Verfahren zum maschinellen Verwinden von kaltverformten Profilstählen, insbesondere Betonarmierungsdrähten, und Maschine zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen Verwinden von kaltverformten Profilstählen sowie eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens.
Solche Verfahren und hierzu geeignete Maschi nen sind bereits bekannt. Es liegen dem folgende Erkenntnisse zugrunde: Die Zugfestigkeit des Betons beträgt etwa 1110 der Druckfestigkeit. Die übertragung der dem Beton aufgezwungenen äussern Kräfte ist nur über die be rührende Oberfläche möglich. Um die Kräfteüber tragung zu steigern, sucht man durch vom Rund querschnitt abweichende Profile und Knoten das Haftvermögen zu steigern. Da der Stabquerschnitt aber im Quadrat wächst und die Oberfläche linear, ist eine Stahlausnützung im Eisenbeton auf dünne Querschnitte beschränkt.
Die höchsten Zugspannungen ergeben sich bei Vorspannbeton, dessen Armierung unter zulässigen Lasten die Betonzugzone komprimiert und damit die Rissbreiten vermindert, sofern Risse auftreten. Da bei allen Stählen der Elastizitätsmodul derselbe bleibt, ergeben sich für höhere Spannungen höhere Dehnun gen und somit unter gleichen Verhältnissen höhere Betonrissbreiten für schlaffe Armierung ohne Vor spannung. Beim heutigen Stand der Vorspanntechnik beschränkt sich die Wirtschaftlichkeit auf Spezial konstruktionen mit anomal grossen Spannweiten (Brücken usw.).
Für weitaus die grösste Eisenbeton anwendung dienen die schlaffen Armierungen, wo bei dünnste Armierungen die theoretisch höchsten zulässigen Spannungen ertragen und heute nur mit kohlenstoffreichen oder legierten Stählen ausgeführt werden können. Die billigen kohlenstoffarmen Eisen sorten scheiden bisher bei den heute noch beschränk ten zulässigen Stahlspannungen aus.
Mit wachsendem Eisenquerschnitt sinkt bei sonst gleichen Verhältnissen das Haftvermögen. Schon bei Querschnitten von 3,14 cm" können die Zugfestig keit und Streckgrenze der hochwertigen Stähle nicht mehr ausgenutzt werden.
Ein Mass für die Möglichkeit der Stahlausnützung gibt die Theorie der Verbundcharakteristik, die sich auf das Verhältnis des Stahlquerschnittes zum Stahl- umfang stützt und in grossen Zügen folgende zulässi gen Spannungen ermöglicht, sofern es gelänge, für die dünnen Querschnitte kohlenstoffarme, billige Stahlsorten mit genügender Zugfestigkeit und für die dickeren Sorten Stähle mit genügendem Haftvermö gen zu entwickeln.
Verbundcharakteristik für normale und hoch wertige Betonqualitäten:
EMI0001.0034
<I>Fe <SEP> =</I> <SEP> Stahlquerschnitt <SEP> in <SEP> cm2. <SEP> <I>U</I> <SEP> = <SEP> Umfang <SEP> in <SEP> cm.
<tb> <I>FeJU <SEP> U/Fe</I> <SEP> Rundprofil <SEP> zulässige <SEP> Spannung <SEP> Zu <SEP> garantierende
<tb> Stahlzugfestigkeit
<tb> über <SEP> 0,5 <SEP> cm <SEP> unter <SEP> 2,0 <SEP> cm= <SEP> über <SEP> 20 <SEP> mm <SEP> 0 <SEP> 1700 <SEP> kglcm2 <SEP> 3030 <SEP> kg/cm2
<tb> 0,2 <SEP> bis <SEP> 0,35 <SEP> cm <SEP> 5,0 <SEP> bis <SEP> 2,86 <SEP> cm= <SEP> 8 <SEP> bis <SEP> 14 <SEP> mm <SEP> 0 <SEP> 2500 <SEP> kg/cm2 <SEP> 4500 <SEP> kgjcm2
<tb> 0,075 <SEP> bis <SEP> 0,2 <SEP> cm <SEP> 13,3 <SEP> bis <SEP> 5,
0 <SEP> cm <SEP> = <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 8 <SEP> mm <SEP> 0 <SEP> 4000 <SEP> kg/cm2 <SEP> 7200 <SEP> kg!cm2 Die Zugfestigkeit des gewöhnlichen Eisens kann nicht ausgenutzt werden, da infolge ungenügender Oberfläche das Haftvermögen nicht mehr ausreicht, die vom Beton übertragenden Kräfte zu übernehmen. Eisenverschwendung ist unvermeidlich, da schon bei 1700 kg/cm2 Rissbreiten zu erwarten sind, die das zulässige Mass von 1/4 mm weit überschreiten.
Sowohl bei beruhigten Martinstählen wie bei den billigen tordierten Stählen sind Sprödbrüche bekannt geworden. Das Tordieren von härteren Stählen mit Ausgangsfestigkeiten von 6000 kg/cm2 war bisher unbefriedigend. Infolge der grossen Toleranzen und der Härteunterschiede, wie sie bei unberuhigten billigen Stählen unvermeidlich sind, ergeben sich beim Tordieren grosse Unterschiede in der Ganghöhe.
Nun bedingen die unausgenutzten schwereren Quer schnitte einerseits und die von den Stahlwerken be nötigten Qualitätszuschläge für geschältes Knüppel material oder Legierungszusätze anderseits, dass weit aus die unregelmässigsten Eisensorten dem Armie- rungsbau zufallen und eine Prüfung der Querschnitte, die statisch beansprucht werden, sich aufdrängt.
Hierfür eignet sich vor allem die alle Stäbe erfassende Prüfung durch Torsion. Schon bei der heute üblichen niedrigen Verformungsgeschwindigkeit werden Lun- ker offenkundig. Eine Ausscheidung von sprödbruch- anfäl'ligem Material wird allerdings erst bei hoher Verformungsgeschwindigkeit möglich.
Aus der Praxis weiss man, dass das Tordieren bei hoher Verformungsgeschwindigkeit wertvolle Auf schlüsse über Sprödbruchanfälligkeit bei kalttordier ten Stählen bereits ergibt. So kann der kritische Querschnitt je nach vorangegangener Kaltverformung festgestellt werden.
Man war bisher der Ansicht, dass eine die Festig keitseigenschaften ändernde Umwandlung der Struk tur kohlenstoffarmer Stähle erst bei einer Glühtempe ratur von 520 C eintritt, und dass tiefere Tempera turen darauf nur einen geringen Einfluss haben. Durch Versuche wurde hingegen festgestellt, dass für das Verhalten solcher Stähle beim Tordieren ein vorausgehendes Glühen auf wesentlich niedrigeren Temperaturen äusserst günstig wirkt.
Dies gilt in erster Linie für durch Walzen oder Ziehen kalt verformte, kohlenstoffarme, billige Stähle. Insbeson- ders bei Drähten von weniger als 5 mm Durch messer, wie sie sich gemäss der vorstehenden Ver- bundscharakteristik für die Betonarmierung am günstigsten erweisen, und die durch Kaltziehen bzw. Kaltwalzen hergestellt sind, ergibt sich bei einer solchen Behandlung eine bedeutende Verbesserung der Sprödbrüchigkeit.
Erfindungsgemäss werden diese bereits kalt verformten Werkstücke durch Glühen auf eine Temperatur zwischen 360 und 450 C gebracht und dann erst bei einer Temperatur von höchstens 300 C tordiert.
Auf diese Weise ist es möglich, auch relativ billige und unberuhigte Stähle mit einem niedrigen, unter 0,25% liegenden C-Gehalt einwandfrei zu tor- dieren und im Eisenbetonbau mit weit höheren zu lässigen Spannungen als die heute üblichen, also für Aufgaben zu gebrauchen, für welche bisher teurere Stähle mit höherem C-Gehalt verwendet werden mussten. Daraus ergeben sich bedeutende wirtschaftliche Vorteile.
Es kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, das Werkstück zwischen dem Glühen und Tordieren abzuschrecken bzw. nach dem Tordieren nochmals bei Temperaturen von höchstens 450 C ein zweites Mal zu glühen.
Es hat sich ferner gezeigt, dass bei manchen Stählen die besten Werte erst erhalten werden, wenn die Einwirkungszeit der Vorglühung auf der genann ten Temperatur ziemlich lang ist, nämlich 10 Mi nuten bis 4 Stunden beträgt.
Will man besonders enge Verwindungsgang- höhen erzielen, so ist es zweckmässig, diese in mehre ren Stufen durchzuführen, wobei jedesmal eine Vor- glühung auf eine Temperatur um 360 bis 450 C vorgeschaltet wird.
Nachstehend werden zur Erläuterung der über raschenden Wirkung des Verfahrens nach der Er findung einige Versuchsergebnisse näher beschrieben. In der nachstehenden Tabelle bedeutet: Dmin Durchmesser des Prüfgerätes in mm To Vorglühtemperatur in Celsiusgraden tinin Dauer der Vorglühung in Minuten pilg Bruchlast in kg p kg/mm spezifische Bruchlast in kg;mm- n Anzahl der Verwindungen, bei welchen der Bruch eintrat (in Klammer: Verwin- dungslänge in cm).
Aus dem Ansteigen von n auf den doppelten bis dreifachen Wert (Versuchstabelle) ist deutlich zu er sehen, dass ein Optimum der Verwindungsfestigkeit bei minimalem Abfall der Zugfestigkeit im Gegensatz zu den bisherigen Anschauungen bereits bei Vorglüh- temperaturen zwischen 360 und 450 C, und zwar bei einer Vorglühdauer eintritt, die meistens zwi schen 10 Minuten und 4 Stunden liegt. Nur in ein zelnen Fällen zeigt sich bereits eine Vorglühdauer von wenigen Minuten als ebenso wirksam.
Die grossen Unterschiede sind offenbar darauf zurück zuführen, dass es sich um kaltgezogene oder kalt gewalzte Drähte verschiedener Herkunft und unregel mässigem Kristallgitter handelte.
EMI0002.0082
<I>Versuchsergebnisse</I>
<tb> Untersuchung <SEP> der <SEP> Verwindungsbruchfestigkeit <SEP> bei
<tb> kaltverformten <SEP> Stahldrähten <SEP> verschiedener <SEP> Durch messer <SEP> nach <SEP> Vorglühen <SEP> auf <SEP> 360 <SEP> bis <SEP> 440 <SEP> C.
<tb> Dinin <SEP> tniin <SEP> <I>To</I> <SEP> pkg <SEP> p <SEP> kg/mrn= <SEP> n
<tb> a) <SEP> 3,12 <SEP> 1 <SEP> 360 <SEP> 682 <SEP> 90,8 <SEP> 3
<tb> 60 <SEP> 644 <SEP> 84,2 <SEP> 10
EMI0003.0001
Daa <SEP> taia <SEP> TC <SEP> <I>pl;
s <SEP> p</I> <SEP> kgimm= <SEP> <I>n</I>
<tb> b) <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 360 <SEP> 565 <SEP> 73,9 <SEP> 3
<tb> 8 <SEP> 534 <SEP> 69,8 <SEP> 4
<tb> 60 <SEP> 528 <SEP> 69,0 <SEP> 16
<tb> c) <SEP> 3,12 <SEP> 1 <SEP> 360 <SEP> 568 <SEP> 74,2 <SEP> 3
<tb> 8 <SEP> 544 <SEP> 71,1 <SEP> 5
<tb> 60 <SEP> 525 <SEP> 68,6 <SEP> 7
<tb> 240 <SEP> 520 <SEP> 68,0 <SEP> 11
<tb> d) <SEP> 3,12 <SEP> 1 <SEP> 400" <SEP> 685 <SEP> 89,5 <SEP> 5
<tb> 8 <SEP> 665 <SEP> 86,9 <SEP> 9
<tb> 60 <SEP> 630 <SEP> 82,4 <SEP> 10
<tb> e) <SEP> 3,12 <SEP> 1 <SEP> 4000 <SEP> 553 <SEP> 72,3 <SEP> 4
<tb> 8 <SEP> 517 <SEP> 67,6 <SEP> 9
<tb> 60 <SEP> 510 <SEP> 66,7 <SEP> 13
<tb> f) <SEP> 3,12 <SEP> 1 <SEP> 440n <SEP> 660 <SEP> 86,2 <SEP> 6
<tb> 2 <SEP> 654 <SEP> 85,5 <SEP> 9
<tb> 4 <SEP> 630 <SEP> 82,3 <SEP> 10
<tb> 60 <SEP> 604 <SEP> 78,
9 <SEP> 9 Die Erfindung betrifft weiter eine Maschine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Die Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verwindeeinrichtung ein Glühofen angeordnet ist, den das zu tordierende Werkstück durchläuft.
Es kann hinter der Verwindemaschine ebenfalls eine Einrichtung zum Glühen des Werkstückes vor gesehen sein.
Es ist, auch bei Verwendung dickerer Quer schnitte, weiterhin zweckmässig, dass zur Vermeidung einer zu starken Querschnittsverformung im Moment der Überschreitung der maximal möglichen Ver festigung des Werkstückes ein Auslösemechanismus an der Torsionsmaschine vorgesehen ist.
Die mittleren Querschnitte werden wirtschaftlich vielfach in Form von Walzdraht mit grösster Durch laufgeschwindigkeit hergestellt. Dabei ist mit einem entsprechenden Anfall von Ringmaterial zu rechnen, das hinsichtlich Kaliberhaltigkeit (einseitige Walzung, Flachwalzung, Überwalzung usw.) den normalen Ab satzbedürfnissen nicht mehr genügt und nun als Streckdraht für den Armierungsbau in Frage kommt.
In diesem Sektor ist die Querschnitthaltigkeit als statisch beanspruchtes Bauelement wichtig, die Pro fil- oder Kaliberhaltigkeit tritt hingegen stark zurück. Um aber Fehlerstellen wie Lunker ausfindig zu ma chen, ist auch hier die Tordierung zweckmässig. Schwache Querschnitte werden dabei durch das Tordieren gekennzeichnet durch anomal enge Gang höhen.
Trotz dem möglichen Spielraum in den Ganghöhen werden zu weiche Stähle mit erhöhter Sprödbruchanfälligkeit übertordiert (enge Gang höhen), während die härteren und grösseren Quer schnittsabschnitte zu wenig verformt werden, wo durch die Streckgrenze und Zugfestigkeit nicht die gewünschte Erhöhung erfährt. Vorteilhaft wird diesem Übelstand dadurch ge steuert, dass bei abschnittweisem Tordieren bei hoher Verformungsgeschwindigkeit der jeweils folgende Stababschnitt hinsichtlich seiner Dimensionen abge tastet wird.
Entsprechend dem effektiven Mass stellen sich die Torsionsorgane automatisch ein und er möglichen ein praktisch gleichmässiges Tordieren auch bei nicht kaliberhaltigem Stabmaterial. Damit wird auch die Sprödbruchanfälligkeit gemildert und besonders anfällige Abschnitte durch Verformungs- arme Brüche ausgeschieden.
Einer Ausnützung der ; billigen unberuhigten Stähle, die gegenüber Siemens Martin und beruhigten Stählen weit höhere Verfor- mungswerte der Streckgrenze und Zugfestigkeit er geben, stehen keine Bedenken mehr entgegen. An der Maschine wird dazu zweckmässig eine Abtast- einrichtung zum Erfassen der Toleranzquerschnitte des zu tordierenden Werkstückes vorgesehen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel einer Maschine zur Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens dar.
Fig. 1 zeigt die Verwindeeinrichtung in Längs ansicht und teilweise im Längsschnitt, Fig. 2 dasselbe im Grundriss und teilweiser Ansicht von oben, das Ganze schematisch dargestellt, während Fig. 3 bis 5 Einzelheiten veranschaulichen. Fig. 6 bis 8 zeigen weitere Einzelheiten der Maschine, während Fig. 9 ein Diagramm darstellt.
In den Figuren bezeichnet 1 den Fixkopf und 2 den Torsionskopf. Mit 3 ist die Antriebsscheibe be zeichnet, welche von einem nicht gezeichneten An triebsmotor mittels der Riemen 4 in Bewegung ge setzt wird und den Torsionskopf 2 in Drehung ver setzt. 5 stellt die mit 3 gekuppelte Schnecke mit Bohrung 6 zum Durchlass des verwundenen Eisens 7 dar. Mit 8 ist das Schneckenrad bezeichnet, welches mit den beiden Pleuelscheiben 9 (Fig. 2) gekuppelt ist. 10 bedeuten die beiden Pleuelstangen, 11 die eine Lagerung derselben in der hintern Traverse 12.
Diese Traverse ist mit der vordern 13 mittels der Zugstangen 14 fest verbunden, so dass 12 und 13 eine hin und her gehende Bewegung in der Achs richtung der Maschine ausführen können, welche an genähert der Grösse des Durchmessers des Pleuel zapfenkreises 15 entspricht. Dieser Durchmesser grösse entspricht auch die Einspannstrecke Zungen ende Fixkopf - Zungenanfang Torsionskopf des zu verwindenden Materials. Die Traversen 12 und 13 sind in den Kulissen 16 und 17 bzw. 18 und 19 geführt.
Die gleiche Hublänge (Durchmesser des Pleuelzapfenkreises) besitzen auch der hintere 20 und der vordere Mitnehmer 21, welche mittels der Zugstangen 22 fest miteinander verbunden sind und wobei 20 und 21 ihrerseits in weiteren Kulissen 23 und 24 bzw. 25 und 26 gelagert sind.
Mit der vor- dern Traverse 13 greift eine Klinke 27 in den vor- dern Mitnehmer 21 ein und zieht ihn beim Links gang so lange mit, bis die Gabel 28 am Auslöser 29 anstösst, die Klinke 27 aus 21 aushängt und sich damit der vordere und der mit ihm gekuppelte hin- tere Mitnehmer 21 und 20 zufolge Niederfallens von Gewicht 31 sehr rasch in die rechte Extremlage begeben und dort so lange verweilen,
bis auch die vordere Traverse 13 in der rechten Extremlage an gekommen ist, die Klinke 27 damit im vordern Mitnehmer 21 wiederum einhängt und nun beim fol genden Linkshub den vordern und den hintern Mit nehmer in die linke Extremlage zieht, wobei sich das Gewicht 31, welches mit dem hintern Mitnehmer 20 durch Seil oder Kette 32 verbunden ist, entspre chend in die Höhe hebt.
Es ist klar, dass sich die beiden Traversen 12 und 13, falls die Tourenzahl der Pleuelscheiben 9 nicht übermässig gross ist, immer etwas langsamer nach rechts bewegen als die mit dem fallenden Gewicht 31 verbundenen Mit nehmer 20 und 21.
Bei jedem Hub (von 30 cm) nach rechts gleich dem Durchmesser des Pleuelzapfenkreises bewegen sich auch die an den Pleuelstangen 10 befestigten Rollen 33 um ungefähr 30 cm nach rechts und er teilen damit sinngemäss den beiden Spannhebeln 34 eine Gegenzeigerbewegung. Damit bewegt sich auch Zapfen 35 nach rechts. Mit Zapfen 35 sind die La schen 36 verbunden, und an 36 greifen die beiden schräg verlaufenden Züge 37 (Fig. 2) an, welche mit 38 ein Stück bilden. An 38 befestigt ist Federbüchse 39 mit Druckfeder 40.
Zugstange 41 besitzt an ihrem rechten Ende einen Teller 42 und durchsetzt die Feder 40 so, dass Teller 42 am rechten Ende von Feder 40 angreift. In diese Zugstange 41 ist noch eine nicht dargestellte Mutter eingebaut, welche sich an der Federbüchse 39 abstützt und womit die Druckfeder 40 vorgespannt werden kann. Schliesslich endigt die Zugstange 41 in der Traverse 43, mit welcher sie fest verbunden ist.
Eine Rechtsbewegung von Zapfen 35 hat also, generell gesehen, auch eine Rechtsbewegung von Traverse 43 zur Folge. Diese Bewegung wird sinn gemäss auf die Traverse 44 übertragen, da 43 und 44 durch die beiden Zugstangen 45 und 46 fest mit einander verbunden sind. Diese beiden Zugstangen durchsetzen die Druckfedern 47 und 48, welche sich am Zylinder 49 abstützen. Dieser Zylinder ist dreh bar gelagert in den beiden Druckhebeln 50 und 51, welche im Support 52 gelagert sind.
Aus dieser Darstellung geht hervor; dass erstens eine Rechtsbewegung von Zapfen 35 ein Spannen der Druckfedern 47 und 48 zur Folge hat, sofern die Druckhebel 50 und 51 aus irgendeinem Grunde ortsfest gehalten werden.
Zweitens schliesst auch eine Rechtsbewegung von Zapfen 35 des Knies 53, denn die Rechtsbewegung macht auch Zapfen 54 mit und damit erteilt er mit tels des Lenkers 55 dem Kniehebel 53 eine Zeiger drehung, so dass seine Nase 56 in der Klinke 57 einhängen kann. Diese Klinke bleibt nun so lange geschlossen und hält den Kniehebel 53 also so lange in der strichpunktiert dargestellten Lage, bis Magnet 58 einen elektrischen Impuls erhält und damit der Kniehebel aus seiner Totpunktlage empor- geschlagen wird.
Damit öffnet sich das Knie schlag artig, sofern die Druckfedern 40 und 47, 48 unter Spannung waren.
Es soll nun untersucht werden, weshalb diese Druckfedern unter Spannung kommen.
Falls sich die beiden Druckhebel 50 und 51 im Zeigersinn bewegen, stossen ihre Nasen 59 auf die Zungen 60 des Fixkopfes 1. Wurde zuvor zu ver- windendes Eisen sowohl durch die Fixkopf- wie durch die Torsionkopfzungen 61 hindurchgestossen, so legen sich sowohl die Zungen 60 als auch 61 bei einer Rechtsbewegung von Nase 59 an das Eisen, da die Zungen an den Drucklaschen 62 gelenkig aufgehängt sind. Damit finden die Zungen 60 bzw. 61 einen natürlichen Widerstand, das heisst, die Hebel 50 und 51 können keinerlei Drehbewegung im Zeigersinn mehr ausführen.
Bewegt sich indessen der Zapfen 35 trotzdem weiter nach rechts, so wer den gezwungenermassen die verhältnismässig schwa chen Druckfedern 47 und 48 gespannt, das heisst, diese Federn werden gespannt, weil sich die Tra verse 44 bei einer Rechtsbewegung von 35 eben auch nach rechts bewegt.
An der Traverse 44 ist ein gestuftes Keilstück 63 befestigt. Ein Gegenkeilstück 64 ist am Zylinder 49 befestigt. Aus Fig. 1 geht hervor, dass sich die beiden Keilstufen in einem gewissen Abstand von eihander befinden, wenn sich der Pleuelzapfen lla, wie in Fig. 1 dargestellt, eben etwas aus der linken Totpunktlage heraus im Zeigersinn bewegt hat.
(Diese Lage des Pleuelzapfens lla wurde in der Zeichnung gewählt, um zu zeigen, wie Klinke 27 aus dem Mitnehmer 21 eben ausgehängt hat.) Eine Rechtsbewegung von Zapfen 35 hat also auch eine Annäherung von Keilstück 63 an Keil stück 64 zur Folge.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist Keil stück 64 mit seinem Schwalbenschwanz 65 ver schiebbar im Gegenstück 66 gelagert. Eine Verschie bung von 64 nach oben oder unten besorgt der Lenker 67, welcher am Kniehebel 68 angelenkt ist. Der eine Schenkel von 68 ist mit der Zugstange 69 verbunden, und diese ist gelagert im Winkelstück 70 und abgefedert mittels Druckfeder 71.
Sinngemäss bewegt sich Keilstück 64 nach oben, wenn sich die Hebel 50 und 51 im Zeiger-, nach unten, wenn sich 50 und 51 im Gegenzeigersinn be wegen.
Bewegt sich also Zapfen 35 nach rechts, so wird sich Keilstück 64 so lange nach oben bewegen, bis, die Hebel 50 und 51 bei ihrer Zeigerdrehung zum Stillstand kommen, weil sich, wie oben dargestellt, die Zungen 60 bzw. 61 auf dem eingeführten, zu verwindenden Eisen auflegen.
Bewegt sich nun aber Zapfen 35 weiterhin nach rechts, so ist die Vertikalbewegung von Keilstück 64 nach oben wohl abgeschlossen; es erfolgt nun aber die Horizontalbewegung von Keilstück 63 nach rechts, das heisst, letzteres nähert sich mehr und mehr dem Keilstück 64, bis schliesslich die bei- den Zahnstufen von 63 und 64 ineinandergreifen, womit auch diese Bewegung blockiert ist. Wenn sich Zapfen 35 trotzdem noch weiter nach rechts bewegt, so bleibt nichts anderes übrig, als dass Zugstange 41 von der Druckfeder 40 an Weg konsumiert, das heisst diese spannt.
Nun ist zu sagen, dass die beiden Druckfedern 47 und 48 so schwach gewählt sind, dass sie niemals, Eisen verwinden könnten, sondern dass sie lediglich vorhandene Reibungen und die Kopföffnungsfeder 72 zu spannen vermögen. Für den eigentlichen Ver- windungsvorgang muss also unter allen Umständen die sehr starke Druckfeder 40 herausgezogen werden.
Würden sich z. B. die Zungen 60 und 61 schon auf dem Eisen befinden, wenn sich der Pleuelzapfen von links kommend noch nicht in der rechten Tot punktlage befinden würde, und wäre die starke Druckfeder 40 schon wirksam, so würde das ge streckte Eisen, bis sich der Pleuelzapfen lla in der rechten Totpunktlage befände,
um einen durch ma schinelle Einstellung nicht erfassbaren Betrag vorver- wunden. (Die eigentliche Verwindungsperiode liegt von der rechten bis zur linken Totpunktlage im untern 180"-Halbkreis. Der obere 180 Halbkreis ist dem reinen Nachschub reserviert.) Weiterhin ist zu bemerken, dass eine Inanspruch nahme der starken Druckfeder 40, bedeutend vor der rechten Totpunktlage von 11a, das Schnecken getriebe 5, 8, durch welches über Spannhebel 34 erstere überhaupt gespannt wird, zerstören könnte.
Die Maschine muss also derart eingestellt werden, dass die Kraft von Feder 40 erst etwas vor der rechten Totpunktlage von 11a herangezogen wird.
Das geschieht in der Weise, dass ein genormter Lehrstab von vorn in den Fixkopf und ein eben solcher von hinten in den Torsionskopf eingelegt wird. Nun wird durch Drehen an der Antriebsscheibe 3 die Situation Pleuelzapfen 11a etwas vor der rechten Totpunktlage eingestellt. Die Zungen 60 und 61 müssen nun auf diesen Lehrstäben aufliegen. Nun wird an der Antriebsscheibe 3 weitergedreht, bis sich der Pleuelzapfen 11a genau in der rechten Totpunktlage befindet. Es ist klar, dass die Druck feder 40 nun einen, wenn auch kleinen Federweg absolviert haben muss.
Das konnte nur der Fall sein, wenn die Stufenverzahnungen von Keilstück 63 und 64 ineinandergreifen. Stehen diese Verzahnungen dabei um einen gewissen Betrag auseinander, so muss die Situation: Pleuelzapfen lla etwas vor der rechten Totpunktlage, wieder hergestellt und durch Anziehen der Muttern 73 und 74 die Traverse 44 und damit Keilstück 63 so lange nach rechts verschoben wer den, bis erstens die Stufenverzahnungen in der Tot punktlage von lla ineinandergreifen und zweitens die Feder 40 einen, wenn auch nur geringen Feder weg gewandert ist.
Da die eingelegten Lehrenstäbe eine gewisse Bedeutung haben, wie sich noch zeigen. wird, ist darauf zu achten, dass sich in dieser Tot punktlage das Keilstück 63 ungefähr in der Mitte der Stufenverzahnung von 64 befindet. Das kann durch Lösen bzw. Anziehen der Muttern 75 bewerk stelligt werden. Die Druckfeder 71 übernimmt den Ausgleich, falls die Keilstücke 63 und 64 ineinander greifen, die Hebel 50 und 51 sich aber noch weiter im Zeigersinn bewegen. Dies ist bei einer falschen Einstellung der Keilstücke der Fall.
Die Lehrenstäben wurden verwendet, um zu einer Einstellung der Maschine für toleranzhaltiges Eisen zu gelangen. Weist das zu verwindende Eisen aber hinsichtlich der Durchmesser Unter- bzw. übermass bzw. baides zugleich auf, dann muss die Einrichtung der Stufenkeile diese Abmasse korrigieren.
Das geschieht wie folgt: Es wurde oben dargelegt, dass die beiden Druck federn _47 und 48 die Funktion haben, die Zungen an das Eisen zu legen, gewissermassen die Qualität des Eisendurchmessers abzutasten. Weiterhin wurde festgestellt, dass sich Keilstück 64 ganz nach oben verschiebt, wenn die beiden Hebel 50 und 51 eine grosse Winkeldrehung nach rechts machen, dass dieses Keilstück sich aber in der tiefsten Lage befindet, wenn sich die Hebel 50 und 51 in der linken Winkel extremlage befinden. Mit andern Worten: Der Win kel a ist indirekt ein Mass dafür, um welchen Be trag das Keilstück 64 überhaupt von einer Extrem lage zur andern wandern kann.
Es ist bekannt, dass die Köpfe 1 und 2 ganz geöffnet sind, wenn sich die Hebel 50 und 51 in der linken Extremlage be finden, wie sie in Fig. 1 ungefähr dargestellt ist, und dass die Köpfe 1 und 2 ganz geschlossen sind, wenn die Hebel 50 und 51 den Winkel u beschrieben und die rechte Extremlage erreicht haben.
Diese Spanne: Zungen ganz offen bis Zungen ganz geschlossen , kann angenähert ein Mass dafür abgeben, wieviel das Unter- bzw. übermass des zu verwindenden Eisens betragen darf. Angenähert, denn der volle Bereich ganz offen bis ganz ge schlossen kann nicht ausgenützt werden,-sonst liesse sich das Eisen bei Position Köpfe geöffnet nicht nachschieben.
Angenommen, das Eisen weise gegenüber dem Normaldurchmesser des Lehrenstabes einmal ein übermass von -I- 1 mm auf, ein andermal ein Unter mass von -1 mm, dann muss das Keilstück aus der in Fig. 1 gezeichneten Mittellage im ersten Fall in. die unterste, im zweiten Fall in die oberste Extrem lage wandern, das heisst, die Abmasse 1 mm sind ein Kriterium dafür, wie weit sich über- bzw. Unter mass erstrecken darf, um von der Maschine sicher erfasst werden zu können.
Werden diese Abmasse eingehalten (das über mass kann, ja an und für sich nicht überschritten werden), so kann sowohl beim gegenüber dem Nenn mass zu dicken bzw. zu dünnen Eisen an der starken Druckfeder 40 festgestellt werden, dass sie in beiden Extremfällen um das nämliche Mass beim Köpfe schliessen nachgespannt wird, das heisst, es gibt beim zu dicken Eisen kein Vorverwinden bis zur Er reichung der rechten Totpunktlage von Zapfen 11a, und das zu dünne Eisen wird genau gleich wie das normale oder das zu dicke vom genau gleichen Zeitpunkt an tordiert,
nämlich von der genauen rech ten Totpunktla-ge des Zapfens lla an. -Selbstver ständlich können die zu verwindenden Stäbe bzw. Drähte als Über- bzw. Untermasse alle möglichen Werte zwischen der 1-mm-Grenze aufweisen. Die Variation dieser Durchmesser wird einfach durch eine andere Einstellung der Stufenkeile erfasst.
Es wurde eingangs erwähnt, dass der gegenüber den Traversen 12 und 13 doppelt so grossen Ge schwindigkeit der beiden Eisenmitnehmer 20 und 21 beim Rechtsgang, das heisst beim eigentlichen Nachschub, durch das fallende Gewicht 31 eine grosse Bedeutung zukommt. Denn würde das Eisen nur mit der Geschwindigkeit der vom Pleuelantrieb abhängenden Bewegung der Traversen 12 und 13 nachgeschoben, so würde der Nachschub vom Eisen mit Übermass durch das zu frühe Anlegen der Zungen an das Eisen abgebremst, und zwar durch die Ab tastfedern 47 und 48.
Das kann bei Eisen mit + 1 mm Übermass einem Nachschubverlust von 50% gleichkommen. Es ist also notwendig, die Naehschub- geschwindigkeit des Eisens mindestens derart zu steigern, dass das nachgeschobene Eisen seine End- position schon erreicht hat, wenn sich die Köpfe 1 und 2 eben anschicken, den Schliessvorgang vorzu nehmen.
Es sei nun die Bedeutung der Darstellung von Fig. 3 betrachtet, welche dieses Köpfeöffnen statt von der Maschine vom zu verwindenden Eisen selbst abhängig macht. In diesem Falle ist -der Fixkopf 1 um das in der Maschinenachse liegende Eisen 7 drehbar gelagert, so dass er um einige Winkelgrade nach rechts oder links drehen kann. Am Fixkopf 1 befestigt ist Schwenkarm 76 mit Zugfeder 77 (Fig. 1 und 3).
Die Zugstange 78 besitzt an ihrem obern Ende Gewinde, das Muttergewinde liegt im Handrad 79, welches sich auf Traverse 80 abstützt. Mittels des Handrades 79 kann also die Zugfeder 77 ge spannt bzw. entspannt werden. Am Schwenkarm 76 befestigt ist auch der eine elektrische Kontakt 81; sein Gegenkontakt 82 ist ortsfest -mit der Ma schine verbunden.
Eine Drehung von Fixkopf 1 im Gegenzeigersinn schliesst die Kontakte 81 und 92, ;eine Zeigersinndrehung öffnet sie. Durch das Schliessen von 81, 82 wird Magnet 58 betätigt, das heisst die Köpfe 1 und 2 geöffnet. Die Maschine verwindet im Gegenzeigersinn. Ist also ein bestimmter Verwin- dungsgrad überschritten,
welcher die Kraft der ein gestellten Zugfeder 77 zu überwinden vermag, so werden die Köpfe 1 und 2 automatisch geöffnet.
Nun kann noch eine Einrichtung vorhanden sein, durch welche die Verhältnisse nach Fig. 4 be rücksichtigt werden. In Fig. 4 ist der Kraftanstieg beim Verwinden von Eisen dargestellt, das heisst das Drehmoment, das die Zugfeder 77 gegenüber dem beim Verwinden allmählich sich steigernden Dreh- moment entgegenbringen muss;
dieses Ansteigen des Drehmomentes zeigt Fig. 4. Im Punkt 83 hat dieses Drehmoment sein Maximum erreicht. Um dieses Maximum durch die Maschine voll zu erfassen, ge nügt es nicht, den Punkt 83 festzuhalten, denn das Maximum selbst kann mechanisch nicht ermittelt werden, wohl aber der Moment, da dieses Maximum eben wieder verlassen wird, das Drehmoment bei 76 also um einen minimalen Betrag absinkt. Und eben in diesem Augenblick werden die Köpfe geöffnet.
Gemäss einem bekannten Diagramm (Fig. 9), in welchem die Festigkeitswerte ss,/ss9 eines bekannten Stahlstabes über die Verwindung gjd aufgetragen sind, ist das der Punkt A.
Damit ist eine Vorrichtung gegeben, durch welche ein Stab auf der ganzen Länge den gleichen Kraft aufstieg erfahren hat; man könnte sagen, dass das Eisen materialkonform verwunden wurde.
In Fig. 5 ist noch einer der Mitnehmer 20 bzw. 21 dargestellt. Solange das Eisen ein normales Durchmessermass nicht über- oder unterschreitet, die Durchmesser vom Nennmass also nur um die üblichen Toleranzen abweichen, ist der Nachschub kein Pro blem. Die Schwierigkeit ergibt sich auch hier erst mit dem -Moment, da beim Eisendurchmesser die normalen Abmasse über- oder unterschritten werden, das heisst wesentliche Über- bzw. Untermasse vor handen sind.
Mit 20, 21 in Fig. 5 ist der in Fig. 1 symbolisch dargestellte, in den Kulissen 23 und 24 bzw. 25 und 26 hin und her verschiebbare Mit nehmer (Nachschubapparat) bezeichnet. Auf ihm fest verschraubt befindet sich ein Keilstück 84, längs dessen schräger Linie sein Partner 85 hin und her gleiten kann. Der Winkel dieser schrägen Keil linie ist so gewählt, dass die Keile Selbsthemmung besitzen, für Stahl also etwa 15 . Auf der Stirnseite von 85 befindet sich, mit 85 verbunden, die Füh rungsplatte 86.
Eine ebensolche Führungsplatte 87 besitzt das Einstellstück 88, welche Teile miteinan der -fest verbunden sind. Auf der Platte 20, 21 ist ein Hebel 89 um die Schraube 90 drehbar gelagert, wobei -eine (nicht dargestellte) starke Druckfeder zwischen 89 und 20, 21 dem Hebel eine gewisse Reibung sichert. Je. nach der Grösse der Durchmesser des Eisens 7 wird ein Stift 91 in eines der Löcher 92 gesteckt. Eine Zugfeder 93 bezweckt, die Füh- ngsplatte 86 stets satt an Glas Eisen 7 zu legen.
An der schrägen Keillinie des Keilstückes 85 befindet sich eine Sperrverzahnung 94, in welche Klinke 95 eingreifen kann. Diese Klinke 95 ist bei 96 drehbar gelagert, wobei die Drehachse 96 mit 84 fest ver bunden ist.- Der Hebel 89 ist in geschlossener Stel lung des Mitnehmers gezeichnet; geöffnet liegt 89 etwa um 15 nach links verschwenkt gegenüber der gezeichneten Lage.
Zur Einstellung dieser Mitnehmervorrichtung wird dieselbe gegenüber den Anschlägen 98, 99 und 1.00 und 101 in die gezeichnete Lage gebracht, wo bei der ,Hebel 89 in einer etwa 15 geneigten Stel- lungmit dem eingelegten Lehrenstab 7 etwas zurück- leicht. Wenn die Klinke 95 in der gezeichneten Stallung steht,
also ausser Eingriff mit der Ver- za#muug "94 ist, so wird sich Führungsplatte 86 durch den Einfluss von Zugfeder 93 nun sofort an den Lehrenstab ebenso anlehnen. In dieser Situation muss sich Schraube 102 ungefähr -in der Mitte des Schlitzes 103 befinden. Ist das nicht der Fall, so muss Stift 91 herausgezogen und in dasjenige Loch 92 gesteckt werden, dass diese Normalausgangsposition erreicht ist.
Wandert der Mitnehmer 20, 21 beim Linkshub der Maschine in seine linke Ausgangsposition, so wird Hebel 89 zufolge des Anschlages 101 in die in Fig. 5 gezeichnete Schliesslage gebracht. Das Eisen 7 ist damit zwischen den Führungsplatten 86 und 87 verklemmt. In dieser Lage hat auch Anschlag 99 die Gabel 97 von Klinke 95 nach rechts verschoben, das heisst die Klinke 95 ausser Eingriff von Ver zahnung 94 gebracht, so dass Keilstück 85 zufolge Zuges der Feder 95 nach links. nachschieben kann, wodurch erst das Verklemmen des Eisens 7 zwi schen den Führungsplatten 86 und 87 möglich wurde.
Wandert die Platte 20, 21 in ihre rechte Extremlage, so öffnet sinngemäss Anschlag 100 den Hebel 89. Etwas zuvor hat Anschlag 98 die Klinke 95 in Schliessposition gebracht, so dass die durch Hebel 89 hergestellte öffnungsposition der Vorrichtung min- destens so lange erhalten bleibt, bis die Vorrichtung wieder in der linken Extremlage angekommen ist. Damit bleibt das Eisen 7 in der Verwindungsperiode von den Führungsplatten 86 und 87 unberührt.
Es ist einleuchtend, dass die Keilstücke 84 und 85 dieselbe Funktion gegenüber Eisen mit über bzw. Untermassen übernehmen wie die Keilstücke 63, 64 nach Fig. 1. Ist nämlich das Eisen gegenüber dem Normalmass zu dick, so liegt Keilstück 85 mehr rechts von seiner Mittellage, ist es dagegen zu dünn, mehr links. Damit ist eine automatische Erfassung der Über- bzw. Untermasse gewährleistet.
Vor dem Verwinden durchlaufen die Drähte einen Glühofen. Fig. 6 zeigt die Drahtspulen 110, die im Glühofen 111 auf eine Temperatur zwischen 360 und 450 C geglüht werden, bevor die Drähte in die Torsionsmaschine 114 gelangen (Fig. 7). Aus der Torsionsmaschine 114 heraus gelangt das ver wundene Werkstück 115 gemäss Fig. 8 in einen Hochfrequenzofen 116, um nochmals geglüht zu werden. Der Hochfrequenzofen 116 erhält den Strom durch einen von einem Elektromotor 117 an getriebenen Hochfrequenzgenerator 118. Am Hoch frequenzofen ist eine Kühlleitung 119 vorgesehen.
Die Einrichtung gemäss Fig. 8 kann jedoch auch weggelassen werden, wenn das Werkstück nach seiner Verwindung nicht mehr geglüht werden soll.