VORRICHTUNG ZUM ZIEHEN VON DRÄHTEN, STANGEN, ROHREN OD. DGL. DEVICE FOR DRAWING WIRES, RODS, TUBES 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.Pressure lubrication has been increasingly used in wire drawing technology in recent years. There are several principles, the best known of which are: a) generating pressure using external pumps; b) generating the pressure with the aid of a lubrication channel in which the pressure builds up as a function of the length and diameter of the tube in relation to the diameter of the wire, rod or tube to be drawn; c) Suitably shaped double or multiple drawing blocks.
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.When drawing using the hydrodynamic lubrication, it is known to make the lubrication channel conical, for which purpose this channel is arranged in the drawing tool and upstream of the deformation zone of the drawing channel. The lubrication channel and the deformation zone have continuously conical walls which merge into one another and have the same inclination with respect to the channel axis. Such one-piece drawing tools are described in U.S. Patents 2,343,318 and 3,763,680.
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.The object of the invention is to further improve these known drawing devices. The improvement according to the invention makes it possible to achieve increased cross-sectional reductions and / or increased drawing speeds, in particular in the case of materials which have poor drawing properties.
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°.The object of the invention is achieved in that the nozzle-shaped drawing channel and the lubrication channel are each arranged in a single body and the inclination of the walls of the lubrication channel to the channel axis is 2-10 °. The inclination is preferably 4-9 ° or 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.Due to the separate arrangement of the lubrication channel and the draw channel in one body, it is possible to design the two channels independently of one another and to adapt them to the tasks on which they are based. So the choice of knife, the taper and the length of the drawing channel can be set entirely to the lubricant to be used and to the desired lubricant pressure at the end of the lubricating channel. This pressure depends on the material and the drawing speed.
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.Because the drawing channel is arranged in a separate component, it can be given the best shape for the deformation. The fact that the same conicity extends into the drawing channel in the case of conical lubrication channels, means that the drawing channel cannot be given the best shape for the deformation of the respective material. The high lubricant pressures in the drawing channel that can be achieved through the conical drawing channel did not make it seem favorable to have two bodies collide in this zone because sealing difficulties were feared.
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.In the conical lubrication channel, the hydrodynamic pressure does not build up linearly, but can lead to a maximum pressure in the channel and thus in front of the drawing channel. With a suitable choice of the taper and the channel length, the viscosity of the lubricant and the drawing speed, such high pressures can be achieved that the material to be drawn is deformed before it enters the drawing die. The drawing tool itself then has to bring about a small deformation, so that when the deformation in the drawing die is fully utilized, a larger cross-sectional decrease is possible, namely by that which already occurs in the lubrication channel. This deformation in the lubrication channel is not always uniform, so that the drawing tool also has the task of calibrating the drawing material.
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.Depending on the choice of drawing conditions, there are larger cross-sectional decreases per drawing tool, higher drawing speeds or significantly longer tool life compared to the known devices of the type mentioned at the beginning.
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.The pressure that arises in the inlet duct can, with the correct choice of the angle of inclination, the inlet and outlet ducts of the duct, with the appropriate length and with appropriate selection of the viscosity of the lubricant, values up to 20,000 bar can be reached. Most of the materials used in practice are already deformed at such a pressure maximum.
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.In the drawing, the device according to the invention is shown in a partial embodiment in section - partly schematically. The drawing die 1 is located in the bore 2 of a tool holder 3, which is provided with an internal thread, into which a nipple 4 is screwed, which presses the drawing die 1 against a shoulder 5 of the tool holder 3. The nipple 4 is provided with a conical channel 6, which tapers towards the drawing die 1.
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.Even if the main deformation of the drawing material takes place in front of the drawing die, there is still a strong heat development with large cross-sectional decreases and / or high drawing speeds, which is why it may be necessary to cool the drawing tool. For this purpose, the tool holder 3 has a king channel 7, which is covered by an annular disk 8 which is screwed to the tool holder 3. Ring seals 9 are provided for sealing. The coolant is supplied and discharged by means of lines 10 and 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.The inclination of the duct wall to the duct axis depends on the viscosity of the lubricant used and thus on the material of the goods to be drawn. When pulling wire made of copper or copper alloy, an inclination of 4 - 5º has proven to be particularly favorable.
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.
It is known that there is a close dependency between the taper of the drawing channel, the drawing force, the decrease in cross-section and the material from which the drawing material is made. It is therefore possible to determine an optimum opening angle of the drawing channel for a given decrease in cross-section, in that drawing die 1 and lubricating channel body 4 are separate components. According to the invention, it is possible to use the most favorable value for the opening angle of the two conical channels.