EP1096043A1 - Method for making a clothing wire for open-end spinning - Google Patents
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- EP1096043A1 EP1096043A1 EP00121264A EP00121264A EP1096043A1 EP 1096043 A1 EP1096043 A1 EP 1096043A1 EP 00121264 A EP00121264 A EP 00121264A EP 00121264 A EP00121264 A EP 00121264A EP 1096043 A1 EP1096043 A1 EP 1096043A1
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a Clothing wire for open-end spinning.
- OE spinning Open-end spinning
- Opening roller and the spinning rotor The most important components of the OE spinning unit are Opening roller and the spinning rotor.
- the opening roller By means of the opening roller from a cotton-like tape that is only a few micrometers thick fibers pulled out from contaminants freed and fed into the spinning rotor via a feed channel, where they are twisted into the finished yarn.
- the perfect functioning of the opening roller is crucial Influence on the stability of the spinning process and the quality of the yarn produced.
- FIG. 1 shows a partially cut open usual opening roller ring consisting of a base roller made of aluminum 1 and the spirally wound clothing wire 2nd
- opening rollers and toothed strips or wires can be found, for example, in US-A-2,937,413, US-A-4,233,711, US-A-2,731,676, US-A-4,435,953 and US-A-3,833,968.
- the production the tooth wires are usually made by rolling out an initially round wire into a profile strip with the characteristic cross-sectional shape (see Fig. 2a) and then punching out the teeth from the flat part of this Profile tape.
- Such a clothing wire is in Fig. 2a in Cross-section and in part in Fig. 2b in side view shown.
- mechanical post-processing the tooth flanks carried out by grinding.
- Such a thing Manufacturing process is described for example in US-A-4,233,711.
- a clothing wire obtained after these manufacturing steps is also called raw wire.
- Such a wire is, for example under the name OE-M-3325 CSH from the company Graf / CH-Rapperswil offered on the market.
- the edges of the Teeth of the raw wire are sharp and sometimes very rough. Opening rollers with a clothing wire in this condition have a completely unacceptable spinning behavior because of the fine fibers be destroyed by the raw wire or on the bumps of the teeth form clusters that loosen from time to time and cause thick spots in the yarn produced.
- the raw wires are applied prior to application as a clothing wire on the base body of a removing material Process consisting of an electrolytic or chemical Undergo machining operation.
- the raw wire successively in different electrolytic and / or chemical working baths degreased, descaled, stained and deburred. Between the actual process steps must be intense be rinsed. Through these processing steps, the sharp edges of the raw wire are rounded and the surface quality generally improved. The whole process, however, is lengthy and expensive.
- Teeth finish The surface condition resulting from this treatment Teeth is called "needle finish”. It is considered indispensable for perfect functioning of the opening roller Wire set. A reference to this "needle finish" is found e.g. in US-A-5,006,367, column 2, lines 9-10.
- the teeth of the Opening roller through targeted surface technology measures to protect against wear and thus the service life of the Extend the opening roller.
- This is particularly effective here
- DE OS 2433769 has proposed clothing wire preform helically with a diameter similar to that Diameter of the roller body, and then this wire on the Fasten roller body.
- Such a preformed wire can also be used before assembly coated on the roller body, e.g. is described in EP 0861930. According to the prior art the wire, however, even before it is rolled in, for the spinning process have the necessary needle finish because of this surface condition leading processes on tightly rolled wire spirals is not controlled.
- the materials used for the basic roller body are: preferably used aluminum alloys. A nickel-diamond coating of the roller body is not necessary since there is no significant wear and aluminum materials usually also have sufficient corrosion resistance are.
- the present invention has the object of a method for To provide that the short term and inexpensive Provides opening rollers for OE spinning.
- a method for production a clothing wire which is to be applied to an opening roller base body is suitable, characterized in that a for the production of clothing wire standard raw wire upright is processed into a wire roll in which the teeth of the The wire is perpendicular to the roller axis and the one diameter which has the diameter of the opening roller base body corresponds to or up to a maximum of ⁇ 5% of the diameter of the opening roller main body deviates and the wire reel loosely a carrier device is pushed and with this in a electroplating system is introduced, being in the electroplating System for deburring the raw wire and the nickel-diamond coating of a garnished opening roller usual process steps and the clothing wire out is taken from the electroplating system.
- the method according to the invention allows the manufacturer of Opening rollers, the delivery time for rollers according to customer specifications to reduce from about 8 to about 4 weeks without an extensive Keep stocks of expensive clothing wire with needle finish to have to.
- there are direct cost savings by reducing the proportion of rejects caused by damage and complete elimination of the transportation process Rolls from manufacturer to nickel-diamond coater.
- the process according to the invention is based on cheap Raw wire, a clothing wire optimized according to customer specifications provided at the opposite of the booth technology lower costs for optimal function has the required active geometry of the tooth tips and the necessary for the required long-term behavior in spinning technology Wears nickel-diamond coating.
- the raw wire is preferred in the method according to the invention as is commercially available in elastic rolled bundles with approx. 500 mm in diameter.
- Manufacturer of such Raw wire are e.g. the company Graf in CH-Rapperswil or the Hollingsworth in D-Neubulach.
- the wire stretches as it rolls off the collar. He will prefer according to the usual in the manufacture of spiral springs Methods upright to roll with an inner diameter which corresponds to the diameter of the opening roller main body or processed up to a maximum of ⁇ 5%. Such methods are for example from Meissner / Wanke; Manual springs 2nd edition 1993, pages 62/63, Verlagtechnik Berlin-Munich, known.
- the length of these rolls depends on the size of the for further processing available in the electroplating system Immersion baths.
- the diameter of these rolls depends after the roller base body on which the clothing wire after the Pass through the method according to the invention should.
- the Roll diameter essentially from the diameter of the used Dorns. Because of the material properties of the Raw wire of different springback after rolling must hence the diameter of the mandrel by a certain amount be smaller, which is to be determined empirically.
- the wire roll becomes loose for the treatment of its surface pushed onto a carrier device and with this into a Electroplating machines introduced.
- An electroplating machine is preferred used, usually in the nickel-diamond dispersion coating of the garnished opening rollers takes place.
- electroplating systems have mainly been used only for Deposition of metallic coatings such as nickel diamond Layer on finished components by the bath chemicals used cannot be attacked or changed geometrically allowed to.
- Removal processes such as B. making the needle finish are carried out beforehand in our own facilities, in particular if high demands on geometrical accuracy are required more complicated components, such as this for clothing wire applies to OE opening rollers.
- these insoluble components can be impurities (eg inclusions such as SiO 2 ) and / or alloying elements (eg carbon).
- the surface newly generated during deburring has an extraordinary high reactivity; i.e. when removing one Test specimen from the batch for optical assessment and the waiting time until the assessment was made the wire due to the corrosion taking place for a subsequent one Metallization unusable.
- Chemical deburring takes place using a deburring solution preferably with simultaneous mechanical support instead of.
- the mechanical support is made insoluble by the addition Solid particles for deburring solution realized.
- Solid particles with a diameter are preferred from 1 - 1000 ⁇ m. Both organic (e.g. Plastics such as PTFE) as well as inorganic (e.g. boron nitride, Boron carbide etc.) solids are used.
- the particles have preferably a concentration of 0.2 to 20 g / l.
- the density of the particles is expediently in a range which prevents floating on the deburring solution or, in the other case, prevents sedimentation from occurring too quickly.
- the density of the particles is therefore preferably in the range from 1.2 to 4.5 g / cm 3 .
- the maximum wear resistance of the coating a heat treatment at at least 335 ° C for at least s1 Hour.
- Example 1 Production of a clothing wire for commercially available Opening rollers
- the roller base has a diameter of 58 mm.
- the base body has a spiral groove 1 mm deep, into which the finished clothing wire is rolled should.
- An untreated raw wire is so on a cylindrical Mandrel spirally wound into rolls that the teeth of the raw wire stand perpendicular to the roller axis.
- the wire roll should have an inside diameter of approx. Have 59 mm. To achieve this, a mandrel diameter was used of 54 mm used.
- the mandrel is clamped in the chuck of a lathe, on the Support brakable wire guide rollers are mounted.
- the raw wire lies in the form of larger coils with a diameter of approx. 500 mm the teeth are parallel to the coil axis.
- a coil of raw wire is placed on a rotating unwinding device set.
- the wire end is between those on the lathe support mounted guide rollers on the winding mandrel pulled and in a holding device mounted on the lathe chuck trapped.
- the guide rollers are spring loaded pressed to the side of the wire and mechanically braked, so that they keep the wire under tension while the winding process is running.
- the support feed corresponds the thickness of the wire base, so that the Lay the ducts of the resulting spiral directly together.
- the length of the roll results from the existing device or from those available for further chemical treatment Bathroom dimensions.
- the wire After reaching the desired roll length, the wire is cut off and thereby relaxed. The remaining elasticity leads to a spring back, in which the spiral gears on the widen predetermined diameter of 59 mm. After this The clamping device on the lathe chuck can be opened slightly remove the finished roll from the mandrel.
- Chemical deburring baths are offered, for example, by Tritech in D-42207 Wuppertal and Poligrat in D-81829 Kunststoff.
- the main components of these baths are hydrogen peroxide, ammonium bifluoride, various acids and stabilizers.
- the described solid particles become the deburring bath added to provide mechanical support to the deburring process to reach.
- To achieve the maximum wear resistance of the coating heat treatment is carried out at at least 335 ° C, preferably at 350 ° C for 2 hours.
- the finished wire rolls are again optically in the microscope checked for surface defects.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garniturdrahts für das Open-End-Spinnen.The invention relates to a method for producing a Clothing wire for open-end spinning.
Das Open-End-Spinnen (OE Spinnen) ist das zur Zeit wirtschaftlichste Herstellungsverfahren für Garne aus Kurzfasern. Etwa ein Drittel der Weltproduktion an solchen Garnen wird nach dem OE Spinnverfahren erzeugt. Dafür sind ca. 6 Millionen Spinnstellen in Betrieb.Open-end spinning (OE spinning) is currently the most economical Manufacturing process for short fiber yarn. Approximately a third of the world’s production of such OE spinning process generated. There are about 6 million spinning positions for this in operation.
Die wesentlichsten Komponenten der OE-Spinneinheit sind die Auflösewalze und der Spinnrotor. Mittels der Auflösewalze werden aus einem watteähnlichen Vorlageband die nur wenige Mikrometer dicken Fasern herausgezogen, von Verunreinigungsresten befreit und über einen Zuführkanal in den Spinnrotor eingespeist, wo sie zum fertigen Garn zusammengedreht werden. Die einwandfreie Funktion der Auflösewalze übt einen entscheidenden Einfluß auf die Stabilität des Spinnprozesses und die Qualität des erzeugten Garns aus.The most important components of the OE spinning unit are Opening roller and the spinning rotor. By means of the opening roller from a cotton-like tape that is only a few micrometers thick fibers pulled out from contaminants freed and fed into the spinning rotor via a feed channel, where they are twisted into the finished yarn. The perfect functioning of the opening roller is crucial Influence on the stability of the spinning process and the quality of the yarn produced.
Eine weitverbreitete Ausführungsform von Auflösewalzen besteht aus einem ringförmigen Grundkörper aus Aluminium oder Stahl, der an seinem Umfang eine spiralförmige Nut aufweist, in welche ein mit feinen Zähnen versehenes Stahlband, die Drahtgarnitur, eingezogen und durch Verstemmen fixiert ist. Fig. 1 zeigt einen teilweise aufgeschnittenen üblichen Auflösewalzenring bestehend aus einem aus Aluminium gefertigten Auflösewalzengrundkörper 1 und dem spiralförmig aufgezogenen Garniturdraht 2.A widespread embodiment of opening rollers exists a ring-shaped base made of aluminum or steel, which has a spiral groove on its circumference, into which a steel band with fine teeth, the wire set, is drawn in and fixed by caulking. Fig. 1 shows a partially cut open usual opening roller ring consisting of a base roller made of aluminum 1 and the spirally wound clothing wire 2nd
Beispiele für Auflösewalzen und gezahnte Bänder bzw. Drähte finden sich beispielsweise in US-A-2,937,413, US-A-4,233,711, US-A-2,731,676, US-A-4,435,953 und US-A-3,833,968. Die Herstellung der Zahndrähte ("Garnituren") erfolgt üblicherweise durch Auswalzen eines zunächst runden Drahts in ein Profilband mit der charakteristische Querschnittsform (siehe Fig. 2a) und anschließendes Ausstanzen der Zähne aus dem flachen Teil dieses Profilbandes. Ein solcher Garniturdraht ist in Fig. 2a im Querschnitt und in Fig. 2b ausschnittsweise in Seitenansicht dargestellt. Fallweise wird eine mechanische Nachbearbeitung der Zahnflanken durch Schleifen durchgeführt. Ein derartiges Herstellverfahren ist beispielsweise in US-A-4,233,711 beschrieben.Examples of opening rollers and toothed strips or wires can be found, for example, in US-A-2,937,413, US-A-4,233,711, US-A-2,731,676, US-A-4,435,953 and US-A-3,833,968. The production the tooth wires ("sets") are usually made by rolling out an initially round wire into a profile strip with the characteristic cross-sectional shape (see Fig. 2a) and then punching out the teeth from the flat part of this Profile tape. Such a clothing wire is in Fig. 2a in Cross-section and in part in Fig. 2b in side view shown. In some cases, mechanical post-processing the tooth flanks carried out by grinding. Such a thing Manufacturing process is described for example in US-A-4,233,711.
Ein nach diesen Herstellungsschritten erhaltener Garniturdraht wird auch als Rohdraht bezeichnet. Ein solcher Draht wird beispielsweise unter der Bezeichnung OE-M-3325 CSH von Firma Graf/CH-Rapperswil auf dem Markt angeboten. Die Kanten der Zähne des Rohdrahts sind scharf und zum Teil sehr rauh. Auflösewalzen mit einem Garniturdraht in diesem Zustand haben ein völlig unakzeptables Spinnverhalten, da die feinen Fasern durch den Rohdraht zerstört werden oder an den Unebenheiten der Zähne Anhäufungen bilden, die sich von Zeit zu Zeit lösen und Dickstellen im erzeugten Garn verursachen.A clothing wire obtained after these manufacturing steps is also called raw wire. Such a wire is, for example under the name OE-M-3325 CSH from the company Graf / CH-Rapperswil offered on the market. The edges of the Teeth of the raw wire are sharp and sometimes very rough. Opening rollers with a clothing wire in this condition have a completely unacceptable spinning behavior because of the fine fibers be destroyed by the raw wire or on the bumps of the teeth form clusters that loosen from time to time and cause thick spots in the yarn produced.
Es ist daher Stand der Technik, die Rohdrähte vor dem Aufbringen als Garniturdraht auf den Grundkörper einem abtragendem Verfahren bestehend aus einem elektrolytischen oder chemischen Bearbeitungsvorgang zu unterziehen. Dazu wird der Rohdraht nacheinander in verschiedenen elektrolytisch und/oder chemisch arbeitenden Bädern entfettet, entzundert, gebeizt und entgratet. Zwischen den eigentlichen Prozeßschritten muß intensiv gespült werden. Durch diese Bearbeitungsschritte werden die scharfen Kanten des Rohdrahts verrundet und die Oberflächengüte generell verbessert. Das gesamte Verfahren ist allerdings langwierig und teuer.It is therefore state of the art that the raw wires are applied prior to application as a clothing wire on the base body of a removing material Process consisting of an electrolytic or chemical Undergo machining operation. For this, the raw wire successively in different electrolytic and / or chemical working baths degreased, descaled, stained and deburred. Between the actual process steps must be intense be rinsed. Through these processing steps, the sharp edges of the raw wire are rounded and the surface quality generally improved. The whole process, however, is lengthy and expensive.
Da an den Garniturdraht für OE-Auflösewalzen besonders hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit gestellt werden, wird dieser in der Regel nicht elektrolytisch, sondern mit dem aufwendigeren chemischen Entgratungsverfahren behandelt.Because the wire for OE opening rollers is particularly high Requirements are placed on the shape accuracy this is not usually electrolytic, but with the more complex one chemical deburring processes.
Der aus dieser Behandlung resultierende Oberflächenzustand der
Zähne wird als "Nadelfinish" bezeichnet. Er gilt als unverzichtbar
für eine einwandfreie Funktion der Auflösewalze mit
Drahtgarnitur. Ein Hinweis auf dieses "Nadelfinish" findet
sich z.B. in US-A-5,006,367, Spalte 2, Zeilen 9 - 10.The surface condition resulting from this treatment
Teeth is called "needle finish". It is considered indispensable
for perfect functioning of the opening roller
Wire set. A reference to this "needle finish" is found
e.g. in US-A-5,006,367,
Des weiteren gehört es zum Stand der Technik, die Zähne der Auflösewalze durch gezielte oberflächentechnische Maßnahmen vor Verschleiß zu schützen und damit die Gebrauchsdauer der Auflösewalze zu verlängern. Besonders wirksam ist hierbei das Aufbringen einer Dispersionsschicht aus autokatalytisch abgeschiedenem Nickel mit eingelagerten Diamantpartikeln auf die mit Nadelfinish versehene, drahtgarnierte Auflösewalze. Dies ist u.a. in Metalloberfläche 1984, Heft 4, Seite 139 oder Textile Month, Mai 1981, beschrieben. Mit einer derartigen Nickel-Diamant-Beschichtung versehene Auflösewalzen erreichen Standzeiten, die jene von unbeschichteten Auflösewalzen um das fünf- bis zehnfache übertreffen.Furthermore, it belongs to the prior art, the teeth of the Opening roller through targeted surface technology measures to protect against wear and thus the service life of the Extend the opening roller. This is particularly effective here Application of a dispersion layer made of autocatalytically deposited Nickel with embedded diamond particles on the wire-garnished opening roller with needle finish. This is among others in metal surface 1984, issue 4, page 139 or textile Month, May 1981. With such a nickel-diamond coating provided opening rollers Service life that of uncoated opening rollers around the surpass five to ten times.
Ähnlich wie die oben beschriebene Entgratungs- und Verrundungsbehandlung des Rohdrahtes erfordert die Nickel-Diamant-Beschichtung eine aufwendige vielstufige Behandlung in Tauchbädern. Es ist daher wünschenswert, die beiden zeitaufwendigen teueren Verfahren in wirtschaftlicher Weise zusammenzufassen.Similar to the deburring and rounding treatment described above of the raw wire requires the nickel-diamond coating an elaborate multi-stage treatment in immersion baths. It is therefore desirable to use the two time consuming to summarize expensive processes in an economical manner.
Ein entsprechendes Verfahren, mit Rohdraht garnierte Auflösewalzen in einem einzigen Durchlauf mit Nadelfinish und Diamantbeschichtung zu versehen, ist z.B. in DE 4314161 A1 (entspricht US-A-5,547,709) beschrieben.A corresponding process, opening rollers garnished with raw wire in a single pass with needle finish and diamond coating to be provided, e.g. in DE 4314161 A1 (corresponds US-A-5,547,709).
Beim Einrollen des Garniturdrahtes in die spiralförmige Nut des Walzengrundkörpers ("Garnieren") wird unbeschichteter, gerader Draht von größeren Rollen unter starkem Zug in die Nut des langsam rotierenden Walzenkörpers eingeführt und durch mechanische Verformung des zwischen den Gängen der Nut befindlichen Stegs mittels schmaler Rollen seitlich eingeklemmt. Bei diesem Vorgang erfährt der Garniturdraht eine erhebliche plastische Verformung im Bereich des Zahngrundes, da er an dieser Stelle starkt gestreckt wird. Bei unbeschichtetem Draht ist dies nicht störend, eine bereits vor dem Einrollen auf dem Draht befindliche Beschichtung, insbesondere die für Auflösewalzen typische Diamantbeschichtung, würde jedoch bei derartiger plastischer Verformung des Grundmaterials unweigerlich Risse bilden und ggfs. sogar abplatzen. Dies wäre für die Funktion der Walze völlig unzulässig. Um dieses Problem zu vermeiden werden daher mit dem Garniturdraht versehene ("garnierte") Walzen mit einer Nickel-Diamant-Beschichtung versehen.When the clothing wire is rolled into the spiral groove of the roller body ("Garnish") becomes uncoated, straighter Wire from larger rolls under strong tension in the groove of the slowly rotating roller body and introduced by mechanical Deformation of the located between the passages of the groove Bars are laterally clamped using narrow rollers. At this process gives the clothing wire a considerable plastic appearance Deformation in the area of the tooth base, because of this Body is stretched. With uncoated wire this is not disturbing, one before curling up on the Coating on wire, especially that for opening rollers typical diamond coating, however, would be such plastic deformation of the base material is inevitable Form cracks and, if necessary, even flake off. This would be for the Function of the roller completely inadmissible. To solve this problem Avoid using the garnished wire ("garnished") Provide rollers with a nickel-diamond coating.
In DE OS 2433769 ist vorgeschlagen worden, Garniturdraht schraubenförmig vorzuformen mit einem Durchmesser ähnlich dem Durchmesser des Walzenkörpers, und diesen Draht dann auf dem Walzenkörper zu befestigen.DE OS 2433769 has proposed clothing wire preform helically with a diameter similar to that Diameter of the roller body, and then this wire on the Fasten roller body.
Ein solcher vorgeformter Draht kann auch bereits vor dem Montieren auf dem Walzenkörper beschichtet werden, wie dies z.B. in EP 0861930 beschrieben ist. Nach dem Stand der Technik muß der Draht jedoch schon vor dem Einrollen das für den Spinnprozeß notwendige Nadelfinish besitzen, weil das zu diesem Oberflächenzustand führende Verfahren an eng gerollten Drahtspiralen nicht beherrscht wird.Such a preformed wire can also be used before assembly coated on the roller body, e.g. is described in EP 0861930. According to the prior art the wire, however, even before it is rolled in, for the spinning process have the necessary needle finish because of this surface condition leading processes on tightly rolled wire spirals is not controlled.
Da die Diamantbeschichtung in der geforderten Qualität weltweit nur von wenigen Lohnveredelern beherrscht wird, ist ein Transport der bereits mit dem Garniturdraht bestückten Walzen oder des vorgerollten, mit Nadelfinish versehenen Drahtes zum Lohnveredler und ein Rücktransport zum OE Maschinenhersteller nach dem Veredeln erforderlich .Because the diamond coating in the required quality worldwide is only mastered by a few contractors Transport of the rollers already equipped with the clothing wire or the pre-rolled wire with a needle finish Contract processor and a return transport to the OE machine manufacturer required after finishing.
Wegen dieses sehr umständlichen Herstellungsganges ist die Beschaffung von Auflösewalzen für den Endverbraucher sehr teuer und mit außerordentlich langen Lieferzeiten behaftet.Because of this very cumbersome production process, the procurement is of opening rollers very expensive for the end user and has extremely long delivery times.
Der gesamte Ablauf ist nicht nur zeitaufwendig und teuer sondern auch mit einem erheblichen Ausschußrisiko behaftet, da selbst leichte Schläge auf die Zahnspitzen, wie sie bei den zahlreichen nach dem Garnieren noch stattfindenden Handhabungsvorgängen häufig nicht zu vermeiden sind, zu Verformungen führen und die Walze unbrauchbar machen können.The whole process is not only time-consuming and expensive but also also involves a considerable risk of rejects because even light blows on the tips of the teeth, as with the numerous handling processes that still take place after garnishing deformations are often unavoidable lead and can make the roller unusable.
Als Werkstoffe für den Walzengrundkörper werden aus Gewichtsgründen bevorzugt Aluminiumlegierungen verwendet. Eine Nickel-Diamantbeschichtung des Walzenkörpers ist nicht erforderlich, da keine nennenswerte Verschleißbeanspruchung auftritt und Aluminiumwerkstoffe üblicherweise auch ausreichend korrosionsbeständig sind.For reasons of weight, the materials used for the basic roller body are: preferably used aluminum alloys. A nickel-diamond coating of the roller body is not necessary since there is no significant wear and aluminum materials usually also have sufficient corrosion resistance are.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die kurzfristige und kostengünstige Bereitstellung von Auflösewalzen für das OE-Spinnen ermöglicht.The present invention has the object of a method for To provide that the short term and inexpensive Provides opening rollers for OE spinning.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Garniturdrahts der zum Aufbringen auf einen Auflösewalzengrundkörper geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Herstellung von Garniturdraht üblicher Rohdraht hochkant zu einer Drahtrolle verarbeitet wird, bei der die Zähne des Drahtes senkrecht zur Rollenachse stehen und die einen Durchmesser hat, der dem Durchmesser des Auflösewalzengrundkörpers entspricht oder der bis maximal ± 5 % vom Durchmesser des Auflösewalzengrundkörpers abweicht und die Drahtrolle lose auf eine Trägervorrichtung geschoben wird und mit dieser in eine galvanotechnische Anlage eingebracht wird, wobei in der galvanotechnischen Anlage die für das Entgraten des Rohdrates und das Nickel-Diamant Beschichten einer garnierten Auflösewalze üblichen Verfahrensschritte ablaufen und der Garniturdraht aus der galvanotechnischen Anlage entnommen wird.The object is achieved by a method for production a clothing wire which is to be applied to an opening roller base body is suitable, characterized in that a for the production of clothing wire standard raw wire upright is processed into a wire roll in which the teeth of the The wire is perpendicular to the roller axis and the one diameter which has the diameter of the opening roller base body corresponds to or up to a maximum of ± 5% of the diameter of the opening roller main body deviates and the wire reel loosely a carrier device is pushed and with this in a electroplating system is introduced, being in the electroplating System for deburring the raw wire and the nickel-diamond coating of a garnished opening roller usual process steps and the clothing wire out is taken from the electroplating system.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es dem Hersteller von Auflösewalzen, die Lieferzeit für Walzen nach Kundenspezifikation von ca. 8 auf ca. 4 Wochen zu reduzieren, ohne ein umfangreiches Lager an teurem Garniturdraht mit Nadelfinish vorhalten zu müssen. Zusätzlich ergeben sich direkte Kosteneinsparungen durch Reduzierung des beschädigungsbedingten Ausschußanteils und den Wegfall des Transportvorgangs kompletter Walzen von Hersteller zum Nickel-Diamant-Beschichter.The method according to the invention allows the manufacturer of Opening rollers, the delivery time for rollers according to customer specifications to reduce from about 8 to about 4 weeks without an extensive Keep stocks of expensive clothing wire with needle finish to have to. In addition, there are direct cost savings by reducing the proportion of rejects caused by damage and complete elimination of the transportation process Rolls from manufacturer to nickel-diamond coater.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird, ausgehend von billigem Rohdraht, ein nach Kundenspezifikation optimierter Garniturdraht zur Verfügung gestellt, der bei gegenüber dem Stand der Technik niedrigeren Kosten die für eine optimale Funktion erforderliche Wirkgeometrie der Zahnspitzen aufweist und die für das geforderte spinntechnologische Langzeitverhalten notwendige Nickel-Diamant-Beschichtung trägt.The process according to the invention is based on cheap Raw wire, a clothing wire optimized according to customer specifications provided at the opposite of the booth technology lower costs for optimal function has the required active geometry of the tooth tips and the necessary for the required long-term behavior in spinning technology Wears nickel-diamond coating.
Der Rohdraht wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise wie handelsüblich erhältlich in elastisch gerollten Bunden mit ca. 500 mm Durchmesser eingesetzt. Hersteller eines solchen Rohdrahtes sind z.B. die Firma Graf in CH-Rapperswil oder die Firma Hollingsworth in D-Neubulach.The raw wire is preferred in the method according to the invention as is commercially available in elastic rolled bundles with approx. 500 mm in diameter. Manufacturer of such Raw wire are e.g. the company Graf in CH-Rapperswil or the Hollingsworth in D-Neubulach.
Beim Abrollen vom Bund streckt sich der Draht. Er wird vorzugsweise nach den bei der Herstellung von Spiralfedern üblichen Methoden hochkant zu Rollen mit einem Innendurchmesser der dem Durchmesser des Auflösewalzegrundkörpers entspricht oder bis maximal ± 5 % davon abweicht verarbeitet. Solche Methoden sind beispielsweise aus Meissner/Wanke; Handbuch Federn 2. Aufl. 1993, Seiten 62/63, Verlag Technik Berlin-München, bekannt.The wire stretches as it rolls off the collar. He will prefer according to the usual in the manufacture of spiral springs Methods upright to roll with an inner diameter which corresponds to the diameter of the opening roller main body or processed up to a maximum of ± 5%. Such methods are for example from Meissner / Wanke; Manual springs 2nd edition 1993, pages 62/63, Verlag Technik Berlin-Munich, known.
Die Länge dieser Rollen richtet sich nach der Größe der für die Weiterbehandlung in der galvanotechnischen Anlage verfügbaren Tauchbäder. Der Durchmesser dieser Rollen richtet sich nach dem Walzengrundkörper, auf dem der Garniturdraht nach dem Durchlaufen des erfindungsgemäßen Verfahrens montiert werden soll.The length of these rolls depends on the size of the for further processing available in the electroplating system Immersion baths. The diameter of these rolls depends after the roller base body on which the clothing wire after the Pass through the method according to the invention should.
Wie aus der Herstellung von Spiralfedern bekannt, hängt der Rollendurchmesser im wesentlichen vom Durchmesser des verwendeten Dorns ab. Wegen des je nach Materialeigenschaften des Rohdrahtes unterschiedlichen Rückfederns nach dem Rollen muß daher der Durchmesser des Dorns um einen bestimmten Betrag kleiner sein, der empirisch zu ermitteln ist.As is known from the manufacture of spiral springs, the Roll diameter essentially from the diameter of the used Dorns. Because of the material properties of the Raw wire of different springback after rolling must hence the diameter of the mandrel by a certain amount be smaller, which is to be determined empirically.
Für die Behandlung ihrer Oberfläche wird die Drahtrolle lose auf eine Trägervorrichtung geschoben und mit dieser in einen Galvanikautomaten eingebracht. Vorzugsweise wird ein Galvanikautomat verwendet, in dem üblicherweise die Nickel- Diamant-Dispersionsbeschichtung der garnierten Auflösewalzen stattfindet.The wire roll becomes loose for the treatment of its surface pushed onto a carrier device and with this into a Electroplating machines introduced. An electroplating machine is preferred used, usually in the nickel-diamond dispersion coating of the garnished opening rollers takes place.
Bisher dienen galvanotechnische Anlagen überwiegend nur der Abscheidung von metallischen Überzügen wie der Nickel-Diamant Schicht auf fertigen Bauteilen, die von den eingesetzten Badchemikalien nicht angegriffen oder geometrisch verändert werden dürfen.So far, electroplating systems have mainly been used only for Deposition of metallic coatings such as nickel diamond Layer on finished components by the bath chemicals used cannot be attacked or changed geometrically allowed to.
Abtragende Verfahren wie z. B. das Herstellen des Nadelfinishs werden vorher in eigenen Anlagen durchgeführt, insbesondere wenn hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit geometrisch komplizierter Bauteile gestellt werden, wie dies für Garniturdraht für OE-Auflösewalzen gilt.Removal processes such as B. making the needle finish are carried out beforehand in our own facilities, in particular if high demands on geometrical accuracy are required more complicated components, such as this for clothing wire applies to OE opening rollers.
Es ist nicht ohne weiteres möglich, in einem durchgängigen Oberflächenbehandlungsverfahren rein chemisch ein definiert abtragendes und ein metallabscheidendes Verfahren nacheinander fehlerfrei ablaufen zu lassen. Daher war es auch nicht naheliegend, die wirtschaftlich attraktive Kombination dieser beiden Behandlungsschritte in einem einzigen Durchlauf zu versuchen.It is not easily possible in a consistent surface treatment process purely chemically a defined abrasive and a metal deposition process in sequence to run without errors. So it was not obvious the economically attractive combination of these two Try treatment steps in a single pass.
Gegen eine chemische Formentgratung von Drahtrollen mit direkt anschließender Metallabscheidung sprechen im einzelnen folgende Gründe:Against chemical deburring of wire rolls with direct subsequent metal deposition speak in detail the following Reasons:
Die beim chemischen Formentgraten erwünschte Materialauflösung ist zwangsläufig auch mit dem unerwünschten Freilegen von unlöslichen Werkstoffbestandteilen verbunden. The material resolution required for chemical deburring is inevitable also with the unwanted exposure of insoluble ones Material components connected.
Je nach Stahltyp können diese unlöslichen Bestandteile Verunreinigungen (z.B. Einschlüsse wie SiO2)und/oder Legierungselemente (z.B. Kohlenstoff) sein.Depending on the type of steel, these insoluble components can be impurities (eg inclusions such as SiO 2 ) and / or alloying elements (eg carbon).
Bei der Entgratung eines geraden Drahtes nach Stand der Technik im Durchlaufverfahren können die auf der Drahtoberfläche anhaftenden Verunreinigungen sicher entfernt werden, wenn der Draht durch ein spezielles Reinigungsbad mit seitlich angeordneten Ultraschallschwingern geführt wird.When deburring a straight wire according to the state of the art in a continuous process, those on the wire surface adhering contaminants can be safely removed when the Wire through a special cleaning bath with laterally arranged Ultrasonic vibrators is performed.
Dieses Verfahren führt bei der Reinigung eines erfindungsgemäß vorgerollten Drahtes nicht zum gewünschten Erfolg, da die ultraschallunterstützte Reinigung durch geometrische Abschirmeffekte stark beeinträchtigt wird.This method leads to the cleaning of an invention pre-rolled wire did not achieve the desired success because the ultrasound-assisted Cleaning with geometric shielding effects is severely impaired.
Die direkte Metallisierung dieser Oberfläche führt zu Fehlern wie unzulässigen Rauhigkeiten und mangelnder Schichthaftung.The direct metallization of this surface leads to errors such as inadmissible roughness and lack of layer adhesion.
Ein weiterer Umstand, der die Durchführung der chemischen Formentgratung und der Metallisierung in einem durchgängigen Verfahren erschwert, ist die nach Möglichkeit durchzuführende optische Zwischenkontrolle der entgrateten Oberfläche vor dem Aufbringen der teuren Nickel-Diamant-Dispersionsbeschichtung.Another circumstance that involves performing chemical deburring and metallization in one continuous process the optical to be carried out if possible is more difficult Intermediate inspection of the deburred surface before Apply the expensive nickel-diamond dispersion coating.
Die beim Entgraten neu generierte Oberfläche weist eine außerordentlich hohe Reaktivität auf; d.h. beim Entnehmen eines Prüfkörpers aus der Charge für die optische Beurteilung und der bis zur erfolgten Beurteilung notwendigen Wartezeit würde der Draht durch die stattfindende Korrosion für eine nachfolgende Metallisierung unbrauchbar.The surface newly generated during deburring has an extraordinary high reactivity; i.e. when removing one Test specimen from the batch for optical assessment and the waiting time until the assessment was made the wire due to the corrosion taking place for a subsequent one Metallization unusable.
Durch nachfolgend aufgeführte Verfahrensentwicklungen ist es jetzt möglich, die chemische Entgratung und die Metallisierung der erzeugten Oberfläche trotz der beschriebenen Probleme in einem durchgängigen Verfahren durchzuführen:It is through process developments listed below chemical deburring and metallization are now possible the surface created despite the problems described in to carry out a continuous process:
Das chemische Entgraten mittels einer Entgratungslösung findet vorzugsweise mit gleichzeitiger mechanischer Unterstützung statt. Die mechanische Unterstützung wird durch den Zusatz unlöslicher Feststoffpartikel zur Entgratungslösung realisiert.Chemical deburring takes place using a deburring solution preferably with simultaneous mechanical support instead of. The mechanical support is made insoluble by the addition Solid particles for deburring solution realized.
Bei der chemischen Formentgratung ist es zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen Oberfläche in vertretbarer Behandlungszeit bevorzugt, den Rohdraht gezielt mit Entgratungslösung anzuströmen.With chemical mold deburring, it is to achieve one high quality surface in a reasonable treatment time preferred to target the raw wire with a deburring solution to flock to.
Dies kann z.B. durch Umpumpen geschehen, d.h. die Entgratungslösung wird im Kreislauf gefahren. Setzt man der Entgratungslösung nun Feststoffpartikel zu, so können diese bei geeigneter Beschaffenheit und abgestimmter Größe durch die stetige Relativbewegung zwischen Partikel- und Bauteiloberfläche einen kontinuierlichen Reinigungsprozeß der Oberfläche bewirken. Unlösliche Bestandteile des zu entgratenden Werkstoffs werden während des Entgratungsprozesses mechanisch von der Oberfläche entfernt.This can e.g. done by pumping, i.e. the deburring solution is cycled. Put the deburring solution solid particles now, so these can be used with suitable Condition and coordinated size due to the constant Relative movement between particle and component surface one cause continuous cleaning process of the surface. Insoluble Components of the material to be deburred mechanically from the surface during the deburring process away.
Vorzugsweise werden Feststoffpartikel mit einem Durchmesser von 1 - 1000 µm eingesetzt. Es können sowohl organische (z.B. Kunststoffe wie PTFE) als auch anorganische (z.B. Bornitrid, Borcarbid etc.) Feststoffe eingesetzt werden. Die Partikel haben vorzugsweise eine Konzentration von 0,2 bis 20 g/l.Solid particles with a diameter are preferred from 1 - 1000 µm. Both organic (e.g. Plastics such as PTFE) as well as inorganic (e.g. boron nitride, Boron carbide etc.) solids are used. The particles have preferably a concentration of 0.2 to 20 g / l.
Die Dichte der Partikel liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich, der ein Aufschwimmen auf der Entgratungslösung oder im anderen Falle ein zu rasches Sedimentieren verhindert. Die Dichte der Partikel liegt somit vorzugsweise im Bereich von 1,2 bis 4,5 g/cm3.The density of the particles is expediently in a range which prevents floating on the deburring solution or, in the other case, prevents sedimentation from occurring too quickly. The density of the particles is therefore preferably in the range from 1.2 to 4.5 g / cm 3 .
Voraussetzung ist in allen Fällen, daß die Feststoffpartikel nicht von der Entgratungslösung angegriffen werden.The prerequisite in all cases is that the solid particles not be attacked by the deburring solution.
Im Anschluß an die Entgratung sollte wie bereits erwähnt eine Zwischenkontrolle des Entgratungsergebnisses erfolgen.Following the deburring, a Intermediate control of the deburring result.
Um einen Korrosionsangriff der entgrateten Oberfläche zu vermeiden, wird direkt nach dem Entgratungsschritt eine vorzugsweise elektrolytische Kurzzeitpassivierung in einer sauren, phosphathaltigen Lösung vorgenommen. Entsprechende Verfahren sind im Stand der Technik bekannt. Die dabei entstehende Eisenphosphatschicht schützt die Oberfläche vor Korrosion und kann nach Wiederaufnahme des Durchlaufprozesses in einer weiteren sauren Lösung (Aktivator) vor dem Metallisieren wieder entfernt werden.To avoid corrosion attack on the deburred surface, is preferred immediately after the deburring step Short-time electrolytic passivation in an acidic made phosphate solution. Appropriate procedures are known in the art. The resulting iron phosphate layer protects the surface from corrosion and can be resumed in a further process acidic solution (activator) before metallizing again be removed.
Im Anschluß an das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Erzielung der maximalen Verschleißbeständigkeit der Beschichtung eine Wärmebehandlung bei mindestens 335°C über mindesten s1 Stunde erfolgen.Following the method according to the invention can be achieved the maximum wear resistance of the coating a heat treatment at at least 335 ° C for at least s1 Hour.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further explain the Invention.
Der Walzengrundkörper hat einen Durchmesser von 58 mm. In den Grundkörper ist eine spiralförmige Nut von 1 mm Tiefe eingestochen, in welche der fertige Garniturdraht eingewalzt werden soll.The roller base has a diameter of 58 mm. In the The base body has a spiral groove 1 mm deep, into which the finished clothing wire is rolled should.
Ein unbehandelter Rohdraht wird derart auf einem zylindrischen Dorn spiralförmig zu Rollen gewickelt, daß die Zähne des Rohdrahts senkrecht zur Rollenachse stehen. Für die spätere leichte Montage des Drahtes auf einem Walzenkörper mit 58 mm Durchmesser soll die Drahtrolle einen Innendurchmesser von ca. 59 mm haben. Um dies zu erreichen wurde ein Dorndurchmesser von 54 mm verwendet.An untreated raw wire is so on a cylindrical Mandrel spirally wound into rolls that the teeth of the raw wire stand perpendicular to the roller axis. For the later easy assembly of the wire on a roller body with 58 mm Diameter, the wire roll should have an inside diameter of approx. Have 59 mm. To achieve this, a mandrel diameter was used of 54 mm used.
Der Dorn wird in das Futter einer Drehbank gespannt, auf deren Support bremsbare Drahtführungsrollen montiert sind. Der Rohdraht liegt in Form größerer Spulen mit ca. 500 mm Durchmesser vor, die Zähne liegen hier parallel zur Spulenachse. The mandrel is clamped in the chuck of a lathe, on the Support brakable wire guide rollers are mounted. The raw wire lies in the form of larger coils with a diameter of approx. 500 mm the teeth are parallel to the coil axis.
Eine Spule Rohdraht wird auf eine drehbare Abrollvorrichtung gesetzt. Das Drahtende wird zwischen den auf dem Drehbanksupport montierten Führungsrollen hindurch an den Wickeldorn gezogen und in einer auf dem Drehbankfutter montierten Haltevorrichtung eingeklemmt. Die Führungsrollen werden durch Federkraft seitlich an den Draht gepreßt und mechanisch gebremst, so daß sie den Draht unter Zugspannung halten, während der Wickelvorgang abläuft. Der Vorschub des Supports entspricht der Dicke des Drahtfußes, so daß sich beim Wickeln die Gänge der entstehenden Spirale direkt aneinander legen. Die Länge der Rolle ergibt sich aus der vorhandenen Vorrichtung bzw. aus den bei der chemischen Weiterbehandlung verfügbaren Badabmessungen.A coil of raw wire is placed on a rotating unwinding device set. The wire end is between those on the lathe support mounted guide rollers on the winding mandrel pulled and in a holding device mounted on the lathe chuck trapped. The guide rollers are spring loaded pressed to the side of the wire and mechanically braked, so that they keep the wire under tension while the winding process is running. The support feed corresponds the thickness of the wire base, so that the Lay the ducts of the resulting spiral directly together. The length of the roll results from the existing device or from those available for further chemical treatment Bathroom dimensions.
Nach Erreichen der gewünschten Rollenlänge wird der Draht abgeschnitten und dadurch entspannt. Die Rest-Elastizität führt zu einem Rückfedern, bei dem sich die Spiralengänge auf den vorausbestimmten Durchmesser von 59 mm aufweiten. Nach dem Öffnen der Klemmvorrichtung auf dem Drehbankfutter läßt sich die fertige Rolle leicht von dem Dorn abnehmen.After reaching the desired roll length, the wire is cut off and thereby relaxed. The remaining elasticity leads to a spring back, in which the spiral gears on the widen predetermined diameter of 59 mm. After this The clamping device on the lathe chuck can be opened slightly remove the finished roll from the mandrel.
Mehrere so hergestellte Rollen aus Rohdraht werden auf Trägervorrichtungen lose aufgesteckt und mit diesen in das Transportsystem eines Galvanikautomaten eingehängt. Zusätzlich werden einige kurze Drahtstücke leicht entnehmbar an den Trägervorrichtungen befestigt.Several rolls of raw wire thus produced are placed on carrier devices loosely plugged into the transport system of an electroplating machine. In addition some short pieces of wire easily removable on the carrier devices attached.
In dem Galvanik-Automaten befinden sich alle Bäder, die zur abtragenden Oberflächenbehandlung und zur Nickel Diamant Beschichtung des Drahtes notwendig sind, einschließlich der erforderlichen Spülbäder.In the electroplating machine there are all the baths that are used for abrasive surface treatment and for nickel diamond coating of the wire are necessary, including the required Rinsing baths.
Im folgenden ist ein typischer Behandlungsablauf für einen Garniturdraht der Type OB 20, die bevorzugt beim Spinnen von Baumwolle eingesetzt wird, beschrieben.The following is a typical course of treatment for one Type OB 20 clothing wire, which is preferred for spinning Cotton is used.
Der Behandlungsablauf zur Drahtvorbehandlung kann rein chemisch
oder mit elektrolytischer Unterstützung erfolgen. Entsprechende
Vorbehandlungsverfahren sind Stand der Technik. (W.
Riedel: Funktionelle Chemische Vernickelung, Leuze-Verlag,
1989, S. 177 Lehrgangsunterlagen Entgrat-Technik 95, TA Esslingen,
Technologie der Galvanotechnik, Gaida/Aßmann: Leuze
Verlag, 1. Auflage, 1996) bekannt. Einzelheiten der Schritte
sind daher nicht wiedergegeben.
Chemische Entgratungsbäder werden z.B. von den Firmen Tritech
in D-42207 Wuppertal und Poligrat in D-81829 München angeboten.
Diese Bäder enthalten als Hauptbestandteile Wasserstoffperoxid,
Ammoniumbifluorid, verschiedene Säuren und Stabilisatoren.Chemical deburring baths are offered, for example, by Tritech in D-42207 Wuppertal and Poligrat in D-81829 Munich.
The main components of these baths are hydrogen peroxide, ammonium bifluoride, various acids and stabilizers.
Die Arbeitsweise und Zusammensetzung von chemischen Entgratungsbädern ist in F. Schäfer; Entgraten-Theorie, Verfahren, Anlagen; 1975; Seiten 160 bis 166; Krausskopf-Verlag, beschrieben. The operation and composition of chemical deburring baths is in F. Schäfer; Deburring theory, method, Investments; 1975; Pages 160 to 166; Krausskopf publishing house.
Dem Entgratungsbad werden die beschriebenen Feststoffpartikel zugesetzt, um eine mechanische Unterstützung des Entgratungsprozesses zu erreichen.The described solid particles become the deburring bath added to provide mechanical support to the deburring process to reach.
Falls eine dünne diamantfreie Nickelschicht auf der eigentlichen
Diamantschicht spezifiziert ist, werden die Schritte 9
und 10 wiederholt und die Charge in ein Chemisch Nickel-Bad
getaucht.
Zur Erzielung der maximalen Verschleißbeständigkeit der Beschichtung erfolgt eine Wärmebehandlung bei mindestens 335°C, bevorzugt bei 350°C über 2 Stunden.To achieve the maximum wear resistance of the coating heat treatment is carried out at at least 335 ° C, preferably at 350 ° C for 2 hours.
Die fertigen Drahtrollen werden nochmals optisch im Mikroskop auf Oberflächenfehler geprüft.The finished wire rolls are again optically in the microscope checked for surface defects.
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