DE2119039B2 - Drehscheibe, insbesondere fuer ziehkonen - Google Patents

Description

Die Erfindung bwrifft eine Drehscheibe, insbesondere für Ziehkonen, bei der ein L "ufring aus Keramik besteht, an dessen Seiten Metallringe angeordnet sind, deren Außendurchmessei zur Bildung radial vorspringender Flanschen größer ist als der des Laufrings.

Derartige Drehscheiben mit abnehmendem Durchmesser werden zu Ziehkonen zusammengesetzt und in Ziehmaschinen für Mehrfachzug eingebaut. Sie können abe·· auch allgemein als Leitrollen oder Riemenscheiben und für andere Zwecke verwendet werden.

Bei der bekannten Ziehscheibe (DT-Zeitschrift »Draht«, 1957, Nr. 8, S. 363), die in einem mehrteiligen Ziehkonus eingebaut ist, war es erforderlich, einen Abstand zwischen Flächenabschnitten der Metallringe und Flächenabschnitten der Keramikringe vorzusehen, um eine Toleranz für den Unterschied ?n der Ausdehnung der Werkstoffe während der Arbeit zu schaffen, da Wärme durch den Reibungskontakt des Drahtes erzeugt wird, der gezogen wird, und da Metall und Keramik andere Wärmeausdehnungszahlen haben. Das erfordert recht genaue Passungen und zusatzteile Kosten bei der Herstellung.

Der ErPndung hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehscheibe der hier in Rede stehenden Gattung so auszubilden, daß sie ohne die vorerwähnten Abstandsabschnitte, also ohne den deshalb erforderlichen Arbeits- und Kostenaufwand hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mit den Innenseiten der Metallringe Ringe aus einem organischen Harz verbunden sind, die mit den Seitenflächen des Laufrings verbunden sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Laufring in bekannter Weise aus Aluminiumoxid besteht und daß die Seiten des Laufrings mit einer dünnen Metallschicht überzogen sind.

E'nen besonders guten Verbund erzielt man, wenn man insbesondere gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, vorsieht, daß der Laufring eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, in die sich das organische Harz der seitlichen Platten hinein erstreckt

Die Erfindung ist im folgenden an Hand ^Tion Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ziehkonus aus

xo Drehscheiben, die koaxial auf einer Welle sitzen,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere Drehscheibe,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 einen Schnitt an der Linie 4-4 der Fig. 4 und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Drehscheibe.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 umfaßt der

zo Ziehkonus eine Anzahl konzentrischer Drehscheiben 2, 4, 6, 8, 10, 12 und 14 mit abnehmendem Durchmesser von links nach rechts gemäß der Darstellung, die auf einer Welle 16 sitzen, wobei ihre flachen Seiten aneinander anliegen. Ein Endstück auf der Welle mit einer Partie 18 mit größerem Durchmesser ist abnehmbar mit der Welle durch eine Schraube 20 verbunden, um ein Abnehmen der Drehscheiben oder irgendeine der Drehscheiben von der Welle zu ermöglichen, wenn ein Austausch erforderlich ist. Alle Drehscheiben haben den gleichen Aufbau, abgesehen von dem Unterschied in den Durchmessern.

Die Drehscheibe! umfaßt einen Keramikring22 mit flachen Seiten, der zwischen Ringen 24 und 26 aus organischem Harz liegt. Die Finge 24 und 26 haben einen größeren Durchmesser als der Ring 22, um damit sich nach außen erstreckende ringförmige Randflansche 28 und 30 zu bilden, die eine erhöhte Dicke haben und die deshalb die Randpartien 32 und 34 der äußeren peripheren Fläche des Keramikrings 22 bedecken. Die äußere Peripherie des Keramikrings ist mit einer peripheren Nut 35 versehen. Diese Nut nimmt den Draht auf, der gezogen wird, und sie sorgt dafür, daß der Draht nicht in Kontakt mit dem organischen Harz gelangt, das die sich radial nach außen erstreckenden Flansche auf beiden Seiten des Keramikrings bildet. Das ist insbesondere vorteilhaft in den Fällen, in denen eine optimale Gewähr vor irgendeiner eventuellen Veiunreinigung des Drahtes durch reibenden Kontakt mit dem Harz gegeben sein muß.

Erfindungsgemäß werden die äußeren Ringe aus einem Verbund aus Metall und Harz hergestellt, anstatt ganz aus Harz, d. h., es werden Metallringe mit den Ringen aus organischem Harz verbunden, derart, daß die Harzringe jeweils zwischen dem Keramikring und einem der Metallringe liegen.

Gemäß der Erfindung haben die flachen Seiten des Keramikrings 22 und vorzugsweise auch die jeweiligen Randpartien 32 und 34 eine dünne Metalllage 36, die damit verbunden ist, und die Ringe aus organischem Harz sind mit diesen metallisierten Seitenflächen des Keramikrings verbunden. Wie im nachfolgenden im einzelnen noch zu beschreiben sein wird, erhöhen die dünnen Metallagen jeweils auf den Seitenflächen des Keramikrings die Bindefestigkeit zwischen den organischen Harzringen und der Keramik im hohen Maße. Selbst wenn also der

Keramikring während der Arbeit bricht und selbst von Formaldehyd hergestellt wird. Aber gleichgültig,

wenn die Drehzahl hoch ist, wird die Keramik inner- ob die Ringe 24 und 26 auf Polyurethan hergestellt

halb des Verbundes gehalten, und zwar auf Grund sind, wie das bevorzugt wird, oder aus einem ande-

der extrem hohen Bindefestigkeit. ren Harz, soll das Harz zweckmäßigerweise die fol-

Bei der in der F i g. 1 gezeigten Drehscheibe, bei 5 genden mechanischen Eigenschaften haben: geringder die innere periphere Fläche des Keramikrings ste Zugfestigkeit 1,40 kp pro mm²; größte Komdie innere periphere Fläche des Drehkopfes bildet pressibilität 20%; größter Kaltfluß 20%; geringste und bei der folglich die Keramikringe in Kontakt Härte 40 Shore A; größte Härte 150 Rockwell R; mit der Welle stehen, kann die Weile gegebenenfalls geringste Druckfestigkeit 3,51 kp pro mm²; geringste mit eine,, sich in Längsrichtung erstreckenden Keil- io Reißfestigkeit 50 pli; geringste Schlagfestigkeit nut versehen sein, und die Keramikringe können 0,552 kpm pro cm, Druckfaktor mindestens 14 kg jeweils mit einem sich radial nach innen erstrecken- pro mm² bei einer Ausbiegung von 10 %.
den Vorsprung vorgesehen sein, der in die Keilnut Die Schlagfestigkeit und folglich die Zähigkeit paßt, so daß die Drehscheiben drehfest mit der Welle der organischen Harzringe ist erheblich größer als verbunden werden. Ein solcher Keilformschluß für 15 die der Keramik, und daher sind die Harzringe weit die Drehscheiben ist im allgemeinen jedoch nicht weniger bruchanfällig als der Keramikring 22. Das erforderlich, da die Drehscheiben in flächige Anlage ist eine besonders wichtige Ei^nscha' für die sich miteinander auf Grund der Tatsache festgehalten radial nach außen erstreckende. Flansche 28 und 30. werden, daß das Endstück festgezogen \.lrd, das mit Wenn Keramik auf Aluminiumoxidbasis verwender Welle fest verbunden ist, um damit <ήη Drehen 20 det wird, handelt es sich bei dem bevorzugten Metall des gesamten Ziehkonus mit der Welle sicherzu- für die Metallagen 36 entweder um Titan oder Zustellen, kon idealerweise um Titan. Dieses MetaU wird vor-

Für die meisten Anwendungsfälle handelt es sich zugsweise durch mechanisches Aufreiben des Metalls bei der bevorzugtesten Keramik für die Keramik- durch Druckkontakt mit den Keramikflächen aufgeringe um gesinterte Keramik auf Aluminiumoxidbasis, as tragen, wobei das Metall im wesentlichen über die Keramik auf gesinterter Aluminiumoxidbasis ent- gesamten Flächen der Keramikringe abgelagert wird, hält bis zu etwa 85 Gewichtsprozent Aluminium- mit denen das Harz verbunden werden soll. Das Titan oxid. Wenn der Körper aus weniger als 100 7o oder Zirkon geht eine chemische Bindung mit der Aluminiumoxid besteht, können die übrige" Be- Aluminiumoxidkeramik ein. Beispiele fur andero standteile irgendwelche anderen Oxide oder Misch- 30 Metalle, die verwendet werden und die in der gleioxide od. dgl. sein, die durch die Wechselwirkung chen Weise aufgetragen werden können obgleich mit Flächenpartien, die das Aluminiumoxid während nicht mit dem gleichen Effekt, sind Aluminium, Kupdes Sinterns eingeht, als giasbildende Bestandteile fer, Messing und Zink. Ferner, insbesondere, wo die zur Bildung einer Zwischenglasphase oder als Mine- Keramik eine solche auf /.luminiumoxidbasis ist, ralbildner fungieren, um das Kristallkornwachstum 35 können die Metallagen durch Metallisieiungsmetnodes Aluminiumoxides zu bestimmen. Speziel'e Bei- den aufgetragen werden, dir laufend verwendet werspiele für Keramikmassen und Aluminiumoxidgehal- den, um Aluminiumoxiukeramikkörper mit elektes, die erfindungsgemäß verwendet werden können, trischlcitenden Fließwegen zu versehen, die als eleksind die folgenden, wobei die Prozentzahlen auf das trische Schaltungsteile verwendet werden. Beispicls-Gewicht bezogen sind: 100% Aluminiumoxid; 40 weise kann Lithiummolybdat oder eine Schlemme 99,5% Aluminiumoxid, 0,5% Chromoxid; 94% aus Mangan- oder Molybdän- oder Wolframpulver Aluminiumoxid, 3% Siliziumdioxid; 3% Magne- auf den Keramikring aufgetragen und dann in einer siumoxid; 90% Aluminiumoxid; 4% Siliziumdioxid; nassen reduzierenden Atmosphäre erhitzt werden, um 3% Kalziumoxid; 3% Talg; 85% Aluminiumoxid; eine stark gebundene metallische Lage zu bilden. 10% Ton; 5% Kalziumoxid. 45 Die Bindefestigkeit zwischen dem organischen Harz

Solche Ringe hohen Aluminiumoxidgehaltes, die in · und den metallisierten Flächen des Keramikrings ist

eine nicht poröse Form gesintert sind, mit einer ausgezeichnet, und selbst wenn also ein Bruch als

Dichte von mehr als etwas 3,4 g pro Kubikzentimeter, Folge eines Platzens des Keramikrings während der

sind ex'rem hart und verschleißfest irn Vergleich zu ArLeit erfolgen sollte, wird die Keramik am orga-

anderer Keramik. 50 nischen Harz gehalten, selbst wenn die Jrehzahl und

Während gesinterte Keramik auf Aluminiumoxid- folglich die Fliehkraft groß ist. Die Zähigkeit und die

basis wie beschrieben für die Keramikringe allge- Bruchfestigkeit der Randflansche aus organischem

mein bevorzugt wird, kann andere Keramik ge- Harz dienen in vorteilhafter Weise zur Verhinderung

gebenenfalls verwendet werden. Beispiele für andere einer Beschädigung des Keramikrings, der eine we-

Keramik sind gesintertes Zirkoniumoxid, gesintertes 55 sentlich geringere Bruchfestigkeit hat.

Berylliumoxid, Wolframkarbid und Siliziumkarbid, In der in Fig. 2 gezeigten Darstellung hat die

obgleich Keramik auf Aluminiumoxidbasis für den Drehscheibe einen ähnlichen Aufbau wie in Fig. 1,

erfindungsgemäßen Zweck bevorzugt wird, wie das außer daß die radiale Dicke des Kcramikrings 50

bereits erwähnt worden ist. relativ gering ist und die radial innenliegende Partie

Das bevorzugte organische Harz für die Ringe 24 60 52 der Drehscheibe aus organischem Harz gebildet

und 26 ist dichtes Polyurethan, obgleich andere orga- ist und einstückig mit dem organischen Harz yorge-

nische Harze gegebenenfalls verwendet werden kön- sehen ist, das die Ringe 54 und 56 aus organischen

nen. Beispielsweise kann hochgradig vulkanisierter Harz bildet.

und deshalb relativ harter natürlicher oder syn- Die Metallage, vorzugsweise Titan, ist bei 58 ge-

thetischer Gummi mit Ruß oder anderen verstär- 65 zeigt, obgleich in diesem Ausführungsbeispiel wie in

kenden Füllstoffen gegebenenfalls verwendet wer- den anderen Ausführungsbeispielen die Lage stark

den. Als ein andere·: Beispiel kann ein Azetalharz übertrieben dargestellt ist. Das in Fig. 2 gezeigte

verwendet werden, das durch die Polymerisierung Ausführurgsbeispiel hat den Vorteil, daß das Gros

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der Drehscheibe, anstatt aus relativ teurer Keramik flachen Seitenflächen des Keramikrings und vorzugshergestellt zu sein, aus weniger teurem organischen weise auch die Fläche der jeweiligen öffnung 68 wei-Harz besteht. Die Festigkeit des in F i g. 2 gezeigten sen eine dünne Metallage auf, die damit verbunden Ausführungsbeispiels ist jedoch geringer als die des ist. Die Ringe aus organischem Harz sind mit diesen in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiels, da die ο metallisierten Flächen des Keramikrings verbun-Druckfestigkeit von organischem Harz geringer als den, und zwar in der gleichen Weise, wie das im die von Keramik ist und in dem in Fig. 1 gezeigten Zusammenhang mit dem in Fig. 1 gezeigten Aus-Ausführungsbeispiel die Keramik bis zum Innen- fUhrungsbeispiel beschrieben worden ist.
durchmesser der Drehscheibe führt. In den in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispielen

Der in Fig. 3 gezeigte Ziehkonus ist in ähnlich io hat die Drehscheibe den gleichen Aufbau wie in dem dem in Fig. 1 gezeigten, außer daß die Keramik- in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, außer daß ringe mit öffnungen versehen sind, die mit orga- der Keramikring 70 öffnungen entsprechend denen nischem Harz gefüllt sind, das einstückig mit den in dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbei-Ringcn aus organischem Harz verbunden ist. Alle spiel aufweist, die mit dem organischen Harz 72 geDrehscheiben haben einen im wesentlichen gleichen 15 füllt sind, das die Seiten und die innere Partie der Aufbau, außer daß sie unterschiedliche Durchmesser Drehscheibe bildet.

haben. Die Beschreibung der Drehscheibe 60 gilt Um die Drehscheibe herzustellen, können die

also entsprechend auch für die anderen Drehschei- Harzringe vorgeformt und dann mit den metalli-

ben. sierten Seitenwänden der Keramikrings verbunden

Die Drehscheibe 60 besteht aus einem Keramik- ao werden, um ein AusfUhrungsbeispiel gemäß der Darring 62 mit flachen Seiten, der zwischen Ringen64 stellung in Fig. 1 zu bilden. Andererseits kann das und 66 aus organischem Harz sitzt. Wie aus F i g. 4 Harz auch um die Seitenwände und die innere Bohzu ersehen ist, weist der Keramikring 62 eine Anzahl rung des Keramikrings und auch in die öffnungen im gleichen Abstand angeordnete Durchgangslöcher 68 an- bzw. -ingeformt werden, wenn solche öffnun-68 auf, die auf einem Kreis angeordnet sind und as gen vorgesehen sind, um die in F i g. 2 bis 5 gezeigten sich von einer flachen Seite zur anderen des Rings 62 Ausführungsbeispiele von Drehköpfen zu bilden, woerstrecken. Die Anordnung der öffnungen ist natür- bei man von Methoden Gebrauch machen kann, die lieh so vorzusehen, daß der Keramikring ausgewuch- in der Technik der Verbindung von Elastomeren tet ist, d. h. eine gleichförmige Gewichtsverteilung oder anderen organischen Harzen bekannt sind, um seinen Umfang herum aufweist. Wie bei dem in 30 Wenn die Harzringe vorgeformt sind und aus einem Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel haben die wärmehärtenden Werkstoff bestehen, sollen sie vor Ringe 64 und 66 einen größeren Durchmesser als der Verbindung mit dem Keramikring in einem under Ring 62, um damit die radial nach außen er- gehärteten Zustand beim Ansetzen an den Keramikstreckende ringförmige Seitenflansche zu bilden, die ring sein, wobei die Hitze für die Aushärtung aufeine erhöhte Dicke haben und die deshalb die äußere 35 gebracht wird, während ein Pressen gegen den periphere Fläche des Keramikrings bedecken. Die Keramikring erfolgt derart, daß das Härten und Ringe 64 und 66 bilden einen einheitlichen Körper Binden mit dem Ring gleichzeitig vorgenommen aus organischem Harz, der die öffnungen 68 im werden.

Keramikring 60 füllt. Selbst wenn also als Folge eines Die Drehköpfe gemäß der Erfindung finden beson-Platzens der Keramikring ausfällt, wird die Keramik 40 dere Anwendung für Drahtzieharbeiten, obgleich sie immer noch in ihrer Lage gehalten, selbst bei hohen allgemein als Drehköpfe, Leitrollen oder Riemen-Drehzahlen, und zwar als Folge der mechanischen scheiben und für viele andere Zwecke verwendet Verzahnung des Harzkörpers mit der Keramik. Die werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Drehscheibe, insbesondere für Ziehkonen, bei der ein Laufring aus Keramik besteht, an dessen Seiten Metallringe angeordnet sind, deren Außendurchmesser zur Bildung radial vorspringender Flanschen größer ist als der des Laufrings, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Innenseiten der Metallringe Ringe aus einem organischen Harz verbunden sind, die mit den Seitenflächen des Laufrings verbunden sind.

2. Drehscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring in bekannter Weise aus Aluminiumoxid besteht und daß die Seiten des Laufrings mit einer dünnen Metallschicht überz-^en sind.

3. Drehscheibe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, in die sich das organische Harz der seitlichen P'atten hinein erstreckt.