DE2235463A1 - Drahtziehmaschine und verfahren zu ihrem betrieb - Google Patents

Description

Firma British. Insulated Oallender's Gables Limited. 21 Bloomsbury Street, London, W.O. 1., Englands

Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus den "britisolien Anmeldungen Hr_β 54031/71vom^ 20_e Juli 1971 und; / AnmeMung Nr. 35997/71 vom 3Q₄, Juli 1971 und Anmeldung He_e 3599B/71 vom 30,. Juli -1971 beanspr.uQlit

Draiitzielimasohine und Verfahren zu ihrem Betriela

Die Erfindung bezieht si'ch auf Maschinen und G-eräte zum , · Reduzieren des Durchmessers von Draht durch Ziehen sowie auf ein Verfahren zum Betrieb der Maschinen oder Geräte, Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ■ausschließlich', für das Ziehen von Drähten verwendbar/ die einen sehr kleinen Durchmesser haben, und foiglich eine .sehr geringe Zugfestigkeit aufweisen.

Kupferdraht wird Ä/Zt. .in i)urchm,essern'bis herunter auf etwa·0,0075- mm (OyOOO^ '■) heigestellt,- bei welchem Durchmesser er eineBruchbelastung nur in der Größenordnung von einem Gewichtsgramm aufweist, und sogar feinef.e Drähte würden für einige Anwendungsformen wünschenswert sein. Bei solch feinen Drähten ist es schwierig, in den Drähten eine Zugspannung aufrechtzuerhalten, die.stets ausreicht, ,um einen Drahtdurchhang zu vermeiden, und dennoch niemals ausreicht, um den Draht zu zerreißen, insbesondere dann, wenn die Drahtgeschwindigkeit

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im wesentlichen konstant gehalten wird, um beispielsweise ein zufriedenstellendes Aushärten eines Schmelzüberzugs auf dem Draht zu erreichen. Es ist Hauptaufgabe der Erfindung, wenn sie für die Bearbeitung von sehr feinen Drähten verwendet wird, diese Schwierigkeiten zu überwinden oder zumindest beträchtlich zu mindern.

Beim Ziehen eines Drahtes durch eine Reihe von Zieh-* matrizen wird dieser an jeder Matrize bis zu einem Ausmaß gelängt, welches durch die Reduktion an dieser Matrize bestimmt wird, und die Umfangsgeschwindigkeiten der Ziehblöcke (der hier verwendete Ausdruck umfaßt angetriebene Scheiben, Haspeln, Kegel und jegliche anderen drehbaren Fördermittel, die sich zum Ziehen von Draht durch eine Matrize hindurch eignen) müssen sich anteilig erhöhen. Bei relativ großen Drahtabmessungen wird eine vernünftige Toleranz dadurch erreicht, daß man einen Schlupf zwischen dem Draht und dem Ziehblock bei laufender Maschine zuläßt, möglicherweise mit einem Recken des Drahtes auf dem Block,, jedoch in dem Maße, wie die Drahtabmessung abnimmt, nimmt auch der Betrag an Schlupf oder Reckung, der zugelassen werden kann, ab.

Bei den nächstliegenden herkömmlichen Drahtziehmaschinen sind die Ziehblöcke alle starr aneinander gekuppelt, und in vielen Fällen ist ein Block um den anderen bzw, jeder zweite Block koaxial angeordnet und einstückig ausgebildet oder starr miteinander verbunden. Matrizen zur Verwendung in derartigen Maschinen sollten daher genau aufeinander abgestimmt sein, um sicherzustellen, daß jede Matrize eine Längung erzeugt, die den Blöcken, zwischen denen sie angeordnet ist, angemessen ist, und ein solches Abstimmen erhöht die Kosten für die Matrizen erheblich. Weitere Schwierigkeiten treten dann auf, wenn die Matrizen sich abnutzen und daher ihre Dimensionen ändern. Es hat den Anschein, als wäre es möglich, unabgestirnmte Ziehmatrizen zu verwenden, so_c,ar für sehr feine Drähte, wenn die Ziehblöcke alle unabhängig mit Geschwindigkeiten angetrieben wurden, die den tatsächlichen Abmessungen der

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Matrizen entsprechen, doch..ist diese Möglichkeit auf kommerzieller Ebene, nicht verwirklicht worden,, außer zum > Ziehen sehr starker .Stahl'drähte, wenn ausgeklügelte- Zugspannangs-Regeleinriehtungen Terxiendet' worden sind!,. ^es is* anzunehmen,: daß dieser Mangel auf einen Mangel an geeigneter - .; , .Anlauf—und BetrielDsläüftechiiik zurückzuführen ist, die ; durch die vorliegende Erfindung nunmehr 'geschaffen wird. ■ "v V

Dur.ch'die Erfindung Λ'/^ird eine I)i?ahtziehmaschine geschaffen, die sich zusammensetzt aus mindest zwei Matrizen, aus zu- . ■ '/.-mindest einem Zie.h"block zum, Ziehen des Drahtes durch ,3ede Matrize hindurch, wo"bei jeder Ziehialock^eine effektive ..-■ ■ Oberfläche aufweist, die vom einen Ende seiner Drehachse . , zum anderen konisch verläuft, ferner aus unabhäng!g' ein- ^; stellbaren Antriefcseinrichtungen für jeden ZiehblOCk mit .;■■"·■ einem Arbeitsbereich, in welchem sich die Winkelgeschwindigkeit des Zi-ehblocks in Ansprecherwiderung auf Veränderung ' der G-eschwindigkeit des Drahtes ändern kann, der damit in Wirkverbindung steht, und zwar: ohne irgendeine wesentliche Änderung des Drehmomentes ;der' Antriebseinrichtung und unabhängig von den anderen Ziehblöcken, sowie aus einer Einrichtung \ zum Aufnehmen des gezogenen"Drahtes von dem letzten Ziehbloek.^

Die Konizität jedes Ziehbioeks ist vorzugsweise^i aber " nicht unbedingt, über die effektive Oberfläche hinweg gleichförmig. Vorzugsweise erstreckt sich die konische effektive Oberfläche über die gesamte effektive axiale Längeί des, Ziell·- blocks hinv/eg, doch wird auch die Verwendung von beispielsweise einem symmetrischen Block mit einer konkaven ümfangsflache nicht ausgeschlossen. Der Kegelwinkel ist nicht kritisch, und der zulässige Bereich kann um einen gewissen Betrag,, schwanken," was von dem Material und der. Abmessung des Drahtes.;abhängig ist, liegt jedoch im allgemeinen Bereich von 0,3 bis 10° des Jialbwinkels» I¹Ur Kupferdrähte mit einem Durchmesser von etwa 0,025 pm .(0,00T ) wurden sehr gute Resultate erzielt bei Verwendung von Konen mit entweder 1/2 ° oder 6°.' -; - \ \- _r. .,, ./,x->./>V -.. ",.;■' ·■ -

- - V- '. 20988β/0Μ3ί 'I -. ' ,.

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Die Antriebseinrichtung für,den Ziehbloek ist vorzugsweise ein Motor mit einer entsprechenden (flachen) Drehmoment/ Drehzahl-Charakteristik, doch kann auch eine Antriebseinrichtung angewandt werden, die eine solche· Charakteristik durch Verwendung einer Rutschkupplung erzielt, Turbinen, pneumatische Kolbenmotoren und elektrische Drehmomenterzeuger mit flachen Drehmoment/Drehzahl-Charakteristiken sind verfügbar, und es wurden damit jeweils gute Ergebnisse erzielt.

Eine>Ausfuhrungsform von Turbinen^ bei welcher ein Strömungsmittelstrahl auf einen Impeller in freier "Luft auftritt oder bei dem zumindest einvesentliehes Spiel zwischen dem Impeller und irgendeiner Umhüllung vorgesehen ist, hat eine extrem flache .Drehmoment/Drehzahl-Charakteristik, und für die feinsten Drähte kann dies der am meisten geeignete Typ von Motor sein; er hat jedoch einen geringen Leistungswirkungsgrad, und aus diesem Grund wird es nunmehr In den meisten fällen für zweckmäßig gehalten, eine eingeschlossene Turbine oder einen pneumatischen Verdrängungsiao tor, beispielsweise vom Rotations-Coder Schaufel-) Typ oder einen elektrischen Drehmomenterzeuger, beispielsweise vom Typ mit ausgeprägtem Pol/s haded-pole type/ zu verwenden..

Wenn eine Turbine in einer Maschine zum Ziehen setir feiner Drähte verwendet wird, dann ist Ihr Arbeitsmedium vorzugsweise Luft oder ein anderes Gas, jedocm wird für größere Drähte eine flüssigkeit, z.B., Wasser, bevorzugt.

Wenn Turbinen oder pneumatische Verdrangujngsaotoreii wex— wendet werden, werden sie vorzugsweise von einer ,gemeinsamen Lieferquelle her mit dem Arbeitsmedium versorgt, vorzugsweise mit einem regelbaren Druck, so daß die Zufuhr von Strömungsmittel für alle Turbinen einheitlich eingeregelt werden kann» In solchen fällen speist vorzugsweise die glelßihe !energiequelle einen Turbinen-(oder anderen) Motor^ <ä@x üa MfimhjmB-spule für den gezogenen Draht antreibt.. In gleicfeer Weise werden, wenn elektrische Drehmoment erzeuger veiwseaädef werden., diese vorzugsweise je über einen eigenem Ireimaihlregler von

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. einer gemeinsamen regelbaren Energiequelle.gespeist. Mr Motoren,- die mit Wechselstrom arbeiten, ist die bevorzugte Form der Energieversorgung ein variabler ,Transformator bzw. Regel trafo (oder ein variabler Äatö^Transformator), und, die individuellen--Drehzahlregler können ebenfalls Hegeltrafos (oder Auto traf os) sein.. Alternativ· können elektronische; Regelungen in einem der Fälle oder in beiden ,Fällen: ver--/ wendet werden. " - ■ '.. . .'■""■■ ■"■.-"· -:'-.- · :

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Ziehen von Draht unter -Verwendung der beschriebenen Maschine_Λ wobei das Verfahren aus folgenden Verfahrensschritten besteht: ; ' ;

(1) Einfädeln der Maschine,'durch Tastbetriet) bzw. · kurzes Einschalten; --

(2) Betätigung der Antriebseinrichtungen, um alle ' Blöcke mit einer"Geschwindigkeit anzutreiben,'■

die niedrig ist im Vergleich zur; beabsichtigten ·■'. Betriebsgeschvandigkeit; ' '. ■-'■-.'_ ■ (5) Einregelung der Aufnähmespule., so daI3 die G-eschwin-

digkeit¹des-Drahtes, der mit jedem von zumindest ' einigen der Ziehblöcke in Wirkverbindung steht, ' ·

■geringer ist als die Umfassungsgeschwindigkeit " - dieses Blocks, so daß "ein Schlüpf zv/isehen dem· .

" Draht und jedem dieser Ziehblöeke stattfindet und /

die G-e's'chwindigkeit des Drahtes, der mit jedem : "-"; " verbleibenden Ziehbloak. oder den verbleibenden

Ziehblöcken in Wirkverbindung steht,, gleich der. • Uaifasnarigsgeschwindigkeit dieses Blockes ist» '

(4) Reduzieren der Geschwindigkeit jedes, Ziehblocks·,. .

. ., an welchem Schlupf stattfindet, bis dieser Schlupf-• - - ' zwischen dem_;Draht und diesem Block im wesentlichen . beseitigt iüt, und ' -' · ^v' ' ; ,^; , ^;

(5) Erhöhung-der Geschwindigkeit aller Ziehblöeke und-.-■". '.. der Aufnahmespule im Einklang miteinandef bis zu: ' einer vollen Laufgesehwindigkeit, ohne üaß ein ^: wesentlicher; Schlupf zwischen dem Draht" und irgend-;

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einem der Blöcke verursacht wird.

Da die Ziehblöcke konisch ausgebildet sind, kann ein Schlupf während des Verfahrensschrittes (3) stattfinden, ohne daß der Draht gereckt wird, wobei für den Draht bei dieser Stufe die Tendenz besteht, den^ Block "abwärts" zu laufen, d.h. in Richtung auf sein achmales Ende; wenn der Schlupf aufhört, im Verfahrensschritt (4), dann läuft der Draht den Block aufwärts, und dies ergibt eine ausreichende Anzeige dafür, daß die notwendige Einstellung erreicht und im wesentlichen beibehalten wird, und der gleiche Test ist wirksam, um die Notwendigkeit für eine Nachstellung (als eine "Folge der Abnutzung) während des nachfolgenden Arbeitslaufes der Maschine anzuzeigen.

Die Erfindung findet eine wichtige Anwendung bei der Behandlung von Draht durch einen kontinuierlichen Vorgang, bei welchem der Durchmesser des Drahtes durch Ziehen reduziert und dann der gezogene Draht, ohne daß er zwischendurch aufgespult und wieder abgespult wird, in eine nachfolgende Behandlungsvor-^ richtung eingeführt wird, wie beispielsweise eine Emaillierbzw. Überzugsmaschine, die es erfordert, dai3 sie mit einer im wesentlichen vorbestimmten Drahtgeschwindigkeit arbeitet. Dieser Aspekt der Erfindung ist insbesondere bei der Herstellung-von emaillierten Kupfer- und Aluminiumdrähten (ebenfalls als Magnetdraht bekannt) von sehr kleinem Durchmesser nützlich.

In der zugehörigen deutschen Patentanmeldung, Anwaltsakte 70 126, P 20 58 151.5, ist ein Verehren zur Herstellung eines gesogenen und weiterbehandelten Drahtes beschrieben und beansprucht, welches aus folgenden Verfahrensschritten besteht:

(a) Ziehen eines Drahtes mit Hilfe mindestens einer Ziehtrommel durch mindestens zwei Matrizen bzw, Ziehwerkzeuge, um eine Querschnittsflächenverminderung von mindestens 30$ zu erzeugen;

(b) Antreiben der oder jeder Ziehtrommel mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die größer als die Geschwindigkeit des

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von ihr erfaßten Drahtes Ist, und

(c) Führen des oder fedes Drahtes direkt in eine nachfolgende Behandlungsvorrichtang, einschließlich den Einrichtungen zum Einstellen der Geschwindigkeit üös oder jedes Drahtes, sowohl während des 2iehvorgangs als auch während der anschließenden Bearbeitung, auf einen solchen Wert, daß.die Geschwindigkeit-des oder jedes Drahtes durch jede JMa tr ize _;durch welche er lauft, so zu, der an dieser. Matrize bewirkten Quer·" schnittsreduktion'in Beziehung steht, daß der Draht nicht "wesentlich erhitzt wird.

Wenn dieses Verfahren auch sehr erfolgreich war, so wurde ■durch dieses das Problem des -häufigen Drahtbruches bei der Behandlung sehr feiner Drähte (beispielsweise unterhalb 0,04mm) nicht gelöst, und es hat sich herausgestellt, daß durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren geschaffen wurde, welches, wenn auch von allgemeiner Anwendungsmöglichkeit,, insbesondere für die Herstellung sehr feiner emaillierter oder anderweitig behandelter Drähte geeignet ist und -die Möglichkeit "bietet, daß diese wirtschaftlicher und in größeren kontinuierlichen" Längen als' bisher erzeugt wurden.

Bei einem bevorzugten Verfahren gemäß 'der Erfindung "wird der Draht nach dem Verlassen des letzten Ziehblöcks zumindest einem weiteren Verfahrensschritt unterworfen, nach welchem der Draht dur'ch die Aufnahme trommel aufgenommen,, die Aufnahme— trommel -durch eine strömungsmitteltürbine angetrieben und zusätzlich ein Antrieb mit konstanter "Geschwindigkeit an 'den Draht in Laufrichtung hinter der letzten 'der ^:Ziehmatrizen gekuppelt "Wird-, nachdem die "Maschine im wesentlichen auf die erforderliche Betriebs'geschwindigkeit durch d-en lurblnenantrieb beschleunigt worden ,ist.

f ahren «Im BmaäMlMscmi^ lisitj, ©φαΑ äi/e .entspr^ehen&e"Verrichtung tan itfiesssiobliiDihen ^aus ieiinea? ^: Ä

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des Drahtes mit flüssiger Emaillie und eine Einrichtung zum Umwandeln des Überzugs in einen festen, ausgehärteten Zustand bestehen. In herkömmlicher Weise wird der überzogene Draht durch einen Ofen hindurchgeleitet, um Lösungsmittel aus der Emaillie zu verdampfen und den polymerischen Überzug auf dem Draht aushärten, doch alternativ kann auch der Draht vor" gewärmt werden, um eine rasche Terdampfung des Lösungsmittels beim unmittelbaren Austreten des Drahtes aus der Aufbringvorrichtung zu erzielen, oder es kann eine "lösungsmittelfreie" Emaillie verwendet werden (bei welcher der flüssige Bestandteil der Emaillie mit dem polymerischen Bestandteil derselben kopolymerisierbar ist). Eine weitere Möglichkeit mit entsprechenden Emailüen besteht darin, eine Ultrftviolett- oder Elektronen- oder andere Hochenergiebestrahlung anstelle von (oder zusätzlich.zu) der Wärme anzuwenden, um den Emaillieüberzug auszuhärten«

Gegenwärtig wird es vorgezogen, eine herkömmliche Emaillie irgendeiner gebräuchlichen Klasse zu verwenden, die auf den Draht durch einen dosierden Aufbringer aufgebracht wird (der von demjenigen Typ" sein kann, bei dem eine Dosierungswalze verwendet wird, oder von demjenigen Typ*, der mit Ausnahme von Durchgängen für den Ein- und Austritt des Drahtes geschlossen ist und gewöhnlich unter Druck gesetzt wird, und welchem in jedem Falle die flüssige Emaillie mit im wesentlichen der gleichen Rate zugeführt wird, wie der Draht sie wegnimmt), und mittels eines Ofens ausgehärtet wird, der vorzugsweise von horizontaler Konstruktion ist.

Der Konstantgeschwindigkeitsantrieb kann mit dem Draht an irgendeinem Punkt auf dessen Weg zwischen der abschließenden , Ziehmatrize und der Aufnahmetrommel gekuppelt werden, oder er könnte über die Aufnahmetrommel selbst gekuppelt sein, vorausgesetzt, daß entsprechende Schritte unternommen werden, um die Änderung des WickeldurShmessers zu berücksichtigen, da bei

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richtiger,Einsteilung der. T*rbinenan1iq?iel3 spontan die. G-_:e^ sehwindjLgkeit annimmt, die; durch:den Eonstantgesehv antrieb festgesetzt wird^ Im allgemeinen; Fall, wo. der Draht zwischen. Scheiben vor« und zurückgeleitet wird, um .ein [Crook-» nen und, Aushärten ."von mehreren Emaillieüberzügen unter Yer-* Wendung· eines> geraeinsamen Ofens oder einer anderen Wärmequelle durchzuführen,. Ist es besonders -zweckniäJtig;, den Konr- . stantgesehwindiglceitsantrieb mit einer- dieser Scheiben ₍zu Yer« lainden, l'ür feinste Drahte, kann-die andere, dieser So heil) en oder in extremen lallen jede dieser SohelTaen -und können j eg-* liehe, zusätzilichen iDrahtf ührungen eifcenf alls mit einem ■ Antrieb der gleiQ.hen Art ausgerüstet werden,, ,wie er für 4ie;. Terwendet wird, ■ _Λ . · - . . - ; . - . , ■

Konstantgeschwindigkeitsantrieb kann τ_οη jeder "be« - ·, liebigen Bauart sein, die eine G-esohwindigkeit aufrechter« hält, welche innerhalb.-der Tolleranz der Anlage konstant ist. Er. kiann^beispielsweise angetrieben werde» durch·' einen :.· elektrischen Synchronm®.tor, einen hydraul-tofeen oder pneu^ matisjchen Verdrängungsmotor, -der durch, einen Zentrifugalregulator gesteuert wird, &der irgendeinen Typ von Motor-mit elektrischer BückkappIungs^CresehwIndlgkeitsregulierungv Der Elnfaahheit halber wird e,±®- elektrischer Synahronmotor vprge?-. zogen,,Menn--§tlieih« 'Drähte gleichzeitig in larallelanprdnung zu betondelnv sCnd>, k®nn eine einzige Zraftmasehine im Kon« -. stantges'cnwindlgk.eltsaititrleb für alle Drähte verwendet-wer den.. Eine entsprecn'ende lretriebeübers;etz,ung kann; verwendet;; werdeny um' verschiedene konstante Geschwindigkeiten .für- einzelne. - -,:■.· Drähte gegehenenfalls %% erzielen,, wenn.beispielsweise die iprähte'ünterschiedlitihe-Abtoe;ssunken aufweisen-. -{■ ^; -^:.

. f3e:i 4en me'lsten: -Arten

¥'£rd; es. notwe^ndigi,sjeln, :diese· Wahrend des Anlaufens. .. : der yorrlchtuf.g· ab^ukkifpeln^ dndem: elne/..'lupplung: oder eine··; gl^iu\mm^lßß,;M^^-XQ^}XB.^^^P^egci'ieSi #ird;^.d^e;iEiipplung .wird ;.■ ■■:. dann nach dem Einregeln der Individuellen 'rurbineri eingerückt, .um Schlupf zu vermeiden,, und dann wird die .Geschwindigkeit' .. · " auf den entsprechenci gewUnsahteri.Wept eingeh fcellt, indem-

der Druck der gemeinsamen Lieferquelle für das Arbeitsmedium nach den Turbinen eingeregelt wird, oder dadurch, daß diese anderweitig synchron beschleunigt werden. Der Konstantgeschwindigkeitsantrieb wird dann die Geschwindigkeit halten, und zwar trotz kleiner Veränderungen in der Zugspannung in-* folge von Änderungen in der Energieversorgung, des Aufwickelradius und anderer beiläufiger Faktoren,

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 in schematischem Aufriß eine Ausführungsform von Drahtziehmaschine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die gleiche Maschine,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, teilweise im Detail und teilweise scaematiseh,·

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung IV-IV in Fig, 3,

Fig» 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 1,die

Fign,6<-9 schematische Darstellungen von Alternativanordnungen und Einfädeleinrichtungen, die

Fign.10 und 11 Details einer abgeänderten Ausführungsform der Maschine,

Fig. 1.2 eine grafische Darstellung· der Drehmomenfc/Dreh-' zahl-Oharak teristik· eines Motors, der in. der Maschine nach den Fig. 10 und 11 verwendet wii^vd>. -

Fig. 13 eine weitere abgeänderte Ausführung forth'der Maschine

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14 /im Detail -'einen Φβ±1'' der Maschine nach ligv 15 ■. in eiiiesi ander en Zustand, ' '-:■-/- ■ -..-..". ■-"'.'-

Fig«,: 15 .eine andere Ansieht; aiif einen Teil der Maschine

' : nach denFign. 13 und 14, während ν -·_/ ' . /

lig, :16 im Detail einen" weiteren leil der Maschine; nac:h ' 13 wiedergibt. : --.: :_:. ■ -;· , .-:

.'■' Wie aus den Fig. 1 "bis "3 ;hervargeh"t, weist di& Zieh-; ...- . _ maschine eine entsprechende "Halterung j.^: auf, auf welcher zwei Reihen von ZiehTalocken. montiert sind, wo"bei die: Blacke^der "_:; ö-"beren Reihe: mit '2. und: die der unteren Re'ihe_t mit 3'.bezeichnet: sind. "Ein Draht .4» der;-:gezogen·werden.'soll-,--. wird von irgendeiner geeigne^ten Zulief er guelle, die nicht im'einzelnen dar- .;" -gestellt ist, weil sie; keinen Teil cLer 'vorliegenden.Erfindung bildet,, abgezogen und läuft iilDer eine Scheitoe 5, durch/einen eisten Matrizenhalter 6 und dann in- eine' Einzelschieife 7 um den ersten oberen und den ersten unteren Ziehblock;: er setzt sich dann fort-durch: einen zweiten Matrizenhalter 8;'und .in einer Schleife 9 lim das zweite Paar von ZiehtilÖcken, und so- / weiter durch Matrizenhalter TQ und Schleifen .11, bis er den. abschließenden Matrizenhalter-12 erreicht, von dem er in der dargestellten Weise um den^v letzten oberen Ziehblpck; 13 und den letzten unteren Ziehblock 14 läuft, der den gezogenen Draht: nach einer Querscheibe 15 liefert, die.sich um ihre eigene ,: Achse hin-·und herbewegt, um in bekannter Weise den 'gezogenen Draht auf eine Aufnähmetrommel' 16 aufzulegen; ·

¥ie: am besten aus den Fign. 3 und 5. hervorgeht·,, sitzt ;' jeder der Ziehblocke 2,3 in einem individuellen Iiäger 17 von geringer Reibung und ist- starr mit einem Impeller 18 (s. aMqh..; !'ig» 4^) gekuppelt.'Komprimierte iuft von einem/EompEessor 'T%~\ mit eigenem Druckregler wird über ein Dosierüngsventil.20 :./ einer Verteilerleitung 21 und von der Verteilerleitung über- ' individuelle Regelventil© 22 nach; Düsen 23^: geli^fe'rt, die : :; ■·;■ Luftströme tangential auf die Impeller 18 auftreffen lassen, ν

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um sie zu einer Drehung zu zwingen; die Drehrichtung ist die gleiche (nach Fig. 1 im Uhrzeigersinn) für alle Blöcke, außer dem letzten unteren Block 14, der sich in der entgegengesetzten Richtung dreht. Die Aufnahmetrommel 16 wird durch einen identischen Impeller angetrieben, der durch luftstrahl angetrieben wird, welcher von der Verteilerleitung 21 in der gleichen Weise zugeliefert wird.

Die Fign. 6 bis 9 zeigen alternative Drahtwickeleinrichtungen, die verschiedene Ausmaße von Wicklung des Drahtes auf den Ziehblöcken liefern. Mg. 6 zeigt eine sehr · einfache Einrichtung, bei welcher der Draht eine einzige Windung um nur einen Ziehblock zwischen aufeinanderfolgenden Matrizen macht; diese Einrichtung kann ohne konstruktive Änderung der Maschine nach den Fign. 1 bis 5 erreicht werden, indem nur die obere Reihe von Ziehblöcken verwendet wird. Fig. 7 zeigt eine andere Anordnung, die ohne konstruktive Änderung der Maschine erreicht werden kann: Anstatt um Ziehblöcke in Schleife gelegt zu sein, die vertikal übereinanderliegen, werden sie um diagonal versetzte Blocks in Schleife gelegt. Die Gesamtwicklung ist die gleiche, aber die vergrößerte länge des ersten Berührungspunktes kann in manchen Fällen vorteilhaft sein.

Die Anordnungenjaach den Fign. 8 und 9 erfordern nur geringfügige konstruktive Änderungen, insbesondere werden die Lagen der Matrizenhalter 6 geändert, und die Drehrichtung jedes Ziehblocks um'den anderen (3 in Fig.8, 2 in Fig. 9) wird umgekehrt. In Fig. 8 ist der Abstand der Ziehblöcke ebenfalls geändert (oder ein Block um den anderen kann in jeder Reihe verwendet werden). Es ist ersichtlich, daß diese Anordnungen eine G-esamtwicklung von weniger als einer Windung pro Matrizenhalter erzeugen.

Erfindungsgemäß ist die Oberfläche aller Ziehblöcke konisch ausgebildet, und zwar vorzugsweise einheitlich konisch, Die Richtung der konischen Verjüngung ist nicht kritisch,

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doch ist es zweckmäßig, die Richtung der Konizität von jedem. Block, an dem der Draht angreift, "bis zum nächsten Block umzukehren; wenn alternative Auffädelungsmuster gewünscht werden, kann es daher zweckmäßig sein, daß die Blöcke leicht rever- . sibel sind. Alle dargestellten Muster, außer dem in Pig. 6 dargestellten, sollten entgegengesetzte Konizitäten auf den Blöcken in den oberen und unteren Reihen aufweisen. Wenn eine Umkehr der Konizität nicht verwendet wird, so besteht eine •Tendenz für kumulative Drahtbewegungen; und dies kann es not-, wendig machen, Ziehblöcke von größerer axialer Länge und daher von größerer Trägheit zu verwenden,

Fig. 10 zeigt eine geeignete Ausführungsform für einen Ziehblock, bei welchem die konische effektive Oberfläche 23 durch einen Ring 24 aus Keramikmateriäl gebildet wird, z.B. aus Aluminiumoxid. Alternativ kann auch ein Metallring, der mit ■ .Wolframkarbid flammgesprüht ist, verwendet werden. Die Konizität ist in der Zeichnung der Klarheit wegen etwas übertrieben dargestellt; eine Konizität von 0,5° wird bevorzugt, aber es können auch , wie erwähnt, größere Kegelwinkel verwendet v/erden. Der Ring 24 sitzt zwischen Flanschen 25,26, die beide auf die Antriebswelle 27 aufgefädelt sind, und die Konizität auf der effektiven Oberfläche kann ohne,weiteres dadurch umgekehrt v/erden, - daß der Flansch 26 abgeschraubt und entweder der Ring ersetzt ader umgekehrt wird und ein anderer Flansch von entsprechenden Abmessungen für den Flansch 26 dafür eingesetzt wird.

Fig. TO zeigt zusammen mit Pig'· 11" a'ußerdem eine, alternative Ausfuhrungsform eines Pneumätikmotors,, der von! Ro'tations— Verdrängungstyp ist. Der.Rotor 28, der mit der Antriebswelle gekuppelt ist, dreht sich in einem exzentrischen Zylinder 29, und Schaufeln 30 (durch Zentrifugalkraft nach außen gedrückt) . unterteilen den Zwischenraum in vier Teile-, in welchen eine Ausdehnung der komprimierten Luft (-die, über die Stopfbuchse eintritt) stattfindet,, um eine Ausgangsleistung zu liefern. Die ausgeatoßene Luft, die aus den Öffnungen 32 austritt,

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hilft mit, den Ziehblock von Staubteilchen freizuhalten. Der in den Fign. 10 und 11 dargestellte Motor ist von der Firma Desoutter Bros. Ltd., The Hyde, London N.W.9, England, als "Air motor MM/17000" erhältlich. Durch Betreiben dieses Motors mit geringem Luftdruck, als er für den gewöhnlichen Gebrauch zur Energieversorgung von transportablen Werkzeugen normal ist, kann ein nützlicher Bereich von im wesentlichen konstantem Drehmoment erzielt werden; Fig. 12 zeigt eine Drehmoment/Drehzahl-Kurve für diesen Motor bei einem Binläßluftdruck von 30 lbs/sq.inch ( etw_a 2 kg/m² bis 200 kltym² ) und es ist festzustellen, daß das Drehmoment innerhalb - 5°/° über einen Bereich von etwa 275 U/min bis etwa 2000 U/min ist.

Es ist erwünscht, daß die Ziehmatrize!während des Betriebs geschmiert werden, und zwar vorzugsweise durch Einspritzen eines Schmiermittels direkt in die Matrizenäusspärüng; die Ziehblöoke sollten jedoch von Scimermittel freigehalten werden.

0"b Turbinen oder pneumatische Verdränguhgsmotoren verwendet werden, um die Ziehblöcke anzutreiben, der Betrieb der Maschine ist imvesentlichen der gleiche. Abhängig von der erforderlichen besonderen Reduzierung wird eine entsprechende Reihe von Matrizen in die Matrizenhalter β oder in einige von ihnen eingesetzt; wo ein besonderer Matrizenhalter nicht verwendet wird, kann es möglich sein, den jeweiligen Ziehblock oder die jeweiligen Ziehblöcke zu umgehen; wenn dies nicht möglich oder nicht erwünscht ist, können die entsprechenden Blöcke als angetriebene Führungen betrieben werden.

In der nachfolgenden Beschreibung werden Vierte für Betriebsparameter angegeben, die beim Ziehen von Küpferdraht angemessen sind, der anfänglich von einem Ausgangsdurchmesser von 0,04 mm völlig geglüht ist, wobei eine Maschine der in den Fign. 1—5 dargestellten Ausführungsform verwendet wird, bei welcher die Ziehblöcke einen Radius von annähernd 50 mm habön, mit einer Reihe von 9 Matrizen, die je eine Nenrilängc von A-V/o bewirken, obwohl die tatsächliche Längung bzw. Streckung an'

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einzelnen Matrizen von diesem- Wert wesentlich, abweichen kann,_: z.B» wurden Matrizen mit tatsächlichen Längungen von 8$ und 19$ zusammen an einer Prototyp-Versuchsmaschine ohne Scliwierigke.it¹-verwendet. . _: . ; - ~ ■

Bei teilweise geöffneten individuellen Ventilen 22 für . alle Ziehblöeke wird, der Luftzufuhrdruek' am7 Kompressor 19 auf: 80 kl/m² (12 psi) eingestellt, und daß Ventil 20 wird ge- ■_ ■ schlossen. Der Draht wird dann'von Hand von der Vorratstrommel (vorzugsweise einer Flügel-Äbwickelspule /flyer take-off/) über Scheiben, durch die erste Ziehmatrize 6 und in der Schleife Ί ■ um das erste Paar von Ziehblöcken eingefädelt, wona'ch das Ventil 20 ."betätigt wird (vorzugsweise durch ein Pedal), WatiEnd eine Zugspannung manuell. auf das freie Ende-, des Drahtes, zur Einwirkung gebracht wird^. um- genügent Draht, zum Einfädeln durch die nächste Stufe zu erhalten, und so weiter, bis alle Zieh- _: stufen eingefädelt worden sind,· wonach der Draht über-die Querführung 15 geleitet und an der- Aufwickeltrommel befestigt wird. Der· Luft-Zuhfuhrdruck wird als nächstes auf eiiien Wert im Be^

reich von 100 kK/m (15 psi) eingeregelt, was zum Antrieb aller Ziehblöcke mit Geschwindigkeitenvon etwa. 250 E/min. führt; bei dieser Geschwindigkeit ist ein Schlupf zwischen den Drähten und den Ziehblöcken akzeptabel. , '.

Das Ventil, welches die Luftzufuhr von der Verteilerleitung 21. nach der Turbine steuert, die die Aufwickeltrommel antreibt, wird nunmehr eingeregelt, um eine passende Aufwiekelgeschwindigkeit zu erhalten, die vorzugsweise so h;och sein sollte, wie es angemesse.Ti ist, um sicherzustellen, daß die Umfangsgesohwindigkeit keines Ziehjblocks· unter die_.Geschwindigkeit des Teiles des Drahtes abfallt, der an ihm angreift. Als ,nächstes wird die Strömung durch, jedes ,der, Ventile 22, weich© die Turbinen beliefern, die .die Ziehblöcke antreiben^ reduziert, bis der Schlupf,verschwindet. Dies sollte in Aufeinanderfolge geschehen,, 'wobei am Block ,14,, der der Aufwickeltrommel am nächsten liegt, begonnen und entlang dem.Draht zurück fortgefahren wird,, da nächfolgende Einstellungen darüa keinen weseht-

- ^: . ^; '■, ■■·■■■ 2Ö988S/02-4'3 /' ■.-: ^;. ■. . - '""./■ '

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lichen Effekt auf vorangehende Einstellungen haben; geringfügige Nachstellungen können jedoch während und nach den Haupteinstellungen erforderlich sein, um sicherzustellen, daß ein Schlupf nicht wieder auftritt und daß die Drahtspannung am Ausgang innerhalb annehmbarer Grenzen bleibt.

Schließlich wird der Luft-Zufuhrdruck allmählich auf etwa 350 kli/m (5O.psi) erhöht, um die Maschine auf rolle Geschwindigkeit zu beschleunigen, wonach nur gelegentliche Aufmerksamkeit erforderlich ist, bis die gesamte Länge des Drahtes gezogen worden ist.

Während des Arbeitslaufes werden die Geschwindigkeiten der Ziehblöcke im typischen Fall im Bereich von 1000 bis 10000 U/min, liegen.

Die Mgn, 13 bis 16 zeigen eine erfindungsgemäße Ziehmaschine, die für einen kontinuierlichen Betrieb mit einer Emailliervorrichtung eingerichtet ist. Wie aus Fig. 13 hervorgeht, wird ein von einer Vorratstrommel 33 abgenommener Draht in der Ziehmaschine 34 gezogen, die mit der soeben beschriebenen identisch ist, mit der Ausnahme, daß die abschließende Ziehstufe (mit der Matrize 12 und den Ziehblöcken 13 und Η) sowie die Aufwickeltrommel (15,16) weggelassen sind. Tom letzten regelmäßigen Paar von Ziehblöcken 2,3 gelangt der gezogene Draht direkt nach der Emailliervorrichtung, die vorzugsweise vom horizontalen Typ ist. Wie zum Zwecke der Yeranschaulichung gezeigt, weist die Emailliervorrichtung "vordere" Scheiben 35 und "hintere" Scheiben 36 auf, um welche der Draht in Schleife gelegt ist, um verschiedene Durchgänge durch einen Ofen 37 zu machen. Aufbringer 38, die beispielsweise als Rad-Dosierungsaufbringer /wkeel type metering applicators/ skizziert sind, bringen einen Überzug von Emaillie auf den Draht bei jedem Durchgang auf.

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Der überzogene Draht gelangt schließlich von der hinteren ,Scheibe 36 über eine Querführung 40 nach einer Aufnahmehaspel 4-1 (s. Fig. 16).

Die Aufnahmespule wird durch eine Turbine angetrieben, die jenen ähnlich ist, welche die Ziehblöcke antreiben und einen Impeller 42 sowie eine Düse' 43 aufweisen, die durch ein Regelventil 44 von einer "Verlängerung 45 der Verteilerleitung 21 in der Ziehmaschine beliefert wird_e Bis hierher ist die Maschine im wesentlichen gleich der Ziehmaschine nach den Fign. 1 bis 5, außer der Zwischensetzung der Emaillia?- "vorrichtung zwischen die letzte Ziehstufe und die Aufnahmetrommel, und sie kann genau in der gleichen Weise betrieben · werden. Jedoch würde dies keine entsprechend zufriedenstellende Erzeugung eines emaillierten Drahtes gestatten, da die Drahtgeschwindigkeit nicht ausreichend genau gesteuert werden könnte, um ein zufriedenstellendes" Aushärten der Emaillie sicherzustellen.

Um dieses ProbXem zu überwinden, ist ein elektrischer Synchronmotor 46 von konstanter Geschwindigkeit vorgesehen; dieser treibt eine Welle 47 an, die -verschiedenen '''Drahtlinien" gemeinsam ist, d.h. Sätzen von Zieh- und Emaillierga?äten, die unabhängig sind, außer daß sie sich den Ofen Yi teilen·^ Für jede Drahtlinie ist eine Antriebsscheibe· 48 au'f der Welle 47 vorhanden, und d'ie&e treibt eine Spannrolle 49 über eine Ringbandfeder oder eine andere- Form¹ von federnd nachgiebigem Riemen 50 an. Die Spannrolle 49 sitz.t,an einem' Hebel 51 _f d'er an einer ortsfesten Halterung an einem· Drehpunkt; 5'2 frei drehbar gelagert ist, der so· angeordnet- ist,, daß. die¹-Spannung im Federriemen 50 die Spannrolle, entweder £n die in Fig.,- 113' dargestellte Antriebs&tellimg oder· in die in Fig.. 1'4' d'airge^s~ stellte ausgerückte S'tellung d^;rüc'küv Ih der ausgerückten Stellung' kommt ein AnscMag am· Hebel 5¹I im Wirkveüb'indbn'g; nr£t· einem ortsfesten Rahmenteil!, iün! die¹ Bewegung, zu? während in der Antriebss'tellung' die SpainnrO¹IIo¹ in Schluß¹ mit der G-egenhalireroIle: 36 dJer Emä'ilJiiernrasichine-

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gedrückt wird,

Der Hebel 51 wird während des Einfädeins und Anlaufens der Maschine in die ausgedrückte Stellung gebracht und wird in die eingedrückte Stellung "bewegt, nachdem die Maschine auf annähernd richtige Laufgeschwindigkeit durch den Eur"bine!!antrieb der Aufwickelrolle und die Motoren der Ziehmaschine beschleunigt worden ist; danach bestimmt der Motor' 46 die Drahtgeschwindigkeit, und die Geschwindigkeiten bzw.- Drehzahlen der anderen Mototen werden entsprechend stabilisiert.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen de£ im bei^- liegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht siGh vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination- «·*-* in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Claims (1)

1. Patentansprüche -. _ - '"·■--

   Γ 1,^Drahtziehmaschine mit zumiiidest zwei Matrizen, zumindest einem Ziehblock zum Ziehen des Drahtes durch jede Matrize, ferner mit unabhängig einsteilbaren. Antriebseinrichtungen für jeden Ziehblock mit einem Arbeitsbereich, in welchem die Wickelgeschwindigkeit des Ziehblocks sich in Änsprecheryriderung auf Änderungen in der Geschwindigkeit des Drahtes ändern kann, der. mit ihnen in Reibungsschluß steht, und zwar ohne irgendeine -"" wesentliche Änderung des Drehmomentes der Antriebseinrichtung , und unabhängig γόη den anderen Ziehblöeken, sowie" mit einer Aufnahmetrommel zur Aufnahme des gezogenen Drahtes vom letzten Ziehblock, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ziehblock (2,3,13, 14) eine effektive Oberfläche aufweist, die vom einen Ende.seiner Drehachse zum anderen konisch verläuft. ; :_v ·'

   2. Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die Aufnähmetrommel durch eine'Strömungsmittelturbine angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Ausführung eines weiteren Behandlungsschrittes,, insbesondere eines Emaillieüberzugs, am gezogenen Draht zwischen dem letzten der Ziehblöcke und der Aufnahmetrommel eingesetzt ist und daß ein Konstantge- schwindigkeitsantrieb (46-49) mit dem. Draht in Laufrichtung ~ hinter der letzten der Ziehmatrizen kuppelbar ist, nachdem die Maschine, im wesentlichen auf die gewünschte Betriebsgeschwindig-^ keit durch den Turbinenantrieb beschleunigt worden ist.; '-· - ■

   3, Maschine nach Anspruch 2, bei welcher-der Draht zwischen Scheiben (35,36.) zum Trocknen und Aushärten von verschiedenen Emaillieüberzügen vor- und zurückbefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eonstantgeschwindigkeitsantrieb ^!mii; einer der Scheiben kuppelbar ist.^s . ' ■"..-."

   .4, Maschine nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß¹ der Konstantgeschwindigkeitsantrieb ein elektrischer.

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   Synchronmotor ist.

   5. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis zum Bearbeiten verschiedener Drähte gleichzeitig in Parallelanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantgeschwindigkeitsantrieb eine einzelne Kraftmaschine enthält, die allen Drähten gemeinsam zugehört.,

   6. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis.5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für jeden Ziehblock ein Turbinenmotor ist.

   7. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für jeden Ziehblock ein Turbinenmotor ist und daß alle Turbinenmotoren, einschließlich.demjenigen, der der Aufwickeltrommel zugeordnet ist, von einer gemeinsamen Lieferquelle für das Arbeitsmedium gespeist werden.

   8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Turbinenmotor von einer Bauart ist, bei welcher ein Strömungsmittelstrahl auf einen Impeller in freier Luft oder zumindest in einem wesentlichen Spiel-bzw. Zwischenraum zwischen dem Impeller und irgendeiner Umhüllung auftrifft.

   9. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für jeden Ziehblock ein elektrischer Drehmomenterzeuger ist.

   10. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,'daß die Antriebseinrichtung für jeden Ziehblock ein pneumatischer Verdrängungsmotor ist.,

   11. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für jeden Ziehblock ein pneumatischer Terdrängungsmotor ist Und daß die

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   Turbinen und alle pneumatischen Verdrängungsmotoren von einer gemeinsamen Lieferquelle für das Arbeitsmedium "beliefert werden.

   12. Verfahren zum Ziehen von Draht unter Verwendung einer Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 TdIs 11, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

   (1) Einfädeln der Maschine durch lastbetrieb bzw. kurzes Einschalten derselben;

   (2) Betätigen d-er Antriebseinrichtungen zum Antreiben aller Blocks mit einer Geschwindigkeit, die im Vergleich zur beabsichtigten Laufgeschwindigkeit gering ist;

   (5) Einstellen der Aufnahmetrommel so, daß die Geschwindigkeit des Drahtes, der an jedem von zumindest einem der Ziehblöcke angreift, geringer als die Umfangsgeschwindigkeit jenes Blockes ist, so daß ein Schlupf zwischen dem Draht und jedem dieser Ziehblöcke stattfindet und die-Geschwindigkeit des Drahtes, der an irgendwelchen übrigen Ziehblöcken angreift, gleich der Umfangsgeschwindigkeit dieses Blockes ist;

   (4-) Vermindern der Geschwindigkeit jedes Ziehblocks, an welchem'ein Schlupf stattfindet, bis dieser Schlupf zwischen dem^Draht und diesem Ziehblock im wesentlichenbeseitigt ist,und
   (5) Erhöhen der Geschwindigkeit aller Ziehblöcke und der Aufnahmetrommel in einheitlichem Maße bis auf eine • volle Laufgeschwindigkeit, ohne daß ein wesentlicher Schlupf zwischen dem Draht und irgendeinem der Blöcke hervorgerufen wird, * ' ■ '

   15. Verfahren nach Anspruch 12,' dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensfschritt (4-0 in' Aufeinanderfolge an den Ziehblöcken ausgeführt wird*· wobei an dem der - Aufwickeltrommel der Maschine nächstgeleg'erien Zieh-' ■ ' ' block begonnen und rückwärts entlang dem Draht fort- - geschritten wird. - - · ' ■- ·

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