CH658676A5 - Spinnrotor fuer eine offenend-spinnmaschine und verfahren zu seiner herstellung. - Google Patents
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Description
55 Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor über eine Offenend-Spinnmaschine und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Bei Offenend-Spinnmaschinen unterliegen die Spinnrotoren dort, wo sie mit den Fasern beziehungsweise mit dem in der Entstehung begriffenen Faden in Berührung kommen, ei-60 nem erheblichen Verschleiss. Dies ist insofern nachteilig, als Form und Oberflächenstruktur des Spinnrotors einen grossen Einfluss auf die Struktur des gesponnenen Fadens und auf die Spinnstabilität haben.
Bei den bekannten Offenend-Spinnmaschinen traten bises her im Spinnbetrieb, bedingt durch den Verschleiss des Rotors, erhebliche Veränderungen der Oberflächenstruktur und Oberflächenbeschaffenheit an der Innenseite des Spinnrotors an den Stellen auf, die von den Fasern beziehungsweise vom
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Faden berührt werden. Das hatte nachteilige Folgen für die dung wird der mit der Oberflächenschicht versehene, gegebe-Beschaffenheit des Fadens und die Stabilität des Spinnvor- nenfalls vergütete Spinnrotor mit einer ein Fremdmetall, z.B. ganges. Zink, Nickel oder Chrom, enthaltenden Oberflächenschutz-Es ergibt sich daraus die Forderung nach einer verschleiss- Schicht versehen. Dies kann mit Hilfe der in Anspruch 15 befesten Oberfläche. Andererseits erscheint es sinnvoll, die Wirt- 5 schriebenen Massnahmen geschehen.
schaftlichkeit einer Offenend-SpinnVorrichtung dadurch her- Anspruch 16 gibt ein alternatives Verfahren zum Herstel-
aufzusetzen, dass die Rotordrehzahl erhöht wird. Beide For- len der Oberflächenschutzschicht an, wobei dem Diffundieren derungen stehen insofern miteinander im Widerspruch, als ein zur Zeit derVorzug gegeben wird, und zwar hinsichtlich Qua-
verschleissfester Werkstoff im allgemeinen spröde und wenig lität und Kosten.
zugfest ist, eine hohe Rotordrehzahl aber einen zugfesten, zä- i0 weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla-hen Werkstoff bei hoher Streckgrenze erfordert. gen, dass der Spinnrotor nach dem Herstellen der metallhalti-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch mit zu- Sen Oberflächenschutzschicht noch einmal erwärmt oder genehmender Betriebsdauer einen Faden gleichmässiger Be- glüht wird, wobei das Fremdmetall zum Teil in den Stahl des schaffenheit herzustellen und die Stabilität des Spinnvorgangs Spinnrotors diffundiert. Dabei wird auch eine gute Veranlce-zu erhalten, zugleich aber auch bei geringem Material- und 15 rung der Oberflächenschutzschicht mit dem Rotorwerlcstoff Energieaufwand eine hohe Rotordrehzahl und dadurch eine erreicht.
erhöhte Produktivität der Spinnmaschine zu ermöglichen. Das Herstellen der Oberflächenschutzschicht durch Dif-
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch ge- fundieren ist besonders günstig und die Oberflächenschutz-
löst, dass der Spinnrotor aus Stahl besteht, dass zumindest Schicht hat besonders gute Eigenschaften, wenn als Fremdme-
der innere, mit den Spinnfasern in Berührung kommende Teil 20ta^ Chrom verwendet und die Verbindung zwischen Stahl des Spinnrotors eine Oberflächenschicht aus mindestens einer und Fremdmetall durch închromieren hergestellt wird,
der Verbindungen Eisencarbid, Eisenborid, Eisensilicid oder Sofern die Vergütung nicht bereits vor dem Aufbringen
Eisennitrid aufweist und dass der Spinnrotor vergütet ist und der Oberflächenschutzschicht vorgenommen worden ist,
dadurch eine erhöhte Zähigkeit des Werkstoffes besitzt. Ein kann sie auch nach dem Aufbringen dieser Oberflächen-
so beschaffener Rotor vereinigt eine verschleissfeste, harte, 25 Schutzschicht vorgenommen werden.
aber verhältnismässig spröde Oberflächenbeschaffenheit mit Auch die Oberflächenschutzschicht selbst kann noch wei-
hinsichtlich der Beanspruchung bei hohen Drehzahlen günsti- ter verbessert werden. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die gen Werkstoffeigenschaften. Oberflächenschutzschicht mit einer Aussenhaut versehen
Um hierbei die Oberfläche des Spinnrotors so zu präparie- wird, die aus einer chemischen Verbindung eines Metalls mit ren und so korrosionsfest zu machen, dass auch mit zuneh- 30 einem anorganischen Stoff besteht. Eine derartige Verbin-
mender Betriebsdauer ein Faden gleichmässiger Beschaffen- dung ist zum Beispiel ein Oxid.
heit hergestellt wird und die Stabilität des Spinn Vorgangs er- Hierzu werden in den Ansprüchen 21 bis 24 sehr brauchhalten bleibt; und um zu erreichen, dass im Spinnbetrieb bei bare Verfahrensvarianten angegeben, deren Auswahl sich geringem Material- und Energieaufwand eine hohe Rotor- nach den Spinnbedingungen richtet. Zum Schluss kann der drehzahl und dadurch eine erhöhte Produktivität der Spinn- 35 Spinnrotor noch auf etwa 200 Grad Celsius erwärmt und wie-maschine möglich ist, wird in weiterer Ausgestaltung der Er- der abgekühlt werden, um beispielsweise eine im Laufe der findung vorgeschlagen, dass der Spinnrotor eine, mindestens vorhergehenden Arbeitsgänge gegebenenfalls entstandene die Oberflächenschicht bedeckende, ein Fremdmetall enthal- Materialversprödung durch Wasserstoff wieder zu beseitigen, tende Oberflächenschutzschicht besitzt. Das kann zum Bei- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der spiel eine Zinkschicht oder eine Nickelschicht sein, die sich 40 Zeichnung näher beschrieben.
besonders einfach herstellen lassen. Der in der Zeichnung dargestellte Spinnrotor 1 ist aus ver-Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe- gütbarem Stahl vorgefertigt worden. Bei der Endmontage ersondere darin, dass über eine längere Zeit hinaus ein gutes, hält er dann später eine Welle 2 aus Stahl eingesetzt. Nach-gleichmässiges Spinnergebnis erhalten wird, wobei die Rotor- dem der Spinnrotor auf einer Drehmaschine vorgefertigt war, drehzahl und damit auch die Produktion erhöht ist. Durch ei- 45 wurde die Bohrung, in die später die Welle 2 eingesetzt wird, nen wirksamen Korrosionsschutz bleiben die guten Eigen- mit einem hitzebeständigen Material provisorisch verschlos-schaften des Spinnrotors hinsichtlich der Verschleissfestigkeit sen. Dann wurde der ganze Innenraum 3 mit einem borhalti-erhalten. gen Pulver ausgefüllt. Mit der Öffnung nach oben wurde der
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Spinnrotor 1 nun unter Schutzgas in einer Retorte auf eine
Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben. Der erfindungsgemässe so Temperatur von 920 Grad Celsius gebracht. Nach dem Ab-
Spinnrotor wird mit Hilfe des in Anspruch 8 definierten Ver- kühlen wurde das überschüssige, unverbrauchte borhaltige fahrens hergestellt. Pulver aus dem Innenraum 3 entfernt. Anschliessend wurde
Bei der Herstellung der Oberflächenschicht geht man der Spinnrotor 1 wieder unter Schutzgas in einer Retorte bis zweckmässigerweise so vor, dass man den Spinnrotor mit ei- auf 830 Grad Celsius erhitzt und sofort anschliessend in Öl nem kohlenstoff-, bor-, silicium-, stickstoff oder ammoniak- ss abgeschreckt. Daraufhin wurde der Spinnrotor in einem neu-
haltigen Mittel in Berührung bringt, wobei in der Regel Tem- tralen Salzbad auf eine Temperatur von 400 Grad Celsius an-
peraturen angewendet werden, bei denen eine Carbid-, Bo- gelassen und wieder in Öl abgeschreckt. Anschliessend wurde rid-, Silicid- oder Nitridbildung stattfindet. Als borhaltige der Spinnrotor verzinkt.
Mittel werden bevorzugt Bor enthaltende Pasten oder Pulver Der auf diese Weise hergestellte Spinnrotor 1 erhielt dann verwendet. 60 eine Welle 2, die auf eine Drehzahl von 200 000 Umdrehun-
Um eine Steigerung der Zähigkeit des Werkstoffes bei ho- gen pro Minute gebracht wurde. Während des Probelaufs und her Streckgrenze zu erreichen, wird der mit der Oberflächen- nach dem Probelauf zeigten sich keinerlei Veränderungen des schicht versehene Spinnrotor, gegebenenfalls nach Aufbrin- Spinnrotors. Anschliessend brachte der Spinnrotor im Spinngen einer ein Fremdmetall enthaltenden Oberflächenschutz- versuch die erwarteten guten Spinnergebnisse.
schicht mit Hilfe einer Wärmebehandlung vergütet. Bevor- es Alternativ kann das borhaltige Mittel auch aus einer bor-
zugte Ausführungsformen dieser Wärmebehandlung sind in haltigen Paste, einer borhaltigen Flüssigkeit oder einem bor-
den Ansprüchen 11 bis 13 beschrieben. haltigen Gas bestehen. Eine Paste oder eine Flüssigkeit wird
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- durch Streichen, durch Tauchen oder durch Spritzen aufge-
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tragen. Danach muss der Spinnrotor zunächst einmal vor der weiteren Behandlung getrocknet werden.
Der fertige Spinnrotor 1 besitzt eine äusserst verschleissfe-ste Oberflächenschicht 4 aus Eisenborid, die mit einer Oberflächenschutzschicht aus Zink versehen ist. Diese Oberflächenschutzschicht schützt die Spinnrotoren nicht allein vor Korrosion, sie ist auch die Ursache einer weiteren Verbesserung des Spinnergebnisses.
C
1 Blatt Zeichnungen
Claims (25)
- 658 676PATENTANSPRÜCHE1 ! Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnrotor (1) aus Stahl besteht,dass zumindest der innere, mit den Spinnfasern in Berührung kommende Teil des Spinnrotors (1) eine Oberflächenschicht (4) aus mindestens einer der Verbindungen Eisencarbid, Ei-senborid, Eisensilicid oder Eisennitrid aufweist, und dass der Spinnrotor (1) vergütet ist und dadurch eine erhöhte Zähigkeit besitzt.
- 2. Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnrotor (1) eine, mindestens die Oberflächenschicht (4) bedeckende, ein Fremdmetall enthaltende Oberflächenschutzschicht besitzt.
- 3. Spinnrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschutzschicht aus Zink oder Nickel besteht.
- 4. Spinnrotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschutzschicht aus zwei oder mehr Lagen des gleichen Metalls oder unterschiedlicher Metalle besteht.
- 5. Spinnrotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schicht der Oberflächenschutzschicht aus einem korrosionsbeständigen und/oder verschleissfesten Metall besteht.
- 6. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschutzschicht eine Aus-senhaut aus einer chemischen Verbindung eines Metalls mit einem anorganischen Stoff aufweist.
- 7. Spinnrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Aussenhaut der Oberflächenschutzschicht bildende chemische Verbindung ein Metalloxid, -phosphat oder -chromât ist.
- 8. Verfahren zum Herstellen eines Spinnrotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Spinnrotor aus vergütbarem Stahl fertigt, danach zumindest auf den inneren, mit den Spinnfasern in Berührung kommenden Teil des Spinnrotors eine Oberflächenschicht aus mindestens einer der Verbindungen Eisencarbid, Eisenborid, Eisensilicid oder Eisennitrid aufbringt und den Spinnrotor zur Erhöhung der -Zähigkeit des Werkstoffs mit Hilfe einer Wärmebehandlung vergütet.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Oberflächenschicht den Spinnrotor mit einem kohlenstoff-, bor-, silicium-, stickstoff- oder ammoniakhaltigen Mittel in Berührung bringt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als borhaltiges Mittel eine Bor enthaltende Paste oder ein Bor enthaltendes Pulver verwendet.
- 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den mit der Oberflächenschicht versehenen Spinnrotor durch Erhitzen und anschliessendes Abkühlen vergütet.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Vergütung in der Weise durchführt, dass man auf eine Temperatur unterhalb der Herstellungstemperatur der Oberflächenschicht erhitzt, danach abschreckt und anschliessend anlässt.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man auf eine Temperatur von 820 bis 840 °C erhitzt, danach abschreckt und anschliessend bei einer Temperatur von 380 bis 420 °C anlässt.
- 14. Verfahren nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass man auf den mit der Oberflächenschicht versehenen Spinnrotor eine ein Fremdmetall enthaltende Oberflä-chenschutzschicht aufbringt.
- 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oberflächenschutzschicht durch Metallspritzen, Galvanisieren oder Tauchen in ein Bad, in dem sich das Fremdmetall in flüssiger Form befindet, erzeugt.
- 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oberflächenschutzschicht erzeugt, indem man auf den mit der Oberflächenschicht versehenen Spinnrotor metallhaltige Gase oder Dämpfe einwirken und in diesen5 eindiffundieren lässt.
- 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man den Spinnrotor nach dem Aufbringen der das Fremdmetall enthaltenden Schutzschicht erwärmt oder glüht, wobei das Fremdmetall zum Teil in den10 Stahl des Spinnrotors eindiffundiert.
- 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass man als Fremdmetall Chrom verwendet und die Verbindung zwischen Stahl und Fremdmetall durch Inchromieren bewirkt.15 19. Verfahren nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Vergütung nach der Erzeugung der Oberflächenschutzschicht vornimmt.
- 20. Verfahren nach Patentanspruch 14 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass man den mit einer Oberflächenschutz-20 schicht versehenen Spinnrotor mit einer Aussenhaut aus einer chemischen Verbindung eines Metalls mit einem anorganischen Stoff versieht.
- 21. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aussenhaut durch Oxidieren, Phos-25 phatieren oder Chromatisieren erzeugt.
- 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aussenhaut mit Hilfe eines chemischen, elektrochemischen oder anodischen Oxidationsprozes-ses erzeugt.30 23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aussenhaut durch Phosphatieren in einem Tauchverfahren erzeugt.
- 24. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aussenhaut durch Chromatisie-35 ren erzeugt, wobei man die Chromatisierung durch Eintauchen in eine Dichromatlösung und anschliessendes Spülen in Wasser oder mit Hilfe eines elektrochemischen Chromatisie-rungsprozesses bewirkt.
- 25. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge-4o kennzeichnet, dass man die Aussenhaut erzeugt, indem man in einem Arbeitsgang oxidiert und chromatisiert.
- 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass man den Spinnrotor in eine heisse Lösung von Soda und Natriumchromat eintaucht.45 27. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass man die durch Oxidation erzeugte Aussenhaut durch Kochen in Wasserglas und anschliessendes Erhitzen verstärkt.
- 28. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,so dass man den Spinnrotor in einem abschliessenden Arbeitsgang auf etwa 200 °C erwärmt und wieder abkühlt.
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