EP1502670A1

EP1502670A1 - Vorrichtung zum Reinigen und Polieren von Drahtoberflächen sowie zur Verbesserung der Drahtqualität für die Weiterverarbeitung

Info

Publication number: EP1502670A1
Application number: EP04013788A
Authority: EP
Inventors: Heinz Meier
Original assignee: MTB MEIER TECH BERATUNGEN GmbH; MTB Meier Technische Beratungen GmbH
Current assignee: Van Merksteijn Steel Holding BV
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: EP1502670B1; PL1502670T3; DE10334492A1; ATE317732T1; DE502004000290D1

Abstract

Die Ergebnisse der bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen warmgewalzten Stahldraht durch Knicken und Bürsten oder mechanisch durch Strahlen oder Schälen oder auch chemisch von der Walzhaut (Zunder) zu reinigen, sind völlig unzureichend. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll mit einfachsten, sparsamsten und störunanfälligen Mitteln gleichzeitig die Drahtoberfläche sauber reinigen, glätten und polieren und durch die Arbeitsvorgänge den Draht entspannen und seine Struktur gleichmäßiger gestalten. So ist die Vorrichtung als Rotor aufgebaut, dessen Gehäuse aus zwei seitlichen Stimplatten (1) besteht, in welche bündig mit Außendurchmesser diese verbindende rechteckige Hohlprofile (2) eingelassen sind, wobei in zwei der sich gegenüberliegenden Hohlprofile (2) jeweils im gleichen Abstand paarweise Führungsstangen (3) geführt werden, zwischen denen versetzt zur Mittelachse (5) mindestens drei Reinigungsköpfe (4) die durch Ausgleichsgestänge (7) untereinander verbunden sind, fest angebracht sind, wobei sich die Reinigungsköpfe (4) in einer Ebene auf den zu bearbeitenden Draht (5) so zubewegen, dass dabei jeweils ein mittlerer Reinigungskopf (4) auf der einen Seite des zu bearbeitenden Drahtes (5) drückt, werden die beiden außenliegenden Reinigungsköpfe (4) auf der Gegenseite Druck ausüben. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung welche Oberflächen von Stahldraht reinigt und poliert und außerdem das Drahtgefüge dermaßen beeinflusst, dass die Struktur des Drahtes entspannt und gleichmäßig ausgestaltet wird.

Die Ergebnisse der bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen warmgewalzten stahldraht durch Knicken und Bürsten oder mechanisch durch Strahlen oder Schälen oder auch chemisch von der Walzhaut (Zunder) zu reinigen, sind entweder völlig unzureichend, beschädigen die Oberfläche, verändern die Struktur des Drahtes in negativer Weise oder sind sehr teuer, wenn eine hinreichende Qualität für die Weiterverarbeitung erreicht werden soll.

So sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt, den Reinigungsvorgang zu verbessern. Für die grobe Entzunderung dient regelmäßig eine Lösung nach der DE 912 204 C, nach der eine Maschine so ausgebildet ist, dass sie über Rollen (sogenannte Brechrollen) und abschließend mit rotierenden Bürsten, die den Draht bedeckende Walzhaut mechanisch zerreißt und durch anschließendes Bürsten zu reinigen versucht. Zur Entzunderung dient auch die Lösung nach der DE 912 536 C. Hier werden anstelle rotierender Bürsten zur Entfernung des durch Brechrollen vorgelockerten Zunders feststehende Schaber mit an dem Querschnitt des Drahtes angepassten Schabekanten als Einrichtung zum Entfernen des Zunders verwendet.

Mit den bisher beschriebenen Lösungen ist lediglich eine unvollständige Grobreinigung möglich ohne Einfluss auf eine Glättung der Oberfläche und eine positive Veränderung der Drahtstruktur. Eine einfache Form der Drahtreinigung soll nach der DE 167 696 U einen Schmierfilm vom Draht dadurch entfernen, dass dieser durch den Hohlraum eines Gusskörpers gezogen wird, der mit Hanf gefüllt ist welcher mit einem Entfettungsmittel und einem Rostentfemungsmittel getränkt wird. Eine andere, ebenso unbefriedigende Lösung, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur weiteren Reinigung der Drahtoberfläche nach der

DE 101 001 591 A1, indem eine Abstreifvorrichtung in der Form eines den Draht spiralförmig umspannenden Textilmaterialstranges verwendet wird, der sich mit dem Draht, jedoch langsamer als dieser fortbewegt und die restlichen Verunreinigungen aufnehmen und enterfemen soll. Die im Textilstrang angesammelten Verunreinigungen können mit diesem entfernt und entsorgt werden. Zur Erhöhung des Reinigungseffektes wird auch hier der Textilstrang mit einem Reinigungsmittel oder mit einem Lösungsmittel getränkt. Nachteilig bei dieser Lösung ist die Verwendung von teilweise sehr aggressiven Chemikalien und der

Verbrauch an Textilmaterial, welches wegen der nicht zu vermeidenden Verunreinigung sehr oft ausgetauscht werden muss. Eine polierte Oberfläche ist mit diesem Verfahren nicht erreichbar. Die Drahtstruktur wird gleichfalls nicht beeinflusst. Bekannt ist auch eine statische Vorrichtung zur mechanischen Reinigung von Draht in einer Anlage zum Ziehen von Stahldrähten nach der DE 6940 74 88 T2 unter Verwendung von Stahlwolle. Die Vorrichtung besteht aus einer Presse, ausgestattet mit mindestens einem Paar sich gegenüberstehenden Arbeitselementen, die an beiden Seiten des Walzdrahtes angeordnet und entlang von Führungen quer zur Zielrichtung durch entsprechende Arbeitsmittel zueinander beweglich sind. Die Arbeitselemente sind dabei so ausgelegt, dass sie ineinander greifen, um die eingebrachte Schicht aus Stahlwolle gegen den Draht zu drücken und zu halten. Die Stahlwolle dient bei diesem Vorgang dazu, die Rückstände vorheriger Reinigungsvorgänge vom Draht zu entfernen. Es geht somit bei dieser Vorrichtung nicht um ein Polieren des Drahtes, sondern es ist sogar erwünscht, dass die durch das Zusammenwirken von Draht und Stahlwolle entstandenen Rauheiten zum eigentlichen Ziehvorgang unverändert erhalten bleiben.

Gleichfalls Stahlwolle wird in einer äußerst aufwendigen, mittels diversen Umlenkrollen zur Reinigung durch Knicken in der US-Schrift 3,081,524 dargestellten Anlage zur Anwendung gebracht. Das zwischengeschaltete, mit Stahlwolle gefüllte Reinigungsgerät rotiert dabei um den Stahldraht. Auch bei dieser Lösung des Abschupp- und Brechmechanismus ist die Reinigung von vorhandenen Rückständen vordergründig.

Ein Poliereffekt sowie eine Verbesserung der Drahtstruktur wird nicht angestrebt. Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche mit einfachsten, sparsamsten und nicht störanfälligen Mitteln gleichzeitig die Drahtoberfläche sauber reinigt, glättet und poliert und durch diese Arbeitsvorgänge den Draht entspannt und seine Struktur gleichmäßiger gestaltet, so dass für die Weiterverarbeitung eine optimales Material zur Verfügung steht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Die durch die Reinigungsköpfe als rotierenden Einheiten entstehenden Fliehkräfte, die sich
mit den Rotationsgeschwindigkeiten verändern, werden ausgenutzt, um den geforderten
Andruck der Reinigungsköpfe an den durchlaufenden Draht zu erzeugen und kontinuierlich anzupassen, so dass die beim Drahtwalzen unvermeidlichen Schwankungen im Drahtdurchmesser keine Auswirkungen haben.

Vorzugsweise kommen dabei drei Reinigungsköpfe in der rotierenden Vorrichtung zur Anwendung, die sich in gerader Linie auf den durchlaufenden Draht zubewegen können.

Da sich der Andruck durch die jeweilige Rotationsgeschwindigkeit regeln lässt, kann der Andruck auch an die jeweilige Drahtstärke angepasst werden. Eine Nachregulierung entfällt. Außerdem wird die möglicherweise unterschiedliche Abnutzung der in den Reinigungsköpfen enthaltenen brikettförmig vorgepressten Stahlwolle und die dadurch entstehenden unterschiedlichen Andruckstärken, die dazu führen können, dass der Draht gebogen wird, was unerwünschte Spannungen zur Folge hat, durch das verwendete Ausgleichsgestänge vermieden. Der so erzielte Andruckausgleich führt dazu, dass die Reinigungsköpfe zentriert werden, so dass der durchlaufende Draht nicht verbogen werden kann. Eine ungleiche Abnutzung der Stahlwolle wird durch die hierdurch bewirkte Verstärkung oder Verminderung des Andrucks in dem einzelnen Reinigungskopf schnellstens ausgeglichen.

Die Verwendung von brikettförmig vorgepresster Stahlwolle erhöht die Nutzzeit einer Füllung um ein Vielfaches, was wiederum zu einer Verminderung der Reinigungskosten führt. Möglich ist der Einsatz von mehreren vorzugsweise aber zwei Einrichtungen hinter-
einander mit entgegengesetzter Rotationsrichtung. Dadurch entsteht auf dem Draht eine gleichmäßige Struktur im Mikronbereich, welches die Weiterverarbeitung und insbesondere die anschließende Oberflächenbeschichtung (verchromen, vernickeln, verzinken), deutlich erleichtert und den Materialverbrauch bei diesen Vorgängen senkt, da die Haftung an der Drahtoberfläche sich wesentlich verbessert. Die bei der Rotation entstehende Reibung der Stahlwolle entfaltet zugleich mit der dadurch entstehenden Wärme eine Tiefenwirkung
auf die Struktur des Drahtes, die einerseits zu einer deutlichen Entspannung und darüber hinaus andererseits zu einer Erhöhung der gleichmäßigen Struktur im Molekularbereich führt. Die Weiterverarbeitung, insbesondere die Herstellung von Biegeteilen, wird dadurch wesentlich erleichtert, und der Herstellungsaufwand verringert.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mittels Zeichnungen näher beschrieben werden.
Es zeigt:

Fig. 1: eine Vorrichtung als Einheit mit einer zweiten Vorrichtung in Seitenansicht gekoppelt
Fig. 2: einen Schnitt A - A nach Fig. 1
Fig. 3: einen Reinigungskopf als Einzelheit in Draufsicht
Fig. 4: einen Schnitt eines Reinigungskopfes in Seitenansicht nach Fig. 3

Nach Fig.1 besteht die Vorrichtung aus einem Rotor, dessen Gehäuse aus zwei seitlichen runden Stirnplatten 1, in welche im gleichen Abstand die Stirnplatten 1 verbindende rechteckige Hohlprofile 2 fest eingelassen sind. In zwei gegenüberliegende Hohlprofile 2, werden jeweils im gleichen Abstand, paarweise Führungsstangen 3, gleitend geführt, welche versetzt zur Mittelachse, die gleichzeitig mit dem zu bearbeitenden Draht 5 identisch ist, mit Reinigungsköpfen 4, fest verbunden sind.

D.h., die Reinigungsköpfe 4 sind jeweils so angeordnet, dass sich der in der Mitte befindliche

Reinigungskopf 4 auf der einen Seite des zu bearbeitenden Drahtes 5 befindet, während die beiden außenliegenden Reinigungsköpfe 4 auf der gegenüberliegenden Seite angebracht sind. Die im Hohlprofil 2 geführten Führungsstangen 3 überragen auf der Arbeitsseite als Massenausgleich ca. 1/3 ihrer Länge den Rotorkörper, während auf der anderen Seite die Führungsstangen 3, durch Ausgleichsgewichte 6 miteinander verbunden und geführt werden.

Mittels Ausgleichsgestänge 7 werden die auf der einen Seite des Drahtes 5 drückenden Reinigungsköpfe 4 mit dem dazwischen auf der Gegenseite drückenden Reinigungskopf 4, verbunden. Parallel zu den Reinigungsköpfen 4, an der Außenfläche der Hohlprofile 2 angebrachten Stützen 8, ist in Höhe der Mittelachse 5, an der Drehachse 9, zur Lagerung der Ausgleichsgestänge 7, die an beiden Enden mit Langlöchern 10 versehen sind, eingebracht.

Auf einem Maschinenkörper 11, werden über Lagerböcke 12, die mit den Stirnplatten 1 fest verbundenen Wellenstümpfe 13 aufgenommen und gelagert. Der ankommende vorgereinigte Draht wird dabei über Führungsrollen 14 mittig, durch die jeweilige, mit einer Durchgangsöffnung versehene Antriebsscheibe 15 sowie dem jeweiligen Wellenstumpf 14 hindurchgeführt.

Die zur Bearbeitung notwendigen, zwischen den Führungsstangen 3 befestigten Reinigungsköpfen 4, nach Fig. 3 u. 4, sind dabei so aufgebaut, dass jeweils stirnseitig angebrachte Kappen 16 mit Aussparungen, Wellenstümpfe 17 der Führungsstangen 3, fest aufnehmen. Beide Kappen 16, sind an ihrer Ober- und Unterseite durch Haltestege 18' 19 verbunden. Der Haltesteg 18 ist dabei fest mit den stirnseitigen Kappen 16, vereinigt, während der gegenüberliegende Haltesteg 19 lösbar, über Schrauben 20, mit den Kappen 16 verbunden ist. In dem sich so ergebenden Hohlraum ist ein in Arbeitsrichtung nach unten offenes Gehäuse 21, zur Aufnahme der in brikettförmig vorgepressten Stahlwolle 22, eingebracht. Das Gehäuse 21 als U-förmige Aufnahme ist mit den fest verbundenen Teilen, obere Kappe - 16- und - hinterer Haltesteg - 18, fest verschweißt. Der lösbare Haltesteg 19 der über Führungs- und Druckelemente mit dem in die offene Seite des Gehäuses 21 eingreifenden Deckel 23 verbunden ist, dient dagegen gleichzeitig als Sicherungs- und zur Befüllung mit vorgepresster Stahlwolle 22, als Spannelement.

Zur Erreichung der Spannung ist der Deckel 23 mit Stehbolzen 24 verschraubt, auf denen Druckfedern 25 gleiten, welche durch den lösbaren Haltesteg 19 und auf diesem aufgeschweißten hohlen Zylindern 26, hindurch geführt werden.

Zwischen den Stehbolzen 24 mit Druckfedern 25 dient ein gleichfalls mit dem Deckel 23 verbundener Führungsbolzen 27, der außer im lösbaren Haltesteg 19 noch über eine nach oben offenen Buchse 28, die auch auf dem Haltesteg 19 aufgeschweißt ist, geführt wird, dem gleichmäßigen Andruck. Mittig auf dem hinteren Haltesteg 18 ist ein mit Bund versehener Bolzen 29 zur Halterung und Führung der darin gleitenden Langlöcher 10 der Ausgleichs- gestänge 7 eingeschraubt.

Die im Arbeitszustand rotierenden Reinigungsköpfe 4 auf den Führungstangen 3 mit Ausgleichgewichten 6 erzeugen Fliehkräfte, die sich mit den Rotationsgeschwindigkeiten verändern. Sie werden entsprechend der zu bearbeitenden Drahtdicke ausgenutzt, um den geforderten Andruck der Reinigungsköpfe 4 an den durchlaufenden Draht 5 zu erzeugen, aufrecht zu erhalten bzw. auch mittels der Ausgleichsgestänge 7 anzupassen, so dass ein Nachregulieren entfällt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1.: Stimplatte
2.: Hohlprofil
3.: Führungsstange
4.: Reinigungskopf
5.: Draht/Mittelachse
6.: Ausgleichsgewicht
7.: Ausgleichsgestänge
8.: Stütze
9.: Drehachse
10.: Langloch
11.: Maschinenkörper
12.: Lagerbock
13.: Wellenstumpf
14.: Führungsrolle
15.: Antriebsscheibe
16.: Kappen
17.: Wellenstümpfe
18.: Haltesteg (fest)
19.: Haltesteg (lose)
20.: Schraube
21.: Gehäuse
22.: Stahlwolle
23.: Deckel
24.: Stehbolzen
25.: Druckfeder
26.: Zylinder
27.: Führungsbolzen
28.: Buchse
29.: Bolzen

Claims

Vorrichtung zum Reinigen und Polieren von Drahtoberflächen
sowie zur Verbesserung der Drahtqualität für die Weiterverarbeitung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Rotor aufgebaut ist, dessen Gehäuse aus zwei seitlichen Stirnplatten (1), in welche bündig mit Außendurchmesser diese verbindende rechteckige Hohlprofile (2)eingelassen sind, wobei in zwei der sich gegenüberliegenden Hohlprofile (2) jeweils im gleichen Abstand paarweise Führungsstangen (3) geführt werden, zwischen denen versetzt zur Mittelachse (5) mindestens drei Reinigungsköpfe (4), die durch Ausgleichgestänge (7) untereinander verbunden sind, fest angebracht sind, wobei sich die Reinigungsköpfe (4) in einer Ebene auf den zu bearbeitenden Draht (5) so zubewegen, dass dabei jeweils ein mittlerer Reinigungskopf (4) auf der einen Seite des zu bearbeitenden Drahtes (5) drückt, während die beiden außen liegenden Reinigungsköpfe (4) auf der Gegenseite ihren Druck ausüben.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass mit den Stirnplatten (1) festverbundene Wellenstümpfe (13), in auf einen Maschinenkörper (11) aufgeschraubten Lager- berböcke (12), drehbar gelagert sind, wobei diese einschließlich einer notwendigen Antriebsscheibe (15) jeweils mittig mit Durchgangsöffnungen versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsgestänge (7) an beiden Enden mit Langlöchern (10) versehen sind, die auf einem Bolzen (29), der mittig auf einem Haltesteg (18) des Reinigungskopfes (4) angebracht ist, gleiten, wobei die Ausgleichsgestänge (7) auf einer Höhe der Mittelachse (5) eingelassenen Drehachse (9), welche sich in einem dafür parallel zu den Reinigungs-köpfen (4) an den Außenflächen der Hohlprofile (2) angebrachten Stützen (8), befindet, fixiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet, dass die in den sich gegenüberliegenden Hohlprofilen (2) gleitenden Führungsstangen (3), mit darin eingebundenen Reinigungsköpfen (4), jeweils in Arbeitsrichtung mit Ausgleichgewichten (6), die gleichzeitig die Führungsstangen (3) miteinander verbinden, versehen sind, während auf der gegenüberliegenden Seite die Führungsstangen (3) mit ca. 1/3 ihrer Länge das Hohlprofil übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die an Reinigungsköpfen (4) jeweils stirnseitig angebrachten Kappen (16), die an ihrer Ober- und Unterseite durch Haltestege (18;19) verbunden sind, Aussparungen aufweisen, die Wellenstümpfe (17) der Führungsstangen (3) fest aufnehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Haltesteg (18) fest mit den stirnseitigen Kappen (16) vereinigt ist, während der gegenüberliegende Haltesteg (19) lösbar über Schrauben (20) mit den Kappen (16) verbunden ist, so dass in Arbeitsrichtung ein Hohlraum entsteht, der ein offenes Gehäuse (21) zur Unterbringung in Brikettform vorgepresster Stahlwolle aufnimmt, wobei das Gehäuse (21) als u-förmige Aufnahme mit den fest verbundenen Teilen -obere Kappe (16) - und - hinterer Haltesteg (18)-, fest verschweißt ist.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der lösbare Haltesteg (19), ausgerüstet mit Führungs- und Druckelementen, mit einem in die offene Seite des Gehäuses (21) eingreifende Deckel (23) verbunden ist, wobei dieser gleichzeitig als Sicherungs- und Spannelement für die vorgepresste Stahlwolle (22) dient.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (23) mit Stehbolzen (24) verschraubt ist, auf denen Druckfedern (27) gleiten, welche durch den lösbaren Haltesteg (19) und auf diesem aufgeschweißten hohlen Zylinder (26), hindurch geführt werden.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass zum gleichmäßigen Andruck der Stahlwolle (22) zwischen den Stehbolzen (24) ein gleichfalls mit dem Deckel (23) verbundener Führungsbolzen (27), der außer im lösbaren Haltesteg (19) noch über eine nach oben offene Buchse (28) verfügt, die gleichfalls auf den Haltesteg (19) aufgeschweißt ist und der Führung dient, angebracht ist.