EP0025041A1 - Vorrichtung zum ziehen von drähten, stangen, rohren od.dgl. - Google Patents

Description

VORRICHTUNG ZUM ZIEHEN VON DRÄHTEN, STANGEN, ROHREN OD. DGL.

In der Technologie des Drahtziehens wird in den letzten Jahren in zunehmendem Maße von der Druckschmierung Gebrauch gemacht. Es gibt verschiedene Prinzipien, wovon die bekanntester, sind: a) Die Erzeugung des Druckes mit Hilfe externer Pumpen; b) Die Erzeugung des Druckes mit Hilfe eines Schmierkanals, in welchem sich der Druck als Funktion der Länge und des Durchmessers des Rohres in bezug auf den Durchmesser des Drahtes, der Stange oder des zu ziehenden Rohres aufbaut; c) Geeignet geformte Doppel- oder Mehrfachziehsteine.

Beim Ziehen unter Anwendung der hydrodynamischen Schmierung ist es bekannt, den Schmierkanal konisch auszubilden, wozu diese Kanal im Ziehwerkzeug angeordnet und der Verformungszone des Ziehkanals vorgeschaltet ist. Hiebei weist der Schmierkanal und die Verformungszone stufenlos ineinander übergehende koniscϊ Wände auf, welche die gleiche Neigung gegenüber der Kanalachse aufweisen. Solche einstückige Ziehwerkzeuge sind in den US-PS 2 34-3 118 und 3 763 680 beschrieben.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese bekannten Ziehvorrichtungen weiter zu verbessern. Durch die erfindungsgemäße Verbesserung gelingt es, erhöhte Querschnittsabnahmen und bzw. oder erhöhte Ziehgeschwindigkeiten zu erreichen und dies im besonderen bei Werkstoffen, die schlechte Zieheigenschaften aufweisen.

Das Erfindungsziel wird dadurch erreicht, daß der düsenförmige Ziehkanal und der Schmierkanal je für sich in einem Körper angeordnet sind und die Neigung der Wände des Schmierkanals zur Kanalachse 2 - 10° beträgt. Vorzugsweise beträgt die Neigung 4 - 9° bzw. 5 - 8°.

Durch die getrennte Anordnung von Schmierkanal und Ziehkanal in je einem Körper, ist es möglich die beiden Kanäle unabhängig voneinander zu gestalten und den ihnen zugrunde liegenden Aufgaben anzupassen. So kann die Wahl des Durch- messers, der Konizität und der Länge des Ziehkanals ganz auf das zu verwendende Schmiermittel und auf den erwünschten Schmiermitteldruck am Ende des Schmierkanals eingestellt werden Dieser Druck hängt vom Werkstoff und von der Ziehgeschwindigkeit ab.

Dadurch, daß der Ziehkanal in einem eigenen Bauteil angeordnet ist, kann ihm die für die Verformung beste Gestalt gegeben werden. Dadurch, daß bisher bei konischen Schmierkanälen sich die gleiche Konizität in den Ziehkanal hinein erstreckt, kann dem Ziehkanal nicht die für die Verformung des jeweiligen Werkstoffes beste Form gegeben werden. Die durch den konischen Ziehkanal erreichbaren hohen Schmiermitteldrücke im Ziehkanal ließen es nicht günstig erscheinen zwei Körper in dieser Zone aneinander stoßen zu lassen, weil Abdichtungsschwierigkeiten befürchtet wurden.

Im konischen Schmierkanal baut sich der hydrodynamische Druck nicht linear auf,sondern kann zu einem Druckmaximum im Kanal und somit vor dem Ziehkanai führen. Bei geeigneter Wahl der Konizität und der Kanallänge, der Viskosität des Schmiermittels und der Ziehgeschwindigkeit, können so große Drücke erreicht werden, daß sich das zu ziehende Gut schon vor dem Eintritt in den Ziehstein verformt. Das Ziehwerkzeug selbst hat sodann eine kleine Verformung zu bewerkstelligen, so daß bei voller Ausnutzung der Verformung im Ziehstein eine größere Querschnittsabnahme möglich ist, nämlich um jene, die bereits im Schmierkanal eintritt. Diese Verformung im Schmierkanal ist, nicht immer gleichmäßig, so daß dem Ziehwerkzeug auch die Aufgabe der Kalibrierung des Ziehgutes zukommt.

Je nach der Wahl der Ziehbedingungen ergeben sich somit größere Querschnittsabnahmen je Ziehwerkzeug,höhere Ziehgeschwindigkeiten oder bedeutend längere Standzeiten des Ziehwerkzeuges gegenüber den bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art.

Der Druck, der sich im Einlaufkanal ergibt, kann bei richtiger Wahl des Neigungswinkels, des Eingangs- und Ausgangsdυrchrcessers des Kanals, bei entsprechender Länge und bei entsprechender Wahl der Viskosität des Schmiermittels, Werte bis zu 20 000 bar erreichen. Unter einem solchen Druckmaximum verformen sich bereits die meisten in der Praxis verwendeten Werkstoffe.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer treispielsweisen Ausführungsform im Schnitt - zum Teil schematisch - dargestellt. Der Ziehstein 1 befindet sich in der Bohrung 2 eines Werkzeughalters 3. der mit einem Innengewinde versehen ist, in das ein Nippel 4 eingeschraubt ist, der den Ziehstein 1 gegen eine Schulter 5 des Werkzeughalters 3 preßt. Der Nippel 4 ist mit einem konischen Kanal 6 versehen, der sich zum Ziehstein 1 hin verjüngt.

Auch wenn die Hauptverformung des Ziehgutes vor dem Ziehstein erfolgt, tritt dennoch bei großen Querschnittsabnahmen und/oder hohen Ziehgeschwindigkeiten eine starke Wärmeentwicklung auf, weshalb es notwendig sein kann, das Ziehwerkzeug zu kühlen. Zu diesem Zweck weist der Werkzeughalter 3 einen Kingkanal 7 auf, der durch eine Ringscheibe 8 abgedeckt ist, die mit dem Werkzeughalter 3 verschraubt ist. Zur Abdichtung sind Ringdichtungen 9 vorgesehen. Die Zu- und Ableitung des Kühlmittels erfolgt mittels Leitungen 10 bzw. 11.

Die Neigung der Kanalwand zur Kanalachse hängt von der Viskosität des verwendeten Schmiermittels und damit vom Werkstoff des zu ziehenden Gutes ab. Beim Ziehen von Draht aus Kupfer oder Kupferlegierung hat sich eine Neigung von 4 - 5º als besonders günstig erwiesen.

Es ist bekannt, daß zwischen der Konizität des Ziehkanals, der Ziehkraft, der Querschnittsabnahme und dem Material aus dem das Ziehgut besteht, eine enge Abhängigkeit gegeben ist. Es kann daher für eine vorgegebene Querschnittsabnahme ein optimaler Öffnungswinkel des Ziehkanals ermittelt werden, dadurch, daß Ziehs-tein 1 und Schmierkanalkörper 4 getrennte Bauteile sind. Es ist erfinäungsgemäß möglich, für den Öffnungswinkel der beide: konischen Kanäle den jeweils günstigsten Wert anzuwenden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü ch e :

1. Vorrichtung zum Ziehen von Drähten, Stangen, Rohren od.dgl. unter hydrodynamischem Druck, mit einem dem Ziehkanal vorgeschalteten Schmierkanal, in dem sich der Druck des Schmier mittels aufbaut, wobei sich der Schmierkanal zum Ziehkanal hin konisch verengt, dadurch gekennzeichnet, daß der dusenformige Ziehkanal und der Schmierkanal je für sich in einen Körper angeordnet sind und die Neigung der Wände des Schmierkanals zur Kanalachse 2 - 10° beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Wand des Schmierkanals zur Kanalachse 4 - 9° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Wand des Schmierkanals zur Kanalachse 5 - 8° beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des düsenförmigen Ziehkanals den vom Material, aus dem das Ziehgut besteht, abhängigen Verformungsbedingungen entspricht.