DE3144383A1

DE3144383A1 - Spinnrotor fuer eine offenend-spinnmaschine und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3144383A1
Application number: DE19813144383
Authority: DE
Inventors: Dieter 5144 Wegberg Busch; Hans 4050 Mönchengladbach Raasch
Original assignee: W Schlafhorst & Co 4050 Moenchengladbach; W Schlafhorst AG and Co
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1981-11-07
Filing date: 1981-11-07
Publication date: 1983-05-19

Description

Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine und Verfahren
zu seiner Herstellung Die Errindung betrifft innen Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine und ein Verfahren zu seiner Herstellung nach Patent .......... (Patentanmeldung P 31 32 131.3-1103-).
Bei Offenend-Spinnmaschinen unterliegen die Spinnrotoren dort, wo sie mit den Fasern beziehungsweise mit dem in der Entstehung begriffenen Faden in Berührung kommen, einem 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 bisher 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 Faden berührt werden. Das hatte nachteilige Folgen für die Beschaffenheit des Fades und die Stabilität des Spinnvorgangs.
Es ergibt sich daraus die Forderung nach einer verschleißfesten Oberfläche, Andererseite erscheint es sinnvoll, die Wirtschaftlichkeit einer Offenend-Spinnvorrichtung dadurch beraufzusetzen, daß die Rotordrehzahl erhöht wird, Beide Forderungen stehen insofern miteinander im Widerspruch, als ein verschleißfester Workstoff im allgemeinen spröde und wenig zugfest ist, eine hohe Rotordrehzahl aber einen zugfesten, zähen Werkstoff bei hoher Streckgrenze erfordort.
Um auch mit zunohmender Betriebsdauer einen Faden gleichmäßiger Beschaffenheit herzustellen und die Stabilität des Spinnvorgangs zu erhalten, zugleich aber auch bei geringem Material-und Energieaufwand eine hohe Rotordrehzahl und dadurch eine erhöhte Produktivität der Spinnmaschine zu ermöglichen, wurde gemäß Hauptpatent vorgeschlagen, daß der Spinnrotor aus vergUtbarem Stahl besteht, daß zumindest der innere, mit den Spinnfasern in Berührung kommende Teil des Spinnrotors eine Oberflächenachicht besitzt, die einzeln oder in Kombinationen aus Eisenkarbid, Eisenborid, Eisensilizid oder Eisennitrid besteht und daß der Spinnrotor vergütet ist und dadurch eine erhöhte Zähigkeit b hoher Streckgrenze des Werkstoffes besitzt. Ein so beschaffener Rotor vereinigt eine verschleißfeste, harte, aber verhältnismäßig spröde Oberflächenbeschaffenheit mit hinsichtlich der Beanspruchung bei hohen Drehzahlen günstigen Werkstoffeigenschaften.
Gemäß Hauptpatent wurde eurn Herstellen eines Spinnrotors ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Spinnrotor aus vergUtbarem Stahl vorgefertigt wird, worauf dann zumindest der innere, mit den Spinnfasern in BerUhrung kommende Teil des Spinnrotors eine Oberflächenschicht erhält, die einzeln oder in Kombination aus Eisenkarbid, Eisenborid, Eisensilizid oder Eisennitrid besteht, worauf dann der Spinnrotor eine unter der Bezeichnung "Vergüten" bekannte Wärmebehandlung erfährt, Derartige Spinnrotoren sind allerdings unter Umständen nicht korrosionsfest.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Oberfläche des Spinnrotors so zu präparieren und so korrosionsfest zu machen daß auch mit zunehmender Betriebsdauer ein Faden gleichmäßiger Beschaffenheit hergestellt wird und die Stabilität des Spinnvorgangs erhalten bleibt. Zugleich soll erreicht werden daß im Spinnbetrieb bei geringem Material- und Energieaufwand eine hohe Rotordrehzahl und dadurch eine erhöhte Produktivität der Spinnmaschine möglich wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spinnrotor eine ein Fremdmetall enthaltende Oberflächenschutzschicht besitzt. Das kann zum Beispiel eine Zinkschicht oder eine Nickelschicht sein, die sich besonders einfach herstellen lassen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch einen wirksamen Korrosionsschutz die guten Eigenschaften des Spinnrotors hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erhalten bleiben. Daneben hat es sich gezeigt, daß überraschenderweise auch die Spinneigenschaften verbessert werden.
Eine Verbesserung der Produktivität der Spinnmaschine ist die Folge.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
Als Verfahren zum Herstellen eines derartigen Spinnrotors wird vorgeschlagen, daß der Spinnrotor aus vergütbarem Stahl vorgefertigt wird, daß wann zumindest der innere, mit den Spinnfasern in Berührung kommende Teil des Spinnrotors eine Oberflächenschicht erhält, die einzeln oder in Kombination aus Eisenkarbid, Eisenborid, Eisensilizid oder Eisennitrid besteht, worauf in folgender oder in umgekehrter Reihenfolge a) der Spinnrotor eine unter der Bezeichnung "Vergüten" bekannt Wärmebehandlung erfährt, wodurch die Zähigkeit des Werkstoffs bei hoher Streckgrenze gesteigert wird, b) eine ein Fremdmetall enthaltende Oberflächenschutzschicht auf den Spinnrotor aufgebracht wird.
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird in den Ansprüchen 9 bis 11 im einzelnen angegeben, wie bei der Herstellung des Spinnrotors zu verfahren ist. Die Ansprüche 12 bis 15 geben alternative Verfahren zum Herstellen der Oberflächenschutzschicht an, Wobei dem Diffundieren zur Zeit der Vorzug gegeben wird, und zwar hinsichtlich Qualität und Kosten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Spinnrotor nach dem Herstellen der metallhaltigen Oberflächenschutzschicht noch einmal erwärmt oder geglüht wird, wobei das Fremdmetall zum Teil in den Stahl des Spinnrotors diffundiert.
Dabei wird auch eine gute Verankerung der Oberflächenschutzschicht mit dem Rotorwerkstoff erreicht.
Das Herstellen der Oberflächenschutzschicht durch Diffundieren ist besonders günstig und die Oberflächenschutzschicht hat besonders gute Eigenschaften, wenn als Yremdmetall Chrom verwentlet ulid ctie Verbindung zwischen Stahl und Fremdmetall durch @nchromieren hergestellt wird, Auch die Oberflächenschutzschicht selbst kann noch weiter verbessert werden. Hierzu wird vorgeschlagen, daß die Oberflächenschutzschicht mit einer Außenhaut versehen wird, die aus einer chlhmisehen Verbindung eines Metalls mit einem anorganischen Stoff besteht. Eine derartige Verbindung ist zum Beispiel ein Oxid.
Hierzu werden in den anschließenden Ansprüchen 19 bis 28 sehr brauchbare Verfahrensvarianten angegeben, deren Auswahl sich nach den Spinnbedingungen richtet. 'Zum Schluß kann der Spinnrotor noch auf etwa 200 Grad Celsius erwärmt und wieder abgekühlt werden, um eine vorher etwa entstandene Materialversprödung durch Wasserstoff wieder zu beseitigen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in den folgenden Textabschnitten anhand er Zeichnung erläutert werden.
Der in der Zeichnung dargestellte Spinnrotor 1 ist aus vergütbarem Stahl vorgefertigt worden. Bei der Endmontage erhält or dann später eine Welle 2 aus Stahl eingesetzt, Nachdem der Spinnrotor auf einer Drehmaschine vorgefertigt war, wurde die Bohrung, in die später die Welle ) eingesetzt wird, mit einem hitzebeständigen Material provisorisch verschlossen. Dann wurde der ganze Innenraum 3 mit einem borhaltigen Pulver ausgefüllt.
Mit der Öffnung nach oben wurde der Spinnrotor 1 nun unter Schutzgas in einer Retorte auf eine Temperatur von 920 Grad Celsius gebracht. Nach dem Abkühlen wurde das überschüssige, unverbrauchte borhaltige Pulver aus dem Innenraum 3 entfernt.
Anschließend wurde der Spinnrotor 1 wieder unter Schutzgas in einer Retorte bis auf 830 Orad Celsius erhitzt und sofort anschließend in Öl abgeschreckt. Daraufhin wurde der Spinnrotor in einem neutralen Salzbad auf eine Temperatur von 400 Grad Celsius angelassen und wieder in Öl abgeschreckt. Anschließend wurde der Spinnrotor verzinkt.
Der auf diese Weise hergestellte Spinnrotor 1 erhielt dann eine Welle 2, die auf eine Drehzahl von 200 000 Umdrehungen pro Minute gebracht wurde. Während des Probelauf und nach dem Probelauf zeigten sich keinerlei Veränderungen des Spinnrotors.
Anschließend brachte der Spinnrotor im Spinnversuch die erwarteten guten Spinnergebnisse.
Alternativ kann das borhaltige Mittel auch aus einer borhaltigen Paste, einer borhaitigen Flüssigkeit oder einem borhaltigen Gas bestehen. Eine Paste oder eine Flüssigkeit wird durch Streichen, durch Tauchen oder durch Spritzen aufgetragen. Danach muß der Spinnrotor zunächst einmal vor der weiteren Behandlung getrocknet werden.
Der fertige Spinnrotor 1 besitzt eine äußerst verschleißfeste 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.

Claims

Patentansprüche: 1. Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine, bestehend aus vergütbarem Stahl, wobei zumindest der innere, mit den Spinnfasern in Berührung kommende Teil des Spinnrotors eine Oberflächenschicht besitzt, die einzeln oder in Kombination aus Eisenkarbid, Eisenborid, Eisensilizid oder Eisennitrid besteht und wobei der Spinnrotor vergütet ist und dadurch eine erhöhte Zähigkeit bei hohor Streckgrenze besitzt, nach Patent .......... (Patentanmeldung P 31 32 131.3-1103-), dadurch g e k e n n z e i G h n e t, daß der Spinnrotor eine ein Fremdmotall enthaltende Oberflchenschutzscnicht besitt 2. Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschutzschicht aus einer Zinkschicht bestehe.

3. Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschutzschicht aus einer Nickelschicht besteht, 4. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, 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 aus einem Metall hoher Korrosionsfestigkeit und/oder hoher Verschleißfestigkeit besteht.

6. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut der Oberflächenschutzschicht aus einer chemischen Verbindung eines Metalls mit einem anorganischen Stoff besteht.

7. Spinnrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut der Oberflächenschutzschicht aus Oxid, Phosphat oder Chromat besteht.

8. Verfahren zum Herstellen eines Spinnrotors für eine Offenend-Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor aus vergütbarem Stahl vorgefertigt wird, daß dann zumindest der innere, mit den Spinnfasern in Berührung kommende Teil des Spinnrotors eine Oberflächenschicht erhält, die einzeln oder in Kombination aus Eisenkarbid, Eisenborid, Eisensilizid oder Eisennitrid besteht, worauf in folgender oder in umgekehrter Reihenfolge a) der Spinnrotor eine unter der Bezeichnung "Vergüten bekannte Wärmebehandlung erfährt, wodurch die Zähigkeit des Werkstoffs bei hoher Streckgrenze gesteigert wird, b) eine ein Fremdmetall enthaltende Oberflächenschutzschicht auf den Spinnrotor aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Rotors bei hohen Temperaturen mit einem kohlepstoffhaltigen, borhaltigen, siliziumhaltigen, stickstoffhaltigen oder ammoniakhaltigen Mittel in Berührung gebracht wird, worauf in folgender oder in umgekehrter Reihenfolge a) der Spinnrotor erhitzt und wieder abgekühlt wird, b) die Oberflächenschutzschicht auf den Spinnrotor aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in folgender oder umgekehrter Reihenfolge a) der Spinnrotor nach dem Herstellen der Oberflächenschicht auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb der zum Herstellen der Oberflächenschicht erforderlichen Temperatur liegt, dann abgeschreckt, anschließend angelassen wird, b) die Oberflächenschutzschicht auf den Spinnrotor aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der Oberflächenschicht in folgender oder in umgekehrter Reihenfolge a) der Spinnrotor auf eine Temperatur von 820 Grad Celsius bis 840 Grad Celsius gebracht, daraufhin abgeschreckt und auf 380 Grad Celsius bis 420 Grad Celsius angelassen wird, b) die OberflBchenschut zs chlcht auf den Spinnrotor aufgebracht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor durch Metallspritzen mit der Oberflächenschutzschicht versehen wird.

13. Vorfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor durch Galvanisieren mit der Oberflächenschutzschicht versehen wird.

14. Verfahren~nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor durch Tauchen in ein Bad, in dem sich flüssiges Metall befindet, mit der Oberflächenschutzschicht versehen wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor metallhaltigen Gasen oder Dämpfen ausgesetzt wird, wobei die Oberflächenschutzschicht durch Diffundieren entsteht.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor nach dem Herstellen der metallhaltien Oberflächenschutzschicht noch einmal erwärmt oder geglüht wird, wobei das Fremdmetall zum Teil in den Stahl des Spinnrotors diffundiert.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Fremdmetall Chrom verwendet und die Verbindung zwischen Stahl und Fremdmetall durch Inchromieren hergestellt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschutzschicht mit einer Außenhaut versehen wird, die aus einer chemischen Verbindung eines Metalls mit einem anorganischen Stoff besteht.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor oxidiert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor einem chemischen Oxidationsprozeß oder einem elektrochemischen oder anodischen Oxidationsprozeß unterzogen wird.

21. Verfahren nach. Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor phosphatiert wird.

22.- Verfahren nach Anspruch 18 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor einem Phosphatierungsprozeß nach dem Atrament-, Bonder- oder Parkerverfahren unterzogen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor chromatisiert wird.

24. Verfahren nach Anspruch 18 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor in eine Dichromatlösung getaucht und anschließend in Wasser gespült wird.

25. Verfahren nach Anspruch 18 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor einem elektrochemischen Chromatisierungsprozeß unterzogen wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch. gekennzeichnet, daß der Spinnrotor in einem Arbeitsgang oxidiert und chromatisiert wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor in eine heiße Lösung von Soda und Natriumchromat eingetaucht wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeiehnet,,daß eine bereits aufgebrachte Oxidschicht durch Kochen in Wasserglas und anschließendes Erhitzen verstärkt Wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnrotor in einem letzten Arbeitsgang auf etwa 200 Grad Celsius erwärmt und wieder abgekühlt wird, um eine bei den vorhergehenden Arbeitsgängen etwa entstandene Materialversprödung durch Vasserstoff wieder zu beseitigen.