DE2243893A1

DE2243893A1 - Verfahren und vorrichtung zum kaltziehen oder kaltrollen von draht

Info

Publication number: DE2243893A1
Application number: DE2243893A
Authority: DE
Inventors: Tom Bennet
Original assignee: Morgardshammar AB
Current assignee: Morgardshammar AB
Priority date: 1971-09-10
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1973-03-15
Also published as: GB1363199A; FR2152711B3; JPS4856558A; NL7212230A; ES406506A1; SE369151B; IT967305B; FR2152711A1; DD108221A5; US3808864A

Description

Dipl.-Ing. Vincenz ν. Raffay -e cc ρ 107?

Patentanwalt O. Otr Kf/ί

2 Hamburg 70 · Schloßstr. 6

Tel. 68 70 05 3016/24

Anmelder: Morgardshammar Aktiebolag
Smedjebacken/Schweden

Verfahren und Vorrichtung zum Kaltziehen oder Kaltrollen von Draht

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Kaltziehen oder Kaltrollen von Draht, wobei nach dem Prinzip der Oval- Rund-Querschnittsverminderung gearbeitet wird»

Bei einer derartigen Querschnittsverminderung beim Drahtziehen wird häufig ein Rollenpaar verwendet, bei dem der Spalt zwischen den Rollen einen ovalen Querschnitt aufweist_s wobei sich an dieses Paar ein Rollenpaar anschließt, dessen Spalt zwischen den Rollen einen runden Querschnitt bildet® Die Rollenpaare sind normalerweise 90 zueinander verdreht angeordnet, um zu vermeiden, daß der in dem ersten Rollenpaar mit ovalem Querschnitt gezogene Draht um 90° gedrallt werden muß, wie es beim Warmwalzen unter Einsatz zusätzlicher Dralleinrichtungen der Fall ist«,

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Querschnittsverminderung wird in der Praxis ausschließlich dann eingesetzt, wenn das Zieheisen durch ein "Rolleneisen" ersetzt ist. Der Begriff "Rolleneisen" definiert eine Rolleneinheit mit nicht angetriebenen Rollen, wobei das erste Rollenpaar in Ziehrichtung einen Spalt mit ovalem Querschnitt und das zweite Rollenpaar einen Spalt mit rundem Querschnitt aufweist. Die beiden Rollenpaare sind um 90°

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zueinander verdreht angeordnet, wobei die Mittel- oder Ziehlinien der beiden Rollenpaare koaxial zueinander angeordnet und miteinander ausgerichtet sind.

Bei derartigen "Rollenzieheisen¹¹ stellt die Instabilität des ovalen Drahtes beim Eintritt in den Spalt mit rundem Querschnitt der entsprechenden Rollen ein Problem dar. Diese Instabilität ist bedingt durch das Spiel in den Lagern und in der Befestigung des Rollenpaares mit rundem Spalt. Bedingt durch dieses Spiel übt der in den Spalt eintretende ovale Draht Kräfte auf die Rollen aus, durch die die eine Rolle im Verhältnis zu der anderen in eine entgegengesetzte axiale Richtung verschoben wird. Bedingt durch diese Verschiebung der Rollen wird ein Draht erzeugt, der eher einen ovalen als einen runden Querschnitt aufweist.

Diesen Schwierigkeiten kann bis zu einem gewissen Ausmaß dadurch begegnet werden, daß zwischen den beiden Rollenpaar«=-" Haltevorrichtungen angebracht werden. Durch diese Haltevorrichtungen können aber Beschädigungen der Oberfläche des Drahtes hervorgerufen werden, so lange nicht diese Haltevorrichtungen wiederum mit Rollen ausgerüstet sind, was die Vorrichtung erheblich verkomplizieren würde. Auf jeden Fall ist es nicht möglich, durch derartige Haltevorrichtungen die Instabilität des ovalen Drahtes beim Eintritt in den runden Spalt vollständig zu vermeiden.

Eine andere theoretisch mögliche Lösung für die genannte Schwierigkeit besteht darin, die Rollen, die den runden Spalt bilden, axial derart zu versetzen, daß der ovale Draht so mit den den runden Spalt bildenden Rollen zusammenarbeitet, daß diese Rollen beim Eintritt des Drahtes ausgerichtet werden. Diese Lösungsmöglichkeit bildet aber lediglich einen theoretischen Vorschlag, da es die Instabilität des ovalen Drahtes unmöglich macht die Richtung, in der die Kräfte auftreten sollen im voraus zu bestimmen. Hieraus folgt, daß es vollständig unmöglich ist, daß der ovale Draht axiale Kräfte auf die den runden Spalt bildenden Rollen in die gleiche Richtung ausübt, in die diese Rollen zu versetzen sind, so daß die genannten Schwierigkeiten

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nicht gelöst, sondern vielmehr vergrößert werden«

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde _s ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die vorstehend genannten Schwierigkeiten - bedingt durch die Instabilität des ovalen Drahtes - vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein "Rollenzieheisen" eingesetzt, bei dem die den runden Spalt bildenden Rollen in entgegengesetzte axiale Richtungen vorgespannt sind und bei denen der ovale Draht in den runden Spalt mit einer Meigung so eingeführt wird_s daß die ovale Form des Drahtes mit den vorgespannten Rollen zusammenarbeitet _s um diese beiden Rollen in ihre Mitteliage zurückzuführen, so daß ein runder Draht hergestellt wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert»

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bekannten Einrichtung zum Kaltrollen von Draht;

Fig. IA eine Ansicht gemäß der Linie A-A der Fig. 1 - ; Fig. IB eine Ansicht gemäß der Linie B-B der Fig. 1 - ;

Fig. 2A-D schematische Querschnittsansichten des Rollenspaltes zur Verdeutlichung der Erfindung;

Fig. 3 ein Schaubild zur Beschreibung der Verschiebung der Rollen relatiT zueinander in einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Kaltdrahtziehprozesses in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig» 4; und

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Pig. 6 eine Rollenanordnung, um die Ausführungsform nach Fig. 4 zu erreichen.

In Fig. 1 ist ein herkömmlicher "Rollenziehstein" dargestellt, der aus einem den ovalen Rollenspalt 6 bildenden Rollenpaar 1, 2 und aus einem zweiten, den runden Rollenspalt 7 bildenden Rollenpaar 3, 4 besteht. Das Rollenpaar 3, 4 ist zu dem Rollenpaar 1, um 90° verdreht angeordnet (siehe Fig. IB).

Der zu ziehende Draht ist mit 5 bezeichnet. Nach dem der Draht einen ovalen Querschnitt erhalten hat, ist er mit 5' bezeichnet. Der endgültig erzeugte und wieder einen runden Querschnitt aufweisende Draht ist mit 5^M bezeichnet. In Fig. 5B ist im einzelnen veranschaulicht, wie der ovale und der runde Rollenspalt im Verhältnis zueinander gestaltet sind. Beim Betrachten dieser Figur Wird deutlich, daß das Rollen auf einer gemeinsamen Linie durch den ovalen und runden Rollenspalt erfolgt, die beide zueinander koaxial angeordnet und miteinander ausgerichtet sind.

In den Fig. 2A-D ist das durch die Erfindung gelöste Problem veranschaulicht.

Fig. 2A zeigt das erwünschte theoretische Verhältnis zwischen dem runden Rollenspalt 7 und dem ovalen Draht 5¹ beim Eintritt in den runden Rollenspalt. Bei dieser Anordnung liegt die Hauptachse des ovalen Querschnittes in einer Ebene, die senkrecht zu der Achse der Rollen 3 und 4 steht.

Beim Betrachten der Fig. 2B und2C wird das Problem deutlich, das auftritt, wenn der ovale Draht 5¹ in den runden Rollenspalt 7 unter unstabilen Bedingungen eintritt. In Fig. 2B sind die Rollen 3 und 4 beispielsweise so axial in entgegengesetzten Richtungen verschoben oder versetzt veranschaulicht, daß der ovale Draht unter Berücksichtigung der Fig. 2B nach rechte geneigt ist· In Fig. 2C ist eine Verschiebung oder Versetzung der beiden Rollen 3 und 4 in entgegengesetzte Richtungen dargestellt, wenn der ovale Draht in den runden Rollenspalt 7 nach links geneigt eintritt und zwar unter Berücksichtigung der Darstellung dieser

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In Fig. 2D sind die Kräfte schematisch dargestellt, die auf die Rollen 3 und 4 wirken, und die axiale Verschiebung oder Versetzung dieser Rollen in der Weise zu bewirken, wie es in Pig. 2B dargestellt ist. Wenn der Draht in den runden Rollenspalt eintritt wird der ovale Draht einem Rollendruck P unterworfen, der durch die Höhe des Drahtes bedingt ist, die die Tiefe des Rollenspaltes 7 übertrifft. Dort wo der Draht so geneigt ist, daß die Hauptachse nicht mehr senkrecht zu der Rollenachse steht, wird der Draht einem Drehmoment M ausgesetzt. Das Reaktionsmoment des Drahtes besteht aus dem Drehwiderstand in dem Draht und au3 den auf die Rollen 3, 4 wirkenden Axialkräften P_ . Hierdurch werden die Rollen 3 und 4 axial in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, bis das Spiel beseitigt ist und der Draht dann eine stabile Lage einnimmt in der das Moment aus den Axialkräften P und das Drehmoment, das durch die Rollkräfte P gebildet wird, neutralisieren.

Die geneigte Lage des ovalen Drahtes 5' und die daraus resultierende Versetzung der Rollen 3 und 4 erzeugt in dem endgültig gezogenen Produkt einen Draht mit einem ovalen Querschnitt entsprechend der Fig. 2B. Es ist einzusehen, daß. in dem Fall, in dem der ovale Draht in die entgegengesetzte Richtung wie es Fig. 2D veranschaulicht, die gleichen Kräfte überträgt, die Rollen 3 und 4 aber in die entgegengesetzte Richtung so verschiebt, wie es in Fig. 2C dargestellt is,t.

Die Größe der axialen Verschiebung jeder Rolle hängt von dem Spiel ab, daö\ in den Lagern und in der Befestigung vorhanden ist. Weiterhin hängt dieses Spiel von der Elastizität des Materiales ab. In Fig. 3 sind diese Faktoren schaubildlich dargestellt, wobei der Teil oberhalb der Abszisse der oberen Rolle und der Teil unterhalb der Abszisse der unteren Rolle zugeordnet ist. Die Bewegung in axialer Richtung die jeder Punkt f jeder Rolle verschoben werden kann, ist auf der Abszisse.aufgetragen. Die Punkte a und b legen das Gesamtspiel in jede Richtung als Funktion . der Konstruktion der Lager und der Befestigung und Abstützung fest. Die Elastizität des Materiales, die eine Funktion der Kräfte P_QV, wurde an den Punkten a und b mit der Gesamtverschie-

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bung überlagert, wobei diese für eine vorgegebene Kraft P in

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den Punkten c und d in Erscheinung tritt.

Die durch die Erfindung vorgeschlagene Lösung für das vorstehend genannte Problem wird in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Die Rolle 3 des runden Rollenspaltes ist durch eine Kraft Pl in eine erste Richtung vorgespannt, wohingegen die Rolle 4 durch eine Kraft F2 in die entgegengesetzte Richtung vorgespannt ist, so daß das Spiel, das normalerweise vorhanden ist, an jeder Rolle in Vorspannungsrichtung in Erscheinung tritt. Geeignete Mittel,wie Federn oder dergleichen können eingesetzt werden, um diese Vorspannkräfte Fl und F2 aufzubringen. Der ovale Draht 5¹ wird in den runden Rollenspalt mit einer Neigung eingeführt. Wie beim Betrachten der Fig. 4 deutlich wird, ist die Hauptachse des Ovals in einem bestimmten Winkel von der 90°-Ebene geneigt, die normalerweise von den Rollen 3 und 4 eingenommen wird. Auf diese Weise nimmt der in den runden Rollenspalt eintretende ovale Draht 5' eine im voraus festgelegte Lage ein. Im Falle der Darstellung der Fig. 4 ist der Draht nach rechts geneigt. Wenn der ovale Draht in den runden Rollenspalt mit beispielsweise einer Neigung von ungefähr 10° eintritt, wobei die Rollen durch Vorspannung axial versetzt sind, bedingt das Zusammenwirken zwischen dem ovalen Draht und den in entsprechender Weise vorgespannten Rollen, daß sich diese Rollen 3 und 4 zurück in ihre mittlere und ausgerichtete Lage bewegen und zwar gegen die Vorspannung, um den ovalen Draht zurück in eine aufrechte Lage zu drehen. In Fig. 5 sind die Verhältnisee von Rollen und Draht dargestellt, wenn der Draht so verschoben wurde, wie es in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde.

Die gewünschte Neigung des ovalen Drahtes relativ zu dem runden Rollenspalt 7 kann in sehr unterschiedlicher Weise erreicht werden. Beispielsweise können die den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen 1 und 2 über einen bestimmten Winkel, beispielsweise zwischen 2 und 10° gedreht werden , wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Das gleiche Ergebnis kann durch Verdrehen der den runden Rollenspalt bildenden Rollen über den gleichen Winkel, aber in die entgegengesetzte Richtung geschehen. Auch ist es möglich,

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eine den ovalen Rollenspalt bildende Rolle oder möglicherweise diese beiden Rollen zu neigen, so daß der ovale Draht eine Schnecken- oder Schraubenform erhält. Noch eine Möglichkeit besteht darin, einen Rollenspalt mit asymmetrischem Querschnitt zwischen den Rollen zu schaffen, so daß die Symmetrieachse des Rollenspaltes in einem Winkel von beispielsweise 2 - 10 zu der Teilungsebene der Rollen liegt.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Kaltziehen von Draht mit einem ''Rollenzieheisen¹¹, das eine Oval-Rund-Querschnittsverminderung dadurch durchführt, daß der Draht zuerst durch einen ovalen Rollenspalt zur Bildung eines ovalen Querschnittes und dann durch einen runden Rollenspalt bildende Rollen gezogen wird, wobei die die verschiedenen Rollenspalten bildenden Rollen 90° verdreht zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3 oder ^) in eine axiale Richtung vorgespannt und die andere, den runden Rollenspalt bildende Rolle in die entgegengesetzte axiale Richtung vorgespannt wird, bevor der Draht in die Rollen eingezogen wird und daß der ovale Draht(5')in die den runden Rollenspalt bildenden Rollen mit einer Neigung eingezogen wird, die bis zu 10° von der durch die Rollen festgelegten Senkrechten abweicht.
2. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des ovalen Drahtes(5')dadurch erreicht wird, daß die den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen (1, 2) in einem Winkel von ungefähr 10° verdreht zu der Linie angeordnet sind, die rechtwinklig zu der durch die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 4) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des ovalen Drahtes(5')dadurch gebildet wird, daß die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 4) ungefähr 10° zu der Linie verdreht angeordnet sind, die rechtwinklig zu der durch die den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen (1, 2) liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des ovalen Drahtes (5*) dadurch gebildet wird, daß eine der den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen (1, 2) relativ zu der anderen dieser Rollen geneigt wird, so daß der ovale Draht eine schnecken- oder schraubenförmige Form erhält.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht in die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 4) mit einer Neigung eingezogen wird und daß der Draht durch ein© ovalen Querschnitt bildende Rollen gezogen wird, wobei der ovale Rollenspalt asymmetrisch ausgebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des ovalen Drahtes (5¹) relativ zu den beiden den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3_S 4) der Vorspannungsrichtung jeder Rolle entgegengerichtet ist.
Kaltziehen von Draht mit einem "ftollenziiheisen", das aus einem einen ovalen Rollenspalt bildenden Rollenpaar zum Ziehen des Drahtes mit einem ovalen Querschnitt und aus einem einen runden Rollenspalt bildenden Rollenpaar zum Ziehen des ovalen Drahtes mit einem runden Querschnitt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das den runden Rollenspalt bildende Rollenpaar (3, 4) axial und in entgegengesetzten Richtungen vorgespannt ist und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den ovalen Draht (5*) aus dem den ovalen Rollenspalt bildenden Rollenpaar (1, 2) in das den runden Rollenspalt bildende Rollenpaar (3, 4) mit einer Neigung derart einzuziehen, daß die Hauptachse des Ovals um bis zu 10° zu der Ebene geneigt ist, die senkrecht zu der Achse der den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 4) steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen (1, 2) in einer Ebene liegen, die um einen Winkel von bis zu 10° weniger als senkrecht zu der Ebene der den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 4) geneigt ist, wobei die Rollenbahn durch die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 4) und die Rollenbahn durch die den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen (1, 2) miteinander ausgerichtet und zueinander koaxial angeordnet ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ovale Rollenspalt zwischen den diesen ovalen Rollenspalt bildenden Rollen (1, 2) so angeordnet und ausgebildet ist, daß die Hauptachse des durch diesen Rollenspalt definierten Ovals bis zu 10° zu der Ebene der den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, 1) geneigt ist.

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