DE1510151A1

DE1510151A1 - Verfahren zur Herstellung eines verseilten Stahldrahtgebildes

Info

Publication number: DE1510151A1
Application number: DE1964U0010886
Authority: DE
Inventors: Lucht Wilbert Alvin; Grimes Jun John Jones; Woodbury Richard Tufts
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1963-07-18
Filing date: 1964-07-09
Publication date: 1969-10-02
Also published as: ES302076A1; BE650513A; GB999181A; AT253991B; JPS5138818B1; DE1510151B2; US3240570A

Description

Verfahren zur Herstellung eines verseilten Stahldrahtgebildes

Die Erfindung betrifft verseilte Drahtgebilde und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit aus Stahldrähten hergestellten verseilten Drahtgebilden_e Bei einer Art von verseiltem Drahtgebilde, bei welchem Litzen eine unabhängige Drahtseilseele umgeben, wird die Seele aus Drähten hergestellt, die eine geringere Festigkeit und eine höhere Dehnbarkelt aufweisen als die Drähte der äusseren Litzen. Beispielsweise besteht die Seele aus weichem Pflugstahl (plow steel) und die äusseren Litzen aus normalem Pflugstahl. Da verschiedene Arten von

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THEREStENSTRASSE 33 · Telefon: 292102 · Telegramm-Adresse; Lipotli / München

,und Drähten und Stahlbarren erforderlich sind/'.iuf Lager gehalten werden müssen, sind solche Drahtgebilde teurer als aus einem einzigen Material bestehende Drahtseile. Dies trifft auch für verseilte Drahtgebilde zu,die aus einer Litzenseele bestehen, die von einzelnen Drähten umgeben ist. Ein Recken der Seele ist normalerweise schwierig und es soll daher ein Verfahren angegeben werden, mit dem die Seele gereckt und gleichzeitig die gewünschten physikalischen Eigenschaften mit dem gleichen Material erzielt werden können, aus dem die äusseren Drähte oder äusseren Litzen bestehen. Zur Herstellung eines verseilten Drahtgebildes mit einer von einer Litze gebildeten Seele und einzelnen die Seele umgebenden Drähten kann man mit Zink oder Aluminiumüberzogene Stahldrähte verwenden. Bei Verwendung solcher Drähte besteht die Gefahr, dass bei der zur Reckung der Litze erforderlichen Zugspannung die Drähte durch da3 Überzugsmetall hindurchgezogen werden und dadurch der Durchmesser der Litze verringert wird.

Bei der Herstellung von Litzen auf einer herkömmlichen ., Verseilungsmaschine wird in den Drähten der Litze eine zurück^ bleibende Drillung erzeugt, die eine Aufwicklung der litzen zur Folge hat, falls diese nicht festgehalten werden. Die Grosse dieser Restdrillung in der Litze hängt von der Art,

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der Grosse und der Geschwindigkeit der Verseilmaschine und von der Grosse des auf die Spulen ausgeübten Bremszuges ab. Der Bremszug ändert sich mit dem Abrollen des Drahtes. Auch das zum Wechseln der Spulen erforderliche Anfahren und Abstellen der Verseilungsmaschine wirkt sich auf die litze aus. Da man alle diese Variablen nicht fortlaufend ausgleichen kann, besitzt das endgültige verseilte Drahtgebilde veränderliche Dralleigenschaften. Beim Legen des Seils wirkt sich der in den Litzen vorhandene Drall auf die zur Vorformung erforderliche Verschränkung aus. Da der Drall wiederum nicht konstant ist, wird also die Gleichmässigkeit der Vorformung gestört. Bei der Herstellung von Drahtseilen in Gleichschlag, d.h. von Drahtseilen, bei denen die Drähte in den Litzen und die Litzen im Seil gleiche Drehrichtung besitzen, neigen die Litzen zum Aufwickeln. Seile im Gleichschlag werden gewöhnlich auf Planetenverseilungsmaschinen hergestellt, bei denen die Drahtspulen in Gabeln am Umfang des Läufers der Verseilungsmaschine angeordnet sind und mit diesem umlaufen. Da die Gabeln sich um ihre eigene Achse drehen, werden die einzelnen Drähte verdrillt, wodurch in den einzelnen Drähten ein die Spannung der Drähte erhöhender Drall entsteht, der einer Lockerung der Drähte beim Verlegen entgegenwirkt, bei welchem die Litze um einen feststehenden Betrag in Richtung der Verseilung verdreht wird. Da jedoch der verbleibende Drall in der Litze nicht gleiehmässig ist, ist auch das vor-

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gedrehte Produkt nicht gleichmässig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, verseilte DrahtgeMlde mit gerader Seele zu schaffen, welche die gewünschten physikalischen Eigenschaften besitzen und bei welchen für die äusseren Drähte und für die Drähte der Seele der gleiche Stahl verwendet wird. Es sollen auch mit Zink oder Aluminium überzogene Drähte verwendet werden können. Die zu schaffenden Drahtgebilde sollen entlang ihrer Länge ausserordentlich gleichmässig sein.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Drahtseiles mit einer selbständigen Drahtseilseele,

Pig. 2 einen Querschnitt eines verseilten Drahtgebildes mit einer Litzenseele und einzelnen die Seele umgebenden Drähten,

Hg. 3 einen Querschnitt eines Drahtseiles mit einer Litzenseele,

Fig. 4- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung,

Pig. 5 ähnlich wie Pig. 4 eine schematische Darstellung einer anderen Apparatur zur Durchführung der Erfindung und

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Pig. 6 ähnlich wie Fig· 4 eine weitere Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung·

In Pig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 2 ein Drahtseil, das eine serbständige Drahtseilseele 4 besitzt, die aus Stahldrähten 6 hergestellt ist· Die Seele 4 ist von sechs Litzen 8 umgeben, die aus Stahldrähten 10 bestehen, die vorzugsweise die gleiche Zusammensetzung aufweisen wie die Drähte 6. Bei der Herstellung des Drahtseiles 2 werden die litzen der Drahtseilseele 4 in der üblichen Weise hergestellt. Die Seele 4 wird dann in der Vorrichtung nach Fig. 4 gefertigt· Diese Vorrichtung enthält eine normale Verseilungsmaschine 12, welche die Litzen der Seele aufnimmt und sie zur Seele 4 verseilt. Die Seele 4 wird dann durch ein Rohr 14 hindurchgeführt, das mit einem Einlass 16 zum Einführen von Stickstoff oder einem anderen Gas versehen ist· Die Seele 4 wird mit Hilfe einer auf dem Rohr 14 angeordneten Induktionsspule erwärmt. ^Die Temperatur, auf welche die Seele 4 erwärmt wird, hängt von der Art des verwendeten Stahls ab und liegt bei Verwendung von Kohlenstoffstahl in der Grössenordnung von 340 bis 620° C und reicht bei Verwendung von rostfreiem Stahl bis zu ungefähr 700° C. Unmittelbar nach dem die Seele 4 das Rohr 14 verlassen hat, wird sie durch eine Wassersprüheinrichtung 20 hindurchgeführt und dabei abgeschreckt. Die Seele 4 läuft dann um eine Haspel 22 auf eine Trommel 24· Bei Verwendung von

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Monitor-Stahl, dessen Festigkeit ungefähr um 15 # grosser ist als die von Pflugstahl, hat sich eine Temperatur von ungefähr 40o° C als geeignet herausgestellt. Um die Seele 4 werden dann in der üblichen Weise hergestellte Litzen 8 gewickelt, und zwar auch unter Verwendung einer Vorrichtung nach Fig. 4. Zur Spannungsfreimachung wird jedoch das ganze Seil 2 auf eine Temperatur erwärmt, die zwischen ungefähr 25 bis 160° C geringer ist als die Temperatur, auf welche die Seele erwärmt wurde. Diese verringerte Temperatur reicht

W zur Spannungsfreimachung wenigstens der äusseren Drähte oder der verseilten Drähte aus. Zur Herstellung eines Seiles aus Monitor-Stahldrähten hat sich eine Temperatur von ungefähr 350° C als ausreichend erwiesen. Unabhängig davon, ob das Seil aus einer oder mehreren Stahlsorten hergestellt wird, kann man durch Spannungsfreiglühung der Seek bei einer Temperatur, die höher ist als die zur Spannungsfreigltihung des gesamten Seiles verwendeten Temperatur, eine höhere Dehnbarkeit und Bruchdehnung des Kerns erzielen. Es hat sich weiter-

^ hin herausgestellt, dass diese höhere Dehnbarkeit und Bruchdehnung eine Erhöhung der Gesamtfestigkeit des Kerns zur Folge hat, obwohl die Festigkeit der einzelnen Drähte geringer ist. Die Gesamtfestigkeit des Seiles ist ebenfalls grosser. Man nimmt an, dass dies auf die grössere Bruchdehnung des Kernes zurückzuführen ist und darüberhinaus darauf, dass die Festigkeit

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der äusseren Litzen 8 grosser ist, da die zur Spannungsfreiglühung der äusseren Litzen 8 verwendete Temperatur geringer ist als die Terapez^atur, bei welcher der Kern geglüht wird. Ein spannungsfrei geglühter Kern ist darüberhinaus viel gerader als ein nicht spannungsfrei geglühter Kern.

Die in Fig. 2 dargestellte Drahtlitze 26 besteht aus zwanzig Stahldrähten 28, die mit einem Oberzug 30 aus Zink oder Aluminium versehen sind. Die Dicke des Überzuges 30 ist in der Zeichnung übertrieben dargestellt. Bei der Herstellung der Litze werden zunächst die sieben Mitteldrähte 28 mit Hilfe der in Fig. 5 dargestellten Verseilungsmaschine 32 verseilt. Die dadurch gebildete Litze wird durch eine normale rotierende Geraderichtmaschine 33 hindurchgeführt. Geeignete Geraderichtmaschinen sind beispielsweise in den USA-Patentschriften 1 032 823 und 1 594 570 beschrieben. Die Litze wird dann durch ein Rohr 34 hindurchgeführt, die mit einem Einlass 36 zum Einführen von inertem Gas und mit einer Induktionsspule 38 zum Erwärmen der durchlaufenden Litze 4 versehen ist. Man. verwendet die gleiche Spannungsfreie-Glühtemperatür wie für die selbständige Drahtseilseele nach Fig. 1. Unmittelbar nach Verlassen des Rohres 34 wird die Seele durch eine Wassersprüheinrichtung 40 hindurchgeftihrt und dadurch abgeschreckt. Die Seele läuft dann um eine Haspel 42 auf eine Trommel 44.

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Auf diese Weise entsteht eine sehr gerade siebendrähtige Seele, die keinen restlichen Drall mehr besitzt und deren Streckgrenze höher ist als vor der Spannungsfreiglühung. Um die Seele werden dann mit Hilfe der in Pig. 4 dargestellten Vorrichtung 12 Deckdrähte gewickelt und die dadurch entstehende Litze wird bei einer Temperatur spannungsfrei gemacht, die um ungefähr 25 bis 160° C geringer ist als die Temperatur, bei welcher die Seele spannungsfrei geglüht ist. Es entsteht dadurch eine gerade Litze, die gute Gleichmässigkeit besitzt und deren Drahtüberzüge lediglich minimal mechanisch beansprucht worden sind.

Pig, 3 zeigt ein Drahtseil 46 mit einer von einer Litze 48 gebildeten Seele und sechs äusseren Litzen 50. Bei der Herstellung des Drahtseiles 46 werden die Litzen 48 und auf einer Vorrichtung nach Pig. 4 gefertigt und bei Verwendung von rostfreiem Stahl bei einer Temperatur zwischen 310 und 460° spannungsfrei gemacht. Die Spannungsfreiglühungstemperatur für rostfreien Stahl kann im oberen Gltihtemperaturbereich für Kohlenstoffstahl liegen. Die Litzen 48 und werden in der üblichen Weise mit Hilfe einer herkömmlichen Verseilmaschine verseilt. Beispielsweise kann dazu eine Verseilmaschine nach der USA-Patentschrift 1 870 290 oder eine Planetenverseilmaschine nach der USA-Patentschrift 1 892

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oder der USA-Patentschrift 2 319 827 verwendet werden. In Fig. 6 ist eine Verseilmaschine nach der USA-Patentschrift 1 870 290 gezeigt. Die Litzen werden in der Verseilmaschine vor dem Verseilen in der üblichen Weise mechanisch geformt. Das fertige Drahtseil läuft von der Verseilungsmaschine 52 durch ein von einer Induktionsspule 56 umschlossenes Rohr 54 und dann durch eine Wassersprüheinrichtung 58 und um eine Haspel 60 auf eine Trommel 62, Die die Seele bildende Litze 48 wird vorzugsweise bei einer höheren Temperatur spannungsfrei geglüht als die äusseren Litzen 50 und wie bei dem Drahtgebilde nach Pig. 1 wird das gesamte Drahtseil bei einer niedrigeren Temperatur geglüht als die mit der Litze 58. Es hat sich herausgestellt, dass man dadurch Litzen erhält, die entlang ihrer gesamten Länge frei von restlichem Drall sind und dass die durch Vorformen, Vordrehen oder Rückdrehen erzielte feste mechanische Formung gleichmässiger ist als bei Verwendung von gewöhnlichen Litzen· Das gesamte Seil besitzt ausserdem einen gleichmässigeren Schlag als ein in herkömmlicher Weise hergestelltes Drahtseil. Es ist unwesentlich, dass die Schmelztemperatur von Zink innerhalb des angegebenen Temperaturbereiches liegen, da Zink nicht unmittelbar erwärmt wird, sondern lediglichifcrme von dem aus Stahl bestehenden Kern der Drähte aufnimmt·

Die Erfindung ist natürlich auf die beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt, sondern kann in mannigfacher Weise abgeändert werden.

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Claims

Patentanmeldung; Verfahren zur Herstellung eines verseilten S tahldrahtgebiId es PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines verseilten Stahldrahtgebildea, bei welchem eine Seele aus verseilten Drähten mechanisch geformt und anschliessend Drähte oder verseilte Drähte zur Bildung des Drahtgebildes um die Seele verdrillt werden, dadurch gekennzeichnet, dass duroh Anwendung einer durch elektrische Induktionsheizung erzeugten Wärme die Seele 'vor dem Aufbringen der Drähte oder der verseilten Drähte und ebenfalls wenigstens die äusseren Drähte oder verseilten Drähte des verseilten Drahtgebildes spannungsfrei gemacht werden,

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtjch.-Ing. Axel Hantmann Dipl.-Phy». Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon· 292102 · Telegramm-Adrette. LlpaMi/MOnchen

Bonkvwblndunoem Deuten· Bank AO, Filial· MOnchen, Dep.-Kowe VlkhralimmarM, Koftto-Nr. 714721 Bayer. Verelnjbonk München, Zweig·!. Oikar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. «82495 · rOfhxJMck-KontOi MOnchwi Nr. 143397

/NSPECTEO

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele bei einer Temperatur spannungsfrei gemacht wird, die höher ist als die Temperatur, bei welcher das gesamte Drahtgebilde spannungsfrei gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele bei Verwendung von Kohlenstoffstahl bei einer Temperatur von 340 bis 620° C und bei Verwendung von rostfreiem Stahl bei einer Temperatur bis zu 700° C spannungsfrei gemacht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Drahtgebilde bei einer Temperatur spannungsfrei gemacht wird, die zwischen 25 und 160° C geringer ist als die Temperatur, bei welcher die Seele spannungsfrei gemacht wird.

5. Spannungsfrei gemachtes, verseiltes Stahldrahtgebilde wie nach dem Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt.

6. Verseiltes Stahldrahtgebilde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, dass alle Drähte im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen.

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ORIGINAL INSPECTED

7. Verseiltes Stahldrahtgebilde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte mit einem Überzug aus Zink oder Aluminium versehen sind.

8. Verfahren zur Herstellung von spannungsfrei-gemachten verseilten Stahldrahtgebilden wie im wesentlichen anhand irgendeiner der Fig. 1-3 beschrieben.

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