[发明专利]生产用于纺纱机的金属纱筒的方法以及由此获得的用于纺纱机的纱筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产用于纺纱机的纱筒，该纱筒由金属材料制成，通常但非必要地由铝、铝合金以及类似或相似的材料制成，该纱筒包括圆筒状本体，凸缘摩擦焊接在圆筒状本体的端部处以便容纳纱线。

特别地，任何类型的纱线都可以缠绕到纱筒上，无论该纱线是天然纱线、合成纱线、金属纱线还是混合纱线，以便制作具有从几百克至高达若干千克变化的重量的绕线轴（cops），例如重量可高达15-20千克，即使绕线轴以非常高的运转速度工作，甚至转速为大约几万转/分。

背景技术

生产用于纺纱机的金属材料的，优选地为铝质的纱筒的方法是已知的并且已经使用了超过30年。该纱筒至少包括内部中空的圆筒状本体以容置纺纱机的相应的心轴，两个毛坯凸缘通过摩擦焊接联接到圆筒状本体的端部以便容纳纱线。

特别地，已知的方法提供了获得凸缘的步骤、获得圆筒状本体的步骤、以及将凸缘焊接到圆筒状本体的端部的后续步骤。

在现有技术中，凸缘通过将适当厚度的板件与具有适合直径的圆形工件垂直地分离而粗略地获得，或通过从具有预定厚度的金属板将该凸缘剪切出而粗略地获得。

在现有技术中，由于如上所述的金属板的分离或剪切，因此随后将被摩擦焊接的表面仍然是粗糙的表面。

圆筒状本体的制备步骤设置成将具有圆筒形截面的管材剪切到应有的尺寸。

由此获得的凸缘和圆筒状本体被放置在适合的存储设备中，以便随后被移交并且送至焊接步骤以及后续工作以获得最终的纱筒。

已知的是，如果不对特别地但不仅仅是通过剪切或冲孔获得的表面进行处理，这些表面会受到氧化，并且如果不将氧化物去除，则氧化物会被吸收到焊缝中，因而折损焊接区域的阻力。

为了增大给定纱筒的容量，必须增大纱线的卷绕张力，由此增大纱线的量，并因此增大了施加到凸缘上的压力。纱线的较大的卷绕张力还意味着更好的退绕均匀性以及由此导致的更高的捻线缠绕质量。

由于纱线在凸缘上的弹性回综（elastic return）作用，这在纱筒中造成了作用于凸缘上的应力的指数式增长，如果凸缘破损，这对纺纱机附近的操作人员而言会引起危险状况。

此外，当纱线被缠绕到纱筒上时，纱线因其弹性回综而产生横向力和轴向力；这样的力压迫圆筒状本体并且还横向地压迫凸缘，从而加重了与旋转速度有关的问题。

申请人已经发现，通过超过正常的卷绕张力，即在纱线的缠绕过程中给予纱线的张力，会发生凸缘与圆筒状本体之间的焊接区域周围的纱筒的破损。

因此，本发明的一个目的是完善用于生产纱筒的方法，在使用相同材料的情况下，该方法使得能够提高纺纱机的生产能力，从而提高纱线的缠绕速度和张力，甚至提高高达130%-150%也没有任何破损的危险。

本发明的另一目的是完善用于生产用于纺纱机纱筒的方法，该完善的方法是简单的并且不会使生产成本提高。

申请人已经设计得到、测试并且实施了本发明，以克服现有技术的缺点并且实现这些以及其它目的和优点。

发明内容

在独立权利要求中对本发明进行了阐述以及特征化，而从属权利要求描述了本发明的其它特征或主要发明性构思的变化。

根据上述目的，本发明涉及一种生产能够在纺纱机上使用的、例如铝质或铝合金之类的金属材料的纱筒的方法。

总体方法至少包括：获得毛坯形式的凸缘的步骤；获得同样是毛坯形式的圆筒状本体的步骤；以及将凸缘连接到圆筒状本体的步骤以及机器上的后续工作以获得最终的纱筒的期望尺寸和表面。

根据本发明的特性特征，连接步骤至少包括：从凸缘的焊接表面除屑的第一整平子步骤或同样对圆筒状本体的自由端部进行除屑的整平子步骤；以及对凸缘和圆筒状本体进行摩擦焊接的第二子步骤。

实际上，申请人已经发现，为了相对于现有技术增大纱筒的机械阻力，不可缺少的是整平在摩擦焊接过程中进行旋转的部件。由于由进行旋转的部件引发的振动以及工件在旋转部件上的不完善的夹紧，因此可能出现在静止部件上的不规则性在焊接过程期间被均匀化。

在该步骤期间，凸缘或圆筒状本体中的任一个可以进行旋转。一般而言，有利的是设置成使凸缘旋转。

根据本发明的一个特征，在第一子步骤期间，凸缘被整平以使受摩擦焊接影响的表面平行化并且将可能出现在凸缘上的氧化物层或杂质从凸缘去除。

根据变型，在第一子步骤期间，提供了对凸缘的整平以及对圆筒状本体的自由端部的整平。

按照所表示的方法进行处理，增大了焊接的机械阻力，使得能够提高纱筒的焊接速度。