EP1136616A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten Download PDF

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EP1136616A2
EP1136616A2 EP01107145A EP01107145A EP1136616A2 EP 1136616 A2 EP1136616 A2 EP 1136616A2 EP 01107145 A EP01107145 A EP 01107145A EP 01107145 A EP01107145 A EP 01107145A EP 1136616 A2 EP1136616 A2 EP 1136616A2
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EP
European Patent Office
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wire
steel wire
brake
pins
stranding
Prior art date
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EP01107145A
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English (en)
French (fr)
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EP1136616B1 (de
EP1136616A3 (de
Inventor
Martin Poida
Matthias Blumrich
Bernd Vahldiek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKET Verseilmaschinenbau GmbH
Original Assignee
SKET Verseilmaschinenbau GmbH
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Publication of EP1136616A3 publication Critical patent/EP1136616A3/de
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    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B7/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, rope- or cable-making machines; Auxiliary apparatus associated with such machines
    • D07B7/02—Machine details; Auxiliary devices
    • D07B7/025—Preforming the wires or strands prior to closing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
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    • D07B3/00—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material
    • D07B3/02—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the supply reels rotate about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the component strands away from the supply reels in fixed position
    • D07B3/022—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the supply reels rotate about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the component strands away from the supply reels in fixed position with provision for imparting two or more twists to the filaments for each revolution of the guide member
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B3/00—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material
    • D07B3/08—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the take-up reel rotates about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the rope or cable on the take-up reel in fixed position and the supply reels are fixed in position
    • D07B3/10—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the take-up reel rotates about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the rope or cable on the take-up reel in fixed position and the supply reels are fixed in position with provision for imparting more than one complete twist to the ropes or cables for each revolution of the take-up reel or of the guide member
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    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2207/00—Rope or cable making machines
    • D07B2207/20—Type of machine
    • D07B2207/207—Sequential double twisting devices

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for preforming Steel wires, the twist-free from wire spools of a stranding device run off and then in one or more layers to a steel wire strand be stranded.
  • Steel wire strands are known to be twist-free on double-twist stranding machines of the OUT-IN or IN-OUT type.
  • the mode of operation of these stranding machines is essentially characterized in that the individual wires are drawn off from pay-off spools with constant force by means of a double-disc take-off and stranded accordingly, and finally the stranded strand produced is wound onto the take-up spool of a regulated rewinder.
  • This procedure which is known per se, can be carried out relatively easily when processing wires made of so-called "plastic materials", such as copper and aluminum, since these internal stresses which arise during the stranding process can easily be compensated for by plastic deformation.
  • EP 0 231 376 A1 discloses such a generic method and an apparatus therefor, the permanent deformation of the individual wires in each case by a flat bend which realizes a plastic deformation of the steel wire, on at least one support, here in the form of a guide roller, and a subsequent bend is made by means of an elongated cylindrical roller in a direction pivoted with respect to the original flat bend.
  • the flat bend is realized by wrapping the guide roller through the wire one or more times or by guiding it through a plurality of guide rollers arranged offset from one another.
  • the subsequent bend which also corresponds to a plastic deformation of the wire, is essentially achieved in that the wire is guided several times in a spiral around the elongated cylindrical roller.
  • the object of the invention is to provide a method and a device of the generic type with which the disadvantages of the prior art described at the outset can be avoided.
  • it is intended to enable a defined, always reproducible and constant helical shape of the respective steel wire in order to ensure an easier layer structure and a reduction in the internal stresses in the individual wire or in the steel wire strand.
  • the object is achieved according to a method for preforming steel wires and in connection with the features in the preamble of claim 1 such that, provided that a 100% accurate and constant drain tension of the steel wire is maintained between the wire spool and the stranding point of a stranding device, depending on the diameter " d 0 "of the steel wire is successively applied to the steel wire to be stranded in certain stages such a force component that, as a result, the steel wire assumes a defined and permanent helical shape, in which the expansion of a screw winding in the axial and radial direction of the desired lay length, as seen in the same" s "and the radial distance of the later layer to the central axis of the later stranding assembly and the wire length of a screw turn corresponds to the actual wire length" I "in the later stranding assembly within the respective layer.
  • the helical turn of the steel wire is generated Force component through simultaneous and defined effect of tensile force as well Bending, friction and torsion on the steel wire or on the surface the same to generate.
  • Another measure provides that the number and size of the stages successive force components and their spatial distance with each other and to an upstream torsion lock depending on the desired extension of the screw turn of the steel wire is selected.
  • the device for preforming steel wires stands out in connection with the features in the preamble of claim 5 from that between the Wire spool of the respective steel wire and the stranding point of the Stranding device seen in the direction of the wire one after the other Torsion lock, consisting of one or more guide roles, as well as one any number of stationary, but adjustable preform pins are provided, the steel wire in one or more turns around the Torsion lock led around as well as a serpentine between the Preform pins in a narrowly defined axial direction of the steel wire itself expanding area of the surface thereof touching the preform pins, is passed through and being to achieve a 100% accurate and constant
  • the tension of the steel wire of each wire spool is adjustable Coil brake or a controllable coil drive system is assigned.
  • the device is characterized in that the guide rollers of the torsion lock, depending on the diameter "d 0 " of the steel wire, have a diameter "D" such that the steel wire around them experiences just an elastic deformation at the boundary with the plastic and the The number of turns around the guide rollers of the torsion lock is selected so that the existing rotary movement of the steel wire around its longitudinal axis does not run back into the wire payout spool as a result of the actual stranding process.
  • preform pins depending on their number and the Force components to be applied to the steel wire exactly in a row or laterally offset from each other at a certain distance.
  • the preform pins are made of wear-resistant material with a density of 12-15 g / cm 3 and a surface roughness of 0.15 R Rz 1 1,5 1.5.
  • Preform head and possibly several such preform heads depending on the number of layers to be stranded seen in the direction of the steel wires are arranged one after the other.
  • each preform head is compact Component is executed or from two or more on a common axis axially arranged one after the other and rotatable separately from each other, however lockable discs, which in turn in a suitable arrangement Guide rollers and / or have a freely selectable number of preform pins.
  • the controllable coil brake of the respective wire payout spool includes a dancer control in the form of a brake band coupled to a swivel lever of a dancer roll, which in turn has any number of brake shoes with a friction lining made of polytetrafluoroethylene (PTFE) with wear-reducing additives, and one that is connected to the wire payout spool in a rotationally fixed manner Brake disc, whose chrome-plated, ground and polished brake surface has a surface roughness Rz 2 ⁇ 10.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the control loop of this coil drive system continues from a control device in the form of a converter with analog processing and PID controller and bus connection, an actuator in the form of a 3-phase asynchronous motor with subsequent gear and feedback, consisting of the running steel wire and the detection of the tensile force "Fz" in the form of a Measuring roller and a measuring amplifier, together.
  • the main advantages of the invention are seen, in particular, in the fact that a method and a device for preforming steel wires have been created, on the basis of which a defined, always reproducible and constant helical shape is applied to the steel wires according to their position in the stranding assembly or in the finished steel wire strand can.
  • the claimed method and the device are furthermore to be regarded as uncomplicated and the technical effort for realizing them to be low.
  • FIG. 1 schematically shows a stranding device 1 in the form of a double-twist stranding machine of the OUT-IN type, on which steel wire strands 2 can be produced and which are used, for example, in the tire industry.
  • This stranding device 1 essentially comprises the drive stands 3, 4, 5 and 6 in which the rotating systems are each mounted. Between the drive stands 3 and 4, the payout spool 7 for the core wire 8 or the core strand is mounted in a spool frame 9, which in turn is rotatably supported about the central axis of the rotating system via end hollow pins (not shown), but does not rotate during the stranding process due to its own weight.
  • a guide roller 15 for the Core wire 8 or the core strand arranged, which in turn with the speed n x around
  • the central axis of the rotating system rotates and the core wire 8 or the core strand in free flight curve to a swirl device arranged on the drive stand 4 16 leads.
  • the twist device 16 rotates at a speed n ⁇ 2x.
  • a further twisting device 17 is located on the downstream drive stand 5 arranged, which in turn with the same speed and in the same direction as the twister 16 rotates.
  • the stranding point 18 is arranged in the form of a stranding nipple, which in turn Devices 19 for preforming the arranged and controlled by stationary braked or regulated driven wire spools 20 running out Steel wires 21 for a desired layer stranding are arranged upstream.
  • the devices 19 for preforming consist of a so-called torsion lock 22, here in the form of two successive or side-by-side guide rollers 23a and 23b, through which the steel wire 21 is guided in one or more turns.
  • the number of turns is selected such that a rotational movement of the steel wire 21 about its longitudinal axis as a result of the stranding process cannot run back into the wire take-up spool 20.
  • the diameter "D" of the guide rollers 23a; 23b is selected as a function of the diameter "d 0 " of the steel wire 21 so that the steel wire 21 just undergoes an elastic deformation at the boundary with the plastic one. It should preferably meet the following condition: 50 xd 0 ⁇ D ⁇ 70 xd 0
  • the torsion lock 22 in the form of the guide rollers 23a and 23b is followed by any number of stationary preform pins 24a to 24n, between which the steel wire 21 is guided in a serpentine manner.
  • the setting dimensions of the device 19 for preforming such as the radial distance "z" from the center of the last guide roller 23b of the torsion lock 22 to the center of the first preform pin 24a, the distance “y 2 " of the last guide roller 23b from the first preform pin 24a, the diameter "d” of the preform pins 24a to 24n and the distance “y 1 " between the individual preform pins 24a to 24n depending on the diameter "d 0 " of the steel wire 21 and the actual wire length "l” of the steel wire 21 in the later, ie finished stranding within the respective position and lay length "s” are selected and should meet the following conditions: D / 2 - 2d 0 ⁇ z ⁇ D / 2 + d 0 / 2nd 5d 0 ⁇ d ⁇ 7d 0 0.9 xl / 3 ⁇ y 1 ⁇ s / 3 y 2 ⁇ 2y 1
  • preform pins 24a to 24n which are arranged in a stationary manner per se, are adjustable such that they are either exactly one after the other in a row as shown in FIG. 4 or laterally at a certain distance from one another can be arranged offset (not shown).
  • preform pins 24a to 24n have proven themselves in practice for diameters "d 0 " of the steel wire 21 of 0.18 to 0.22 mm.
  • the preform pins 24a to 24n are preferably made of wear-resistant material with a density of 12-15 g / cm 3 and a surface roughness of 0.15 ⁇ Rz 1 ⁇ 1.5 manufactured. Hardened steel but also ceramic materials are ideal for this.
  • a 100% accurate has proven to be essential for the fulfillment of the task and constant drain voltage of the steel wire 21 between the wire spool 20 and the stranding point 18 of the stranding device 1.
  • each wire pay-off spool 20 is provided with a regulated spool brake 25, the spool brake 25 consisting of a known dancer control in the form of a brake band 28 coupled to a pivoting lever 26 of a dancer roll 27, which in turn any number of brake shoes 29 with a friction lining made of polytetrafluoroethylene (PTFE) with wear-reducing additives, such as. B. 20 to 25% carbon and / or certain glass fiber shares, and consists of a rotatably connected to the wire spool 20 brake disc 30, the chromed, ground and polished brake surface has a surface roughness Rz 2 ⁇ 10.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • 6 consists of the control device in the form of a converter 31 with analog processing and PID controller as well as bus connection 32, an actuator in the form of a 3-phase asynchronous motor 33 with subsequent gear 34 and the feedback, consisting of the control device in the form of a converter 31 from the running steel wire 21 and the detection of the tensile force "Fz" in the form of a measuring roller 35 and a measuring amplifier 36.
  • Each preform head 37 can also be designed as a compact component, the individual preform pins 24a to 24n being adjustable so that they can be laterally offset from one another due to, for example, a large number of threaded holes arranged on the surface of the preform head, not shown but also from two (FIGS. 3 and 4) or a plurality of disks 37b which can be rotated axially one after the other and separated from one another on a common axis 37a, but can be locked; 37c, which in turn have the guide rollers 23a and 23b of the torsion locks 22 and / or a freely selectable number of preform pins 24a to 24n in a suitable arrangement.
  • the disks 37b and 37c can each be non-positively locked on the axis 37a by means of a screw 37d.
  • the individual layers of steel wires 21 are applied within the stranding point 18, the individual steel wires 21 being drawn off from the decelerated decoilers 7 with 100% accurate and constant drain tension according to the invention and the device 19 for preforming the respective steel wire 21 before entering the stranding point 18 , consisting of the torsion brake 22 and the preform pins 24a to 24n arranged one after the other.
  • a force component such as this is successively applied to the respective steel wire 21 by means of the preform pins 24a to 24n, that is to say in certain stages, that the steel wire 21 assumes a defined and permanent helical shape as a result , in which the expansion of a screw turn in the axial and radial direction of the same, the desired lay length "s" and the radial distance of the later position to the central axis of the subsequent stranding assembly, or the finished steel wire strand 2, and the wire length of a screw turn of the actual wire length "I" in the later stranding within the respective situation.
  • the number and the size of the force components acting one after the other in stages, as well as the spatial distance between them and to the upstream torsion lock 22, is chosen depending on the desired extent of the screw winding of the steel wire 21 such that "d 0 " for preferred wire diameters within the scope of the previous ones Try the number of preform pins 24a to 24n and, if necessary, the lateral displacement of these to one another and, using the determined special conditions, the suitable distance "y 2 " between the last guide roller 23b of the torsion lock 22 and the first preform pin 24a, the suitable distances "y 1 " between the individual preform pins 24a to 24n and the suitable radial distance "z" from the center of the last guide roller 23b of the torsion lock 22 to the center of the first preform pin 23b.
  • the steel wire strand 2 is fed to the take-up spool 11 arranged within the coil frame 10 via the double-disk take-off 12 and any postforming devices 13 that may be provided, which in turn are intended to eliminate any remaining stresses in the steel wire strand 2.
  • Double twist stranding machines of the type OUT-IN can be used.
  • Double twist stranding machine of the type OUT-IN differs in that the wire spools 20, together with the regulated coil brake 25 or alternatively adjustable coil drive system and the preform head 37 with the arranged devices 19 for preforming the steel wires 21 within the rotating system of the same in a coil frame 40 are swinging.
  • the core wire 8 or the core strand is known to be from outside the rotating system arranged take-off spool 7 and withdrawn via so-called parallel flyers 41a and 41b in a free flight curve in the central axis of the rotating system led to stranding point 18.
  • the individual Steel wires 21 after passing through their preforming device 19 applied in layers to the core wire 8 or the core strand, the in Wire run direction seen behind the stranding point 18 Twister 42 rotates at twice the speed of flyers 41a and 41b and as a result, the steel wire strand 2 formed by the individual steel wires 21 undergoes a complete stranding, the first and second stranding twists in a stranding point 18 can be combined.
  • the steel wire strand 2 which is finished per se, is passed over the two flyers 41a and 41b out of the rotating system to that known per se Double disc trigger 12 and, if necessary, already mentioned above Postforming devices 13 and an overturning device 43 of the Winding spool 11 supplied.

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Wire Processing (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten, die rückdrehungsfrei von Drahtablaufspulen einer Verseileinrichtung ablaufen und nachfolgend in ein oder mehreren Lagen zu einer Stahldrahtlitze verseilt werden.
Erfindungsgemäß wird bei Einhaltung einer 100%ig genauen und konstanten Ablaufspannung des Stahldrahtes (21) zwischen Drahtablaufspule (20) und Verseilpunkt (18) einer Verseileinrichtung (1), in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes (21) auf den zu verseilenden Stahldraht (21) in bestimmten Etappen nacheinander eine derartige Kraftkomponente aufgebracht, dass im Ergebnis der Stahldraht (21) eine definierte und bleibende schraubenlinienförmige Gestalt annimmt, bei der die Ausdehnung einer Schraubenwindung in axialer und radialer Richtung derselben gesehen der gewünschten Schlaglänge "s" und dem radialen Abstand der späteren Lage zur Mittenachse des späteren Verseilverbandes und die Drahtlänge einer Schraubenwindung der wirklichen Drahtlänge "I" im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten, die rückdrehungsfrei von Drahtablaufspulen einer Verseileinrichtung ablaufen und nachfolgend in ein oder mehreren Lagen zu einer Stahldrahtlitze verseilt werden.
Stahldrahtlitzen werden bekanntermaßen rückdrehungsfrei auf Doppelschlagverseilmaschinen der Bauart OUT-IN oder IN-OUT hergestellt.
Die Arbeitsweise dieser Verseilmaschinen ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte von Ablaufspulen mit konstanter Kraft mittels eines Doppelscheibenabzuges abgezogen und entsprechend miteinander verseilt werden sowie abschließend der erzeugte Verseilverband auf die Aufwickelspule eines geregelten Aufwicklers aufgewickelt wird.
Diese an sich bekannte Verfahrensweise ist bei der Verarbeitung von Drähten aus sogenannten "plastischen Werkstoffen", wie Kupfer und Aluminium, relativ unproblematisch durchzuführen, da diese während des Verseilvorganges entstehende innere Spannungen durch plastische Verformung leicht kompensieren können.
Für die Verarbeitung von Stahldrähten ist es dagegen erforderlich, die Einzeldrähte einer Vorbehandlung zu unterziehen, um dieselben schon so weit wie irgend möglich geordnet in die gewünschte Lage des Verbandes einzubringen und im Ergebnis auf aufwendige Nachbehandlungen der an sich fertigen Stahldrahtlitze infolge gegebenenfalls unregelmäßigen Lagenaufbaus und während des Verseilvorganges entstandener innerer Spannungen verzichten zu können.
Es ist bekannt, dass während des Abziehens der Einzeldrähte von der jeweiligen Ablaufspule und des Verseilens derselben den Einzeldrähten gleichzeitig sowohl eine fortschreitende Bewegung in Richtung des Verseilpunktes als auch eine Drehbewegung um ihre Längsachse vermittelt wird.
Dieser Umstand wird genutzt, um die Einzeldrähte so zu verformen, dass sie eine bleibende schraubenförmige Gestalt annehmen.
Infolge dieser bleibenden schraubenförmigen Gestalt wird ein erleichterter Lagenaufbau sowie eine Verringerung der inneren Spannungen im Einzeldraht bzw. in der Stahldrahtlitze gesehen.
Mit der EP 0 231 376 A1 wird ein solches gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung dazu offenbart, wobei die bleibende Verformung der Einzeldrähte jeweils durch eine flache Biegung, die eine plastische Verformung des Stahldrahtes realisiert, an mindestens einer Stütze, hier in Form einer Führungsrolle, und einer nachfolgenden Biegung mittels einer verlängerten zylindrischen Rolle in einer Richtung vorgenommen wird, die bezüglich der ursprünglichen flachen Biegung geschwenkt ist.
Im wesentlichen wird die flache Biegung durch ein oder mehrfaches Umschlingen der Führungsrolle durch den Draht oder durch das Führen desselben durch mehrere zueinander versetzt angeordnete Führungsrollen realisiert.
Die nachfolgende Biegung, die ebenfalls einer plastischen Verformung des Drahtes entspricht, wird im wesentlichen dadurch realisiert, dass der Draht spiralförmig mehrfach um die verlängerte zylindrische Rolle geführt wird.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass vorstehende Maßnahmen zwar eine bleibende schraubenförmige Gestalt des Stahldrahtes gewährleisten, der Draht jedoch nicht vollumfänglich die Gestalt angenommen hat, bei der die Ausdehnung einer Schraubenwindung in axialer und radialer Richtung derselben gesehen der gewünschten Schlaglänge und dem radialen Abstand der späteren Lage zur Mittenachse des späteren Verseilverbandes und die Drahtlänge einer Schraubenwindung der wirklichen Drahtlänge im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage entspricht.
Des Weiteren wird vorstehendes Verfahren einschließlich der zugehörigen Vorichtung als kompliziert und technisch aufwendig angesehen.
Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsbestimmenden Art anzugeben, mit welchen die Nachteile des eingangs geschilderten Standes der Technik, vermieden werden können.
Insbesondere ist es beabsichtigt, eine definierte, jederzeit reproduzierbare und gleichbleibende schraubenlinienförmige Gestalt des jeweiligen Stahldrahtes zu ermöglichen, um einen erleichterten Lagenaufbau sowie eine Verringerung der inneren Spannungen im Einzeldraht bzw. in der Stahldrahtlitze zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach einem Verfahren zur Vorformung von Stahldrähten und in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass bei Einhaltung einer 100%ig genauen und konstanten Ablaufspannung des Stahldrahtes zwischen Drahtablaufspule und Verseilpunkt einer Verseileinrichtung, in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes auf den zu verseilenden Stahldraht in bestimmten Etappen nacheinander eine derartige Kraftkomponente aufgebracht wird, dass im Ergebnis der Stahldraht eine definierte und bleibende schraubenlinienförmige Gestalt annimmt, bei der die Ausdehnung einer Schraubenwindung in axialer und radialer Richtung derselben gesehen der gewünschten Schlaglänge "s" und dem radialen Abstand der späteren Lage zur Mittenachse des späteren Verseilverbandes und die Drahtlänge einer Schraubenwindung der wirklichen Drahtlänge "I" im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage entspricht.
Ferner ist es beabsichtigt, die die Schraubenwindung des Stahldrahtes erzeugende Kraftkomponente durch gleichzeitige und definierte Wirkung von Zugkraft sowie Biegung, Reibung und Torsion auf den Stahldraht, respektive auf die Oberfläche desselben, zu erzeugen.
Eine weitere Maßnahme sieht vor, dass die Anzahl und die Größe der in Etappen nacheinander wirkenden Kraftkomponenten sowie der räumliche Abstand derselben untereinander und zu einer vorgeordneten Torsionssperre in Abhängigkeit von der gewünschte Ausdehnung der Schraubenwindung des Stahldrahtes gewählt wird.
Weiterhin ist als erfindungsgemäß anzusehen, dass die 100%ig genaue und konstante Ablaufspannung des Stahldrahtes durch eine Regelung der Spulenbremse der Drahtablaufspule oder deren Spulenantrieb realisiert wird.
Die Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten zeichnet sich in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 5 dadurch aus, dass zwischen der Drahtablaufspule des jeweiligen Stahldrahtes und dem Verseilpunkt der Verseileinrichtung in Drahtablaufrichtung gesehen nacheinander eine Torsionssperre, bestehend aus einer oder mehreren Führungsrollen, sowie eine beliebige Anzahl ortsfest angeordneter, jedoch verstellbarer Vorformstifte vorgesehen sind, wobei der Stahldraht in ein oder mehreren Windungen um die Torsionssperre herumgeführt sowie schlangenlinienförmig zwischen den Vorformstiften, in einem eng begrenzten in axialer Richtung des Stahldrahtes sich ausdehnenden Bereich der Oberfläche desselben die Vorformstifte berührend, hindurchgeführt ist und wobei zur Erzielung einer 100%ig genauen und konstanten Ablaufspannung des Stahldrahtes jeder Drahtablaufspule eine regelbare Spulenbremse oder ein regelbares Spulenantriebssystem zugeordnet ist.
Weiterhin zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass die Führungsrollen der Torsionssperre in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes einen solchen Durchmesser "D" aufweisen, dass der um diese herumgeführte Stahldraht an der Grenze zur plastischen gerade noch eine elastische Verformung erfährt und die Anzahl der Umwindungen um die Führungsrollen der Torsionssperre so gewählt ist, dass die vorhandene Drehbewegung des Stahldrahtes um seine Längsachse infolge des eigentlichen Verseilvorganges nicht in die Drahtablaufspule zurückläuft.
Des Weiteren wurde gefunden, dass der Durchmesser "D" der Führungsrollen der Torsionssperre in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes der Bedingung 50 x d0 ≤ D ≤ 70 x d0 genügen sollte und die Einstellmaße der Vorrichtung zur Vorformung, wie der radiale Abstand "z" von Mitte letzter Führungsrolle der Torsionssperre zur Mitte erster Vorformstift, der Abstand "y2" der letzten Führungsrolle zum ersten Vorformstift, der Durchmesser "d" der Vorformstifte und der Abstand "y1" zwischen den Vorformstiften in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes, der wirklichen Drahtlänge "l" des Stahldrahtes im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage zu wählen sind und folgenden Bedingungen genügen sollten: D/2 - 2d0 ≤ z ≤ D/2 + d0/2 5d0 ≤ d ≤ 7d0 0,9 x l/3 ≤ y1 ≤ s/3 y2 ≈ 2y1
Ebenso ist es angezeigt, die Vorformstifte in Abhängigkeit von ihrer Anzahl und der aufzubringenden Kraftkomponente auf den Stahldraht exakt in Reihe hintereinander oder in einem bestimmten Abstand zueinander seitlich versetzt anzuordnen.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Vorformstifte aus verschleißfestem Material mit einer Dichte von 12 - 15 g/cm3 und einer Oberflächenrauheit 0,15 ≤ Rz1 ≤ 1,5 bestehen.
Auch ist als erfindungsgemäß anzusehen, wenn die Vorrichtungen zur Vorformung mehrerer vorzuformender Stahldrähte auf einem gemeinsamen fest angeordneten Vorformkopf und gegebenenfalls mehrere solcher Vorformköpfe in Abhängigkeit von der Anzahl der zu verseilenden Lagen in Ablaufrichtung der Stahldrähte gesehen nacheinander angeordnet sind.
In Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Vorformkopf als kompaktes Bauteil ausgeführt ist oder aus zwei oder mehreren auf einer gemeinsamen Achse axial nacheinander und getrennt voneinander drehbar angeordneten, jedoch arretierbaren Scheiben besteht, die ihrerseits in geeigneter Anordnung die Führungsrollen und/oder eine frei wählbare Anzahl Vorformstifte aufweisen.
Entsprechend einer weiteren Maßnahme beinhaltet die regelbare Spulenbremse der jeweiligen Drahtablaufspule eine Tänzerregelung in Form eines mit einem Schwenkhebel einer Tänzerrolle gekoppelten Bremsbandes, das seinerseits eine beliebige Anzahl Bremsbacken mit einem Reibbelag aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit verschleißmindernden Zusatzstoffen aufweist, sowie eine mit der Drahtablaufspule drehfest verbundenen Bremsscheibe, deren verchromte, geschliffene und polierte Bremsfläche über eine Oberflächenrauheit Rz2 ≤ 10 verfügt.
Wird statt der an sich bekannten tänzergeregelten Spulenbremse ein geregelter Spulenantrieb favorisiert, setzt sich der Regelkreis dieses Spulenantriebssystems aus einer Regeleinrichtung in Form eines Umrichters mit Analogverarbeitung und PID-Regler sowie Busanschluß, einem Stellglied in Form eines 3-Phasen-Asynchronmotors mit nachfolgendem Getriebe und der Rückführung, bestehend aus dem ablaufenden Stahldraht und der Erfassung der Zugkraft "Fz" in Form einer Meßrolle und einem Meßverstärker, zusammen.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung werden insbesondere darin gesehen, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten geschaffen wurden, aufgrund derer den Stahldrähten entsprechend ihrer Lage im Verseilverband, respektive in der fertigen Stahldrahtlitze, eine definierte, jederzeit reproduzierbare und gleichbleibende schraubenlinienförmige Gestalt aufgebracht werden kann.
Das beanspruchte Verfahren und die Vorrichtung sind ferner als unkompliziert und der technische Aufwand zur Realisierung derselben als gering einzuschätzen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
Figur 1
die schematische Ansicht einer das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden Verseileinrichtung in Form einer Doppelschlagverseilmaschine der Bauart OUT-IN zur Herstellung von Stahldrahtlitzen,
Figur 2
die schematische Ansicht der Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten,
Figur 3
die Ansicht 1 nach Fig. 2,
Figur 4
die Draufsicht nach Fig. 3,
Figur 5
die schematische Ansicht einer Stahldrahtlitze,
Figur 6
das Blockschaltbild eines Spulenantriebssystems der Drahtablaufspulen,
Figur 7
die schematische Ansicht einer weiteren das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden Verseileinrichtung, hier in Form einer Doppelschlagverseilmaschine der Bauart IN-OUT.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Verseileinrichtung 1 in Form einer Doppelschlagverseilmaschine der Bauart OUT-IN, auf der Stahldrahtlitzen 2 hergestellt werden können und die beispielsweise Anwendung in der Reifenindustrie finden.
Diese Verseileinrichtung 1 umfaßt im wesentlichen die Antriebsständer 3, 4, 5 und 6 in denen jeweils die rotierenden Systeme gelagert sind.
Zwischen den Antriebsständern 3 und 4 ist die Ablaufspule 7 für den Kerndraht 8 oder die Kernlitze in einem Spulenrahmen 9 gelagert, der seinerseits über nicht näher dargestellte endseitige Hohlzapfen um die Mittelachse des rotierenden Systems drehbar gelagert ist, jedoch aufgrund seines Eigengewichtes beim Verseilvorgang nicht mitdreht.
Gleiches ist für das rotierende System der Antriebsständer 5 und 6 festzustellen, wobei hier innerhalb eines Spulenrahmens 10, der seinerseits mittels nicht näher dargestellter endseitiger Hohlzapfen ebenfalls pendelnd gelagert ist, die Aufwickelspule 11 samt eines Doppelscheibenabzuges 12 und gegebenenfalls einer Nachformeinrichtung 13 in Form einer Reihe von hintereinander mit gegenseitiger Versetzung angeordneter Richtrollen vorgesehen sind.
Auf der Antriebswelle 14 des Antriebsständers 3 ist eine Führungsrolle 15 für den Kerndraht 8 bzw. die Kernlitze angeordnet, die ihrerseits mit der Drehzahl n=x um die Mittelachse des rotierenden Systems dreht und den Kerndraht 8 bzw. die Kernlitze in freier Flugkurve zu einer auf dem Antriebsständer 4 angeordneten Dralliereinrichtung 16 führt. Die Dralliereinrichtung 16 dreht dabei mit einer Drehzahl n ≥ 2x.
Auf dem nachgeordneten Antriebsständer 5 ist eine weitere Dralliereinrichtung 17 angeordnet, die ihrerseits mit der gleichen Drehzahl und in gleicher Drehrichtung wie die Dralliereinrichtung 16 dreht.
Zwischen den beiden Dralliereinrichtungen 16 und 17 ist auf dem Antriebsständer 5 der Verseilpunkt 18 in Form eines Verseilnippels angeordnet, dem seinerseits Vorrichtungen 19 zur Vorformung der von stationär angeordneten und geregelt abgebremsten oder geregelt angetriebenen Drahtablaufspulen 20 ablaufenden Stahldrähte 21 für eine gewünschte Lagenverseilung derselben, vorgeordnet sind.
Die Vorrichtungen 19 zur Vorformung bestehen gemäß den Figuren 2 bis 4 in Drahtablaufrichtung gesehen nacheinander jeweils aus einer sogenannten Torsionssperre 22, hier in Form zweier nacheinander oder nebeneinander angeordneter Führungsrollen 23a und 23b, über die der Stahldraht 21 in einer oder mehreren Windungen herumgeführt wird.
Die Anzahl der Umwindungen ist so gewählt, dass eine infolge des Verseilvorganges vorhandene Drehbewegung des Stahldrahtes 21 um seine Längsachse nicht in die Drahtablaufspule 20 zurücklaufen kann.
Des Weiteren ist der Durchmesser "D" der Führungsrollen 23a; 23b in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes 21 so gewählt, dass der Stahldraht 21 an der Grenze zur plastischen gerade noch eine elastische Verformung erfährt.
Er sollte vorzugsweise folgender Bedingung genügen: 50 x d0 ≤ D ≤ 70 x d0
Der Torsionssperre 22 in Form der Führungsrollen 23a und 23b ist eine beliebige Anzahl von ortsfest angeordneten Vorformstiften 24a bis 24n nachgeordnet, zwischen denen der Stahldraht 21 schlangenlinienförmig geführt ist.
Dabei berührt dieser in einem eng begrenzten in axialer Richtung des Stahldrahtes 21 sich ausdehnenden Bereich der Oberfläche desselben die Vorformstifte 24a bis 24n und erfährt entsprechend der Anzahl der Vorformstifte 24a bis 24n, d. h. in Etappen, geeignete Kraftkomponenten, die ihrerseits aus einer gleichzeitigen Wirkung von Zugkraft, Biegung, Reibung und Torsion auf den Stahldraht 21, respektive auf seine Oberfläche, resultieren.
Im Ergebnis umfangreicher Versuche wurde gefunden, dass die Einstellmaße der Vorrichtung 19 zur Vorformung, wie der radiale Abstand "z" von Mitte letzter Führungsrolle 23b der Torsionssperre 22 zur Mitte erster Vorformstift 24a, der Abstand "y2" der letzten Führungsrolle 23b zum ersten Vorformstift 24a, der Durchmesser "d" der Vorformstifte 24a bis 24n und der Abstand "y1" zwischen den einzelnen Vorformstiften 24a bis 24n in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes 21 und der wirklichen Drahtlänge "l" des Stahldrahtes 21 im späteren, d. h. fertigen Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage und der Schlaglänge "s" gewählt sind und folgenden Bedingungen genügen sollten: D/2 - 2d0 ≤ z ≤ D/2 + d0/2 5d0 ≤ d ≤ 7d0 0,9 x l/3 ≤ y1 ≤ s/3 y2 ≈ 2y1
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ermittelt sich die wirkliche Drahtlänge "l" des Stahldrahtes 21, auch als gestreckte Länge bezeichnet, nach der Bedingung l = √ s2 + (dmi x π)2, wobei "s" die Schlaglänge und "dmi" den mittleren Durchmesser der i-ten Lage bezeichnen.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass mit steigender Anzahl der Vorformstifte 24a bis 24n sich auch die auf den Stahldraht 21 wirkenden Kraftkomponenten verändern.
Um diese in Grenzen beeinflussen zu können ist es bei Bedarf angezeigt, die Vorformstifte 24a bis 24n, die an sich ortsfest angeordnet sind, derart verstellbar auszuführen, dass diese entweder wie in Fig. 4 dargestellt exakt in Reihe hintereinander oder in einem bestimmten Abstand zueinander seitlich versetzt angeordnet werden können (nicht näher dargestellt).
In einer bevorzugten Anordnung haben sich in der Praxis bei Durchmessern "d0" des Stahldrahtes 21 von 0,18 bis 0,22 mm vier Vorformstifte 24a bis 24n bewährt.
Um einem Verschleiß der Vorformstifte 24a bis 24n bzw. einer Beschädigung der zu verseilenden Stahldrähte 21 umfassend begegnen zu können, sind die Vorformstifte 24a bis 24n vorzugsweise aus verschleißfestem Material mit einer Dichte von 12 - 15 g/cm3 und einer Oberflächenrauheit 0,15 ≤ Rz1 ≤ 1,5 gefertigt.
Hierfür bieten sich vorzugsweise gehärteter Stahl aber auch Keramikmaterialien an.
Als wesentlich für die Erfüllung der gestellten Aufgabe hat sich eine 100%ig genaue und konstante Ablaufspannung des Stahldrahtes 21 zwischen der Drahtablaufspule 20 und dem Verseilpunkt 18 der Verseileinrichtung 1 herausgestellt.
Dieses kann derart realisiert werden, dass, wie in Fig. 1 gezeigt, jede Drahtablaufspule 20 mit einer geregelten Spulenbremse 25 versehen ist, wobei die Spulenbremse 25 aus einer an sich bekannten Tänzerregelung in Form eines mit einem Schwenkhebel 26 einer Tänzerrolle 27 gekoppelten Bremsbandes 28, das seinerseits eine beliebige Anzahl Bremsbacken 29 mit einem Reibbelag aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit verschleißmindernden Zusatzstoffen, wie z. B. 20 bis 25% Kohlenstoffanteilen und/oder bestimmten Glasfaseranteilen, aufweist, sowie aus einer mit der Drahtablaufspule 20 drehfest verbundenen Bremsscheibe 30 besteht, deren verchromte, geschliffene und polierte Bremsfläche über eine Oberflächenrauheit Rz2 ≤ 10 verfügt.
Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, die Ablaufspannung mittels eines regelbaren Spulenantriebssystems für jede Ablaufspule 20 zu regeln.
Im wesentlichen setzt sich der Regelkreis dieses Spulenantriebssystems nach Fig. 6 aus der Regeleinrichtung in Form eines Umrichters 31 mit Analogverarbeitung und PID-Regler sowie Busanschluß 32, einem Stellglied in Form eines 3-Phasen-Asynchronmotors 33 mit nachfolgendem Getriebe 34 und der Rückführung, bestehend aus dem ablaufenden Stahldraht 21 und der Erfassung der Zugkraft "Fz" in Form einer Meßrolle 35 und einem Meßverstärker 36, zusammen.
Es hat sich als sinnvoll erwiesen, die Vorrichtungen 19 zur Vorformung mehrerer vorzuformender Stahldrähte 21 auf einem gemeinsamen Vorformkopf 37, vorzugsweise konzentrisch um die Mittelachse desselben, anzuordnen (Fig. 1 und 2).
Gleichfalls besteht auch die Möglichkeit, mehrere solcher Vorformköpfe 37 beispielsweise in Abhängigkeit von der Anzahl der zu verseilenden Lagen in Ablaufrichtung der Stahldrähte 21 nacheinander anzuordnen (nicht näher dargestellt).
Jeder Vorformkopf 37 kann des Weiteren zum einen als kompaktes Bauteil ausgeführt sein, wobei die einzelnen Vorformstifte 24a bis 24n derart verstellbar ausgeführt sind, dass diese infolge beispielsweise einer nicht näher dargestellten Vielzahl auf der Oberfläche des Vorformkopfes angeordneter Gewindebohrungen zueinander seitlich versetzt werden können, zum anderen aber auch aus zwei (Fig.3 und 4) oder mehreren auf einer gemeinsamen Achse 37a axial nacheinander und getrennt voneinander drehbar angeordneten, jedoch arretierbaren Scheiben 37b; 37c bestehen, die ihrerseits in geeigneter Anordnung die Führungsrollen 23a und 23b der Torsionssperren 22 und/oder eine frei wählbare Anzahl Vorformstifte 24 a bis 24n aufweisen.
Die Scheiben 37b und 37c sind beispielsweise jeweils mittels eine Schraube 37d auf der Achse 37a kraftschlüssig arretierbar.
Mit vorstehender Maßnahme besteht in Abhängigkeit von der Anordnung der Vorrichtungen 19 zur Vorformung auf den besagten Scheiben 37b; 37c bei Bedarf die Möglichkeit sowohl den radialen Abstand "z" von Mitte letzter Führungsrolle 23b der Torsionssperre 22 zur Mitte erster Vorformstift 24a als auch die seitliche Versetzung der Vorformstifte 24a bis 24n zueinander in Grenzen einzustellen.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Erfindung an der Verseileinrichtung 1 in Form einer Doppelschlagverseilmaschine der Bauart OUT-IN (Fig. 1) beschrieben:
Wie oben bereits ausgeführt, wird der Kerndraht 8 bzw. die Kernlitze mit gleichbleibender Zugkraft von der im Spulenrahmen 9 angeordneten Ablaufspule 7 abgezogen und über die mit der Drehzahl n=x um die Mittelachse des rotierenden Systems drehende Führungsrolle 15 in freier Flugkurve zur Draliereinrichtung 16, die ihrerseits mit doppelter Geschwindigkeit (n = 2x) der Führungsrolle 15 dreht und weiter zum Verseilpunkt 18 geführt.
Innerhalb des Verseilpunktes 18 werden die einzelnen Lagen von Stahldrähten 21 aufgebracht, wobei die einzelnen Stahldrähte 21 erfindungsgemäß mit 100%ig genauer und konstanter Ablaufspannung von geregelt abgebremsten Ablaufspulen 7 abgezogen und vor dem Einlaufen in den Verseilpunkt 18 die Vorrichtung 19 zur Vorformung des jeweiligen Stahldrahtes 21, bestehend aus der Torsionsbremse 22 und den nacheinander angeordneten Vorformstiften 24a bis 24n, passieren.
In Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes 21 wird mittels der nacheinander angeordneten Vorformstifte 24a bis 24n, d. h. also in bestimmten Etappen nacheinander eine derartige Kraftkomponente auf den jeweiligen Stahldraht 21 aufgebracht, dass im Ergebnis der Stahldraht 21 eine definierte und bleibende schraubenlinienförmige Gestalt annimmt, bei der die Ausdehnung einer Schraubenwindung in axialer und radialer Richtung derselben gesehen der gewünschten Schlaglänge "s" und dem radialen Abstand der späteren Lage zur Mittenachse des späteren Verseilverbandes, respektive der fertigen Stahldrahtlitze 2, und die Drahtlänge einer Schraubenwindung der wirklichen Drahtlänge "I" im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage entspricht.
Es wurde gefunden, dass die die Schraubenwindung des Stahldrahtes 21 erzeugende Kraftkomponente durch die gleichzeitige und definierte Wirkung von Zugkraft sowie Biegung, Reibung und Torsion auf den Stahldraht 21, respektive auf die Oberfläche desselben, erzeugt wird derart, dass der Stahldraht 21 schlangenlinienförmig zwischen den Vorformstiften 24a bis 24n geführt ist und dabei in einem eng begrenzten in axialer Richtung des Stahldrahtes sich ausdehnenden Bereich der Oberfläche desselben die Vorformstifte 24a bis 24n berührt.
Die Anzahl und die Größe der in Etappen nacheinander wirkenden Kraftkomponenten sowie der räumliche Abstand derselben zueinander und zu der vorgeordneten Torsionsperre 22 wird in Abhängigkeit von der gewünschten Ausdehnung der Schraubenwindung des Stahldrahtes 21 so gewählt, dass für bevorzugte Drahtdurchmesser "d0" im Rahmen von vorhergehenden Versuchen die Anzahl der Vorformstifte 24a bis 24n und gegebenenfalls die seitliche Versetzung derselben zueinander sowie unter Anwendung der ermittelten besonderen Bedingungen der geeignete Abstand "y2" zwischen der letzten Führungsrolle 23b der Torsionssperre 22 und dem ersten Vorformstift 24a, die geeigneten Abstände "y1" zwischen den einzelnen Vorformstiften 24a bis 24n und der geeignete radiale Abstand "z" von Mitte letzter Führungsrolle 23b der Torsionssperre 22 zur Mitte erster Vorformstift 23b ermittelt werden.
Anschließend werden die bleibend schraubenlinienförmig gestalteten Stahldrähte 21 im Verseilpunkt 18 lagenweise verseilt, wobei erster und zweiter Verseilschlag in dem gemeinsamen Verseilpunkt 18 realisiert werden.
Nachfolgend wird die in ihrer Struktur an sich fertige Stahldrahtlitze 2 über die zweite Dralliereinrichtung 17, die mit gleicher Drehgeschwindigkeit wie die Dralliereinrichtung 16 dreht, in freier Flugkurve zu einer Führungsrolle 38 einer am Antriebsständer 6 angeordneten Antriebswelle 39 geleitet, wobei diese mit der halben Drehgeschwindigkeit der Dralliereinrichtungen 16 und 17 (x=n) dreht. Schlußendlich wird die Stahldrahtlitze 2 bekanntermaßen über den Doppelscheibenabzug 12 und gegebenenfalls vorgesehene Nachformeinrichtungen 13, die ihrerseits noch eventuell vorhandene Restspannungen in der Stahldrahtlitze 2 beseitigen sollen, der innerhalb des Spulenrahmens 10 angeordneten Aufwickelspule 11 zugeführt.
Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht nur für Doppelschlagverseilmaschinen der Bauart OUT-IN, sondern auch für weitere bekannte Verseileinrichtungen 1, wie z. B. Doppelschlagverseilmaschinen der Bauart IN-OUT, Verwendung finden kann.
Die Fig. 7 zeigt eine Verseileinrichtung 1 in Form einer Doppelschlagverseilmaschine der Bauart IN-OUT, die sich ihrerseits von der bereits beschriebenen Doppelschlagverseilmaschine der Bauart OUT-IN dahingehend unterscheidet, dass die Drahtablaufspulen 20, samt geregelter Spulenbremse 25 oder alternativ regelbarem Spulenantriebssystem sowie dem Vorformkopf 37 mit den darauf angeordneten Vorrichtungen 19 zur Vorformung der Stahldrähte 21 innerhalb des rotierenden Systems derselben in einem Spulenrahmen 40 pendelnd gelagert sind.
Der Kerndraht 8 bzw. die Kernlitze wird bekanntermaßen von einer außerhalb des rotierenden Systems angeordneten Ablaufspule 7 abgezogen und über sogenannte gleichlaufende Flyer 41a und 41b in freier Flugkurve in die Mittelachse des rotierenden Systems zum Verseilpunkt 18 geführt. Dort werden die einzelnen Stahldrähte 21, nachdem sie ihre Vorrichtung 19 zur Vorformung passiert haben lagenweise auf den Kerndraht 8 bzw. die Kernlitze aufgebracht, wobei die in Drahtablaufrichtung gesehen hinter dem Verseilpunkt 18 angeordnete Dralliereinrichtung 42 mit der doppelten Geschwindigkeit der Flyer 41a und 41b dreht und im Ergebnis die von den einzelnen Stahldrähten 21 gebildete Stahldrahtlitze 2 eine vollständige Verseilung erfährt, wobei der erste und zweite Verseilschlag in einem Verseilpunkt 18 vereinigt werden.
Abschließend wird die an sich fertige Stahldrahtlitze 2 über die beiden Flyer 41a und 41b aus dem rotierenden System heraus zu dem an sich bekannten Doppelscheibenabzug 12 und gegebenenfalls über bereits oben erwähnte Nachformeinrichtungen 13 sowie über eine Überdreheinrichtung 43 der Aufwickelspule 11 zugeführt.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Vorformung von Stahldrähten, die rückdrehungsfrei von Drahtablaufspulen einer Verseileinrichtung ablaufen und nachfolgend in ein oder mehreren Lagen zu einer Stahldrahtlitze verseilt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei Einhaltung einer 100%ig genauen und konstanten Ablaufspannung des Stahldrahtes (21) zwischen Drahtablaufspule (20) und Verseilpunkt (18) einer Verseileinrichtung (1), in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes (21) auf den zu verseilenden Stahldraht (21) in bestimmten Etappen nacheinander eine derartige Kraftkomponente aufgebracht wird, dass im Ergebnis der Stahldraht (21) eine definierte und bleibende schraubenlinienförmige Gestalt annimmt, bei der die Ausdehnung einer Schraubenwindung in axialer und radialer Richtung derselben gesehen der gewünschten Schlaglänge "s" und dem radialen Abstand der späteren Lage zur Mittenachse des späteren Verseilverbandes und die Drahtlänge einer Schraubenwindung der wirklichen Drahtlänge "I" im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die die Schraubenwindung des Stahldrahtes (21) erzeugende Kraftkomponente durch gleichzeitige und definierte Wirkung von Zugkraft sowie Biegung, Reibung und Torsion auf den Stahldraht (21), respektive auf die Oberfläche desselben, erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anzahl und die Größe der in Etappen nacheinander wirkenden Kraftkomponenten sowie der räumliche Abstand derselben untereinander und zu einer vorgeordneten Torsionssperre (22) in Abhängigkeit von der gewünschte Ausdehnung der Schraubenwindung des Stahldrahtes (21) gewählt wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die 100%ig genaue und konstante Ablaufspannung des Stahldrahtes (21) durch eine Regelung der Spulenbremse (25) der Drahtablaufspule (20) oder deren Spulenantriebes realisiert wird.
  5. Vorrichtung zur Vorformung von Stahldrähten, die rückdrehungsfrei von Drahtablaufspulen einer Verseileinrichtung ablaufen und nachfolgend in ein oder mehreren Lagen zu einer Stahldrahtlitze verseilt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen der Drahtablaufspule (20) des jeweiligen Stahldrahtes (21) und dem Verseilpunkt (18) der Verseileinrichtung (1) in Drahtablaufrichtung gesehen nacheinander eine Torsionssperre (22), bestehend aus einer oder mehreren Führungsrollen (23a, b), sowie eine beliebige Anzahl ortsfest angeordneter, jedoch verstellbarer Vorformstifte (24a-n) vorgesehen sind, wobei der Stahldraht (21) in ein oder mehreren Windungen um die Torsionssperre (22) herumgeführt sowie schlangenlinienförmig zwischen den Vorformstiften (24a-n), in einem eng begrenzten in axialer Richtung des Stahldrahtes (21) sich ausdehnenden Bereich der Oberfläche desselben die Vorformstifte (24a-n) berührend, hindurchgeführt ist und wobei zur Erzielung einer 100%ig genauen und konstanten Ablaufspannung des Stahldrahtes (21) jeder Drahtablaufspule (20) eine regelbare Spulenbremse (25) oder ein regelbares Spulenantriebssystem zugeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Führungsrollen (23a, b) der Torsionssperre (22) in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes (21) einen solchen Durchmesser "D" aufweisen, dass der um diese herumgeführte Stahldraht (21) an der Grenze zur plastischen gerade noch eine elastische Verformung erfährt und die Anzahl der Umwindungen um die Führungsrollen (23a, b) der Torsionssperre (22) so gewählt ist, dass die vorhandene Drehbewegung des Stahldrahtes (21) um seine Längsachse infolge des eigentlichen Verseilvorganges nicht in die Drahtablaufspule (21) zurückläuft.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Durchmesser "D" der Führungsrollen (23a, b) der Torsionssperre (22) in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes (21) folgender Bedingung genügt: 50 x d0 ≤ D ≤ 70 x d0
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einstellmaße der Vorrichtung (19) zur Vorformung, wie der radiale Abstand "z" von Mitte letzter Führungsrolle (23b) der Torsionssperre (22) zur Mitte erster Vorformstift (24a), der Abstand "y2" der letzten Führungsrolle (23b) zum ersten Vorformstift (24a), der Durchmesser "d" der Vorformstifte (24a-n) und der Abstand "y1" zwischen den Vorformstiften (24a-n) in Abhängigkeit vom Durchmesser "d0" des Stahldrahtes (21), der wirklichen Drahtlänge "I" des Stahldrahtes (21) im späteren Verseilverband innerhalb der jeweiligen Lage und der Schlaglänge "s" gewählt sind und folgenden Bedingungen genügen: D/2 - 2d0 ≤ z ≤ D/2 + d0/2 5d0 ≤ d ≤ 7d0 0,9 x l/3 ≤ y1 ≤ s/3 y2 ≈ 2y1
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorformstifte (24a-n) in Abhängigkeit von ihrer Anzahl und der aufzubringenden Kraftkomponente auf den Stahldraht (21) exakt in Reihe hintereinander oder in einem bestimmten Abstand zueinander seitlich versetzt angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorformstifte (24a-n) aus verschleißfestem Material mit einer Dichte von 12 - 15 g/cm3 und einer Oberflächenrauheit 0,15 ≤ Rz1 ≤ 1,5 bestehen.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtungen (19) zur Vorformung mehrerer vorzuformender Stahldrähte (21) auf einem gemeinsamen fest angeordneten Vorformkopf (37) und gegebenenfalls mehrere solcher Vorformköpfe (37) in Abhängigkeit von der Anzahl der zu verseilenden Lagen in Ablaufrichtung der Stahldrähte (21) gesehen nacheinander angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder Vorformkopf (37) als kompaktes Bauteil ausgeführt ist oder aus zwei oder mehreren auf einer gemeinsamen Achse (37a) axial nacheinander und getrennt voneinander drehbar angeordneten, jedoch arretierbaren Scheiben (37b; 37c) besteht, die ihrerseits in geeigneter Anordnung die Führungsrollen (23a, b) und/oder eine frei wählbare Anzahl Vorformstifte (24a-n) aufweisen.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die regelbare Spulenbremse (25) der jeweiligen Drahtablaufspule (20) aus einer Tänzerregelung in Form eines mit einem Schwenkhebel (26) einer Tänzerrolle (27) gekoppelten Bremsbandes (28), das seinerseits eine beliebige Anzahl Bremsbacken (29) mit einem Reibbelag aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit verschleißmindernden Zusatzstoffen aufweist, sowie aus einer mit der Drahtablaufspule (20) drehfest verbundene Bremsscheibe (30) besteht, deren verchromte, geschliffene und polierte Bremsfläche über eine Oberflächenrauheit Rz2 ≤ 10 verfügt.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Regelkreis des Spulenantriebssystems sich aus einer Regeleinrichtung in Form eines Umrichters (31) mit Analogverarbeitung und PID-Regler sowie Busanschluß (32), einem Stellglied in Form eines 3-Phasen-Asynchronmotors (33) mit nachfolgendem Getriebe (34) und der Rückführung, bestehend aus dem ablaufenden Stahldraht (21) und der Erfassung der Zugkraft "Fz" in Form einer Meßrolle (35) und einem Meßverstärker (36), zusammensetzt.
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