DE1193776B - Verfahren und Vorrichtung zum Zufuehren von Pulver zu einem geschlossenen Walzkaliber zwecks konzentrischen Aufwalzens auf ein laengliches Werkstueck - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Jföj&WS PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B23n

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 491-12

1193 776
C21248IV491
20. April 1960
26. Mai 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Pulver zu einem geschlossenen Walzkaliber zwecks konzentrischen Aufwalzens auf ein geradlinig durch das Kaliber hindurchbewegtes längliches Werkstück, bei dem das Pulver dem Werkstück vor dem Kaliber allseitig und das Werkstück gleichmäßig umgebend zugeführt wird.

Es ist ein Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern aus Pulver, insbesondere aus Metallpulver, bekannt, bei welchem die Verdichtung und Formgebung des ungesinterten Pulvers durch Pressen zwischen gegeneinanderlauf enden Scheiben oder Walzen erfolgt, wobei zusammen mit dem Pulver ein Träger, z. B. ein Metallstab, zwischen die Preßscheiben oder Preßwalzen eingeführt und das Pulver auf diesen Träger aufgewalzt wird.

Bei diesem bekannten Verfahren wird das auf den Träger aufzubringende Pulver außen durch die Preßwalzen selbst bis unmittelbar an das Kaliber herangeführt, wodurch nur eine von der mehr oder weniger zufälligen Mitnahmewirkung der bewegten Walzenoberflächen abhängige Förderung des Pulvers zum Kaliber hin bewirkt wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, jegliche ungleichmäßige Zusammendrükkung des Pulvers vor dem Eintritt in das Kaliber zu vermeiden und das Pulver tatsächlich über den ganzen Umfang des Werkstücks herum in einheitlichem Zustand auf dieses aufzubringen, damit das im Walzkaliber verdichtete Pulver das Werkstück schließlich überall gleichmäßig und konzentrisch umgibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Pulver bis unmittelbar an das Kaliber heran zwangläufig gefördert wird. Unter dem Begriff »zwangläufig gefördert« soll dabei verstanden werden, daß das Pulver gleichmäßig und ohne merkliche Zusammendrückung unmittelbar an das Kaliber heran- bzw. praktisch in dieses hineingeführt wird, wodurch eine feststellbare ungleichmäßige Förderung und/oder Bewegung zwischen den einzelnen Teilchen des Plattierungsmaterials vermieden wird.

Das bekannte Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern wird mit einer Vorrichtung durchgeführt, bei der die gegeneinanderlauf enden Scheiben oder Walzen in einer der Außenform des Trägers angepaßten Anzahl und Stellung vorgesehen sind und bei der das Pulver in einen Fülltrichter eingegeben wird, von wo aus es in den Raum vor dem Walzkaliber zwischen die Walzen fällt.

Zum Unterschied hiervon ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Schneckenförderer für das Pulver Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen
von Pulver zu einem geschlossenen Walzkaliber
zwecks konzentrischen Auf walzens auf ein
längliches Werkstück

Anmelder:

Copperweld Steel Company, Pittsburgh, Pa.
ίο (V. St. A.)

Vertreter:
Dr. phil. G. Henkel

und Dr. rer. nat. W.-D. Henkel, Patentanwälte,
*5 München 9, Eduard-Schmid-S'tr. 2

Als Erfinder benannt:

Dexter Cotton Davis jun., Columbus, Ohio;
John Francis Freeman, Worthington, Ohio;
John George Kura, Columbus, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Juni 1959 (820 044)

vorgesehen ist und daß dessen Gehäuse an seinem innen verjüngten Ende auch außen verjüngt ist und sich gleichachsig zur Bewegungsrichtung des Werkstücks in das Walzkaliber hinein erstreckt. Außer aus dem Gehäuse besteht der Schneckenförderer aus einem in diesem Gehäuse umlaufenden, in einer sich in die Gehäuseverjüngung hinein erstreckenden Spitze endenden Hohlzylinder, der außen auf dem zylindrischen Teil eine Förderschnecke mit praktisch gleichmäßiger Steigung trägt, wie er sonst bei einer Strangpresse, z. B. für Metallpulver, verwendet wird, also auf einem sehr entfernt liegenden Gebiet der Technik, bei welchem es sich darum handelt, das geförderte Material plastisch zu machen.

Dadurch, daß erfindungsgemäß der bekannten Vorrichtung dem von den Walzen gebildeten Kaliber ein Schneckenförderer der vorstehend bezeichneten Art vorgeschaltet ist, dessen Düse sich bis in das Walzkaliber hinein erstreckt, wird das Pulver der Preßzone in viel gleichmäßigerer Weise zugeführt, als dies unter Verwendung nur eines einfachen Fülltrichters der Fall sein kann.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Aufwalzen von Metallpulver auf ein vorgeformtes Stahlband ist

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ein Schneckenförderer für das aufzuwalzende Metallpulver vorgesehen, doch wird hier das Pulver nicht zwangläufig vom Förderende bis unmittelbar in das WalzkaHber hineingefördert, da ein Kanal vorgesehen ist, in welchem das Pulver gleitender Reibung ausgesetzt ist.

Schließlich ist es bekannt, bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Metallstreifen aus Pulver einen Schneckenförderer zu verwenden, aus welchem das Pulver mittels einer zur Schnecke koaxialen Düse bis in das Walzkaliber hineingeführt wird.

Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil bei der Herstellung von plattierten Stäben und Drähten, beispielsweise aluminiumplattierten Eisenkernstäben oder -drähten, anwenden.

Weitere besondere Merkmale der Erfindung und Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich aus der folgenden, lediglich eine besondere Ausführungsform der Erfindung darstellenden Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung,

F i g. 2 eine teilweise weggebrochene Ansicht des bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Schneckenförderers, in etwas vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Teilansicht der Abgabeseite von vier balligen Walzen des in Fig. 1 dargestellten Walzwerks, in Richtung der Durchlauflinie gesehen, die das geschlossene Kaliber durch diese Walzen darstellt,

Fig. 4 einen Einzelheiten darstellenden Schnitt durch einen Teil der in dieser Auftragvorrichtung verwendeten Förderschnecke nebst Spitze,

Fig.5 eine Seitenansicht der Auftragdüse der in F i g. 2 dargestellten Auftragvorrichtung,

F i g. 6 eine Ansicht dieser Düse vom Abgabeende aus,

F i g. 7 eine Ansicht dieser Düse vom Eintrittsende aus und

Fig. 8 einen Schnitt durch die Düse längs der Linie VIII-VIII in F i g. 6.

Bei dem Walzwerk 10 bewegt sich ein Kern bzw. Draht 11 längs einer Durchlauflinie und verläßt das Walzwerk als entgrateter, verdichteter, plattierter Stab 11a. Das Entgraten erfolgt mit Hilfe einer Schabvorrichtung 12. Vier im Walzwerk 10 drehbar gelagerte, ballige Walzen 13 bilden, wenn die Walzen in gegenseitige Berührung zusammengeschraubt sind, ein geschlossenes Kaliber 14, wobei die sich nahe dem Kaliber berührenden Flächen 15 zwischen den Ebenen der einzelnen bogenförmigen Vertiefungen 16 um den Umfang jeder Walze radial gerichtete, auseinanderlaufende Zwischenräume festlegen. Das lotrechte Walzenpaar 13 wird durch nicht dargestellte Mittel angetrieben. Die einzelnen Walzen sind vor dem WalzkaHber mit einer Auftragvorrichtung 17 für ein Schmiermittel versehen, welche die Flächen der Walzen mit einem praktisch nicht flüssigen Schmiermittel versieht. Darüber hinaus sind hinter dem Kaliber Kratzmesser 18 angeordnet, welche die sich berührenden Oberflächen der einzelnen Walzen abkratzen und frei von Pulverresten oder -ansammlungen halten.

Das aus dem Kern 11 und später dem verdichteten, plattierten Stab 11a bestehende Werkstück wird bei seiner Bewegung längs der Durchlauflinie durch das geschlossene Kaliber durch den in Richtung auf das Abgabeende ausgeübten Zug sowie örtlich durch die Führung zwischen einem Schneckenförderer 19 und einer mit diesem zusammenarbeitenden, einstellbaren Führung 20 äußerst ruhig gehalten. Die Führung 20 ist mit Hilfe einer den Schaber 12 tragenden Befestigungsplatte 22 auf Flügelanschlägen 21 befestigt. Die Führung 20 weist mit Vertiefungen versehene Führungsräder 26 auf, die auf dem plattierten Stab 11a ablaufen. Wenn die Führungsräder 26 bei der Inbetriebnahme der Anlage an das Werkstück angestellt werden, verleihen sie diesem einen ruhigen

ίο Lauf und unterstützen genauestens die Ausrichtung seines Wegs längs der Durchlauflinie bei seiner Bewegung durch die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung.

Der Schneckenförderer 19 für das Pulver weist einen Trichter 28 auf, der das um den Kern 11 herum zu verdichtende Pulver enthält, und an dem ein Vibrator 29 befestigt sein kann, welcher die Bewegung des Pulvers durch eine Öffnung 30 in ein koaxial zur Durchlauflinie ausgerichtetes Gehäuse 31 unterstützt.

Im Gehäuse 31 ist ein Hohlzylinder 32 vorgesehen, auf dem eine Förderschnecke 33 befestigt ist oder der an seiner Oberfläche als Förderschnecke ausgebildet ist. Der Hohlzylinder 32 weist eine durchgehende, koaxiale Längsöffnung 34 auf, durch die sich der Kern 11 längs der Durchlauflinie hindurchbewegt. Das Ende 35 des Hohlzylinders 32 ist an einem Kettenrad 36 befestigt, das über eine Kette 37 z. B. von einem Motor in Förderrichtung des Pulvers angetrieben wird. Der Hohlzylinder 32 ist mit einem Druckkragen 38 versehen, der mit einem am Gehäuse 31 befestigten Drucklager 39 in Berührung steht. Darüber hinaus sind Walzendrucklager 40 vorgesehen, welche den Hohlzylinder 32 drehbar in Längsrichtung lagern. Der Schneckenförderer 19 ist seinerseits in einem am Walzwerkrahmen angeordneten Ansatz 41 befestigt. In ähnlicher Weise ist das Vorderende 42 des Gehäuses 31 als Flansch ausgebildet, der durch einen am oberen Teil des Ansatzes 41 angeschraubten Klemmring 43 fest in Querrichtung gehalten wird.

Das Abgabeende des Hohlzylinders 32 weist eine mit einem gegenläufigen Innengewinde versehene Öffnung auf, in die der mit Außengewinde versehene Schaft einer abgeschrägten Spitze 49 eingeschraubt ist, deren axiale Durchbohrung eine Verlängerung der Öffnung 34 darstellt. Weiterhin ist eine die Spitze 49 festhaltende Stiftschraube 50 vorgesehen, deren Kopf genau mit der Oberfläche des Zylinders 32 abschließt. Der Vorschub des Pulvers erfolgt in der Weise, daß 'die Schnecke 33 das Pulver mit ihrer Fläche 46 in Richtung auf die Spitze 49 drängt, wobei das als Düse ausgebildete verjüngte Ende 44 des Schneckenförderers das Abgabeende der Förderschnecke umgibt und den Zwischenraum zwischen dieser und dem WalzkaHber 14 erfindungsgemäß überbrückt. Zwecks Verringerung der Reibung zwischen dem Förderer und dem Pulver kann die GrundUnie der Fläche 46 mit einer Hohlkehle 45 versehen sein. Das Auftreten von Verklebungen scheint durch Erweitern des rückwärtigen Abschnitts 47 des Kamms der Förderschnecke 33 hinter deren Vorderkante verhindert werden zu können, der sich während des Fördervorgangs sehr dicht an der Innenseite des Gehäuses 31 entlangbewegt. Vorzugsweise sind die mit dem Pulver in Berührung kommenden Flächen der Gehäuseinnenseiten und der Förderschnecke, der Spitze und der Düse poliert, mit einer Chromplattierung versehen oder auf beide Weisen

vergütet. Nach Verlassen der Längsöffnung 34 durch die Spitze 49 hindurch bewegt sich der Kern 11 durch einen vorzugsweise einen geringeren Durchmesser aufweisenden Zentrierabschnitt 34 a, der den austretenden Kern genau koaxial auf die Austrittsöffnung aus dem verjüngten Ende 44 und das Walzkaliber 14 ausgerichtet hält. Hierdurch wird die Konzentrizität der Plattierung um den Kern gewährleistet. Dieser Abschnitt 34 a arbeitet in dieser Hinsicht mit der Führung 20 zusammen, wobei jegliche Tendenz zu einer Exzentrizität durch lotrechtes Nachstellen der Achse des plattierten Stabs lla durch entsprechende Einstellung der mit Vertiefungen versehenen Räder 26 ausgeglichen werden kann.

Das koaxial zur Achse des Werkstücks bzw. zur Durchlauflinie durch die Mitte des Hohlzylinders 32 und des Kalibers ausgerichtete, hohle, verjüngte Ende 44 des Schneckengehäuses 31 weist einen am Flansch am Ende 42 befestigten Flansch 51 auf und ist auf seiner Außenseite unregelmäßig geformt, um eine praktisch fortlaufende Innenfläche 55, nämlich eine Rotationsfläche, hervorzubringen, die das Pulver erfindungsgemäß bis praktisch an die Stelle führt, an der es von den jeweiligen Flächen der zusammenwirkenden Vertiefungen 16 auf den Walzen 13 erfaßt wird, so daß der Kern 11 und das Pulver in das Verdichtungskaliber 14 eintreten und durch dieses hindurchlaufen. Demgemäß sind am verjüngten Ende 44 vier um 90° gegeneinander versetzte, gefiederte Rippen 52 mit einer scharfen, bugartigen Spitze vorgesehen, die genau in den Spalt zwischen einander benachbarten, im Querschnitt kegelförmig auseinanderlaufenden Walzen hineinpassen, ohne jedoch in Reibungsberührung mit den Walzen und den Flächen des verjüngten Endes zu kommen. Zwischen den Seiten der gefiederten Rippen 52 weist das verjüngte Ende 44 eine bei 54 endende Längswand 53 mit muldenartiger Oberfläche auf. Diese Muldenflächen passen gemäß F i g. 2 sehr dicht auf die offene Seite der Vertiefungen 16. Da hier die Düse ebenfalls sehr dünn ist, geht das an der Innenfläche 55 des verjüngten Endes 44 entlanggleitende Pulver beim Verlassen dieses Endes ununterbrochen und glatt auf die Vertiefungen 16 über, wo es dann unter Verdichtung auf den Kern 11 gewalzt wird.

Ferner ist die im verjüngten Ende 44 ausgebildete Fläche 55 entsprechend der Schrägung der Fläche 56 der Spitze 49 und dem Volumen des von der Schnecke 33 geförderten Pulvers abgeschrägt, so daß das Pulver ohne merkliche Querschnittsverengung vorwärts gefördert wird, bevor es in das Kaliber 14 der Walzen 13 gelangt. Auf diese Weise erhält man eine einheitliche Plattierung um den Umfang sowie über die Länge des Kerns, ohne daß einerseits irgendwelche Risse entstehen und andererseits schädliche Schwankungen in der Dichte oder Zusammenballungen auf Grund der bei manchen Materialien unter dem auftretenden Druck stattfindenden gegenseitigen Verflechtungen auftreten.

Durch die Flansche an den Enden 42 und 44 ist ein Luftdurchlaß 57, 57 a in das Innere des Endes 44 gebohrt. Außen ist dieser Durchlaß 57 mit einer Kupplung 58 versehen, an die ein Luftschlauch angeschlossen werden kann, um beispielsweise nach Beendigung eines Materialdurchlaufs oder vor Beginn eines neuen Materialdurchlaufs oder zu einer sonstigen Zeit das verjüngte Ende 44 säubern zu können. Während des Plattierungsprozesses wird keine Luft durch den Durchlaß 57 gedrückt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ίο 1. Verfahren zum Zuführen von Pulver zu

   einem geschlossenen Walzkaliber zwecks konzentrischen Aufwalzens auf ein geradlinig durch das Kaliber hindurchbewegtes, längliches Werkstück, bei dem das Pulver dem Werkstück vor dem Kaliber allseitig und das Werkstück gleichmäßig umgebend zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver bis unmittelbar an das Kaliber heran zwangläufig gefördert wird.

   2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mehreren je mit einer Umfangsvertiefung versehenen und zusammen das geschlossene Kaliber bildenden Walzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Schneckenförderer (19) für das Pulver, bestehend aus einem Gehäuse (31) mit sich innen verjüngendem Ende (44) und einem in diesem Gehäuse umlaufenden, in einer sich in die Gehäuseverjüngung hinein erstreckenden Spitze (49) endenden Hohlzylinder (32), der außen auf dem zylindrischen Teil eine Förderschnecke (33) mit praktisch gleichmäßiger Steigung trägt, vorgesehen ist, und daß das Gehäuse (31) an seinem innen verjüngten Ende (44) auch außen verjüngt ist und sich gleichachsig zur Bewegungsrichtung des Werkstücks (11, lla) in das Walzkaliber (14) hinein erstreckt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verjüngte Ende (44) des Schneckengehäuses (31) durch Rippen (52) getrennte Muldenabschnitte aufweist, in welche die Walzen (13) im Walzkaliber (14) eintreten.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (49) des

   Hohlzylinders (32) einen Führungsabschnitt (34 a) für das Werkstück aufweist, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der übrigen Längsöffnung (34) durch den Hohlzylinder (32).

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke

   (33) an der Grundfläche ihrer in Förderrichtung vorn liegenden Seite (46) eine Hohlkehle (45) aufweist und an der Rückseite mit einer Abrundung in den zylindrischen Teil übergeht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 958 073;
   deutsche Patentanmeldung R 2606 Ib / 491, Gruppe 12, (bekanntgemacht am 24.12.1953);
   britische Patentschrift Nr. 773 375;

   USA.-Patentschriften Nr. 1580 647, 2337588, 341732, 2547151, 2771637.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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