DE2645635A1

DE2645635A1 - Verfahren fuer die kontinuierliche bearbeitung von metallenen litzen

Info

Publication number: DE2645635A1
Application number: DE19762645635
Authority: DE
Inventors: Robert Porterfield Bell; Paul Aloysius Tierney
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1975-10-10
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1977-04-21
Also published as: BE847104A; GB1509150A; IT1068539B; LU75956A1; CA1036460A; FR2327000A1; JPS5284159A; FR2327000B1; US4026334A

Description

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02

Anwaltsakte 27 460 8. OKT. 1976

MONSANTO COMPANY ST.LOUIS, MISSOURI / USA

Verfahren für die kontinuierliche Bearbeitung von metallenen Litzen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Bearbeitung von metallenen Litzen und betrifft insbesondere ein Verfahren für die kontinuierliche Bearbeitung von Schweißverbindungen aufweisenden Litzen, bei welchem diese ohne Bruch durch eine mechanische Streckvorrichtung geführt werden.

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f (08")) OS8272 8 München 80, Mauerkirchersiralle 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3890002624

983310 TELEX: 0524560 BEROd Postscheck München 65343-808

Monsanto Case No. n-₅2-o27lA

Im Hinblick auf ihre Wirtschaftlichkeit müssen die verschiedensten industriellen Verfahren kontinuierlich durchführbar sein. Um einen gleichmäßig hohen Ausstoß zu gewährleisten, soll ein solches Verfahren in möglichst wenigen Schritten ausführbar sein, möglichst wenig Handarbeit erfordern und möglichst selten durch Betriebsunterbrechungen gestört werden.

Ein solches industrielles Verfahren ist die Bearbeitung von Stahllitzen für die Verstärkung von Gummi-Verbundartikeln wie Schläuchen, Förderbändern und Luftreifen. Bei der Herstellung von Stahllitzen werden mehrere Drähte mittels einer Litzenmaschine, einer Draht zwirnmaschine oder einer Ringspinnmaschine zu einer Litze oder einem Seil zusammengedreht. Nach dem Herstellen der Litze sind zur Erzielung eines verwendbaren Produkts gewisse andere Arbeitsgänge notwendig. So muß die Litze etwa gereinigt und anschließend mit einem Haftmittel beschichtet werden, um später eine stoffschlüssige Verbindung mit Gummi zu ermöglichen. Bei jeder derartigen Behandlung wird die Litze gewöhnlich abgewickelt und dann wieder aufgewickelt. Damit dieses aus mehreren Schritten bestehende Verfahren wirtschaftlich sei, muß es möglichst kontinuierlich durchführbar sein. Um also Bedienungsvorgänge und Betriebsunterbrechungen möglichst einzuschränken, müssen die aufeinander folgenden Litzenwickel oder -rollen auf irgend eine Weise aneinandergehängt werden. Dabei können die Litzen einfach aneinander geknotet werden, es ist jedoch üblich, ,das vordere Ende jeweils eines Wickels mit dem hinteren Ende eines anderen Wickels zu verschweißen.

Dabei ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten. Die Verbraucher

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von mit Haftmitteln beschichteter Litze stellen sehr hohe Qualitätsanforderungen, darunter insbesondere die Forderung nach einem geraden Verlau der'Litzen. Beim Abwickeln der Litze von einer Rolle soll sie ohne Krümmungen oder Wellen gerade liegen. So darf ein Stück Litze von 6,08 m (20') um nicht mehr als 7>62 cm (5") von einer geraden Linie abweichen. Bei der Fertigung von Litzen oder Seilen aus Drähten entstehen jedoch Spannungen, aufgrund deren das Produkt in Schraubenlinien verlaufende Windungen erhält. Zur Beseitigung dieser Windungen und Erzielung einer geraden Litze kann diese durch eine mechanische Streckvorrichtung geführt oder, wie in der BE-PS 795 955 der Anmelderin beschrieben, einer Wärmebehandlung unterworfen werden.

Um eine kontinuierliche Zufuhr der Litze zu ermöglichen, müssen die Enden von auf einzelnen Rollen aufgewickelten Litzen miteinander verbunden werden, so daß nach dem Verbrauch eines Wickels die Litze sofort vom nächsten Wickel aus zugeführt werden kann. Für die kontinuierliche Zufuhr werden die Enden der Litzen vorzugsweise miteinander verschweißt. Eine richtig ausgeführte Schweißverbindung ergibt nicht, wie andere "Verbindungsarten, etwa das Zusammenbinden der Litzen, eine Querschnittänderung, und ist genügend haltbar, um die Litzen bei der Bearbeitung zusammenzuhalten. Das Schweißen kann vor oder nach dem Strecken der Litzen oder Seile erfolgen. Dabei ergeben sich jedoch in jedem Falle gewisse Schwierigkeiten.

Wird die Litze erst nach dem Strecken geschweißt, so muß ein Zwischensammler mit einem für den kontinuierlichen Ablauf des Verfahrens ausreichenden Fassungsvermögen vorhanden sein. Wird

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die Litze beispielsweise mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 135 bis Ί5Ο m/min transportiert, und das Schweißen nimmt zusammen mit der Fachbehandlung zwei Minuten in Anspruch, so muß ein Zwischensammler mit einem Fassungsvermögen von 27^ bis 305 Meter der Litze vorhanden sein. Die Verwendung eines solchen Zwischensammlers erhöht den Betriebs- und Wartungsaufwand sowie die Anlagekosten.

Eine Alternative ist das Schweißen der Litze vor dem Strecken. Dabei hat jeder Litzenwickel jeweils ein leicht auffindbares vorderes und hinteres Ende. Das.hintere Ende eines ersten Vikkels wird an das vordere Ende eines zweiten Wickels geschweißt, so daß die Litze kontinuierlich einer Streckvorrichtung zugeführt werden.:.kann. Damit ist ein kontinuierliches Arbeiten ohne die Verwendung eines Zwischensammlers möglich. Ein Verfahren, bei welchem SchweißveEbindungen aufweisende Litzen durch eine mechanische Streckvorrichtung geführt werden, arbeitet jedoch für die industrielle Anwendung nicht sicher genug. Die Schweißverbindungen müssen metallurgisch einwandfrei sein, dabei jedoch einerseits weich genug, um die Biegespannungen in der Streckvorrichtung auszuhalten, und andererseits fest genüg, um die Enden der Litzen sicher miteinander zu verbinden. Die Herstellung derart hochwertiger Schweißverbindungen ist jedoch in der Massenfertigung äußerst schwierig. Für eine zuverlässige Durchführung der Bearbeitung mit möglichst wenigen Betriebsunterbrechungen ist eine Sicherheit der Schweißverbindungen von nahezu 100% notwendig, d.h.es darf praktisch keine einzige Schweißverbindung reißen. Ein solches Ergebnis ist jedoch

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beim Durchlauf von Schweißverbindungen durch eine mechanische Streckvorrichtung bisher nicht erzielt worden.

Die Erfindung schafft ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren, bei welchem an den Schweißstellen keine Brüche auftreten. Das Ergebnis des Verfahrens ist eine gerade gestreckte Litze, ohne daß dazu ein Zwischensammler notwendig ist.

Eine für die kontinuierliche Verarbeitung in dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmte metallene Litze wird durch Zusammendrehen mehrerer Drähte hergestellt und so auf eine Spule gewikkelt, daß die vorderen und hinteren Enden des Wickels zum Verschweißen mit entsprechenden Enden von anderen Wickeln zugänglich sind. Wach dem Verschweißen wird die Litze durch eine mechanische Streckvorrichtung geführt und dann mit einem Haftmittel beschichtet. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die von der Streckvorrichtung ausgeübte Kraft im die Schweißverbindung enthaltenden Bereich der Litze verringert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Verarbeitung von auf Spulen gewickelten Litzen zu einem im wesentlichen geradlinigen und mit einem Haftmittel beschichteten Produkt. Bei einem solchen Verfahren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß mehrere Drähte zu einer Litze zusammengedreht werden, daß die Litze so auf eine Spule gewickelt wird, daß ihre beiden Endstücke zugänglich sind, daß der Endstücke gerade gestreckt werden, daß ein Endstück einer ersten Spule mit einem Endstück einer zweiten Spule verschweißt wird,

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daß die Litze kontinuierlich durch eine mechanische Streckvorrichtung geführt wird und daß die von der Streckvorrichtung auf den die Schweißverbindung enthaltenden Bereich der Litze ausgeübte Kraft verringert wird.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Anordnung von Verfahrenseinrichtungen und Litzenwickeln und

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung einer Verbindungsstelle zweier Litzenstücke.

Die Erfindung schafft ein Verfahren für die kontinuierliche Verarbeitung von metallener Litze. Im folgenden bezeichnet der Ausdruck Litze eine Anordnung von einzelnen Drähten um eine gemeinsame Achse und der Ausdruck Seil eine Anordnung von Litzen um eine gemeinsame Achse herum. Die beiden Ausdrücke sind im Rahmen der Beschreibung wahlweise verwendbar.

Der als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Draht ist vorzugsweise aus einem niedrig legierten Kohlenstoffstahl. Es können jedoch auch andere Werkstoffe wie rostfreie Stähle oder nicht eisenhaltige Legierungen verarbeitet werden.

Das Herstellen der Litze oder des Seils kann mittels herkömmlicher Vorrichtungen wie Drahtspinnmaschinen, Drahtzwirnmaschinen oder Ringspinnmaschinen erfolgen. Mehrere von einzelnen "Haspeln ablaufende Drähte werden einer solchen Vorrichtung zugeführt

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und von dieser im jeweils gewünschten Maß zusammengedreht. Für die Herstellung eines Seils in einer gebräuchlichen S/Z- oder Z/Z-Anordnung können dann mehrere Litzen in der gleichen oder in entgegengesetzter Richtung zusammengedreht werden.

Die auf diese Weise hergestellten Litzen oder Seile werden so auf Spulen gewickelt, daß jeweils die vorderen und hinteren Enden jedes Wickels zugänglich sind. Aufgrund der beim Zusammendrehen der Drähte oder Litzen ausgeübten Zugspannungen ist die fertige Litze bzw. das fertige Seil sehr stark gekrümmt, so daß es beim Abwickeln von der Spule nicht gerade liegt.

Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus Fig. 1 hervor. Ein auf eine Spule A gewickeltes Seil wird einer mechanischen Streckvorrichtung zugeführt. Die dazu notwendigen Rollen, Antriebseinrichtungen und Steuereinrichtungen für die Zugspannung sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Fach dem Ablauf des auf der Spule A aufgewickelten Seils durch die Streckvorrichtung wird das Verfahren nicht unterbrochen, da nun sofort ein auf eine zweite Spule B gewickeltes Seil der Streckvorrichtung zuläuft. Dies wird auf folgende Weise erreicht: Das Endstück a des auf der ersten Spule A befindlichen Wickels wird um ein bestimmtes Stück hervorgezogen, mittels einer (nicht gezeigten) getrennten Streckvorrichtung gestreckt und in eine (nicht gezeigte) Schweißvorrichtung eingespannt. Das vordere Endstück b des auf der zweiten Spule B sitzenden Wickels wird ebenfalls um ein bestimmtes Stück abgezogen, gestreckt, in die Schweißvorrichtung eingespannt und mit dem hinteren Endstück a des

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ersten Wickels verschweißt. Anschließend wird die Schweißverbindung warm nachbehandelt und auf Zugfestigkeit geprüft.

Beim Überwechsel von einem Seil zum anderen, d.h. nach dem Ablaufen des Wickels von der ersten Spule A und vor Beginn des Ablaufens des Seils von der zweiten Spule B werden zwei Zeitsteuerglieder T1, T2 aktiviert. Das erste Zeitsteuerglied T1 mißt die Zeit vom Überwechsel bis zum Einlauf der Schweißverbindung in die Streckvorrichtung. In dem Augenblick, in welchem die Schweißverbindung die Streckvorrichtung erreicht, bewirkt das zweite Zeitsteuerglied T2 eine Verringerung;¹ der von der Streckvorrichtung auf das Seil ausgeübten Zugkraft für eine Zeitspanne, während welcher die Endstücke a und b die Streckvorrichtung durchlaufen. Mach dem Durchgang des Endstücks b aktiviert das Zeitsteuerglied T2 die Streckvorrichtung wieder, so daß diese erneut die Volle Zugkraft auf das Seil ausübt.

Jig. 2 zeigt das hintere Endstück a und das vordere Endstück b mit ihrer Schweißverbindung. Diese ist vorzugsweise so angeordnet, daß die Endstücke a und b beiderseits im wesentlichen gleich lang sind. Mt Ausnahme des kleinen die Schweißverbindung enthaltenden Teils sind die Endstücke übee ihre gesamte Länge in einer besonderen Vorrichtung vorgestreckt. Beim .Eintritt des Endstücks a in die Streckvorrichtung bewirkt das Zeitschaltglied T2 selbsttätig eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Streckwalzen, so daß sich der auf das Seil ausgeübte Druck verringert und die sprödere Schweißverbindung ohne Schaden durch die Vorrichtung laufen kann. Sobald dann das andere Endstück b

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durch die Vorrichtung gelaufen ist, wird das Zeitsteuerglied T2 erneut betätigt, worauf dann die vorherige Kraft wieder auf das Seil ausgeübt wird. Die Ansprechzeiten der Zeitsteuerglieder TI, T2 sind sorgfältig auf die Vorschubgeschwindigkeit des Seils abgestimmt, um zu gewährleisten, daß der die Schweißverbindung enthaltende Bereich die Streckvorrichtung durchläuft, wenn die von dieser ausgeübten Streckkräfte aufgehoben sind.

Nach dem Ablaufen des Wickels von der ersten Spule A und dem Beginn des Ablaufs von der zweiten Spule B wird die leere Spule A entfernt und durch eine volle Spule ersetzt. Das hintere Endstück der zweiten Spule B wird nun mit dem vorderen Ende der neuen Spule verschweißt, so daß ein kontinuierlicher Zulauf des Materials zur Streckvorrichtung gewährleistet ist.

Bei der Verarbeitung von metallenen Seilen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchlaufen mehr als 99% der Schweißstellen die Streckvorrichtung ohne Schaden. Frühere Versuche, das Strecken nach dem Verschweißen durchzuführen, führten Zum Brück von ca. 70% der Schweißverbindungen. Daraus ergab sich eine beträchtliche Verringerung des Aussotßes und somit ein sehr unwirtschaftliches Verfahren.

Praktisches Ausführungsbeispiel;

Eine fünfteilige Anlage wurde unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens fünf Tage lang betrieben. Jedes Teil der Anlage enthielt eine mechanische Streckvorrichtung, welcher eine auf einer Ringspinnmaschine gesponnene 1x5x0,025 Litze aus C1070-Stahl zugeführt wurde.

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Wahrend der fünf Tage erfolgten 268 Spulenwechsel und wurden insgesamt 4 800 kg Litze verarbeitet. Nach dem Strecken wurde die Litze durch ein Haftmittel-Beschichtungsbad geführt und erneut auf Spulen gewickelt. Die Haltbarkeit der Schweißverbindungen während dieser Zeitspanne betrug 99,6%.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern erstreckt sich auf zahlreiche Änderungen und Abwandlungen derselben im Rahmen der folgenden Ansprüchet:

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren für die kontinuierliche Verarbeitung von auf Spulen gewickelten metallenen Litzen, welche jeweils aus mehreren Drähten zusammengedreht und so auf die Spulen gewickelt werden, daß ihre Endstücke zugeänglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke gerade gestreckt werden, daß ein Endstück einer ersten Spule an ein Endstück einer zweiten Spule geschweißt wird, daß die Litze kontinuierlich durch eine mechanische Streckvorrichtung geführt wird und daß die von der Streckvorrichtung auf die die Schweißverbindung enthaltenden Endstücke der Litze ausgeübte Kraft verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte aus Stahl sind.

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