DE2235463C3 - Drahtziehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drahtziehmaschine mit einer Reihe von Ziehmatrizen, durch die nacheinander ein Draht zur Reduzierung seines Durchmessers durch einen Ziehblock mit einem Drehmomentmotor-Antrieb gezogen wird, der eine selbsttätige örtliche und begrenzte Anpassung der Ziehblockdrehzahl an die Drahtgeschwindigkeit ermöglicht.

Bei einer derartigen durch die US-PS 22 08 735 bekannten Drahtziehmaschine weisen die Ziehblöcke eine zylindrische Form auf, um die beim Ziehen des Drahtes so viele Windungen gelegt werden, daß kein Schlupf zwischen Draht und Ziehblock bei allen im Draht auftretenden Zugkräften auftreten kann. Selbst wenn sich der Draht nicht vorwärts bewegt, tritt kein Schlupf auf, und die Turbinenmotoren werden durch das Anhalten der Ziehblöcke abgedrosselt. Bei Inbetriebnahme dieser Drahtziehmaschine wird der Draht zunächst eingefädelt, und die einzelnen Turbinenmotoren werden derart abgedrosselt, daß im Draht Zugkräfte auftreten, die in einem bestimmten Verhältnis zu den im voraus als notwendig berechneten Zugkräften stehen, um die Drähte durch die Matrizen zu ziehen, wobei die durch jeden Ziehblock bewirkte Zugkraftzunahme gerade ausreichend ist, um den Draht durch jede unmittelbar vorliegende Matrize zu ziehen, mit Ausnahme des ersten Ziehblocks, der eine Zugkraft überträgt, die nicht ganz ausreicht, um den Draht durch die erste Ziehmatrize zu ziehen, derart, daß die Reibung der ersten Ziehmatrize den Draht stationär hält und alle Turbinen abdrosselt, bis die Einstellung der Maschine vorgenommen ist. Das Anlaufen der Maschine wird anschließend durch die Erhöhung der Zugkraft an der Aufnahmetrommel bewirkt, und darauf wird der Druck bzw. die Geschwindigkeit des Strömungsmittels, das den Turbinen zugeleitet wird, erhöht, um die volle Laufgeschwindigkeit der Maschine zu erreichen.

Diese bekannte Drahtziehmaschine kann nur mit einem großen kommerziellen Risiko betrieben werden, da die lange Wicklung auf den Ziehblöcken, die erforderlich ist, um einen Schlupf unter allen Zugkraft- und Spannungsverhältnissen zu verhindern, außerdem die seitliche Bewegung des Drahtes auf den Ziehblöcken vollkommen unterbindet, die absolut notwendig ist, wenn die Drahtwindungen nicht übereinander liegen sollen und ein Reißen des Drahtes oder ein Abdrosseln der Maschine dadurch verhindert werden soll, daß ein Abwickeln der führenden Drahtwindung von den Ziehblöcken ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drahtziehmaschinen der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß sowohl beim Anlauf als auch beim Normalbetrieb ein ggf. auftretender Schlupf augenblicklich erkennbar gemacht wird, um ihn durch rechtzeitigen Eingriff beseitigen zu könnea

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale, daß zum Ziehen besonders dünner Drähte jeder Ziehblock ίο eine konische Oberfläche aufweist und mit nicht mehr als einer Windung des zu ziehenden Drahtes in Wirkverbindung steht.

Zwar ist durch die DE-OS 19 16 256 eine Drahtziehmaschine für dünne Drähte bekannt, bei der Ziehblöcke ι⁵ mit einer konischen Oberfläche Verwendung finden und beim Drahtziehen diese Ziehblöcke jeweils mit einer Drahtwindung, die unter 360° liegt, in Wirkverbindung stehen, wobei durch die konische Ausbildung der Ziehblöcke erreicht werden soll, daß der Draht spiralförmig um die Blöcke läuft, so daß eine Berührung des ein- und ablaufenden Drahtes vermieden wird, aber über die gattungsgemäße Antriebsanordnung der Ziehblöckfi enthält die DE-OS 19 16 256 keine Angaben. Bei der erfindungsgemäßen Drahtziehmaschine, mit der z. B. Kupferdraht mit einem kleinsten Durchmesser von etwa 0,0075 mm hergestellt werden kann, ist die Möglichkeit gegeben, auftretenden Schlupf (der beispielsweise schon nach der GB-PS 6 55 569 und der US-PS 22 08 735 als schädlich erkannt worden ist) während der noch nicht sauber ausgesteuerten Anlaufphase und auch während des normalen Hochgeschwindigkeitsbetriebes rechtzeitig bei seinem Auftreten und in seiner Tendenz zu erkennen, um entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten zu können, ehe sich der )5 Schlupf in erheblichem Ausmaß schädlich auswirkt.

Ein wesentlicher Vorteil ist schließlich noch darin zu sehen, daß mit den einzelnen Ziehmatrizen einer Maschine unterschiedliche Längungen des Drahtes, z. B. im Bereich von 8—19%, erzielt werden können.
Mit der Kombination der an sich bekannten, konischen Ziehblockmäntel und der an sich bekannten, höchstens einwindigen Umschlingung des Ziehblocks wurde die bisher unbekannte und überraschende Wirkung aufgefunden, die Ziehblöcke bei aufrechterhaltener besonderer Eignung zum Ziehen besonders dünner Drähte zusätzlich als rasch wirkende, betriebssichere Schlupfindikatoren zu benutzen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlieher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 in schematischer Ansicht eine Ausführungsform einer Drahtziehmaschine gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Draufsicht der Maschine nach Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie II1-1II in F i g. 1, teilweise im Detail und teilweise schematisch,
F i g. 4 eine Ansicht in Richtung IV-IV in F i g. 3,
F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 1, die

Fig.6 bis 9 schematische Darstellungen weiterer Ausführungen der Ziehmaschine, die

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

Fig. 12 eine grafische Darstellung der Drehmoment/ ι,-. Drehzahl-Charakteristik eines Motors, der in der Maschine nach den Fig. 10 und 11 verwendet wird,

Fig. 13 eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Maschine,

Fig. 14 einen Teil der Maschine nach Fig. 13,

Fig. 15 eine andere Ansicht auf einen Teil der Maschine nach den F i g. 13 und 14 und

Fig. 16 einen weiteren Teil der Maschine nach Fig. 13.

Wie aus den F i g. 1 bis 5 hervorgeht, weist die Ziehmaschine eine entsprechende Halterung 1 auf, auf welcher zwei Reihen von Ziehblöcken montiert sind, wobei die Blöcke der oberen Reihe mit 2 -and die der unteren Reihe mit 3 bezeichnet sind. Ein Draht 4, der gezogen werden soll, wird von einer nicht dargestellten Haspel od. dgl. abgezogen und läuft über eine Scheibe 5, durch einen ersten Matrizenhalter 6 und dann in eine Einzelschleife 7 um den ersten oberen und den ersten unteren Ziehblock; er durchläuft anschließend einen zweiten Matrizenhalter 8 und in einer Schleife 9 um das zweite Paar von Ziehblöcken, und so weiter durch Matrizenhalter 10 und Schleifen 11, bis er den abschließenden Matrizenhalter 12 erreich» von dem er in der dargestellten Weise um den letzten oberen Ziehblock 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 Aufnahmetrommel 16 aufzulegen.

Nach den F i g. 3, 5 sitzt jeder der Ziehblöcke 2, 3 in einem reibungsarmen Lager 17 und ist starr mit einem Impeller 18 (F ig. 4) gekuppelt. Komprimierte Luft von einem Kompressor 19 mit eigenem Druckregler wird über ein Dosierungsventil 20 einer Verteilerleitung 21 und von der Verteilerleitung über Regelventile 22 njch Düsen 23 gefördert, die Luftströme tangential auf die Impeller 18 auftreffen lassen und diese in Drehung versetzen; die Drehrichtung ist die gleiche (nach F i g. 1 im Uhrzeigersinn) für alle Blöcke, außer für den letzten unteren Block 14, der sich in der entgegengesetzten Richtung dreht. Die Aufnahmetrommel 16 wird wie die Ziehblöcke durch einen Impeller angetrieben, der durch Luft angetrieben wird, die von der Verteilerleitung 21 in der gleichen Weise zugeführt wird.

Die Fig.6 bis 9 zeigen weitere Drahtwickeleinrichtungen mit verschiedenen Ziehblockanordnungen. F i g. 6 veranschaulicht eine Anordnung, bei welcher der Draht eine einzige Windung um nur einen Ziehblock zwischen aufeinanderfolgenden Matrizen macht; diese Anordnung kann ohne konstruktive Änderung der Maschine nach den F i g. 1 bis 5 erreicht werden, indem nur die obere Reihe von Ziehblöcken verwendet wird. F i g. 7 zeigt eine andere Anordnung, die ebenfalls ohne konstruktive Änderung der Maschine erreicht werden kann. Anstatt um Ziehblöcke in Schleife gelegt zu sein, die vertikal übereinanderliegen, wird der Draht um diagonal versetzte Blöcke in Schleife gelegt. Die Gesamtwicklung ist die gleiche, aber die vergrößerte Länge des ersten Berührungsbogens kann in manchen Fällen vorteilhaft sein.

Die Anordnungen nach den F i g. 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 umkehrt. 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 Gesamtwicklung von weniger als einer Windung pro Matrizenhalter erzeugen.

Die Oberfläche aller Ziehblöcke ist konisch ausgebildet, und zwar vorzugsweise einheitlich konisch. Die

Richtung der konischen Verjüngung ist nicht kritisch, doch ist es zweckmäßig, die Richtung der Konizität von jedem Block, an dem der Draht angreift, bis zum nächsten Block umzukehren; wenn wahlweise Drahtführungen gewünscht werden, kann es daher zweckmä Big !»ein, daß die Blöcke leicht reversibel sind. Bei den dargestellten Ziehblock- und Matrizenanordnungen, mit Ausnahme derjenigen der F i g. 6 weisen die Ziehblöcke in den oberen und unteren Reihen vorzugsweise entgegengesetzte Konizitäten auf. Wenn eine Umkehr der Konizität nicht verwendet wird, besteht eine Tendenz zur kumulativen Drahtbewegung, so daß es notwendig sein kann, Ziehblöcke von größerer axialer Länge und daher von größerer Trägheit zu verwenden.

F i g. 10 zeigt eine Ausführungsform eines Ziehblocks, bei welchem die konische wirksame Oberfläche 23 durch einen Ring 24 aus Keramikmaterial gebildet wird, z. B. aus Aluminiumoxid. Wahlweise 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 werden. Der Ring 24 sitzt zwischen Flanschen 25, 26, die beide auf die Antriebswelle 27 aufgefädelt sind, und die Konizität auf der wirksamen Oberfläche kann ohne weiteres dadurch umgekehrt werden, daß der Flansch 26 abgeschraubt und entweder der Ring ersetzt oder umgekehrt wird und ein anderer Flansch von entsprechenden Abmessungen für den Flansch 26 dafür eingesetzt wird.

Fig. 10 zeigt zusammen mit Fig. 11 außerdem eine weitere Ausführungsform eines Pneumatikmotors des Rotations-Verdrängungstyps. Der Rotor 28, der mit der Antriebswelle 27 gekuppelt ist, dreht sich in einem exzentrischen Zylinder 29, und Schaufeln 30 (durch Zentrifugalkraft nach außen gedruckt) unterteilen den Zwischenraum in vier Teile, in welchen eine Ausdehnung der komprimierten Luft (die über die Stopfbuchse 31 eintritt) eine Leistungsabgabe bewirkt. Die ausgestoßene Luft, die aus den öffnungen 32 austritt, hilft mit, den Ziehblock von Staubteilchen freizuhalten. Durch Betreiben dieses Motors mit geringerem Luftdruck, als er für den gewöhnlichen Gebrauch zur Energieversorgung von transportablen Werkzeugen normal ist, kann ein Bereich mit einem im wesentlichen konstanten Drehmoment erzielt werden. Fig. 12 zeigt eine Drehmoment/Drehzahl-Kurve für diesen Motor bei einem Einlaßluftdruck von etwa 200 kN/m², und es ist festzustellen, daß das Drehmoment über einen Bereich von etwa 275 U/min bis etwa 2000 U/min eine Konstanz mit einer Abweichung von ±5% aufweist.

Es ist erwünscht, daß die Ziehmatrizen während des Betriebs geschmiert werden, und zwar vorzugsweise durch Einspritzen eines Schmiermittels direkt in die Matrizenaussparung; die Ziehblöcke sollten jedoch von Schmiermittel freigehalten werden.

Ob Turbinen oder pneumatische Verdrängungsmotoren verwendet werden, um die Ziehblöcke anzutreiben, der Betrieb der Maschine ist im wesentlichen der gleiche. Abhängig von der erforderlichen besonderen Reduzierung wird eine entsprechende Reihe von Matrizen in die Matrizenhalter € oder in einige von ihnen eingesetzt; wo ein besonderer Matrizenhalter nicht verwendet wird, ist es möglich, 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 Werte für Betriebsparameter angegeben, die beim Ziehen von Kupferdraht angemessen sind, der anfänglich von einem Ausgangsdurchmesser von 0,04 mm völlig geglüht ist, wobei eine N^! ischine der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform verwendet wird, bei welcher die Ziehblöcke einen Radius von annähernd 50 mm haben, mit einer Reihe von 9 Matrizen, die je eine Nennlängung von 11% bewirken, obwohl die tatsächliche Längung an 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 Schwierigkeiten verwendet.

Bei teilweise geöffneten Ventilen 22 für alle Ziehbiöcke wird der Luftdruck am Kompressor 19 auf 80 kN/m² eingestellt, und das Ventil 20 wird geschlossen. Der Draht wird dann von Hand von der Vorratstrommel über Scheiben durch die erste Ziehmatrize 6 und in der Schleife 7 um das erste Paar von Ziehblöcken eingefädelt, wonach das Ventil 20 betätigt wird, während eine Zugspannung manuell auf das freie Ende des Drahtes zur Einwirkung gebracht wird, um genügend Draht zum Einfädeln durch die nächste Stufe zu erhalten, und so weiter, bis alle Ziehstufen eingefädelt worden sind, wonach der Draht über die Querführung 15 geleitet und an der Aufwickeltrommel befestigt wird. Der Luft-Zufuhrdruck wird als nächstes auf einen Wert im Bereich von 100 kN/m² eingeregelt, so daß alle Ziehblöcke mit Geschwindigkeiten von etwa 250 U/min angetrieben werden; bei dieser Geschwindigkeit ist ein Schlupf zwischen den Drähten und den Ziehblöcken annehmbar.

Das Ventil, welches die Luftzufuhr von der Verteilerleitung 21 nach der Turbine steuert, die die Aufwickeltrommel antreibt, wird nunmehr eingestellt, um eine geeignete Aufwickelgeschwindigkeit zu erhalten, die vorzugsweise so hoch sein sollte, daß die Umfangsgeschwindigkeit keines Ziehblocks unter die Geschwindigkeit des Teiles des Drahtes abfällt, der an ihm angreift. Anschließend wird die Luftströmung in jedem Ventil 22 der Antriebsturbinen für die Ziehblöcke 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 nachfolgende Einstellungen dann keine wesentliche Einwirkung 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-Betriebsdruck allmählich auf etwa 350 kN/m² erhöht, um die Maschine auf volle Geschwindigkeit zu beschleunigen.

Während des Betriebes liegen die Geschwindigkeiten der Ziehblöcke im Bereich von 1000 bis 10 000 U/min.

Die Fig. 13 bis 16 zeigen eine Ziehmaschine, an die eine Emailliervorrichtung angeschlossen ist. Wie aus F i g. 13 hervorgeht, wird ein von einer Vorratstrommel 33 ablaufender Draht in der Ziehmaschine 34 gezogen, die mit der vorbeschriebenen Maschine identisch ist, mit der Ausnahme, daß die abschließende Ziehstufe (mit der Matrize 12 und den Ziehblöcken 13 und 14) sowie die Aufwickeltrommel (15, 16) weggelassen sind. Vom letzten Ziehblockpaar 2, 3 gelangt der gezogene Draht direkt zu der Emailliervorrichtung, die vorzugsweise horizontal angeordnet ist. Die Emailliervorrichtung weist vordere Scheiben 35 und hintere Scheiben 36 auf, um welche der Draht in Schleife gelegt ist, um verschiedene Durchgänge durch einen Ofen 37 zu

ίο machen. Aufbringer 38, die beispielsweise als Rad-Dosierungsaufbringer ausgebildet sind, bringen einen Emailleüberzug auf den Draht bei jedem Durchgang auf.

Der überzogene Draht gelangt schließlich von der

hinteren Scheibe 36 über eine Querführung 40 zu einer

!5 Aufnahmehaspel41 (s. Fig. 16).

Die Aufnahmehaspel wird durch eine Turbine angetrieben, die jenen ähnlich ist, welche die Ziehblöcke antreiben und einen Impeller 42 sowie eine Düse 43 aufweisen, und die über ein Regelventil 44 und eine Verlängerungsleitung 45 der Verteilerleitung 21 in der Ziehmaschine beliefert wird. Bis hierher ist der Aufbau der Maschine im wesentlichen gleich demjenigen der Ziehmaschine nach den F i g. 1 bis 5, außer der Emailliervorrichtung zwischen der letzten Ziehstufe und der Aufnahmetrommel, und sie kann genau in der gleichen Weise betrieben werden. Diese Maschinenanordnung würde jedoch keine zufriedenstellende Erzeugung eines emaillierten Drahtes gestatten, da die Drahtgeschwindigkeit nicht ausreichend genau ge-

3d steuert werden könnte, um ein vollkommenes Aushärten der Emaille sicherzustellen.

Zur Lösung dieses Problems ist ein elektrischei Synchronmotor 46 mit konstanter Laufgeschwindigkeii vorgesehen; dieser treibt eine Welle 47 an, die verschiedenen Drahtzügen gemeinsam ist, d. h. Sätzer von Zieh- und Emailliergeräten, die unabhängig sind außer daß sie sich den Ofen 37 teilen. Für jeder Drahtzug ist eine Antriebsscheibe 48 auf der Welle 4i vorhanden, und diese treibt eine Spannrolle 49 über eim Ringbandfeder oder eine andere Form von federnc nachgiebigem Riemen 50 an. Die Spannrolle 49 sitzt ar einem Hebel 51, der in einer ortsfesten Halterung un einen Drehpunkt 52 freidrehbar gelagert ist, der se angeordnet ist. daß die Spannung im Federriemen 50 di< Spannrolle entweder in die in Fig. 13 dargestellt! Antriebsstellung oder in die in Fig. 14 dargestellt« ausgerückte Stellung drückt. In der ausgerückter Stellung kommt ein Anschlag am Hebel 51 ir Wirkverbindung mit einem ortsfesten Rahmenteil, un die Bewegung zu begrenzen, während in der Antriebs stellung die Spannrolle in Reibungsschluß mit de Gegenhalterolle 36 der tmaüüermaschine gedrück wird.

Der Hebel 51 wird während des Einfädeins un< Anlaufens der Maschine in die ausgerückte Stellunj gebracht und wird in die Betriebsstellung bewegi nachdem die Maschine auf annähernd richtige Laufge schwindigkeit durch den Turbinenantrieb der Aufwik kelrolle und die Motorem der Ziehmaschine beschleu "igt worden ist; danach bestimmt der Motor 46 dii Drahtgeschwindigkeit, und die Geschwindigkeiten bzv. Drehzahlen der anderen Motoren werden entsprechen! stabilisiert

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprach:

   Drahtziehmaschine mit einer Reihe von Ziehmatrizen, durch die nacheinander ein Draht zur Reduzierung seines Durchmessers durch einen Ziehblock mit einem Drehmomentmotor-Antrieb gezogen wird, der eine selbsttätige örtliche und begrenzte Anpassung der Ziehblockdrehzahl an die Drahtgeschwindigkeit ermöglicht, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmaie, daß zum Ziehen besonders dünner Drähte jeder Ziehblock (2, 3, 13, 14) eine konische Oberfläche (23) aufweist und mit nicht mehr als einer Windung des zu ziehenden Drahtes (4) in Wirkverbindung steht