DE2912162C2 - Vorrichtung zum Windungslegen von Drähten, insbesondere von stark abgekühlten dicken Drähten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In kontinuierlichen Drahtstraßen wird Walzdraht mit den Abmessungen von 5,5 bis etwa 25 mm 0 gewalzt, wobei Austrittsgeschwindigkeiten bis ca. 200 m/s erreicht werden. Der aus der Walzhitze mit hoher Geschwindigkeit aus der Walzstraße austretende Draht läßt sich verhältnismäßig leicht durch die bekannten Vorrichtungen ablenken, biegen und in ruhende Windungen zur Weiterbehandlung, bzw. zur Weiterförderung z. B. auf ein Förderband, ablegen.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere dicke Drähte sich äußerst schwierig in bekannten Vorrichtung zu Windungen verformen lassen. Da der mit hoher Geschwindigkeit austretende Draht im Windungsleger mehrfach gebogen wird, treten erhebliche Reibungskräfte durch die Zwangsführung auf, z. B. im Inneren einer Rohrführung, die zum Steckenbleiben des Drahtes im Windungsleger und damit zu ruckartiger Unterbrechung des Windungsiegevorganges mit entsprechenden Rückwirkungen auf die Walzstraße führen.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-AS 12 40 025 bekannt, bei der der einlaufende Walzdraht durch das Drehrohr nahezu rechtwinklig zur Längsachse der Förderrichtung auf den Legekonus aufgelegt wird. Die dadurch entstehenden sehr hohen Reibungskräfte im Legerohr, weil in diesem Bereich zwangsläufig eine plastische Verformung des Walzdrahtes durchgeführt werden muß, sind nur bei dünnen Drähten im Legerohr zu bewältigen.. Zum Windungsiegen von Drahtdicken bis 25 mm 0 ist diese Vorrichtung ungeeignet. Der auf den Legekonus aufgesetzte Schneckengang mir abnehmender Steigung dient lediglich zu einer lockeren Weiterleitung des Walzdrahtes ohne Verformungsarbeit zu den hier erforderlichen nachfolgenden Förderschnecken. Eine Zwangsführung des Walzdrahtes und ein radialer Andruck der Drahtwindungen an die innere Fläche des feststehenden Mantels ist bei dieser Vorrichtung weder vorgesehen noch durchführbar. Daher sind für die Weiterförderung der Drahtwindungen zusätzlich eine Mehrzahl von Förderschnecken erforderlich.

Durch die DE-OS 18 14 280 ist eine weitere Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den gleichen vorbeschriebenen Nachteilen im Legerohr bekannt. Das Drehrohr ist an seinem Austrittsende dem Drahtwindungsbogen angepaßt und von einem ortsfesten Führungsmantel umgeben. Der einlaufende Draht wird im Bereich des Drehrohrendes in den undrehbaren Führungsmantel geleitet und mittels einer Rolle gegen die innere Fläche des Führungsmantels gedrückt. Der durch die Anpreßkraft der Rolle erzeugte Reibungswiderstand an dem Führungsmantel soll dabei größer sein als der Reibungswiderstand im Drehrohr. Zum Windungsiegen von Drahtqualitäten, die dieser Erfindung zugrunde liegen, ist eine solche bekannte Vorrichtung nicht geeignet. Die Praxis hat nämlich gezeigt, daß allein schon die Reibungskraft der nach der Erfindung zu behandelnden Drahtqualitäten im Drehrohr so groß ist — wie eingangs bereits beschrieben wurde —, daß der Drahtdurchlauf bei günstiger Voraussetzung, z. B. bei dünnen Drähten, kaum noch gewährleistet ist. Das raumkurvenfömig ausgebildete Drehrohr, das an seinem Austrittsende dem Drahtwindungsbogen angepaßt ist, müßte den durchlaufenden Draht bereits an dieser Stelle im plastischen Bereich verformen, wobei gegenüber der bisherigen Praxis unverhältnismäßig hohe Reibungskräfte entstehen würden, die zwangsläufig zum Abbremsen bzw. zum Stillstand des durchlaufenden Drahtes führen. Die bei der letztgenannten Vorrichtung noch zusätzlich erzeugte Reibungskraft durch die Druckrolle würde den Drahtdurchlauf vollends blockieren. Selbst wenn die für die plastische Verformung erforderlichen hohen Kräfte zur Erzeugung von Windungen allein durch die bekannte Druckrolle an einem Punkt an der inneren Fläche des ortsfesten Führungsmantels bewirkt werden soll, würde der Führungsmantel infolge des sehr hohen Reibungswiderstandes in diesem lokalen Bereich kurzfristig zerstört werden.

Der Erfindung stellt sich daher die Aufgabe eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß die vorbeschriebenen Nachteile der

bekannten Vorrichtungen behoben werden und Drähte großer Dicke störungsfrei in Windungen gelegt werden können. Der Reibungswiderstand soll hierbei bis auf einen für die Verformung des Drahtes erforderlichen Wert verringert werden, wobei die Strecke plastischer radialer Verformung in einer Zwangsführung und die Weiterförderung des Drahtes gleichförmig über eine längere Strecke in einer Zwangsführung erfolgen sowie die Führung des Kühlmittels zum Walzdraht im gesamten Verformungsbereich verbessert werden sollen.

Zur Löijng der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß das im Kennzeichen des Anspruchs 1 Erfaßte vorgeschlagen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Draht zunächst im Bereich des Windungslegers bis zur Einmündung in die spiralförmige Ausnehmung der Ziehtrommel in großen Radien derart geführt, daß der Draht keine plastische Verformung, sondern nur eine elastische Auslenkung erfährt Dadurch wird bereits zum Teil der Reibungswiderstand im Windungsleger gemindert Dann bewegt sich der Draht durch die spiralförmige Ausnehmung der mit etwa gleicher Geschwindigkeit zur Walzgutgeschwindigkeit umlaufende Ziehtrommel plastisch zu Schlingen verformt. Obwohl hierbei ein hoher radialer Andruck der Drahtwindungen an die innere Fläche der undrehbaren Hohltrommel entsteht, werden die Drahtwindungen trotz ihrer Haftreibung, die für die Verformung des Drahtes erforderlich ist, an der inneren Fläche der undrehbaren Hohltrommel durch die Schraubenwirkung der spiralförmigen Ausnehmung der Ziehtrommel in axialer Richtung weitergefördert. Dadurch wird erreicht, daß der Draht trotz der erforderlichen hohen Biegekräfte zwangsweise in der Weise durch den Windungsleger geführt wird, daß die Reibungskräfte im Windungsleger durch die Zugwirkung der Ziehtrommel mit der spiralförmigen Ausnehmung aufgehoben werden und dadurch der ungebremste Drahtdurchlauf gewährleistet ist. Die spiralförmige, progressiv ausgebildete Ausnehmung vermindert die Steigungshöhe des Drahtes zum Auslaufende. Hierdurch wird erreicht, daß die plastische radiale und axiale Verformung des Drahtes unter günstigsten Bedingungen gleichförmig über die gesamte Länge der Ausnehmung in der Ziehtrommel erfolgt.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Die perspektivische Zeichnung stellt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Windungsiegen von einem in Pfeilrichtung 2 axial eingeführten Draht 3 dar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besteht aus einer in Pfeilrichtung 4 umlaufenden Ziehtrommel 5, welche an ihrem äußeren Umfang mit einer spiralförmigen nach außen offenen Ausnehmung 6 für den Durchlauf eines Drahtes 3 versehen ist und berührungsfrei in einer undrehbaren Hohltrommel 7 umläuft. Die Ziehtrommel 5 ist über Speichen, die hier als Ventilatorflügel 8 ausgebildet sind, oder über andere bekannte Mittel mit der Welle 9 fest verbunden. Die Ziehtrommel 5 ist an der Drahteinlaufseite mit dem Führungsring 10 des Windungslegers fest verflanscht und bilden zusammen eine Einheit. Im Führungsring 10 endet die Zwangsrohrführung 11, die den durchlaufenden Draht 3 aus der hohlen Antriebswelle 12 nahezu geradlinig in die spiralförmige Ausnehmung 6 der Ziehtrommel 5 leitet Der Draht 3 erfährt hierbei keine plastische Verformung, sondern nur eine elastische Auslenkung, wobei der Draht zweckmäßig von einem rechten Winkel zur Längsachse 13 aus gesehen in einem Winke? von ca. 30 bis 60° zur Stirnseite der Ziehtrommel 5 in die spiralförmige Ausnehmung 6 geführt wird. Anstatt der Welle 9 kann am Windungsleger auch ein kegelförmiger Hohlkörper 15 vorgesehen werden, dessen äußere Konturen durch die strichpunktierten Linien dargestellt sind.

Ein solcher Hohlkörper 15 ist fest zwischen dem Flansch 16 und dem Führungsring 10 angeordnet und dient zum Antrieb der Ziehtrommel 5 sowie zur Aufnahme der Zwangsrohrführung 11.

Der Windungsleger ist einerseits an der Antriebswelle 12 in der Lagerung 17 und andererseits am äußeren Umfang der Ziehtrommel 5, bzw, des Führungsringes 10, mit mindestens drei Stützrollen 18 schwingungsfrei gelagert Zur Lagerung der Ziehtrommel 5 können auch andere an sich bekannte Mittel verwendet werden, wobei ein berührungsfreier Umlauf der Ziehtrommel 5 in der undrehbaren Hohltrommel 7 gewährleistet sein muß. Zur Aufhebung der Unwucht im Windungsleger, insbesondere bei durchlaufenden dicken Drähten im Bereich der Zwangsrohrführung 11, ist eine an sich bekannte selbsttätige Auswuchtvorrichtung 19 auf der Welle 9 angeordnet, bei der Kugelgewichte 20 in der Rotationsebene einer kreisförmigen Kugellaufbahn 21 umlaufen und die bei verschiedenen Drahtabmessungen jeweils entstehenden differierenden Massenkräfte kompensieren.

Zum Windungsiegen wird der Draht 3 in Pfeilrichtung 2 durch die Bohrung 22 der geschnitten dargestellten Antriebswelle 12 eingeführt Die zentrische Bohrung 22 mündet über einen großen Radius 23 in die Zwangsrohrführung 11 und gelangt in die nach außen offene spiralförmige progressiv ausgebildete Ausnehmung 6, die hier einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweist Der Querschnitt der Ausnehmung 6 kann jedoch auch kreisabschnittförmig ausgebildet sein. Durch die Zentrifugalkraft und Eigenspannung wird der Draht gegen die innere Wandung der undrehbaren Hohltrommel 7 gedrückt und durch die Ausnehmung 6 über die gesamte Länge der Drehtrommel 5 gleichförmig plastisch in radialer und axialer Richtung verformt, daß ruhende Windungen 24 vorgegebener Steigung aus der Drehtrommel 5 austreten. Die vordere zur Einlaufseite zeigende Kante 25 der Ausnehmung 6 besitzt zweckmäßig einen größeren Durchmesser — d. h. die Kante 25 steht näher zur inneren Wandung der undrehbaren Hohltrommel 7 —,als die hintere Kante 26. Dadurch werden etwaige Ablagerungen, z. B. Zunder, in der undrehbaren Hohltrommel 7 zur Drahtaaslaufseite gefördert.

Für besondere Fälle, z. B. zur Kühlung, Schmierung, Spülung oder dergleichen, kann mit dem einlaufenden Draht 3 ein flüssiges oder gasförmiges Medium durch die Bohrung 22, die Zwangsrohrführung il und durch die spiralförmige Ausnehmung 6 geleitet werden, um beispielsweise die Kühlung des Drahtes fortzusetzen. Ferner kann z. B. die Kühlung der erzeugten Drahtwindungen 24 durch die von den Ventilatorflügeln 8 im Inneren der hohlen Drehtrommel 5 erzeugte Luftströmung unterstützt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, in der bei der Umlenkung abbremsende Reibungskräfte einer relativ zum Draht bewegten Führung durch Haftreibung an

einer relativ zur Drahtbewegung ruhenden Führung ersetzt wird, kann auch zur Umlenkung z. B. in die vertikale Richtung mit geringer abbremsender Reibung eingesetzt werden. Dazu muß die Hohltrommel relativ zur Drahtbewegung ruhen, also mit Drahtgeschwindigkeit rotieren, während die innere Führungstrommel ruhen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Windungsiegen von Drähten und zur Zwangsführung und Weiterleitung der erzeugten Windungen, insbesondere von aus der Walzhitze stark abgekühlten, dicken Drähten bis ca. 25 mm 0, wobei zur Bildung von Schlingen der Draht mittels eines kreisenden Windungsleger!= (Ziehtrommel) spiralförmig in eine undrehbare Hohltrommel geführt und mittels einer spiralförmigen Führung zu Windungen verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Führung die Ziehtrommel (5) am äußeren Umfang über die gesamte Länge mit einer spiralförmigen Ausnehmung (6) versehen ist mit einer Ausbildung (Form und Steigung), bei der der äußere Umfang der Drahtwindungen an der inneren Fläche der undrehbaren Hohltrommel (7) mittels Haftreibung anliegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmige Ausnehmung (6) eine progressive Steigung aufweist, bei der der Einlaufwinkel, vom rechten Winkel zur Längsachse (13) aus gesehen, mindestens 30° bis ca. 60° zur Stirnseite der Ziehtrommel (5) beträgt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmige Ausnehmung (6) einen rechteckigen oder einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Laufrichtung des Drahtes (3) gerichtete Kante {25) der spiralförmigen Ausnehmung (6) höher ausgebildet ist, d. h. einen größeren Durchmesser aufweist, als die in Laufrichtung (2) des Drahtes (3) weisende Kante (26).

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehtrommel (5) aus einem entsprechend der Ausnehmung (6) geschlitzten Rohr besteht.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eingangs der Ziehtrommel (5), z. B. an der Antriebswelle (12), zum Zwecke der Kühlung, Schmierung, Spülung ein Anschluß für die Zuleitung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums zum Inneren des Windungslegers (10, 11) und der spiralförmigen Ausnehmung (6) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Ziehtrommel (5) größer als die Geschwindigkeit des einlaufenden Walzdrahtes (3).