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Spinnrotor für OE-Spinnen
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Die Erfindung betrifft'einen Spinnrotor für OE-Spfnnen.mlt ei-' nem
Rotorteller und einem damit drehfest verbundenen, zur Lagerung dienenden Schaft.
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Derartige Spinnrotoren laufen bei modernen Maschinen mit sehr hohen
Drehzahlen, die heute schon in der Praxis die Größenordnung von 100 min erreichen.
Es ist deshalb besonderer Wert darauf zu legen, daß eine sichere Verbindung zwischen
dem Rotorteller und dem Schaft erhalten wird, mit welchem der Spinnrotor gelagert
ist. Bei praktischen Maschinen wird allgemein vorgesehen, daß der Boden des Rotortellers
mit einem nach außen abstehenden ringbundartigen Ansatz versehen ist, der eine zentrale
Bohrung enthält, in die der Schaft eingepreßt ist. Bei sehr hohen Drehzahlen besteht
die Gefahr, daß sich aufgrund der entsprechend hohen Zentrifugalkräfte bei dieser
Bauart die Verbindung zwischen dem Rotorteller und 'dem Schaft lockert, so daß sich
unter Umständen der Rotorteller lösen kann. Dabei ist auch zu beachten, daß der
Rotorteller und der Schaft aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können. Der
Schaft besteht in der Regel aus einem legierten Stahl, während der Rotorteller bei
praktischen Maschinen aus Aluminium oder auch aus Stahl hergestellt wird. Die erläuterte
Befestigung zwischen Rotorteller und Schaft ist beispielsweise durch die DE-OS 27
21 385 bekannt.
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Es ist auch bekannt geworden (DE-OS 28 12 297), in dem Ringbund des
Rotortellers eine Ringnut anzubringen, durch die bewirkt werden soll, daß sich der
Rotorteller im Betrieb bei hohen Drehzahlen im Bereich dieser Ringnut nach außen
aufweitet, so daß eine festere Verbindung zwischen dem Rotorteller und dem Schaft
erreicht wird. Diese Lösung kann in der Praxis nicht befriedigen, da eine Aufweitung
des Rotortellers mit einer Veränderung der Spinnbedingungen verbunden wäre.
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Es ist auch bekannt (EP-OS 90 939), auf einen Ringbund zu verzichten
und den Rotor, der im Bereich seines Bodens eine Bohrung aufweist, auf den Schaft
aufzustecken und mittels Spannscheiben -festzuspannen. Es erscheint sehr fraglich,
ob diese Bauart es ermöglicht, den Spinnrotor so auszuwuchten, daß er ',be-i sehr
hohen Drehzahlen in ausreichender Weise ruhig läuft.
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Aus Druckschriften, die sich im wesentlichen mit anderen Problemen
des Rotorspinnens befassen, kann der Eindruck gewonnen werden, daß noch vielfältige
Möglichkeiten der Verbindung zwischen Rotorteller und Schaft bekannt sind, die'jedoch
alle in der Praxis nie angewandt wurden. Beispielsweise könnte aus der DE-OS 23
54 021, Figur 1, geschlossen werden, daß der Rotorteller einteilig mit dem Schaft
hergestellt worden ist. Eine derartige Herstellung scheidet in der Praxis jedoch
wegen des erheblichen Materialverbrauchs aus. Außerdem ist es dann nicht möglich,
eine geeignete Materialauswahl für den Rotorteller ein?rseits und den Schaft andererseits
vorzunehmen; die jeweils den betreffenden Beanstandungen in optimaler Weise gerecht
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen OE-Spinnrotor der
eingangs genannten Art kostengünstig derart herzustellen, daß eine sichere auch
für höchste Drehzahlen geeignete Verbindung zwischen Rotorteller und Schaft gewährleistet
ist, wobei gleichzeitig gute Rundlaufeigenschaften verwirklichbar sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schaft und der Rotorteller
durch Reibschweißen miteinander verbunden sind.
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Durch das Reibschweißen wird es möglich, mit relativ geringem Kostenaufwand
eine sehr sichere und feste Verbindung zwischen dem Rotorteller und dem Schaft zu
erzielen. Das Reibschweißen hat dabei den Vorteil, daß auch unterschiedliche Werkstoffe,
beispielsweise Aluminium und Stahl, miteinander verschweißt werden können. Bei dieser
festen Verbindung bereitet es keine
Schwierigkeiten, den Spinnrotor
anschließend exakt auszuwuchten. Die Verbindung erzielt hohe Maßgenauigkeit.
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In weiterer~AusgestaltAng der Erfindung wird vorgesehen, daß der Rotorteller
einen geschlossenen'Boden aufweist, an. den der Schaft mit einem Stirnende 'angeschweiEt
ist. Dadurch wird auf einen vom Rotorboden abragenden, den Schaft umfassenden Ringbund
verzichtet, so daß die Lagerung für den Schaft bis dicht an den Rotorteller herangelegt
werden kann. Dies hat insbesondere bei hohen Drehzahlen den Vorteil, daß die kritische
Drehzahl beherrscht werden kann.
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Um eine besonders günstige Verbindung zu erzielen, wird in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Boden des Rotortellers einteilig
mit einem vorzugsweise im Durchmesser dem Durchmesser des Schafts entsprechenden
Ansatz hergestellt ist, an welchem der Schaft durch Reibschweißen befestigt ist.
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Dadurch läßt sich die Reibschweißverbindung sehr gut mit den üblichen
Maschinen verwirklichen. Die Schweiß stelle, die bei dem Reibschweißen einen Ringwulst
bildet, kann beispielsweise durch Drehen entfernt werden, so daß ein glatter bis
unmittelbar an den Rotorteller heranreichender Schaft entsteht, der für die Lagerung
ausgenutzt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Rotorteller
und der Schaft aus legiertem oder unlegiertem Stahl bestehen. In diesem Fall läßt
sich das Reibschweißen besonders einfach verwirklichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens
die Innenfläche des Rotortellers und der Schaft mit einer vorzugsweise gleichartigen
Beschichtung versehen sind.
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Dies führt zu einer Verschleißverminderung bei relativ geringem Aufwand,
da der Mehrverbrauch an Beschichtungsmaterial im Vergleich zu dem Aufwand unbedeutend
ist, der getrieben werden müßte, um den Rotorteller und den Schaft jeweils unterschiedlich
zu
beschichten. Beispielsweise wird eine Beschichtung aus Silicium-Karbid oder eine
Beschichtung mit einer metallischen Matrix vorgesehen, in welche Silicium-Karbid-Partikel
eingelagert-sind. Derartige Beschichtungen sind unter dem~Hande]snamen "Kanisil"
bekannt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung. wird ein Verfahren zum Herstellen
eines 'Spinnrotors vorgesehen, bei welchem der Rotorteller und/oder der Schaft zunächst
als Rohling vorgefertigt, dann durch Reibschweißen miteinander verbunden und danach
zu ihrer endgültigen Form bearbeitet werden. Durch diese Reihenfolge der Verfahrensschritte
läßt sich eine Rundlaufabweichung zwischen dem Rotorteller und dem Schaft besonders
gering halten.
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Bei einem anderen Verfahren zum Herstellen eines Spinnrotors wird
vorgesehen, daß der Rotorteller und/oder der Schaft zunächst in ihrer endgültigen
Form gefertigt und dann durch Reibschweißen miteinander verbunden werden. In diesem
Fall wird eine höhere Genauigkeit bei dem Reibschweißen gefordert, um die notwendigen
Rundlaufeigenschaften zu gewährleisten.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß
der Rotorteller und der Schaft nach dem Reibschweißen gemeinsam einer Oberflächenbehandlung
unterzogen werden. Dadurch läßt sich beispielsweise eine gleiche Beschichtung des
Rotortellers und des Schaftes in einfacher Weise verwirklichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Rotorteller
auf seiner Außenfläche verzinkt wird. Dieser Verfahrensschritt ist insbesondere
bei Stahlrotoren vorteilhaft, um den Rotorteller gegen Rost zu schützen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich' aus der
nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform.
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Die Zeichnung zeigt einen schematisch dargestellten Spinnrotor und
die bei seinem Einbau in eine Spinnvorrichtung mit ihm zusammenwirkenden Teile,
die nur strichpunktiert angedeutet sind.
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Der dargestellte Spinnrotor 1- besteht aus einem Rotorteller 2 und
einem mit diesem drehfes't verbundenen Schaft 3. Der Rotorteller 2 weist eine offene
Seite 4 auf, von der sich eine Faserrutschwand 5 konisch erweiternd bis zu einer
Fasersammelriile 6 erstreckt. An die Fasersammelrille 6 schließt sich eine konisch
verjüngende Wandung an, die in einen Boden 7 übergeht.
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Uber die offene Seite 4 ragt in den Rotorteller 2ein Faserzuführkanal
8, der mit seiner Mündung 9 der Rutschfläche 5 gegenüberliegt. Die zugespeisten
einzelnen Fasern gleiten aufgrund der Zentrifugalwirkung des mit hoher Geschwindigkeit
umlaufenden Rotortellers 2 in die Fasersammelrille 6, in welcher sie zu einem Garn
12 zusammengedreht werden, das über eine Fadenabzugsdüse 10 abgezogen wird, die
eine in etwa in der Ebene der Fasersammelrille 6 liegende gerundete Umlenkfläche
11 aufweist.
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Der Rotorteller 2, der bevorzugt aus Stahl hergestellt ist, ist mit
einem nach außen von seinem Boden 7 abragenden zentrischen Ansatz 13 versehen, der
sich in axialer Richtung nur über eine kurze Länge in der Größenordnung von 4 mm
erstreckt. Dieser Ansatz 13, der durch eine Drehbearbeitung an den Boden 7 des Rotortellers
2 angeformt ist, entspricht in seinem Durchmesser dem Durchmesser des Schaftes 3,
der mit diesem Ansatz 13 durch Reibschweißen verbunden ist. Bei dem Reibschweißen
werden der Rotorteller 2 einerseits und der Rotorschaft 3 andererseits fest eingespannt,
gegeneinander gedrückt und gegenläufig zueinander verdreht, wobei entweder die Spannvorrichtung
des Rotortellers 2 und/oder die Spannvorrichtung des Schaftes 3 an einen Drehantrieb
angeschlossen ist. Durch die Reibung entsteht ein Temperaturanstieg, der das Material
in den plastischen Bereich überführt, wobei örtlich die Schmelztemperatur erreicht
wird.
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Wenn eine ausreichende Temperatur erreicht wird, wird die Drehbewegung
unterbrochen.
Anschließend werden der Rotorteller 2 und der Schaft 3 mit erhöhtem Druck zusammengedrückt,
wobei es im Bereich der Schweißstelle zu einem Stauchen kommt, so daß sich ein Ringwulst
im Bereich der Schweißstelle bildet. Dieser Ringwulst wird zweckmäßig abgedreht,
so daß ein glatter, bis zu dem Boden des Rotortellers 2 durchlaufender Rotorschaft
aus dem Schaft 3 und dem Ansatz 13 erhalten wird. Das Reibschweißen erfordertfnur
sehr kurze Schweißzeiten, wobei keine Zusatzwerkstoffe o.dgl. erforderlich sind.
Die Festigkeit, die erhalten wird, ist teilweise höher als die Festigkeit des oder
der Grundwerkstoffe. AuBerdem läßt sich eine sehr hohe Maßgenauigkeit verwirklichen.
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Wie in der Zeichnung dargestellt ist, läßt sich auf dem glatten Rotorschaft
aus dem Ansatz 13 und dem Schaft 3 ein Lager 14 sehr dicht anschließend an dem Bereich
des Bodens 7 des Rotortellers 2 anordnen.
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