DE2161667C3 - Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von verseilten DrahterzeugnissenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen wie Seile
und Kabel aur einer Basis mit mindestens einer Lage aufgewickelter Außendrähte, bei dem die Drähte bis zu
ihrer gegenseitigen Berührung verseilt und in diesem Zustand mittels Ziehen duich eine Verformungseinrichtung
einer plastischen Verformu ig 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 hergestePt.
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
fertiget 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 Formprofi! wirkt.
Da alle Drähte in dem zu verformenden Erzeugnis bestimmte ihnen genau zugewiesene 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 Werkstoffverdrängunfe. Es kann
dann nur zu einer allseitigen Querkontraktion kommen
ίο 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 Ιτι Inneren
mit Metall nicht ausgefüllte Räume bleiben.
Bei den bekannten Verfahren müssen in Abhängigkeit
2n 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 Her teilung von verseilten Drahterzeugnissen
zu 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
ertindungsgemäß 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
Außenumriß vorspringt und daß bei der nachfolgenden Verformung auf diese vorspringenden Drähte ein Druck
in der Weise ausgeübt wird, daß r:s keilartig zwischen
die Nachbardrähte eindringen, bis auch sie mil 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 aufzubringen, len 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
Drahtlagcn nach dem konventionellen Verfahren in dieser Weise aus der US-PS 21 56 652 bekannt.
F.s ist zu sehen, daß bei einem auf die erfindungsgemaße
Weise hergestellten verseilten Drahterzeugnis die Drähte ihre runde Querschnittsform verloren haben.
Wollte man die Drähte durch querschnittsflächengleiehe
Runddrähte ersetzen, so würde wenigstens ein Draht der Lage über das Niveau der anderen
vorspringen und die Basis nicht berühren können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Grenzabmessungen der plastisch verformten Erzeug-
6b nisse bei gegebenem Verformungsgrad vergrößert oder auf denselben Maschinen der Verformungsgrad der
Erzeugnisse erhöht werden, Auch wird es möglich, bei relativ geringen Verformungskräften einen hohen
Füllüngsgrad des Querschnittes des plastisch verförnv ten Erzeugnisses mit Metall zu erreichen.
Weiterhin sind die Anforderungen an die Genauigkeit
der Auswahl der Drahtquerschnitte erleichtert, da eventuelle Abweichungen zwischen Drahtgiföße und
dem für seine Unterbringung vorgesehener. 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 mit einer weniger aufwendigen Vorratshaltung der Drahtgrößen auszukommen.
Die Verringerung der Anzahl der auf 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! g. 2 schematisch.e Darstellung der Anordnung von
Drähten der Außenreihe des Erzeugnisse' nach der plastischen Verformung.
F i g. 3 und 4 Querschnitte des Erzeugnisses in der Bauart 1 + 6 vor bzw. nach der plastischen Verformung.
l· ι 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,
Fig. 9,10 und 11 Querschnitte des Erzeugnisses in der
Bauart 1+8. 1+5+10 bzw. 1+7+14 vor der plasti sehen Verformung.
Fig. 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 b' stimmter Weise und in bestimmter Anzahl gemäß Abmessungen, Gestalt. Bauart und Verseilungskenngrößen des Erzeugnisses angenommenen Drahte
werden so verseilt, daß ein Teil der Außenreihe aus Drähten 1 (F7 ig. I) auf der Basis 2 des Erzeugnisses
besteht, die dabei ;r...erhalb des Umrisses 3 liegen; der
andere Teil der Ajßenreihe aus Dr. hten 4 liegt aber in
den Räumen /wischen den benachbarten Drähten I und springt über diese vor. wobei er über die Grenzen des
Umrisses 3 ragt.
Die Basis 2 stellt den !nnenteil des Erzeugnisaufbaues dar. Al«; Basis können ein oder mehrere Drähte, eine 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 ^zwischen 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 i> übertragen, die unter dem Winkel κ zur
Wifkungsrichtung der Vdßendruckkraft P geneigt sind,
wodurch der bekannte Keileffekt bei der Kraftübertragung
erzeugt wird. Aus den Gleichgewichtsbedingungen für die vorspringenden Drähte 4 folgt, daß tfie
Spreizdruckkraft 5 aus folgender Formel ermittelt werden kann
S =
2 sin π
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
α zwecks Erzeugung großer Spreizdruckkräfte S 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 Fert'^rzeugnis (F i g. 2)
die Gestalt von Formprofilen 5' D'w 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, Seillitzen und
Seelen; Drahtpanzer für elektrische Kabel, 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 verseiner
Drahterzeugnisse, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und ihrerseits als
Bestandteile anderer, dem Aufbau nach komplizierterer Erzeugnisse dienen können.
In Fig. J 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
u Tihüllt wird. Durcl: die Verseilung weisen die Drähte 7,
8 im Erzeugnisquerschnitt ellipsenähnliche Schnitte auf. der Zentraldraht aber ist rund. Sind alle Drähte bei
tineiii solchen Erzeugnis der Größe nach gleich
angenommen, so wird infolge der Ellipsenförmigkeii 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 Herstellt ng 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 Zentraldraht 6 innerhalb des angenommenen Umrisses
9 angeordnet, die restlichen Drähte 8 werden aber zwischen den Drähten 7 so verlegt, daß sie aus den
Grenzen des Umrisses vorspringen. Die vorspringenden Drähte 8, indem sie als Keile dienen, dringen unter
Wirkung der Verformungseinrichtung in den Umriß 9 in die Räume zwischen den Drähten 7 ein.
Durch eine solche Behandlung erhält das fertige Erzeugnis einen in Fig.4 dargestellten Querschnitt.
Auch andere Abwandlungen der Verlegung von Drähten im Erzeugnis, insbesondere mit einem oder
zwei vorspringenden Drähten sind möglich.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch ein Erzeugnis der Bauart 1+7 aus gleichen Drähten
hergesieiii werden.
Bei einem solchen Erzeugnis wird um den Zentraldraht 10 (F i g. 5) eine Reihe aus sieben Drähten 11 und
12 verseilt. In Fig. 5 ist der Querschnitt einer Drahtgruppe zur Herstellung des Aufbaues 1+7 mit
drei vorspringenden Drähten 11 dargestellt. Auch eine
andere Anzahl vorspringender Drähte kann angenommen werden. Unter Wirkung der Verformungseinrichtung
dringen die vorspringenden Drähte 11 in die Räume zwischen den Drähten 12 und auch in den Umriß
13 des Erzeugnisquerschnittes. Nach einer solchen Kraftbehandlung erhält der Querschnitt des fertigen
Erzeugnisses die in F i g. 6 dargestellte Form.
Zwecks Vereinfachung der Zeichnungen sind in Fig.5. 7, 9 bis 16 die Drähte im Erzeugnisquerschnitt
rund dargestellt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch mehrschichtige verseilte Drahterzeugnisse hergestellt
werden.
In Fig. 7 ist der Querschnitt eines zweischichtigen Erzeugnisses des Aufbaues 1+6+12 dargestellt. Die
Drähte 14 der Außenreihe sind innerhalb des Umrisses 15 verlegt. Die Drähte 16. indem sie in den Räumen
zwischen den Drähten 14 liegen, springen aus den Grenzen des Umrisses 15 vor. Nach der üblichen
Fertigungsweise solcher Erzeugniskonstruktionen werden anstatt der vorspringenden Drähte 16 solche mit
kleinerem Durchmesser, nämlich Drähte 17 so angeordnet, daß sie die benachbarten Drähte 14 berühren und
innerhalb des Umrisses 15 liegen.
Bei der Herste'lung eines solchen Erzeugnisses nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren dringen die vorspringenden Drähte 16 unter Einwirkung der Verformungseinrichtung
in den Umriß 15 ein und übertragen den Druck auf die anderen Drähte. Die innerhalb des
Umrisses 15 liegenden Drähte 14 werden, indem sie der Verformung unterworfen werden, infolge ihrer Verseilung
nicht aus dem Umriß 15 gedrängt, sondern durch den anderen inneren Teil zurückgehalten, der bereits die
plastische Verformung durchgemacht hat und außerhalb des Wirkungsbereiches der Verformungseinrichtung
liegt Dadurch ändern alle Drähte, indem sie entsprechend verformt werden, ihre Querschnittsform, und der
Querschnitt des fertigen Erzeugnisses nimmt die in F i g. 8 gezeigte Gestalt an.
Infolge verschiedener Verhältnisse der Verformung können die Drähte 14 und 16 verschiedene Quefschniltsformen
im fertigen Erzeugnis erhalten. Unter gewissen Verhältnissen der Efzeugnisfofmierung kann
der Fall des Überganges von einem oder mehreren Drähten der Außenreihe in die Innenreihe eintreten,
u.a. beim Vorhandensein eines Raumes zwischen den Drähten der Innenreihe und ebenfalls begleitet vom
Keileffekt. Der Übergang von Drähten aus einer Reihe in die andere verschlechtert nicht die Güte des
Erzeugnisses.
In Fig.9, 10 und 11 sind die Querschnitte der
•5 Erzeugnise mit dem Aufbau 1 +8 bzw. I +5+10, bzw.
1+7+14 dargestellt. Alle diese Erzeugnisse weisen
dank der vorspringenden Drähte 18 eine unrunde Form vor der plastischen Verformung auf. Die aus dem
Erzeugnisumriß 19 vorspringenden Drähte 18 sind in den Räumen zwischen den innenliegenden Drähten 20
angeordnet und werden als Keile bei der plastischen Verformung benutzt.
Aus diesem Grundsatz können verschiedene andere Drahtanordnungen zur Herstellung nach dem erfin-
2S dungsgemäßen Verfahren vieler anderer Erzeugnisarten
ausgeführt werden.
Bei Herstellung von mehrschichtigen, insbesondere von dreischichtigen verseilten Dvahterzeugnissen können
zwei Fälle eintreten: das Erzeugnis wird vollständig in verseiltem Zustand (Fig. 12) einer plastischen
Verformung unterworfen oder das Erzeugnis wird schichtweise (Fig. 13) einer plastischen Verformung
unterworfen.
Im ersten Fall dienen aus der ganzen Anzahl der Drähte, die zum Aufbau des Erzeugnisses bestimmt sind,
nur die vorspringenden Drähte 21 (Fig. 12) als Keile.
Im zweiten Fall wird eine jede nächstfolgende Drahtreihe auf den inneren, in der Figur schraffierten,
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits plastisch verformten Teil 22 (Fig. 13) so gewickelt, daß
einige Drähte 23 der Außenreihe in bezug auf die Drähte 24 vorspringen und bei der plastischen
Verformung der Schicht die Rolle von Keilen spielen.
Der Grundsatz der plastischen Verformung unter
Benutzung des Keileffekles kann für die Herstellung
von Erzeugnissen angewandt werden, deren Querschnittsgestalt
sich von der runden Form unterscheidet, z. B. von Erzeugnissen mit ovalem, dreikantigem
flachgestaltetem oder sonstig geformtem Querschnitt.
In Fig. 14, 15 und 16 ist der Aufbau der Außenreihe aus Drähten 25 und 26 auf einer ovalen, dreikantigen
bzw. flachgeformten Basis 27 dargestellt Dabei werden die Drähte 25 in den Räumen zwischen den auf die Basis
27 verseilten Drähten 26 angeordnet und springen in bezug auf die Drähte 26 vor. Im Verlauf der plastischen
Verformung dienen sie, indem sie sich selbst verformen, als Mittel zur Verformung der Drähte 26 und in
mehreren Fällen zur Verformung der Basis 27.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. 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, 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 üe 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.
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |