DE2161667B2

DE2161667B2 - Verfahren zur herstellung von verseilten drahterzeugnissen

Info

Publication number: DE2161667B2
Application number: DE19712161667
Authority: DE
Inventors: Michail Fedorowitsch; Skalackij Wiktor Kiemente witsch; Odessa Glusko (Sowjetunion)
Original assignee: Odesskij Politechnitscheskij Institut, Odessa (Sowjetunion)
Priority date: 1971-12-11
Filing date: 1971-12-11
Publication date: 1976-11-25
Also published as: GB1336200A; DE2161667A1; DE2161667C3; FR2166737A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen wie Seile und Kabel aus einer Basis mit mindestens einer Lage aufgewickelter Außendrähte, bei dem die Drähte bis zu ihrer gegenseitigen Berührung verseilt und in diesem Zustand mittels Ziehen durch eine Verformungseinrichtung einer plastischen Verformung unterworfen werden.

Nach bekannten Verfahren dieser Art werden Seile, Seillitzen und Seilseelen, Bewehrungen für elektrische Kabel und Kabeladern, bimetallische Seile für elektrische Freileitungen und andere ähnliche verseilte Erzeugnisse hergestellt.

Für die Herstellung von Kabeln beschreibt der UdSSR-Erfinderschein 55 676 und für die Herstellung von Seilen beschreibt die GB-PS 7 94 411 die Verseilung von Drahterzeugnissen und die plastische Verformung derselben im verseilten Zustand beim Ziehen durch eine Verformungseinrichtung.

Zur Herstellung mehrschichtiger Seillitzen beschreibt die GB-PS 8 77 963 ein Verfahren, bei dem auf eine nach der genannten PS 7 94 411 hergestellte Seele eine oder mehrere Drahtschichten aufgewickelt und nacheinander einer plastischen Verformung unterworfen werden.

Nach allen bekannten Verfahren wird der plastischen Verformung ein durch die Verseilung bereits vollständig fertig gebildetes Erzeugnis unterworfen, das eine vollendete Gestalt aufweist und auch ohne plastische Verformung verwendet und benutzt werden könnte.

Nachteilig ist bei den bekannten Verfahren, daß erhebliche Kräfte zur plastischen Formänderung der Drähte erforderlich sind.

Das Auftreten großer Kräfte erklärt sich dadurch, daß bei der plastischen Verformung eines bereits fertigen, die endgültige Konfiguration aufweisenden Erzeugnisses die Verformungseinrichtung gleichzeitig und in ziemlich gleichem Maße entweder auf alle außenliegenden Drähte im Falle des Ziehens einer Rundlitze durch ein Rundkaliber oder auf mehrere nebeneinander angeordnete Drähte der Außenschicht beim Verformen einer Rundlitze im Formprofil wirkt.

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Da alle Drähte in dem zu verformenden Erzeugnis bestimmte ihnen genau zugewesene geometrische Plätze entsprechend ihren Ausgangsgrößen einnehmen und dadurch keine Verschiebungen gegeneinander vollziehen können, die Verformung aber auf den ganzen Außenumriß des Erzeugnisses oder auf seinen größeren Teil ausgeübt wird, ist kaum Raum für eine querverlaufende Verformung und Werkstoffverdrängung. Es kann dann nur zu einer allseitigen Querkontraktion kommen und eben deshalb sind zur Formänderung dieser Drähte große Kräfte erforderlich, die mit dem Anwachsen des Verformungsgrades ansteigen.

Praktisch behalten die Drähte auch beim größten Verformungsgrad, der durch die Zerreißfestigkeit des Erzeugnisses beim Ziehen durch die Verformungseinrichtung begrenzt ist, selbst nach mehrfachen Verformungen klar abgerundete Kanten, während im Inneren mit Metall nicht ausgefüllte Räume bleiben.

Bei den bekannten Verfahren müssen in Abhängigkeit vom Durchmesser, Aufbau und von den Verseilungskenndaten des herzustellenden Erzeugnisses Drähte bestimmter Größe genommen werden, was die Notwendigkeit der Lagerhaltung einer großen Anzahl von Drähten verschiedener Größen bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen ^u entwickeln, bei dem die Verformungsbeanspruchungen gegenüber den bekannten Verfahren wesentlich herabgesetzt sind.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Querschnittsabmessungen der Außendrähte so gewählt werden, daß beim Verseilen ein Teil derselben die Basis nicht berührt und über den von den anderen Drähten definierten Auße.iumriß vorspringt und daß bei der nachfolgenden Verformung auf diese vorspringenden Drähte ein Druck in der Weise ausgeübt wird, daß sie keilartig zwischen die Nachbardrähte eindringen, bis auch sie mit der Basis in Berührung kommen.

Durch diese Anordnung der Drähte im Ausgangserzeugnis und die Ausnutzung des Keileffekts bei der Verformung gelingt eine beträchtliche Herabsetzung der aufzubringenden Verformungskräfte.

Wenn mehrlagige Drahrerzeugnisse herzustellen sind, wird zweckmäßigerweise jede Lage nacheinander in der vorgeschlagenen Weise verseilt und plastisch verformt. An sich ist das schrittweise Aufbringen von Drahtlagen nach dem konventionellen Verfahren in dieser Weise aus der US-PS 21 56 652 bekannt.

Es ist zu sehen, daß bei einem auf die erfindungsgemäße Weise hergestellten verseilten Drahterzeugnisse die Drähte ihre runde Querschnittsform verloren haben Wollte man die Drähte durch querschnittsflächengleiehe Runddrähte ersetzen, so würde wenigstens eir Draht der Lage über das Niveau der anderer vorspringen und die Basis nicht berühren können.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können di« Grenzabmessungen der plastisch verformten Erzeug nisse bei gegebenem Verformungsgrad vergrößert ode auf denselben Maschinen der Verformungsgrad de Erzeugnisse erhöht werden. Auch wird es möglich, be relativ geringen Verformungskräften einen hohe; Füllungsgrad des Querschnittes des plastisch verform ten Erzeugnisses mit Metall zu erreichen.

Weiterhin sind die Anforderungen an die Genauigkei der Auswahl der Drahtquerschnitte erleichtert, d eventuelle Abweichungen zwischen Drahtgröße un

dem für seine Unterbringung vorgesehenen Platz durch die Querkontraktion der Drähte und durch die Umverteilung ihres Werkstoffes beim Formen des Erzeugnisses ausgeglichen werden. Im Zusammenhang damit wird es möglich, überhaupt tut einer weniger aufwendigen Vorratshaltung der Drahtgrößen auszukommen.

Die Verringerung der Anzahl der aut Vorrat zu haltenden Drahtsorten vereinfacht auch die Organisation der Produktion, verringert die Arbeitszeitverluste, die mit der Umstellung der Ausrüstung auf andere Drahtabmessungen verbunden sind, und vereinfacht die Werkzeug- und Lagerhaltung.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g- 1 schematische Darstellung der Anordnung von Drähten der Außenreihe des Erzeugnisses vor der plastischen Verformung,

F i g. 2 schematische Darstellung der Anordnung von Drähten der Außenreihe des Erzeugnisses nach der plastischen Verformung.

F i g. 3 und 4 Querschnitte des Erzeugnisses in der Bauart 1 + b vor bzw. nach der plastischen Verformung,

F i g. 5 und 6 Querschnitte des Erzeugnisses in der Bauart 1 + 7 vor bzw. nach der plastischen Verformung,

F i g. 7 und 8 Querschnitte des Erzeugnisses in der Bauart 1+6 + 12 vor bzw. nach der plastischen Verformung,

F i g. 9,10 und 11 Querschnitte des Erzeugnisses in der Bauart 1+8, 1+5+10 bzw. 1+7 + 14 vor der plastischen Verformung,

F i g. 12 und 13 Querschnitte mehrschichtiger Erzeugnisse vor der insgesamt bzw. schichtweise auszuführenden plastischen Verformung,

Fig. 14, 15 und 16 Querschnitte des ovalen, dreikantigen bzw, flachgestalteten Erzeugnisses vor der plastischen Verformung.

Die in bestimmter Weise und in bestimmter Anzahl gemäß Abmessungen, Gestalt, Bauart und Verseilungskenngrößen des Erzeugnisses angenommenen Drähte werden so verseilt, daß ein Teil der Außenreihe aus Drähten 1 (Fig. 1) auf der Basis 2 des Erzeugnisses besteht, die dabei innerhalb des Umrisses 3 liegen; der andere Teil der Außenreihe aus Drähten 4 liegt aber in den Räumen zwischen den benachbarten Drähten 1 und springt über diese vor, wobei er über die Grenzen des Umrisses 3 ragt.

Die Basis 2 stellt den Innenteil des Erzeugnisaufbaues dar. Als Basis können ein oder mehrere Drähte, ein- oder mehrschichtige Drahtlitze oder ein beliebiger anderer Körper mit ausreichender Festigkeit und geeigneter Form und Größe benutzt werden.

Danach unterwirft man die in der beschriebenen Weise geformten Drähte einer plastischen Verformung, indem sie durch eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Verformungseinrichtung gezogen werden. Dabei wirkt die Verformungseinrichtung auf die vorspringenden Drähte 4 ein, indem sie diese durch den ausgeübten Druck Pzwischen die Drähte 1 einpressen.

Durch eine solche gegenseitige Anordnung der Drähte wird die auf die vorspringenden Drähte 4 ausgeübte Außendruckkraft P in Form von Druckkräften S auf die naheliegenden benachbarten Drähte 1 an den Flächen 5 übertragen, die unter dem Winkel α zur Wirkungsrichtung der Außendruckkraft P geneigt sind, wodurch der bekannte Keileffekt bei der Kraftübertraerzeugt wird. Aus den Gleichgewichtsbedingungen für die vorspringenden Drähte 4 folgt, daß die Spreizdruckkraft S aus folgender Formel ermittelt werden kann

S =

2sina

Daraus ist ersichtlich, daß durch die Annahme bestimmter Verhältnisse zwischen den Größen der Drähte 1 und 4 und eines Abstandes zwischen den

ίο Drähten 1 ein ausreichend kleiner Wert des Spreizwinkels <x zwecks Erzeugung großer Spreizdruckkräfte 5 gewährleistet werden kann. Dadurch werden die Verhältnisse für ein leichteres Eindringen der vorspringenden Drähte 4 in den Umriß 3 des Erzeugnisses gebildet

Mit dem Eindringen der vorspringenden Drähte 4 in den Erzeugnisumriß 3 werden die Drähte und dabei auch die benachbarten Drähte 1 verformt Dadurch erhalten die Drähte 1 und 4 im Fertigerzeugnis (F i g. 2) die Gestalt von Formprofilen Γ bzw. 4' und liegen innerhalb des erwähnten Umrisses 3 oder eines solchen, der dem letzteren nahe ist

Als Verformungseinrichtungen können geschlossene oder geteilte Ziehkaliber, Wälzrollen verschiedener Art, verschiedene Wälzkörper und andere Arten von Werkzeug zur Druckbehandlung von Werkstoffen benutzt werden.

Nach diesem Verfahren können verschiedene verseilte Drahterzeugnisse, nämlich Spiralseile, Seillitze und Seelen; Drahtpanzer für elektrische KaHeI, stromführende Kabeladern und andere ähnliche Erzeugnisse hergestellt werden.

Bei Fertigung von verseilten plastisch verformten Drahterzeugnissen, die mehr als zwei Schichten enthalten, erfolgt die plastische Verformung einer jeden Schicht nacheinander, wobei der innenliegende plastisch vorverformte Teil als Basis zur plastischen Verformung einer jeden nachfolgenden Schicht benutzt wird.

Nachstehend bringen wir Ausführungsbeispiele verseiher Drahterzeugnisse, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und ihrerseits als Bestandteile anderer dem Aufbau nach komplizierterer Erzeugnisse dienen können.

Beispiel 1

In F1 g. 3 ist eine der möglichen Abwandlungen des Querschnittes am Erzeugnis 1+6 dargestellt, bei dem ein Zentraldraht 6 durch eine Reihe aus Drähten 7 und 8 umhüllt wird. Durch die Verseilung weisen die Drähte 7, 8 im Erzeugnisquerschnitt ellipsenähnliche Schnitte auf. der Zentraldraht aber ist rund. Sind alle Drähte bei einem solchen Erzeugnis der Größe nach gleich angenommen, so wird infolge der Ellipsenförmigkeit des

Querschnitts der Drähte 7,8 ein Teil derselben aus den Grenzen des Umrisses 9 vorspringen, der um die rund um den Draht 6 angeordneten Drähte 7 gezogen werden kann.

Deshalb wird der Zentraldraht 6 nach den bekannten Verfahren zur Herstellung von solchen Litzen zwecks richtiger Anordnung der Drähte 7 und 8 mit etwas größerem Durchmesser als derjenige der Drähte 7 und 8 angenommen.

Bei der Herstellung eines sochen Erzeugnisses nach den erfindungsgemäßen Verfahrens braucht der Zentraldraht 6 nicht vergrößert angenommen zu werden, sondern umgekehrt, das Vorspringen der Drähte 8 um den Draht 6 wird zur Sicherung einer Verkeilung

benutzt Dazu wird ein Teil der Drähte 7 um den Infolge verschiedener Verhältnisse der Verformung

Zentraldraht 6 innerhalb des angenommenen Umrisses können die Drähte 14 und 16 verschiedene Quer-

9 angeordnet, die restlichen Drähte 8 werden aber schnittsformen im fertigen Erzeugnis erhalten. Unter

zwischen den Drähten 7 so verlegt, daß sie aus den gewissen Verhältnissen der Erzeugnisformierung kann

Grenzen des Umrisses vorspringen. Die vorspringenden 5 der Fall des Überganges von einem oder mehreren

Drähte 8, indem sie als Keile dienen, dringen unter Drähten der Außenreihe in die Innenreihe eintreten.

Wirkung der Verformungseinrichtung in den Umriß 9 in u. zw. beim Vorhandensein eines Raumes zwischen den

die Räume zwischen den Drähten 7 ein. Drähten der Innenreihe und ebenfalls begleitet vom

Durch eine solche Behandlung erhält das fertige Keileffekt. Der Übergang von Drähten aus einer Reihe

Erzeugnis einen in Fig. 4 dargestellten Querschnitt, ι ο in die andere verschlechtert nicht die Güte des

Auch andere Abwandlungen der Verlegung von Erzeugnisses.

Drähten im Erzeugnis, insbesondere mit einem oder · \ a

zwei vorspringenden Drähten sind möglich. Beispiel 4

. In Fig.9, 10 und 11 sind die Querschnitte der

Beispiele ,₅ E_rzeugni_{se m}j_t dem Aufbau 1 +8 bzw. 1+5+10, bzw.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kan auch 1+7 + 14 dargestellt Alle diese Erzeugnisse weisen

ein Erzeugnis der Bauart 1+7 aus gleichen Drähten dank der vorspringenden Drähte 18 eine unrunde Form

hergestellt werden. vor der plastischen Verformung auf. Die aus dem

Bei einem solchen Erzeugnis wird um den Zentral- Erzeugnisumriß 19 vorspringenden Drähte 18 sind in

draht 109 (F i g. 5) eine Reihe aus sieben Drähten 11 und 20 den Räumen zwischen den innenliegenden Drähten 20

12 verseilt. In Fig. 5 ist der Querschnitt einer angeordnet und werden als Keile bei der plastischen Drahtgruppe zur Herstellung des Aufbaues 1+7 mit Verformung benutzt.

drei vorspringenden Drähten 11 dargestellt Auch eine Aus diesem Grundsatz können verschiedene andere andere Anzahl vorspringender Drähte kann angenom- Drahtanordnungen zur Herstellung nach dem erfinmen werden. Unter Wirkung der Verformungseinrich- 25 dungsgemäßen Verfahren vieler anderer Erzeugnisartung dringen die vorspringenden Drähte 11 in die ten ausgeführt werden.
Räume zwischen den Drähten 12 und auch in den Umriß

13 des Erzeugnisquerschnittes. Nach einer solchen Beispiel 5
Kraftbehandlung erhält der Querschnitt des fertigen

Erzeugnisses die in F i g. 6 dargestellte Form. 30 Bei Herstellung von mehrschichtigen, insbesondere

Zwecks Vereinfachung der Zeichnungen sind in von dreischichtigen verseilten Drahterzeugnissen kön-

F i g. 5, 7, 9 bis 16 die Drähte im Erzeugnisquerschnitt nen zwei Fälle eintreten: das Erzeugnis wird vollständig

rund dargestellt in verseiltem Zustand (Fig. 12) einer plastischen

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Verformung unterworfen oder das Erzeugnis wird

auch mehrschichtige verseilte Drahterzeugnisse herge- 35 schichtweise (Fig. 13) einer plastischen Verformung

stellt werden. unterworfen.

_ . . . Im ersten Fall dienen aus der ganzen Anzahl der

B e 1 s ρ 1 e i Drähte, die zum Aufbau des Erzeugnisses bestimmt sind,

In Fig. 7 ist der Querschnitt eines zweischichtigen nur die vorspringenden Drähte 21 (F ig. 12) als Keile.

Erzeugnisses des Aufbaues 1+6+12 dargestellt. Die 4c Im zweiten Fall wird eine jede nächstfolgende

Drähte 14 der Außenreihe sind innerhalb des Umrisses Drahtreihe auf den inneren, in der Figur gestrichelten,

15 verlegt Die Drähte 16, indem sie in den Räumen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits pla-

zwischen den Drähten 14 liegen, springen aus den stisch verformten Teil 22 (Fig. 13) so gewickelt, daß

Grenzen des Umrisses 15 vor. Nach der üblichen einige Drähte 23 der Außenreihe in bezug auf die

Fertigungsweise solcher Erzeugniskonstruktionen wer- 45 Drähte 24 vorspringen und bei der plastischen

den anstatt der vorspringenden Drähte 16 solche mit Verformung der Schicht eine Rolle von Keilen spielen,

kleinerem Durchmesser, nämlich Drähte 17 so angeord- Der Grundsatz der plastischen Verformung unter

net daß die benachbarten Drähte 14 berühren und Benutzung des Keileffektes kann für die Herstellung

innerhalb des Umrisses 15 liegen. von Erzeugnissen angewandt werden, deren Quer-

Bei der Herstellung eines solchen Erzeugnisses nach 50 sdinittsgestalt sich von der runden Form unterscheidet

dem erfindimgsgemäßen Verfahren dringen die vor- z.B. von Erzeugnissen mit ovalem, dreikantigem

springenden Drähte 16 unter Einwirkung der Verfor- flachgestaltetem oder sonstig geformtem Querschnitt
mungsemrichtung in den Umriß 15 ein und übertragen

den Druck auf die anderen Drähte. Die innerhalb des Beispiele

Umrisses 15 Gegenden Drähte 14 werden, indem sie der 55

Verg unterworfen werden, infolge ihrer Versei- In Fig. 14,15 und 16 ist der Aufbau der Außenreih«

lung nicht aus dem Umriß 15 gedrängt, sondern durch aus Drähten 25 and 26 auf einer ovalen, dreücantägei

den anderen ihren Teil zurückgehalten, der bereits die bzw. nachgeformten Basis 27 dargestellt Dabei werdei

plastische Verformung durchgemacht hat und außerhalb die Drähte 25 in den Räumen zwischen den auf die Basil

des Wirkungsbereiches der VerfoTmungseinrichtung to 27 verseilten Drähten 26 angeordnet und springen η

liegt Dadurch ändern afle Drähte, indem sie entspre- bezug auf die Drähte 26 vor. Im Verlauf der plastische!

chend verfoimt werden, ihre Qoerschnittsform. und der Verformung dienen sie, indem sie sich selbst verformen

Querschnitt des fertigen Erzeugnisses nimmt die in ab Mittel an- Verformung der Drähte 26 und ii

F ig. 8 gezeigte Gestalt an. mehreren FaOen zur Verformung der Basis 27.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 21

1. Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen wie Seile und Kabel aus einer S Basis mit mindestens einer Lage aufgewickelter Außendrähte, bei dem die Drähte bis zu ihrer gegenseitigen Berührung verseilt und in diesem Zustand mittels Ziehen durch eine Verformungseinrichtung einer plastischen Verformung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabmessungen der Außendrähte (1,4) so gewählt werden, daß beim Verseilen ein Teil derselben (4) die Basis (2) nicht berührt und über den von den anderen Drähten (1) definierten Außenumriß (3) vorspringt und daß bei der nachfolgenden Verformung auf diese vorspringenden Drähte (4) ein Druck in der Weise ausgeübt wird, daß sie keilartig zwischen die Nachbardrähte (1) eindringen, bis auch sie mit der Basis (2) in Berührung kommen.

2. Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Drahterzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lage nacheinander gemäß Anspruch 1 verseilt und plastisch verformt wird.