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Kaltgezogener Draht mit von der Kreisform abweichendem Massivquerschnitt sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner
Herstellung
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- imwöhnlicher Nägel. Ferner verändert sich bei dem ersten Verfahren während des Walzens mindestens die
Oberflächenstruktur des Erzeugnisses, so dass das Erzeugnis nicht mehr über seine ganze Oberfläche die an sich erwünschten Merkmale kaltgezogenen Materials aufweist. Bei dem zweiten Verfahren wird die
Oberflächenstruktur zerstört. Das bei dem dritten Verfahren nach dem Ziehen ausgeführte Verdrehen lässt sich nur bei verhältnismässig weichem Draht durchführen, wobei in dem betreffenden Erzeugnis Torsions- spannungen entstehen und die Linien des Faserverlaufs verzerrt werden.
Etwa während der letzten siebzig Jahre sind von Zeit zu Zeit neue Vorrichtungen für die kontinuier- liche Erzeugung von schraubenförmigem Draht vorgeschlagen worden. Bei den meisten dieser Vorrichtun- gen sind mehrere, meist drei, drehbare Schneidwerkzeuge oder Rollen vorgesehen, die in einem um die
Achse des Drahtes frei drehbaren oder zwangsläufig gedrehten Kopf gegenüber der Bewegungsbahn des
Drahtes unter einem Winkel angeordnet sind. Alle Vorrichtungen dieser Art weisen eine Reihe von Nach- teilen auf. Hiezu rechnen einmal die bei ihrer praktischen Anwendung in dem rauhen Betrieb der Draht- ziehwerke ausserordentlichen Schwierigkeiten bezüglich einwandfreier Unterhaltung.
Ein wesentlicher
Nachteil ist, dass sich mit diesen kein völlig gleichmässiges Erzeugnis erzielen lässt, da es praktisch niemals möglich ist, zu gewährleisten, dass alle Schneidwerkzeuge oder Walzen an dem Draht gleich- mässig angreifen. Ein weiterer merklicher Nachteil ist, dass sich leicht an'den Scheiteln der Schrauben- gänge unregelmässige oder gratförmige Kanten bilden, weil mit schräg zur Drahtachse angeordneten
Rollen kein völlig geschlossenes Kaliber und keine seitliche Anlage der Rollen erhalten werden kann, die ein Hineindrücken des Materials in den Zwischenraum zwischen den Walzen vollständig verhindern kann.
Während in der Mitte der durch die Rollen eingedrückten Flächen ein reines Kaltziehen des Materials stattfindet, nimmt dies zu den zwischen den Flächen liegenden Kanten hin ab, während an diesen über- haupt kein Kaltziehen oder sogar ein dem Strangpressen ähnlicher Vorgang auftritt, der zu einer Grat- bildung zwischen den Rollen führt. Der nach diesem Verfahren hergestellte Draht zeigt eine Streifung bzw. Walz-oder Rattermarken im rechten Winkel zur Erstreckung der Schraubenlinie, eine Aufrauhung längs der Täler, Einkerbungen in den zerklüfteten Graten längs der schraubenlinienförmigen Kanten und Abblätterungen der Oberfläche. Auch lassen sich nach diesem Verfahren in jedem Falle nur eingedrückte
Querschnittsformen, z. B.
Kreuze, oder Querschnittsformen mit konvex gekrümmten Begrenzungslinien, nicht aber geradlinig begrenzte Querschnittsformen, wie ein quadratischer Querschnitt, herstellen. Vor- richtungen dieser Art sind offenbar gebaut und auch mit ihnen Versuche angestellt worden. Sie sind jedoch, wohl wegen ihrer vorgenannten erheblichen Nachteile, niemals-in der industriellen Praxis an- gewendet worden.
Zu den ferner gemachten Vorschlägen gehört a) das kontinuierliche Verdrehen oder Verwinden üblicher Drähte von nicht kreisrundem Querschnitt, b) das Ziehen von Draht durch ein Zieheisen mit einem geraden Kanal mit einer, vom Kreis ab- weichenden Querschnittsform, wobei das Zieheisen zwangsläufig gedreht wird, um den'Draht zwischen dem Zieheisen und dem Ziehklotz zu verwinden, sowie c) das Ziehen von Draht durch ein zwangsläufig gedrehtes. Zieheisen mit einem Kanal von kreis- rundem Querschnitt, der kurz vor den'Austrittsöffnungen auf eine kurze Strecke unrund wird, wodurch, wie es in dem Vorschlag heisst, dem Draht eine Schraubenform verliehen werden soll, ohne ihn zu ver- winden.
Offenbar ist von keinem dieser Vorschläge jemals praktisch Gebrauch gemacht worden. Jedenfalls wird in der Praxis im wesentlichen noch so gearbeitet wie vor fünfzig oder mehr Jahren.
Vor Jahren wurde auch ein Vorschlag gemacht, der anscheinend nicht zu einer praktischen Anwen- dung geführt hat, demzufolge man die Oberfläche von Abschnitten dünnen rohrförmigen oder sogar massiven Materials ohne eine bemerkbare Verkleinerung oder anderweitige Veränderung des Querschnitts dadurch mit dekorativen Mustern versehen könnte, dass man das Material durch ein frei drehbares Werk- zeug führt, dessen Kanal von kreisrundem Querschnitt an seiner Wandung abwechselnd mit parallelen, niedrigen Rippen und Nuten versehen ist, die sich unter einem Winkel zur Längsachse des Kanals er- strecken. Der Zweck dieser Vorschläge bestand in der Erzeugung dekorativer schraubenförmiger Rillen in Material für Schmuck u. dgl.
Ein ähnliches Verfahren ist für die Herstellung von schraubenlinien- förmigen Längsrillen auf der Aussenseite von zylindrischen spinnhülsen für die Kunstseideaindustrie bekannt. Wie bei dem vorhergehenden Verfahren ist auch. bei diesem Verfahren nur ein Umformen der zunächst glatten Aussenfläche in eine gewellte Fläche beabsichtigt. Hiebei wird nur auf das im äusseren Bereich des Querschnitts der Hülse befindliche Material eingewirkt und von den Rippen der Matrize
Material seitlich in den rillenförmigen Zwischenraum zwischen den Rippen gedrückt. Soweit dabei gleichzeitig in geringem Masse eine Streckung des Materials auftritt, so ist diese unbeabsichtigt.
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Schliesslich sind für die Herstellung von Spiralbohrern schraubenförmig verwunden,. im Querschnitt von der Kreisform wesentlich abweichende Matrizenkanäle in den Strangpressgesenken bekannt, die fest in der Presse montiert sind.
Der gemäss der Erfindung gezogene Draht mit von der Kreisform abweichendem Massivquerschnitt, dessen Orientierung sich entlang des Drahtes nach einer Schraubenlinie ändert, ist dadurch gekennzeichnet, dass er über seine ganze Oberfläche die Merkmale kaltgezogenen Materials aufweist, wobei der vom Ziehen herrührende und im wesentlichen in durch die Längsachse des Drahtes verlaufenden Ebenen liegende Faserverlauf ununterbrochen und der Draht frei von Torsionsspannungen ist und wobei der Drahtquerschnitt wesentlich von der Kreisform abweicht und durch ebene oder konvexe Flächen begrenzt ist.
I Soweit Torsionsspannungen vorhanden sind, rühren sie lediglich vom Aufwickeln des Drahtes her, wie es auch bei gezogenem Draht üblicher Ausführung der Fall ist. Es fehlen auch die zerklüfteten Grate und die Walz- bzw. Rattermarken, die bei dem bekannten Verfahren auftreten, bei welchem der Draht durch ein drehbewegliches Kaliber gezogen wird, das von frei drehbaren, schrägstehenden Rollen gebildet wird.
Bei dem erfindungsgemässen Draht kann l1 die Querschnittsform über seine ganze Länge gleich sein und i ihre Orientierung sich längs einer Schraubenlinie ändern, oder die Querschnittsform oder ihr Flächeninhalt oder beides kann über die Länge des Drahtes an verschiedenen Punkten verschieden sein. Draht, dessen Querschnittsform über seine Länge gleich ist, wird im folgenden gelegentlich als Draht von einfacher Form bezeichnet, während Draht, dessen Querschnittsform oder-fläche über die Länge des Drahtes an verschiedenen Stellen verschieden ist, gelegentlich als Draht von komplexer Form bezeichnet wird.
Bei einem Draht von einfacher Form hat die Schraubenlinie, längs der sich die Orientierung der Querschnitts- .. form über die Länge des Drahtes ändert, gleichmässige Steigung, und die Form und der Flächeninhalt des Querschnitts sind über die Länge gleichmässig ; es können jedoch besondere Massnahmen getroffen werden, um die Steigung über die Länge des Drahtes in regelbarer Weise zu verändern.
Aus dem gemäss der Erfindung hergestellten Draht lassen sich zahlreiche Erzeugnisse mit erwünschten Eigenschaften herstellen. Ein erfindungsgemässer Draht von einfacher Form lässt sich z. B. zu einem verbesserten Stacheldraht verarbeiten, während sich aus erfindungsgemässem Draht von "komplexer" Form verbesserte Betoneinlagen und rutschsicher Roste herstellen lassen.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Herstellen kaltgezogenen unrunden Drahtes, der eine Orientierung des Querschnitts besitzt, welche sich über die Länge des Drahtes längs einer Schraubenlinie ändert, bei dem der Draht ebenfalls durch ein drehbares, von der Kreisform abweichendes Kaliber gezogen wird, wird der Draht durch einen schraubenartig verwundenen Ziehkanal mit festen Wänden und über die Länge abnehmendem Querschnitt gezogen.
Bei dem erfindungsgemässen Ziehvorgang entsteht Draht von erheblich reduziertem und verändertem Querschnitt. Der-Draht wird in einem einzigen Arbeitsgang sowohl gezogen, also gestreckt, als auch im Querschnitt umgeformt und mit einer vom Kreis abweichenden Querschnittsform mit über die Länge des Drahtes sich ändernder Orientierung versehen. Diese Orientierung der Querschnittsform bezieht sich auf zur Drahtlängsachse senkrechte Ebenen, und wo im folgenden von der Orientierung der Querschnittsform die Rede ist, ist die Orientierung in solchen Ebenen gemeint. Darüber hinaus lassen sich gemäss der Erfindung an verschiedenen Punkten längs des Drahtes unterschiedliche Querschnittsformen oder Querschnittsinhalte oder beides erzielen.
Die zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienende Ziehvorrichtung ähnelt-mit Ausnahme der Gestaltung des Zieheisens und dessen Abstützung in der Ziehvorrichtung - den zum Ziehen von Draht üblicher Ausführung benutzten Ziehvorrichtungen. Ähnlich wie ein Zieheisen für unrunden Draht üblicher AusfÜhrung-besitzt das Drahtziehwerkzeug gemäss der Erfindung einen Ziehkanal, der über die ganze Länge oder wenigstens über einen erheblichen Teil seiner Länge, nämlich desjenigen Teils des Kanals, der während des Ziehens mit dem Draht in Berührung kommt, einen von der Kreisform wesentlich abweichenden Querschnitt aufweist und in dem diesen Querschnitt aufweisenden Teil schraubenartig verwunden ist.
Während ein Zieheisen für unrunden Draht üblicher Ausführung starr mit der Ziehvorrichtung verbunden ist, ist das erfindungsgemässe Ziehwerkzeug, wie an sich bekannt, gegen axiale Verschiebung gesichert und um seine Längsachse drehbar.
Um den Ziehvorgang herbeiführen zu können, ist die grösste radiale Abmessung des Drahtes mindestens grösser als die kleinste radiale Abmessung des Kanals an dessen wirksamen Querschnitt, d. h. dem kleinsten Querschnitt, der den Querschnitt des gezogenen Drahtes bestimmt. Der Ausdruck "grösste radiale Abmessung" bezeichnet den Radius des kleinsten zur Längsachse konzentrischen Kreises, der sich um den Querschnitt des Drahtes bzw. des Kanals, z. B. durch die Eckpunkte eines regelmässigen Vielecks, beschreiben lässt, während der Ausdruck "kleinste radiale Abmessung" den Radius des grössten zur Längs-
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achse konzentrischen Kreises bezeichnet, der sich dem Querschnitt des Drahtes bzw. des Kanals einbeschreiben lässt.
Einen gezogenen Draht von einfacher Form erhält man, indem man durch ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Ziehwerkzeug einen Draht zieht, dessen kleinste radiale Abmessung grösser ist als die grösste radiale Abmessung des wirksamen Querschnitts des Ziehkanals. Bei kreisförmigem Querschnitt des zu ziehendenDrahtes erhält man einen gezogenen Draht von einfacher Form selbst dann, wenn der Radius des Drahtes kleiner ist als die grösste radiale Abmessung des wirksamen Querschnitts des Ziehkanals.
Ein gezogener Draht von "komplexer" Form kann gemäss der Erfindung hergestellt werden, indem man durch ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Ziehwerkzeug einen Draht zieht, dessen Querschnittsform vom Kreis abweicht und bei dem der kleinste Radius kleiner ist als der grösste Radius des wirksamen Ziehquerschnitts, oder indem man durch ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Ziehwerkzeug einen gemäss der Erfindung hergestellten Draht von einfacher Form zinkt dessen kleinster Radius kleiner Ist als der grösste Radius des wirksamen Ziehquerschnitts. Der Ziehkanal kann dabei eine schraubenartig Verwindung aufweisen, deren Sinn derjenigen der schraubenartigen. Verwindung des Drahtes entgegengesetzt ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer. Zeichnungen an mehreren Ausführungbeispielen näher erläutert.
Flg. l ist eine teilweise als Schnitt gezeichnete Übersicht'einer VorrichtUng zur Herstellung yon Draht gemäss der Erfindung. Fig. 2 ist eine Stirnansicht der Eintrittsseite einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ziehwerkzeuges mit einem Kanal von quadratischem Querschnitt. Fig. 3 ist ein Längsschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2. Die Fig. 4 und 5 sind Querschnitte längs der Linien 4-4 bzw. 5-5 in Fig. 3.
Fig. 6 ist eine Stirnansicht der Eintrittsseite einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemässen Ziehwerkzeuges. Fig. 7 ist ein Längsschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6. Die Fig. 8, 9 und 10 sind Querschnitte längs der Linien 8-8 bzw. 9-9 bzw. 10-10 in Fig. 7.. Fig. ll ist eine Stimansicht eines erfindungsgemässen Ziehwerkzeuges, das dem in Fig. 2 gezeigten ähnelt, abgesehen davon, dass der Kanalquerschnitt oval ist. Fig. 12 ist ein Schema zur Veranschaulichung der Ausdrücke"grösster Radius"und "kleinster Radius". Fig. 13 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemässen Draht von einfacher Form.
Fig. 14 zeigt perspektivisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemässen Draht von einfacher Form, Fig. 15 zeigt in grösserem Massstabe einen Querschnitt des in Fig. 14 dargestellten Drahtes, Fig. 16 in perspektivischer Darstellung ein Ausführung-
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"komplexer" Form.erfindungsgemässenDraht von"komplexer"Form, Fig. 19 ein Querschnitt längs der Linie 19-19 in Fig. 18.
Fig. 20 zeigt perspektivisch ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemässen Draht von"komplexer" Form und Fig. 21 ist ein Querschnitt längs der Linie 21-21 in Fig. 20.
Fig. 1 veranschaulicht als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung, mittels deren sich das erfindungsgemässe Verfahren durchführen lässt. Die Basis I dieser Vorrichtung besitzt in der Nähe ihres. rückwärtigen Endes eine Querwand 2, in deren Mitte eine Buchse 3 ausgebildet ist, die an ihrem hinteren Ende einen nach innen ragenden Flansch 4 aufweist. Der Ziehwerkzeughalter 5 umfasst. einen rückwärtigen Abschnitt 6, der sich innerhalb der Buchse 3 befindet und."eben noch-in den Flansch 4 passt ; zwischen der Buchse 3 und dem Abschnitt 6 eingebaute-Kugellager 7 ermöglichen eine unbehinderteDrehbewegung des Ziehwerkzeughalters 5 gegenüber dem Basisteil 1.
An der Vorderseite des Basisteils befindet sich ein Schmiermittelbehälter 8 üblicher Ausführung, durch den sich der Draht hindurchbewegt, um vor dem Eintreten in das Ziehwerkzeug geschmiert zu. werden. Das Ziehwerkzeug 9 ist im Vorderteil 10 des Ziehwerkzeughalters 5 befestigt, der durch eine Öffnung in der Rückwand des Schmiermittelbehälters'8 in diesen hineinragt. Um einen gleichmässig gezogenen Draht zu erhalten, ist es wichtig, dass das Ziehwerkzeug in seinem Halter genau zentriert und sicher befestigt ist. Am vorderen Ende des Vorderteils 10 des Ziehwerkzeughalters Ist innerhalb des Schmiermittelbehälters ein Ring 12 angebracht, und'der Ziehwerkzeughalter selbst besitzt einen zwischen den Wänden 2 und 11 liegenden-radialen Flansch 13. Diese.
Flansche haben die Aufgabe, das Lager 7 vor dem Eindringen von Schmiermittel aus dem Kasten 8 zu schützen, und dieser Schutz. wird vorzugsweise durch einen am Umfang des Flansches 13 vorgesehenen Kranz oder Wulst 14 verstärkt, der in einer Nut 15 in der Wand 2 läuft. Zum Zwecke der Verdeutlichung sind die Abstände zwischen den genannten Teilen in Fig. 1 naturgemäss übertrieben gross dargestellt. Eine an der Rückwand des Basisteils befestigte ringförmige Platte 16 grenzt zusammen mit der Vorderfläche 2, den Aussenwänden des Basisteils und der Buchse 3 eine ringförmige Kammer 17 für ein Kühlmittel ab, das der während des Ziehens in dem Ziehwerkzeug erzeugten und über den Ziehwerkzeughalter zu dem Lager weitergeleiteten Reibungswärme entgegenwirkt.
Um das Kühlmittel durch die Kammer 17 zirkulieren zu lassen, sind die Ein- und Austrittsstutzen 18 und 19 vorgesehen.
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Um eine Drehbewegung des Ziehwerkzeuges zu ermöglichen, können auch andere geeignete Einrichtungen vorgesehen sein.
Beide Ziehwerkzeugformen lassen sich bei einem erfindungsgemässen Ziehwerkzeug anwenden. Bei Ziehwerkzeugen für Draht üblicher Ausführung kann sich die Querschnittsfläche des Kanals über die ganze Arbeitslänge oder nur über einen erheblichen Teil der Arbeitslänge allmählich verkleinern, wobei in der Nähe des Austrittsendes ein sogenanntes Lager ausgebildet ist, d. h. ein Abschnitt, der über seine ganze Länge eine gleichbleibende Querschnittsfläche aufweist. Bei einem erfindungsgemässen Ziehwerkzeug kann der Kanal sowohl auf die eine als auch auf die andere Weise ausgebildet sein, obwohl die zuerst genannte Form vorzuziehen ist.
Die Fig. 2 - 5 zeigen ein erfindungsgemässes Ziehwerkzeug mit einem Kanal von allgemein quadratischer Querschnittsform, die sich über die Arbeitslänge des Kanals fortsetzt, wobei sich der Flächeninhalt des Kanalquerschnitts über die ganze Länge des Kanals allmählich verkleinert. In den Fig. 3 und 4 ist der dem Ziehwerkzeug zugeführte Draht bei 20 schematisch angedeutet. Gemäss Fig. 3 erstreckt sich die Arbeitslänge des Ziehkanals von dem Punkt 21, an dem der zu ziehende Draht zuerst mit der Wandung des Kanals in Berührung kommt, bis zu dem Punkt 22, wo die Querschnittsfläche des Kanals ein Minimum ist, wobei der Querschnitt an dem Punkt 22 den Querschnitt des gezogenen Drahtes bestimmt und daher als der wirksame Querschnitt des Kanals bezeichnet wird.
Zwischen der Eintrittsseite 23 des Ziehwerkzeuges bis zu dem Punkt 22 verringert sich die Querschnittsfläche des Kanals allmählich, wie es in Fig. 3 durch die gestrichelten Linien 24 angedeutet ist. Jenseits des Punktes 22 erweitert sich der Kanal in der Ausdrehung 25.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem in den Fig. 2 - 5 dargestellten Ziehwerkzeug und einem Ziehwerkzeug für quadratischen Draht üblicher Ausführung besteht darin, dass der Kanal des dargestellten Ziehwerkzeuges nicht geradlinig ist, sondern um seine Längsachse schraubenähnlich verwunden ist. Dies geht am deutlichsten aus Fig. 2 hervor, in der die verschiedenen Quadrate schematisch den Flächeninhalt und die Orientierung der verschiedenen Querschnitte des Kanals zwischen der Eintrittsseite 23 und dem Punkt 22 andeuten. Der Querschnitt an der Eintrittsseite entspricht dem Quadrat 26, und der Querschnitt an dem Punkt 22 am Ende der Arbeitslänge dem Quadrat 33. Beim Blick in das Ziehwerkzeug würde man nur diese beiden Quadrate sehen.
Die übrigen Quadrate 27 - 32 wurden in dünneren Linien eingezeichnet, um das allmähliche Übergehen von der Eintrittsseite bis zum Ende der Arbeitslänge sowohl bezüglich des Flächeninhaltes als auch bezüglich der Orientierung des Kanalquerschnitts zu zeigen. Die Orientierung des Quadrats 27 unterscheidet sich um 15 im Uhrzeigersinn von derjenigen des Quadrats 26, und die Orientierung jedes weiteren Quadrats unterscheidet sich entsprechend von derjenigen des vorhergehenden, so dass das Quadrat 33 gegenüber dem Quadrat 26 um 1050 versetzt ist. Der Winkelunterschied zwischen den den Anfang bzw. das Ende der Arbeitslänge bezeichnenden Quadraten 28 und 33 beträgt 750.
Der dargestellte Kanal ist somit über seine Arbeitslänge um 750 schraubenförmig verwunden, wobei dieser Verwindungsbetrag jedoch nur als Beispiel angeführt ist. Der Flächeninhalt und die Orientierung des Kanalquerschnitts am Beginn der Arbeitslänge bzw. an einer Stelle, die etwas mehr als die Hälfte der Arbeitslänge von deren Anfang entfernt ist, ist in den Fig. 4 bzw. 5 dargestellt, wobei sich diese Querschnitte beim Blick in Richtung auf die Eintrittsseite des Ziehwerkzeuges darbieten. Der in den Fig. 2 - 5
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tischer Basis, wobei die Kantenlinien der Pyramide schraubenlinienförmig sind, was man in Fig. 2 z.
B. daran erkennt, dass die Linie 34, welche die Ecke 35 des Quadrats 26 mit der entsprechenden Ecke 36 des Quadrats 33 verbindet und durch die Ecken der dazwischenliegenden Quadrate verläuft, schraubenlinienförmig sein muss. Ein Teil. dieser Linie erscheint auch in Fig. 3.
Die Fig. 6-10 zeigen ein erfindungsgemässes Ziehwerkzeug, bei dem dieQuerschnittsform desKanals. nicht über dessen ganze Länge unrund, sondern über einen Teil der Arbeitslänge kreisrund und über den verbleibenden Teil der Arbeitslänge unrund, d. h. im vorliegenden Falle quadratisch ist.
In Fig. 7 ist der dem Ziehwerkzeug zugeführte Draht bei 37 schematisch angedeutet. Dort, wo der Draht mit der Wand des Kanals in Berührung kommt, ist dessen allgemeine Querschnittsform gemäss Fig. 8
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9Fig. 10 eine vollständig quadratische Form erreicht. Zwischen dem Punkt 39 bis zu dem wirksamen Querschnitt an dem Punkt 40 bleibt die Querschnittsform des Kanals quadratisch, wobei sich jedoch der Flächeninhalt allmählich verringert, wie es bei 41 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, und wobei der Kanal um seine Längsachse schraubenähnlich verwunden ist.
In Fig. 6 ist die Orientierung und der Flächeninhalt des Kanals an dem Punkt 39 durch die vier Ecken 42 und an dem Punkt 40 durch das Quadrat 47 angedeutet. Die an Grösse zunehmenden Ecken 43
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Beim Ziehen von Draht gemäss der Erfindung stellt man gewöhnlich fest, dass die Steigung bei dem gezogenen schraubenförmig verwundenen Draht grösser ist als die Steigung des Ziehkanals. Die Grösse dieses Unterschiedes richtet sich im allgemeinen nach der Art des Drahtes, der Ziehgeschwindigkeit sowie der relativen Form und Grösse des Kanals und des ihm zugeführten Drahtes. Dieser Unterschied wird umso grösser, je kleiner die Steigung des Kanals ist. Zieht man einen Draht bestimmter Art bei einer gegebenen Geschwindigkeit durch ein Ziehwerkzeug mit einem schraubenähnlich verwundenen Kanal gegebener Steigung, erhält man einen gezogenen Draht, dessen Steigung über seine Länge gleichmässig ist.
Wenn es in irgendeinem Falle erwünscht ist, kann man jedoch die Steigung des gezogenen Drahtes über dessen Länge in regelbarer Weise variieren, indem man die Drehbewegung des Ziehwerkzeuges periodisch etwas hemmt oder indem man die Spannung des das Ziehwerkzeug verlassenden gezogenen Drahtes periodisch steigert, z. B. dadurch, dass man den Draht zwischen dem Ziehklotz und dem Ziehwerkzeug über einen umlaufenden Exzenter führt, durch dessen Drehung die Länge des durch den Draht zurückzulegenden Weges zwischen dem Ziehwerkzeug und dem Klotz periodisch vergrössert wird.
Fig. 12 veranschaulicht schematisch die weiter oben definierten und verwendeten Ausdrücke "grösster 'Radius"und"kleinster Radius". Das Quadrat 60 stellt den Querschnitt eines Drahtes oder eines Kanals dar.
Man erkennt, dass der Kreis 61 der kleinste mit der Längsachse 62 konzentrische Kreis ist, der sich um das Quadrat 60 schlagen lässt. Der Radius 63 ist somit die grösste radiale Abmessung, d. h. der grösste Radius des Quadrates 60. Der Kreis 64 ist der grösste mit der Längsachse 62 konzentrische Kreis, der sich dem Quadrat 60 einbeschreiben lässt. Der Radius 65 dieses Kreises 64 ist somit der kleinste Radius des
Quadrates 60.
Wenn ein erfindungsgemässerDraht von einfacher Form hergestellt werden soll, besitzt der hiezu verwendete Draht im allgemeinen eine kreisrunde Querschnittsform. Wenn der Radius des zu ziehenden Drahtes grösser ist als der grösste Radius des wirksamen Ziehkanalquerschnitts, wird die Querschnittsform des gezogenen Drahtes im allgemeinen derjenigen des wirksamen Kanalquerschnitts entsprechen. Fig. 13 zeigt einen derartigen gezogenen Stahldraht, bei dem der Ziehkanal einen quadratischen Querschnitt aufwies. Man erkennt, dass der Querschnitt des Drahtes über dessen ganze Länge quadratisch ist, dass sich jedoch die Orientierung der Quadratform über die Drahtlänge nach Art einer Schraubenlinie ändert.
Die dünnen gestrichelten Linien längs der Drahtoberfläche veranschaulichen schematisch die Linien des Faserverlaufs, die wie bei einem Draht üblicher Ausführung zur Längsachse parallel sind, die im vorliegenden Falle jedoch einen sinusförmigen Verlauf zeigen, da sie sich über die Vorsprünge oder Erhebungen und durch die Oberflächentäler des gezogenen Drahtes erstrecken. Wie man sieht, ist der Faserverlauf nicht unterbrochen und seine Linien liegen vollständig in durch die Längsachse des Drahtes verlaufenden Ebenen.
Vielfach ist es erwünscht, einen erfindungsgemässen Draht von einfacher Form mit einem allgemein vieleckigen Querschnitt, jedoch mit abgerundetenkanzen, zu erzeugen. Hiezu ist es am zweckmässigsten, einen Runddraht, dessen Radius kleiner ist als der grösste Radius des Kanals, durch ein erfindungsgemässes Ziehwerkzeug zu ziehen. Fig. 14 zeigt einen auf diese Weise mit Hilfe eines erfindungsgemässen Ziehwerkzeuges mit quadratischem Kanal erzeugten Draht. Fig. 15 zeigt in vergrössertem Massstab die allgemeine Querschnittsform dieses Drahtes, und man erkennt, dass sie ein Quadrat mit abgerundeten Ecken darstellt.
Wie beim Ziehen von Draht üblicher'Ausführung benötigt man häufig zwei oder mehr Züge, um dem erfindungsgemässen Draht die gewünschte Querschnittsform zu verleihen. Wenn dieser Draht eine einfache Form aufweisen soll, so zeigt es sich, dass die Steigung des Kanals bei dem zweiten und allen etwa folgenden Ziehwerkzeugen mindestens im wesentlichen die gleiche sein muss wie die Steigung bei dem dem betreffenden Werkzeug zugeführten Draht.
Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen'erfindungsgemässen Draht von "komplexer" Form.
Diesen Draht erhält man, indem man durch ein Ziehwerkzeug der in den Fig. 2-5 gezeigten Art einen quadratischen Draht üblicher Ausführung zieht, wobei eine Seitenkante des Drahtquerschnitts kürzer ist als die Diagonale des wirksamen Ziehkanalquerschnitts. Es ist ersichtlich, dass der Draht an manchen in Abständen über die Länge verteilten Punkten, z. B. an den Enden des in Fig. 16 dargestellten Stückes, einen quadratischen Querschnitt aufweist, während der Drahtquerschnitt an andern Stellen, z. B. dort, wo der in Fig. ; L 7 wiedergegebene Querschnitt verläuft, achteckig ist, wobei die achteckige Fläche an dieser Stelle einen kleineren Inhalt hat als die quadratischen Querschnittsflächen.
Längs des Drahtes wechseln Querschnitte einer Form und eines Flächeninhaltes regelmässig mit Querschnitten einer andem Form und eines andern Flächeninhaltes ab, wobei sich die Querschnittsfläche längs des Drahtes wiederholt und regelmässig zwischen einem Maximum (Ende von Fig. 16) und einem Minimum (Fig. 17) ändert.
Ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemässen Draht von"komplexer"Form ist in Fig. 18 dar-
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gestellt. Diesen Draht erhält man, wenn man. einen Draht von einfacher Form, z. B. den in Fig. 13 ge- zeigten Draht mit Rechtsdrall ; durch ein Ziehwerkzeug gemäss den Fig. 2-5 zieht, dessen Kanal einen
Linksdrall aufweist. Wie sich aus der Form des Drahtendes in Fig. 18 und aus der Querschnittsdarstellung in F ig. 19 ergibt, variieren Form und Inhalt des Drahtquerschnitts längs des Drahtes von einer quadratischen
Form und einem grössten Flächeninhalt zu einer achteckigen Form und einem kleinsten Flächeninhalt, wie es bei dem in Fig. 16 gezeigten Draht der Fall ist.
Bei dem Draht nach Fig. 18 wechseln jedoch die
Querschnittsformen und Flächeninhalte in kürzeren Abständen ab.
Die Fig. 20 und 21 zeigen ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemässen Draht von "komplexer"
Form, den man erhält, indem man einen Draht von einfacher Form, z. B. den in Fig. 13 dargestellten, durch ein Ziehwerkzeug üblicher Ausführung mit einem geraden Kanal von quadratischem Querschnitt zieht.
Aus Gründen der Einfachheit wurden als Ausführungsbeispiele für erfindungsgemässe Drähte von "komplexer"Form ausschliesslich Drähte von quadratischem Querschnitt angeführt, die durch quadratische
Ziehwerkzeugkanäle gezogen wurden. Die Querschnittsform des zu ziehenden Drahtes kann sich jedoch von derjenigen des Kanals, durch den der Draht gezogen werden soll, unterscheiden, und in einem Falle wie dem an Hand von Fig. 18 beschriebenen kann sich auch der Drall des Drahtes bzw. seine Steigung von derjenigen des Ziehkanals unterscheiden. Auf diese Weise kann man gemäss der Erfindung eine sehr grosse Zahl verschiedenartiger Drähte von"komplexer"Form erzeugen.
In bestimmten Fällen können sich bei der Herstellung erfindungsgemässen Drahtes von "komplexer"
Form in dem zu ziehenden Draht gewisse Torsionskräfte entwickeln, was darauf zurückzuführen ist, dass dem Durchtreten des Drahtes durch das Ziehwerkzeug an Querschnitten bestimmter Orientierung des
Drahtes beim Eintreten des Drahtes in den Ziehkanal ein grösserer Widerstand entgegengesetzt wird als an anders orientierten Drahtquerschnitten. In solchen Fällen kann es zweckmässig sein, zu verhindern, dass sich der Draht bei seiner Annäherung an das Ziehwerkzeug um seine'Achse dreht.
Der erfindungsgemässe Draht ermöglicht es, eine Reihe von Gegenständen mit verbesserten Eigen- schaften herzustellen und/oder bei der Herstellung erhebliche, wirtschaftliche-Vorteile zu erzielen. Bei- spielsweise besitzen Gewindenägel, die aus erfindungsgemässem Draht von einfacher Form hergestellt sind, alle erwünschten Eigenschaften der bis jetzt bekannten Gewindenägel, und sie lassen sich mit weitaus geringeren Kosten herstellen, u. zw. sogar mit Kosten, die nur wenig über'diejenigen von ge- wöhnlichen Nägeln hinausgehen.
Die erfindungsgemässen Gewindenägel lassen sich aus Draht herstellen, den man erhält, wenn man einen Runddraht, dessen Durchmesser kleiner ist als die Länge einer Diagonale des wirksamen Ziehkanalquerschnitts, durch ein erfindungsgemässes Ziehwerkzeug mit quadratischem
Kanalquerschnitt zieht.
Gewöhnlicher Stacheldraht besteht aus zwei miteinander verdrillten Einzeldrähten, welche die
Stacheln zwischen sich festhalten, wobei die beiden Einzeldrähte erforderlich sind, um die Stacheln längs des Drahtes in den gewünschten Abständen zu halten. Gemäss der Erfindung lässt sich Stacheldraht mit einem einzigen Hauptdraht herstellen, wobei die Stacheln aus erfindungsgemässem Draht von ein- facher Form bestehen, der vorzugsweise einen allgemein vieleckigen Querschnitt mit scharfen Kanten aufweist. Normalerweise wird diese Querschnittsform quadratisch oder dreieckig sein. Wenn man der- artige Stacheln in der üblichen Weise um den Hauptdraht herumwickelt, leisten sie einer Verschiebung in Richtung der Drahtachse Widerstand, da ihre Kanten an der Drahtoberfläche angreifen.
Alternativ kann man auch von der umgekehrten Anordnung Gebrauch machen, wobei ein einziger schraubenförmig ver- wundener Hauptdraht von einfacher Form in Verbindung mit Stacheln aus gewöhnlichem Draht verwendet wird. In gewissen Fällen kann man sowohl den Hauptdraht als auch die Stacheln aus schrauben ähnlich verwundenem Draht von einfacher Form herstellen.
Ferner lässt sich gemäss der Erfindung ein verbessertes Betonbewehrungsmaterial herstellen. Gegen- wärtig werden Betonbewehrungen gewöhnlich aus gewalzten. Stangen üblicher Ausführung gefertigt. Die
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Zugfestigkeit als gewalzte, und die Bauvorschriften sehen daher für Fälle, in denen die Bewehrung aus gezogenen Stangen und nicht aus gewalzten besteht, eine wesentliche Erhöhung der Entwurfslast vor. Gemäss der Erfindung lassen sich Betonbewehrungsstangen herstellen, die Vorteile bieten, die man bei den bis jetzt erhältlichen Stangen oder Stäben in keinem Falle findet. Die erfindungsgemässen Beton- bewehrungsstangen werden derart gezogen, dass sie über ihre Länge unterschiedliche Querschnittsflächen und-formen aufweisen.
Vorzugsweise stellt man die Stäbe gemäss der an Hand von Fig. 18 gegebenen
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Beschreibung her, wobei es erwünscht ist, dass sich die Steigungen der beiden Schraubenwindungen unter- scheiden. Diese Stäbe vereinigen somit die Zugfestigkeit gezogener Stäbe üblicher Ausführung mit den
Vorteilen einer besseren Bindung, wie sie bei den oben erwähnten Stäben mit eingewalzter Musterung gegeben sind. Bei Verwendung der erfindungsgemässen Stäbe oder Stangen lassen sich im Vergleich zu allen bisher bekannten Arten von Bewehrungsmaterial bei Stahlbetonkonstruktionen erheblich höhere
Entwurfslasten vorsehen. Dieser Vorteil gewinnt besondere Bedeutung bei vorgespannten Betonkonstruk- rionen, bei denen eine einwandfreie Bindung zwischen der Stahleinlage und dem Beton äusserst wichtig ist.
Rutschsichere Roste werden für eine Reihe von Zwecken verwendet, z. B. für die Herstellung der
Stufen und Absätze von Stahltreppen und-leitern, wobei die Rutschsicherheit besonders in Gegenwart von Öl oder Fett, z. B. in den Maschinenräumen von Schiffen, von Bedeutung ist. Bei einer heute weit verbreiteten Ausführungsform von rutschsicheren Rosten laufen Stäbe von rechteckigem Querschnitt in der einen Richtung und schraubenförmig verwundene Stäbe, die auf den erstgenannten Stäben angeordnet sind, in einer zur erstgenannten Richtung rechtwinkeligen Richtung.
Die verwundenen Stangen wurden in die Oberfläche der geraden Stäbe eingeschmiedet ; dies war erforderlich, um die Oberseite der Stangen im wesentlichen auf die gleiche Höhe zu bringen wie die Oberseite der Stäbe, so dass die Stäbe ein
Rutschen in Richtung des Schrägungswinkels der Stangen verhindern. In Anwendung der Erfindung lässt sich ein rutschsicherer Rost mit einwandfreien Eigenschaften bei einer erheblichen Kostenersparnis aus Stäben herstellen, die so gezogen sind, dass längs der Stäbe an verschiedenen Punkten unterschiedliche viel- eckige Querschnittsformen vorhanden sind.
Ein einwandfreier rutschsicherer Rost dieser Art braucht nur aus-in einer Richtung verlaufenden Stäben zu bestehen ; das Vorhandensein von rechtwinkelig dazu verlaufenden Stäben oder Stangen zur Verhinderung des Rutschens ist nicht erforderlich, denn die mit einer "komplexen" Form hergestellten Stäbe verhindern das Rutschen in allen Richtungen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kaltgezogener Draht mit von der Kreisform abweichendem Massivquerschnitt, dessen Orientierung sich entlang des Drahtes nach einer Schraubenlinie ändert, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht über seine ganze Oberfläche die Merkmale kaltgezogenen Materials aufweist, wobei der vom Ziehen herrührende und im wesentlichen in durch die Längsachse des Drahtes verlaufenden Ebenen liegende Faserverlauf ununterbrochen und der Draht frei von Torsionsspannungen ist, und wobei der Drahtquerschnitt wesentlich von der Kreisform abweicht und durch ebene oder konvexe Flächen begrenzt ist.