DE2243894A1

DE2243894A1 - Verfahren und vorrichtung zum kaltziehen oder kaltrollen von draht

Info

Publication number: DE2243894A1
Application number: DE2243894A
Authority: DE
Inventors: Lennart Nordstroem
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: IT967306B; FR2152712B3; DD104439A5; JPS4856559A; NL7212231A; FR2152712A1; US3811309A; GB1366015A; SE369152B; ES406507A1

Description

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Dipl.-lng. Vincenz ν. Roffay Hamburg., 6₀ September 1972

Patentanwalt
2 Hamburg 70 . Schloß*. 6 3016/25

v.R./Ro.

Anmelder: Morgardshammar Aktiebolag
Smedjebacken/Schweden

Verfahren und Vorrichtung zum Kaltziehen

oder Kaltrollen von Draht

ι Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vor- : ! richtung zum Kaltziehen oder Kaltrollen von Draht, wobei nach dem ! Prinzip der Oval- Rund-Querschnittsvenainderung gearbeitet wird. _:

Bei einer derartigen Querschnittsverminderung beim Drahtziehen wird häufig ein Rollenpaar verwendet, bei dem der Spalt zwischen

; den Rollen einen ovalen Querschnitt aufweist, 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 _s 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_e Die beiden Rollenpaare sind um 90° - . 30-9811/0269

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

Bei derartigen "Rollenzieheisen" 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 Rollenpaaren 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-,

Erfindungsgemäß werden die vorstehend genannten Schwierigkeiten durch Verwendung eines "Rollenzieheis@n&"überwunden _s in dem der Draht durch die den runden Rollenspalt bildenden Rollen in einem Winkel von bis zu 10° zu der normalen Rollenbahn hindurchgezogen wird, so daß die beiden den runden Rollenspalt bildenden Rollen Axialkräften unterworfen werden, die gleichgerichtet sind, wodurch die Tendenz der Rollen sich in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen unterbunden und gleichzeitig sichergestellt wird, daß ein runder Draht entsteht.

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;

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

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

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

Fig. M eine schematisehe Darstellung einer Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. kk eine Ansicht gemäß der Linie A-A der Fig. H - ; Fig. iJB eine Ansicht gemäß der Linie B-B der Fig. 4 - ;

Fig. 5 eine schematisehe Ansicht eines Kaltziehvorganges in Verbindung mit den Kräften, die durch die anhand der Fig. 4 beschriebenen Lösung erzeugt werden.

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In Pig. 1 ist ein herkömmlicher "Rollenziehstein¹· 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" bezeichnet. In Pig. 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 zu- ■ einander koaxial angeordnet und miteinander ausgerichtet sind.

In den Fig. 2A-D ist das durch die Erfindung gelüste 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 5* in den runden Rollenspait 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 rechts 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 Figur. 309811/0269

In Pig. 2D sind die Kräfte schematisch dargestellt_Λ die auf die Rollen 3 und 4 wirken, und die axiale Verschiebung oder Versetzung dieser Rollen in der Weise zu bewirken, wie es in Fig. 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 fteaktionsmoment des Drahtes besteht aus dem Drehwiderstand in dem Draht und aus den auf die Rollen 3, 4 wirkenden Axialkräften P__Y. Hier-

', durch 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 ge-

: bildet wird, neutralisieren.

Die geneigte Lage des ovalen Drahtes 5 * und die daraus resul- ; tierende Versetzung der Rollen 3 und 4 erzeugt in dem endgül-S tig gezogenen Produkt einen Draht mit einem ovalen Querschnitt ; entsprechend der Pig. 2B. Es ist einzusehen, daß in dem Fall, in . dem der ovale Draht in die entgegengesetzte Richtung wie es , Pig. 2D veranschaulicht, die gleichen Kräfte überträgt, die RoI- : len 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, daft in den Lagern und in der Befestigung vorhanden ist. Weiterhin hängt dieses Spiel von der Elastizität des Materiales ab. In Pig. 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 Punktion der Konstruktion der Lager und der Befestigung und Abstützung fest. Die Elastizität des Materiales, die eine Punktion der Kräfte P₀ . wurde an den Punkten a und b mit der Gesamtverschie-

EX . "

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gegebene Kraft den Punkten c und d in Erscheinung tritt.

bung überlagert, wobei diese für eine vorgegebene Kraft P in

aX

Erfindungsgemäß wird eine Lösung für das vorstehend beschriebene Problem vorgeschlagen. Diese Lösung wird in Verbindung mit Fig. Ί näher erläutert. Die Rollenpaare 1, 2 und 3» Ί sind so angeordnet, daß die Rollen 3, ^ in Bezug auf die Rollenbahn durch die Rollen 1, 2 um die Entfernung A versetzt angeordnet sind. Der ovale Draht 5', der durch die Rollen 3, Ί gezogen wird, erzeugt Kräfte 8, die auf die beiden Rollen so wirken, wie es in Pig. ¹I veranschaulicht ist. Die Größe der axialen Kräfte 8 ist eine Funktion von der Zugkraft P, , die in dem Draht 5' zwischen den Rollenpaaren 1, 2 und 3, *· wirkt, wobei der Winkel c( der Neigung des Drahtes zu der normalen Rollenbahn zwischen den beiden Rollenpaaren entspricht. Die Größe der Kraft ist wesentlich kleiner als die Axialkomponente der Kraft P . In diesem Zusammenhang sei auf die Fig. 2D und Ί verwiesen.

Das Spiel und die Elastizität in den Axiallagern und in der Befestigung und Abstützung der beiden den runden Rollenspalt bildenden Rollen ist gleich, wobei die axiale Verschiebung der Rollen ebenfalls gleich ist und in die gleiche Richtung erfolgt, so daß die beiden den runden Rollenspalt bildenden Vertiefungen relativ zueinander die gleiche Lage einnehmen.

In Fig. ¹IA, bei der es sich um eine Ansicht gemäß der Linie A A der Fig. ¹I - handelt, ist dargestellt, wie der ovale Draht 5' in den runden Rollenspalt 7 eintritt.

In Fig. MB,bei der es sich um eine Ansicht gemäß der Linie B B der Fig. k - handelt, ist die Verschiebung der den ovalen Rollenspalt bildenden Rollen im Verhältnis zu den den runden Rollenspalt bildenden Rollen dargestellt.

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Unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Reaktionskräfte der den runden Rollenspält bildenden Rollen, die auf den ovalen Draht wirken, d.h. die Kräfte P_ev in Fig. 5, eine stabilisierende Wirkung erzeugen, um die ideale Lage des ovalen Drahtes in dem runden Rollenspalt aufrecht zu erhalten, bzw. auf die Einnahme dieser idealen Lage hinwirken, d.h. eine 90°-Lage zu den den runden Rollenspalt bildenden Rollen. Eine Korrektur zur Kompensation von axialen Federkräften ist nicht erforderlich, undder Draht wird nicht durch Drall- oder Drehkräfte beansprucht. Weiterhin sind die Axialkräfte, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hervorgerufen werden, wesentlich kleiner, als diejenigen, die als eine Funktion des Rollendruckes gemäß Fig. 2D auftreten. Hierin liegt ein großer Vorteil hinsichtlich der Lebensdauer der Axiallager der Rollen.

Es ist einzusehen, daß beide Rollenpaare voneinander versetzt oder verschoben angeordnet sein können, um die Verhältnisse zu erhalten, die in Fig. 4 dargestellt sind. Das gleiche Endergebnis kann auch bei Aufrechterhaltung der normalen koaxialen Rollenbahn dadurch erreicht werden, daß anstelle der Verschiebung der Rollenpaare eine Kraft auf den Draht in seitlicher Richtung durch Führungsrollen aufgebracht wird. Derartige Führungsrollen können zwischen den Rollenpaaren aber auch im Anschluß an die den runden Rollenspalt bildenden Rollen angeordnet werden. Wichtig ist, daß der Draht so auf die den runden Rollenspalt bildenden Rollen wirkt, daß auf diese Rollenkräfte in die gleiche Richtung wirken.

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Claims

Patentansprüche :

A Verfahren zum Kaltziehen und Kaltrolleh von Draht» insbesondere zur Einstellung und Aufrechterhaltung einer stabilen und richtigen Lage des Drahtes mit einem ovalen Querschnitt in einem runden Rollenspalt während des Ziehens durch ein "Rollenzieheisen'¹ mit einem den ovalen Rollenspalt bildenden Rollenpaar und einem den runden Rollenspalt bildenden Rollenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, Ό so gezogen wird, daß der Draht (5¹) Axial* kräfte auf jede Rolle ausübt, die in die gleiche Richtung wirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (5¹) mit einem Winkel von bis zu 10° zu der Mittellinie in die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, ¹O hineingezogen wird.
3, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (5^W) aus den den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, ¹O mit einem Winkel von bis zu 10° zu der Mittellinie der Rollenbahn herausgezogen wird.
Ί. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Rollenbahnen durch die beiden Rollenpaare miteinander ausgerichtet und koaxial zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (5) seitlich aus der Rollenbahn beim Austritt aus den den obalen Rollenspalt (1, 2) bildenden Rollen verschoben wird und daß der Draht beim Eintritt in die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, mit einem Winkel bis zu 10° zu der Rollenbahn wieder ausgerichtet wird.
5. Vorrichtung zum Kaltrollen und Kaltziehen von Draht mit einem "Rollenzieheisen", das ein den ovalen Rollenspält bildendes Rollenpaar zum Erzeugen eines Drahtes mit ovalem Querschnitt und ein den runden Rollenspalt bildendes Rollenpaar zum Herstellen eines Drahtes mit rundem Querschnitt aus dem ovalen Draht aufweist, da-

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durch gekennzeichnet, daß eines der Rollenpaare (1, 2 oder 3, 4) in axialer Richtung der den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3» ¹O relativ zu dem anderen Rollenpaar (1, 2) versetzt oder verschoben ist, so daß der ovale Draht (5¹) in die den runden Rollenspalt bildenden Rollen (3, ¹O mit einem Winkel zu der Rollenbahn eintritt und Axialkräfte auftreten, die in die gleiche Richtung auf die den runden Rollenspalt bildenden Rollen wirken.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel bis zu 10° beträgt.

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