DE2427780C3 - Stahldraht zum Herstellen von Stahlwolle - Google Patents

Description

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Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Stahldraht zum Herstellen von Stahlwolle mit der prinzipiellen Querschnittsform nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Üblicherweise wird die Stahlwolle durch spanabhebende Einwirkung von mehreren in einer Reihe angeordneten Schneidwerkzeugen auf umlaufende Drähte gewonnen.

Als Ausgangsmaterial zur Stahlwolleherstellung verwendete man bislang überwiegend Draht mit vollrundem Querschnitt und einem Durchmesser bis zu 4 mm. Infolge der relativ geringen Produktionsmenge und der ungleichmäßigen Qualität besteht aber das Bestreben, von dem kreisrunden Drah querschnitt abzugehen. Beim Anschnitt der anfänglich runden Drahtfläche fällt nämlich zunächst Staub an, der das Ausbringen verringert und dann, in einem Übergangsbereich, grobe Wolle, welche die Qualität verschlechtert Erst wenn eine genügend breite und plane Schnittfläche geschaffen ist bestehen die Voraussetzungen für einen breiten und gleichmäßigen Eingriff der Schneidwerkzeuge.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden (DT-OS 16 27 748), als Ausgangsmaterial für die Stahlwolleherstellung einen Draht mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt zu verwenden. Ein solches Vierkantprofil weist eine ebene Anschnittfläche auf, an der die Zerspanung sofort auf der ganzen Breite ansetzen kann. Auch die Stabilität des Drahtes gegenüber den Schneidwerkzeugen ist einwandfreier als bei Runddraht.

Ein wesentlicher Nachteil des Vierkantprofils ist allerdings, daß der durch das nicht zerspanbare Restsegment verursachte prozentuale Materialverlust bedeutend höher liegt als bei der Verwendung von Draht mit rundem Querschnitt. Dieser Verlust beläuft sich bei maßgleichen Profilen auf 14,2% für Quadratdraht und 9,6% für Runddraht. Außerdem müssen bestehende Zerspanungsmaschinen zur Verarbeitung eines Vierkantprofils umgebaut werden, da andere Führungsrillen ais für den kreisrunden Querschnitt erforderlich sind.

Des weiteren ist bereits vorgeschlagen worden (DT-AS 21 09 255), von Drahtmaterial auszugehen, dessen Querschnitt sich aus einem Quadrat oder Rechteck und einem Halbkreis zusammensetzt. Bei diesem zusammengesetzten Profil wird der durch das Restsegment verursachte Materialverlust wohl wieder geringer, aber die planen Anschnittflächen bleiben infolge der geringen Stabilität der halbrunden Drahtaußenseite in den Führungsrillen der Zerspanungsmaschine nicht in einer Ebene liegen. Vielmehr drehen sich die Drähte beim· Weiterbewegen sehr leicht in ihren Lagerungen um ihre Achsen hin und her. Dadurch werden die Flächen ungleichmäßig angeschnitten, und die anfallende Stahlwolle weist keine gleichmäßige Spanstärke, d. h. also eine minderwertigere Qualität auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Stahldraht mit unrundem Querschnitt zu schaffen, der es erlaubt, eine möglichst hohe Produktion mit einem möglichst geringen Restsegmentverlust zu vereinbaren und gleichzeitig eine feine und gleichmäßige Stahlwollequalität zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs erwähnte Stahldraht erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sein Querschnittsprofil wenigstens im Restsegmentbereich in Form eines gleichschenkligen Trapezes verjüngt ist und an der Fußseite mindestens zwei durch eine konkav abgerundete Vertiefung getrennte, in Längsrichtung des Stahldrahtes verlaufende Auflage- und Führungsrippen besitzt.

Dieser Stahldraht bietet mehrere wesentliche Vorteile.

Wie bei den bekannten Stahldrähten mit rechteckigem Querschnitt bzw. Teilquerschnitt wird den Schneidwerkzeugen eine breite und flache Anschnittfläche gegenübergestellt. Die Schneidwerkzeuge können sofort auf die volle Breite des Profils einwirken, wodurch Staubanfall und eine schlechte Ausgangsqualität vermieden werden und eine qualitativ gute Stahlwolle auch bei dem Anschnitt gewährleistet ist.

Da der trapezförmige Drahtquerschnitt wie der

quadratische oder rechteckige großflächig ist, kann allein deswegen schon eine relativ hohe Produktionsmenge erzielt werden. Darüber hinaus können die Drähte, dank des gewählten Profils, ohne wesentlichen Zwischenraum nebeneinander geführt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit pro Zerspanmaschine erhöht wird.

Des weiteren bleibt das Restsegment des abgearbeiteten, trapezförmig verjüngten Drahtes viel kleiner als bei einem maßgleichen Vierkantdraht. Der auf das Aifsgangsmatenal bezogene prozentuale Material verlust ist infolge des großen verarbeitbaren Volumens auf ein Minimum herabgesetzt. Die relative Ausbeute ist besser als beim Vierkantdraht und gleichwertig mit derjenigen des Runddrahtes.

Außerdem können die zu zerspanenden Profile dank der besonderen Fußausbildung und der dadurch erzielten guten Auflage in den Führungsriiien in keinem Stadium des Verarbeiten hin- und herpendeln. Die Schneidwerkzeuge kommen auf der ganzen Breite der oberen Profilkante gleichmäßig zum Anschnitt und die anfallende Stahlwolle hat eine konstant feine Qualität.

Schließlich besteht ein weiterer Vorteil des neuen Profils darin, daß keine aufwendigen Umänderungen an den bestehenden Zerspanungsmaschinen vorgenommen werden müssen. Lediglich die konventionellen halbrunden Führungsrillen müssen der neuen Profilbasis entsprechend nachgeschliffen werden. Nach oiesem Umarbeiten kann wahlweise Runddraht oder der erfindungsgemäße Profildraht zur Verarbeitung auf Stahlwolle eingesetzt werden.

Für den erfindungsgemäß gestalteten Stahldraht gibt es verschiedene Ausführungsformen. Die Verjüngung in Form des Trapezes kann sich z. B. über die gesamte Höhe des Querschnittsprofils erstrecken. Dabei ist es zweckmäßig, enn die Kopfbreite des Trapezquerschnittes in bekannter Weise gleich der Profilhöhe ist, die üblicherweise zwischen 3 und 5 mm mißt. Die Fußbreite beträgt normalerweise 85% der Kopfbreite. Die Vertiefung zwischen den Führungsrippen beträgt je nach Profilabmessungen zwischen 0,2 und 0,4 mm.

Des weiteren kann das Querschnittsprofil aus zwei unterschiedlichen, gleichsinnig und bündig übereinandergesetzten Trapezteilquerschnitten bestehen, von denen die Seiten des der Fußseite zugekehrten Trapezteilquerschnittes, dessen Höhe gewöhnlich weniger als ein Drittel der Höhe des gesamten Querschnittsprofils ausmacht, gegenüber der Symmetrielinie eine größere Neigung aufweisen als die Seiten des darüberüegenden Trapezteilquerschnittes. Die Neigung der Seiten des unteren Trapezteilquerschnittes beträgt üblicherweise etwa 20° gegenüber der Symmetrielinie und die Fußbreite mißt nur noch etwa 55% der Kopibreite, welche ihrerseits gleich der Höhe des Querschnittsprofils sein sollte. Der durch das Restsegment verursachte prozentuale Materialverlust wird durch die stärkere Verjüngung noch weiter vermindert.

Die Trapezkanten an der Fußseite des Querschnittsprofils können in an sich bekannter Weise abgerundet sein.

Das die Auflage in den Führungsrillen verbessernde und das Restsegmentvolumen vermindernde, konkav ausgehöhlte Fußsegment, mit oder ohne Basistrapez, kann auch mit einem daran angrenzenden quadratischen oder rechteckigen Teilquerschnitt kombiniert werden. Wenn eine Verwendung in Zerspanungsmaschinen gewünscht ist, welche für die Verarbeitung von Vierkantprofilen umgebaut wurden, kann das ein hohes Ausbringen an qualitätsmäßig höchstwertiger Stahlwolle gewährleistende, trapezförmig verjüngte Querschnittsprofil ebenso mit einer flachen Fußsohle, mit oder ohne Abrundung an den Längskanten, versehen werden.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäß gestalteten Stahldrahtprofile werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Querschnittsprofil einer bevorzugten Ausführungsform des Stahldrahtes nach der Erfindung,

Fig.2 das Querschnittsprofil einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 3 einen Querschnitt durch Führungsrillen, welche wahlweise für das erfindungsgemäße Profil und für das herkömmliche Rundprofil geeignet sind.

Das in der F i g. 1 dargestellte Querschnittsprofil des Stahldrahtes 1 besteht aus einem Trapez, an dessen Fußseite zwei abgerundete Führungsrippen 2 vorgesehen sind, zwischen denen eine längsverlaufende konkave Vertiefung 3 liegt. Die kreisbogenförmig ausgebildete Vertiefung 3 weist einen flachen Bogen einer Höhe h von 0,3 mm und eine größte Breite von 2 mm auf. Die Höhe H des Querschnittsprofils beträgt 3,5 mm und ist gleich der Kopfbreite K. Die Fußbreite F mißt 3 mm und beträgt demzufolge etwa 85% der Kopfbreite K.

Bei dem dargestellten Drahtquerschnitt beläuft sich die Volumenzunahme des Ausgangsmaterials gegenüber einem Runddraht eines Durchmessers von 3,5 mm auf etwa 14%. Der auf das Restsegment zurückzuführende prozentuale Abfallverlust liegt in der Größenordnung desjenigen des Rundquerschnitts (etwa 9,7% gegenüber etwa 9,6%). Dagegen ist der Abfallverlust im Vergleich zu demjenigen eines Vierkantprofils auf etwa 60% verringert. Demzufolge ist die Produktionsausbeute an Stahlwolle bei einem um etwa 11% geringeren Drahtvolumeneinsatz etwa gleich der mit einem Vierkantdraht einer Seitenlänge von 3,5 mm erzielten Ausbeute. Wenn man die mittlere Trapezbreite oder gar die Basisbreite als Vergleichsmaß heranzieht, so fällt der Vergleich noch viel eindeutiger zugunsten des erfindungsgemäßen Profils aus.

Das in der F i g. 2 dargestellte Querschnittsprofil des Stahldrahtes 1 besteht aus einem Rechteck der Länge L und der Breite Sund einem mit seiner Kopfseite an die Breitseite des Rechtecks angrenzenden Trapez, dessen Auflagefläche wie in F i g. 1 mit abgerundeten Führungsrippen 2 und einer dazwischenliegenden konkaven Vertiefung 3 versehen ist. Die Neigung der Trapezseiten gegenüber der Vertikalen beträgt hier 20".

In F i g. 3 sind die für die Lagerung des erfindungsgemäßen Drahtprofils zusätzlich in halbrunden Führungsrillen notwendigen Ausnehmungen 4 schraffiert wiedergegeben. Diese Führungen sind zur Halterung sowohl des Stahldrahtes mit dem erfindungsgemäßen Profil als auch von maßgleichem Rundraht geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Stahldraht zum Herstellen von Stahlwolle, mit einer den Schneidwerkzeugen zugekehrten ebenen Anschnittfläche und mit an diese angrenzenden ebenen Seitenflächen sowie mit einem Querschnittsprofil, das an der Kopfseite breiter als im Bereich des Restsegmentes ist dessen Breite zu der der Führung dienenden Fußseite hin fortschreitend abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil des Stahldrahtes (1) wenigstens im Restsegmentbereich in Form eines gleichschenkligen Trapezes verjüngt ist und an der Fußseite mindesten«; zwei durch eine konkav abgerundete Vertiefung (3) getrennte, in Längsrichtung des Stahldrahtes (1) verlaufende Führungsrippen (2) besitzt.

2. Stahldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verjüngung in Form des Trapezes über die gesamte Höhe (H) seines Querschnittsprofils erstreckt.

3. Stahldraht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußbreite (F) seines Querschnittsprofils etwa 85% der Kopfbreite ^beträgt.

4. Stahldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Querschnittsprofil aus zwei unterschiedlichen, gleichsinnig und bündig überein·· andergesetzten Trapezteilquerschnitten besteht, von denen die Seiten des der Fußseite zugekehrten Trapezteilquerschnittes gegenüber der Symmetrielinie eine größere Neigung als die des darüberliegenden Trapezteilquerschnittes aufweisen.

5. Stahldraht nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des der Fußseite zugekehrten Trapezteilquerschnittes weniger als ein Drittel der Höhe (H)des gesamten Querschnittsprofils beträgt.

6. Stahldraht nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Seiten des der Fußseite zugekehrten Trapezteilquerschnittes ge- λο genüber der Symmetrielinie etwa 20° beträgt.

7. Stahldraht nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußbreite (F) seines Querschnittsprofils etwa 55% der Kopfbreite (/C bzw. L) beträgt

8. Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (3) an der Fußseite kreisbogenförmig ausgebildet ist

9. Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trapezkanten an 5" der Fußseite seines Querschnittsprofils in an sich bekannter Weise abgerundet sind.