DE2443238A1

DE2443238A1 - Reibrotor

Info

Publication number: DE2443238A1
Application number: DE2443238A
Authority: DE
Inventors: Hans Hermanns; Friedrich Dipl Ing Schuster
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1974-09-10
Filing date: 1974-09-10
Publication date: 1976-03-18
Also published as: JPS5911687B2; US4333307A; FR2284694A1; FR2284694B1; DE2443238C3; JPS5153049A; CH590351A5; IT1046907B; DE2443238B2; GB1476024A

Description

Reibrotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reibrotor zum Friktionsfalschdrallen von Fäden, insbesondere für das Kräuseln von synthetischen Fäden.

Es ist bekannt, zum Falschdrallen von Fäden diese beispielsweise auf Reibscheiben oder in Reibbüchsen abrollen zu lassen. Eine Vielzahl einschlägiger Vorrichtungen gehört bereits zum Stand der Technik.

Die Reibscheiben werden beispielsweise auf drei drehbar gelagerten Wellen angeordnet, die in der Draufsicht die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Jede Welle ist mit mindestens einer Reibscheibe versehen, und der mit einem Falschdraht zu versehende Faden läuft in zickzackförmiger Bahn zwischen den Reibscheiben hindurch.

Bei Reibbüchsen wird der falschzudrallende Faden hindurchgeführt, um entweder auf der gesamten Bohrungsinnenfläche oder lediglich im Bereich der beiden Bohrungsmündungen abzurollen.

609812/0845

Die Reibscheiben bestehen an der Kontaktfläche mit dem falschzudrallenden Faden, d.h. am Außenumfang, aus Material mit einem geeignet hohen Reibungskoeffizienten sowie mit einer bestimmten, vorgegebenen Härte und Elastizität, in der Regel Polyurethan. Desgleichen besteht bei den Reibbüchsen die bzw. jede Fadenkontaktfläche aus solchem Material.

Die Reibscheiben bzw. Reibbüchsen sind an der bzw. jeder Fadenkontaktfläche einer verhältnismäßig hohen Beanspruchung ausgesetzt, da der jeweils falschzudrallende Faden mit sehr hoher Geschwindigkeit daran vorbeiläuft. Liegt das besagte elastische Material vor, dann ist ein verhältnismäßig hoher Verschleiß zu beobachten. Dies erfordert einen häufigen Austausch der Reibrotoren, d.h. Reibscheiben bzw. -büchsen, welche teuer sind. Kostenmäßig schlagen auch die mit dem Austausch verbundenen Stillstandszeiten zu Buche.

Um eine zu große Erwärmung durch ungenügende Ableitung der durch Reibung zwischen Faden und Fadenkontaktfläche erzeugten Wärme und somit Schäden am Faden als auch an der Fadenkontaktfläche zu vermeiden, ferner auch ein Verkratzen und Abnutzen der Fadenkontaktfläche in Grenzen zu halten, ist es bei Reibbüchsen bekannt, an der bzw. den Fadenkontaktflächen eine Beschichtung mit einem Reibmaterial, vorzugsweise Polyurethan, vorzusehen, welche nicht dicker als 2mm ist und bei Raumtemperatur eine Härte von mehr als 30 Shore aufweist (DT-OS2 311 172),

Bekannt sind auch keramisch beschichtete Reibscheiben zum Friktionsfalschdrallen von Fäden, welche eine längere Lebensdauer als die Reibscheiben mit aus Polyurethan bestehender Fadenkontaktfläche aufweisen. Die keramische Beschichtung wird durch Flammspritzen aufgebracht, wobei hohe Temperaturen und hohe Drücke zur An wer dung kommen. Der mit der Beschichtung· zu

609812/08 k5

-3- 2U3-238

versehende Träger muß daher entsprechend widerstandsfähig sein. Auch ist nachteiligerweise keine genaue Steuerung der Überflächeneigenschaften möglich, da insbesondere die Abständer der einzelnen Pulverkörner zueinander nicht genau gesteuert werden können. Darüberhinaus kann sich die Fadenkontaktfläche mit Avivageresten verhältnismäßig leicht zusetzen, da spitze Vertiefungen vorhanden sind, welche sich mit dem öligen Pulver füllen. Diese gefüllten Vertiefungen sind.dann Herde für weitere Zusetzungen, welche die Scheibenrauhigkeit unwirksam werden lassen. Außerdem ist nach dem Abnützen der erzeugten Rauhigkeit die Lebensdauer der Scheibe beendet.

Um die Bruchfestigkeit falschgedrallter Fäden zu erhöhen und eine gleichbleibende Falschdrallqualität von Aggregat zu Aggregat und auch über die gesamte Lebensdauer ein und desselben Aggregats zu erzielen, ist es bei Reibrotoren, insbesondere Reibbüchsen, bekannt, an der bzw. jeder Fadenkontaktfläche ein geglättetes Material mit einem Reibungskoeffizienten unter 0,5 und mit einer hohen Härte von vorzugsweise mehr als 60 Rockwell vorzusehen, welches praktisch unelastisch ist, nämlich vorzugsweise einen keramischen Stoff mit einem hohen Gehalt an gesintertem Titan- oder Aluminiumoxyd, gegebenenfalls auch Chromstahl oder Glas (DT-OS 2 305 871). " ..

Schließlich gehört es zum Stande der Technik, Fäden einer Art Schleifvorgang zu unterwerfen, indem der jeweilige Faden an einer rotierenden Schleiffläche vorbeigeführt wird (FR-PS 1 41b 76o). Zur kontinuierlichen Herstellung..gekräuselter Stapelfasergebilde pus Fadenbündeln aus thermoplastischem Material hat man die mittels eines Falschdrallaggregats vorübergehend hochgedrehten Fadenbündel in hochgedrehtem Zustand in Kontakt mit Schleif- bzw. Schneidorganen gebracht, beispielsweise den Faden bzw. das Fadenbündel, von einer Lie-

609812/0845

ferspule abgezogen und durch ein Heizelement hindurchgeführt, durch eine rotierende Büchse laufen gelassen, an deren Fadenaustrittsseite ein vom Faden bzw. Fadenbündel umschlungener Drallgeber und an deren Fadeneintrittsseite ein Ringwulst mit einem Schleifmittelbelag oder mit Schneidrippen bzw. -kanten vorgesehen sind. Der Faden bzw. das Fadenbündel läuft über den Wulst, so daß alle periodisch an die Faden- bzw. Fadenbündeloberfläche kommenden Einzelfäden durchschnitten werden und man je nach Anzahl der Einzelfäden, Fadentiter und Ausmaß der Drehung Stapel von etwa 30 bis 100 mm Länge erhält (DT-OS 2 249 94-7).

Beim Kräuseln synthetischer Fäden eine Drallerteilung des Fadens mittels dieser Schleif- bzw. Schneidverfahren vorzunehmen, würde der angestrebten, möglichst schonenden Fadenbehandlung zuwiderlaufen und ist daher wegen der fadenschädigenden Auswirkungen bisher nicht in Betracht gezogen worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reibrotor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welcher an der Fadenkontaktfläche eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, dabei leicht und billig herzustellen ist, und zwar mit genau reproduzierbaren Kontaktflächeneigenschaften, wobei der jeweilige Faden schonend behandelt wird.

Dies ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Beschichtung des er-findungsgemäßen Reibrotors wird hergestellt, indem der Träger aus Metall oder einem bis etwa 100 C beständigen Kunststoff in ein Bad, vorzugsweise ein liikkel-Bor-Bad eingetaucht wird, in welchem kleine, harte Parti-

6 0 9 812/0 8 A 5

kel, insbesondere Diamanten, und zwar vorzugsweise synthetische Diamanten mit polykristalliner Struktur und verhältnismäßig abgerundeter Form, suspendiert sind. Nachdem sich die
gewünschte Beschichtung gebildet hat, wird der Träger dem Bad entnommen und das Material, in welchem die Partikel eingebettet sind, gehärtet bzw. aushärten gelassen. Dann erfolgt ein Abblasen oder Strahlen mit einem geeigneten Pulver, um lose
Partikel zu entfernen. Es ergibt sich eine verhältnismäßig
glatte Oberfläche mit warzenartigen Erhebungen.

Die Eigenschaften dieser Oberfläche sind genau steuerbar und somit reproduzierbar, und zwar ist die Partikeldichte auf der BeSchichtungsoberfläche durch den Partikelvolumenanteil im Bad steuerbar, die Warzengröße über die Größe der
in das Bad eingebrachten Partikel. In das jeweilige Bad werden Partikel eingebracht, welche alle etwa denselben mittleren Durchmesser aufweisen. Entsprechend der mit den herzustellenden Reibrotoren zu bearbeitenden Garn- bzw. Fadentype wird der mittlere Durchmesser gewählt, der zwischen 2 und 20 n. liegen kann, je nach Garn- bzw. Fadentype.

Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Reibrotors an der bzw. den Fadenkontaktflächen können also entsprechend den Eigenschaften derjenigen Fäden eingestellt werden, welche damit falschgedrallt werden sollen, so daß sich beim Friktionsfalschdrallen optimale Ergebnisse erzielen lassen. Die erfindungsgemäßen Reibrotoren weisen eine extrem hohe Verschleißbeständigkeit auf. Der außergewöhnlich langen Lebensdauer kommt auch zugute, daß nach einem Abtragen der relativ weichen Nikkeischicht, in welche die harten Partikel eingebettet sind,
die am weitesten hervorstehenden Partikel herausfliegen und
weitere darunterliegende, nicht abgenützte Partikel aus der
Oberfläche hervortreten. So bleibt die ursprüngliche Oberflä-

609812/0845

chenqualität erhalten. Es findet also eine selbsttätige Fadenkontaktflächenregenerierung statt.

Nachstehend sind zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reibrotors anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen schematisch und vergrößert:

Pig. 1 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Reibscheibe, und

Fig. 2 einen Teil des Axialschnitts durch eine erfindungsgemäße Reibbüchse.

Gemäß Pig. 1 ist auf einen scheibenförmigen Träger 1 am Umfang eine Beschichtung 2 aufgebracht, welche eingebettete, synthetische Diamanten 3 mit polykristalliner Struktur und verhältnismäßig abgerundeter Form aufweist. Die Diamanten 3 weisen untereinander etwa denselben mittleren Durchmesser auf. Der mittlere Korndurchmesser kann je nach Garn- bzw. Fadentype zwischen 2 und 20 η liegen. Die Diamanten 3 sind mechanisch fest in der Beschichtung 2 eingeschlossen und stehen warzenartig nach außen vor, und zwar in engen Grenzen mehr oder weniger weit. Die Beschichtung 2 besteht neben den Diamanten 3 aus Metall, vorzugsweise aus einer Nickellegierung, und ist auf die oben geschilderte Art und Weise aufgebracht. Der Träger 1 kann aus Metall oder einem Kunststoff bestehen, der bis zu einer solchen Temperatur resistent ist, wie für das Aufbringen der Beschichtung 2 mit eingebetteten Diamanten 3 durch Eintauchen in ein erhitztes Bad erforderlich.

Gemäß Fig. 2 ist der Träger 1 als Büchse ausgebildet, wobei die beiden Mündungen abgerundet sind. An jeder abgerundeten Mündung ist eine Beschichtung 2 mit eingebetteten Dia-^ manten 3 vorgesehen, welche warzenartig nach außen vorstehen.

609812/0845

Die Reibscheibe gemäß Jig. 1 bzw= die Reibbüchse nach Pig. 2 weist also an derjenigen Fläche bzw. an denjenigen-Flächen, an denen der jeweils falschzudrallende Faden 4 anliegt und abrollt, eine äußerst hohe Verschleißbeständigkeit: auf. Trotz der Härte der Diamanten 3 und somit der fehlenden Elastizität an der Fadenkontaktfläche sowie deren Rauhigkeit ist überraschenderweise ein zuverlässiges Falschdrallen des Fadens 4- erzielbar, ohne den Faden sonderlich zu beanspruchen,obwohl eigentlich zu erwarten war, daß durch die hervorstehenden Diamanten ein hoher Fadenabrieb entsteht. Zusätzlich ist der Vorteil gegeben, daß an der bzw. jeder Fadenkontaktfläche keine Poren vorliegen, so daß ein Zusetzen mit Avivage "nicht· möglich ist.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die Beschichtung 2 nicht nur eine Lage von Diamanten 3 auf, sondern es schließen sich an die äußere Lage von Diamanten 3, welche teilweise nach außen ragen und warzenartige Erhebungen bilden, noch mehrere nach innen aufeinanderfolgende Lagen vollständig eingeschlossener Diamanten 3 an, welche nacheinander wirksam werden, sobald jeweils die zwischen den Diamanten 3 vorliegende nickellegierung um ein entsprechendes Ausmaß abgetragen ist und die Diamanten 3 der jeweils äußeren Lage abfallen. Es findet also eine selbsttätige Regenerierung der Beschichtungsoberfläche statt, und die Eigenschaften der Fadenkontaktfläche bzw. -flächen bleiben erhalten. Dadurch wird die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Reibrotoren zusätzlich beträchtlich erhöht*

60981 2/084

Claims

Ansprüche

Reibrotor zum Friktionsfalschdrallen von Jaden, insbesondere für das Kräuseln von synthetischen Fäden, gekennzeichnet durch eine Beschichtung (2) mit eingebetteten, warzenartig nach außen vorstehenden harten Partikeln (3) etwa gleicher Korngröße an der ladenkontaktflache.
2. Eeibrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) außer den eingebetteten, harten Partikeln (J) aus Metall besteht.
3. Eeibrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) außer den eingebetteten, harten Partikeln (3) aus einer Nickellegierung besteht.
4. Eeibrotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Diamanten (3) als harte Partikel in der Beschichtung (2) vorgesehen sind.
5. Eeibrotor nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß synthetische Diamanten (3) mit polykristalliner Struktur und verhältnismäßig abgerundeter Form in der Beschichtung (2) vorgesehen sind.
6. Eeibrotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Partikel bzw. Diamanten (3) etwa denselben mittleren Durchmesser aufweisen, welcher je nach Eadentype zwischen 2 und 20 η liegt.

7· Eeibrotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) auf einen Träger (1) aus Metall oder Kunststoff aufgebracht ist.

609812/0845