WO1999051802A1 - Ring für ringspinn- und ringzwirnmaschinen - Google Patents

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WO1999051802A1
WO1999051802A1 PCT/CH1998/000124 CH9800124W WO9951802A1 WO 1999051802 A1 WO1999051802 A1 WO 1999051802A1 CH 9800124 W CH9800124 W CH 9800124W WO 9951802 A1 WO9951802 A1 WO 9951802A1
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ring
hard chrome
chrome layer
core
layer
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PCT/CH1998/000124
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Inventor
Jörg KÄGI
Original Assignee
Bräcker Ag
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
    • D01H7/602—Rings

Definitions

  • the invention relates to a ring for ring spinning and ring twisting machines.
  • a ring for a ring spinning or ring twisting machine must have an optimized surface that is adapted to the requirements in order to enable a ring traveler that rotates on the ring at speeds of up to 55 m / s to run smoothly and with as little wear as possible .
  • the surface of the ring must be as smooth and hard as possible and may only oppose the ring traveler with a low running resistance.
  • the ring should be low-wear, since with increasing wear of the ring, the smooth running of the ring traveler on the ring is impaired, which can lead to increased thread breaks.
  • the wear of the ring traveler also increases, which leads to shorter service lives of the ring traveler and ring, which in turn, like the increased thread breaks, increases the production costs.
  • the object of the present invention is therefore to create a ring for ring spinning and ring twisting machines, which enables rings and ring travelers to be used more economically.
  • a hard chrome layer which is preferably applied directly to a core of the ring, gives the ring a very hard, wear-resistant surface that adheres firmly to the core of the ring.
  • the hard chrome layer can be problem-free be used as a coating for the ring, although very high temperatures (up to approx. 1000 ° C) can occur on the rings during the rapid rotation of the ring travelers.
  • very high temperatures up to approx. 1000 ° C
  • a person skilled in the art knows (cf. Schatt: "Materials of machine, plant and apparatus construction", VEB German Publishing House for Basic Industry, Leipzig 1982, p. 144) that hard chrome layers soften at temperatures above 400 ° C, which is why the use of hard chrome - coatings for rings have never been considered.
  • the core of the ring advantageously has a core surface which has been polished before the hard chrome layer is applied.
  • the core can also be coated with a copper or nickel layer, which in turn is then polished and on which the hard chrome layer is arranged.
  • Such nickel or copper layers on the core and under the hard chrome layer are particularly advantageous under corrosive operating conditions of the ring.
  • a hard chrome layer applied to a polished core surface has a very smooth surface, which causes a ring rotor to run very smoothly on the hard chrome-plated ring. Commissioning without ring run-in is therefore possible without any problems, which greatly reduces the loss of production due to run-in times.
  • a ring whose hard chrome layer applied to the core of the ring also has a polished surface offers particular advantages, since the polishing of the surface of the hard chrome layer rounds off sharp-edged tips of chrome crystals that can protrude from the surface of the hard chrome layer. These pointed, sharp-edged crystals of the hard chrome layer have a file-like effect and cause excessive wear on objects sliding or sliding over the hard chrome layer. These file-like properties of the previously known hard chrome layers are another reason why Hard chrome layers have never been considered for rings for ring spinning or ring twisting machines. However, if the hard crystal tips of the hard chrome layer are rounded off by polishing, this problem is eliminated.
  • the ring only has a low running resistance against the ring traveler rotating on it and there is no increased wear on the ring traveler.
  • the roughness of the core surface before the hard chrome layer is applied is, for example, Ra 0-0.3 ⁇ m, preferably less than 0.2 ⁇ m.
  • the surface of the hard chrome layer applied thereon also shows a roughness of approximately 0.15 ⁇ m.
  • the core of the ring is made of tempered steel. Large centrifugal forces can arise from the high speeds at which the ring rotors rotate on the rings, so that the ring rotors
  • Thread breaks at these rotational speeds can lead to a sudden impact load on the ring
  • the base material of the ring is a tempered steel, so the material underneath the hard chrome layer does not yield, even under high pressure and sudden impact loads, and the ring can withstand these loads without it Survive damage to the hard chrome layer and the underlying core.
  • the lifespan of the ring is increased, and even after an event, such as a thread break, the ring traveler can continue to run smoothly on the ring with little wear.
  • Tempered roller bearing steel has proven to be particularly suitable for use as the core of a ring.
  • Corrosion resistance making them suitable for use in extreme conditions such as wet spinning are particularly suitable.
  • the hard chrome layer advantageously has a thickness between 1 .mu.m and 60 .mu.m, the layer thickness in a preferred embodiment being the thickest in the area of the highest stress, that is to say in those areas of the ring which come into contact with the ring traveler during its movement on the ring is.
  • a ring that has the hard chrome layer only in the areas that form contact surfaces between the ring and ring traveler when the ring traveler runs on the ring, as well as a ring completely coated with a hard chrome layer leads to better running properties of the ring traveler on the ring and thus to a longer service life , fewer thread breaks and less wear on the ring itself, which means that even with such a ring, the ring and ring traveler can be used more economically.
  • the ring has at least one electrical contact point, via which the ring is supplied with current during the application of the hard chrome layer. This electrical contact point is advantageously located in the area of a seat, which lies opposite the area having the contact surfaces, for example a flange.
  • This arrangement ensures that there are no undesirable unevenness, roughness or other disturbances in the area of the contact surfaces due to the electrical contact points in the hard chrome layer or on the surface of the ring. Even if the location of the electrical contact points can no longer be located by the eye after the hard chrome layer has been polished, the hard chrome layer can nevertheless have micro-faults at these locations, which have a negative influence on the wear resistance or running of the ring traveler or the wear resistance of the ring.
  • a hard chromium-plated ring according to the invention can advantageously be used in all spinning and twisting mills that work with ring spinning or ring twisting machines, since the production costs can be reduced by using such a ring.
  • the ring offers special advantages wherever materials are processed that release lubricating substances, such as animal fat or fibers with lubricating properties, in the area of the ring and the ring traveler.
  • the ring is particularly suitable for processing cotton with its short, lubricating fibers.
  • the surface of the ring has a very high wear resistance and only offers a low running resistance to the ring traveler, so that it runs on such a ring with very little wear, no additional lubrication, such as with molybdenum disulfide lubricant, is required to ensure long service life and continuous work to ensure with few thread breaks. Even for conditions as extreme as they are occur when wet spinning, the ring is very suitable. Good corrosion resistance, as is particularly important under these conditions, is achieved with a ring rotor, the hard chrome layer of which is pre-nickel-plated or copper-coated, for example.
  • Fig. 2a to 2c rings with different flange profiles in cross section with matching ring travelers
  • FIG. 3b shows the ring from FIG. 2a with the core surface only partially coated
  • FIG. 3b shows the ring from FIG. 2a with a completely coated core and indicated layer thickness distribution of the hard chrome layer on this core.
  • FIG. 1 shows, in perspective, part of a ring 10 coated with a hard chrome layer 26 (not explicitly shown) with a core 11 made, for example, from tempered roller bearing steel, one side of which is designed as a T-flange 12.
  • the side opposite the flange 12 is designed as a seat 18, wherein the seat 18 can be designed in a wide variety of ways, for example also as shown in FIG. 2c.
  • the annular core 11 of the ring 10 has a polished core surface 28.
  • an electrical contact point 19 indicated by dashed lines in FIG. 1), via which the ring is supplied with current during the electrochemical application of the hard chrome layer.
  • the core 11 of the ring 10, which has a core surface 28, can either be coated with another layer, for example a nickel or copper layer, or it can, as in this example, be anodically etched so that all oxides, impurities or, for example, also intermediate preservatives or the like are removed from the core surface 28 and the hard chrome layer 26 can be deposited directly on the core surface 28.
  • a suitable C-shaped ring traveler 14 runs in the direction of arrow I. Due to the centrifugal force acting on the ring traveler 14 during the rotation (arrow F), the ring traveler becomes 14 on the ring 10 in the radial direction with respect to the ring 10 pressed outwards. An invisible flank of the C-shaped ring traveler 14 hangs on the radially inner side 16 of the flange 12 of the ring 10 and thus holds the ring traveler 14 on the ring 10.
  • 2a and 2b each show a sectional view of two embodiment forms of hard chrome-plated rings 10 with T flanges 12 and with matching C-shaped ring travelers 14 which are also designed somewhat differently.
  • 2c shows the section of a hard chrome-plated ring 10, the core 11 of which is designed in the form of an oblique flange 17. Also formed from the core 11, a seat 18, which in this example has a square cross section, is arranged opposite the inclined flange 17. A matching hook-shaped ring traveler 19 is shown on the inclined flange 1 ′′ . All ring travelers 14, 19 are shown in a position with respect to the respective flange 12, 17 that they are during of the company in relation to the ring 10.
  • this contact surface 24 the stress on the ring 10 with regard to wear, temperature, pressure, etc. is greatest.
  • a hard chrome layer 26 is thickest in this area of the ring 10.
  • the ring from FIG. 2a is shown again in section.
  • the hard chrome layer 26 only covers part of the core surface 28 in FIG. 3a, while the core 11 of the ring 10 shown in FIG. 3b is completely covered with the hard chrome layer 26.
  • the hard chrome layer 26 is applied directly to the polished core surface 28 of the core 11 of the respective ring 10. Because a fader. 30, which is guided through the ring traveler 14, 19 during operation (indicated by dashed lines in FIG. 1) and is under different tension depending on the speed, type of thread and machine settings, the area of the ring 10 or its flange 12, 17 which forms the contact surface 24 with the ring traveler 14, 19 vary locally. A region A on the radially inner side 16 of the flange 12 of the ring 10, on which the contact surface 24 can form during operation, is therefore chosen to be somewhat larger than the contact surface 24 actually formed at this point.
  • FIG. 3a shows an embodiment in which the hard chrome layer 26 is applied primarily in area A and a little in a transition area B, which can also be loaded (see below).
  • the remaining area C of the ring 10 is not coated with the hard chrome layer 26.
  • Such a ring 10 has the same advantages, less wear of ring 10 and ring traveler 14, 19, high running smoothness, few thread breaks, etc., as a completely chrome-plated ring 10.
  • the thickness of the hard chrome layer 26 in area A is e.g. 20-40 ⁇ m.
  • the hard chrome layer 26 has an average thickness of 10 to 25 ⁇ m.
  • the layer thickness in the remaining area C, which makes up the remaining part of the ring 10, is at least 4 ⁇ m.
  • the reason for the average layer thickness of the hard chrome layer 26 in the transition area B of the ring 10 is that during operation with an unfavorable parameter setting (thread type, thread thickness, ring traveler shape, ring traveler weight etc.) there is also a contact surface 24 between ring traveler 14 in this transition area B. 19 and ring 10 can form.
  • the ring 10 does not immediately show damage after a single operation with such an unsuitable parameter setting and can continue to be used without any problems, it is useful for the ring 10 to have a somewhat thicker hard chrome layer 26 in this area B than in the remaining area C.
  • the surface 32 of the hard chrome layer 26 is polished in both examples, at least in area A, for example to Ra 0.2 ⁇ m. So that the core 11 of the ring 10 is just as resistant as the hard chrome layer 26 applied to it, the core 11 is, for example, a roller bearing steel with a tempered surface. Impact or pressure loads can thus be absorbed by the ring 10 without the hard chrome layer 26 being damaged due to the yielding of an underlying core 11 made of relatively "soft" material.
  • the base material for core 11 such as tempered roller bearing steel.
  • the core can be coated with a nickel or copper layer for better corrosion resistance.
  • the hard chrome layer itself can also be an ECD or a topocrom layer.

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Abstract

Der Ring (10) für eine Ringspinn- oder Ringzwirnsmaschine, umfasst einen ringförmigen Kern (11), welcher eine Hartchrombeschichtung (26) aufweist.

Description

Ring für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen
Die Erfindung betrifft einen Ring für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen .
Ein Ring für eine Ringspinn- bzw. eine Ringzwirnmaschine muss neben einer präzise gearbeiteten Form eine den Anforderungen angepasste, optimierte Oberfläche aufweisen, um einem Ringläufer, der mit Geschwindigkeiten bis zu 55m/s auf dem Ring umläuft, ein ruhiges und möglichst verschleissarmes Laufen zu ermöglichen. Hierfür muss die Oberfläche des Rings möglichst glatt und hart sein und darf dem Ringläufer nur einen geringen Laufwiderstand entgegen setzen. Der Ring sollte verschleissarm sein, da mit zunehmendem Verschleiss des Ringes auch der ruhige Lauf des Ringläufers auf dem Ring beeinträchtigt wird, was zu vermehrten Fadenbrüchen führen kann. Ausserdem nimmt mit zunehmenden Verschleissdefekten des Rings auch der Verschleiss des Ringläufers zu, was zu geringeren Standzeiten von Ringläufer und Ring führt, was wiederum, wie auch die vermehrten Fadenbrüche, die Produktionskosten erhöht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ring für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen zu schaffen, der einen wirtschaftlicheren Einsatz von Ringen und Ringläufern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfüllt durch einen Ring, der die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Durch eine Hartchromschicht, die vorzugsweise direkt auf einem Kern des Rings aufgebracht ist, erhält der Ring eine sehr harte, verschleissfeste Oberfläche, die fest am Kern des Ringes haftet. Vorteilhaft sind Härtewerte der Hartchromschicht gemessen nach Vickers HV 0.05 von 900 bis 1300, vorzugsweise mit Werten über 1000. Erstaunlicherweise kann die Hartchromschicht problemlos als Beschichtung für den Ring verwendet werden, obwohl beim schnellen Umlaufen der Ringläufer auf den Ringen sehr hohe Temperaturen (bis ca. 1000°C) auftreten können. Einem Fachmann ist bekannt (vgl. Schatt: „Werkstoffe des Maschinen -, Anlagen- und Apparatebaues", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1982, S. 144), dass Hartchromschichten bei Temperaturen über 400°C erweichen, weshalb die Verwendung von Hartchrom- beschichtungen für Ringe bisher nie in Betracht gezogen wurden.
Vorteilhafterweise weist der Kern des Ringes eine Kernoberfläche auf, die vor dem Aufbringen der Hartchromschicht poliert worden ist. Der Kern kann dabei auch mit einer Kupfer- oder Nickelschicht beschichtet sein, welche dann ihrerseits poliert ist und auf der die Hartchromschicht angeordnet ist. Besonders vorteilhaft sind solche Nickel- oder Kupferschichten auf dem Kern und unter der Hartchromschicht bei korrosiven Einsatzbedingungen des Rings. Eine auf eine polierte Kernoberfläche aufgebrachte Hartchromschicht weist eine sehr glatte Oberfläche auf, was einen sehr ruhigen Lauf eines Ringläufers auf dem derart hartverchromten Ring bewirkt. Inbetriebnahmen ohne Ringeinlauf sind daher ohne Probleme möglich, was den Produktionsverlust durch EinlaufZeiten stark reduziert.
Ein Ring, dessen auf den Kern des Ringes aufgebrachte Hartchromschicht ebenfalls eine polierte Oberfläche aufweist, bietet besondere Vorteile, da durch das Polieren der Oberfläche der Hartchromschicht scharfkantige Spitzen von Chromkristallen, die aus der Oberfläche der Hartchromschicht herausragen können, abgerundet werden. Diese spitzen, scharfkantigen Kristalle der Hartchromschicht wirken feilenähnlich und führen bei über die Hartchromschicht gleitenden oder rutschenden Gegenständen zu einem starken Verschleiss. Diese feilenähnlichen Eigenschaften der bisher bekannten Hartchromschichten sind ein weiterer Grund, weshalb Hartchromschichten bisher nie für Ringe für Ringspinnoder Ringzwirnmaschinen in Betracht gezogen wurden. Werden die harten Kristallspitzen der Hartchromschicht aber durch polieren abgerundet, so wird dieses Problem beseitigt. Der Ring setzt dem auf ihm umlaufenden Ringläufer nur noch einen geringen Laufwiderstand entgegen und es tritt kein erhöhter Verschleiss am Ringläufer auf. Werden also die Kernoberfläche und die Oberfläche der Hartchromschicht poliert, so erhält man eine sehr glatte, harte und verschleissfeste Ringoberfläche, auf welcher der Ringläufer mit geringem Verschleiss umlaufen kann. Die Rauheit der Kerneberfläche beträgt dabei vor dem Aufbringen der Hartchromschicht z.B. Ra 0-0,3 um vorzugsweise unter 0,2 um. Ξei einem Wert Ra der Kernoberfläche von z.B. 0.15 um zeigt auch die Oberfläche der darauf aufgebrachte Hartchromschicht eine Rauheit von ungefähr 0.15 μm.
Werden strukturierte Hartchromschichten (sog. Topocrom- Schichten) und/oder Chromdispersionsschichten, in denen nichtmetallische Komponenten angereichert sir.d (ECD- Schichten) eingesetzt, so lassen sich die Eigenschaften der Hartchromschicht variieren und den jeweiligen Anforderungen genau anpassen.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Kern des Rings aus vergütetem Stahl ist. Aus den hohen Geschwindigkeiten, mit denen die Ringläufer auf den Ringen umlaufen, können grosse Fliehkräfte entstehen, so dass die Ringläufer den
Ring mit entsprechenden Druckkräften belasten.
Fadenbrüche bei diesen Umlaufgeschwindigkeiten können zu einer plötzlichen Schlagbelastung des Rings durch den
Ringläufer führen. Ein zu weiches Grundmaterial des Kerns führt bei derartigen Druck- oder Schlagbelas~ungen zu
Schäden am Kern und an der Hartchromschicht. Ist das
Grundmaterial des Rings dagegen ein vergüteter Stahl, so gibt das unter der Hartchromschicht liegende Material auch bei hoher Druck- und plötzlicher Schlagbelastung nicht nach und der Ring kann diese Belastungen auch ohne Beschädigung der Hartchromschicht und des darunterliegenden Kerns überstehen. Dies ist möglich, weil die Beschichtung mit der Hartchromschichu bei Temperaturen unterhalb von 100°C erfolgt und dadurch die Eigenschaften, wie z.B. die Härte, des Grundmaterials nicht mehr z.B. durch Rekristallisation oder Wärmediffusionsprozesse verändert werden. Die Lebensdauer des Ringes wird erhöht, und auch nach einem Ereignis, wie z.B. einem Fadenbruch, ist weiterhin ein ruhiges, verschleissarmes Laufen des Ringläufers auf dem Ring möglich. Als besonders geeignet für den Einsatz als Kern eines Ringes hat sich vergüteter Wälzlagerstahl erwiesen.
Ringe, die einen Kern mit einer Nickel- oder
Kupferschicht aufweisen, welche unter der Hartchrom- Schicht angeordnet ist, zeigen eir.e besonders gute
Korrosionsbeständigkeit, so dass sie für den Einsatz unter extremen Bedingungen, wie z.B. dem Nassspinnen, besonders geeignet sind.
Die Hartchromschicht weist vorteilhaft eine Dicke zwischen 1 um und 60 um auf, wobei die Schichtdicke in einer bevorzugten Ausführungsform im Eereich der höchsten Beanspruchung, also in solchen Bereichen des Rings, die mit dem Ringläufer während seines Laufes auf dem Ring in Kontakt kommen, am dicksten ist.
Ein Ring, der die Hartchromschicht nur in den Bereichen aufweist, die beim Laufen des Ringläufers auf dem Ring Kontaktflächen zwischen Ring und Ringläufer bilden, führt ebenso wie ein völlig mit einer Hartchromschicht beschichteter Ring zu besseren Laufeigenschaften des Ringläufers auf dem Ring und damit zu höheren Standzeiten, zu weniger Fadenbrüchen und auch zu einem geringeren Verschleiss am Ring selber, wodurch auch mit solch einem Ring ein wirtschaftlicherer Einsatz von Ring und Ringläufer möglich ist. Der Ring weist zumindest eine Elektrokontaktstelle auf, über die der Ring während des Aufbringens der Hartchromschicht mit Strom versorgt wird. Dies Elektrokontaktstelle befindet sich vorteilhafterweise im Bereich eines Sitzes, der dem die Kontaktflächen aufweisenden Bereich, z.B. einem Flansch, gegenüberliegt. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dass im Bereich der Kontaktflächen keine unerwünschten Unebenheiten, Rauheiten oder andere Störungen durch die Elektrokontaktstellen in der Hartchromschicht oder auf der Oberfläche des Ringes entstehen. Auch wenn nach dem polieren der Hartchromschicht der Ort der Elektrokontaktstellen von Auge nicht mehr lokalisiert werden kann, so kann die Hartchromschicht an diesen Orten doch Mikrostörungen aufweisen, welche den Verschleiss- widerstand oder Lauf des Ringläufers oder den Verschleisswiderstand des Ringes negativ beeinflussen.
Verwendet werden kann ein erfindungsgemässer, hartverchromter Ring vorteilhaft in allen Spinnereien und Zwirnereien, die mit Ringspinn- bzw. mit Ringzwirnmaschinen arbeiten, da durch die Verwendung eines solchen Ringes die Produktionskosten gesenkt werden können. Spezielle Vorteile bietet der Ring überall dort, wo Materialien verarbeitet werden, die beim Verarbeiten schmierende Substanzen, wie z.B. tierisches Fett oder Fasern mit schmierenden Eigenschaften, im Bereich des Rings und des Ringläufers abgeben. Ganz besonders geeignet ist der Ring für die Verarbeitung von Baumwolle mit ihren kurzen schmierend wirkenden Fasern. Da die Oberfläche des Rings einen sehr hohen Verschleisswiderstand aufweist und dem Ringläufer nur einen geringen Laufwiderstand entgegensetzt, so dass dieser auf einem solchen Ring sehr verschleissarm läuft, bedarf es keiner zusätzlichen Schmierung, wie z.B. mit Molybdändisulfid- Schmierstoff, um hohe Standzeiten und ein kontinuierliches Arbeiten mit wenigen Fadenbrüchen zu gewährleisten. Selbst für so extreme Bedingungen, wie sie beim Nassspinnen auftreten, ist der Ring sehr gut geeignet. Eine gute Korrosionsbeständigkeit, wie sie unter diesen Bedingungen besonders wichtig ist, wird mit einem Ringläufer erreicht, dessen Hartchromschicht z.B. unternickelt oder unterkupfert ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Verwendungen sind Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche.
Anhand der Figuren 1 bis 3 wird im Folgenden die Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 einen Teil eines Ringes mit einem T-
Flansch und mit einem auf ihm umlaufenden Ringläufer;
Fig. 2a bis 2c Ringe mit verschiedenen Flanschprofilen im Querschnitt mit jeweils passenden Ringläufern
Fig. 3b den Ring aus Fig. 2a mit nur teilweise beschichteter Kernoberfläche; und
Fig. 3b den Ring aus Fig. 2a mit vollständig beschichteten Kern und angedeuteter Schichtdickenverteilung der Hartchromschicht auf diesem Kern.
Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines mit einer Hartchromschicht 26 (nicht explizit dargestellt) beschichteten Ringes 10 mit einem z.B. aus vergütetem Wälzlagerstahl hergestellten Kern 11, dessen eine Seite als T-Flansch 12 ausgebildet ist. Die dem Flansch 12 gegenüberliegende Seite ist als Sitz 18 ausgebildet, wobei der Sitz 18 auf unterschiedlichste Weise ausgestaltet sein kann, beispielsweise auch wie in Fig. 2c dargestellt. Der ringförmige Kern 11 des Ringes 10 weist eine polierte Kernoberfläche 28 auf. Im Bereich des Sitzes 18 befindet sich eine Elektrokontaktstelle 19 (in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) , über die der Ring während des elektrochemischen Aufbringens der Hartchromschicht mit Strom versorgt wird. Vor dem kathodischen Abscheiden des Chroms am Ring 10 kann der Kern 11 des Rings 10, der eine Kernoberfläche 28 aufweist, entweder mit einer anderen Schicht, z.B. einer Nickel- oder Kupferschicht beschichtet werden, oder er kann, so vie in diesem Beispiel, anodisch geätzt werden, damit alle Oxide, Verunreinigungen oder z.B. auch Zwischenkonservierungsmittel o.a. von der Kernoberfläche 28 entfernt werden und die Hartchromschicht 26 direkt an der Kernoberfläche 28 abgeschieden werden kann.
Auf dem T-Flansch 12, des in Fig. 1 gezeigten, hartverchromten Rings 10, läuft ein passender C-förmiger Ringläufer 14 in Richtung des Pfeiles I. Durch die während des Umlaufes auf den Ringläufer 14 wirkende Fliehkraft (Pfeil F) wird der Ringläufer 14 auf dem Ring 10 in bezüglich dem Ring 10 radialer Richtung nach aussen gedrückt. Eine nicht sichtbare Flanke des C-förmigen Ringläufers 14 hängt auf der radial innen liegenden Seite 16 des Flansches 12 des Ringes 10 ein und hält den Ringläufer 14 so auf dem Ring 10.
In den Fig. 2a und 2b sind jeweils in. Schnitt zwei Ausgestaltungsformen von hartverchromten Ringen 10 mit T- Flanschen 12 und mit dazu passenden ebenfalls etwas unterschiedlich ausgestalteten C-förmigen Ringläufern 14 dargestellt. In Fig. 2c ist dagegen der Schnitt eines hartverchromten Ringes 10 dargestellt, dessen Kern 11 in Form eines Schrägflansches 17 ausgebildet ist. Ebenfalls aus dem Kern 11 geformt ist dem Schrägflansch 17 gegenüber ein in diesem Beispiel einen quadratisehen Querschnitt aufweisender Sitz 18 angeordnet. Auf dem Schrägflansch 1" ist ein dazu passender, hakenförmiger Ringläufer 19 gezeigt. Alle Ringläufer 14, 19 sind in einer Position bezüglich des jeweiligen Flansches 12, 17 dargestellt, d e sie während des Betriebes in Bezug auf den Ring 10 einnehmen. Eine jeweils bezüglich des Ringes 10 radial innen liegende Flanke 20, 22 der Ringläufer 14, 19 liegt an der radial innen liegenden Seite 16, 16' des jeweiligen Flansches 12, 17 an, so dass sich zwischen dem Ringläufer 14, 19 und dem Flansch 12, 17 des jeweiligen Ringes 10 eine Kontaktfläche 24 bildet. Im Bereich dieser Kontaktfläche 24 ist die Beanspruchung des Ringes 10 im Bezug auf Verschleiss, Temperatur, Druck usw. am grössten. Um dieser Belastung entsprechend zu begegnen, ist eine Hartchromschicht 26 in diesem Bereich des Ringes 10 am dicksten.
In den Fig. 3a und 3b ist der Ring aus Fig. 2a nochmals im Schnitt dargestellt. Die Hartchromschicht 26 bedeckt in Fig. 3a nur einen Teil der Kernoberfläche 28, während der Kern 11 des in Fig. 3b gezeigte Ringes 10 vollständig mit der Hartchromschicht 26 überzogen ist. Die Hartchromschicht 26 ist direkt auf die polierte Kernoberfläche 28 des Kerns 11 des jeweiligen Ringes 10 aufgebracht. Da ein Fader. 30, der während des Betriebes durch den Ringläufer 14, 19 hindurchgeführt ist (in Fig. 1 gestrichelt angedeutet), je nach Geschwindigkeit, Fadenart und Maschineneinstellungen unter einer unterschiedlich starken Spannung steht, kann der Bereich des Ringes 10 bzw. seines Flansches 12, 17, der mit dem Ringläufer 14, 19 die Kontaktfläche 24 bildet örtlich variieren. Ein Bereich A auf der radial innen liegenden Seite 16 des Flansches 12 des Ringes 10, an dem sich im Betrieb die Kontaktfläche 24 ausbilden kann, wird daher etwas grösser gewählt, als die sich tatsächlich an dieser Stelle bildende Kontaktfläche 24.
Da dieser Bereich A, in dem sich die Kontaktfläche 24 während des Betriebes ausbilden wird, den höchsten Belastungen ausgesetzt ist, wird die Hartchromschicht 26 entweder mehr oder weniger nur in diesem Bereich A (vgl. Fig. 3a ) oder in diesem Bereich A am dicksten (vgl. Fig. 3b) aufgebracht. — 9 —
Fig. 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel in dem die Hartchromschicht 26 vornehmlich im Bereich A und noch ein wenig in einem Übergangsbereich B, der auch belastet sein kann (siehe weiter unten), aufgebracht ist. Der Restbereich C des Ringes 10 ist nicht mit der Hartchromschicht 26 beschichtet. Ein derartiger Ring 10 weist die gleichen Vorteile, geringer Verschleiss von Ring 10 und Ringläufer 14, 19, hohe Laufruhe, wenig Fadenbrüche usw., auf wie ein vollständig verchromter Ring 10.
In dem in Fig. 3b gezeigten, vollständig beschichteten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der Hartchromschicht 26 im Bereich A z.B. 20-40 um. In einem Übergangsbereich B auf der radial innen liegenden Seite 16 des Flansches 12 weist die Hartchromschicht 26 eine mittlere Dicke von 10 bis 25 um auf. Die Schichtdicke im Restbereich C, der den übrigen Teil des Ringes 10 ausmacht, liegt bei mindestens 4 um. Der Grund für die mittlere Schichtdicke der Hartchromschicht 26 im Übergangsbereich B des Ringes 10, liegt darin, dass sich während des Betriebes bei ungünstiger Parametereinstellung (Fadenart, Fadenstärke, Ringläuferform, Ringläufergewicht usw.) auch in diesem Übergangsbereich B eine Kontaktfläche 24 zwischen Ringläufer 14, 19 und Ring 10 bilden kann. Damit der Ring 10 nach einem einmaligen Betrieb mit einer solchen ungeeigneten Parametereinstellung nicht sofort Beschädigungen aufweist und weiterhin problemlos verwendet werden kann, ist es nützlich, dass der Ring 10 in diesem Bereich B eine etwas dickere Hartchromschicht 26 aufweist als im Restbereich C.
Um ein ruhiges und vor allem verschleissarmes Laufen des Ringläufers 14, 19 auf dem Ring 10 zu gewährleisten ist die Oberfläche 32 der Hartchromschicht 26 in beiden Beispielen zumindest im Bereich A z.B. auf Ra 0.2 um poliert. Damit der Kern 11 des Ringes 10 ebenso widerstandsfähig ist wie die auf ihn aufgebrachte Hartchromschicht 26, ist der Kern 11 beispielsweise ein Wälzlagerstahl mit einer vergüteten Oberfläche. Schlag oder Druckbelastungen können so vom Ring 10 aufgenommen werden, ohne dass die Hartchromschicht 26 aufgrund eines Nachgebens eines darunterliegenden Kerns 11 aus relativ "weichem" Material beschädigt würde. Als Grundmaterial für den Kern 11 sind aber natürlich auch andere Materialien, wie z.B. andere einsatzgehärtete, vergütete und auch nichtvergütete Stähle, Keramiken, Kunststoffe oder z.B. Verbundwerksstoffe denkbar, die vergleichbare Eigenschaften, z.B. Härte, Schlagzähigkeit usw. aufweisen, wie ein vergüteter Wälzlagerstahl. Für eine bessere Korrosionsbeständigkeit kann der Kern mit einer Nickel - oder Kupferschicht beschichtet sein. Die Hartchromschicht selbst kann auch eine ECD- oder eine Topocrom-Schicht sein.
Wie die unterschiedlichen Formen der in den Fig. 2a bis 2c gezeigten Ringe 10 bereits angedeutet haben, eignen sich alle Ringformen, um als Ring 10 mit Hartchromschicht 26 ausgebildet zu werden. Auch bezüglich des Materials und der Form des Ringläufers 14, 19 gibt es keine Beschränkungen im Bezug auf ihre Verwendbarkeit zusammen mit dem erfindungsgemässen Ring 10.

Claims

WO 99/51802 _ ]_ ]_ _ PCT/CH98/00124Patentansprüche
1. Ring für eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kern (11), welcher eine Hartchro beschichtung (26) aufweist.
2. Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartchromschicht (26) dieser Hartchrombeschichtung eine polierte Oberfläche aufweist und vorzugsweise eine in sich strukturierte und/oder mit nichtmetallischen Komponenten angereicherte Hart- chromschicht ist.
3. Ring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartchromschicht (26) direkt auf dem Kern
(11) des Ringes (10) aufgebracht ist und der unter der Hartchromschicht (26) befindliche Kern (11) eine insbesondere polierte Kernoberfläche (28) aufweist.
4. Ring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11) mit einer Kupfer- oder Nickelschicht beschichtet ist und diese Kupfer- oder Nickelschicht eine insbesondere polierte Oberfläche aufweist.
5. Ring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (11) des Rings
(10) aus Stahl ist, insbesondere aus einem vergüteten Stahl.
6. Ring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartchromschicht (26) zwischen 1 m und 60 um dick ist, eine Härte HV zwischen 900 und 1200 und eine Rauheit Ra von insbesondere bis zu 0.3 um aufweist.
7. Ring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Kontaktfläche (24) aufweist, welche durch die sich beim Laufen eines Ringläufers (14, 19) auf dem Ring (10) ergebenden Berührungsstellen bestimmt ist, und dass zumindest die Kontaktfläche (24) eine Hartchromschicht (26) aufweist, wobei, sollten weitere Flächen eine Hartchromschicht (26) aufweisen, die Hartchromschicht (26) der Kontaktflächen am dicksten ist.
8. Ring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10) an einem der Seite mit der Kontaktfläche (24) , die vorzugsweise als Flansch (12) ausgebildet ist, gegenüberliegenden Sitz (18) eine Elektrokontaktstelle (19) aufweist.
9. Verwendung des Rings (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verarbeitung von fasrigen Materialien, die Substanzen mit schmierenden Eigenschaften abgeben, insbesondere schmierend wirkende Fasern, wie Baumwolle .
10. Verwendung des Rings (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Spinnerei oder Zwirnerei.
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