DE3016675C2 - Offenend-Spinnvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei gattungsgemäßen Rotor-Spinnvorrichtungen unterliegen die Spinnrotoren dort, wo sie mit den Fasern beziehungsweise dem in der Entstehung begriffenen Faden in Berührung kommen, einem erheblichen Verschleiß. Form und Oberflächenstruktur des Spinnrotors haben einen großen Einfluß auf die Struktur des gesponnenen Fadens und auf die Spinnstabilität.

Bei den bekannten Offencnd-Spinnvorrichtungen traten bisher im Spinnbetrieb, bedingt durch den Verschleiß, erhebliche Veränderungen der Oberflächenstruktur und Oberflächenbeschaffenheit an der Innenseite des Spinnrotors an den Stellen auf, die von den Fasern beziehungsweise vom Faden berührt werden. Das haue nachteilige Folgen für die Beschaffenheit des Fadens und die Stabilität des Spinnvorgangs.

Dies gilt auch für einen in der US-PS 41 93 253 beschriebenen Spinnrotor, bei welchem eine geschlossenporige Oberfläche erzeugt wird, die möglichst lange in ihrem Zustand erhalten werden soll. Dies soll dadurch erreicht werden, daß vorhandene Poren durch Rollieren geschlossen werden und Materialinseln voigesehen sind, die aus einem härteren Material als die Oberflächenbeschichtung selbst bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch mit zunehmender Betriebsdauer einen Faden gleichmäßiger Beschaffenheit herzustellen und die Stabilität des Spinnvorgangs zu erhalten. Es wird dabei von der Erkenntnis ausgegangen, daß mit zunehmender Betriebsdauer möglichst keine Veränderung der Oberflächenstruktur und Oberflächenbeschaffenheit des Spinnrotors eintreten soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Da die Oberflächenbeschichtung mit Poren oder durch Korngrenzen begrenzten Materialinseln durchsetzt ist, werden während des langsamen Verschleißes der an sich verschleißfesten Oberflächenbeschichtung in dem Maß, in dem Poren oder Materialinseln infolge des Verschleißes zum Verschwinden gebracht werden, neue Poren geöffnet oder Materialinseln freigelegt, so daß insgesamt die Anzahl der offenen Poren oder Materialinseln urd damit die Oberflächenstruktur etwa gleichbleibt, bis am Ende der Standzeit die gesamte Oberflächenbeschichtung verschlissen ist. Da man aber die Dikke der Oberf ächenbeschichtung wählen kann, ist damit vorteilhaft die Dauer der gleichbleibenden Funktionstüchtigkeit des Spinnrotors einstellbar und auf die Lebensdauer der gesamten Offenend-Spinnvorrichtung abstimmbar. Dagegen muß der bekannte Spinnrotor (US-PS 41 93 253) bereits dünn ausgewechselt werden, wenn seine Fasersammelrille die zunächst vorhandene, glatte Oberfläche verloren hat.

Was bezüglich des Verschleißes über den Spinnrotor gesagt wurde, gilt auch für die Fadenabzugsdüse.

Bei gattungsgemäßen Rotor-Spinnvorrichtungen wird der Faden in der Fadenabzugsdüse in eine andere Richtung gelenkt. Die Ablenkung erfolgt etwa rcchtwinklig. Dabei gleitet der Faden mit hoher Geschwindigkeit durch die Fadenabzugsdüse. Die Fadenkräfte, die auf die Fadenabzugsdüse wirken, sind unter anderem abhängig von der Rotordrehzahl, vom Rotordurchmesser und von der Fadenbeschaffenheit. Aus den Fadenkräften und der Fadengeschwindigkeit resultiert eine große Verschleißbeanspruchung der Steilen, an denen der Faden in eine andere Richtung gelenkt wird. Da auch Form und Oberflächenstruktur der Fadenab/.ugsdüse einen Einfluß auf die Struktur des gesponnenen Fadens und auf die Spinnstabilität haben, sollte auch die durch Versuche zu ermittelnde optimale Form und Oberflächenbeschaffenheit der Fadenabzugsdüse nicht durch den Verschleiß verändert werden.

Eine vorteilhafte, die Fadenabzugsdüse berücksichtigende Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 beschrieben.

Die in den Poren befindlichen inselartigen Einlagerungen bilden Weichstellen, die schneller verschleißen als die eigentliche Oberflächenbeschichtung. Durch Korngrenzen begrenzte Materialinseln brechen während des Verschleißvorgangs aus und bilden dann offene Poren. Zur Vorbereitung des Spinnens wird die Oberflächenbeschichtung des Spinnrotors und gegebenenfalls der Fadenabzugsdüse zunächst einmal geschliffen und poliert, wobei im Fall gefüllter Poren das Verschleißmaterial stärker abgetragen wird als die verschleißfesten Teile der Beschichtung und im Fall des Vorhandenseins durch Korngrenzen begrenzter Materialinseln derarti-

ge Inseln zum Teil ausbrechen und offene Poren hinterlassen. Die dabei entstehende Oberflächenstruktur bleibt dann später während des Spinnbetriebes erhalten. Der Verschleißvorgang durch den laufenden Faden entspricht dem erstmaligen Schleif- und Poliervorgang.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 6 beschrieben.

Die erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung läßt sich vorteilhaft einzeln oder in Kombination aus Karbiden, Boriden oder Suiziden, insbesondere von Eisen, Chrom, Nickel, Titan, Molybdän oder Wolfram erzeugen. Schichten aus Borkarbid oder Siliziumkarbid sind mit Vorteil anwendbar. Durch anschließendes Schleifen und Polieren erhält man die für den Spinnvorgang optimale Oberflächenstruktur, die dann während der ganzen Standzeit des Spinnrotors und gegebenenfalls auch der Fadenabzugsdüse im Mittel etwa gleichbleibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt Anhand dieses A'-sführungsbeispiels wird die Erfindung in den folgenden Textabschnitten noch näher erläutert und beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Offenend-Spinnvorrichtung. In

F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Fadenabzugsdüse dieser Spinnvorrichtung dargestellt.

In der Zeichnung Fig. 1 erkennt man ein Rotorgehäuse 11 und einen in dem Rotorgehäuse befindlichen Spinnrotor 12, dessen Welle 13 aus dem Rotorgehäuse 11 herausragt. Das Rotor^ehäuse 11 ist durch einen Gehäusedeckel 14 unter Verwendung einer Dichtung 15 abgedeckt. Der Gehäusedeckel 14 ist abnehmbar, tr besitzt einen Faserzufuhrkanal 16, eine Fadenabzugsdiise 17 und einen Fadenabzugskanal 18. Der Fadenabzugskanal 18 liegt hier im Inneren eines Zwischenstükkes 19, in das ein Fadenabzugsrohr 20 mündet.

Während des Betriebs rotiert der Spinnrotor 12 mittels der Welle 13. Da in einem das Rotorgehäuse 11 umgebenden Ringkanal 21 Unterdruck herrscht, strömt durch den Faserzufuhrkanal 16 Luft ein, die in bekannter Weise Spinnfasern in die Rotorrille 22 des Spinnrotors 12 transportiert. Von dort wird der gedrehte Faden 23 durch die Fadenab/ugsdüse 17, den Fadenabzugskanal 18 und das Fadenabzugsrohr 20 hindurch abgezogen. Die Richtung des Fadenlaufes ändert sich in der Fadenabzugsdüse etwa um 90 Grad.

Man erkennt insbesondere in Fig. 1, daß der im Grundmaterial aus Stahl bestehende Spinnrotor 12 an den Stellen, an denjn er mit den Fasern oder dem Faden in Berührung kommt, eine aus verschleißfestem Werkstoff bestehende, in der Schicht mit Poren 24 durchsetzte Oberflächenbeschichtung aufweist. Die Poren 24 enthalten Verschleißmaterial, das heißt, eher zu Verschleiß neigendes Material, das sich inselartig in der Schicht verteilt. Die Größe dieser inselartig angeordneten Partikel des Verschleißmaterials wird praktisch kleiner gewählt, als die Zeichnung Fig. 1 andeutet, bis zu mikroskopischer Kleinheit.

Man erkennt insbesondere in Fig. 2, daß die im Grundmaterial aus Stahl bestehende Fadenabzugsdüse an den Stellen, an denen sie den Faden in eine andere Richtung lenkt, eine aus verschleißfestem Werkstoff bestehende, in der Schicht mit Poren 24' durchsetzte Oberflächenbeschichtung 25 aufweist. Die Poren 24' enthalten ebenfalls Verschleißmaterial der weiter oben genannten Art.

Eine recht gleichmäßige Verteilung und gut verteilte Größe der inselartig angeordneten Partikel oder der durch Korngrenzen begrenzten Materialinseln des verschleißfesten Werkstoffs ist anzustreben. Dies wird zum Beispiel durch die weiter oben angegebenen Boride, Silizide oder Karbide gewährleistet.

Die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung beträgt in der Praxis zum Beispiel 200 bis 300 μπι, sie kann aber auch kleiner oder größer sein. Bedingt durch das gewählte Herstellungsverfahren ist es auch unschädlich, den Spinnrotor oder die Fadenab.zugsdüse insgesamt zu beschichten bis hin zu einer quasi homogenen Materialumwandlung. Unter Beschichtung soll nicht allein ein bloßer Auftrag auf eine vorhandene Oberfläche, sondern vielmehr auch eine von der Oberfläche aus in die Tiefe gehende Materialumwandlung verstanden werden. Schließlich soll in den Schutzumfang auch der Grenzfall eingeschlossen sein, daß der ganze Spinnrotor oder die ganze Fadenabzugsdüse aus dem mit Poren oder durch Korngrenzen begrenzten Materialinseln durchsetzten verschleißfesten Werkstoff besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Rotorgehäuse, einem im Rotorgehäuse befindlichen Spinnrotor und einem Gehäusedeckel, der einen Faserzufuhrkanal und eine Fadenabzugsdüse enthält, wobei der Spinnrotor auf seiner Innenseite und die Fadenabzugsdüse an den Stellen, an denen sie den Faden in eine andere Richtung lenkt, eine harte und verschleißfeste Oberflächenbeschichtung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung (25) des Spinnrotors (12) in der Schicht mit Poren (24) oder mit während des Spinnbetriebs Poren (24) ausbildenden, durch Korngrenzen begrenzten Materialinseln aus Verschleißmaterial durchsetzt ist.

2. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung (25) der Fadenabzugsdüse (17) in der Schicht mit Poren (24) oder mit während des Spinnbetriebs Poren (24) ausbildenden, durch Korngrenzen begrenzten Materialinseln aus Verschleißmaterial durchsetzt ist.

3. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch I₁ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialinseln in atomarer oder molekularer Form die Elemente Kohlenstoff oder Eisen aufweisen.

4. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Teil der Oberflächenbeschichtung (25) aus Eisenborid besteht.

5. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Teil der Oberflächenbeschichtung (25) einzeln oder in Kombination aus Boriden, insbesondere von Chrom, Nickel, Titan, Molybdän oder Wolfram besteht.

6. Offenend-Spinnvorrichtung nach ein^m der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Teil der Oberflächenbeschichtung (25) einzeln oder in Kombination aus Karbiden oder Suiziden, insbesondere von Eisen, Chrom, Nickel, Titan, Molybdän oder Wolfram besteht.