DE19653063A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Windungslegung von Draht - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Windungslegung von Draht gerichtet, wobei in einem Drahtlegekopf durch ein rotierendes Drahtlegerohr, der von einer Drahtstraße mit Hilfe eines Treibers geforderte gerade Draht in Windungen geformt und unmittelbar hinter dem Drahtlegekopf die hier erzeugten Windungen in einer Kammer gesammelt oder zuerst auf einer Transportvorrichtung ausgefächert und erst am Ende der Transportvorrichtung in einer Kammer gesammelt werden.

Der Draht muß beim Durchlaufen des raumkurvenförmig ausgebildeten Drahtlegerohres einen Reibungswiderstand überwinden, der einerseits durch die zum Umbiegen des Drahtes erforderliche Kraft und andererseits durch die auf den Draht wirkende Zentrifugalkraft bedingt ist. Während die zum Umbiegen des Drahtes erforderliche Verformungskraft mit zunehmendem Drahtdurchmesser anwächst, vergrößert sich die Zentrifugalkraft bei kleiner werdendem Drahtdurchmesser, infolge der durch die zunehmende Walzgeschwindigkeit anwachsende Rotationsgeschwindigkeit des Drahtlegerohres.

Für den Transport, die Abkühlung und das Sammeln der Windungen ist deren korrekte Form äußerst wichtig. Die Form des Legerohres, sein Austrittswinkel und der Neigungswinkel des Legekopfes sind wichtige Einflußgrößen, um die unterschiedlichen Drahtabmessungen bei ihren spezifischen Geschwindigkeiten optimal formen zu können.

Zur Unterstützung dieser Aufgabe wird dem Drahtlegekopf ein Treiber vorgeschaltet, der die Drahtenden bei dicken Abmessungen (Durchmesser) beschleunigt und bei dünnen Abmessungen verzögert, um Endwindungen zu erzeugen, die den vorhergehenden entsprechen.

Bei dünnen Drahtabmessungen, die in modernen Walzstraßen mit Geschwindigkeiten von mehr als 100 m/sec. gewalzt werden, wird aber das Drahtende nach Verlassen des bremsenden Treibers dann so beschleunigt, daß Endwindungen mit wesentlich vergrößertem Durchmesser gebildet werden, die auch die zeitlich davor gebildeten Windungen noch beeinflussen. Diese "vergrößerten" Endwindungen können dann Störungen beim Transport und beim Einlauf in die Sammelkammer verursachen.

Um sicherzustellen, daß der Draht bis zu seinem Ende in gleichbleibende Windungen geformt wird, wird in der DE A 18 14 280 vorgeschlagen, das Drahtlegerohr an seinem Austrittsende von einem ortsfest mit dem Drahtlegekopf verbundenen Führungsmantel zu umgeben, dessen lichter Durchmesser gleich dem äußeren maximalem Windungsmesser ist und unmittelbar hinter dem Drahtlegerohrende eine Rolle mit etwa zylindrischer Lauffläche zum Führungsmantel hin bewegbar anzuordnen. Durch diese Maßnahme wird der Draht hinter dem Drahtlegerohrende von der umlaufenden Rolle infolge der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft gegen den Führungsmantel gedrückt und aufgrund des durch die Rollenanpreßkraft erzeugten Reibungswiderstandes festgehalten und durch das Drehrohr gezogen.

In der DD 2 29 314 A1 wird vorgeschlagen, daß die Drehzahl des Treibers und des Windungslegers nach einem vorher berechneten Zeitpunkt so geregelt wird, daß nach dem Verlassen des Walzdrahtendes aus der Treibvorrichtung eine Angleichung der Drehzahl des Windungslegers an die Geschwindigkeit des Walzdrahtes erfolgt, wobei das Drahtlegerohr zu diesem Zeitpunkt eine günstige Stellung zum Austritt des Walzdrahtendes aufweisen muß, um ein qualitätsgerechtes Ablegen des Walzdrahtendes zu gewährleisten.

Die vorgeschlagenen Maßnahmen haben einen gewissen Erfolg, beheben das anstehende Problem jedoch nicht endgültig. Es besteht weiterhin Anlaß für weitere Störungen, weil beispielsweise der Draht eingeklemmt werden kann, (DE-A 18 14 280) oder sie bedürfen einer aufwendigen Regelung (DD 2 29 314 A1).

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Windungslegung von Draht, ausgehend von der eingangs erwähnten Art, so auszubilden, daß der Draht bis zu seinem Ende in gleichbleibenden Windungen, ohne unerwünschtes Anwachsen der letzten Windungen, geformt wird und ohne daß zusätzliche Störungen provoziert werden.

Die gestellte Aufgabe wird beim Windungslegen von Draht, wobei in einem Drahtlegekopf durch ein Rotieren des Drahtlegerohrs der von der Drahtstraße mit Hilfe eines Treibers geförderte gerade Draht in Windungen geformt und unmittelbar hinter dem Drahtlegekopf die hier erzeugten Windungen in einer Kammer gesammelt oder aber zuerst auf einer Transportvorrichtung ausgefächert und erst am Ende der Transportvorrichtung in einer Kammer gesammelt werden, verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 4 dadurch gelöst, daß nachdem das Draht ende das letzte Walzgerüst der Drahtstraße verlassen hat, Ringsegmente zeit verzögert an den Ausgang des Drahtlegekopfes eingeschwenkt werden, wo sie mit einem an den Drahtlegekopf angeflanschten Ringsegment einen den Drahtlegekopf axial verlängernden geschlossenen Ring bilden, der für eine Zeitspanne das Austreten der Endwindungen aus dem Drahtlegekopf und dadurch die Vergrößerung dieser Windungen durch beispielsweise eine vergrößerte Drahtgeschwindigkeit wirksam verhindert und daß, nachdem das Drahtende den Treiber verlassen hat, die Ringsegmente wieder ausgeschwenkt werden, so daß die Endwindungen nun ungehindert aus dem Drahtlegekopf (10) austreten können.

Hierzu ist der Drahtlegekopf an seinem Auslaufende mit einem Führungsring ausgebildet, in dem das Ende des Drahtlegerohres rotiert und durch einen geschlossenen Ring verlängerbar, der den wirksamen Querschnitt des Auslaufendes des Drahtlegekopfes einengt und für eine Zeitspanne das Austreten der Endwindungen aus dem Drahtlegekopf verhindert. Der geschlossene Ring wird durch Ringsegmente gebildet, einem größeren Ringsegment, das ortsfest oben am Führungsring angeflanscht ist und den Drahtlegekopf parallel zu seiner Achse verlängert und zwei kleinere Ringsegmente, die schwenkbar seitlich neben dem Drahtlegekopf angeordnet sind und zur Bildung des geschlossenen Rings an das größere Ringsegment eingeschwenkt werden, und die in eingeschwenkter Stellung durch ihre konisch nach innen verlaufende Ringsegmentfläche den Austrittsquerschnitt des Drahtlegekopfes einengen.

Außer der Querschnittsverengung, die ein Austreten der letzten Windungen verhindern soll, sind innerhalb der Ringsegmente - zumindest teilweise - Hemmeinrichtungen angeordnet, die zusätzlich eine axiale Bewegung der Endewindungen erschweren, damit sichergestellt ist, daß keine Endwindungen den Drahtlegekopf bei eingeschwenkten Ringsegmenten verlassen.

Das Einschwenken der Ringsegmente geschieht nach dem Verfahren der Erfindung zeitverzögert, wobei der Startpunkt durch das Verlassen des Drahtendes aus dem letzten Walzgerüst gegeben ist. Die Zeitspanne der Zeitverzögerung ist dabei nach einer Ausgestaltung der Erfindung so veränderbar, daß sichergestellt ist, daß auch bei unterschiedlichen Drahtgeschwindigkeiten stets nur die letzten Drahtwindungen im Drahtlegekopf durch die eingeschwenkten Ringsegmente zurückgehalten werden.

Damit die Ringsegmente ein- und ausgeschwenkt werden können, sind sie an Drehpunkte befestigt, die außerhalb neben, oberhalb oder unterhalb des Drahtlegekopfes angeordnet sind. Das Ein- und Ausschwenken geschieht durch mit den Ringsegmenten in Wirkverbindung stehende Stellvorrichtungen, beispielsweise Kolbenzylindereinheiten, die mit einer Steuer- und Regelvorrichtung in Verbindung stehen, mit der das zeitverzögerte Einschwenken (ab Zeitpunkt, wenn das Draht ende das letzte Walzgerüst verlassen hat) und das zeitverzögerte Ausschwenken (ab Zeitpunkt, wenn das Drahtende den Treiber verlassen hat) in Abhängigkeit von der Drahtgeschwindigkeit geregelt und gesteuert wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind den nachfolgenden Erläuterungen zu einem in Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Drahtlegekopf mit eingeschwenkten Ringsegmenten,

Fig. 2 eine perspektivische Vorderansicht auf den Drahtlegekopf gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht auf den Drahtlegekopf gemäß Fig. 1 mit ausgeschwenkten Ringsegmenten,

Fig. 4 einen schematischen Längsschritt durch einen Teil eines Ringsegmentes gemäß Fig. 1 mit vorspringenden Hemmeinrichtungen,

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil eines Ringsegments gemäß Fig. 1 mit wellenförmigen Hemmeinrichtungen.

In der Fig. 1 wird in schematischer Darstellung im Längsschnitt ein Drahtlegekopf (10) mit geneigter Achse (2) gezeigt, um die das Drahtlegerohr (1) rotiert. Zum Schutz des Drahtlegerohres (1) und zugleich zur Führung des Endes des Drahtlegerohres (1) ist ein feststehender Führungsring (3) am Auslaufende des Drahtlegekopfes (10) fest angeordnet. An diesem Führungsring (3) ist in seinem oberen Bereich ein Ringsegment (4) ortsfest angeflanscht, das den Führungsring (3) und auch den Drahtlegekopf (10) parallel zur Achse (2) verlängert und das in diesem Ausführungsbeispiel einen Bereich von 180° umschließt. Darunter sind zwei Ringsegmente (5, 5') angeordnet, die eingeschwenkt dargestellt sind und in dieser eingeschwenkten Stellung gemeinsam mit dem Ringsegment (4) einen geschlossenen Kreis bilden, wobei sie in diesem Ausführungsbeispiel jeweils einen Bereich von 90° umschließen.

Die Ringsegmente (5, 5') sind so ausgebildet, daß sie zunächst über eine kleine Wegstrecke (14) genau die das Ringsegment (4) den Drahtlegekopf (10) parallel zu seiner Achse (2) verlängern, dann aber konisch zur Achse (2) hin verlaufen und dabei den wirksamen Austrittsquerschnitt des Drahtlegekopfes (10) einengen, so daß die im Drahtlegekopf (10) erzeugten Endwindungen zurückgehalten werden und nicht, wie im normalen Betrieb bei ausgeschwenkten Ringsegmenten (5, 5'), auf eine Fördereinrichtung (12) abgelegt und in Pfeilrichtung (13) weggefordert werden können.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Drahtlegekopf (10) gemäß der Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht auf das Auslaufende des Drahtlegekopfes (10). Die an Bügeln (9, 9') befestigten Ringsegmente (5, 5') sind um Drehpunkte (6, 6') schwenkbar, an denen die Bügel (9, 9') aufgehängt sind, wobei der Schwenkvorgang durch Stellvorrichtungen (11, 11') ausgeführt wird. Im Ausführungsbeispiel sind dies Kolbenzylindereinheiten, die über Leitungen mit einer Steuer- und Regeleinheit (in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt) verbunden sind, die den Schwenkvorgang entsprechend der Drahtgeschwindigkeit und der daraus resultierenden benötigten Zeitverzögerung auslöst und steuert.

In der Fig. 2 sind die Ringsegmente (5, 5') durch die Stellvorrichtungen (11, 11') eingeschwenkt und bilden nun mit dem Ringsegment (4) einen geschlossenen Ring, der in seinem vorderen Querschnitt den wirksamen lichten Austrittsquerschnitt des Drahtlegekopfes (10) einengt und ein Austreten der Endwindungen verhindert.

Nach den Fig. 4 und 5 können an den Innenflächen der Ringsegmente (4, 5, 5') teilweise Hemmeinrichtungen (7, 8) angeordnet sein, um das Austreten der Endwindungen zusätzlich zu erschweren. Diese Hemmeinrichtungen können ringförmige Vorsprünge (7) sein, die Bereiche der Innenflächen der Ringsegmente (4, 5, 5') bedecken, wie dies Fig. 4 zeigt. Als Hemmeinrichtung können nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aber auch wellenförmig ausgebildete Bereiche der Innenflächen der Ringsegmente (4, 5, 5'), wie in Fig. 5 dargestellt, zur Anwendung gelangen und eine axiale Bewegung der zurückgehaltenen Endwindungen erschweren.

Das Verfahren gemäß der Erfindung, die letzten Drahtwindungen innerhalb des Drahtlegekopfes solange am Austritt zu hindern, bis das Drahtende den Treiber verläßt, ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der den Austritt der Endwindungen verhindernde geschlossene Ring auch aus mehr als drei Ringsegmente aufweisen oder auch nur aus zwei Ringsegmenten bestehen, wobei zumindest ein Ringsegment durch Einschwenken oder auch durch Einschieben den Ring schließt und den Austrittsquerschnitt des Drahtlegekopfes einengt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Windungslegung von Draht, wobei in einem Drahtlegekopf (10) durch ein rotierendes Drahtlegerohr (1) der von einer Drahtstraße mit Hilfe eines Treibers geförderte gerade Draht in Windungen geformt und unmittelbar hinter dem Drahtlegekopf (10) die hier erzeugten Windungen in einer Kammer gesammelt oder zuerst auf einer Transportvorrichtung ausgefächert und erst am Ende der Transportvorrichtung in einer Kammer gesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem das Drahtende das letzte Walzgerüst der Drahtstraße verlassen hat, Ringsegmente (5, 5') zeitverzögert an den Ausgang des Drahtlegekopfes (10) eingeschwenkt werden, wo sie mit einem an den Drahtlegekopf (10) angeflanschtem Ringsegment (4) einen den Drahtlegekopf (10) axial verlängernden geschlossenen Ring bilden, der für eine Zeitspanne das Austreten der Endwindungen aus dem Drahtlegekopf (10) und dadurch die Vergrößerung dieser Windungen durch beispielsweise eine vergrößerte Drahtgeschwindigkeit wirksam verhindert und daß, nachdem das Drahtende den Treiber verlassen hat, die Ringsegmente (5, 5') wieder ausgeschwenkt werden, so daß die Endwindungen ungehindert aus dem Drahtlegekopf (10) austreten können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch innerhalb der Ringsegmente (4, 5, 5') angeordnete Hemmeinrichtungen (7, 8) eine axiale Bewegung der Endwindungen im geschlossenen Ring erschwert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerung (die Zeitspanne vom Austritt des Drahtendes aus dem letzten Walzgerüst bis zum Einschwenken der Ringsegmente (5, 5') durch eine Steuer- und Regelvorrichtung so veränderbar ist, daß sichergestellt ist, daß in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser bzw. der Drahtgeschwindigkeit nur die letzten Windungen des Drahtes durch den aus den Ringsegmenten (4, 5, 5') gebildeten geschlossenen Ring im Drahtlegekopf (10) zurückgehalten werden.

4. Vorrichtung zur Windungslegung von Draht, wobei in einem Drahtlegekopf (10) durch ein rotierendes Drahtlegerohr (1) der von einer Drahtstraße mit Hilfe eines Treibers geförderte gerade Draht in Windungen geformt und unmittelbar hinter dem Drahtlegekopf (10) die hier erzeugten Windungen in einer Kammer gesammelt oder zuerst auf einer Transportvorrichtung ausgefächert und erst am Ende der Transportvorrichtung in einer Kammer gesammelt werden, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Drahtlegekopf (10), dessen Auslaufende, das durch einen Führungsring (3) gebildet wird, in dem das Ende des Drahtlegerohres (1) rotiert, durch einen aus Ringsegmenten (4, 5, 5') gebildeten geschlossenen Ring verlängerbar ist, wobei ein größeres Ringsegment (4) parallel zur geneigten Achse (2) des Drahtlegekopfes am Führungsring (3) als dessen Verlängerung ortsfest angeflanscht ist und zwei kleinere Ringsegmente (5, 5') an den Führungsring (3) einschwenkbar so angeordnet sind, daß sie in eingeschwenkter Stellung gemeinsam mit dem Ringsegment (4) einen geschlossenen Ring bilden, der durch die Ringsegmente (5, 5') konisch nach innen in Richtung der geneigten Achse (2) des Drahtlegekopfes (10) verläuft, und der den wirksamen lichten Querschnitt des Auslaufendes des Drahtlegekopfes (10) einengt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das größere Ringsegment (4) die obere Hälfte (180°) des geschlossenen Ringes bildet und die beiden kleineren Ringsegmente (5, 5') (jeweils 90°) in eingeschwenkter Stellung die untere Hälfte des geschlossenen Ringes bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (5, 5') an schwenkbaren Bügeln (9, 9') befestigt sind, die an außerhalb des Drahtlegekopfes (10) angeordneten Drehpunkten (6, 6') schwenkbar befestigt sind und die durch Stellvorrichtungen (11, 11'), beispielsweise Kolbenzylindereinheiten, in ihrer Lage veränderbar sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche der inneren Oberfläche der Ringsegmente (4, 5, 5') zumindest teilweise mit Hemmeinrichtungen (7, 8) ausgebildet sind.