DE2161667C3

DE2161667C3 - Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen

Info

Publication number: DE2161667C3
Application number: DE2161667A
Authority: DE
Inventors: Michail Fedorowitsch Glusko; Wiktor Klementewitsch Skalackij
Original assignee: ODESSKIJ POLITECHNITSCHESKIJ INSTITUT ODESSA (SOWJETUNION)
Current assignee: ODESSKIJ POLITECHNITSCHESKIJ INSTITUT ODESSA (SOWJETUNION)
Priority date: 1971-12-11
Filing date: 1971-12-11
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2166737A5; GB1336200A; DE2161667A1; DE2161667B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von verseilten Drahterzeugnissen wie Seile und Kabel au^r 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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

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.

Beispiel 3

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.

Beispiel 4

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.

Beispiel 5

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.

Beispiel 6

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

Patentansprüche:

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.