DE1627791B1 - Drahtummantelungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtummantelungseinrichtung zum Ummanteln eines runden Kerndrahtes mit mindestens einem Ummantelungsstreifen, mit zum Zusammenpressen der beiden Partner dienenden Druckwalzen, deren Einzug die beiden Partner durch je eine Führungsvorrichtung zuführbar sind, und ferner mit je einer die Oberflächen der Partner unter Materialabnahme reinigenden Reinigungsvorrichtung; diese Drahtummantelungseinrichtung dient insbesondere zum Ummanteln von Aluminrumdraht mit Kupfer.

Es ist bereits eine Einrichtung bekannt (GB-PS 20 468), um einen aus Stahl bestehenden, mit einer Zinkschicht überzogenen Kerndraht mit einem Aluminiumstreifen zu ummanteln. Dabei wird der Kerndraht über ein Paar von Führungsrollen einer ReinigungsvorricHtung zugeführt, die aus einem Paar von Drahtbürsteribesteht, dieden- Kerndraht beidseits und damit auf dem ganzen Umfang abkratzen und reinigen. Anschließend an die Reinigungsvorrichtung wird der Kerndraht durch eine Wärmevorrichtung auf eine Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur erwärmt. Der Aluminiumstreifen wird zuerst einem Formwalzenpaar zugeführt, um dem Streifen eine Rundung in Querrichtung zu verleihen, und geht dann durch eine aus zwei Drahtbürsten bestehende Reinigungsvorrichtung hindurch, wo der Aluminiumstreifen abgekratzt und gereinigt wird. Im Anschluß hieran läuft der Aluminiumstreifen zusammen mit dem von der Wärmvorrichtung kommenden Kerndraht in den Einzug eines ersten Walzenpaares ein, wo ein teilweises Herumlegen des Aluminiumstreifens um den Kerndraht erfolgt. Diese Ummantelung wird dann in einem zweiten Walzenpaar vollends ganz durchgeführt. Was die Reinigung des Kerndrahtes anbelangt, so erfolgt diese schon vor dem Erwärmen, also lange vor der Vereinigung mit dem Aluminiumstreifen. Eine Oxidbildung ist daher bei leicht oxidierenden Materialien auch im Hinblick auf die Erwärmung nicht zu vermeiden. Was den Aluminiumstreifen anbelangt, so ergibt eine Reinigung mittels Drahtbürsten keine einwandfrei reine Oberfläche, sondern eine aufgerauhte Oberfläche mit einer Vielzahl von oxidbedeckten Hochstellen. Dies trifft besonders dann zu, wenn die Geschwindigkeit des Aluminiumstreifens sehr hoch ist, was angestrebt wird, um die Zeit von der Reinigungsstelle bis zum Walzeneinzug und damit die erneute Oxidbildung herabzusetzen. Die Verwendung von; Drahtbürsten hat noch den weiteren Nachteil, daß die Entfernung der Reinigungsstelle vom Walzeneinzug verhältnismäßig groß ist, denn der große

.30 Durchmesser der Drahtbürsten läßt ein sehr dichtes Heranbringen ah den Walzeneinzug gar nicht zu.

Um das Innere von Eisenrohren gegen Korrosion zu schützen ist es bekannt (DT-PS 4 13 907), das Rohrinnere mit Kupfer auszulegen: Um nun die Wärrnetauschfähigkeit nicht zu beeinträchtigen, muß die Auskleidung beim Anpressen dicht an der Innenwand anliegen. Voraussetzung dafür ist ein runder Querschnitt, der frei von Unebenheiten ist. Insbesondere die im Handel erhältlichen Eisenrohre bedürfen daher einer entsprechenden Vorbereitung, da sie meist unrund, uneben und verunreinigt sind. Es ist nun ein kegeliger Dorn bekanntgeworden, der auf einem mittleren Teil mit Schabekanten ausgestattet ist und bei drehendem Hindurchführen durch das Rohr die Innenwand rundet, reinigt und glättet. Ein solches Verfahren ist bei Eisenrohren deswegen anwendbar, weil eine Oxidbildung bei Eisen nicht sehr schnell eintritt und im übrigen ja im wesentlichen eine glatte, runde Oberfläche erzielt werden soll, gegen die dann die Auskleidung ohne metallurgisehen Verbund satt angepreßt wird. Wie die Auskleidung gereinigt wird, ist bei diesem Verfahren nicht bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zu einer Ummantelungseinrichtung zum Ummanteln eines runden Kerndrahtes mit zwei gleichartigen, einen geschlossenen Mantel bildenden Ummantelungsstreifen durch deren Zusammenpressen mittels Druckwalzen eine den Einbau in unmittelbarer Nähe des Walzeneinzugs ermöglichende zuverlässige Reinigungseinrichtung zu schaffen, mit der die zu verbindenden Oberflächen des Kerndrahtes und der Ummantelungsstreifen spanabhebend zu bearbeiten sind. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei.der eingangs erwähnten Ummantelungseinrichtung dadurch gelöst, daß kurz vor dem Einzug der Druckwalzen eine hohle Drahtschälvorrichtung mit umlaufenden Messern zum spanabhebenden Bearbeiten des Kerndrahts vorgesehen ist, die von einer Streifenschälvorrichtung mit umlaufenden

Messern zum spanabhebenden Bearbeiten der Innenflächen der beiden Streifen quer zu deren Laufrichtung vor deren Einzug in die Druckwalzen umgeben ist, wobei die beiden Schneidvorrichtungen mit besonderen Antrieben versehen in einem gemeinsamen Lagerbock gelagert sind.

Durch die umlaufenden Messer kann nun sichergestellt werden, daß spanabhebend eine absolut reine Oberfläche sowohl an den Ummantelungsstreifen als auch dem Kerndraht erzeugt wird. Die innere Drahtschälvorrichtung kann nun mit ihrem verhältnismäßig kleinen Messerkopf bis dicht an den Walzeneinzug herangebracht werden, so daß von der Reinigungsstelle bis zum Walzeneinzug nur eine kurze Strecke zu überbrükken ist, für die bei den üblichen Vorlaufgeschwindigkeiten eine weit unter einer Sekunde liegende Zeit benötigt wird. Damit wird die Neubildung einer Oxidschicht auf ein Minimum herabgesetzt, was besonders bei einem aus Aluminium bestehenden Kerndraht bedeutsam ist. Der Messerkopf der Streifenschälvorrichtung ist so angebracht, daß er den Streifen in Querrichtung ■ abschält und ebenfalls eine reine Oberfläche erzielt. Auch diese Schälstelle kann verhältnismäßig nahe an den Walzeneinzug herangebracht werden. Die größere Entfernung ist ohne Nachteil, wenn als Ummantelungsstreifen ein solcher mit geringer Neigung zur Oxidbildung, beispielsweise ein Kupferstreifen, verwendet wird. Die reinen Oberflächen der Partner gestatten es nun, den Verbund in fester Phase mit sehr kleinen Querschnittsreduktionen von der Größenordnung von 3 bis 7% durchzuführen. Dies ist im Hinblick auf viele Materialien und die zu verwendenden Walzeinrichtungen von großem Vorteil. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn es gar nicht möglich ist, die beiden Partner erheblich im Querschnitt zu reduzieren, was beispielsweise auf einen Kerndraht aus Aluminium und einen Ummantelungsstreifen aus Kupfer zutrifft.

Vorteilhaft ist es, wenn die Hohlspindel der Drahtschälvorrichtung koaxial auf der Drahtführungsvorrichtung drehbar gelagert ist und den auf die Druckwalzen zu gerichteten Messerkopf trägt.

Günstig ist es, wenn die Streifenschälvorrichtung aus einer Trägerhülse mit Messerkopf besteht.

Um jede Neubildung am Kerndraht auf dem Weg von der Drahtschälvorrichtung bis zum Walzeneinzug zu vermeiden, kann in vorteilhafter Weise die Anordnung so getroffen werden, daß der Raum vor dem Einzug der Druckwalzen als Kammer für eine Schutzgasatmosphäre ausgebildet ist. In dieser Kammer kann eine neutrale oder reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten werden.

In der nachfolgenden Beschreibung ist im Zusammenhang mit der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Drahtummanter lungseinrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fi g. 1 in größerem Maßstab als diese.

Der Ausdruck »Kerndraht«, wie er im folgenden verwendet, wird, schließt Stangen, Rohre u.dgl. ein. Der Kerndraht kann also massiv oder hohl sein.

In der Zeichnung ist mit 1 ein aus Aluminium bestehender Kerndraht bezeichnet. Um nun diesen Draht durch Verbund in fester Phase zu ummanteln, sind als Ummantelungsstreifen dienende Kupferstreifen 3 und 5 vorgesehen. Die zu diesem Zweck dienende Drahtummantelungseinrichtung weist einen einstellbaren Lagerbock 7 auf, der in Führungen verschiebbar ist, von denen eine bei 9 gezeigt ist. Diese Führungen sind in einem stationären Gestell 11 angeordnet. Bei 13 ist eine am Lagerbock 7 befestigte Mutter dargestellt, durch die eine Gewindespindel 15 hindurchgeschraubt werden kann, die drehbar in einem Lager 17 des Gestelles 11 gelagert und gegen axiale Verschiebung durch Ringbunde 19 gesichert ist. Zum Drehen der Gewindespindel 15 ist ein Handgriff 21 angebracht.

Im Lagerbock 7 ist eine Drahtführungsvorrichtung in Form eines Führungsrohres 23 eingeschraubt, die in axialer Lage eingestellt und dann in einer bestimmten Lage auf dem Lagerbock 7 durch Sicherungsmuttern 25 festgestellt werden kann. Das linke Auslaßende des Führungsrohres 23 umgibt mit sattem Gleitsitz den Kerndraht 1, der in das Führungsrohr 23 am rechten Ende nach Hindurchgehen durch ein Ziehwerkzeug 27 eintritt. Der Kerndraht 1 wird von rechts nach links entlang seiner Längsachse mit Hilfe von Druckwalzen 29 gezogen. Die Druckwalzen bilden einen Teil eines Walzengerüstes und haben die üblichen Antriebsmittel. Die Umfange der Druckwalzen weisen halbkreisförmige Ringnuten, wie bei 31 angedeutet, auf, so daß die Kupferstreifen 3 und 5 in den Einzug zwischen den Druckwalzen einlaufen können. Die Kupferstreifen werden quer zur Walzenachse über Führungsrollen 33 zugeführt. Die Druckwalzen biegen die Kupferstreifen um den Kerndraht 1 herum und drücken diese Kupferstreifen an. Den Kupferstreifen 3 und 5 wird durch übliche, nicht gezeigte, links von den Führungsrollen 33 angeordnete Mittel die notwendige Spannung erteilt.

Die Kupferstreifen 3 und 5 laufen bei ihrem Transport von den Führungsrollen 33 zu den Druckwalzen 29 über Führungsschuhe 35i die stationär zum Gestell 11 .angeordnet sind. Diese Führungsschuhe weisen Führungsleisten 36 auf, um eine seitliche Bewegung der Kupferstreifen zu verhindern. Damit ziehen die Druckwalzen 29 über ihre Ringnuten 31 den Kerndraht 1 und die Kupferstreifen 3 und 5 mit der gleichen linearen Geschwindigkeit in den Walzeneinzug hinein, wobei die Kupferstreifen um den Kerndraht 1 herumgebogen und an diesen angedrückt werden. Eine ausreichende Größe der Querschnittsreduktion durch Andrücken ist eine solche, die das Einziehen des Materials in den Einzugsraum bei einem Walzenschlupf ermöglicht. Sie ist von der Größenordnung von ungefähr 3%. Infolge der hohen Güte der Reinigung, die weiter unten noch näher beschrieben wird, reicht dies für einen Verbund der Kupferstreifen 3 und 5 mit dem Kerndraht 1 in fester Phase aus, wobei zugleich noch die Ränder der beiden Kupferstreifen miteinander verbunden werden. Der seitliche Verbund dieser Kupferstreifen bildet Rippen, wie bei 37 angedeutet, die durch nicht dargestellte, übliche Verfahren abgeschert oder sonstwie entfernt werden können.

Wie oben erwähnt, erfordert ein Verbund in fester Phase, daß die zu verbindenden Flächen in hervorragender und sorgfältiger Weise gereinigt werden, so daß sie im wesentlichen in einem völlig reinen Zustand sind. Ein Reinigen des Kerndrahtes 1 und der Kupferstreifen 3 und 5 wird nun wie folgt durchgeführt.

Auf dem Führungsrohr 23 ist mit Hilfe von Lagern 39 eine drehbare Hohlspindel 41 koaxial angeordnet, die einen eine Vielzahl von Messern 45 tragenden Kopf 43 hat. Der Kopf 43 und die Messer 45 bilden einen Messerkopf. Die Teile 41, 43, 45 bilden zusammen eine Drahtschälvorrichtung. Die Hohlspindel 41 und damit auch die Messer 45 werden über eine Riemenscheibe 47 gedreht, die drehfest auf der Hohlspindel 41 angeord-

net ist und über einen Riemen 49 angetrieben wird. Vorzugsweise ist die Zahl der Messer 45 ungefähr zwischen vier und sechs. Die sich drehenden Schneidkanten sind um den Kerndraht 1 herum angeordnet und wirken auf diesen ein, wenn er das linke Ende des stationären Führungsrohres 23 verläßt. Wie in F i g. 1 dargestellt, tritt die Schneidwirküng dicht neben dem Einzu in die Druckwalzen 29 ein. Bei einer geeigneten Axialgeschwindigkeit des Kerndrahtes 1 vergeht so eine sehr geringe Zeit zwischen der Bildung einer reinen Oberfläche am Draht und dem Zeitpunkt, zu dem diese Oberfläche in den Walzenspalt zusammen mit den Kupferstreifen 3 und 5 eintritt.

Die Berührungsflächen der Kupferstreifen 3 und 5 müssen ebenfalls sehr sorgfältig gereinigt werden. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß eine Trägerhülse 51 koaxial zur Hohlspindel 41 vorgesehen ist. Diese Trägerhülse ist drehbar in Lagern 53 angeordnet, die in Haltern 55 gehalten sind, die ihrerseits am Lagerbock 7 befestigt sind. Auf der Trägerhülse 51 ist drehfest eine Riemenscheibe 57 angeordnet, die über einen Riemen 59 angetrieben wird.

Die Trägerhülse 51 hat an ihrem linken Ende einen Kopf 61, an dem eine Anzahl von Messern 63 angeordnet sind. Die Teile 51,61, 63 bilden dabei eine.Streifenschälmaschine und die Teile 61, 63 einen Messerkopf. Eine bevorzugte Zahl dieser Messer liegt ungefähr zwischen vierzehn und sechzehn.; Durch Einstellen der Lage des Lagerbocks 7 in den Führungen 9 treffen die sich drehenden Messer quer auf die Kupferstreifen 3 und 5 auf, so daß in Querrichtung Material von der Oberfläche entfernt wird. Hierdurch ergeben sich reine Oberflächen an den Kupferstreifen, kurz bevor sie zwischen den Druckwalzen 29 in Berührung mit 'dem Kerndraht 1 im Walzenspalt zusammengepreßt werden. Durch Bewegen des Kerndrahtes 1 und der Kupferstreifen 3 und 5 mit erheblicher Geschwindigkeit und durch rasches Drehen der Messer 45 und 63 vergeht nur eine sehr kurze Zeitspanne zwischen der Erzeugung der reinen Oberflächen auf dem Kerndraht 1 und den Kupferstreifen 3 und 5 einerseits und dem Zusammentreffen dieser Flächen beim Reduktionsvorgang in den Druckwalzen 29 andererseits. Da dieser Zeitraum; wie erwähnt, sehr kurz ist und.sehr reine Oberflächen einander berühren, ist nur eine geringe Querschnittsreduktion erforderlich, um einen guten Verbund in fester Phase zu erzielen. Dieser Verbund kann in der üblichen Weise durch eine nachfolgende Wärmebehandlung des ummantelten Drahtes verbessert werden, nachdem dieser Draht die Druckwalzen 29 verlassen hat. Wie oben erwähnt, ist eine 3- bis 7%ige Reduktion im Querschnitt, des in die Walzen eintretenden Materials ausreichend für einen guten Verbund.

Int folgenden werden einige Zahlen für die praktische Durchführung des Verfahrens erwähnt.

Ein aus Aluminium bestehender Kerndraht mit handelsüblichen Toleranzen (±0.381) wird in einer Durchmesserstärke hergestellt, die 0,508 bis 0,635 mm größer ist als die endgültig erforderliche Stärke. Dieser Kerndraht wird durch das Ziehwerkzeug 27 hindurchgeführt, so daß er vollkommen rund und sein Durchmesser auf eine Größe zwischen ungefähr 0,152 bis 0,178 mm über der endgültigen Stärke vor dem Walzen reduziert wird. Der Drahtdurchmesser wird durch den· hohlen Messerkopf 43, 45 um ungefähr 0,152 bis 0,178 mm reduziert. Um ein Erzeugen der reinen Oberfläche auf dem Kerndraht 1 sicherzustellen, wird die Bearbeitung ohne Schmiermittel durchgeführt.

Die Kupferstreifen 3 und 5 werden durch den Messerkopf 61, 63 in Querrichtung bearbeitet, um so einen Betrag von 0,038 bis 0,051 mm Kupfer zu entfernen und um ein reines Metall zu erzeugen. Die Führungsleisten 36 halten die Kupferstreifen gegen eine seitliche Bewegung fest, wenn sie in Querrichtung bearbeitet werden.

Eine typische Drahtummantelungseinrichtung arbeitet mit einer Geschwindigkeit des Kerndrahtes 1 von 11,25 m pro Minute und die Kupferstreifen 3 und 5 ergeben so ein Offenliegen der eben bearbeiteten Aluminiumfläche von etwas weniger als 0,2 Sekunden. Das Offehliegen der frisch bearbeiteten Kupferstreifen ist etwas geringer als 0,5 Sekunden. Bei Geschwindigkeiten von 39,4 bis 49,2 m pro Minute wird das Aluminium der Atmosphäre lediglich ungefähr 0,06 Sekunden freigegeben.

Aus der obigen Darstellung ergibt sich, daß durch die Messer 45 und 63 Späne erzeugt werden. Die Späne der Messer 45 werden aus der Einrichtung mit Hilfe einer Kammer abgeführt, die durch einen als Späneabführvorrichtung dienenden Ring 65 gebildet ist, der um den Messerkopf 43, 45 herum angeordnet ist, wobei Auslässe 67, wie in F i g. 2 dargestellt, vorgesehen sind. Späne, die von den Messern 63 erzeugt werden, fallen um den Ring 65 herum nach außen.

Um die Oxidation auf die freigelegten, reinen Oberflächen weiter zu reduzieren, kann eine neutrale oder reduzierende Atmosphäre innerhalb des Ringes 65 umgewälzt werden. Zu diesem Zweck können Ein- und Auslaßöffnungen, wie sie bei 69 in Fig.2 dargestellt sind, verwendet werden.. In diesem Fall ist es erwünscht, seitliche Ringplatten 71 und 73 zu verwenden, die sich vom Ring bis zu den Umfangen.und den Enden der Druckwalzen 29 erstrecken, wie dies in F i g. 1 angedeutet ist. Diese Ringplatten 71 und 73 zusammen mit dem Ring 65 bilden dann eine die Messer 45 umgebende Kammer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drahtümmantelungseinrichtung zum Ummanteln eines runden Kerndrahtes mit mindestens einem Ummantelungsstreifen, mit zum Zusammenpressen der beiden Partner dienenden Druckwalzen, deren Einzug die beiden Partner durch je eine Führungsvorrichtung zuführbar sind, und ferner mit je einer die Oberflächen der Partner unter Materialabnahme reinigenden Reinigungsvorrichtung, insbesondere zum Ummanteln von Aluminiumdraht mit Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor dem Einzug der Druckwalzen (29) eine hohle Drahtschälvorrichtung (41, 43, 45) mit umlaufenden Messern zum spanabhebenden Bearbeiten des Kerndrahts (1), vorgesehen ist, die von einer Streifenschälvorrichtung (51, 61, 63) mit umlaufenden Messern (63) zum spanabhebenden Bearbeiten der Innenflächen der beiden Streifen (3, 5) quer zu deren Laufrichtung vor deren Einzug in die Druckwalzen (29) umgeben ist, wobei die beiden Schneidvorrichtungen (41,43,45; 51,61,63) mit besonderen Antrieben (47,49; 57,59) versehen in einem gemeinsamen Lagerbock (7) gelagert sind.

2. Drahtummantelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspindel (41) der Drahtschälvorrichtüng koaxial auf der Drahtführungsvorrichtung (23) drehbar gelagert ist und den auf die Druckwalzen (29) zu gerichteten Messerkopf (43,45) trägt.

3. Drahtummantelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenschälvorrichtung aus einer Trägerhülse (51) mit Messerkopf (6t, 63) besteht.

4. Drahtummantelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtschälvorrichtung (41, 43,45) mit einer Späneabführvorrichtung (65) versehen ist.

5. Drahtummantelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum vor dem Einzug der Druckwalzen (29) als Kammer für eine Schutzgasatmosphäre ausgebildet ist.