)表面的作用，因而減少了可用于在齒間接納纖維的總開口。美國(guó)專利5581848描述了一種在精梳前刃中具有第二齒尖的精梳齒或梳理齒。
用于梳理的另一種公知的梳針有在齒的兩側(cè)切出的縱向槽。此梳針被稱為“齒形”針，它的目的是通過在齒的側(cè)面上設(shè)置防止纖維從針上滑落的凹口而改進(jìn)滑動(dòng)纖維的落紗。由本申請(qǐng)人所作的試驗(yàn)已經(jīng)證明，這種梳針對(duì)此的應(yīng)用價(jià)值十分有限，即使在槽的截面是矩形而且比較深的情況下也是如此。


圖1示出了在較長(zhǎng)的纖維8從圖中左側(cè)的大滾筒4移圈至小滾筒6時(shí)的連續(xù)階段。纖維8的順序位置以a至g繪出。箭頭4a、6a表示旋轉(zhuǎn)方向。一旦纖維繞小滾筒齒7起圈，它接著就被大滾筒4的齒5拉直(位置a)并保持處于張力之下，因?yàn)榇鬂L筒的表面速度要高得多，而且齒角朝前。假定小滾筒上的纖維受張力，則位置就演變成纖維與小滾筒的表面垂直的位置，只要小滾筒齒能保持纖維。所得到的實(shí)際角度取決于纖維與各自的金屬針之間的摩擦系數(shù)的大小。
原先的對(duì)小滾筒梳針效率的分析著重于纖維拾取的有效性，而忽略了纖維從針上損失的作用，這種損失最終決定了移圈效率的水平。對(duì)于在均衡的運(yùn)行條件下工作的小滾筒，向小滾筒上的移圈效率越低，則大滾筒上的再循環(huán)纖維層就越厚，而且大滾筒齒對(duì)被小滾筒保持的纖維的夾取越少。于是，這就減小了纖維中的張力并增加了纖維被小滾筒保持的機(jī)會(huì)。實(shí)際上，小滾筒依賴再循環(huán)的纖維去減小大滾筒針的夾取，從而可以產(chǎn)生來(lái)自大滾筒的移圈。這樣，小滾筒效率是小滾筒針的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和受處理的纖維的性質(zhì)的動(dòng)態(tài)函數(shù)。
本發(fā)明至少在一種應(yīng)用中的一個(gè)目的為提高纖維從大滾筒上移圈到小滾筒上的效率。本發(fā)明還有在工作輥針的設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，因?yàn)楣ぷ鬏伒墓ぷ鞣绞脚c小滾筒完全相同。
本發(fā)明主要帶來(lái)了這樣的概念，即纖維移圈效率的提高可通過在梳理移圈階段在卷取零件上的梳針的懸伸齒的前面或內(nèi)側(cè)面上形成一個(gè)或更多的切口來(lái)實(shí)現(xiàn)。切口或每個(gè)切口最好包括一個(gè)基本上平行于針的縱向的部分，也就是說(shuō)，該部分平行于包覆針的圓柱形結(jié)構(gòu)的圓周表面。
因此，本發(fā)明提供了包括一條起毛針的針布，該起毛針有多個(gè)沿縱向?qū)R的且具有各自的懸伸齒尖的齒，其中，在懸伸齒尖下面的每個(gè)齒的刃面包括至少一個(gè)從齒尖沿刃面隔開一段距離的凹切的刃段，該凹切的刃段在梳理時(shí)用上述刃面提高纖維的停留時(shí)間。
最好，有多個(gè)上述的從上述齒尖沿上述刃面互相隔開的刃段。
最好，凹切的刃段包括至少一個(gè)基本上平行于起毛針的縱向長(zhǎng)度的部分。更優(yōu)選的是，這部分構(gòu)成大部分或全部凹切刃段。
有利的是，在上述刃面上有許多凹切的刃段，而且這些刃段的間距沿離開齒尖的方向加大。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)刃段的外頂點(diǎn)位于上述刃面的沒有刃段的地方的準(zhǔn)線上。
在一種布局中，上述刃面在凹切的刃段之間的后退部分大體平行于上述刃面的沒有刃段的地方的準(zhǔn)線。
在另一實(shí)施例中，每個(gè)凹切的刃段都在上述刃面上設(shè)有缺口或扇形凹口。
本發(fā)明還提供了一種包以按照本發(fā)明的針布的梳理輥，例如一個(gè)小滾筒或工作輥，同時(shí)還提供了一種包括一個(gè)或更多個(gè)這種輥?zhàn)拥氖崂頇C(jī)。
現(xiàn)在只以舉例的方式參考附圖進(jìn)一步地描述本發(fā)明，圖中圖1示出了在“背景技術(shù)”中詳細(xì)討論的纖維從一大滾筒移圈至一小滾筒的連續(xù)階段；圖2為按照本發(fā)明第一實(shí)施例的起毛針的三個(gè)相鄰齒的放大的等角圖，該起毛針適于用作小滾筒針；圖3為圖2所示的一個(gè)齒的側(cè)視圖；圖4至6為各個(gè)其它實(shí)施例的與圖3相似的視圖；以及圖7與8為曲線圖，它們說(shuō)明了圖2和3中所示的那種小滾筒針的性能。
傳統(tǒng)的小滾筒針的齒有一內(nèi)側(cè)或傾斜的重返刃面，以便形成一整體的懸伸形狀。本發(fā)明的概念源于這樣的認(rèn)識(shí)，即，小滾筒針的有效性可通過將齒的內(nèi)側(cè)或重返刃面即懸伸下方的刃面做成盡可能地平行于針的底部而大大地提高。初看起來(lái)，這涉及到將齒做成非常細(xì)長(zhǎng)而且非常鈍的元件，這將在從大滾筒移圈到小滾筒上的所有階段都改善對(duì)纖維的夾取。
不過，這種細(xì)長(zhǎng)的形狀并不是最可行的，因?yàn)椋紫?，齒可能過于單薄，以致不夠結(jié)實(shí)，其次，使可用于容納收集到的纖維的空間大大減小。本發(fā)明解決了這一困難，但是通過建議在每個(gè)齒的內(nèi)側(cè)或重返刃面上形成一個(gè)或更多的并且最好是多個(gè)優(yōu)選地平行于針底和針的縱向尺寸的凹切刃段而保持了上述基本概念。這一方案的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)施例示于圖2與3中。圖2描繪了適于用作小滾筒針的起毛針的一個(gè)帶三個(gè)齒的部分，其中，每個(gè)齒110的內(nèi)側(cè)刃面112被沖壓成提供了一個(gè)由三個(gè)階梯114和后退部分或立壁118組成的小尺寸的階梯狀輪廓。階梯114提供了多個(gè)凹切的刃段，它們通常是平坦的并且平行于針底113，也平行于針的縱向尺寸?？梢哉J(rèn)為，此階梯形輪廓在落紗的臨界階段，例如在圖1中的位置C處可抵抗纖維從齒上滑落的趨勢(shì)。應(yīng)當(dāng)指出，階梯114不會(huì)與小滾筒本身的剝?nèi)“l(fā)生干涉，除非階梯的角度使得形成的凹切不能形成一個(gè)可俘獲纖維的鉤子。
圖3中的箭頭120指出了剝?nèi)∵\(yùn)動(dòng)的方向(另一方面，箭頭122是由大滾筒拉動(dòng)纖維的總體方向)。不過，應(yīng)當(dāng)指出，增加階梯的角度將增加針的保持角，而且對(duì)于某些特殊的用途而言，這種優(yōu)點(diǎn)可能會(huì)重于較大的剝?nèi)±щy。
齒尖區(qū)111如在111a處所示地在頂部略微被截去頂端。每個(gè)立壁118與原本傾斜的刃面112的方向成一角度，該刃面112在底部113的附近112a處保持不變。這樣，每個(gè)階梯115的外頂點(diǎn)就保持在原來(lái)的刃面112的界線上。立壁118可以與底部113垂直，但是最好與刃面112成一小的角度。
采用圖2和3所示形狀的一個(gè)可能出現(xiàn)的困難為各個(gè)階梯之間的垂直部分即立壁118可能加大從大滾筒上拾取纖維的阻力。這是由于，將纖維從更陡的傾斜立壁118推下所需要的力大于普通的齒。為了避免這一困難并保證纖維不受阻礙地收集，圖4中所示的改進(jìn)實(shí)施例210有一與原始刃面212的方向平行的立壁或后退部分218。采用這種布置時(shí)，接連的凹切刃段或階梯214最好沿離開齒尖211的方向距離加大。否則，就會(huì)明顯地?fù)p及齒的朝齒尖的厚度，有可能縮短其工作壽命。自然應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，內(nèi)側(cè)刃面的正確形狀可通過仔細(xì)的設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化，而且，在本發(fā)明的概念之內(nèi)，可能有許多不同的形狀。
在另一個(gè)變型中，階梯可以逐步地更深，也即沿針的縱向更寬。
圖4的形狀有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即它使小滾筒對(duì)纖維的收集與保留均為最多。其它的技術(shù)，例如做成齒形的針或通過磨蝕或沉積砂粒狀顆粒而將內(nèi)側(cè)面變毛，都不能提供類似的綜合效益。其缺點(diǎn)為，由于纖維從針上往下滑與往上滑完全同樣困難，故纖維趨向于集中在針的齒尖上，阻止纖維進(jìn)一步地移圈到小滾筒上。此缺點(diǎn)由圖3和4所示的形狀得到很好的避免。
圖2至4所示的每個(gè)實(shí)施例都有三個(gè)階梯114、214。圖5示出了另一種設(shè)計(jì)310，其中，前刃312被沖壓成提供了多個(gè)緊密地隔開的階梯314，這些階梯被垂直的(即垂直于底部表面313的)立壁318分開。雖然這種設(shè)計(jì)提供了多個(gè)凹切去捕捉纖維，但是看起來(lái)三個(gè)左右的階梯已經(jīng)足夠。雖然研究表明小滾筒移圈下落點(diǎn)處的纖維密度約為1/齒，這暗示著只需要一個(gè)或兩個(gè)階梯，但纖維密度可局部地明顯變化如果一給定的齒只有一個(gè)或兩個(gè)階梯314，則纖維可能由于沒有足夠的階梯空間而不能被保持。
圖6中示出了起毛針齒410的另一實(shí)施例。此處，凹切刃段414由一系列沿內(nèi)側(cè)刃面412沖出的缺口或扇形凹口430提供。自然應(yīng)當(dāng)明白，在圖6中繪出的一般為半圓形的缺口430單純是為了方便起見，還可以采取許多其它的形狀。最好，凹切的某些部分基本上是水平的或平行于針的底部和縱向。立壁418的角度也需要優(yōu)化，以提供對(duì)纖維的有效收集。
初始試驗(yàn)指出，本發(fā)明梳針的形狀的優(yōu)點(diǎn)在低倍大滾筒-小滾筒牽伸中也就是在比較高的小滾筒速度時(shí)最明顯。這所以發(fā)生是由于，盡管在較高的轉(zhuǎn)速時(shí)，纖維從傳統(tǒng)的小滾筒針齒上滑下，回到大滾筒上，但是本發(fā)明的凹切有助于纖維的保留，從而減少了離開輥?zhàn)拥膭兓?，也就是說(shuō)提高了移圈效率。在小規(guī)模試驗(yàn)中，采用了具有圖2和3所示形狀的針，移圈效率估計(jì)要比對(duì)照的傳統(tǒng)針的移圈效率高約20％，這可用所測(cè)得的大滾筒上的纖維減退率較快來(lái)表示。這一效果示于圖7的曲線中。
如圖8所示，可相應(yīng)地觀察到豪特長(zhǎng)度的增加，這反映了大滾筒上的保留少以及纖維斷裂減少。
本發(fā)明梳針的提高的效率可以按兩種方式得到應(yīng)用得到豪特長(zhǎng)度的增加或生產(chǎn)率的提高。換句話說(shuō)，毛條商可得到較長(zhǎng)的羊毛或較高的生產(chǎn)率。
可以從本發(fā)明得到益處的另一種方式為從傳統(tǒng)值減小小滾筒直徑。例如，對(duì)于具有單獨(dú)的小滾筒的精紡梳理機(jī)，小滾筒的直徑通常為1000mm?？梢栽O(shè)想，通過采用按照本發(fā)明的小滾筒針，直徑可減小至300mm或左右。對(duì)于帶雙小滾筒的梳理機(jī)，也可以有同樣的減小。
雖然上述討論主要與小滾筒有關(guān)，但是起毛針的所示或其它實(shí)施例也可以用在用于工作輥的金屬針布中，不過在該情況下，可以有某些其它方案可供選擇。首先，由于在一臺(tái)梳理機(jī)上有許多的工作輥，有一種方案為對(duì)通過梳理機(jī)的纖維的抓取程度分級(jí)。為此，可以簡(jiǎn)單地這樣做，例如用包以新針的工作輥起步或整理；也可以用傳統(tǒng)的針與新針作各種不同的混合。
梳針的使用并不限于精紡系統(tǒng)。也可以在無(wú)紡梳理中得到使用，特別是在那些毛結(jié)是重大問題或纖維的摩擦系數(shù)特別小例如在梳理PTFE(特氟隆)纖維時(shí)的情況下。本發(fā)明還可用于棉花的梳理，此時(shí)，本發(fā)明有可能替換小滾筒針的自動(dòng)刃磨作業(yè)，以防止纖維團(tuán)從小滾筒的底部過早位移。
按照本發(fā)明的起毛針可以用基本傳統(tǒng)的裝置制造，例如通過在過程中沖壓起初是均勻的金屬絲。
權(quán)利要求
1．一種包括一條起毛針的針布，該起毛針具有多個(gè)沿縱向?qū)R的且具有各自的懸伸齒尖的齒，其中，在懸伸齒尖下面的每個(gè)齒的刃面包括至少一個(gè)從齒尖沿刃面隔開一段距離的凹切刃段，該凹切刃段在梳理時(shí)由上述刃面提高纖維的停留。
2．如權(quán)利要求1所述的針布，其特征為，有多個(gè)所述刃段從所述齒尖并沿所述刃面地互相隔開。
3．如權(quán)利要求2所述的針布，其特征為，有許多所述刃段，而且它們的間距沿離開齒尖的方向加大。
4．如權(quán)利要求1、2或3所述的針布，其特征為，每個(gè)刃段的外頂點(diǎn)位于所述刃面的沒有刃段的地方的準(zhǔn)線上。
5．如權(quán)利要求1、2或3所述的針布，其特征為，所述刃面在凹切刃段之間的后退部分大體平行于所述刃面的沒有刃段的地方的準(zhǔn)線。
6．如前述權(quán)利要求之一所述的針布，其特征為，每個(gè)凹切刃段包括至少一個(gè)基本上平行于起毛針的縱向長(zhǎng)度的部分。
7．如權(quán)利要求5所述的針布，其特征為，所述部分構(gòu)成大部分或全部凹切刃段。
8．如前述權(quán)利要求之一所述的針布，其特征為，每個(gè)凹切刃段在所述刃面上都做有缺口或扇形凹口。
9．一種包有如前述權(quán)利要求之一所述的針布的梳理輥。
10．如權(quán)利要求9所述的梳理輥，其特征為，該輥為一小滾筒。
11．如權(quán)利要求9所述的梳理輥，其特征為，該輥為一工作輥。
12．一種包括一個(gè)或更多的如權(quán)利要求9、10或11所述的輥?zhàn)拥募徔椘肥崂頇C(jī)。
全文摘要
一種包括一條起毛針的針布,該針有多個(gè)沿縱向?qū)R且具有各自的懸伸齒尖(111)的齒(110)。每個(gè)齒在懸伸齒尖下面的刃面(112)包括至少一個(gè)凹切刃段(114),它沿刃面與齒尖隔開一段距離。此凹切刃段在梳理時(shí)通過刃面增加纖維的保留。
文檔編號(hào)D01G15/84GK1325463SQ99812969
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期1999年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月30日
發(fā)明者肯尼思·R·阿特金森 申請(qǐng)人:聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織