DE2824776A1

DE2824776A1 - Verfahren zur herstellung gewellter metalldraehte zur verstaerkung zusammengesetzter materialien

Info

Publication number: DE2824776A1
Application number: DE19782824776
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-06-06
Publication date: 1978-12-14
Also published as: BR7803647A; IT1109699B; BE867315A; FR2393635B1; DE2824776C3; IT7868290A0; GB1593629A; DE2824776B2; FR2393635A1; CA1089412A; US4150706A; JPS542937A

Description

MICHELIN & CIE (Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN) 6j5 Clermont-Ferrand, Frankreich

Verfahren zur Herstellung gewellter Metalldrähte zur Verstärkung zusammengesetzter Materialien

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung drahtförmiger Verstärkungselemente für zusammengesetzte Materialien.

Die Bindungskraft bzw. Festigkeit der Verankerung von Verstärkungselementen im zu verstärkenden, ggf. zusammengesetzten Material kann dadurch beträchtlich erhöht werden, daß man den Verstärkungselementen senkrecht zu ihrer Längsrichtung einen etwa rechteckigen oder plankonvexen Querschnitt verleiht und derartige bandförmige Verstärkungselemente senkrecht zu ihrer Längsrichtung und vorzugsweise parallel zur längeren Seite ihres rechteckigen Querschnitts wellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung derartiger in Querrichtung gewellter bandförmiger Verstärkungselemente unter Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung von Metalldrähten anzugeben, bei der ein Strahl des flüssigen Metalls, vorzugsweise Stahl mit höherem Siliciumgehalt, in eine Kühlumgebung eingespritzt wird. Eine hierfür geeignete Vorrichtung ist beispielsweise

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in den US-PSen 3 86l 452 und 3 896 970 beschrieben.

Es ist bereits bekannt, daß Metallbänder mit etwa rechteckigem Querschnitt durch Aufspritzen eines flüssigen Metallstrahls auf einen um eine in ihrer Lage nicht veränderliche Achse rotierenden Zylinder mit einer derartigen Vorrichtung hergestellt werden können.

Der auf den Zylinder auftreffende Metallstrahl verfestigt sich unter Abplattung und Bildung eines Drahts oder besser eines Bands mit etwa rechteckigem oder auf einer Seite planem und auf der anderen Seite leicht konvexem Querschnitt.

Die Erfindung beruht darauf, zwischen dem Strahl bzw. dem Endbereich des flüssigen Strahls und dem Zylinder eine hin- und hergehende Relativbewegung parallel zur Zylinderachse vorzugeben.

Diese Relativbewegung kann auf zwei Arten erzielt werden: nach einer ersten Ausführungsweise der Erfindung wird der Zylinder parallel zu seiner Drehachse hin- und herbewegt.

Nach einer zweiten Ausführungsweise wird der Strahl bzw. der Endbereich des Strahls parallel zur Zylinderachse hin- und herbewegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 und IA: die wesentlichen Bestandteile einer erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung, bei der der Strahl gegenüber dem Zylinder hin- und

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herbewegt wird; Fig. IA stellt dabei eine Teilansicht der Vorrichtung gemäß dem Pfeil F in Fig. 1 dar;

Fig. 2: eine verkleinerte Ansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsweise, bei der der Zylinder gegenüber dem Strahl hin- und herbewegt wird,

sowie

Fig. 3'· das Durchlassen eines gewellten Drahts zwischen zwei geriffelten Walzen zur Erzielung einer Wellung senkrecht zur bereits vorhandenen Wellung.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile einer zur Herstellung dünner Stahldrähte nach dem Verfahren der US-PS 3 861 452 dienenden Vorrichtung dargestellt.

Eine derartige Vorrichtung weist einen Druckbehälter 10, einen Schmelztiegel 11, eine Heizeinrichtung 12, eine Düse 13» eine Kühlkammer 14, einen Zylinder 15, eine Abschneideeinrichtung l6 sowie eine Auffangeinrichtung 17 auf. Der Druckbehälter 10 wird mit einem inerten Gas so unter Druck gesetzt, daß der im Schmelztiegel 11 durch die Heizeinrichtung 12 flüssig gehaltene Stahl 18 aus der Düse 13 austritt. Der flüssige Strahl 19 gelangt einerseits am Ausgang der Düse 13 in eine Kühlumgebung und wird parallel zur Drehachse 15A des aus einem wärmeleitfähigen Metall bestehenden Zylinders 15 hin- und herbewegt. Der in der Kühlkammer 14 vorgesehene Zylinder 15 wird andererseits mit einer vorzugsweise etwas über der Strahlgeschwindigkeit des flüssigen Strahls 19 liegenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Der Strahl, der zunächst etwa kreisförmigen Querschnitt aufweist und beim Auftreffen auf den Zylinder 15 eine Wellenbewegung ausführt, verfestigt

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sich darauf in Form eines flachen und quer zur Strahlachse sowie parallel zur größeren Abmessung des abgeplatteten Querschnitts des Strahls 19 gewellten Band 20.

Im Anschluß daran wird das Band 20 mit einer Abschneideeinrichtung 16 zur Erzeugung von drahtförmigen Verstärkungselementen 21 zu Stücken der jeweils geforderten Länge zugeschnitten, die sich in der Auffangeinrichtung 17 ansammeln.

Die hin- und hergehende Bewegung des Strahls 19 kann mit gleichmäßigen oder zufälligen Schwingungsperioden erfolgen, wobei der Antrieb auf verschiedene Weise geschehen kann.

Eine erste Verfahrensweise beruht darauf, daß einerseits der flüssige Stahl 18 mit dem Anschluß G. eines veränderlichen Wechselstromgenerators verbunden wird, was vorzugsweise über einen metallischen Dichteinsatz 30 geschehen kann, wie er in der US-PS 3 896 87O beschrieben ist. Dieser Dichteinsatz ist zwischen der Düse 13 und dem Druckbehälter 10 vorgesehen und steht mit dem flüssigen Stahl 18 in Kontakt. Andererseits wird der zweite Anschluß Gp des Generators G beispielsweise über eine Bürste 40 mit dem Zylinder 15 in Kontakt gebracht, dessen Achse 15A elektrisch mit dem ebenfalls elektrisch leitenden Zylindermantel verbunden ist.

Auf dem Weg des Strahls 19 ist ein Elektromagnet 50 vorgesehen, der ein konstantes Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld ruft eine veränderliche, hin- und hergehende Kraftwirkung auf den Stahlstrahl 19 hervor, der von dem durch den Generator G erzeugten Wechselstrom durchflossen wird.

Im Gegensatz dazu kann jedoch der Wechselstromgenerator auch durch eine Gleichstromquelle ersetzt werden, wobei dann

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der Elektromagnet zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds an einen veränderlichen Wechselstromgenerator angeschlossen ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsweise beruht darauf, durch den Strahl 19 einen Gleichstrom fließen zu lassen und den Strahl durch ein elektrostatisches Feld hindurchtreten zu lassen, das von einer den Strahl umgebenden zylindrischen Elektrode erzeugt wird.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie der geradlinig aus der Düse 13 austretende Strahl 19 auf den Zylinder 15 auftrifft, der, wie durch den Doppelpfeil angedeutet ist, hin- und herbewegt wird.

Fig. 3 erläutert, wie das wie oben erhaltene, bereits gewellte Band 20 zur weiteren Wellung in zur vorhergehenden Wellung senkrechter Richtung zwischen zwei geriffelten Walzen hindurchgeschickt wird, wonach das Band 20' in einer Abschneideeinrichtung wie etwa der Abschneideeinrichtung 16 von Fig. zu Stücken zugeschnitten wird.

Ausgehend von einem Stahl mit 0,7 % C, 3,5 % Si, 0,1 % Mn und 0,8 % Cr, der mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s bei einem Abstand von 40 mm von der Düse auf einen Kupferzylinder von 0,3 m Durchmesser gespritzt wurde, der sich mit 160 U/min drehte, wurden gewellte Bandstücke von 30 mm Länge, 0,07 mm Dicke und 0,8 mm Breite erhalten, die in der breiten Richtung eine Wellungsamplitude von 1,5 mm und eine Wellungslänge von 6,3 mm aufwiesen. Der Strahl wurde dabei von einem Strom von 8 A bei einer Spannung von 1,8 V und einer Frequenz von 400 Hz durchflossen. Die Induktion des auf den Strahl einwirkenden konstanten Magnetfelds betrug 1,5 Wo/m . Die durch den Kontakt mit dem Zylinder erzeugte Fläche des Bands ist glatt und flach, während die gegenüberliegende Fläche leicht

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rauh und konvex ist.. Hach dem Tempern bei 330 ⁰C besaßen die Bänder eine Zugfestigkeit, von 280 kg/mm bei einer Dehnung von 5 %·

Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Verfahren zur Herstellung von drahtformigen Verstärkungselementen aus Stahl in Bandform.

s^ erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß/an sich bekannter Weise ein Strahl aus flüssigem Metall auf einen in einer Kühlumgebung rotierenden Zylinder aufgespritzt wird, wobei das Stahlband durch Vorgeben einer hin- und hergehenden Relativbewegung zwischen dem Strahl aus dem flüssigen Stahl und dem Zylinder parallel zur Zylinderachse gewellt wird.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von drahtförmigen Verstärkungselementen aus Stahl in Bandform,

dadurch gekennzeichnet,

daß in an sich bekannter Weise ein Strahl aus dem
flüssigen Metall auf einen in einer Kühlumgebung
rotierenden Zylinder aufgespritzt

und

das Stahlband durch Vorgeben einer hin- und hergehenden Relativbewegung zwischen dem Strahl aus dem flüssigen Metall und dem Zylinder parallel zur Zylinderachse gewellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl parallel zur Drehachse des Zylinders hin- und
herbewegt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder parallel zu seiner Drehachse hin- und herbewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das parallel zur Drehachse des Zylinders gewellte Band anschließend durch Durchlassen zwischen zwei geriffelten V/alzen senkrecht zur Drehachse des Zylinders gewellt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Strahl ein Wechselstrom geschickt wird und der Strahl ein konstantes Magnetfeld durchläuft.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Strahl ein Gleichstrom geschickt wird und der Strahl ein magnetisches Wechselfeld durchläuft.

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