DE19527204C2 - Process for producing a ceramic spinning ring - Google Patents
Process for producing a ceramic spinning ringInfo
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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- D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
- D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
- D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
- D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
- D01H7/602—Rings
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her stellung eines Spinnringes aus Keramik, wobei das pulverförmige keramische Ausgangsmaterial, vorzugsweise mit geringen Mengen von Zuschlagstoffen unter hohem Druck in einer Form zu einem Rohling gepreßt wird und der Rohling anschließend Bearbeitungs und Sintervorgän gen unterzogen wird.The invention relates to a method for manufacturing position of a ceramic spinning ring, the powdered ceramic starting material, preferably with small amounts of aggregates under high Pressure in a mold is pressed into a blank and the blank is then processed and sintered gene is subjected.
Die Spinnringe unterliegen bekanntermaßen einer sehr hohen Belastung durch die Reibung des Läufers an den entsprechenden Führungsflächen.The spinning rings are known to be very subject high stress due to the friction of the rotor on the corresponding guide surfaces.
Ihre Reibwerte müssen niedrig gehalten werden.Your coefficients of friction must be kept low.
Es ist auch der Wunsch, diese niedrigen Reibwerte, die entscheidend für die Lebensdauer der Ringläufer, unter allen Einsatzbedingungen in gleicher Weise zu erhalten.It is also the desire to have these low coefficients of friction crucial for the life of the ring traveler, under to maintain all operating conditions in the same way.
Rein keramische Beschichtungen von Stahlringen haben den Nachteil, daß die Verbindung zur metallischen Trag schicht nicht stabil genug ist. Das notwendige Sintern der keramischen Schicht erfordert sehr hohe Temperatu ren. Stahl und Keramik reagieren bei Abkühlung unter schiedlich.Have purely ceramic coatings on steel rings the disadvantage that the connection to the metallic support layer is not stable enough. The necessary sintering the ceramic layer requires very high temperature Ren. Steel and ceramic react when they cool down different.
An den Verbindungsstellen beider Werkstoffe sind kleinste Risse nicht auszuschließen.At the junctures of both materials smallest cracks cannot be excluded.
Kleinste Risse jedoch führen zum Lösen der Keramikteil chen. Das erste gelöste Teilchen löst eine regelrechte Kettenreaktion aus. Die Oberfläche wird rauh. Sie ist für die Führung des Läufers nicht mehr geeignet. Smallest cracks lead to loosening of the ceramic part chen. The first loosened particle solves a real one Chain reaction. The surface becomes rough. she is no longer suitable for guiding the runner.
Durch die DE 43 42 148 A1 wurde bereits ein Spinnring vorgeschlagen, der auch komplett aus keramischen Werk stoff besteht.DE 43 42 148 A1 has already disclosed a spinning ring proposed that also entirely from ceramic plant fabric exists.
Dieser Spinnring wird in an sich bekannter Weise zu nächst als Rohling gepreßt, anschließend gesintert und schließlich einer abschließenden Schleifbearbeitung unterzogen. Bei dieser Schleifbearbeitung, die ansich, wegen der großen Härte des Keramikwerkstoffes nach dem Sintern bereits sehr mühsam ist, werden an der Oberflä che des Keramikwerkstoffes Kristalle freigelegt, die sehr hart und scharfkantig sind.This spinning ring is closed in a manner known per se first pressed as a blank, then sintered and finally a final grinding process subjected. In this grinding process, which in itself, because of the great hardness of the ceramic material after the Sintering is already very troublesome surface of the ceramic material exposed crystals are very hard and sharp-edged.
Gleitet der Läufer unter der Wirkung der an ihm wirken den Kräfte über diese extrem harten und scharfkantigen Kristalle, dann ist die Gleitfläche des Läufers schnell abgearbeitet und der Läufer muß ersetzt werden.The runner glides under the effect of acting on him the forces over these extremely hard and sharp edged Crystals, then the sliding surface of the runner is fast processed and the runner must be replaced.
Zur Beschränkung dieser nachteiligen Wirkung hat man versucht, die Spitzen dieser Kristalle durch einen mechanischen, chemischen oder thermischen Prozeß in einem zusätzlichen Arbeitsgang abzutragen und die Räume zwischen den benachbarten Kristallspitzen durch den hier anfallenden Abrieb auszufüllen.To limit this adverse effect one has tried the tips of these crystals through one mechanical, chemical or thermal process in an additional operation and remove the rooms between the neighboring crystal tips through the fill in any abrasion.
Beide Maßnahmen haben sich als nicht realisierbar herausgestellt. Der Abtrag der Spitzen der sehr harten Kristalle gelang nicht im erforderlichen Maße.Both measures have proven to be impossible exposed. The removal of the tips of the very hard Crystals did not succeed to the extent necessary.
Der sich ablagernde Abrieb zwischen den Kristallspitzen war nicht geeignet, den Läufer bei den auftretenden Belastungen über die Spitzen zu führen.The deposited abrasion between the crystal tips was not suitable for the runner to occur To carry loads over the tips.
Die Lebensdauer der auf solchen Spinnringen unter extremen Belastungen geführten Ringläufer blieb im erheblichen Maße unbefriedigend.The lifespan of being on such spinning rings The ring traveler remained under extreme stress considerably unsatisfactory.
Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen. The aim of the invention is to overcome the disadvantages mentioned remove.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zur Herstellung eines Spinnringes aus Keramik vorzu
schlagen, das am Spinnring zu einer Gleitfläche für den
Ringläufer führt,
The object of the invention is to propose a method for producing a ceramic spinning ring which leads to a sliding surface for the ring traveler on the spinning ring,
- - die einerseits weitgehend frei ist von abrasiven Kristallspitzen und- which on the one hand is largely free of abrasive Crystal tips and
- - die dem Ringläufer eine gleichmäßig runde Be wegungsbahn ermöglicht.- That the ring traveler a uniformly round Be pathway enables.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren gelöst, das in Anspruch 1 definiert ist.According to the invention, this object is achieved by the method solved, which is defined in claim 1.
Durch die mechanische Bearbeitung des Rohlinges wird nicht nur die zunächst notwendige absolut runde Kreis bahn für den Läufer geschaffen. Auf der Oberfläche des Spinnringes wird eine Keramikschicht freigelegt, die weitgehend frei ist von irgendwelchen Zuschlagstoffen.Due to the mechanical processing of the blank not just the absolutely round circle that is necessary at first track created for the runner. On the surface of the A ceramic layer is exposed on the spinning ring is largely free of any additives.
Die Struktur der Oberfläche ist exakt rund und zu diesem Zeitpunkt homogen. Sie besteht aus noch relativ locker gebundenen Keramikkristallen.The structure of the surface is exactly round and closed at this point in time homogeneous. It still consists of relative loosely bound ceramic crystals.
Im folgenden Arbeitsgang, dem Sintern bei Temperaturen um 2100°C, wird die Oberfläche der Kristalle in einen plastischen Zustand überführt. Die Bindung zwischen den Kristallen wird fixiert und die Oberflächenspannungen der angelösten Schicht führen zur Abrundung der Spit zen.In the next step, sintering at temperatures around 2100 ° C, the surface of the crystals becomes one plastic state transferred. The bond between the Crystals are fixed and the surface tensions the loosened layer round off the spit Zen.
Beim letzten Arbeitschritt, der Feinstbearbeitung durch Schleifen, werden im wesentlichen einzelne, noch hoch stehende Kristalle aus dem Verbund herausgeschlagen. Die dadurch evtl. entstehenden Lücken in der Oberfläche beeinflussen das Laufverhalten der Ringläufer nicht. In the last step, the fine machining Loops, essentially single, are still high standing crystals knocked out of the composite. The resulting gaps in the surface do not influence the running behavior of the ring travelers.
Es ist zwar aus der Literatur bekannt (G. Spur, Kera mikbearbeitung, Carl Hanser Verlag München 1989, Seiten 44-46) Grünlinge vor dem Sintern mechanisch zu bearbei ten. Diese Bearbeitung erfolgt dort jedoch einzu dem Ziel, größere Materialmengen abzutragen und damit die Produktivität zu erhöhen.It is known from the literature (G. Spur, Kera mikverarbeitung, Carl Hanser Verlag Munich 1989, pages 44-46) Machined green compacts mechanically before sintering This processing takes place there, however The aim is to remove larger quantities of material and thus the Increase productivity.
Im Gegensatz dazu wird im vorliegenden Verfahren das Ziel verfolgt, insbesondere die Läuferstandzeit bei der Anwendung keramischer Spinnringe zu erhöhen. Durch die spezifische Auswirkung der Grünbearbeitung auf die Oberflächenbeschaffenheit der Ringe wird dieses mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 auf überraschende Weise erreicht.In contrast to this, in the present proceedings the The goal is pursued, especially the runner life at the Increase application of ceramic spinning rings. Through the specific impact of green cultivation on The surface quality of the rings is this with the The method of claim 1 in a surprising way reached.
Der vollständig aus keramischem Werkstoff bestehende Spinnring besitzt durchgängig eine ausreichende Härte und Stabilität und ist in seinem Aufbau homogen und spannungsfrei. Anbindungsprobleme zwischen Schichten aus unterschiedlichen Werkstoffen sind ausgeschlossen.The completely made of ceramic material Spinning ring has sufficient hardness throughout and stability and is homogeneous in its structure and tension-free. Connection problems between layers made of different materials are excluded.
Die Gleiteigenschaften an seiner exakt bearbeiteten Oberfläche bleiben auch bei unterschiedlichen Tempera turen in gleicher Weise erhalten.The sliding properties on its precisely machined The surface remains at different temperatures obtained in the same way.
Angesichts dieser vorteilhaften Eigenschaften des Spinnringes nach der Erfindung ist der Spinnring für unterschiedliche Faserstoffe und auch für extrem unter schiedliche Garnstärken einsetzbar.Given these beneficial properties of Spinning ring according to the invention is the spinning ring for different fiber materials and also for extremely under different thread sizes can be used.
Das trifft auch für das bisher äußerst kritische Ein satzgebiet "Kammgarn" zu.This also applies to the previously extremely critical one area "worsted" too.
Der Aufwand für die Herstellung des Ringes ist in Anbetracht seiner deutlichen Vorteile hinsichtlich Lebensdauer und Einsatzbereich in vertretbaren Größe nordnungen.The effort for the production of the ring is in Given its clear advantages in terms of Lifespan and area of application in a reasonable size north.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand eines Aus führungsbeispieles näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen,The method according to the invention is based on an off management example are explained in more detail. In the show associated drawings,
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Spinnring im Zusammenwirken mit einem Läufer und einem Faden und Fig. 1 shows a cross section through a spinning ring in cooperation with a rotor and a thread and
Fig. 2 eine schematische Darstellung der ein zelnen Arbeitsschritte zur Herstellung des keramischen Spinnringes. Fig. 2 is a schematic representation of an individual steps in the manufacture of the ceramic spinning ring.
Der in Fig. 1 dargestellte Spinnring aus keramischem Werkstoff entspricht in seinen Hauptabmessungen den für diese Einsatzgebiete üblichen Spinnringen. Eine detail lierte Beschreibung muß an dieser Stelle nicht erfol gen.The main dimensions of the spinning ring made of ceramic material shown in FIG. 1 correspond to the spinning rings customary for these fields of application. A detailed description does not have to be made here.
Die Darstellung des Querschnittes des Spinnringes 1 erfolgt aus Gründen der Kennzeichnung der unterschied lichen Funktionsflächen 11, 12, 13 des Spinnringes 1.The cross-section of the spinning ring 1 is shown for the sake of marking the different functional surfaces 11 , 12 , 13 of the spinning ring 1 .
Die Flächen an denen der Läufer 2 gleitet werden als Führungsflächen 11 bezeichnet.The surfaces on which the rotor 2 slides are referred to as guide surfaces 11 .
An diese Führungsflächen 11 werden besonders hohe Ansprüche bezüglich der Oberflächengüte gestellt. Diese Flächen 11 werden nach dem Pressen mechanisch bearbeitet und nachdem Sintern einer Feinstbearbeitung unterzogen.Particularly high demands are made on the surface quality of these guide surfaces 11 . These surfaces 11 are machined after pressing and subjected to a fine machining after sintering.
An die Flächen 12 werden dagegen reduzierte Anforde rungen hinsichtlich der Präzision der Oberfläche ge stellt. Diese Flächen 12 werden nach dem Pressen des Rohlings 1' mechanisch bearbeitet. Sie erhalten nach dem Sintern keine nachträgliche Bearbeitung. On the surfaces 12 , on the other hand, reduced requirements regarding the precision of the surface are provided. These surfaces 12 are machined after the blank 1 'has been pressed. You will not receive any subsequent processing after sintering.
Die Flächen 13 sind Bereiche, an die keine besonderen Ansprüche gestellt werden. Sie erhalten nach dem Pres sen keine weitere Bearbeitung. Es liegt im Ermessen des Herstellers diese Flächen mit besonderen maßlichen Anforderungen oder gestalterischen Formen zu belegen.The areas 13 are areas to which no special demands are made. You will receive no further processing after pressing. It is at the discretion of the manufacturer to cover these areas with special dimensional requirements or design forms.
Das in der Fig. 2 schematisch dargestellte Verfahren zeigt im Abschnitt I das Pressen des Spinnringes 1 als Rohling 1' dar.The process shown schematically in FIG. 2 shows in section I the pressing of the spinning ring 1 as a blank 1 '.
Aus einem pulverförmigen, keramischen Rohstoff wird in einer Gummimatritze unter hohem Druck - hier minde stens 2 kbar - der Rohling 1' nach dem sogenannten iso statischen Verfahren in einer Gummimatritze 4 gepreßt.The blank 1 'is pressed from a powdery, ceramic raw material in a rubber matrix under high pressure - here at least 2 kbar - using the so-called isostatic method in a rubber matrix 4 .
Er steht nach kurzer Zeit für die mechanische Bearbei tung nach Abschnitt II zur Verfügung.After a short time it stands for mechanical processing section II.
Hier werden alle funktionswichtigen Flächen 11 und 12 durch mechanische Bearbeitung mit Hartmetallwerkzeugen 5 in die vorgegebene Form (1") gebracht.Here, all functionally important surfaces 11 and 12 are brought into the specified shape (1 ") by mechanical processing with hard metal tools 5 .
In der dritten Verarbeitungsstufe - Abschnitt III - werden die Spinnringe 1" auf Haltevorrichtungen auf gereiht und in einem geschlossenen Raum 6 unter Schutz gas bei 2100°C mit den üblichen Zeitabläufen gesintert.In the third processing stage - section III - the spinning rings 1 "are lined up on holding devices and sintered in a closed space 6 under protective gas at 2100 ° C. with the usual time sequences.
In einem letzten Arbeitsgang - Abschnitt IV - werden die gesinterten Spinnringe 1 im Bereich der Führungs flächen 11 mit Hilfe von Diamantwerkzeugen 7 geschlif fen und stehen dann für den Einsatz an der Ringspinnma schine zur Verfügung.In a last step - section IV - the sintered spinning rings 1 are ground in the area of the guide surfaces 11 with the aid of diamond tools 7 and are then available for use on the ring spinning machine.
Die Wahl des keramischen Werkstoffes ist, bezogen auf die Herstellung des Spinnringes grundsätzlich freige stellt. Angesichts der Hohen Ansprüche an die Gleitei genschaften und an die Temperaturbeständigkeit hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Zirkonoxyd ZrO2 (Z-700) zu verwenden. The choice of ceramic material is basically free, based on the production of the spinning ring. In view of the high demands on the sliding properties and the temperature resistance, it has proven to be expedient to use zirconium oxide ZrO 2 (Z-700).
Die durchgeführten Versuche bestätigen die Erwartungen in überzeugender Weise.The tests carried out confirm the expectations in a convincing way.
Mit diesen Spinnringen werden sehr gute Gleiteigen schaften für die Läufer erreicht. Sie sind unabhängig von der Temperatur, von der Geschwindigkeit und unab hängig von der Art des verwendeten Fasermaterials.These spinning rings make very good sliding doughs runners achieved. You are independent on temperature, speed and independent depending on the type of fiber material used.
Der Spinnring braucht nicht geschmiert zu werden. Das trifft auch bei der Verarbeitung von langstapeligen Fasern und Wolle zu.The spinning ring does not need to be lubricated. This also applies to the processing of long-stacked ones Fibers and wool too.
Der Spinnring gestattet auch den Einsatz von Flanschläufern, die für den Wollbereich notwendig sind.The spinning ring also allows the use of Flanschlufen, which are necessary for the wool area.
Das Verschmutzen von Kopsen wird verhindert.Soiling of cops is prevented.
Claims (1)
daß im ersten Arbeitsgang der Rohling (1') aus dem pulverförmigen Material isostatisch bei etwa 2000 bar in einer Gummimatritze (4) gepreßt wird,
daß in einem zweiten Arbeitsgang der Rohling (1') mit Werkzeugen (5) in an sich bekannter Weise spanend bearbeitet wird,
daß im dritten Arbeitsgang der bearbeitete Spinnring bei Temperaturen bis zu 2100°C gesintert und
daß im letzten Arbeitsgang mindestens die Führungs- Gleitflächen für den Läufer einer Feinstbearbeitung durch Schleifen mit Diamantwerkzeugen (7) unterworfen werden.1. A process for producing a spinning ring from Kera mik, wherein the powdered ceramic starting material al. is preferably pressed with a small amount of additives under high pressure in a mold into a blank and the blank is then subjected to processing and sintering processes, characterized in that
that in the first operation the blank ( 1 ') made of the powdery material is pressed isostatically at about 2000 bar in a rubber die ( 4 ),
that in a second operation the blank ( 1 ') is machined with tools ( 5 ) in a manner known per se,
that in the third step the machined spinning ring is sintered at temperatures up to 2100 ° C and
that in the last step at least the guide sliding surfaces for the rotor are subjected to a fine machining by grinding with diamond tools ( 7 ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995127204 DE19527204C2 (en) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | Process for producing a ceramic spinning ring |
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Families Citing this family (1)
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Citations (1)
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-
1995
- 1995-07-26 DE DE1995127204 patent/DE19527204C2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4342148A1 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-14 | Cerasiv Gmbh | Ring / traveler system for spinning and twisting machines |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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G.Spur, "Keramikbearbeitung", Hauser Verlag, München, Wien, 1989, S.44-46 * |
Also Published As
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DE19527204A1 (en) | 1997-01-30 |
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