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Die Erfindung betrifft eine Drahtführungsvorrichtung,
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insbesondere für Metallwalzdraht von vorzugsweise Rundprofil gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Drahtführungsvorrichtungen sorgen bei Walzdraht dafür, daß
der Draht trotz der hohen Transportgeschwindigkeit in einer vorgegebenen Richtung
transportiert wird und eine ihm im Raum vorgegebene Achse nicht verläßt. Besonders
hohe Anforderungen werden an Drahtführungsvorrichtungen dieser Art gestellt, wenn
sie an einer Prüfeinrichtung eingesetzt sind. Prüfeinrichtungen können z.B. Oberflächenfehler
von Drähten ermitteln, die die spätere Verwendung des Drahtes für hochwertige Erzeugnisse,
z.B. bei der Kettenfertigung ausschließen. Meistens handelt es sich dabei um Spulen,
welche den zu prüfenden Draht umschließen und voraussetzen, daß der Draht die Mittelachse
der Spule nicht verläßt. Solche Prüfeinrichtungen wirken zudem häufig mit anderen
Vorrichtungen zusammen, die z.B. wie automatische Drahtscheren die fehlerhaften
Drahtlängen augenblicklich beseitigen.
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Bekannt sind Drahtführungsvorrichtungen, die vor und hinter einer
Prüfeinrichtung der beschriebenen Art eingesetzt sind und die eingangs beschriebenen
Merkmale aufweisen. Hiervon geht die Erfindung aus. Bei Rundprofilen kommt man in
einer Einzelrollengruppe mit drei um gleiche Bogenwinkel versetzten Einzelrollen
aus, muß aber in jeder Drahtführungsvorrichtung zwei Rollengruppen dieser Art hintereinander
anordnen, wobei die Einzelrollen der einen Gruppe wiederum um einen halben Bogenwinkel
gegenüber den
Einzelrollen der anderen Gruppe versetzt angeordnet
sind. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei polygonalen Querschnitten von Drähten.
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Bei einer vorbekannten Drahtführungsvorrichtung stellt man die Einzelrollen
von Hand auf und zu, d.h.
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man hebt die Rollenlauffläche vom Draht ab bzw. legt sie dem Draht
auf. Das erfolgt durch eine entsprechende Betätigung der Schwingen. Es hat sich
aber herausgestellt, daß schnell laufender Draht in derartigen Rollenführungen leicht
in Schwingungen gerät.
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Wegen der Eigenart der Prüfeinrichtung führt das zu einem hohen Prozentsatz
von ungeprüftem Draht, der häufig bei 20 bis 25 % liegt. Die hohen Qualitätsanforderungen
lassen auf die Dauer einen derart großen Unsicherheitsfaktor nicht zu. Es kommt
hinzu, daß die vorbekannten Drahtführungsvorrichtungen häufig den Anfang einer aus
einer Bramme gewalzten Drahtlänge zu spät erfassen und daher auch diese Längen ungeprüft
bleiben.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Drahtführungsvorrichtung
der als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, daß eine schwingungsfreie Drahtführung
auch bei hohen Drahtgeschwindigkeiten durch eine exakte Anlage der Einzelrollen
auf dem Draht erzielt wird und auf einfache Weise die Voraussetzungen für eine schnelle
Zu- und Aufstellung der Einzelrollen in der Drahtführung zu schaffen, um auf diese
Weise möglichst die gesamte Drahtlänge zu erfassen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß erhalten alle in einer Drahtführungsvorrichtung vereinigten
Einzelrollen und -rollengruppen durch den Hohlkolben einen gemeinsamen Antrieb,
welcher je nach Druckmittelbeaufschlagung des einen und -entlastung des anderen
Zylinderraumes über die Kipphebel die Schwingen der Einzelrollen so betätigt, daß
die Rollen sämtlich und gleichzeitig, sowie vollständig zur Anlage an den Draht
gebracht bzw. von diesem abgehoben werden. Dadurch wird eine vollständige, zwangsläufige
Anlage aller Einzelrollen auf dem Draht, deren Laufrollendruck über das Druckmittel
zusätzlich gesteuert werden kann, erreicht. Wie sich herausgestellt hat, werden
dadurch die bisherigen Führungsfehler beseitigt, so daß der Draht nicht mehr in
Schwingungen geraten kann, sondern in der ihm im Raum vorgegebenen Achse verbleibt.
Da man die Druckmittelzu- und -abfuhr über Ventile betätigen und die Ventile elektrisch
bzw.
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elektronisch, beispielsweise mit Hilfe einer von dem Drahtende ausgelösten
Lichtschranke betätigen kann und der Kolbenweg relativ kurz'ist, läßt sich die neue
Drahtführungsvorrichtung vollautomatisch steuern und in einer beliebigen Anzahl
längs einer Drahtführungsstrecke einsetzen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Einzelrollen zwangsläufig dem
Draht angelegt werden und dadurch der Draht sehr genau geführt wird. Sie eignet
sich
daher insbesondere für den Einsatz zusammen mit einer genau
arbeitenden Drahtprüfeinrichtung, deren Unsicherheitsfaktor drastisch gesenkt wird.
Sie bietet ferner die Möglichkeit, die gesamte, z.B. aus einer Bramme gewalzte Drahtlänge
zu prüfen, wenn sie in der beschriebenen Art oder auf andere Weise automatisch gesteuert
wird. Dadurch kann beispielsweise der bislang ungeprüft bleibende Anfangsdraht verhindert
werden.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erreicht man
auf besonders einfache Weise die Umschließung der Drahtführung mit dem Hohlkolben.
Diese Ausführungsform ist Gegenstand des Anspruches 2.
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Zweckmäßig ist ferner eine Weiterbildung der Erfindung, welche das
bei heißem Draht auftretende Temperaturproblem löst. Sie ist auch Gegenstand des
Anspruches 3. Dadurch wird dafür gesorgt,- daß Uberhitzungen der Rollen verhindert
werden.
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Die für die Rollenkühlung notwendigen Kühlmittelkanäle, die vorzugsweise
mit kaltem Wasser beaufschlagt werden, sollten mit einfachen Fertigungsverfahren
verwirklicht werden können. Daher ist eine Ausführungsfcrm der Erfindung zweckmäßig,
welche die Herstellung der ühlmittelkanäle im wesentlichen durch Bohren bzw. Räumen
einer Nut ermöglicht. Diese Ausführungsform ist Gegenstan; des Anspruches 4, Bei
hohen Temperaturen des zu führenden Drahtes können örtliche Wärmestaus innerhalb
der Uscließung Jes Hohlkolbens häufig nicht ausgeschlossen werden. Es ist
daher
zweckmäßig, die Erfindung so auszuführen, daß die beweglichen Teile der Drahtführung
sämtlich gekühlt werden. Das ist Gegenstand der Ausführungsform nach Anspruch 5.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Figuren in der Zeichnung.
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Es zeigen Fig. 1 die neue Drahtführungsvorrichtung im axialen Längsschnitt,
Fig. 2 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1, Fig. 3 eine Einzelheit im
vergrößerten Maßstab im wesentlichen längs der Linie III-III der Fig. 1 und Fig.
4 eine weitere Einzelheit im Schnitt und im wesentlichen längs der Linie IV-IV der
Fig.l.
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Auf einer Stahlplatte 1 ist mit Hilfe von mehreren Klemmen 2, 3 eine
Grundplatte 4 lösbar befestigt, welche sämtliche Einzelteile der allgemein mit 5
bezeichneten Drahtführungsvorrichtung zusammenfaßt. Auf diese Weise wird dafür gesorgt,
daß reparaturbedürftige Drahtführungsvorrichtungen aus der Drahttransportstrecke
herausgenommen und als Ganzes durch eine intakte Drahtführungsvorrichtung ersetzt
werden können. Die Klemmen 2, 3 werden mit Hilfe von senkrecht zur Ebene der
Platte
1 wirkenden Schrauben 6 zu- bzw. aufgestellt, und die Schrauben 6 werden mit Hilfe
von Handhaben 7 betätigt, welche auf die Schraubenköpfe 8 wirken.
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Auf der Grundplatte 4 sind Lagerschilde 9, 10 lösbar befestigt. Zu
diesem Zweck sind die Lagerschilde auf Leisten 11, 12 aufgeschweißt, die jeweils
mit zwei Bohrungen versehen sind, deren Ebene bei 13 bzw. 14 in Fig. 1 angedeutet
ist. Diese Bohrungen fluchten mit entsprechenden Bohrungen in der Grundplatte 4
und nehmen nicht dargestellte Splinte auf, welche die Lagerschilde 9, 10 formschlüssig
mit der Grundplatte 4 verbinden, aber durch Lösen der Splinte das Abnehmen der Lagerschilde
9 10 von der Grundplatte 4 bei gelösten Klemmen 2, 3 erleichtern.
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l Die Lagerschilde 3 10 schließen einen allgemein mit 15 bezeichneten,
bpiderseits offenen Ringzylinder 15 ein. Der Ringzylinier trägt beiderseits je einen
ringförmigen Deckel 16, 17, gegen deren innere Stirnseiten er mit je einem 0ring
18, 19 abgedichtet ist. Die O-Ringe liegen in Nuten 20, 21 der Zylinderdeckel 16
und 17. Jeder Deckel trägt eine kadialbohrung 22, 23, deren äußerer Teil bei 24
mit Innengewinde zum Anschluß einer Druckmittelzu- bzw. -ableitung versehen ist.
Die Radialbohrungen 22, 23 sind über Querbohrungen 25, 26 mit Ringräumen 27, 28
im Zylinder 15 versehen.
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Ein Hohlkolben 29 trägt auf seinem Kolbenhmend 30 außen einen Ring
31, der mit dem Kolbehhemd 30 einstückig ist. Der Hohlkolben 29 ist in den Zylinderdeckeln
16
und 17 mit mehreren, axial hintereinander angeordneten Kolbendichtungen
32-35 abgedichtet, während der Kolbenring 31 seinerseits mehrere Ringdichtungen
36-38 trägt, mit denen er gegen den Ringzylinder 15 abgedichtet ist. Häufig können
die von den Kolbenringstirnflächen 39, 40 begrenzten Ringräume- 27, 28 wechselseitig
mit Druckmittel beaufschlagt bzw. entlastet werden. Dabei verstellt sich der Hohlkolben
29, der an beiden Enden aus dem Ringzylinder und seinen Zylinderdeckeln 16, 17 mehr
oder weniger weit herausragt, axial zwischen den ringförmigen Anschlägen 41, 42,
die an den inneren Stirnflächen der Deckel 16, 17 ausgebildet sind und in die Ringräume
27, 28 vorstehen.
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Das Kolbenhemd urnschließt die Drahtführung, welche von zwei hintereinander
angeordneten Einzelrollengruppen 43, 44 gebildet wird. Gemäß der Darstellung der
Fig. 2 sind in jeder Rollengrupe drei Einzelrollen vereinigt, die jeweils um 120
Bogengrade gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei die Rollen der Rollengruppe
43 gegenüber den Rollen der Rollengruppe 44 jeweils um den halben Bogenwinkel versetzt
sind und auf diese Weise die Oberfläche des Drahtes von sechs jeweils um 600 vcrsezten
Rollen geführt wird. Jede Rollengruppe 43, 44 ist einem der Lagerschilde 9, 10 zugeordnet.
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Der Lagerschild 9 trägt auf einem Lochkreis 45 mehrere Schrauben 4
6 zur befestigunc3 eines nach innen vorkragenden Schwingenlagerringes 47, der zweiteilig
ausgebildet ist und einen axial inneren Ring 48 und einen axial äußeren Ring 49
aufweist. Die beiden Ringe sind ihrerseits über mehrere Schrauben auf einem Lochkreis
50 miteinander verbunden. Auf einem Lochkreis 51
sitzen mehrere
Schrauben 52, die zur Befestigung einer Drahtführungsdüse 53 an dem Schwingenlagerring
47 dienen. Die mit dem Pfeil bei 5) angedeutete Transportrichtung des Drahtes verläuft
in der bei 54 dargestellten Raumachse, und in Transportrichtung verengt sich ein
kegelförmiger Einlaßteil 55 der Drahtführungsdüse, an den sich ein zylindrischer
Endabschnitt 56 anschließt.
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Wie sich aus der Darstellung der Fig.3 ergibt, ist der Innenring 48
des Schwingenlagerringes 47 in der Ebene 57 mit dem Außenring 49 verbunden, wobei
die Ebene 57 durch eine Aussparung 58 verläuft, in der ein Schwingenlagerbolzen
59 liegt. Auf dem Schwingenlagerbolzen 59 ist mit Hilfe von zwei Rillenkugellagern
60, 61 die Buchse 62 einer Schwinge 63 gelagert, die eine zweizinkige Lagergabel
64, 65 bildet. Die Lagerzinken 64, 65 tragen fluchtende Bohrungen zur Aufnahme einer
Rollenachse 66, auf der über mehrere Rillenkugellager 67, 68 eine Einzelrolle 69
gelagert ist. Die beschriebene Anordnung ist in sämtlichen Einzelrollen gleich,
gilt also für beide Einzelrollengruppen 43, 44, soweit bis dahin beschrieben.
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Die Schwingenlagerbuchse 62 ist ihrerseits mit einem Kipphebel 70
versehen, der gemäß der Darstellung der Fig. 4 eine Lagergabel mit zwei Zinken 71,
72 bildet.
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Fluchtende Bohrungen in den Zinken 71, 72 dienen zur Aufnahme eines
Bolzens 73, der die Achse einer Kipphebelrolle 74 bildet, die zur Betätigung der
Schwinge dient.
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Jede Schwinge ist mit Kanälen versehen, durch die ein Kühlmittel,
z.B. Kühlwasser von außen zugeführt werden kann. Dazu weist der äußere Ring 49 zwei
Axialkanäle 76, 77 auf, die in Ringnuten 78, 79 des Schwingenlagerbolzens münden.
Diese Ringnuten sind durch Ringdichtungen gesichert, welche in entsprechenden Nuten
des Lagerbolzens untergebracht sind. Der Lagerbolzen weist seinerseits axiale Blindbohrungen
80, 81 auf, welche mit von außen eingeschraubten Stopfen abgedichtet werden können
und in Radialbohrungen 83, 84 in Ringnuten münden. Durch diese Ringnuten wird das
Kühlmittel in Radialkanäle 85-87 geleitet, die in der Schwingenbuchse ausgebildet
sind. Sie münden ihrerseits in Axialkanäle 88, 89 sowie 90, deren Enden offen sind,
wobei einer der Kanäle in einer Düse 91 endet, welche die Lauffläche 92 der Einzelrolle
mit Kühlmittel beauf schlagt. Eine ähnliche und allgemein mit 96 bezeichnete Kühlmittelkanalanordnung
sorgt für die Innenkühlung der Rollenachse 66 und des Inneren der Rolle.
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Das Kolbenhemd 30 weist einen inneren Ringfortsatz 97 als Lager für
die Kipphebelrollen 74 auf. Ein Gegenring 98 stützt die Kipphebelrolle 74 auf der
gegenüberliegenden Seite ab.
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Ein Ringfortsatz 99 entspricht dem Ringfortsatz 97 für die Kipphebelrollen
der Rollengruppe 44 und ein Gegenring 100 entspricht dem Gegenring 98. In der Rollengruppe
44 entspricht der Schwingenlagerring 101 dem Schwingenlagerring 47 für die Rollengruppe
43. Dieser weist den Außenring 102 und den Innenring 103 auf, der
den
Ringen 48 und 49 entspricht. In der Form weichen diese Ringe voneinander ab, weil
eine weitere Drahtführungsdüse 104 hinter der Rollengruppe 44 vorgesehen ist, die
den auslaufenden Draht über einen Kegel 105 und einen Zylinderabschnitt 106 leitet.
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Auf einem Blasring 107 mit einer zentralen öffnung 108 und mehreren,
über den Umfang der Öffnung verteilten Düsen 109, die über einen inneren Ringraum
110 aus einer Blasmittelzuführungsbohrung 111 beaufschlagt werden, die mit einem
Ringdeckel 11L nach außen abgeschlossen ist, wird der laufende Draht mit Druckluftstrahlen
beaufschlagt, welche das vom Draht mitgerissene Kühlwasser abblasen und dafür sorgen,
daß die der Drahtführung 5 nachgeschaltete Prüfeinrichtung durch das Kühlwasser
nicht beeinträchtigt wird. Der Blasring 107 ist mit mehreren Stützen 112, 113, die
jeweils mit einer auf einem Lochkreis 114 sitzenden Schraube befestigt werden, mit
dem Lagerschild 10 verbunden.
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Im Betrieb wird beispielsweise durch eine Lichtschranke, die durch
den Anfang eines aus einer Bramme gewalzten Drahtes durchbrochen wird, die Druckmittelzufuhr
über den Radialkanal 23 in den Zylinderringraum 28 geöffnet und gleichzeitig der
Druckmittelabfluß aus dem Ringraum 27 und den Radialkanal 22 geöffnet.
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Dadurch wird der Ringkolben 31 in Transportrichtung beaufschlagt und
der Hohlkolben 29 verstellt sich in Transportrichtung, d.h. nach rechts in der Darstellung
der Fig. 1. Dabei nehmen die Ringe 98 und 99 die Kipphebelrollen 74 der Schwingen
der Einzelrollen in den
Rollengruppen 43 und 44 gleichzeitig mit
und verschwenken die Schwingen nach innen. Die Rollen 69 werden mit ihren Laufflächen
92 dadurch dem durch die Drahtführungsdüse 53 einschießenden Draht aufgelegt, der
aus der Drahtführungsdüse 104 austritt.
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Durch umgekehrte Beaufschlagung der Zylinderringräume 27, 28 mit Druckmittel
kann der Hohlkolben entgegen der Transportrichtuna 5B nach links verstellt werden,
bis die Einzelrollen ihre aus Fig. 1 ersichtliche Stellung einnehmen, in der sie
von der Drahtoberfläche abgehoben sind.
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Bei angelegten Einzelrollen werden die Kühlmittelkanäle mit Wasser
beaufschlagt, sofern die Drahtführungsvorrichtung 5 an einem heißen Draht eingesetzt
ist. Dafür ist das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 eingerichtet.
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Falls die Drahtführungseinrichtung 5 an einem kaltgezogenen oder gewalzten
Draht eingesetzt werden muß, können die Kühlmittelkanäle und folglich auch der Blasring
107 fehlen.