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Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor
für das Offenend-Spinnen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 und 13 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung
nach Anspruch 9. Da in der Praxis die Herstellung von Spinnrotoren,
die einteilig mit ihrem Schaft hergestellt worden sind, aus Kostengründen ausscheidet,
muß jeweils
der Rotorteller des Spinnrotor mit dem Rotorschaft verbunden werden.
Dazu sind aus dem Stand der Technik verschiedenartigste Befestigungsmittel
bekannt. In der
DE-OS 28 12 297 ist
ein Spinnrotor gezeigt, dessen Rotorteller mittels einer Nabe, die
ihrerseits über
eine Schrumpfverbindung am Rotorschaft befestigt ist, am Rotorschaft
gehalten wird. Aus der
DE
29 39 326 C2 ist ein Spinnrotor bekannt, der mit seiner
Nabe durch Bördeln
verbunden ist, wobei die Nabe selbst auf dem Schaft aufgeschrumpft
ist.
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Aus der
DE 40 20 518 A1 ist es bekannt
einen Rotorteller, der selbst nicht mit der Nabe verbunden ist,
mittels Federscheiben an einem Rotorschaft, an dem eine Nabe angeordnet
ist, zu befestigen. Dazu ist die Nabe mit einem Ansatz zur zentrischen Aufnahme
des Spinnrotors auf den Rotorschaft mittels Reibschweißen angeschweißt.
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Aus der
DE 35 19 536 A1 wiederum
ist es bekannt einen Spinnrotor mit einem dickeren Boden auszubilden
und den Boden des Spinnrotors durch Reibschweißen mit dem Rotorschaft zu
verbinden.
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In der
DE 44 23 605 A1 sind verschiedene Verbindungsarten
eines dünnwandigen
Spinnrotors mit seinem Rotorschaft beschrieben, wobei unter anderem
auch, ohne daß dazu
näheres
offenbart wurde, ausgeführt
ist, den Spinnrotor durch Schweißen mit dem Rotorschaft zu
verbinden.
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Nachteil der bekannten Verbindungen
zwischen Rotorteller und Rotorschaft ist, daß sie entweder einen großen Aufwand
erfordern, um den Rotorteller des Spinnrotors mit dem Rotorschaft
zu verbinden, oder ein exaktes Ausrichten des Spinnrotors zum Rotorschaft
nur unzureichend möglich
ist. Darüber
hinaus haben Schrumpfverbindungen zwischen Nabe und Rotorschaft
den Nachteil, daß die
Nabe eine verhältnismäßig große axiale
Ausdehnung haben muß,
damit die Schrumpfverbindung die nötige Festigkeit erhält, um den
Spinnrotor sicher mit seinem Rotorschaft zu verbinden. Diese große axiale Ausdehnung
hat aber den Nachteil, daß dadurch
das Schwingungsverhalten des Spinnrotors bei hohen Drehzahlen ungünstig beeinflußt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, eine Verbindung zwischen Spinnrotor und seinem Rotorschaft
zu schaffen, die den Spinnrotor sicher zentriert, mit der er zuverlässig am
Rotorschaft befestigt werden kann, und die gleichzeitig die für die Verbindung
benötigte
axiale Ausdehnung der Verbindungsstelle am Rotorschaft klein hält und dabei gleichzeitig
die Festigkeit der Verbindung zwischen Rotorteller und Rotorschaft
deutlich erhöht
ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Spinnrotors
vorzuschlagen.
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Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie 13 und durch das erfindungsgemäße Verfahren zu
seiner Herstellung nach Anspruch 9 gelöst.
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Durch die Ausgestaltung des Spinnrotors
gemäß der Erfindung
wird erreicht, daß der
Rotorteller sicher am Rotorschaft befestigt werden kann. Dadurch
kann dann die axiale Ausdehnung der Nabe wesentlich kleiner ausgestaltet
sein, so daß sie
im wesentlichen nur die Funktion erfüllt, den Rotorteller so bei
seiner Montage zu unterstützen,
daß er
zentrisch am Rotorschaft befestigt werden kann. Durch den Einsatz
einer axial kürzeren
Nabe wird das Schwingungsverhalten des Spinnrotors positiv beeinflußt so daß dieser
mit einer höheren
Rotordrehzahl betrieben werden kann. Dabei kann der Rotorteller vorteilhaft
auch mit der Nabe verschweißt
sei oder zusätzlich
mit dieser verschweißt
sein.
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Durch die Ausführung der Schweißverbindung
als Laserschweißverbindung
oder Elektronenstrahl-Schweißverbindung
wird vorteilhaft erreicht, daß eine
sichere Verbindung erreicht wird, wobei der Einfluß der Naht
auf Rotorteller und Rotorschaft sehr gering gehalten wird, so daß ein Verziehen
des Rotortellers oder eine Versprödung des Materials vermieden
bzw. sehr gering gehalten wird. Das Einbringen von Wärme in die
zu verschweißenden
Bauteile wird sehr gering gehalten.
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Außerdem haben die Schweißverfahren
gemäß der Erfindung
den Vorteil, daß sie
automatisiert werden können
und somit eine kostengünstige
Herstellung des Spinnrotors möglich
wird. Darüber
hinaus wird durch den erfindungsgemäßen Rotor erreicht, daß nicht
mehr wie beim Stand der Technik die Pressverbindung zwischen der
Nabe und dem Rotorschaft für
die Festigkeit der Verbindung von Rotorteller und Rotorschaft verantwortlich
ist, sondern diese sicher und zuverlässig von der Schweißverbindung gemäß der Erfindung übernommen
wird.
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In vorteilhafter Weiterbildung der
Erfindung ist die Nabe auf dem Rotorschaft durch eine Schrumpfverbindung
auf diesem befestigt. Dadurch wird erreicht, daß die Nabe besonders gut auf
dem Rotorschaft zentriert werden kann, was der weiteren Zentrierung
des Rotortellers auf dem Rotorschaft dient. Dadurch kann dieser
exakt zentrisch und ausgerichtet zum Rotorschaft an diesem angeschweißt werden.
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Durch die Verwendung des Laserschweißverfahrens
oder Elektronenstrahl-Schweißens wird erreicht,
daß wenig
Hitze in die zu verschweißenden Bauteile
eingebracht wird, wodurch sich diese während der Montage praktisch
nicht verziehen könne und
damit eine exakte Positionierung des Rotortellers am Rotorschaft
erzielen läßt. Insbesondere durch
die Verwendung des Laserschweißens
wird erreicht, daß das
Verfahren zum Verschweißen
des Rotortellers am Rotorschaft einfach und schnell ausgestaltet
werden kann, insbesondere auch automatisiert werden kann, ohne daß dazu besondere
weitere Maßnahmen
erforderlich sind. Durch daß vorteilhafte Elektronenstrahl-Schweißverfahren
wird erreicht, daß eine
besonders sichere Verbindung geschaffen werden kann, wobei insbesondere
das Verschweißen
schnell durchzuführen
ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Erfindung, kann
der Rotorteller an der Nabe beispielsweise durch Laserschweißen oder
Elektronenstrahl-Schweißen
befestigt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung besitzt der Rotorteller im Bereich seines Bodens eine
zentrische Öffnung,
durch die hindurch die Schweißverbindung
zwischen dem Rotorteller und dem Rotorschaft erfolgen kann. Bei
der Montage wird dazu der Rotorteller an der Nabe zur Anlage gebracht,
wobei der Rotorschaft vom Inneren des Rotortellers her zugänglich wird
und mit dem Rand der Bohrung verschweißt werden kann.
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Durch diese Ausgestaltung ist ein
einfaches, schnelles und sicheres Verschweißen zwischen dem Rotorschaft
und dem Rotorteller möglich.
Besonders günstig
ist dabei die Schweißnaht
um den Rand der Bohrung des Rotortellers gelegt, so daß sie den Rotorteller
im wesentlichen im Bereich des Außenumfangs des Rotorschaftes
mit dem Rotorteller verschweißt.
Wird die Schweißverbindung
im Bereich eines Durchmessers, der die Größe des Durchmessers des Rotorschaftes
einnimmt, vorgenommen, kann eine be sonders sichere und zuverlässige Schweißverbindung
zwischen Rotorteller und Rotorschaft ausgeführt werden.
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Darüber hinaus kann vorteilhaft
auch die Nabe noch mit dem Rotorschaft verschweißt werden, beispielsweise mit
dem Laserschweißverfahren
oder dem Elektronenstrahl-Schweißverfahren. Dadurch wird vorteilhaft
erreicht, daß auch
eine sichere Verbindung zwischen Nabe und Rotorschaft erreicht wird,
wodurch die Verbindung zwischen Rotorteller und Rotorschaft verbessert
werden kann. Vorteilhaft wird dazu die Nabe im Bereich, welcher
vom Rotorteller abgewandt ist, mit dem Rotorschaft verschweißt, weil
dadurch die Schweißstelle
beim Schweißen
leichter zugänglich
ist und bei der Befestigung des Rotortellers nicht störend ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist der Rotorteller einteilig mit der Nabe des Spinnrotors
ausgebildet, so daß vorteilhaft
die Nabe, beispielsweise durch eine Pressverbindung auf dem Rotorschaft
befestigt werden kann und im Einzelfall sogar zusätzlich noch
mit einer Schweißverbindung,
und zusätzlich
gemäß der Erfindung
der Rotorteller ebenfalls noch mit dem Rotorschaft verschweißt werden
kann.
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Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens,
dem Laserschweißverfahren oder
dem Elektronenstrahl-Schweißverfahren,
wird erreicht, daß die
Befestigung eines Rotortellers am Rotorschaft sicher, zuverlässig und
flexibel ausgestaltet werden kann, insbesondere auch kostengünstig, automatisierbar
und materialschonend. Vorteilhaft wird dazu das Innere des Spinnrotors
während des
Schweißens
gegen Spritzer abgedeckt. Dadurch wird erreicht, daß die beim
Schweißen
entstehenden feinen Spitzer aus flüssigem Metall nicht in den
Bereich der Innenwand des Rotors gelangen und sich dort festsetzen
können.
Dies ist nämlich
für die
Funktion des Spinnrotors ungünstig,
weil dadurch die Ablage der Fasern in der Rotorrille gestört werden
kann.
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Um ein Anlagern der Spritzer beim
Schweißen
auf der Innenwand des Spinnrotors zu vermeiden ist vorteilhaft vorgeschlagen,
das Innere des Rotortellers mit einer Schutzschicht zu beschichten, die
ein Anheften von Spritzern zuverlässig vermeidet. In einer anderen
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Innere des Spinnrotors
durch eine Abdeckungsvorrichtung vom Bereich in dem Spritzer entstehen
können
beim Schweißen
abgeschirmt, so daß das
Innere des Spinnrotors von sogenannten Schweißperlen nicht verunreinigt
werden kann.
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Bei einer weiten vorteilhaften, unabhängigen Ausgestaltung
eines erfindungsgemäßen Spinnrotors
ist vorgesehen, die Nabe zum Verbinden mit dem Rotorschaft auf diesem
zu verpressen. Dabei wird die Nabe radial in Richtung auf den Rotorschaft
gedrückt,
so daß durch
bleibende Verformungen eine Fixierung der Nabe am Rotorschaft erzielt
wird. Dadurch ist es sicher gewährleistet,
daß eine
schlechte oder nicht wirkende Befestigung des Rotortellers ausgeschlossen
wird. Besonders vorteilhaft kann dabei, wie bei der oben bereits
beschriebenen Erfindung, der Rotorteller am Rotorschaft beispielsweise mit
Elektronenstrahl-Schweißen
oder mittels Laserschweißen
verbunden werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist der Rotorteller einteilig mit der Nabe ausgebildet,
wodurch ein zuverlässiges
Verfahren gefunden ist, mittels dessen man den Rotorschaft mit dem
Rotorteller sicher und zuverlässig
verbinden kann. Dabei unterstützen
sich die Verbindungen von Rotorteller und Nabe am Rotorschaft gegenseitig. Durch
die vorteilhafte Ausgestaltung des Rotorschaftes, wobei an dem Rotorschaft
eine oder mehrere Umfangsrillen ausgebildet sind, wird erreicht,
daß durch
das Verpressen des Materials der Nabe in die Umfangsrille eine innige
Verbindung erzeugt wird. Dadurch kann auch an einem sehr harten
Rotorschaft, der sich nicht verformen läßt, eine formschlüssige Verbindung
mit der Nabe erreicht werden. Wenn die Umfangsrille den Rotorschaft
mit weniger als 360° umgreift
kann vorteilhaft nicht nur in axialer Richtung, sondern auch in
Umfangsrich tung ein Formschluß zwischen
Rotorschaft und einer darauf aufgepreßten Nabe erreicht werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand zeichnerischer
Darstellungen erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Spinnrotor mit
einer mit dem Rotorteller einteilig ausgebildeten Nabe,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Offenend-Spinnrotors, bei
dem die Nabe ein getrennt ausgebildetes Bauteil ist.
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3 einen
Spinnrotor, dessen Nabe mit dem Rotorschaft verpresst ist.
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Der Spinnrotor 1 von 1 ist im Schnitt dargestellt
wobei der Rotorteller 2 des Spinnrotors 1 einteilig
mit der Nabe 4 ausgebildet ist. Die Nabe 4 ist auf
dem Rotorschaft 3 befestigt, wobei dies mit Hilfe einer
Pressverbindung zwischen Nabe 4 und Rotorschaft 3 erfolgt.
Der Rotorteller 2 hat im Bereich seines Boden 21 eine
Bohrung 22, die ohne Unterbrechung in die Bohrung der Nabe 4 übergeht.
Durch die Bohrung 22 ist der Rotorschaft 3 über das
Innere , den Innenraum, des Rotortellers 2 zugänglich.
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Dadurch ist es möglich, durch das Innere des Rotortellers 2 den
Rand 23 der Bohrung 22 mit dem Rotorschaft 3 zu
verschweißen.
Dadurch erhält
der Rotorteller 2 eine feste Verbindung mit dem Rotorschaft 3,
so daß nicht
mehr allein alle Kräfte
durch die Pressverbindung der Nabe 4 mit dem Rotorschaft 3 aufgenommen
werden müssen,
sondern der Rotorteller 2 eigenständig mit dem Rotorschaft 3 verbunden
ist. Die Schweißnaht 6 ragt
dabei kaum über
den Boden 23 des Rotortellers 2 hinaus, da das
Ende des Rotorschaftes 3 mit einer Fase 31 versehen
ist, wodurch sich ein idealer Spalt zwischen dem Rotorteller 2 und
dem Ende des Rotorschaftes 3 ergibt, in den vorteilhaft
die Schweißnaht 6 hineingelegt
ist. Erfindungsgemäß kann der
Rotorteller 2 auch zusätzlich mit
der Nabe oder nur mit der Nabe verschweißt sein.
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Gemäß der Erfindung wird die Schweißnaht 6 durch
Laserschweißen
hergestellt, wodurch durch die Schweißnaht 6 wenig Wärme in das
umgebende Material von Rotorteller 2 und Rotorschaft 3 eingebracht
wird. Dadurch finden im Bereich des Rotorschaftes 3 keine
wesentlichen Gefügeveränderungen
statt, insbesondere nicht im Bereich der Nabe 4, wodurch
deren Festigkeit in negativer Weise beeinflußt werden könnte. Während des Schweißvorgangs ist
das Innere des Rotortellers 2 mit einer Schutzschicht versehen,
die insbesondere im Bereich der Rutschwand 24 und der Rotorrille 25 aufgebracht
ist.
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Durch diese Beschichtung beziehungsweise Schicht
werden die Rutschwand 24 und die Rotorrille 25 abgedeckt,
so daß während des
Schweißvorgangs
entstehende Schweißperlen
sich nicht auf der Oberfläche
der Rutschwand 24 oder innerhalb der Rotorrille 25 anlagern
können.
Nach dem Ende des Schweißvorgangs
kann dieser Schutzfilm wieder entfernt werden, so daß im Anschluß an das
Schweißen des
Rotortellers 2 dieser in seinem Inneren noch einem Beschichtungsvorgang,
wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, unterzogen werden kann.
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Besonders günstig ist ein Verfahren, bei
dem der Rotorteller zunächst
in seinem Inneren schon dem Beschichtungsvorgang unterzogen worden
ist und er beispielsweise mit einer Nickel-Diamantbeschichtung ausgestattet
ist, bevor er auf den Rotorschaft 3 aufgeschweißt wird.
Dann ist eine Abdeckung des Inneren des Rotortellers 2 mit
einer Schutzschicht besonders wichtig, damit die Beschichtung des
Rotortellers 2 durch Spritzer beim Schweißen nicht
beschädigt
werden kann. Die Schutzschicht kann dabei ähnlich einem Lack ausgebildet
sein oder in Form einer öl-
oder fetthaltigen Schicht, durch die verhindert wird, daß Schweißperlen
sich auf der Oberfläche
des Rotortellers absetzen können.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung kann die Schutzschicht auch in Form einer Abdeckung
ausgebildet sein, wobei diese Abdeckvorrichtung vor dem Schweißender Schweißnaht 6 in
den Rotorteller eingelegt wird, so daß entstehende Spritzer an der
Abdeckvorrichtung abprallen und nicht in den Bereich der Rutschwand 24 oder Rotorrille 25 gelangen.
Besonders vorteilhaft kann durch diese Abdeckvorrichtung auch der
Boden 21 des Rotortellers 2 abgedeckt sein, falls
erforderlich, so daß auch
in diesem Bereich sich keine Spritzer festsetzen können. Dadurch
wird vorteilhaft verhindert, daß sich
im Bereich von Spritzern im Inneren des Rotortellers 2 Schmutzablagerungen
oder Fasern festsetzen können.
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2 zeigt
in einer Schnittdarstellung einen Spinnrotor 1 mit einer
auf dem Rotorschaft 3 aufgebrachten Nabe 4 sowie
einen auf dem Rotorschaft 3 und der Nabe aufgeschweißten Rotorteller 2.
Der Rotorteller 2 ist wie bei 1 am Rand 23 seiner Bohrung 22 mit
dem Rotorschaft 3 verschweißt. Axial stützt sich
der Rotorteller 2 an der Nabe 4 ab, die ihrerseits
mit der Rotorschaft 3 auf der dem Rotorteller 2 abgewandten
Ende mit dem Rotorschaft 3 verschweißt ist. Die Schweißnaht 6 ist
ebenso wie die Schweißnaht 6 von 1 mittels Laserschweißen hergestellt.
Es ist aber auch möglich,
daß sie
mittels Elektronenstrahl-Schweißen
hergestellt ist oder auch durch ein anderes Schweißverfahren,
beispielsweise mittels Schutzgasschweißen. Wahlweise kann die Nabe
allein oder zusätzlich
noch mit einer Pressverbindung auf dem Rotorschaft 3 aufgepreßt sein,
so daß die
Nabe 4 zusätzlich
noch mit dem Rotorschaft 3 verbunden ist. Bei einer entsprechenden
Ausführung
der Verschweißung
zwischen Rotorschaft 3 und Nabe 4 ist dies allerdings
auch entbehrlich.
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Um eine feste Verbindung ähnlich wie
bei einem Rotorteller mit einteiliger Nabe 4 von 1 herzustellen, ist die
Nabe 4 bei 2 zusätzlich noch mit dem
Rotorteller 2 verschweißt, der darüber hinaus noch mit dem Rotorschaft
verschweißt
ist. Die Schweißnähte 6 können durch
Laserschweißen
hergestellt sein oder auch durch Elektronenstrahl-Schweißen.
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3 zeigt
einen erfindungsgemäßen Spinnrotor 1,
der auf seinem Rotorschaft 3 einen mit einer Nabe 4 einteilig
ausgebildeten Rotorteller 2 trägt. Zur Befestigung der Nabe 4 auf
dem Rotorschaft 3 ist diese durch Verstemmen auf dem Rotorschaft 3 fixiert.
Durch das Verstemmen wird an dem Außenumfang der Nabe 4 eine
Vertiefung 7 eingeprägt,
die sich bis zum Rotorschaft 3 erstreckt und dort ebenfalls
zu einer Verformung führt.
In vorteilhafter Ausgestaltung, insbesondere bei harten Rotorschäften, die
sich nicht verformen, besitzt ein derartiger Rotorschaft in Umfangsrichtung
eine Umfangsrille 8, in die hinein sich die verformte Nabe
legt. Dadurch wird ebenfalls in axialer Richtung eine formschlüssige Verbindung
zwischen Nabe 4 und Rotorschaft 3 erzeugt. Eine
Verbindung in radialer Richtung kommt dadurch zustande, daß die Umfangsrille 8 nicht über den
gesamten Umfang der Nabe 4 ausgebildet ist, sondern nur
im Bereich von ca. 300° oder 2 × 120° des Umfangs.
Dadurch, daß die
Umfangsrille 8 nicht über
den gesamten Umfang verläuft,
entsteht in axialer als auch in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung
zwischen Rotorschaft 3 und Nabe 4.
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Zusätzlich zu dieser Verbindung
des Rotortellers 2 über
seine Nabe 4 mit dem Rotorschaft 3 ist der Rotorteller 2 noch, ähnlich wie
die Rotorteller 2 von 1 und 2 mit dem Rotorschaft 3 verschweißt. Die
Schweißnaht 6 verbindet
dabei ebenfalls den Rotorteller 2 mit dem stirnseitigen
Ende 32 des Rotorschaftes 3.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung, wobei die
Nabe 4 mit dem Rotorschaft 3 verstemmt wird ist
dabei unabhängig
von einer zusätzlichen
Verschweißung
des Rotortellers 2. Sie hat eine ausreichend stabile Verbindung
zwischen Nabe 4 und Rotorschaft 3 zur Folge, wodurch
der Rotorteller 2 sicher, schnell und kostengünstig mit
dem Rotorschaft 3 verbunden werden kann. Selbstverständlich können die
Rotorteller 2 von 2 und 3 in ihrem Inneren beschichtet
sein, so daß sie
den rauhen Spinnbedingungen während
ihres Einsatzes trotzen können
und eine genügende
Lebensdauer besitzen. Insbesondere der Rotorteller 2 von 3 kann durch die Art seiner
Befestigung, die keinerlei Auswirkungen auf das Innere des Rotortellers 2 hat
bereits vor seiner Befestigung beschichtet sein, ohne daß diese
geschützt
werden muß,
während
der Rotorteller 2 mit dem Rotorschaft 3 befestigt
wird.