DE2909739A1

DE2909739A1 - Spinnrotor fuer eine offenend- spinnvorrichtung

Info

Publication number: DE2909739A1
Application number: DE19792909739
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1980-09-18
Also published as: DE2909739C2

Description

Spinnrotor für eine Offenend-Spinnvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor für eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Grundkörper, der wenigstens im Bereich einer Faserleitfläche und einer daran anschließenden Fasersammel -rille mit einer eine glatte, verschleißfeste Oberfläche aufwei -senden Beschichtung versehen ist.
Es ist bekannt, Spinnrotoren aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung herzustellen, die wenigstens im Bereich der Faserleitfläche und der Fasersammelrille poliert sind. Mit derartigen Spinnrotoren werden gute Ergebnisse erhalten, jedoch ergeben sich schon nach relativ kurzen Laufzeiten starke Verschleißerscheinungen im Bereich der Faserleitfläche und insbesondere im Bereich der Fasersammelrille, die durch die Fasern und auftreffende Verunreinigungen verursacht werden.
Um den Verschleiß an den Spinnrotoren herabzusetzen, ist es bekannt, diese Spinnrotoren aus Aluminium oder Aluminiumlegierung mit einer verschleißfesten Beschichtung zu versehen.
Wenn diese Beschichtung eine möglichst glatte Oberfläche erhält, so lassen sich damit fast annähernd gleich gute Spinnbedingungen erzielen, wie sie von Spinnrotoren mit polierter Faserleitfläche und Fasersammelrille erhalten werden. Die Herstellung derartiger beschichteter Spinnrotoren aus Aluminium oder Äluminiumlegierung ist recht aufwendig. Da Aluminium wesentlich andere mechanische Eigenschaften und auch vor allen Dingen ein anderes Wärmeausdehnungsverhalten als die Beschichtung besitzt, ist es notwendig, der Beschichtung eine ausreichende Stärke zu geben, damit die Beschichtung auch eine ausreichende mechanische Festigkeit erhält. Außerdem ist es in vielen Fällen notwendig, eine Zwischenschicht als Haftschicht von ebenfalls einer bestimmten Stärke vorzusehen, um diese Kräfte auszugleichen. Diese starkwandigen Beschichtungen führen insbesondere bei zusätzlicher Verwendung einer Haftschicht dazu, daß bei dem Beschichten die Form verlorengehen kann, die die Fasersammelrille vorher erhalten hat und die für den gesamten Spinnprozeß von erheblicher Bedeutung ist. Es ist daher in vielen Fällen notwendig, wenigstens dem Bereich der Fasersammelrille mechanisch nachzuarbeiten, was jedoch bei der Härte der Beschichtung zu erheblichen Schwierigkeiten führt.
Um den geschilderten Schwierigkeiten zu begegnen, sind vielfältige Versuche unternommen worden, insbesondere bezüglich der Art der Beschichtung und auch der Auswahl der die Beschichtung tragenden Grundkörper. Es ist auch bekannt geworden (DE-OS 28 07 277), einen Spinnrotor aus Stahl herzustellen, und im Bereich der Faserleitfläche und der Fasersammelrille zu härten.
Wegen der mechanischen Eigenschaften bietet sich die Verwendung von Stahlrotoren an sich an, deren Oberflächen durch Härten auf eine ausreichende Verschleißfestigkeit gebracht werden können. Diese Stahlrotoren haben jedoch wesentlich höhere Massen, so daß insgesamt eine höhere Antriebsleistung aufgebracht werden muß. Diese höhere Antriebsleistung könnte jedoch bei ausreichender Verschleißfestigkeit in Kauf genommen werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Spinnrotoren aus härtbarem Stahl, insbesondere an den geschilffenen und polierten Oberflächen sehr leicht zu einer Korrosion neigen, was vor allem durch die in Spinnereibetrieben herrschende relativ hohe Luftfeuchtigkeit unterstützt wird. Außerdem hat es sich gezeigt, daß der Stahl, der einen relativ hohen Kohlenstoffanteil enthält und gut härtbar ist, gerade für Fasermaterial aus Baumwolle keine allzu guten Gleiteigenschaften aufweist, auch wenn die Oberfläche geschliffen und poliert ist. Hierzu kommt noch, daß die Gefahr besteht, daß der Rotor durch die für das Härten erforderliche Warmbehandlung unrund wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verschleißfesten Spinnrotor der eingangs genannten Art herzustellen, der sich durch einfache und formgenaue Herstellung auszeichnet. Die Erfindung besteht darin, daß der Grundkörper aus Stahl hergestellt und nach seiner endgültigen Formgebung mit der Beschichtung versehen ist.
Durch die zunächst sehr aufwendig erscheinende erfindungsgemäße Kombination wird erreicht, daß die Beschichtung und der Grundkörper sehr ähnliche Eigenschaften bezüglich Wärmeausdehnung o.dgl.
haben, so daß die Beschichtung selbst keine große mechanische Festigkeit in sich aufweisen muß. Sie kann daher relativ dünnwandig gehalten werden, so daß die vorgegebenen Konturen des Spinnrotors und insbesondere der Bereich der Fasersammelrille durch Aufbringen der Beschichtung nicht wesentlich verändert werden.
Da die Beschichtung sehr dünn gehalten werden kann, kann auch ein hochwertiges, relativ teures Material für die Beschichtung Verwendung finden. Der Grundkörper selbst kann aus besonders geeigneten Stahllegierungen hergestellt werden, die beispielsweise auch bezüglich geringer Korrosionsanfälligkeit ausgewählt werden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn für den Grundkörper eine Stahllegierung verwendet wird, bei welcher in unvergütetem Zustand das Verhältnis von Festigkeit zu Wichte den Wert 8 erreicht. Eine derartige Stahllegierung ist besonders für die hohen Rotationsgeschwindigkeiten geeignet. Dieser Wert liegt in der Größenordnung des Wertes von Aluminium.
Um gute Spinnergebnisse zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn wenigstens die im Bereich der Faserleitfläche und der Fasersammelrille befindliche Beschichtung eine polierte Oberfläche aufweist. Dabei kann in vorteilhafter Weise die Beschichtung elektrolytisch poliert sein. Dieses elektrolytische Polieren führt zu sehr geringen Rauhtiefen und einer glatten Materialstruktur an der Oberfläche, so daß besonders günstige Gleiteigenschaften für das Fasermaterial erhalten werden.
Um möglichst glatte Flächen bereits vor dem Beschichten zu erhalten, so daß ach eine weitgehend glatte Oberfläche an der Beschichtung entsteht, ist es zweckmäßig, wenn die Innenflächen des Grundkörpers wenigstens im Bereich der Faserleitfläche und der Fasersammelrille durch Diamantdrehen vor dem Beschichten bearbeitet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann die Beschichtung aus einem oder mehreren Metalloxiden oder Metallkarbiden bestehen. Diese Metallkarbide oder -oxide führen zu hohen Verschleißfestigkeiten, ohne daß die physikalischen Eigenschaften bezüglich Wärmedehnung o.dgl. wesentlich von dem Grundkörper aus Stahl abweichen. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Beschichtung über eine metallische Haftschicht mit dem Grundkörper zu verbinden. Wegen der geringen Unterschiede in den mechanisch-physikalischen Eigenschaften können sowohl die Haftschicht als auch die Beschichtung recht dünn gehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Beschichtung eine Metallegierung, insbesondere eine Nickellegierung vorgesehen, in die wenigstens etwa 15 Volumenprozent Diamantkörner eingelagert sind, die eine mittlere Korngröße von 1 Icraufweisen.
Eine derartige Beschichtung weist eine sehr harte, weitgehend von den Diamantkörnern gebildete Oberfläche auf, die günstige Gleiteigenschaften für die Fasern besitzt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spinnrotors dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen nur innen beschichteten Spinnrotor und ein den Rotor umgebendes Gehäuse und einen den Rotor und das Gehäuse abdeckenden Deckel und Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen vollständig beschichteten Spinnrotor.
Ein Spinnrotor 5 einer Offenend-Spinnvorrichtung ist im allgemeinen in einem Gehäuse 4 angeordnet, das an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Spinnrotor 5 auf einem Schaft 3 angeordnet, der eine Wand des Gehäuses 4 durchdringt und außerhalb des Gehäuses gelagert ist. Die offene Seite des Gehäuses 4 und des Spinnrotors 5 werden von einem Deckel 8 abgedeckt, der mit einem konischen Ansatz unter Belassuny eines Ringspaltes in den Spinnrotor 5 hineinragt und der mit einem Faserzuführkanal 7 für vereinzelte Fasern 6 und einem Fadenabzugskanal 12 versehen ist.
Durch den Faserzuführkanal 7 werden die vereinzelten Fasern 6 einer Faserleitfläche 9 oder Rutschband des Spinnrotors zugeführt, die an dem offenen Ende des Spinnrotors beginnt und sich konisch zu einer Fasersammelrille 10 erweitert. Auf der Faserleitfläche 9 gelangen die Fasern 6 in die Fasersammelrille 10, in welcher sie einen Faserring bilden, der kontinuierlich als ein durch die Rotordrehung gedrehter Faden 11 über den Fadenabzugskanal 12 abgezogen wird.
Zwischen den zur Faserleitfläche 9 gelangenden Fasern, in die auch Verunreinigungen eingelagert sind, und der Faserleitfläche bestehen erhebliche Geschwindigkeitsunterschiede, so daß Reibungskräfte auftreten, die üblicherweise zu einem Verschleiß führen. Dieser Verschleiß macht sich auch besonders stark in der Fasersammelrille 10 bemerkbar.
Der Spinnrotor 5 besitzt einen Grundkörper 1, der im Bereich der Faserleitfläche 9 und der Fasersammelrille 10 mit einer Beschichtung 2 versehen ist, die eine glatte, verschleißfeste Oberfläche bildet. Der Grundkörper 1 des Spinnrotors ist aus einer geeigneten, möglichst wenig rostanfälligen Stahllegierung hergestellt und wird vor dem Aufbringen der Beschichtung auf seine endgültige Form gebracht. Bevorzugt wird eine im Handel erhältliche Stahllegierung, die in unvergütetem Zustand ein Verhältnis von Festigkeit (Streckgrenze) zu Wichte von 88 zu 7,8 hat, was einem Wert von 11,3 entspricht, der deutlich höher als der vergleichbare Wert bei Aluminium ist. Ein derartiger Werkstoff läßt sich gut verarbeiten. Aufgrund des günstigen Verhältnisses von Festigkeit zu Wichte des Werkstoffes sind die daraus hergestellten Spinnrotoren auch für höchste Drehzahlen geeignet. Die Beschichtung, für die beispielsweise Chrom oder bevorzugt Metalloxide oder Metallkarbide vorgesehen werden, kann sehr dünn aufgetragen werden, da sie keinerlei mechanische Festigkeit aufweisen muß.
Es ist daher möglich, diese Beschichtung aufzubringen, ohne daß die Formgenauigkeit des Spinnrotors, insbesondere im Bereich der Fasersammelrille 10 verändert wird, die von erheblicher Bedeutung für den Spinnrotor ist. Als geeignete Materialien für die Beschichtung 2 haben sich Chromoxid und eine Mischung aus 60% Chromoxid und einer Pulvermischung aus Chromoxid, Aluminiumoxid und Titanoxid erwiesen, die als sogenannte Plasmabeschichtung aufgebracht werden. Bei dieser Plasmabeschichtung kann eine Haftschicht aus 70% Nickel und 30% Aluminium vorgesehen werden, die als Legierung hergestellt und anschließend zu Pulver verarbeitet wird, das ebenfalls durch Plasmabeschichtung aufgebracht wird.
In den meisten Fällen kann jedoch auf eine derartige Haftschicht verzichtet werden, da die mechanisch-physikalischen Eigenschaften zwischen dem Grundkörper und der Beschichtung sehr ähnlich sind, insbesondere die Temperaturausdehnungskoeffizienten.
Als vorteilhafte Materialien für Beschichtungen, die ebenfalls in der Form einer Plasmabeschichtung aufgebra it werden können, haben sich auch Wolframkarbid, Siliciumkarbid und Titankarbid erwiesen.
Um die Norrosionsanfälligkeit des Spinnrotors zu vermindern, kann beispielsweise auch entsprechend Fig. 2 vorgesehen werden, daß nicht nur die verschleißgefährdeten Bereiche,sonderr die gesamte Fläche des Spinnrotors beschichtet wird.
Es ist zweckmäßig, wenn der Spinnrotor nach dem Aufbringen der Beschichtung 2 wenigstens im Bereich der Faserleitfläche 9 und der Fasersammelrille poliert wird Hierfür hat sich ein elektrolytisches Polieren als besonders vorteilhaft erwiesen.
Es kann auch vorgesehen werden, daß die aufgebrachte Beschichtung aus einem Material besteht, das nach dem Aufbringen und gegebenenfalls auc nach dem Polieren durch eine Warmbehandlung noch einmal gehärtet werden kann.
L e e r s e i t e

Claims

Patent- und Schutzansprüche 1. Spinnrotor für eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Grundkörper, der wenigstens im Bereich einer Faserleitfläche und einer daran anschließenden Fasersammelrille mit einer eine glatte, verschleißfeste Oberfläche aufweisenden Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus Stahl hergestellt und nach seiner endgültigen Formgebung mit der Beschichtung (2) versehen ist.
2. Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Grundkörper (1) eine Stahllegierung verwendet wird, bei welcher in unvergütetem Zustand das Verhältnis von Festigkeit zu Wichte wenigstens den Wert 8 erreicht.
3. Spinnrotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei inet, daß wenigstens die im Bereich der Faserleitfläche (9) und der Fasersammelrille (10) befindliche Beschichtung (2) eine polierte Oberfläche aufweist.
4. Spinnrotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) elektrolytisch poliert ist.
5. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Grundkörpers (1) wenigstens im Bereich der Faserleitfläche (9) und der Fasersammelrille (10) durch Diamantdrehen vor dem Beschichten bearbeitet sind.
6. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) aus einem oder mehreren Metalloxiden oder Metallkarbiden besteht.
7. Spinnrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) über eine metallische Haftschicht mit dem Grundkörper (1) verbunden ist.
8. Spinnrotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftschicht für die Beschichtung (2) eine Metallegierung dient, insbesondere Nickelaluminid.
9. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) eine Mischung aus mehreren Metalloxiden oder Metallkarbiden ist.
10. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtung (2) eine Metalllegierung, insbesondere eine Nickellegierung, vorgesehen ist, in die wenigstens etwa 15 Volumenprozent Diamantkörner eingelagert sind, die eine mittlere Korngröße von etwa 1< aufweisen.