DE1560602B1

DE1560602B1 - Nutentrommel fuer die Fuehrung des Fadens an Spulmaschinen

Info

Publication number: DE1560602B1
Application number: DE19661560602D
Authority: DE
Inventors: Koichiro Kubo; Junji Takematu; Jiro Yamakawa
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1965-04-28
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1970-05-06
Also published as: GB1097028A; US3356308A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nutentrommel aus einer Aluminiumlegierung für die Führung des Fadens an Spulmaschinen.
Beim Wickeln einer Spule liegt diese mit ihrer Außenfläche unter ihrem Eigengewicht an der zylindrischen Außenfläche der Nutentrommel an und wird durch diese durch Reibung mitgenommen, wobei der Faden durch die Nut läuft und hin- und hergehend auf die Spule aufgewickelt wird. Wegen der dadurch bedingten Beanspruchung der Nutentrommel muß sowohl deren zylindrische Außenfläche als auch die Innenfläche der Nut so widerstandsfähig wie möglich gegen Abnutzung sein. Aluminiumlegierungen sind jedoch für diese Beanspruchung nicht hart genug. Es muß daher die aus einer Aluminiumlegierung hergestellte Trommel bekanntlich eine Oberflächenhärtung erfahren.
Es ist bekannt, zur Oberflächenhärtung von Aluminiumlegierungen eine Chromplattierung vorzunehmen. Jedoch neigen Aluminiumlegierungen zu einem Oxydbelag auf ihrer Oberfläche, der das unmittelbare Verchromen erschwert. Daher wird die zu verchromende Oberfläche zunächst in ein Zinkbad getaucht, um darauf einen Zinkbelag zu erhalten, der dann verchromt wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es praktisch unmöglich ist, eine gleichmäßige Chromschicht über der gesamten Trommeloberfläche einschließlich der Innenflächen der Nut zu erhalten. Die Chromschicht häuft sich auf der Umfangsfläche der Trommel auf und nimmt dann zum Boden der Nut ab. Dies beruht darauf, daß Chrom einen geringeren elektrischen Widerstand als Zink besitzt, so daß das anfänglich auf die Trommelumfangsfläche niedergeschlagene Chrom mehr Chromionen als die Bodenfläche der Nut sammelt, die weiter von der gegenüberliegenden Elektrode entfernt ist. Die Plattierung führt daher zu einem dicken Niederschlag auf der Umfangsfläche der Trommel und insbesondere zum Boden der Nut hin zu einem dünnen oder gar keinem Niederschlag auf der Nutenfläche.
An Stelle von Verchromen oder Chromplattieren kann die Trommeloberfläche durch Bildung eines harten anodischen Überzugs gehärtet werden. Durch dieses Verfahren kann auf der Innenfläche der Nut bis zum Boden wie auch auf der Trommelumfangsfläche ein gleichmäßiger Überzug erhalten werden.
Der durch Eloxieren hergestellte Oberflächenbelag besitzt einen höheren elektrischen Widerstand als die Grundlegierung, so daß die Belagbildung auf einem Abschnitt der Trommeloberfläche, d. h. der Trommelumfangsfläche nicht die Eloxierung eines hiervon unterschiedlichen Trommelabschnitts, d. h der Bodenfläche der Nut behindert.
Dieses Verfahren führt jedoch zu einem neuen Problem. Zur Bildung eines wirksamen anodischen Überzugs auf der Trommelfläche muß die Zusammensetzung der die Basis bildenden Aluminiumlegierung in einem bestimmten begrenzten Bereich liegen, was wiederum das Gießen der Trommel nachteilig beeinflußt. Für das genaue Gießen der Trommelnut ist es notwendig, daß die geschmolzene Legierung eine gute Fluidität besitzt. Hierfür muß die Basis-Aluminiumlegierung mehr als 7 Gewichtsprozent Silizium und mehr als 5 Gewichtsprozent Kupfer enthalten. Andererseits muß die Legierung für einen ausreichend harten anodischen Überzug so wenig wie möglich Silizium und Kupfer enthalten. Mit den vorstehend genannten Prozentsätzen an Silizium und Kupfer ist es praktisch unmöglich, auf der Oberfläche von Aluminiumlegierungen einen harten anodischen Überzug herzustellen. Das genaue Gießen der Trommel mit der Garnführungsnut und die Bildung eines wirksamen anodischen Überzugs stehen daher im Gegensatz zu dem Silizium- und Kupfergehalt von Aluminiumlegierung. So haben sich die bisher üblichen Aluminiumlegierungen folgender Zusammensetzung: 3 bis 8 Gewichtsprozent Si, 4 bis 1 Gewichtsprozent Cu, 0 bis 1,0 Gewichtsprozent Mg, 0,2 bis 0,7 Gewichtsprozent Mn, 0 bis 1,5 Gewichtsprozent Zn, 0 bis 2,5 Gewichtsprozent Fe, Rest Aluminium für anodische Oxydation als ungeeignet erwiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nutentrommel der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die einen ausreichend harten anodischen Überzug besitzt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Trommelkörper aus einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt von 3,5 bis 4,5 Gewichtsprozent Cu, 4,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Si, 0,2 Gewichtsprozent Mg, 1,0 Gewichtsprozent Zn, 0,8 Gewichtsprozent Fe, 0,5 Gewichtsprozent Mn besteht und die Umfangsfläche des Trommelkörpers und die Innenfläche der Nut mit einem harten anodischen Überzug versehen sind.
Obwohl der harte anodische Überzug für den praktischen Gebrauch ausreichend in der Härte und im Widerstand gegen Abnutzung ist, gibt ein harter Chromüberzug noch bessere Ergebnisse. Außerdem kann das- Verchromen eine glattere Oberfläche für den Gleitkontakt mit der Spule bringen. Die Erfindung umfaßt daher auch eine Nutentrommel der zuvor gekennzeichneten Gattung mit den angegebenen Fremdstoffen, bei der die Umfangsfläche des Trommelkörpers hartverchromt ist und die Innenfläche der Nut mit einem harten anodischen Überzug versehen ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen und an einem Beispiel näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Nutentrommel; Fig. 2 ist ein Axialschnitt durch eine Trommel nach F i g. 1, die mit einem harten anodischen Überzug versehen ist; F i g. 3 ist ein Axialschnitt durch eine Trommel nach Fig. 1, bei der die Umfangsfläche hartverchromt und die Innenfläche der Nut mit einem harten anodischen Überzug versehen ist.
In der Fig. 1 ist eine Führungstrommel 11 mit einer Schraubennut 12 gezeigt, die sich entlang der Trommel rund um die Trommelaußenfläche erstreckt.
Die Trommel besteht aus einer Aluminiumlegierung.
Wie zuvor erwähnt, werden die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung durch den Gehalt an Silizium und Kupfer in starkem Maß beeinflußt. Je größer der Silizium- und Kupfergehalt in der Legierung ist, um so größer wird die Fluidität der geschmolzenen Legierung; je geringer jedoch der Gehalt an Silizium und Kupfer ist, um so größer ist die Härte des darauf gebildeten anodischen Überzugs. Trägt man den Siliziumgehalt der Legierung auf der Abszisse und die Fluidität der geschmolzenen Legierung sowie die Oberflächenhärte des anodischen Uberzugs auf der Ordinate auf, so ergibt sich die Fluidität als eine nach rechts ansteigende Kurve und die Oberflächenhärte als eine nach links steigende Kurve, wobei sich die Kurven an einem Punkt schneiden, an dem der Siliziumgehalt sich im Bereich von 3,0 bis 6,0'/o befindet.
Versuche haben gezeigt, daß bei einem Siliziumgehalt in diesem Bereich eine ausreichende Härte des anodischen Überzugs erhalten wird, während die Fluidität der geschmolzenen Legierung noch verbessert werden muß. Hierfür muß Kupfer in einer Menge vorhanden sein, die zu der Fluidität führt, die für das genaue Gießen der geforderten Trommelform notwendig ist, ohne daß dabei die Härte des Oberzugs nachteilig beeinflußt wird. Verläßt der Kupfergehalt einen Bereich von 1,0 bis 5,OB/o, werden die Legierungseigenschaften, insbesondere die physikalische Festigkeit verschlechtert.
Um der Legierung physikalische Festigkeit zu geben, muß Eisen vorhanden sein. Übersteigt jedoch die zugegebene Menge 1,2'/o, so sondert sich das Eisen von der Legierung ab. Auch dies ist zu vermeiden. Verunreinigungen in Form von Magnesium, Zink, Mangan usw., die in der Legierung auftreten können, müssen auf ein Minimum reduziert werden.
Im Falle der F i g. 3 besteht die Trommel 11 ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung in dem angegebenen Zusammensetzungsbereich. In diesem Fall ist die Umfangsfläche der Trommel durch einen Hartchromüberzug 14 verchromt, während die Innenfläche der schraubenförmigen Nut 12 wie in F i g. 2 mit einem harten anodischen Überzug 12 versehen ist.
Vor dem Plattieren der Trommelumfangsfläche wird die Trommel zur Bildung eines Zinkbelags in ein Zinkbad getaucht. In diesem Fall kann die Innenfläche der Nut z. B. mit Wachs überzogen sein, um eine Verehromung zu verhindern. Nach dem Verchromen wird das Wachs aus der Nut entfernt und dann die verchromte Trommelumfangsfläche mit Wachs überzogen. Anschließend wird die Innenfläche in der Nut eloxiert. Schließlich wird der Wachsüberzug der Umfangsfläche der Trommel entfernt.
Wie es zuvor erwähnt wurde, ist es schwer, die Innenfläche der Nut insbesondere zum Nutboden hin zu verchromen. Daher muß die Innenfläche der Nut nicht unbedingt mit Wachs überzogen werden. In diesem Fall werden die oberen Abschnite der Innenfläche der Nut ebenfalls verchromt. Anschließend wird der nicht überzogene Abschnitt der Nutfläche eloxiert.
Bei dem vorbeschriebenen Verfahren wird das Verchromen vor dem Eloxieren vorgenommen. Man kann auch umgekehrt vorgehen, so daß zunächst die Innenfläche der Nut eloxiert wird, nachdem die Umfangsfläche der Trommel mit einem geeigneten schützenden Überzug versehen worden ist. Nach der Beendigung des Eloxierungsvorgangs wird der Schutzüberzug für das anschließende Verchromen der Oberfläche abgezogen.

Claims

Patentansprüche: 1. Nutentrommel aus einer Aluminiumlegierung für die Führung des Fadens an Spulmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß derTrommelkörper aus einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt von 3,5 bis 4,5 Gewichtsprozent Cu, 4,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Si, 0,2 Gewichtsprozent NIg, 1,0 Gewichtsprozent Zn, 0,8 Gewichtsprozent Fe, 0,5 Gewichtsprozent Mn besteht und die Umfangsfläche des Trommelkörpers (11) und die Innenfläche der Nut (12) mit einem harten anodischen Überzug (13) versehen sind.
2. Nutentrommel aus einer Aluminiumlegierung für die Führung des Fadens an Spulmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelkörper aus einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt von 3,5 bis 4,5 Gewichtsprozent Cu, 4,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Si, 0,2 Gewichtsprozent Mg, 1,0 Gewichtsprozent Zn, 0,8 Gewichtsprozent Fe, 0,5 Gewichtsprozent Mn besteht, wobei die Umfangsfläche des Trommelkörpers (11) hartverchromt ist (14) und die Innenfläche der Nut (12) mit einem harten anodischen Überzug (13) versehen ist.