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WO1999049113A1 - Ringläufer - Google Patents

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WO1999049113A1
WO1999049113A1 PCT/CH1998/000113 CH9800113W WO9949113A1 WO 1999049113 A1 WO1999049113 A1 WO 1999049113A1 CH 9800113 W CH9800113 W CH 9800113W WO 9949113 A1 WO9949113 A1 WO 9949113A1
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WO
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ring
ring traveler
phosphate layer
traveler
phosphate
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PCT/CH1998/000113
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg KÄGI
Franz P. Oberholzer
Original Assignee
Bräcker Ag
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Links

Classifications

    • 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
    • D01H7/604—Travellers

Definitions

  • the invention relates to a ring traveler for ring spinning or ring twisting machines.
  • Ring travelers of ring spinning and ring twisting machines are operated at high speeds (30 to 50m / s) with which they move on the rings of the corresponding machines. Both the contact area between ring traveler and ring and the contact area between ring traveler and thread are subject to high wear. In order to increase production, higher running speeds of the ring rotors are required and, in order to reduce costs, a longer service life of the ring rotors.
  • the object of the present invention is therefore to provide an economically more advantageous ring traveler for ring spinning or ring twisting machines.
  • the ring traveler according to the invention has, at least on its running surfaces with which it comes into contact with the ring when running on a ring of a ring spinning or ring twisting machine, a phosphate layer applied by phosphating, the thickness of which is between 0.05 ⁇ m and 10 ⁇ m, layer thicknesses less than 2 ⁇ m are preferable because their surfaces generally have a lower roughness.
  • the ring traveler can also be completely covered by the phosphate layer.
  • steel is preferably used as the base material for the core of the ring traveler, in particular e.g. high carbon (0.5% - 1.5% C) unalloyed or low alloyed steels.
  • high carbon e.g. 0.5% - 1.5% C
  • Ceramics or special plastics conceivable.
  • the phosphated ring traveler shows a very fine crystalline structure with a very smooth surface when cores are used for phosphating, the surface of which is polished.
  • the phosphate layer applied to the steel core of the ring traveler is preferably an iron, zinc or manganese phosphate layer or a compound thereof with alkali or alkaline earth metals, e.g. Lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, radium. It should be taken into account that on ferrous base material, such as Steel, usually some iron phosphate and possibly iron oxides may be present in the phosphate layer.
  • Phosphate layers that have several cations such as iron manganese or iron zinc phosphate layers
  • their compounds with alkali and alkaline earth metals are advantageous, since these have more advantageous properties with respect to roughness, wear and sliding properties compared to phosphate layers with only one type of cation.
  • Iron zinc and zinc phosphate layers combined with alkaline earth metals are particularly advantageous because of their epitaxial, fine crystalline growth.
  • Phosphate layers which are applied to the ring traveler by spraying and dipping, have particularly good properties. These two manufacturing processes - 3 -
  • Driving also have the advantage that they allow a very efficient production of phosphated ring travelers.
  • the ring travelers described with a phosphate layer can be used both in spinning mills and in twisting mills.
  • Your good running properties, e.g. good sliding and low wear are particularly advantageous in combination with steel rings, but they can also be used on other rings, e.g. can be used on sintered, burnished or coated rings.
  • Cotton can be processed particularly advantageously with the ring traveler according to the invention.
  • the ring traveler with a phosphate layer manages with significantly less fiber lubrication, which is also the case with insufficient lubrication, e.g. allowed in compact spinning, higher spindle speeds and rotor life.
  • the short fibers of the cotton showed a very positive interaction with the phosphate layer of the ring traveler and further improved the sliding properties. Fibers, fiber debris and cotton wax are therefore excellently suitable as fiber lubrication for the ring traveler according to the invention.
  • other fibers, natural or synthetic fibers can also be processed with the ring traveler, since it can also be used with additional lubricants (impregnation), such as e.g. with molybdenum disulfide lubricants.
  • the phosphated ring traveler is explained by way of example with reference to FIGS. 1 to 3. Purely schematically, they show:
  • FIG. 2b shows a section along the line A-A of the in Fig.
  • Fig. 3a shows a fully phosphated ring traveler
  • Fig. 3b shows a section along the line B-B of the ring traveler shown in Fig. 3a.
  • La and lb show two C-shaped ring travelers 10, as are typically used on T-flange rings.
  • 1c to 1f show ear-shaped and hook-shaped ring travelers 10 'as are used, for example, on inclined flange rings.
  • 1 denotes the areas which have the running surfaces 1 'of the ring traveler 10, 10' during operation.
  • both flanks a, b can become the running surface 1 ', whereas in the case of ear-shaped or hook-shaped ring travelers 10', the area of the running surface 1 is clearly defined by the shape.
  • ring travelers 10, 10 'of the most varied embodiments and suitable for the most varied ring shapes are suitable for being produced as phosphated ring travelers.
  • an inner side of the ring traveler 10, 10 ′ designated with 3 must be wear-resistant and with good sliding properties - 5 -
  • FIGS. 2a and 2b show a C-shaped ring traveler 10 as an example, which only in the area of its eventual running surfaces 1 ', and here only on the end faces 2 and the inside 3, but not on an outside 4 a phosphate layer 5 is coated. Since the ring traveler can tilt laterally during operation, it is advantageous in the area of the running surfaces 1 not only to coat the inside 3 which is in direct contact with the ring but also the end faces 2 of the ring traveler 10 with the phosphate layer 5, but this is not is absolutely necessary. In the shoulder area 6 of the ring traveler 10, which does not come into contact with the ring during operation, the ring traveler 10 has no phosphate layer 5.
  • the core 7 of the ring traveler 10 consisting of a base material, such as steel, is thus visible on the outside 4 and in the shoulder region 6 of the ring traveler.
  • 3a and 3b show an example of a C-shaped ring traveler 10 which is completely coated with a phosphate layer.
  • Known phosphating processes can be used to produce the phosphated ring traveler 10, 10 ', which include, for example, the following process steps:
  • the surface of the core 7 of the ring traveler 10, 10 ' which e.g. is made of steel, is advantageously finely polished, e.g. to H to 1 ⁇ m, since the surface of the applied phosphate layer 5 roughly corresponds to the roughness of the surface of the core 7.
  • the phosphate layer 5 is applied to the ring traveler 10, 10 'by immersing the ring traveler 10, 10' in a bath of phosphate solution or by spraying with such a solution. After the phosphate layer 5 has been applied to the ring traveler 10, 10 ', the ring traveler 10, 10' is rinsed again and possibly dried.
  • the layer thickness and layer properties of the phosphate layer 5 are known to depend on the parameters selected during production, such as the type of cleaning agent, the composition of the phosphate solution, the exposure time and temperature of the cleaning and phosphating solution.

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Abstract

Der Ringläufer (10, 10') für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen weist einen Kern (7) auf, dessen Oberfläche eine Phosphatschicht (5) aufweist.

Description

Ringläufer
Die Erfindung betrifft einen Ringläufer für Ringspinnoder Ringzwirnmaschinen. Ringläufer von Ringspinn- und Ringzwirn aschinen werden mit hoher Umlaufgeschwindigkeit (30 bis 50m/s) betrieben, mit welcher sie sich auf den Ringen der entsprechenden Maschinen bewegen. Sowohl die Kontaktfläche zwischen Ringläufer und Ring als auch die Kontaktfläche zwischen Rin- gläufer und Faden sind einem hohen Verschleiss unterworfen. Zur Produktionssteigerung werden höhere Laufge- schwindigkeiten der Ringläufer gefordert und zur Kostensenkung auch eine höhere Standzeit der Ringläufer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen wirtschaftlich vorteilhafteren Ringläufer für Ringspinnoder Ringzwirnmaschinen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Ringläufer, der die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Der erfindungsgemässe Ringläufer weist zumindest auf sei- nen Laufflächen, mit denen er beim Laufen auf einem Ring einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine mit dem Ring in Kontakt tritt, eine durch Phosphatieren aufgebrachte Phosphatschicht auf, deren Dicke zwischen 0.05 μm und 10 μm liegt, wobei Schichtdicken unter 2 μm zu bevorzugen sind, da deren Oberflächen in der Regel eine geringere Rauheit aufweisen. Der Ringläufer kann aber auch vollständig von der Phosphatschicht überzogen sein.
Ein Vorteil des erfindungsgemässen Ringläufers ist darin zu sehen, dass die mit einer Phosphatschicht versehenen Laufflächen des Ringläufers einen geringen Verschleiss aufweisen, und der Ringläufer auf dem Ring zudem verbesserte Gleiteigenschaften aufweist, was zu einer höheren - 2 -
Lebensdauer des Ringläufers führt und ausserdem den Einsatz bei höheren Geschwindigkeiten erlaubt.
Unter Berücksichtigung der besonderen Beanspruchungen, wie Verschleiss, hohe Temperaturen, Druck- und Zugspan- nungen usw., denen der Ringläufer während des Betriebes ausgesetzt ist, wird als Grundwerkstoff für den Kern des Ringläufers vorzugsweise Stahl verwendet, insbesondere z.B. hochkohlenstoffhaltige (0.5% - 1.5% C) unlegierte oder niedriglegierte Stähle. Es sind aber auch andere Grundmaterialien für den Kern, wie z.B. Keramik oder spezielle Kunststoffe denkbar. Eine sehr feinkristalline Struktur mit einer sehr glatten Oberfläche zeigt der phosphatierte Ringläufer, wenn Kerne zum Phosphatieren verwendet werden deren Oberfläche poliert ist.
Die auf den Stahlkern des Ringläufers aufgebrachte Phosphatschicht ist vorzugsweise eine Eisen-, Zink-, oder Manganphosphatschicht oder eine Verbindung derselben mit Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie z.B. Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Radium. Dabei ist zu berücksichtigen, dass auf eisenhaltigem Grundmaterial, wie z.B. Stahl, in der Regel immer auch etwas Eisenphosphat und evtl. Eisenoxide in der Phosphatschicht vorhanden sein können. Vorteilhaft sind Phosphatschichten, die mehrere Kationen aufweisen (wie z.B. Eisenmangan- oder Eisenzinkphosphatschichten) und deren Verbindungen mit Alkali- und Erdalkalimetallen, da diese im Verhältnis zu Phosphatschichten mit nur einer Kationensorte bezüglich Rauheit, Verschleiss- und Gleiteigenschaften vorteilhaftere Eigen- Schäften aufweisen. Eisenzink- und Zinkphosphatschichten kombiniert mit Erdalkalimetallen sind besonders vorteilhaft, wegen ihres epitaktischen, feinkristallinen Wachstums .
Besonders gute Eigenschaften weisen Phosphatschichten auf, die durch Spritzen und durch Tauchen auf den Ringläufer aufgebracht sind. Diese beiden Herstellungsver- - 3 -
fahren weisen ausserdem den Vorteil auf, dass sie eine sehr rationelle Herstellung phosphatierter Ringläufer erlauben.
Unerwartet gute Gleiteigenschaften und einen geringen Verschleiss bei gleichzeitig sehr geringer Rauheit der Oberfläche haben feinpolierte Ringläufer aus Stahl mit einer durch Tauchen aufgebrachten Zinkcalciumphosphat- schicht gezeigt.
Die beschriebenen Ringläufer mit Phosphatschicht können sowohl in Spinnereien als auch in Zwirnereien verwendet werden. Ihre guten Laufeigenschaften, wie z.B. gutes Gleiten und geringer Verschleiss, kommen besonders vorteilhaft im Zusammenwirken mit Stahlringen zur Geltung, sie können aber auch auf anderen Ringen, wie z.B. auf gesinterten, brünierten oder beschichteten Ringen verwendet werden.
Baumwolle kann besonders vorteilhaft mit dem erfindungs- gemässen Ringläufer verarbeitet werden. Der mit einer Phosphatschicht versehene Ringläufer kommt mit einer we- sentlich geringeren FaserSchmierung aus, was auch bei Mangelschmierung wie z.B. beim Compact-Spinnen, höhere Spindeldrehzahlen und Lauferstandzeiten erlaubt. Die kurzen Fasern der Baumwolle haben eine sehr positive Wechselwirkung mit der Phosphatschicht des Ringläufers ge- zeigt und die Gleiteigenschaften weiter verbessert. Fasern, Fasertrümmer und Baumwollwachs eignen sich daher ausgezeichnet als FaserSchmierung für den erfindungsge ä- ssen Ringläufer. Es können aber auch andere Fasern, Natur oder Kunstfasern mit dem Ringläufer verarbeitet werden, da er auch mit von aussen zusätzlich eingebrachten Schmiermitteln (Imprägnieren), wie z.B. mit Molybdändisulfidschmierstoffen, eingesetzt werden kann.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Verwendungen sind Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche. - 4 -
Anhand der Figuren 1 bis 3 wird der phosphatierte Ringläufer beispielhaft erläutert. Es zeigen rein schema- tisch:
Fig. la verschiedene Ausführungsformen von Ringläu- bis lf fern;
Fig. 2a einen nur im Bereich seiner Laufflächen phos- phatierten Ringläufer;
Fig. 2b einen Schnitt entlang der Linie A-A des in Fig.
2a dargestellten Ringläufers;
Fig. 3a einen vollständig phosphatierten Ringläufer und
Fig. 3b einen Schnitt entlang der Linie B-B des in Fig. 3a dargestellten Ringläufers.
In den Fig. la und lb sind zwei C-förmige Ringläufer 10 gezeigt, wie sie typischer Weise auf T-Flanschringen eingesetzt werden. Die Fig. lc bis lf zeigt dagegen ohr- und hakenförmigen Ringläufer 10' wie sie z.B. auf Schrägflanschringen verwendet werden. Mit 1 sind jeweils die Bereiche gekennzeichnet, die während des Betriebes die Laufflächen 1' des Ringläufers 10, 10' aufweisen. Dabei können bei den C-förmigen Ringläufern 10 aufgrund ihrer symmetrischen Ausgestaltung beide Flanken a, b zur Lauffläche 1' werden, wohingegen bei ohr- oder hakenförmigen Ringläufern 10' der Bereich der Lauffläche 1 eindeutig durch die Form festgelegt ist. Wie aus diesen Beispielen ersichtlich, sind Ringläufer 10, 10' der verschiedensten Ausführungsformen und für die verschiedensten Ringformen geeignet als phosphatierte Ringläufer hergestellt zu wer- den. Im Bereich der Lauffläche 1 muss natürlich vornehmlich eine mit 3 bezeichnete Innenseite des Ringläufers 10, 10' verschleissfest und mit guten Gleiteigenschaften - 5 -
ausgestattet sein und daher eine Phosphatschicht aufweisen. Bei entsprechender Fadenspannung kann es sich ergeben, dass der Ringläufer 10, 10' seitlich verkippt auf einem Ring entlangläuft, so dass es sich als vorteilhaft erweisen kann auf die beiden Stirnseiten 2 mit einer ver- schleissfesten Oberfläche in Form einer Phosphatschicht zu versehen.
In den Fig. 2a und 2b ist als Beispiel ein C-förmiger Ringläufer 10 gezeigt, der nur im Bereich seiner eventu- eilen Laufflächen 1', und hier auch nur auf den Stirnseiten 2 und der Innenseite 3, nicht aber auf einer Aussenseite 4 mit einer Phosphatschicht 5 beschichtet ist. Da der Ringläufer während des Betriebes seitlich verkippen kann, ist es vorteilhaft im Bereich der Lauf- flächen 1 nicht nur die direkt mit dem Ring in Kontakt stehende Innenseite 3 sondern auch die Stirnseiten 2 des Ringläufers 10 mit der Phosphatschicht 5 zu beschichten, was aber nicht unbedingt notwendig ist. Im Schulterbereich 6 des Ringläufers 10, der während des Betriebes nicht mit dem Ring in Berührung kommt, weist der Ringläufer 10 keine Phosphatschicht 5 auf. Der aus einem Grundmaterial, wie z.B. Stahl, bestehende Kern 7 des Ringläufers 10 ist somit auf der Aussenseite 4 und im Schulterbereich 6 des Ringläufers sichtbar. Die Fig. 3a und 3b zeigen als Beispiel einen C-förmigen Ringläufer 10 , der vollständig mit einer Phosphatschicht beschichtet ist. Es sind nicht nur im Bereich der Laufflächen 1 alle Seiten 2,3,4 des Ringläufers 10 beschichtet sondern auch alle Seiten des während des Betriebes nicht mit dem Ring in Kontakt kommenden Schulterbereiches 6 des Ringläufers 10. Dies ist zwar für eine längere Lebensdauer oder die Eignung für höhere Laufgeschwindigkei- ten nicht notwendig, ergibt sich beim Beschichten durch Tauchen oder Spritzen aber quasi von selbst und wirkt sich positiv auf das geführte Garn aus. Das Garn wird dank der äusserst fein strukturierten Phosphatschicht im Vergleich zu vernickelten Läufern qualitativ nicht verändert (Nissenzahl. etc.). Der Kern 7 des Ringläufers 10 - 6 -
ist von der Phosphatschicht 5 vollständig umgeben, so dass der Kern 7 nicht mehr von aussen sichtbar ist.
Zur Herstellung des phosphatierten Ringläufers 10, 10' können bekannte Phosphatierverfahren verwendet werden, welche beispielsweise die folgenden Verfahrensschritte umfassen:
Die Oberfläche des Kerns 7 des Ringläufers 10, 10', der z.B. aus Stahl besteht, wird vorteilhafterweise vor dem Phosphatieren fein poliert, z.B. auf H bis 1 μm, da die Oberfläche der aufgebrachten Phosphatschicht 5 in etwa die Rauheit der Oberfläche des Kerns 7 entspricht. Um eine gleichmässige Phosphatschicht 5 auf dem Ringläufer 10, 10' zu erhalten ist es vorteilhaft die Oberfläche des Kerns 7 des Ringläufers 10, 10' vor dem Phosphatieren gut zu Reinigen und von Fett zu befreien. Ebenfalls von Vorteil ist es die Oberfläche des Kerns 7 nach dieser Reinigung von Reinigungsmittelrückständen zu befreien, da sonst ungleichmässige Bedingungen auf der Oberfläche des Kerns 7 zu einer ungleichmässigen Phosphatschicht 5 auf dem Ringläufer 10, 10' führen.
Das Aufbringen der Phosphatschicht 5 auf den Ringläufer 10, 10' erfolgt durch Eintauchen der Ringläufer 10, 10' in ein Bad aus Phosphatlösung oder durch Bespritzen mit einer solchen Lösung. Nach dem Aufbringen der Phosphat- schicht 5 auf den Ringläufer 10, 10' wird der Ringläufer 10, 10' nochmals gespült und evtl. getrocknet.
Schichtdicke und Schichteigenschaften der Phosphatschicht 5 sind bekanntlich abhängig von den während der Herstellung gewählten Parametern, wie z.B. der Art des Reini- gungsmittels, der Zusammensetzung der Phosphatlösung, der Einwirkungsdauer und Temperatur von Reinigungs- und Phosphatierlösung.

Claims

- 7 -Patentansprüche
1. Ringläufer für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringläufer (10, 10') einen Kern (7) aufweist, dessen Oberfläche eine Phosphatschicht (5) aufweist.
2. Ringläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatschicht (5) eine Eisen-, Zink- oder Manganphosphatschicht ist.
3. Ringläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatschicht (5) im wesentlichen aus einer Verbindung aus Eisen-, Zink- oder Manganphosphat mit Alkali- oder Erdalkalimetallen besteht, insbesondere mehrheitlich aus Zinkcalciumphosphat .
4. Ringläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatschicht (5) mit einem reibungsvermindernden Schmierstoff imprägniert ist.
5. Ringläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatschicht (5) eine Dicke von bis zu 10 μm aufweist und wenigstens im Bereich einer Lauffläche (1) auf den Kern (7) des Ringläufers (10, 10') aufgebracht ist.
6. Ringläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (7) des Ringläufers (10, 10') aus Stahl, Keramik oder Kunststoff ist.
7. Ringläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (7) eine polierte Oberfläche aufweist.
8. Ringläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatschicht (5) durch
Tauchen oder Spritzen aufgebracht ist.
9. Verwendung des Ringläufers (10, 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für Spinnringe oder Zwirnringe aus Stahl und/oder zum Spinnen oder Verzwirnen von Baumwolle, Wolle, Mischgarne oder Synthetik.
10. Verwendung des Ringläufers (10, 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Spinnerei oder Zwirnerei.
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