CH712733A1

CH712733A1 - Ringläufer.

Info

Publication number: CH712733A1
Application number: CH00948/16A
Authority: CH
Inventors: Dippel Markus; Pedimonte Birgit
Original assignee: Bräcker Ag
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-31
Also published as: US20190233981A1; CN110023546A; EP3488035A1; WO2018015826A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ringläufer (10) für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen mit einem metallischen Kern, wobei der metallische Kern zumindest teilweise mit einem Gleitlack, bestehend zumindest aus einem Basispolymer und einem Festschmierstoff, beschichtet ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Ringläufer für eine Ringspinnmaschine oder eine Ringzwirnmaschine sowie eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine.

[0002] Ringläufer werden in sogenannten Ringspinnmaschinen oder Ringzwirnmaschinen eingesetzt. Dabei wirken die Ringläufer mit den Spinn- respektive Zwirnringen zusammen auf welche sie aufgesetzt sind. Die Ringläufer rotieren, mitgeschleppt vom durch den Ringläufer gehaltenen Faden, mit hohen Geschwindigkeiten auf einer Oberseite der Spinnringe, der sogenannten Ringkrone, was zu hohen Belastungen an den Kontaktflächen der Ringläufer mit den Spinnringen führt. In der Herstellung von Spinnringen und Ringläufern wird aus diesem Grund der Beschaffenheit der Oberfläche besondere Bedeutung zugemessen. Ein Spinnring für eine Ringspinn- bzw. eine Ringzwirnmaschine muss neben einer präzise gearbeiteten Form eine den Anforderungen angepasste, optimierte Oberfläche aufweisen, um dem Ringläufer, der mit hoher Geschwindigkeit auf dem Spinnring umläuft, ein ruhiges und möglichst verschleissarmes Laufen zu ermöglichen. Ebenfalls ist die Formbeständigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit des Ringläufers einerseits für die Laufruhe und andererseits für einen störungsfreien Durchlauf des Garns von Bedeutung. Durch das schnelle Umlaufen des Ringläufers auf dem Spinnring können lokal Temperaturen von über 400 °C auftreten, welche eine zusätzliche Anforderung an die Beschaffenheit der Oberflächen von Ringläufer und Spinnring darstellen. Aufgrund der Belastungen und der hohen Anforderungen an die Verschleissfestigkeit sind Spinnringe aus Metall gefertigt und in den meisten Fällen mit einer Wärmebehandlung oder einer metallischen Beschichtung versehen.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Beschichtung oder Behandlung der Oberflächen von Ringläufern respektive Spinnringen bekannt. Beispielsweise beschreibt die WO 99/51 802 das Aufbringen einer Hartchrombeschichtung. Hartverchromungen werden in einem elektrolytischen Verchromungsprozess auf Bauteile aufgebracht, meist zum Zweck des Verschleissschutzes. Auch die US 2 970 425 offenbart eine Beschichtung der Oberfläche eines Spinnringes mit einer elektrolytisch aufgebrachten Chromschicht. Nachteilig bei dieser Ausführung einer Hartchrombeschichtung der Spinnringe ist, dass zwar eine harte und verschleissarme Oberfläche geschaffen wird, jedoch die Laufeigenschaften des Ringläufers abhängig sind von einem auf der Spinnring und Ringläufer-Oberfläche befindlichen Faserschmierfilm, welcher von dem durch den Ringläufer gleitenden Garn hervorgerufen wird. Dieser Faserschmierfilm stellt sich jedoch erst nach einer bestimmten Betriebsdauer ein.

[0004] Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, die Laufeigenschaften, insbesondere die Gleiteigenschaften der Ringläufer in Zusammenarbeit mit den Spinnringen in der Anfangsphase des Betriebes zu verbessern.

[0005] Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Es wird ein Ringläufer für Ringspinnoder Ringzwirnmaschinen, mit einem metallischen Kern vorgeschlagen, dersich durch eine Beschichtung des metallischen Kerns mit einem Gleitlack auszeichnet. Der Gleitlack besteht zumindest aus einem Bindemittel und einem Festschmierstoff.

[0006] Gleitlacke sind aus dem Stand der Technik bekannt und bilden eine Untergruppe der vielfältigen Möglichkeiten von trockener Schmierung. Aufbau und Verarbeitbarkeit eines Gleitlackes sind ähnlich zu Industrielacken mit Unterschieden in den Bestandteilen Festschmierstoff, Bindemittel (organisches oder anorganisches Harz) und Lösemittel (organisch oder wassermischbar). Weitere Bestandteile können z.B. Füllstoffe (Farbstoffe) oder Additive (Korrosionsinhibitoren) sein. Beispielsweise offenbart die WO 2015/090 597 einen lösemittelfreien Gleitlack auf Basis von Polyamid und dessen Verwendung für die Beschichtung von metallischen Oberflächen.

[0007] Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass eine Beschichtung eines Ringläufers mit einem Gleitlack zu einer Verbesserung der Gleiteigenschaften des Ringläufers auf dem Spinnring in der Anlauf- und Hochlaufphase der Spinnmaschine sowie zu einer deutlichen Steigerung der Lebensdauer des Ringläufers auf der Spinnmaschine führt. Dabei können unbehandelte, thermisch nachbehandelte, mittels thermischen Diffusionsverfahren nachbehandelte oder auch mit metallischen oder nichtmetallischen Schutzschichten wie Nickel oder Keramik versehene Ringläufer in ihren Gleiteigenschäften durch den Auftrag eines Gleitlacks wesentlich verbessert werden. Überraschenderweise erfolgt nur ein geringfügiger Abrieb des Gleitlacks während der Anspinn- und Hochlaufphase trotz der hohen mechanischen Belastungen. Durch den Gleitlack wird die Gleiteigenschaft des Ringläufers auf dem Spinnring während der Anspinn- und Hochlaufphase verbessert. Danach wird die Reibung zwischen dem Ringläufer und dem Spinnring durch den sich aufbauenden Faserschmierfilm reduziert. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Betriebsverhältnisse auch bei den hohen in Ringspinnmaschinen herrschenden Drehzahlen der Ringläufer auf dem feststehenden Spinnring der aufgetragene Gleitlack während der Anspinn- und Hochlaufphase keinen Schaden nimmt. In heutigen Ringspinnmaschinen bewegt sich der Ringläufer mit über 45 m/s über die Oberfläche des Spinnringes.

[0008] Der Gleitlack wird in einem Sprüh- oder Tauchverfahren, bevorzugterweise in einem Trommelsprühverfahren oder durch Tauchzentrifugieren auf den Ringläufer aufgebracht. Nach der Aushärtung des Gleitlackes bildet sich eine dünne, auf dem metallischen Untergrund festhaftende, trockene Schmierstoffschicht. Der Gleitlack bildet nach der Applikation und Aushärtung eine dünne, reibungs- und verschleissmindernde Schmierstoffschicht. Diese ist trocken, auf der metallischen Oberfläche festhaftend und kann nicht abtropfen. Eine eventuelle Verschmutzung der Umgebung, wie dies bei Öl-oder Fettschmierung der Fall ist, kann dadurch ausgeschlossen werden. Es ist dies vor allem bei Ringläufern in Ringspinnmaschinen ein Vorteil, da sich eine Verschmutzung des Garns im Spinnprozess negativ auf dessen Qualität und weitere Verarbeitung auswirkt.

CH 712 733 A1 [0009] Die Gleitlackbeschichtung zeichnet sich durch eine sehr dünne, festhaftende Schicht auf der Gleitfläche aus. Dabei sind Schichtdicken von 0.1 um bis 50 um zu bevorzugen. Höhere Schichtdicken führen nicht zu verbesserter Reibungsminimierung, sondern lediglich zu einer grösseren Menge an während des Spinnprozesses abgeschertem Lackmaterial, was sich negativ im Hinblick auf eine Verschmutzung des Garnes auswirken kann. Bei geringeren Schichtdicken als 0.1 um kann die Gleitlackbeschichtung keine Wirkung entfalten und es ergeben sich keine verbesserten Gleiteigenschaften gegenüber unbeschichteten Ringläufern. Es hat sich gezeigt, dass eine Beschichtung mit einer Schichtdicke von 0.5 pm bis 10 pm eine Optimierung von Reibwerten und Gleiteigenschaften ergibt, insbesondere gegenüber üblichen Verschleissschutzschichten wie beispielsweise einer thermischen Diffusionsbehandlung oder einer metallischen oder nichtmetallischen Beschichtung. Durch die optimierte Schichtdicke des Gleitlacks werden die während der Anlauf- und Hochlaufphase innerhalb der Schicht entstehenden Schubspannungen vom Gleitlack und dem Übergang zum Grundmaterial sicher übertragen und der Gleitlack bleibt an der metallischen Oberfläche trotz hoher Beanspruchung haften.

[0010] In einer bevorzugten Ausführung ist zwischen dem metallischen Kern und dem Gleitlack eine zusätzliche Beschichtung oder Oberflächenbehandlung vorgesehen. Diese dient unter anderem einer Verbesserung der Wärmefestigkeit, Formbeständigkeit und der Korrosionsbeständigkeit. Zum Einsatz kommen hier beispielsweise Wärmebehandlungen, wie Härtung oder Vergütung, metallische Beschichtungen wie Vernickelung oder nichtmetallische Beschichtungen wie Keramik.

[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Basispolymer aus der Gruppe der Polyamide, Polyimide, Polyamid/ imide. Diese Gruppe der Polymere ergibt eine gute Haftung des Gleitlacks auf der metallischen Oberfläche und liefert die benötigte thermische Stabilität, wie sich gezeigt hat. Ebenfalls ist der Festschmierstoff aus der Gruppe der organischen oder anorganischen Festschmierstoffe, polymeren Festschmierstoffe, polyfluorierten Verbindungen, Graphit, Metallsulfide, Calciumphosphate, Silikate und Schichtsilikate zu bevorzugen.

[0012] Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Gleitlack metallhaltige Nanopartikel (beispielsweise Molybdän, Tantal, Wolfram) enthalten sind. Dies führt zu einer Verbesserung der Verschleisseigenschaften des Gleitlacks und ermöglicht eine Wirksamkeit der Gleitlackbeschichtung bei wiederholten Anfahrprozessen der Ringläufer.

[0013] Es hat sich herausgestellt, dass eine Ringspinnmaschine, welche mit erfindungsgemässen Ringläufern ausgerüstet ist, ein wesentlich verbessertes Anspinn- und Hochlaufverhalten aufweist. Dadurch gelingt sowohl eine deutliche Erhöhung der Standzeit der Ringläufer als auch eine Erhöhung der im Spinnprozess möglichen Geschwindigkeit der Ringläufer, bei unverändert guter Garnqualität und Fadenbruchzahl. Auch ist eine Verbesserung der Garnqualität und eine Verminderung der Garnbruchhäufigkeit vor allem in der Anspinn- und Hochlaufphase erreichbar.

[0014] Im Folgenden wird die Erfindung durch Zeichnungen näher erklärt:

Fig. 1 Schematische Darstellung einer Ringspinnmaschine Fig. 2 Schematische Darstellung eines Spinnringes mit Ringläufer Fig. 3 Vergrösserte Darstellung nach Fig. 2 [0015] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Spinnstelle einer Ringspinnmaschine, wobei heutige Ringspinnmaschinen bis zu 2000 derartige Spinnstellen aufweisen. In der Ringspinnmaschine wird ein Faserverband, eine sogenannten Lunte 1, einem Streckwerk 2 zugeführt. Die Lunte 1 wird durch das Streckwerk 2 zu einem Faden 3 verstreckt. Das dargestellte Streckwerk 2 ist ein sogenanntes Riemchen-Streckwerk, welches üblicherweise für Baumwolle zum Einsatz kommt. Aus dem Stand der Technik sind je nach Anwendung vielerlei Bauarten von Streckwerken 2 bekannt. Der Faden 3 wird nach dem Streckwerk 2 über einen Fadenführer 4 zu einem Ringläufer 10 geführt. Nach dem Passieren des Ringläufers 10 wird der Faden 3 auf die Garnspule 5 aufgespult. Die Garnspule 4 wird durch einen Antrieb 7 in Drehung 6 versetzt. Durch diese Drehung 6 wird durch den Faden 3 der Ringläufer 10 mitgenommen, was dazu führt, dass dem Faden 3 eine Drehung erteilt und somit das Garn gebildet wird. Dadurch, dass der Ringläufer 10 auf dem Spinnring 8 gehalten wird, wird der Ringläufer 10 gezwungen um die Garnspule 5 umzulaufen. Der Spinnring 8 ist ortsfest auf einem Ringrahmen 9 gehalten.

[0016] Bei einem Wechsel der vollen Garnspule 5 bleibt der Faden 3 durch den Ringläufer 10 eingeschlauft. Ist eine neue Garnspule 5 eingesetzt, beginnt der Prozess von Neuem. Dabei ist zu Beginn in einer sogenannten Anspinnphase der Ringläufer 10 durch den Faden 3 zu beschleunigen. In dieser Anspinnphase treten häufig Fadenbrüche auf durch zu hohe Kräfte welche aufgrund der notwendigen Beschleunigung auf den Faden 3 einwirken.

[0017] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Spinnring 8 mit einem aufgesetzten Ringläufer 10. Die durch den Faden 3 auf den Ringläufer 10 übertragene Drehung bewirkt, dass der Ringläufer 10 um den Spinnring 8 in Drehrichtung 11 umläuft. Durch diesen Umlauf wiederum entsteht eine sich auf den Ringläufer 10 auswirkende Fliehkraft 12. Diese drückt den Ringläufer 10 an die Innenseite des Spinnringes 8. In Fig. 3 ist diese Situation vergrössert dargestellt. Der Ringläufer 10 gleitet dem Spinnring 8 entlang, wobei sich eine Gleitfläche 13 ergibt. Zumindest im Bereich dieser Gleitfläche 13 ist dafür zu sorgen, dass der Ringläufer 10 gute Gleiteigenschaften gegenüber dem Spinnring 8 aufweist. Durch die Beschichtung des Ringläufers 10 mit einem Gleitlack, zumindest im beanspruchten Bereich 13, können die auftretenden

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Reibungskräfte im Speziellen während der Anspinnphase bei einer Beschleunigung des Ringläufers 10 aus dem Stillstand reduziert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Ringläufer (10) für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen, mit einem metallischen Kern, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Kern zumindest teilweise mit einem Gleitlack, bestehend zumindest aus einem Basispolymer und einem Festschmierstoff, beschichtet ist.
2. Ringläufer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlack eine Schichtdicke von 0.1 um bis 50 um aufweist.
3. Ringläufer (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlack eine Schichtdicke von 0.5 um bis 10 um aufweist.
4. Ringläufer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem metallischen Kern und dem Gleitlack zusätzliche Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen vorgesehen sind.
5. Ringläufer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispolymer aus der Gruppe der Polyamide, Polyimide, Polyamid/imide ist.
6. Ringläufer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festschmierstoff aus der Gruppe der organischen oder anorganischen Festschmierstoffe, polymeren Festschmierstoffe, polyfluorierten Verbindungen, Graphit, Metallsulfide, Calciumphosphate, Silikate und Schichtsilikate ist.
7. Ringläufer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gleitlack metallhaltige Nanopartikel enthalten sind.
8. Verfahren zur Beschichtung von Ringläufern (10) für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, das ein Gleitlack, bestehend zumindest aus einem Basispolymer und einem Festschmierstoff, durch ein Sprühverfahren aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühverfahren ein Trommelsprühverfahren ist.
10. Ringspinnmaschine mit zumindest einem Ringläufer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

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RECHERCHENBERICHT ZUR

SCHWEIZERISCHEN PATENTANMELDUNG

Anmeldenummer: CH00948/16

Klassifikation der Anmeldung (IPC): Recherchierte Sachgebiete (IPC):

D01H7/60, D01H7/62_D01H

EINSCHLÄGIGE DOKUMENTE:

(Referenz des Dokuments, Kategorie, betroffene Ansprüche, Angabe der massgeblichen Teile(*))

1 DE8751853U U (OTRA RINGLAEUFER GMBH [DE]) 20.02.1969

Kategorie: X Ansprüche: 1, 5, 6,10

Kategorie: Y Ansprüche: 2 - 4, 7 - 9 * [0005] - [0007], [0019], [0020], [0029], [0032], [0033]; Ansprüche 1,8, 16, 17;

Abbildungen 1,2, 5 *

2 01280.88.57.4.1 (COATS & CLARK) 06.09.1979

Kategorie: X Ansprüche: 1, 5, 6,10 * Seite 4, Zeile 1 - Seite 5, Zeile 12; Seite 7, Zeilen 30 - Seite 8, Zeile 3; Seite 8, Zeilen 20 24; Seite 9, Zeilen 15 -17 *

3 JPH05171530 A (KANAI HIROYUKI) 09.07.1993

Kategorie: Y Ansprüche: 2, 3, 8

Kategorie: A Ansprüche: 1, 5, 6 * [0001], [0004], [0005], [0008] *

4 3P2003183885Ä (TOYOTA IND CORP) 03.07.2003

Kategorie: Y Ansprüche: 4, 7, 9

Kategorie: A Ansprüche: 1 - 3, 5, 6, 8 * [0018], [0019], [0025] *

5 W.O2Ö15890597.41 (KLÜBER LUBRICATION MÜNCHEN SE & CO KG [DE]) 25.06.2015

Kategorie: A Ansprüche: 1, 2, 4 - 8 * Seite 1, Zeilen 15 -18; Seite 3, Zeile 18 - Seite 4, Zeile 32; Seite 5, Zeilen 13-32; Seite 7, Zeile 25 - Seite 8, Zeile 8 *

6 JP10012051.73 .4 (MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD) 31.07.2001

Kategorie: A Ansprüche: 1 - 3, 5, 6, 8, 9 * [0001], [0022], [0023] *

KATEGORIE DER GENANNTEN DOKUMENTE:

X: stellen für sich alleine genommen die Neuheit und/oder die D:

erfinderische Tätigkeit in Frage T:

Y: stellen in Kombination mit einem Dokument der selben E:

Kategorie die erfinderische Tätigkeit in Frage

A: definieren den allgemeinen Stand der Technik ohne besondere Relevanz bezüglich Neuheit und erfinderischer L: Tätigkeit &:

O: nichtschriftliche Offenbarung

P: wurden zwischen dem Anmeldedatum der recherchierten

Patentanmeldung und dem beanspruchten Prioritätsdatum veröffentlicht wurden vom Anmelder in der Anmeldung angeführt der Erfindung zugrunde liegende Theorien oder Grundsätze Patentdokumente, deren Anmelde- oder Prioritätsdatum vor dem Anmeldedatum der recherchierten Anmeldung liegt, die aber erst nach diesem Datum veröffentlicht wurden aus anderen Gründen angeführte Dokumente

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