DE2732681A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen transport von draht durch einen behandlungsraum - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen transport von draht durch einen behandlungsraumInfo
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Description
18. Juli 1977 MERTENS & KEIL
,; Ö3 FO D7 PATENTANWÄLTE
ο Frankfurt am Main
RUTHNER Industrieanlagen-Aktiengesellschaft in Wien (Österreich)
Vorrichtung zum kontinuierlichen Transport von Draht durch einen Behandlungsraum
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Transport von Draht durch einen Behandlungsraum, bestehend aus einen oder mehreren
im wesentlichen walzenförmigen, um die eigene Achse drehbaren Stützkörpern, die der Draht in Form einer
stehenden, in sich selbst fortbewegenden, schraubenlinienähnlichen Wicklung in ihrer Gesamtheit umhüllt,
sowie Zu- und Abführeinrichtungen für den Draht, die diesem auch den notwendigen Zug vermitteln, mit einer
oder mehreren kraftschlüssig drehbar mit den Stützkörpern verbundenen Rollen.
Im folgenden wird der Ausdruck "Draht" im allgemeinen Sinn verwendet und schließt alle Arten
von lang gestrecktem Material mit einer im wesentlichen gleichförmigen Quersclinxttsgestalt ein,
gleichgültig, ob diese nun wie der übliche Draht ein Kreis oder eine andere Querschnittsform besitzt.
Bei den bekannten, kontinuierlichen physikalischen oder chemischen Behandlungen von Draht
ist man an bestimmte verfahrensbedingte Verweilzeitea im Behandlungsraum gebunden. Dadurch kommt man bei
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ökonomisch vertretbaren Durchsätzen und urantgeschwindigkeiten
unter Umständen zu mehreren hundert iietern Draht, die in einen Behandlungsraum
untergebracht werden müi-ten, wollte man den Draht
in einer einzigen Ader behandeln.
Un die Länge einer Behandlungsani agc dennoch kurz zu halten, ging nan schon früher daran,
diese erforderliche Drahtlänge durch oftmaliges Umlenken in einem kleineren Behandlungsraum
unterzubringen oder den Draht in schraubenlinienfürmigen
Wicklungen durch den Behandlungsraum zu trans port i eren.
Die erste Art dieser Vorrichtungen, bei v/elcher der Draht mit Hilfe einen Wicklers oder
Spulers durch den (die) Behandlungsraum(räume) gezogen
wird, und die durch die notwendige Verweilzeit ·. nd Durchziehgeschvindigiceit bestimmte Drahtlänge
durch oftmaliges Umlenken des Drahtes über sich frei drehende Umlenkrollen erzielt wird, ist
antriebstechnisch betrachtet am wenigstens problematisch.
Der liöglichkeit einer beliebigen Durchsatzsteigerung
bzw. der Durchziehgeschwindigkeit-Erhöhung durch Vervielfachung der Umlenkungen ist
dennoch eine Grenze gesetzt, da das ständige Hin- und Herbiegen des Drahtes seine physikalischen
Eigenschaften ungünstig beeinflußt. Außerdem führt
die Erhöhung der Uralenkungszahl zur wesentlichen Vergrößerung
der zum Umlenken des Drahtes notwendige, sich bei jeder Umlenkung addierende Zugkräfte und
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verursacht eine übermäßige Abnützung der Laufflächen und Lagerungen der Umlenkrollen.
Diese Nachteile sind bei der Behandlung von hociifesten Stahldrähten besonders unangenehm und
verhindern mitunter den hochgesetzten Qualitätsforderungen nachzukommen.
Die zweite Art der einadrigen Anlagen ermöglicht es, die notv/endige Drahtlänge in Form von
v/icklungen oder v/endeln im engsten Raum, sehr platzspai'end
unterzubringen und diese mittels angetriebenen Stutzkörpern, Trommeln od. dgl. schonend durch
die Behandlungsräume zu transportieren. Diese Vorrichtungen ermöglichen durch hohe Durchziehgeschwindigkeiten
große Durchsätze, wobei die physikalischen Eigenschaften des Drahtes im wesentlichen nicht verändert
v/erden, aber der Antrieb und die drehzalil- bzw. drehmomentwaage Abstimmung der angetriebenen
Transportelemente, wie Stützkürper, Trommeln od. dgl., stellen nach v/ie vor ein ernstes Problem dar, welches
bisher technisch-wirtschaftlich noch nicht zufriedenstellend
gelöst werden konnte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, welche durch die optimale Ausnützung des zur Verfügung stehenden Behandlungsraum-Volumens,
ohne auf die physikalischen Eigenschaften des Drahtes im wesentlichen einzuwirken,
imstande ist, bei geringem Platzbedarf und kurzer Anlagenlänge groke Durchsätze zu erzielen, und einen
kontinuierlichen Drahttransport durch den (die) Behandltmgsraum(räume)
ohne aufwendigen Antrieb und
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komplizierte steuerung der Trommeln oder ütützkürper,
sondern mittels eines von einen oluieliiu vorhandenen
Wickler bzw. einer './eiterverarbeitungsvorrichtung erzeugten
Zuges zu erwirken.
Dieses Ziel wird bei einer Vorrichtung der eingangs erv/üiinten Art dadurch erreicht, dau eriindungsgenüß
der kegelstumpfformige iiittelteil eier ausgangsseitigen
liolle einen Heigungsv/inkel gleicii oder
kleiner dem maximalen llaf treibungswinkel Draht/liolle
aufweist.
./eitere einzelheiten eier Erfindung werden
an Hand der zeiclinung näher erläutert, in welcher
ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaijen Vorrichtung
schematisch dargestellt ist. lis zeigen I-'ig.
1 eine erste /aisführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht
und teilweise Schnitt, Fig. 1 a eine scuaubildliche
Darstellung der ürahtfülirung bei der Vorriclitung
nach l'ig. 1, l-'ig 2 eine zv/eite Ausfüiirungsforr.i
der Vorrichtung in schaubildlicher ijarstellung und Kig. 3 ein oiagra^un für deii verlauT der zugkraft
im üx'aht wälirend seiner Führung durch die erf induags—
geraume Vorrichtung.
Die Vorrichtung v/eist einen ütützkörper 1
sov/ie eine mit diesen zusammenarbeitende Rolle 2 auf, welche den vom ütützkörper 1 ablaufenden Draht / aufnimmt
und zur Külxrung desselben eine in der Aufnalu.ierichtung
stetig zunehmenden Durcluuesser aufweisende
Fülirungsfläche 8 besitzt, üowohl der ütützkürper 1 als
auch die Rolle 2 sind frei drehbar gelagert, miteinander jedoch antriebsweise verbunden. Bei der Ausfülirungsform der Vorrichtung nach Fig· 1 bildet die Rolle 2
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einen Bestandteil des Stützkörpers 1 und befindet sich koaxial angeordnet an seiner Einlaufseite, wobei die
Auflaufseite der Rolle 2 an den Stützkörper 1 anschließt
und eine Umlenkrolle 3 den vom Stützkörper 1 ablaufenden Draht / zur üolle 2 zurückführt.
Der Stutζkörper 1 kann beliebig ausgeführt
sein, besitzt aber vorzugsweise die in der OE-PS 321
oder in der üE-PS (A 993/74) beschriebene
Form. Demnach v/eist der Stützkörper 1 einlaufseitig
eine Ziehscheibe 4 und ablauf seitig üemmkörper 5 auf,
von denen beispielsweise zwei diametral gegenüberliegend auf Gleitleisten 6 angeordnet eine Auflockerung
der Drahtwindungen verhindern, v/obei die Gleitleisten C in beliebiger Anzahl in V/inkelabstünden voneinander
angeordnet das Tragen und Führen der Windungen des Drahtes / oline Abschirmen deren Innenseite von den zuströmenden
üehandlungsniedien besorgen.
Es ist bekannt, daß bei derartigen Vorrichtungen ζιυΛ kontinuierlichen Uilden und Transportieren
einer schraubenförmigen Jicklung um einen Stützkörper
der Draht von einer Ablauf- oder Vorbehandlungsvorrichtung
unter Zug uittels Drehen des durch Antriebsund Krai ^übertragungselemente (Motoren, Zalinrüder,
Ketten usv/.) angetriebeneu Stützkörpers auf derselben
aufgewickelt v/ird. Um den kontinuierlichen Betrieb aufrecht zu erhalten, v/ird der Draht gleichzeitig zum
Aufwickeln auf den Stützkörper von diesem auch abgezogen, wobei darauf besonders zu achten ist, daJ beide
Vorgange synchron zueinander erfolgen, um eine Auflockerung oder fest Zusammenziehen der sicli um den
Stützkörper befindlichen Drahtwicklung zu vermeiden.
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Auch aus diesem Grunde ist es in der Praxis nicht möglich, einen eine größere Drahtwicklung fülirenden
Stützkörper durch direktes Abziehen des um um befindlichen Drahtes störungsfrei in Rotation zvi versetzen.
Aufgrund dieser Überlegungen wird der von der Ziehscheibe 4 unter dem Zug S1 gewickelte Draht
7 vom Stütakörper 1 unter dem Zug S2 abgezogen, welcher
so ausgelegt ist, daii die Wicklung um den Stützkörper 1 sich weder auflockern noch fest zusar.unenziehen
kann und über die Umlenkrolle 3 auf die Führungsfläche 8 gelenkt wird.
Da zum Umlenken des Drahtes zusätzliche Kraft erforderlich ist, erhöht sich S2 auf S2 1, und
kann mit entsprechender zahl von Umschlingungen des auf die Rolle 2 gelenkten Drahtes 7 auf Grund des
Gesetzes der Seilreibung (S1 1 = S2 1 . e/11 ) erhöht
werden, wobei "e" den natürlichen Logarithms, " λχ"
den Reibwert zwischen Draht und Rolle und W den Umschlingungswinkel
bezeichnet.
Die mit der Führungsflache 8 versehene
Rolle 2 ermöglicht nicht nur den kraftschlüssigen Antrieb
des Stützkörpers 1 durch den auf sie gelenkten und von ihr mit einer Wickel- oder Weiterverarbeitungsvorrichtung abgezogenen Drahtes 7, sondern regelt
selbsttätig den Zug S2 zwischen bestimmten Grenzen.
Demnach weist die Führungsfläche 8 einen Neigungswinkel β auf, welcher zweckdienlicherwexse
etwas kleiner ist als der Reibungswinkelf?), dessen
Wert aus dem Zusammenhang (^ = arc tgyu) zu entnehmen
ist·
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Wird die Rolle 2 auf der bereits beschriebenen Art in Drehung versetzt, läuft der vom Durchmesser
D» des Stützkorpers 1 über die Umlenkrolle 3 auf den Durchmesser D' der Führungsfläche 8 auf,
v/elcher in diesem Moment grüßer wird als D2. Der Zug
S,j erhöht sich dadurch und die daraus resultierenden
Kr elf te drücken die Umschlingungen des Drahtes 7 der
konischen Fülirungsf lache 8 entlang, Richtung Ablaufsteile auf einen kleineren Durchmesser wieder hinunter.
Da die windungen der sich auf dem Stützkürper
1 befindlichen Drahtwicklung meistens nicht den gleichen, vom Durclimesser D2 abhängigen Umfang
aufweisen, ändert sich der Zug S2 1 ständig zwischen
bestimmten Grenzen, folglich v/andern die Umschlingungen des Drahtes / auch ständig der Fülirungsf Iac he 8
entlang. Verringert sich der zug S2 1, wandern die Umschlingungen
auf einen größeren Durchmesser der Führungsfläche 0 hinauf, beim Steigen des Zuges dagegen
werden sie auf einen kleineren liinunter gedrückt.
Diese Art der Regelung läiit sich auch mit
einer bestimmten Progressivität ausführen, indem der Neigungsv/inkel lh derPülirungsf lache 8 mit steigendem
oder fallendem Durclimesser vergrößert bzw. verkleinert, also der kegelstumpfförmige Mittelteil 8 über
Kehlen 10 gerundet wird, die in Endscheiben 11 übergehen.
Es ist möglich, mit richtiger Auslegung der erwähnten Werte Drähte verschiedener Stärke und Beschaffenheit
mit derselben Vorrichtung durch den Behandlungsraum zu befördern. Bei sehr verschiedentliehen
Drahtmaterialien empfiehlt sich eine Mehrzahl
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Rollen 2 mit melireren, verschiedene Neigungswinkeln
bzw. Radien aufweisende Fülirungsflachen zu versehen.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen bezüglich
Foma und Anordnung des Stützkürpers 1 und der Rolle 2 vorgenommen werden. Go besteht, wie Fig. 2
zeigt, die iiögliclikeit, die Rolle 2 getrennt von
Stützkörper 1 und auch achsversetzt zu diesem anzuordnen. In diesem Falle um., jedoch der Stützkörper 1
mit der Rolle 2 z.B. durch einen Ketten- oder Riementrieb D antriebsweise verbunden sein, wobei die beiden
Teile 1,2 vorzugsweise mitgieicher 'Jinkelgeschwindigkeit
umlaufen. Hierbei kann auch die Umlenkrolle 3 entfallen, wenn die Anordnung der Rolle 2 so getroffen
ist, daß sie den vom Stützkürper 1 ablaufenden
Draht 7 unmittelbar übernehmen kann. Der Stützkürper 1 seinerseits kann als Manteltrommel mit in diese allenfalls
eingesetzten harten, vorzugsweise axial verlaufenden und über die iiantelflache teilweise vorstehenden
Oleitleisten ausgeführt sein, wobei die Hei.Uiikörper
allenfalls entfallen können, falls die Umlenkrolle 3 bzw. die Rolle 2 so angeordnet ist, da;J eine gewünschte
'./ickellänge des Drahtes am Stützkörper durch die
Lage der Rolle 3 bzw. 2 zum Stützkörper gesichert ist.
I3ei beiden Ausftüirungsbeispielen wird der
Zug, der in den einzelnen urahtabscimitten vorhanden
ist, etwa den im Diagramm nach Fig. 3 dargestellten Verlauf annehmen.
Genauso ist es möglich, den Stützkörper 1 mit der Rolle 2 beidseitig zu lagern, oder die Lage-
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rung ii.i Inneren des Stützkörpers 1 unterzubringen,
wobei das Verhindern des Eindringens des Behandlungsmediums in die Lagerung beispielsweise auch
durch einleiten von './asser als Schmiermittel über
ein nit einem überlauf versehenes Ausgleichsgefäß
erfolgen kann.
Schließlich besteht die liöglichkeit, den
walzenkörper 1 nach Fig. 1 in mehrere, z.B. fünf walzenförmige Stützkörper mit einer mit diesem auflaufseitig
starr verbundenen Rolle aufzulösen, die frei drehbar um parallele Achsen, mit diesen ringförmig oder genauer in Form eines regelmäßigen Fünf
ecks fix gelagert sein können. Der Draht wird, die Gesamtheit aller fünf stützkörper umhüllend, unter
einer gewissen zugspannung an einem Ende aufgegeben und wälirend der ersten V/indung auf jeder der fünf
v/alzen ein wenig nach dem anderen Ende hin geschoben,
uabei wird ein Großteil der anfänglichen Zugspannung
des Drahtes abgebaut und in ein negatives, den Stützlcürpern mitgeteiltes Drehmoment umgesetzt.
Daher kann die nunmehr relativ lockere Wicklung annähernd kreisförmig, und durch von windung zu v/indung
weit er gegebenen Berülirungsdruck achsparallel nach dem
Drahtabiaufende in Summe also einer Schraubenlinie
angenähert bewegt v/erden. Auf der AbI auf sei te wird
der Draht von der ./icklung abgehoben und über eine Umlenkrolle
auf eine der liollen der Stützkörper aufgegeben, von dort z.i3. nach Umschlingung durch eine volle
V/indung auf die zweite der liollen usw., bis er schließlich von der letzten mit etwas höherem Zug als
anfangs abgezogen v/ird. Durch die Profilierung und die
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Art der Umschlinguiig der Rollen wird erreicht, da.,
der Draht denselben mit einem eingestellten Reibungs-Kraft
Schluß jeweils einen Teil jener Zugspannung in Korm von Drehmoment abgibt, die er ausgangsseitig
empfängt. Der Vorgang ist also dai eingangsseitigen in gewissem Sinne entgegengesetzt. Jetzt steigt in
Draht-Bewegungsrichtung v/ieder der Zug an, und das den Rollen mitgeteilte Drehmoment ist positiv in
Richtung der sich drehenden Rollen und Stützkörper. Die entgegengesetzten Drelmomente der Stützkürper v/erden
also in Summe von den antreibenden Rollen in Summe kompensiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mannigfaltig
Verwendung finden. So kann die Vorrichtung wit Vorteil in direkter Verbindung mit einer Ziehmaschine
als Vor- oder Nachbehandlung bzw. vor dem letzten Ziehstein
als Schlußbehandlung eingesetzt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, aus mehreren Einheiten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine komplette
Behandlungsreihe zusammenzustellen, oder diese mit Behandlungsvorrichtungen bzw. Maschinen anderer Art zu
kombinieren.
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Claims (1)
- MERTENS & KEILPATENTANWÄLTEPatentansprüche:1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Transport von Draht durch einen Behandlungsraum, bestehend aus eine.i oder mehreren im wesentlichen walzenförmigen, um die eigene Achse drehbaren Stützkörpern, die der Draht in Form einer stehenden, in sich selbst fortbewegenden, scliraubenlinienähnlicheii V/icklung in ihrer Gesamtheit umhüllt, sowie Zu- und Abführeinrichtungen für den Draht, die diesem auch den notwendigen Zug vermitteln, mit einer oder mehreren kraftschlüssig drehbar mit den Stützkörpern verbundenen Rollen, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige Mittelteil (8) der ausgangsseitigen Rolle (2) einen Neigungswinkel (ß) gleich oder kleiner dem maximalen Haftreibungswinkel (5 ) Draht/Rolle aufweist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförnige Mittelteil (8) über abgerundete Kehlen (10) beiderseitig mit an sich bekannten Endscheiben (11) verbunden ist, deren gegenseitiger Abstand einen Umschlingungswinkel (\ vorsieht, welcher der Bedingung S1' = S2».e /* genügt wobei S1' den Ausgangszug des Drahtes bei der Rolle (2), S · den Eingangszug des Drahtes bei der Rolle (2), e die Basis des natürlichen Logarithmus, mx den Reibungskoeffizienten und c/L den Umschlingungswinkel zwischen Draht und Rolle (2) bedeuten.11.7.77- 11 -7Ö9884/1ÖQ3
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |