DE4239832A1

DE4239832A1 - Verfahren zum Herstellen einer Garnspule und insbesondere nach diesem Verfahren hergestellte Garnspule

Info

Publication number: DE4239832A1
Application number: DE19924239832
Authority: DE
Inventors: Richard Schlotter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1994-06-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen ei ner Garnspule aus Leichtmetall mit einem hohlen Spulenschaft und zwei radial vorspringenden Flanschen an den Schaftenden.

Derartige Leichtmetallspulen werden in großem Umfang in der Textilindustrie benötigt. Da die Spulen bei Textilmaschinen ein gesetzt werden, die mit extrem hohen Drehzahlen laufen, müssen die Spulen hohen Präzisions- und Festigkeitsanforderungen genü gen.

Grundsätzlich werden die Leichtmetallspulen während ihrer Le bensdauer immer wieder verwendet, also im häufigen Wechsel durch Aufwickeln von Fadengut gefüllt und durch Abspulen des Fadenguts geleert. Beim unter Zugspannung erfolgenden Aufwickeln entstehen insbesondere im Fall von Elastikgarnen große Kräfte, welche die beiden Spulenflansche oder Spulenscheiben auseinanderzudrücken trachten. Ferner sind während des Betriebs auftretende Kerbschläge in der Spulenoberfläche häufig der Grund dafür, daß die Spulen nicht mehr weiterverwendet werden können und ausrangiert werden müssen. Dementsprechend kommt es bei den Spulen nicht nur auf Werkstoffestigkeit sondern insbe sondere auch auf eine hohe Oberflächenhärte an.

Wegen der vorgenannten Beanspruchungen ist es problematisch, die Spule in bekannter Weise aus einem Schaft und zwei ringför migen Scheiben herzustellen, die nachträglich beispielsweise im Wege der Verschraubung am Schaft befestigt werden. Deswegen hat man versucht, bei einer entsprechenden mehrstückigen Herstel lungsweise Scheiben anzubringen, die bereits einen axial vor springenden Schaftansatz tragen und im Übergangsbereich durch eine Walzdruckanwendung verfestigt sind (DE 24 43 159 B).

Außer dieser dreistückigen Herstellung ist auch eine zweistückige Herstellung bekannt, bei der zwei gleiche Spulenhälften aus jeweils einer Flanschscheibe mit einem angeformten Halb schaft in der axialen Spulenmitte miteinander verschweißt wer den, wobei die Spulenhälften als gehärtete Fließpreßteile her gestellt sind (DE 39 08 223 C). Auch dieses zweistückige Her stellungsverfahren ist mit einem hohen Aufwand verbunden.

Aber auch die bisher bekannten einstückig hergestellten Spulen genügen nicht den zu stellenden Anforderungen. Werden die Spu len durch spanabhebendes Bearbeiten aus einem der Spulenlänge und den Flanschdurchmessern entsprechend großen Werkstück her gestellt, so entsteht ein übermäßiger Werkstoffverlust. Werden die Spulen dagegen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gegossen, so werden nicht die erwünschten Festigkeitswerte er zielt, insbesondere keine ausreichende Oberflächenhärte.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Garnspule der eingangs beschriebenen Ausführung mit vertret barem Aufwand herzustellen, die den auftretenden Festig keitsanforderungen entspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Spu lenrohling aus einer hochwertigen Aluminiumlegierung der Fe stigkeitsklasse im Bereich F 100 bis F 140 gegossen wird, der Spulenrohling maßgenau abgedreht wird und die Spule unter Erhö hung ihrer Oberflächenhärte vergütet wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Somit wird erfindungsgemäß von einer einstückigen Gußherstel lung ausgegangen, wobei durch die Verwendung einer hochwertigen Aluminiumlegierung bereits eine hohe Grundfestigkeit erzielt wird. Um auch eine ausreichende Oberflächenhärte zu erzielen, wird die Oberfläche des gegossenen Spulenrohlings vergütet, was vorzugsweise im Wege des Aufbringens oder Ausbildens einer här teren Oberflächenschicht erfolgt. Maßabweichungen, die ange sichts der hohen Präzisionsanforderungen bei der Gußherstellung nicht vermieden werden können und ggf. auch auf die Beschich tung zurückgehen können, lassen sich mit geringem Werkstoffver lust durch eine spanabhebende Bearbeitung auf einem Drehautoma ten beseitigen, der im übrigen auch zur Bearbeitung der Lager flächen im Inneren des Spulenschafts eingesetzt wird.

Das Gießen der Spulenrohlinge erfolgt vorzugsweise im Schleu dergußverfahren, das zu einer erhöhten Verdichtung und Verfe stigung der Gußlegierung und zu ihrer Porenfreiheit beiträgt. Jedoch können auch andere Gießverfahren wie Kokillenguß ver wendet werden.

Für das Schleudergießen kommen beispielsweise folgende Legie rungen in Betracht: G Al Si 7 Mg, G Al Cu 5 Mg 1,5 und G Al Si 7 Mg 06.

Beim Kokillengießen können beispielsweise als Legierungen Al Zn 15 Si Mg 8 oder Al Si 17 Cu 4 Mg verwendet werden.

Auch kann im Wege des Verbundgießens vorgegangen werden, wobei spezielle Hartlegierungen eingegossen werden.

Als Vergütungs- bzw. Beschichtungsmaßnahmen kommen Galvanisie ren, chemisches Umwandlungsbeschichten, Diffusionsüberziehen, Schmelztauchen und Aufplattieren sowie auch Emaillieren in Be tracht. Zusätzlich zu diesen Maßnahmen sei darauf hingewiesen, daß das Vergüten der Spulenoberfläche auch oder ergänzend durch Wärmebehandlung, durch Aushärten, durch Lösungsglühen oder durch Hartanodisation erfolgen kann.

Die Erfindung betrifft auch eine Garnspule mit einem hohlen Spulenschaft und zwei radial vorspringenden Flanschen an den Schaftenden, die erfindungsgemäß einen gegossenen Spulengrund körper aus einer Aluminiumlegierung der Festigkeitsklasse im Bereich F 100 bis F 140 und eine fest mit dem Spulengrundkörper verbundene Oberflächenschicht von erhöhter Oberflächenhärte aufweist. Die Brinell-Härte der Oberflächenschicht beträgt da bei vorzugsweise 150 oder mehr.

Eine solche Spule läßt sich - wie vorangehend beschrieben - mit einem wirtschaftlich vernünftigen Aufwand herstellen und weist eine den im heutigen Hochleistungsbetrieb auftretenden Anforde rungen entsprechende hohe Festigkeit sowie auch eine hohe Ober flächenhärte auf, die eine lange Lebensdauer sichert.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Garnspule aus Leichtmetall mit einem hohlen Spulenschaft und zwei radial vorspringen den Flanschen an den Schaftenden, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Spulenrohling aus einer hochwertigen Aluminiumle gierung der Festigkeitsklasse im Bereich F 100 bis F 140 gegossen wird,
- der Spulenrohling maßgenau abgedreht wird und
- die Spule unter Erhöhung ihrer Oberflächenhärte vergü tet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenrohling im Schleudergußverfahren hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule durch Aufbringen einer harten Beschichtung vergütet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule galvanisch beschichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spule eine Chrombeschichtung aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spulenoberfläche eine mit der Aluminiumlegierung che misch reagierende Komponente aufgebracht und so eine harte Umwandlungsschicht erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spule ein harter Diffusionsüberzug aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule im Wege des Schmelztauchens überzogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule durch Aufplattieren eines härteren Verbundwerkstoffs, insbesondere eines Metalls oder einer Legierung, vergütet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spule eine Emailleschicht aufgebracht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (zusätzlich) thermisch vergü tet wird.

12. Garnspule mit einem hohlen Spulenschaft und zwei radial vorspringenden Flanschen an den Schaftenden, insbesondere hergestellt nach einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen gegossenen Spulengrundkörper aus einer Aluminiumlegierung der Festigkeitsklasse im Be reich F 100 bis F 140 und durch eine fest mit dem Spulen grundkörper verbundene Oberflächenschicht von erhöhter Oberflächenhärte.

13. Garnspule nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenhärte der Oberflächenschicht eine Brinell-Härte von 150 oder mehr aufweist.