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Spinnring Die Erfindung betrifft einen aus einer nichteisenmetallischen
Grundsubstanz bestehenden Spinnring für Ringspinn- und, Ringzwirnmaschinen.
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Läufer aus Kunststoffen, z. B. aus hochpolymeren Stoffen, wie Superpolyamiden
und solchen auf Kunstharzbasis, finden eine immer breitere Verwendung, da sie den
bisherigen Stahlläufern in mehrfacher Hinsicht überlegen sind. Bisher begnügte man
sich mit dieser Verbesserung, und viele Betriebe tauschten die Stahlläufer gegen
solche aus Kunststoff aus. Fast ausnahmslos wurde jedoch der herkömmliche, gehärtete
Stahlring beibehalten.
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Systematische Untersuchungen führten nun zu dem Ergebnis, da,ß beim
Spinnen mit Kunststoff-Läufern und bei trockener Reibung zwischen Ring und Läufer
die üblichen, an den Ring gestellten Anforderungen den jetzigen Erkenntnissen nicht
mehr genügen. Während früher eine möglichst hohe mechanische Härte (Härtebestimmung
nach Vickers H,, = 750 bis goo kg/mm2) als Maßstab für die Güte eines Ringes
galt, ist diese, wie sich herausstellte, tatsächlich nur von zweitrangiger Bedeutung.
Dagegen sind andere Faktoren, die bisher kaum Beachtung fanden, von entscheidendem
EinfluB.
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Der meist sehr wärmeempfindliche Kunststoff-Läufe@r ist während des
Betriebes einer der Beanspruchung entsprechenden Strahlungs- und Kontakterwärmung
ausgesetzt. Da ein Läufer dieser Art als ausgesprochen schlechter Wärmeleiter zu
bewerten ist, die Wärmeaufnahme und direkte Wärmeübertragung an die Umgebung also
unbedeutend ist, muB darauf geachtet werden, die insgesamt erzeugte Reibungswärme
erfindungsgemäß möglichst unmittelbar und wirksam auf geeignete Weise abzuleiten,
damit der Läufer keinen
Schaden erleidet. Dies ist um so bedeutungsvoller,
als - entgegen anderslautenden Behauptungen -die Reibung und damit die erzeugte
Reibungswärme bei Kunststoff-Stahl-Paarungen von Läufer und Ring höher ist als bei
einer Paarung Stahl auf Stahl.
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Die Versuche bewiesen auch, da,ß gewisse nichtmetallische Ringoberflächenschichten
die Reibung bei Gebrauch von Kunststoff-Läufern gegenüber blanken Metallflächen
nochmals merkbar verkleinern und das Gleitverhalten verbessern. Auch kann mit solchen
Laufschichten das bei einer Paarung Stahlring-Kunststoff-Läufer infolge des heterogenen
metallischen Charakters des Ringes häufig beobachtete Überziehen der Laufflächen
mit vom Läufer abgeriebenen Kunststoffteilchen, die die Laufruhe des Läufers stark
beeinträchtigen, wirksam verhindert werden.
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Der Spinnring nach der Erfindung erfüllt diese für den Kunststoff-Läufer
günstigen Anforderungen dadurch, daß er eine nichteisenmetallische, vorzugsweise
auf Aluminiumbasis aufgebaute Grundsubstanz aufweist mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit,
die größer als o,25 ca,l/cxn sec C ° ist und deren Oberfläche mit einem nichtmetallischen
Überzug versehen ist. Vorzugsweise, kommen hochfeste Aluminiumlegierungen zur Verwendung.
Der aus solchem Metall gefertigte Spinnring wird anschließend zweckmäßig noch anodisch
oxydiert.
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Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Spinnringes gemäß
der Erfindung besteht dessen Grundsubstanz aus einer Aluminiumlegierung. Doch können
gegebenenfalls auch mechanisch kalt verfestigtes Reinaluminium oder geeignete Magnesiumlegierungen
zur Verwendung kommen.
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Im Gegensatz zu den normalen gehärteten Stahlringen mit einem Wärmeleitungskoeffizienten
von ungefähr o,og cal/cm sec C ° (dieser variiert je nach dem Legierungsbestandteil
und den Zusätzen von 0,03 bei hochlegierten Stählen, bis etwa 0,17 cal/cm
sec C ° bei reinem Eisen) besitzen solche auf Aluminiumbasis aufgebauten Spinnringe
eine um angenähert dreimal höhere Wärmeleitfähigkeit von etwa o,3 cal/cm sec C °.
Es gelingt auf diese Weise, trotz der unbedeutenden direkten Wärmeabgabe des Läufers
an die Umgebung die erhebliche, durch Reibung erzeugte Wärme unmittelbar an der
jeweiligen Kontaktfläche zwischen Ring und Läufer abzufangen und rasch und wirksam
in das Ringinnere sowie schließlich an die Ringbank abzuleiten. Dies ist von grundsätzlicher
Bedeutung, da sowohl Läufer aus thermoplastischen wie auch aus thermohärtbaren Kunststoffen
überaus wärmeempfindlich sind. Dank dem erfindungsgemäß verwendeten Ringmaterial
wird die Wärmebelastung solcher Kunststoff-Läufer stark vermindert, wodurch eine
wesentliche Steigerung der Spinngeschwindigkeit und damit der Garnproduktion erreicht
werden kann. Auf dem n-ichteisenmetallischen Grundkörper des Ringes- wird vorteilhafterweise
eine homogene und nichtmetallische Laufschicht aufgebracht. Bevorzugt werden bei
solchen Aluminium-Spinnringen (unter Aluminium sind Reinaluminium und auch geeignete
Aluminiumlegierungen zu verstehen) Eloxalschichten, die sich auf anodische und chemische
Art einfach und wirtschaftlich erzeugen lassen. Gegenüber blanken Metallflächen
zeichnen sich solche Laufschichten auf Grund ihres besonderen Gefüges dadurch aus,
da,ß sie eine auffallende Konstanz der Reibung über den ganzen Ringumfang und über
längste Betriebszeiten haben. Auch wird durch die Eloxalschicht die Oberflächenhärte
des relativ weichen Aluminiumringes (H" = 40 bis 18o kg/mm2) in willkommener Weise
auf eine mechanische Härte, die größer als H,; = 40o kg/mm2 ist, gebracht, ohne
jedoch die Härte üblich verwendeter Stahlringe zu erreichen. Hierdurch erhöht sich
die Verschleißfestigkeit und damit die Gebrauchsdauer des Ringes. Die Lauffläche
solcher -Ringe überzieht sich auch nicht mehr, im Gegensatz zu rein metallischen
Laufflächen, mit vom Läufer abgeriebenem Kunststoff, so daß außerdem eine hohe Laufruhe
des Läufers erzielt wird.
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Der Spinnring nach der Erfindung ermöglicht zusammen mit Kunststoff-Läufern
Spinngeschwindigkeiten und eine Gebrauchsdauer der Läufer bei minimalster Abnützung
des Ringes, die bisher nicht erreichbar waren. Solche Ringe eignen sich nicht nur
hervorragend. für trockene Reibung zwischen Ring und Läufer, sondern auf Grund ihrer
Korrosionsbeständigkeit auch für Wasserschmierung, wie z. B. auf Zwirnmaschinen.