DE2027240A1 - Stretching wire or strip - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung einer mechanischen Spannung für ein durchlaufendes Band oder Draht und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Lt. Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Mechanischen Spannug für ein durchlaufendes Band oder Draht, wobei das Band oder der Draht von einer Zuführungsstelle weg Mit erhöhter Geschwindigkeit über eine Abfuhrungsatelle geleitet wird, so dassdurchdie Differenz zwischen Zuführungs-und Abführungsgeschwindigkeit das Bandoder der Draht zwischen diesen Stellen gedehnt wird, und eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens mit Rollen zur Fuhrung eines durchlaufenden Bandes oder Drahtes.
• Eine mechanische Spannung, verbunden mit einer entsprechenden Dehnung für ein durchlaufendes Material wird beispielsweise für Stahidrähte oder Kunststoffad#en zur Erhöhung ihrer Festigi keit angewandt. Die Erzeugung einer mechanischen Spannung für ein durchlaufendes Material kann auch die Aufgabe haben, Sem Material, beispielsweise einem Draht, durch Strecken eine geometrisch möglichst genau definierte Lage zu geben.
• Es ist bekannt, beispielsweise einem durchlaufenden Faden dadurch eine mechanische Spannung zu vermitteln, dass er von einer Spule auf eine andere Spule abgewickelt wird, wobei die Aufwickelspule gegenüber der Abwickelspule mit erhöhter Geschwindigkeit angetrieben wird. Dies kann beispielsweise durch Abbremsen der Abwickelspule erreicht werden. Auf diese Weise ist es Jedoch nicht möglich, mit hoher Genauigkeit eine bestimmte Spannung einzuhalten, da beispielsweise der Gleitreibungskoeffizient nicht konstant ist und dieser sich auch in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit des Bandes, Fadens oder Drahtes ändert. Besonders wenn die erzeugte mechanische Spannung nahe der Zerreissspannng liegt, ist es Jedoch erforderlich, die Spannung mit hoher Genauigkeit einzuhalten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Verfahren oder Vorrichtungen zum Spannen eines durchlaufenden Materials zu vermeiden und ein Verfahren zu finden, durch das einem durchlaufenden Material auf einfache Weise eine konstante mechanische Spannung erteilt werden kann.
• Das zur Lösung dieser Aufgabe geeignete Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder der Draht an Umfangsstellen mit verschiedenem Durchmesser derselben Trommel geführt wird, so dass das Band oder der Draht zwischen diesen Umfangsstellefl eine dem Verhältnis zwischen den verschiedenen#Durchmessern entsprechende Dehnung erheilt. Zur Durobftlhrung dieses Vertah rens eignet sich eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine angetriebene Trommel mit unterschiedlichen Durchmessern, an deren Umfang anliegende Druckrollen zum Anpressen des Bandes oder Drahtes an auf unterschiedlichen Trommeldurchmessern gelegene FÜhrungsstellen sowie Mittel zur Führung des Bandes oder des Drahtes zwischen diesen Fuhrungsstellen.
• Um zu verhindern, dass das durchlaufende Band oder der Draht bei konstantem Dehnungsverhältnis stets die gleichen Umfangslinien der Trommel und der Druckrollen berührt und sich dabei in deren Oberfläche rillenförmig einarbeitet, wird dem Band oder dem Draht während seiner Längsbewegung vorteilhaft zusätzlich noch eine hin- und hergehende Querbewegung erteilt.
• Hierzu wird die zur Durchfiilirung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zweckmässig derart ausgeführt, dass das Band oder der Draht zwischen den Fuhrungsstellen und in einem Bogen von der Trommel weggeführt wird, so dass die Dehnung des Bandes oder des Drahtes auf einer der Länge dieses Bogens entsprechenden Länge erfolgt.
• Die Länge des Drahtes, die entsprechend dem Verhältnis zwischen den verschiedenen Durchmessern der Trommel gedehnt wird, kann durch die Grösse eines Bogens festgelegt werden, in welchem das Band oder der Draht vor den Führungsstellen an der Trommel von der Trommel weggeführt wird.
• Um sicher zu verhindern, dass an den Fffhrungsstellen zwischen der Trommel und den Druckrollen kein Schlupf auftritt, werden nach einer weiteren Ausftihrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchftihrung des Verfahrens die Druckrollen mit einem Belag versehen, der einen hohen Haftreibungskoeffizienten aufweist.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausftihrungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der Vorrichtung in perspektivischer Darstellung#, Fig 2 eine Ansicht einer Verteilrolle, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil der Trommel mit einem Teil einer anliegenden Druckrolle, und Fig. 4 eine vereinfachte Seitenansicht der Vorrichtung.
• Wie in der Fig. 1 dargestellt, wird beispielsweise ein dünner Draht 1, dessen Durchmesser 0,1 mm und kleiner sein kann, von einer Abwickelspule 2 durch die Spannvorrichtung 3 geführt und anschliessend auf eine Spule 4 aufgewickelt. Die Spannvorrichtung 3 besteht aus einer Trommel 5, an verschiedenen Stellen ihres Umfanges anliegenden Druckrollen 6 und 7, Umlenkrollen 8 und 9, und Verteilrollen 10 und 11. Der Antrieb der Trommel 5 erfolgt beispielsweise durch einen Antriebsmotor 12, während die Druckrollen 6 und 7 durch ihr Anliegen an der Trommel in Umdrehung versetzt werden, Die übrigen Rollen werden durch den Transport des Fadens 1 entlang mindestens eines Teiles ihres Umfanges um ihre Achse mitbewegt.
• Die Anordnung der verschiedenen Rollen zueinander kann recht unterschiedlich erfolgen, Jedoch befinden sich die Verteilrollen 10 und 11 Jeweils auf der Einlaufseite des Drahtes 1 zu den Stellen der Trommel, an denen, wie aus Fig0 1 ersichtlich, der Draht durch die Druckrollen 6 und 7 gegen den Umfang der Trommel 5 gepresst wird.
• Wie auch aus Fig. 4 ersichtlich ist, hat die Trommel 5 verschiedene Durchmesser D1 und D20 Um auf die erfindungsgemässe Weise eine Spannung des Drahtes zu erreichen, wird der Draht an einer Umfangsstelle der Trommel 5 gegen den Trommelteil mit kleinerem Durchmesser gepresst und an einer anderen Umfangsstelle gegen den Trommelteil mit grösserem Durchmesser gepresst. Durch diese Anpressung mit Hilfe der Druckrollen 6 und 7 erhält somit der Draht an diesen Stellen eine feste Führung, so dass er die Geschwindigkeit dieser Umfangsstellen annimmt. Durch Ueberziehen der Druckrollen mit einem Belag 13 mit einem hohen Haftreibungskoeffizienten wird mit Sicherheit erreicht, dass an diesen Stellen kein Schlupf auftritt. Fig. 3 zeigt, wie der Draht 1 zwischen der Trommel 5 und einer Druckrolle 7 bzw. deren Belag 13 eingeklemmt wird.
• Die Spannung des Drahtes 1 erfolgt auf diese Weise zwischen der zwischen der Trommel 5 und der ersten Druckrolle 6 gelegenen ZufUhrungsstelle 14 und der zwischen der Trommel 5 und der zweiten Druckrolle 7 gelegenen Abfuhrungsstelle 15. Die Länge, auf der der Draht 1 gespannt wird, ist durch die Grösse des Bogens 16 bestimmt, in welchem der Draht zwischen der Zuführungsatelle 14 und der Abführurrgsstslle 15 gefUhrt wird.
• Die Grösse des Bogens 16 ergibt sich aus der Anordnung der Umlenkrollen 8 und 9. Diese Umlenkrollen sind an einem Rahmenteil 17 befestigt und können beispielsweise mit diesem Rahmen oder auch einzeln mit Hilfe von nicht dargestellten Verstellorganen in ihrer Lage verschoben werden.
• Die Dehnung der sich zwischen der Zufiihrungsstelle 14 und der Abfuhrungsstelle 15 befindenden durchlaufenden Drahtlänge ist festgelegt durch das Verhältnis der Durchmesser Dl und D2 der Trommel 5 bzw. dem sich aus dem Durchmesserverhältnis ergebenden Verhältnis zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten an der ZufUhrungsstelle 14 und an der AbSUhrungsstelle 15. Durch dieses genau festliegende geometrisch bedingte Verhältnis ist somit die sich beim Durchlaufen des Drahtes durch die Vorrichtung ergebende Spannung konstant.
• Die Vertsilrollen 10 und 11 haben die Aufgabe, zu verhindern, dass der durchlaufend. Draht stets die gleiche Umfangslinie der Trommel oder einer Druckrolle 6, 7 berührt und sich dabei in deren Oberfläche rillenförmig einarbeitet. Sie erteilen deshalb dem Draht senkrecht zur Drahtlangsrirhtung eine hin-und hergehende Bewegung, so dass der Draht die Trommel 5 oder eine Druckrolle 6, 7 nacheinander auf einer bestimmten axialen Breite berührt, die der Breite der hin- und hergehenden Bewegung entspricht, Zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung ist im Umfang der Führungsrollen eine rillenförmige Führungsbahn 18 eingearbeitet, die sich in einer Ebene befindet, die zur Rollenachse 19 geneigt ist und somit mit ihr einen Winkel CC einschliesst, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
• Selbstverständlich kann eine Spannung des Drahtes nur beim Durchlaufen des Drahtes durch die Vorrichtung erzielt werden.
• Beim Anlaufen der Vorrichtung wächst die Spannung des Drahtes zwischen der Zuführungsstelle 14 und der Abführungsstelle 15, also auf der Länge des Bogens 16, nach kurzer Zeit bis auf einen konstanten Spannungswert an, Aus einer mathematischen Betrachtung des Anlaufvorganges ergibt sich für das Verhältnis h zwischen der erreichten Spannung und der Spannung, die nach einer unendlichen Durchlauflänge des Drahtes erreicht wird, die folgende Beziehung: Dabei ist: s = laufende Drahtlänge, die in die Spannvorrichtung einläuft; L = Länge des Bogens 16 oder gespannte Drahtlänge zwischen der Zuführungsstelle 14 und der Abführungsstelle 15; ve D1/D2 das Verhältnis zwischen der Spannung nach einer Einlauflänge des Drahtes von s = o und der Spannung nach einer Einlauflänge des Drahtes von s =00; Wird der Draht in die Vorrichtung ohne Vorspannung eingelegt, so ist der Wert für#o selbstverständlich = o, und es ergibt sich für A die folgende Beziehungo Aus dieser Formel kann beispielsweise errechnet werden, dass nach einer Einlauflänge s des Drahtes, die der dreifachen Länge des Bogens 16 entspricht und beim 3 sich der Wert für # wie folgt ergibt: 1 - 0,06. Der Wert von A = 1 bedeutet, dass die endgültige konstante Spannung erreicht wurde.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Erzeugung einer mechan,ischen Spannung für' ein durchlaufendes Band oder Draht, wobei das iand oder der Draht von einer Zuführungsstelle weg mit erhöhter -Geschwindigkeit über eine Abführungsstelle geleitet wird, so dass durch die Differenz zwischen Zu, führung s- und Abführungsgeschwindigkeit das Band oder der Draht zwischen diesen Stellen gedehnt wird, dadurch gekenazeichne*, dass das Band oder der Draht an Umfangs stellen mit verschiedenem Durchmesser derselben Trommel geführt wird, so dass das Band oder der Draht zwischen diesen Umfangsstellen eine dem Verhältnis zwischen den verschiedenen Durchmessern entsprechende Dehnung erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem#rchlaufenden Band oder dem Draht während seiner Längsbewegung eine hin- und hergehende Querbewegung erteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder der Draht zwischen den Führ-#ungsstellen (14) und (ins) in einem Bogen (16) von der Trommel weggeführt wird, so dass die Dehnung des Bandes oder des Drahtes auf einer der Länge dieses Bogens entsprechenden Länge erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Rollen zur Führung eines durchlaufenden Sandes oder Drahtes, gekennzeichnet durch eine angetriebene Trommel (5) mit unterschiedlichen Durchmessern (D1 und D2), an deren Umfang anliegende Druckrollen (6, 7) zum Anpressen des Bandes oder des Drahtes an auf unterschiedlichen Trommeldurchmessern (D1, D2) gelegene Führungsstellen (14, 15) sowie Mittel (8, 9) zur Führung des Bandes oder des Drahtes zwischen diesen Führungsstellen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gek#eichnet, dass auf der Einlaufseite zu den an der Trommel (5) befindlichten Führungsstellen (14, 15) Verteilrollen , 11) angeordnet sind mit einer Umlauf enden Führungsbahn (18) für das Band oder den Draht, wobei diese Führungsbahn (18) in einer zur Rollenachse (9) geneigten Ebene liegt, so dass das in der Fübrungsbahn der Rolle (10, 11) geführte Band oder der Draht durch die Umdrehung der Rolle um ihre Achse eine zur Längsrichtung des Drahtes senkrechte hin- und hergehende Bewegung ausführt,

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrollen (6, 7) auf ihrem mit dem Band oder Draht in Berührung gelangenden Umfang einen Belag (13) mit hohem Haftreibungskoeffizienten aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrollen (6, 7) einen Gummibelag (13) aufweisen.