EP1096044A1 - Beschichtung von Spinnrotoren für Offenend-Rotorspinnmaschinen - Google Patents

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EP1096044A1
EP1096044A1 EP00119748A EP00119748A EP1096044A1 EP 1096044 A1 EP1096044 A1 EP 1096044A1 EP 00119748 A EP00119748 A EP 00119748A EP 00119748 A EP00119748 A EP 00119748A EP 1096044 A1 EP1096044 A1 EP 1096044A1
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    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/04—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by contact of fibres with a running surface
    • D01H4/08—Rotor spinning, i.e. the running surface being provided by a rotor
    • D01H4/10—Rotors

Definitions

  • the invention relates to a spinning rotor for an open-end spinning machine according to the preamble of claim 1.
  • Spinning rotors are on the ones that come into contact with the fibers Surfaces subject to heavy wear.
  • a coating on the surface of the spinning rotor to apply with embedded hard material grains is the nickel-diamond coating with the nickel-diamond coating in addition to good wear properties, also good ones Spinning properties of the spinning rotor can be achieved.
  • Coatings with embedded hard material grains are in known various embodiments.
  • DE 197 13 359 A1 describes for example a spinning rotor with a Rotor cup, the inner surface of which is a nickel dispersion layer having a uniform layer thickness, the Concentration of the in the nickel dispersion layer embedded hard material grains, especially in the area of Surface of the nickel dispersion layer on which Fiber sliding surface is significantly less than in the rotor groove.
  • DE 198 22 265 A1 also discloses an open-end spinning rotor a fiber sliding surface with a nickel-diamond coating is provided.
  • This nickel-diamond coating consists of an inner support layer and an outer one Working shift. These are in the inner backing embedded diamond grains larger than those in the outer Working layer embedded diamond grains. The backing layer and the working shift are interlinked.
  • the surface inside the spinning rotor of a mechanical intermittent stress on the The cleaning process of the rotor must be suspended.
  • Cleaning the inside of the rotor are different Method for cleaning rotors known. Depending on the intensity cleaning the rotor surface becomes more or less heavily used. Since usually a complete cleaning of the spinning rotor is desired to be intense Cleaning method preferred. Blowing out is often sufficient of the spinning rotor with compressed air alone, since the narrow rotor grooves can trap shell particles. On safe cleaning is guaranteed when the spinning box opened and the spinning rotor with suitable instruments is processed.
  • the scraper also consists of a wear-resistant material, for example made of glass fiber reinforced plastic or from a hardened Material like steel. Due to the stress caused by exerted the scraper on the coated surface of the rotor can, pieces from the well-known coating break out. The chipping or chipping occurs uncontrolled. The detached pieces can be so thick that the base material of the spinning rotor is exposed. So that's the Wear protection through the nickel-diamond coating completely interrupted in places. These places can do that Break out further adjacent pieces of the known Favor coating down to the base material.
  • the chipping or breaking out of pieces of the Coating can also be caused by vibrations occurring on the rotor to be triggered.
  • Detaching pieces of the wear protection Coating down to the base material can be done on everyone previously described nickel-diamond coatings occur. The This significantly reduces the service life of the spinning rotor.
  • the spinning rotor according to the invention has a coating at least two layers containing hard grain, between each of which is essentially free of hard grain Interlayer is present. With such training can be avoided that the with a achievable coating containing hard grain Wear protection by removing a piece from the Coating is completely removed in places.
  • the hard-grain-containing layers advantageously at least 10 ⁇ m thick.
  • the hard-grain-free layers are preferred between 2 ⁇ m and 10 ⁇ m thick.
  • Such a layer thickness of Interlayer has proven to be particularly beneficial for you though basically unwanted but better controlled Detachment process proven to be when breaking out or flaking of a piece of the coating essentially peels off the top layer containing hard grain remains limited.
  • the coating is advantageous from a single one Nickel dispersion bath in which the concentration of the hard material grains distributed therein can be predetermined.
  • the production Spinning rotor according to the invention can thus without interruption and done inexpensively.
  • the application of the coating according to the invention on the Spinning rotor 1 made of steel takes place in a conventional manner a single nickel dispersion bath 2, as in FIG. 1 shown schematically simplified.
  • Such one Nickel dispersion bath 2 in which the concentration of it distributed hard material grains can be specified, for example the already mentioned DE 197 13 159 A1.
  • the Spinning rotor 1 takes in during the coating process Nickel dispersion bath 2 a situation in which the Rotation axis of the spinning rotor 1, as shown in Fig. 1, is arranged vertically.
  • the spinning rotor 1 is first in the nickel dispersion bath 2 Electrolessly outside with a thin layer 6 free of granules nickel-plated from 1 ⁇ m to 2 ⁇ m. After reaching the desired layer thickness of this nickel layer is in the Trough 3 indicated agitator 4 put into operation.
  • the Nickel dispersion bath 2 is stirred by means of the agitator 4, and there are hard material grains, in the present case Diamond grains, whirled up when standing still Have set agitator 4 on the bottom 5 of the tub 3.
  • the whirled up diamond grains are distributed in the Nickel dispersion bath 2, and it becomes a hard grain Layer 7 made of nickel with embedded diamond grains 8 on the Grain-free layer 6 is formed.
  • the Grain-free layer 9 By reactivating the agitator 4, the Grain-free layer 9 a second layer 10 containing hard material grains of approximately 10 ⁇ m thickness and by deactivating the agitator again layer 11 of approximately 2 ⁇ m, largely free of grain particles upset.
  • the structure of the layers on the surface of the steel existing main body 12 of the spinning rotor 1 is from FIG. 2 evident.
  • the hard-grain-containing layers 7, 10 and Layers 6, 9, 11 free of hard material grains can alternatively in in a manner known per se in succession in two separate bands be applied.
  • Spinning rotors remain after breaking out or flaking of pieces of the coating with embedded hard material grains occurred damage to the The surface is different from the usual spinning rotors. This means that the service life of the Spinning rotor 1 when the damage occurs and thus a significant improvement in the economy of the Spinning process.

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Abstract

Ein Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine weist eine auf die Oberfläche des Grundmaterials (12) aufgebrachte Beschichtung aus einem Nicht-Eisen-Metall mit darin eingebetteten Hartstoffkörnern, insbesondere einer Nickelschicht mit Diamantkörnern, auf, wobei die Beschichtung aus mindestens zwei hartstoffkörnerhaltigen Schichten (7, 10) steht und zwischen den hartstoffkörnerhaltigen Schichten (7, 10) jeweils eine hartstoffkörnerfreie Zwischenschicht (9) vorhanden ist. Bei einem stellenweisen Ablösen der Verschleißschutzschicht, wie es durch den Schaber beim Reinigen des Spinnrotors verursacht werden kann, bleiben Verschleißschutz und Spinneigenschaften an den beschädigten Stellen des Spinnrotors erhalten. Dadurch kann eine erhebliche Verkürzung der Standzeit des Spinnrotors vermieden werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Spinnrotoren sind auf den mit den Fasern in Berührung kommenden Flächen starker Verschleißbeanspruchung unterworfen. Um den Verschleißwiderstand der Rotoroberfläche zu erhöhen, ist es bekannt, auf die Oberfläche des Spinnrotors eine Beschichtung mit eingebetteten Hartstoffkörnern aufzubringen. Eine derartige Beschichtung stellt zum Beispiel die Nickel-Diamant-Beschichtung dar. Mit der Nickel-Diamant-Beschichtung sollen neben guten Verschleißeigenschaften auch gute Spinneigenschaften des Spinnrotors erzielt werden.
Beschichtungen mit eingelagerten Hartstoffkörnern sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die DE 197 13 359 A1 beschreibt beispielsweise einen Spinnrotor mit einer Rotortasse, deren Innenfläche eine Nickel-Dispersionsschicht mit einer gleichmäßigen Schichtdicke aufweist, wobei die Konzentration der in die Nickel-Dispersionsschicht eingelagerten Hartstoffkörner, insbesondere im Bereich der Oberfläche der Nickel-Dispersionsschicht, auf der Fasergleitfläche deutlich geringer ist als in der Rotorrille.
Bei dem in der DE 198 25 906 A1 gezeigten Spinnrotor für Offenend-Spinnaggregate ist die Fasersammelrille mit einer Nickel-Diamant-Beschichtung und die Fasergleitfläche mit einer reinen Nickelbeschichtung versehen. Die Beschichtungen sind in getrennten Beschichtungsvorgängen und in getrennten Bädern aufgebracht. Hierbei wird zunächst die gesamte Innen- und Außenkontur des Rotortellers mit einer Nickelschicht versehen, obwohl sie von der Funktion her lediglich auf der Fasergleitfläche benötigt wird. Die Nickelschicht bildet so an den übrigen Flächen einen Korrosionsschutz. Die Nickel-Diamant-Beschichtung wird auf der Nickelschicht anschließend lediglich in der Fasersammelrille aufgebracht.
Die DE 198 22 265 A1 offenbart einen Offenend-Spinnrotor mit einer Fasergleitfläche, die mit einer Nickel-Diamant-Beschichtung versehen ist. Diese Nickel-Diamant-Beschichtung besteht aus einer inneren Trägerschicht und einer äußeren Arbeitsschicht. Dabei sind die in der inneren Trägerschicht eingebetteten Diamantkörner größer als die in der äußeren Arbeitsschicht eingebetteten Diamantkörner. Die Trägerschicht und die Arbeitsschicht sind miteinander verzahnt.
Neben der Verschleißbeanspruchung durch das Fasermaterial kann die Oberfläche im Inneren des Spinnrotors einer mechanischen intermittierend auftretenden Beanspruchung beim Reinigungsvorgang des Rotors ausgesetzt sein. Bei einer Störmeldung, die durch Verschmutzung des Spinnrotors ausgelöst wird, oder als Teil des Anspinnvorgangs wird jeweils eine Reinigung des Rotorinneren durchgeführt. Es sind verschiedene Verfahren zum Reinigen von Rotoren bekannt. Je nach Intensität der Reinigung wird die Rotoroberfläche dabei mehr oder weniger stark beansprucht. Da üblicherweise eine vollständige Reinigung des Spinnrotors erwünscht ist, werden intensive Reinigungsverfahren bevorzugt. Vielfach genügt das Ausblasen des Spinnrotors mit Druckluft allein nicht, da sich in den engen Rotorrillen Schalenteilchen einklemmen können. Ein sicheres Reinigen ist gewährleistet, wenn die Spinnbox aufgeklappt und der Spinnrotor mit geeigneten Instrumenten bearbeitet wird. Bei einem gebräuchlichen intensiven Reinigungsvorgang werden mit einem Schaber Verschmutzungen im Inneren des Spinnrotors, insbesondere aus der Rotorrille, gelöst und durch Druckluft aus dem Rotor entfernt, um die durch Verschmutzung hervorgerufenen Beeinträchtigungen der Garnqualität beziehungsweise des Anspinners zu beseitigen oder zu vermeiden. Üblicherweise besteht der Schaber ebenfalls aus einem verschleißfesten Werkstoff, zum Beispiel aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder aus einem gehärtetem Werkstoff wie Stahl. Durch die Beanspruchung, die dabei durch den Schaber auf die beschichtete Oberfläche des Rotors ausgeübt wird, können Stücke aus der bekannten Beschichtung herausbrechen. Das Ausbrechen beziehungsweise Abplatzen erfolgt unkontrolliert. Die abgelösten Stücke können so dick sein, daß das Grundmaterial des Spinnrotors freigelegt ist. Damit ist der Verschleißschutz durch die Nickel-Diamant-Beschichtung stellenweise völlig unterbrochen. Diese Stellen können das Ausbrechen weiterer angrenzender Stücke der bekannten Beschichtung bis auf das Grundmaterial begünstigen.
Das Abplatzen beziehungsweise Ausbrechen von Stücken der Beschichtung kann auch durch am Rotor auftretende Schwingungen ausgelöst werden.
Ein Ablösen von Stücken der dem Verschleißschutz dienenden Beschichtung bis auf das Grundmaterial kann bei allen vorbeschriebenen Nickel-Diamant-Beschichtungen auftreten. Die Standzeit des Spinnrotors wird dadurch deutlich gesenkt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, auch bei Herausbrechen von Stücken der Beschichtung einen Verschleißschutz durch eine Beschichtung mit darin eingebetteten Hartstoffkörnern im beschädigten Bereich der Oberfläche aufrechtzuerhalten.
Diese Aufgabe wird durch einen Spinnrotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Spinnrotor gemäß der Erfindung weist eine Beschichtung aus mindestens zwei hartstoffkörnerhaltigen Schichten auf, zwischen denen jeweils eine im wesentlichen hartstoffkörnerfreie Zwischenschicht vorhanden ist. Mit einer derartigen Ausbildung kann vermieden werden, daß der mit einer hartstoffkörnerhaltigen Beschichtung erzielbare Verschleißschutz durch Ablösen eines Stückes aus der Beschichtung stellenweise völlig aufgehoben ist.
Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Beschichtung bei Ausbrechen oder Abplatzen von Stücken aus der Beschichtung sich nur Teile der obersten hartstoffkörnerhaltigen Schicht ablösen und die unter der jeweiligen Zwischenschicht folgende hartstoffkörnerhaltige Schicht erhalten bleibt und den Verschleißschutz aufrechterhält.
Um einen ausreichenden Verschleißschutz zu gewährleisten, sind die hartstoffkörnerhaltigen Schichten vorteilhaft mindestens 10 µm dick. Die hartstoffkörnerfreien Schichten sind bevorzugt zwischen 2 µm und 10 µm dick. Eine derartige Schichtdicke der Zwischenschicht hat sich als besonders günstig für einen zwar im Grunde unerwünschten, aber besser kontrollierten Ablösevorgang erwiesen, bei dem beim Ausbrechen oder Abplatzen eines Stückes der Beschichtung das Ablösen im wesentlichen auf die oberste hartstoffkörnerhaltige Schicht beschränkt bleibt.
Die Beschichtung ist vorteilhaft aus einem einzigen Nickeldispersionsbad abgeschieden, in dem die Konzentration der darin verteilten Hartstoffkörner vorgebbar ist. Die Herstellung erfindungsgemäßer Spinnrotor kann so ohne Unterbrechung und kostengünstig erfolgen.
Ausbildungen, die zu guten Verschleißeigenschaften insbesondere der verbleibenden Schicht aus einem Nicht-Eisen-Metall mit darin eingebetteten Hartstoffkörnern führen, sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Nach dem Aufbringen mehrerer Schichten ist kein vermehrtes Abplatzen festzustellen. Vielmehr kann eine deutliche Verkürzung der Standzeit eines beschichteten Spinnrotors nach Herausbrechen beziehungsweise Abplatzen von Stücken der Beschichtung mit eingebetteten Hartstoffkörnern bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Beschichtung vermieden und damit die Wirtschaftlichkeit des Spinnprozesses verbessert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Darstellungen der Figuren entnommen werden.
Es zeigt:
Fig. 1
eine vereinfachte schematische Darstellung eines Nickeldispersionsbades mit einem Spinnrotor,
Fig. 2
eine vergrößerte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen, Beschichtung im Schnitt.
Das Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtung auf den Spinnrotor 1 aus Stahl erfolgt in an sich üblicher Weise in einem einzigen Nickeldispersionsbad 2, wie in Fig. 1 vereinfacht schematisch dargestellt. Ein solches Nickeldispersionsbad 2, in dem die Konzentration der darin verteilten Hartstoffkörner vorgebbar ist, ist zum Beispiel aus der bereits erwähnten DE 197 13 159 A1 bekannt. Der Spinnrotor 1 nimmt während des Beschichtungsvorganges im Nickeldispersionsbad 2 eine Lage ein, bei der die Rotationsachse des Spinnrotors 1, wie in Fig. 1 gezeigt, lotrecht angeordnet ist.
Der Spinnrotor 1 wird zunächst in dem Nickeldispersionsbad 2 außen stromlos mit einer dünnen hartstoffkörnerfreien Schicht 6 aus Nickel von 1 µm bis 2 µm überzogen. Nach Erreichen der gewünschten Schichtdicke dieser Nickelschicht wird das in der Wanne 3 angedeuteten Rührwerks 4 in Betrieb gesetzt. Das Nickeldispersionsbad 2 wird mittels des Rührwerks 4 umgerührt, und es werden Hartstoffkörner, im vorliegenden Fall Diamantkörner, aufgewirbelt, die sich bei stillstehendem Rührwerk 4 auf dem Boden 5 der Wanne 3 abgesetzt haben. Die aufgewirbelten Diamantkörner verteilen sich im Nickeldispersionsbad 2, und es wird eine hartstoffkörnerhaltige Schicht 7 aus Nickel mit eingebetteten Diamantkörnern 8 auf der hartstoffkörnerfreien Schicht 6 gebildet.
Um die Verteilung der Diamantkörner im Nickeldispersionsbad 2 gleichmäßig zu halten, wird das Nickeldispersionsbad 2 während dieser Phase des Beschichtungsvorganges vom Rührwerk 4 ständig umgerührt und in Bewegung gehalten. Nach Erreichen einer Schichtdicke von cirka 15 µm wird das Rührwerk 4 wieder abgeschaltet. Das Nickeldispersionsbad 2 wird nun nicht mehr verwirbelt, und die darin verteilten Diamantkörner sinken infolge der Schwerkraft auf den Boden 5 der Wanne 3. Dadurch wird die Konzentration der im Nickeldispersionsbad 2 verteilten Diamantkörner innerhalb kurzer Zeit so weit herabgesetzt, daß der Spinnrotor 1 sich in einer nahezu reinen Nickeldispersion befindet. Während dieser Phase des Beschichtungsvorgangs mit einer Konzentration der Diamantkörner im Nickeldisperionsbad 2, die gegen Null geht oder Null beträgt, wird auf die hartstoffkörnerhaltige Schicht 7 eine weitere im wesentlichen hartstoffkörnerfreie Schicht 9 von etwa 7 µm bis 8 µm Dicke aufgetragen.
Durch erneutes Aktivieren des Rührwerkes 4 wird auf die hartstoffkörnerfreie Schicht 9 eine zweite hartstoffkörnerhaltige Schicht 10 von cirka 10 µm Dicke und durch erneutes Deaktivieren des Rührwerks eine abschließend weitgehend hartstoffkörnerfreie Schicht 11 von cirka 2 µm aufgebracht.
Der Aufbau der Schichten auf der Oberfläche des aus Stahl bestehenden Grundkörpers 12 des Spinnrotors 1 ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Die hartstoffkörnerhaltigen Schichten 7, 10 und die hartstoffkörnerfreien Schichten 6, 9, 11 können alternativ in an sich bekannter Weise nacheinander in zwei getrennten Bändern aufgetragen werden.
Wird ein erfindungsgemäß beschichteter Spinnrotor 1 mit einem aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellten Schaber während eines an sich bekannten und daher nicht näher beschriebenen Reinigungsvorgangs gereinigt und tritt dabei ein unerwünschtes Ausbrechen beziehungsweise Abplatzen eines Stückes der Verschleißschicht auf, hat sich gezeigt, daß an der beschädigten Stelle nur die obere hartstoffkörnerhaltige Schicht 10 teilweise oder in voller Schichtdicke bis zur beziehungsweise bis in den Bereich der hartstoffkörnerfreien Schicht 9 abgelöst ist. Die tiefere hartstoffkörnerhaltige Schicht 7 bleibt erhalten und bietet einen Verschleißschutz und gegebenenfalls die gewünschte Rauheit in vergleichbarer Weise, wie es vor dem Ablösen der Fall war.
Verschleißschutz und Spinneigenschaften des erfindungsgemäßen Spinnrotors bleiben nach den durch Herausbrechen beziehungsweise Abplatzen von Stücken der Beschichtung mit eingebetteten Hartstoffkörnern aufgetretenen Beschädigungen der Oberfläche im Unterschied zu üblichen Spinnrotoren erhalten. Dies bedeutet eine erhebliche Verlängerung der Standzeit des Spinnrotors 1 bei Auftreten der Beschädigung und damit eine deutliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Spinnprozesses.

Claims (7)

  1. Spinnrotor für eine Offenend-Spinnmaschine, bei dem zumindest die Flächen, die mit den Fasern oder dem Faden in Berührung kommen, eine darauf aufgebrachte Beschichtung aus einem Nicht-Eisen-Metall mit darin eingebetteten Hartstoffkörnern aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Beschichtung aus mindestens zwei hartstoffkörnerhaltigen Schichten (7, 10) besteht und zwischen den hartstoffkörnerhaltigen Schichten (7, 10) jeweils eine im wesentlichen hartstoffkörnerfreie Zwischenschicht (9) vorhanden ist.
  2. Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nicht-Eisen-Metall Nickel ist.
  3. Spinnrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus einem Nickeldispersionsbad (2) abgeschieden sind, in dem die Konzentration der darin verteilten Hartstoffkörner vorgebbar ist.
  4. Spinnrotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffkörner Diamantkörner (8) sind.
  5. Spinnrotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hartstoffkörnerhaltigen Schichten (7, 10) mindestens 10 µm dick sind.
  6. Spinnrotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hartstoffkörnerfreien Zwischenschichten (9) zwischen 2 µm und 10 µm dick sind.
  7. Spinnrotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nicht-Eisen-Metall härtbar und der Spinnrotor (1) einer Wärmebehandlung zur Härtesteigerung unterzogen worden ist.
EP00119748A 1999-10-02 2000-09-11 Beschichtung von Spinnrotoren für Offenend-Rotorspinnmaschinen Expired - Lifetime EP1096044B1 (de)

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EP1096044A1 true EP1096044A1 (de) 2001-05-02
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EP00119748A Expired - Lifetime EP1096044B1 (de) 1999-10-02 2000-09-11 Beschichtung von Spinnrotoren für Offenend-Rotorspinnmaschinen

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