WO1999038625A1 - Verfahren und vorrichtung zur hydrodynamischen ziehumformung von schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten mehrfach-ziehanlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur hydrodynamischen ziehumformung von schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten mehrfach-ziehanlagen Download PDF

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WO1999038625A1
WO1999038625A1 PCT/EP1999/000680 EP9900680W WO9938625A1 WO 1999038625 A1 WO1999038625 A1 WO 1999038625A1 EP 9900680 W EP9900680 W EP 9900680W WO 9938625 A1 WO9938625 A1 WO 9938625A1
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pressure
lubricant
pressure chamber
die
wire
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PCT/EP1999/000680
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Inventor
Volker Müller
Hans Sommer
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C.M.T.M. Dr. Müller Verfahrenstechnik Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/12—Die holders; Rotating dies
    • B21C3/14—Die holders combined with devices for guiding the drawing material or combined with devices for cooling heating, or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for hydrodynamic drawing forming of laminated wire by means of multiple drawing systems, which are acted upon by lubricant, according to the preamble of claim 1 and 4, respectively.
  • WO 96/14946 proposed a method and a device for shaping or coating strand-like metallic material to be formed, solid, semisolid and liquid lubricants being used there, with which a lubricant layer is produced on the material to be formed.
  • a pressure chamber which has a supply for lubricant.
  • the lubricant is pressed onto the surface of the material to be formed, it being possible for several forming stages to be carried out without further intermediate coatings.
  • the steel wire moved through the pressure chamber is coated with a homogeneous, thin and firmly adhering lubricant film at about 40 ° C. under a pressure of 150 MPa. This steel wire coated in this way is then guided to an outlet nozzle designed as a drawing die and is thereby characterizes that it should be possible to subject the steel wire to further forming without additional lubricant.
  • the jacket material is stripped from the core and the material in the drawing die is eaten.
  • the so-called hydrodynamic drawing reduces the drawing medium pressure after the system has been stopped.
  • the drawing die will penetrate the remaining drawing agent layer due to the wire relaxation, so that when the tool is restarted, the wire material will stick to the tool surface, i.e. the drawing die starts with the already described disadvantageous consequences of feeding or a wire break.
  • a pressure chamber is known from US Pat. No. 3,641,795, in which lubricant is introduced via a filling opening, which is initially closed on one side, and this is distributed and compressed using a so-called vibration wire. A further compression takes place by means of a hydraulic unit. After the so-called prepacking, a through hole is then made in the compressed lubricant, which is located inside the
  • Composite wires with extremely hard core material as well as soft sheath material ensure safe start-up and restart of the Systems permitted without risk of wire breakage or reduced drawing quality.
  • the basic idea of the invention is therefore to build up a lubricant or drawing medium pressure immediately before each drawing die of the corresponding drawing stage when starting or restarting the multiple drawing system, so that the material to be formed can pass through the drawing process with the desired success.
  • the conditions for the pressure and temperature of the lubricant created for starting or restarting are maintained by known hydrodynamic effects in the interaction of the material to be formed, lubricant and drawing die, as well as released thermal energy during the forming and cooling of the drawing die.
  • the method for drawing forming is as follows.
  • each drawing stage is directly in front of the drawing die by means of a heated pressure chamber through which the laminated wire is passed, to the drawing and feeding stations
  • Lubricant and the composite wire build up a hydrostatic starting pressure in the drawing gap, so that in particular the above-mentioned composite wires with a high-strength core and soft Jacket material can be formed with high quality.
  • a laminated wire with a high-strength steel core and an aluminum sheath, the sheath content being 40 to 70% by volume could be reliably formed using the method according to the invention.
  • care is taken during the continuous continuous drawing in a manner known per se by taking lubricant for hydrodynamic pressure conditions building up in the drawing gap.
  • the starting pressure for each drawing stage is pre-set and monitored by a hydraulic control, whereby the preheating of the pressure chambers is also controlled by the control system.
  • a selectable pressure / temperature range of all levels is reached, an enable signal is generated which triggers the start of the drawing process.
  • each pressure chamber is continuously monitored, the external heating of the pressure chamber being able to be deactivated when the drawing dies start to heat up as a result of the drawing process.
  • a starting or restart pressure in the range from 100 to 130 bar is set in the pressure chamber of each drawing stage.
  • each drawing stage comprising at least one front and drawing die and a lubricant task known per se being arranged on the front die.
  • the pressure chamber includes a wire through hole and a side lubricant channel to hold the amount of starting lubricant. Furthermore, one is preferably hydraulically operated
  • Pressure generating device arranged on the pressure chamber so that the lubricant supplied to the lubricant channel with a predetermined by a further lubricant task Pressure can be pressed into the through hole or the corresponding pressure chamber space and in cooperation with the heating device provided in the pressure chamber, a pasty-pasty state of the lubricant is established.
  • the desired lubricant pressure in the lubricant channel or in the pressure chamber space is maintained by a pressure tappet which is at least partially guided in the lateral lubricant channel and which can be actuated by a hydraulic cylinder.
  • the movement or position of the tappet is detected with suitable sensors and is used to indirectly determine the pressure conditions in the pressure chamber.
  • the pressure chamber is inserted between the front and drawing die of a conventional double brick arrangement and is small overall.
  • the receptacles of the front and drawing die and the pressure chamber have fitting bores which run in the direction of drawing and which lead to appropriate fastening means, for example clamping bolts.
  • the pressure chamber preferably has lateral bores or cutouts for receiving electrical heating elements and at least one temperature sensor in order to be able to monitor and set the defined temperature conditions when starting up or restarting the system in each drawing stage.
  • a pressure / temperature control device monitors the pressure and temperature conditions of all pressure chambers of the drawing stages and releases the start and restart of the drawing system. Furthermore, a die cooling known per se can be controlled with this control device according to externally specifiable parameters.
  • the pressure / temperature control device of the device according to the invention also serves for the continuous monitoring of the drawing process, since pressure drops in the pressure chamber indicate irregularities in the drawing process or the material being formed during the continuous operation of the drawing system.
  • the invention therefore succeeds in a method and a device for the hydrodynamic drawing forming of composite wire by means of lubricant
  • Lubricant is thus put in a dough-pasty state from the beginning, so that with the beginning of the drawing movement, such hydrodynamic conditions arise which then allow an adequate supply of lubricant in the drawing gap during the continuous, continuous drawing.
  • continuous monitoring of the pressure and temperature in each pressure chamber checks when and to what extent, due to the onset of heating during the drawing process, an intended external heating system is to be deactivated.
  • an intended external heating system is to be deactivated.
  • Fig. La and lb j e a side view and a plan view of the drawing stage assembly, including Vorstein- and drawing die holder and pressure chamber, and
  • Fig. 2 is a sectional view of the pressure chamber.
  • the drawing stages 1 according to FIGS. 1 a and 1 b each comprise a roughing die holder 2, a pressure chamber 3 and a drawing die holder 4 with a drawing die, not shown.
  • a lubricant boxes 5, known per se and shown with broken lines, is used to hold lubricant, which takes care of hydrodynamic pressure conditions in and around the drawing gap during the drawing process.
  • the composite wire 6 to be reshaped now passes through the lubricant box 5, the Vorsteinaufnähme 2 in the pressure chamber 3 and then to the die in the die holder 4 to be subjected to the actual forming step by step.
  • the pressure chamber 3 has a laterally arranged hydraulic cylinder 12 which, in cooperation with the elements shown in FIG. 2, forms a pressure generating device 9.
  • Sensors 17 monitor the position of a pressure tappet, not shown in FIG. 1b, in order to indirectly detect the pressure conditions in the pressure chamber 3.
  • a known die cooling 16 is provided on the die holder 4.
  • the elements Vorsteinaufnähme 2, pressure chamber 3, drawing die holder 4 and pressure generating device 9 form a structural unit supported by a base plate 18.
  • the structure of the pressure chamber will now be explained in more detail with reference to the sectional view according to FIG. 2.
  • the pressure chamber 3 comprises a lateral lubricant channel 8, which leads to the wire through bore 7 of the pressure chamber 3.
  • a funnel-like lubricant feed 11 is used to supply lubricant in the event that the drawing system is started or started or restarted.
  • a pressure tappet 10 is located in the pressure generating device 9 and is actuated by the hydraulic cylinder 12, i.e. moved in the direction of the wire through hole 7 of the pressure chamber 3.
  • the plunger 10 is at least partially guided in the lateral lubricant channel 8 and builds the pressure conditions in the pressure chamber, i.e. in the pressure chamber space of the wire through hole 7.
  • the pressure chamber 3 has bores 13 for receiving preferably electrical heating elements and a bore 14, which is used to attach a temperature sensor.
  • Fitting bores 15 are used to hold the tensioning screws, not shown, in order to ensure a firm, tight press connection between the pressure chamber 3 and the adjacent Vorsteinaufnähme 2 or drawing die holder 4.
  • a pressure / temperature control device (not shown), in cooperation with the sensors 17 and the temperature sensor located in the bore 14, continuously records the pressure and temperature conditions of the pressure chambers of all drawing stages and releases the start and restart of the drawing system when predetermined values are reached.
  • the control device mentioned is able to control a die cooling known per se.
  • multilayered wires with a high-strength core but soft sheathing material can be reliably formed in multi-stage drawing systems, 10
  • the pressure chambers to be provided in each drawing stage have an extremely simple construction and, in conjunction with known pre- and drawing die receptacles, can form a unit which only comprises a small amount of space, so that retrofitting in existing systems is possible without any problems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht (8) mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach-Ziehanlagen, bei dem vor dem Anfahren oder Wiederanfahren der Mehrfach-Ziehanlage unmittelbar vor dem Ziehstein (4) jeder Ziehstufe mittels einer vom Schichtverbunddraht durchlaufenen, beheizten Druckkammer (3) auf das dort zugeführte Zieh- und Schmiermittel und den Schichtverbunddraht (6) ein hydrostatischer Startdruck im Ziehspalt aufgebaut wird, so dass insbesondere Schichtverbunddrähte (6) mit hochfestem Kern und weichem Mantelwerkstoff qualitativ hochwertig umformbar sind, wobei weiterhin während des fortgesetzten kontinuierlichen Ziehens in an sich bekannter Weise durch Mitnahme von Schmiermittel sich im Ziehspalt hydrodynamische Druckverhältnisse aufbauen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schicht erbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten
Mehrfach-Ziehanlagen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach-Ziehanlagen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 4.
Die Verarbeitung von Verbunddrähten durch Ziehen mit Hartmetallziehsteinen unter Einsatz spezieller Ziehhilfsmittel insbesondere bei schwer umformbaren Werkstoffen ist an sich bekannt.
Beispielsweise wurde in der WO 96/14946 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umformen oder Beschichten von strangförmigem metallischem Umformgut vorgeschlagen, wobei dort feste, halbfeste und flüssige Schmierstoffe eingesetzt werden, mit denen auf dem Umformgut eine SchmierstoffSchicht erzeugt wird.
Gemäß dortiger Lösung ist eine Druckkammer vorgesehen, welche eine Zuführung für Schmierstoff aufweist . Beim Ziehen des strangförmigen metallischen Umformgutes durch die Druckkammer wird der Schmierstoff auf die Oberfläche des Umformgutes aufgepreßt, wobei mehrere Umformstufen ohne weitere Zwischenbe- schichtungen durchlaufen werden können. Konkret wird nach WO 96/14946 bei einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s der durch die Druckkammer bewegte Stahldraht bei etwa 40 °C unter einem Druck von 150 MPa stehenden Schmierstoff mit einem homogenen, dünnen und festhaftenden Schmierstoffilm beschichtet. Dieser derart beschichtete Stahldraht wird dann zu einer als Ziehstein ausgebildeten Ausiaufdüse geführt und hierbei derart aufge- prägt, daß es möglich sein soll, den Stahldraht ohne zusätzlichen Schmierstoff weiteren Umformungen zu unterziehen.
Für den Fall einer produktionsbedingten Unterbrechung des Durchlaufs des Umformgutes durch die bekannte Druckkammer, was z.B. durch Drahtabriß oder durch andere bekannte Probleme erfolgen kann, wird für das Wiederanfahren eine kurzzeitige Umkehr der zwischen Umformgut und Umformwerkzeug während des Umformprozesses vorhandenen Relativbewegung und/oder eine Absenkung des auf den Schmierstoff in der Druckkammer erzeugten Druckes vorgenommen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß das aus der WO 96/14946 beschriebene Verfahren dann keine qualitativ hochwertige Umfor- mung zuläßt, wenn es gilt, Schichtverbunddrähte mit einem Kernwerkstoff hoher Festigkeit und einem extrem weichen Mantelwerkstoff zu bearbeiten.
Beim gemeinsamen Ziehen eines solches Verbunddrahtes wird insbesondere beim Anfahren oder Wiederanfahren das weiche
Mantelmaterial vom Kern abgestreift und es kommt zum Fressen des Materials im Ziehstein. Im Falle des Wiederanfahrens bei mehrstufigen Ziehanlagen baut sich beim sogenannten hydrodynamischen Ziehen der Ziehmitteldruck nach dem Stillsetzen der .Anlage ab. In diesem Falle besteht die latente Gefahr, daß der Ziehstein infolge der DrahtentSpannung die restlich vorhandene Ziehmittelschicht durchdringt, so daß beim erneuten Anfahren sich der Drahtwerkstoff auf der Werkzeugoberfläche, d.h. dem Ziehstein ansetzt mit den bereits beschriebenen nachteiligen Folgen des Fressens oder eines Drahtabrisses.
Wird die zu beachtende Wechselwirkung zwischen den Verhältnissen von Druck und Temperatur am bzw. im Ziehstein und damit beim Ziehmittel vernachlässigt oder nicht ausreichend beachtet, kommt es entweder im Betrieb durch Eigenerwärmung beim Ziehen zum Verflüssigen des Ziehmittels mit der Folge, daß die hydrodynmaisehen Verhältnisse zusammenbrechen. Um diesem entgegenzuwirken, wird nach WO 96/14946 ein laufendes Nachpressen von Zieh- bzw. Schmiermittel vorgenommen, wobei der technische Aufwand hierfür erheblich ist. Beim erwähnten Fertigungsstillstand, dies ist auch bei optimalen Produktionsbedingungen mehrmals am Tage der Fall, bildet sich andererseits durch Abkühlprozesse ein glasartiger Pfropfen des Schmiermittels mit der Gefahr eines oben erläuterten Drahtabrisses .
Aus der US 3,641,795 ist eine Druckkammer bekannt, bei welcher über eine Füllöffnung, die zunächst einseitig verschlossen wird, Schmiermittel eingebracht und dieses mit einem sog. Vibrationsdraht verteilt und verdichtet wird. Eine weitere Verdichtung erfolgt mittels einer Hydraulikeinheit. Nach dem sogestalteten Prepacking wird dann eine Durchgangsbohrung in das verdichtete Schmiermittel, welches sich im inneren der
Vorrichtung befindet, eingebracht und die Vorrichtung wird in die Ziehanlage integriert. Eine geregelte Druckvorgabe, insbesondere beim .Anfahren oder Wiederanfahren einer Mehrfach- Ziehanlage ist jedoch mit der Lösung nach US 3,641,795 nicht möglich. Wird die Anlage nach einer bestimmten Betriebszeit angehalten, steht darüber hinaus nicht mehr ausreichend Restdruck zur Verfügung, so daß die bekannte Vorrichtung demontiert und erneut ein Prepacking vorzunehmen ist.
Aus der EP 0 013 012 AI ist bekannt, durch Druck- und/oder
Wärmeeinwirkung einen bei Raumtemperatur halbfesten oder festen Schmierstoff zu verflüssigen. Ein solches Verflüssigen des Schmierstoffes ist jedoch äußerst nachteilig, da die Gefahr besteht, daß Schmiermittel ohne Entfaltung der Schmierwirkung aus dem Ziehspalt gedrückt wird.
Es ist daher ausgehend vom Bekannten Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeauf - schlagten Mehrfach-Ziehanlagen anzugeben, das bei
Verbunddrähten mit extrem hartem Kernwerkstoff sowie weichem Mantelmaterial ein sicheres Anfahren und Wiederanfahren der .Anlagen ohne Gefahr eines Drahtabrisses oder verminderter Ziehqualität gestattet.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Ver- fahren in seiner Definition gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruches 4, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt demnach darin, beim Anfahren oder Wiederanfahren der Mehrfach-Ziehanlage unmittelbar vor jedem Ziehstein der entsprechenden Ziehstufe mittels einer lokalen Druckkammer einen Schmier- oder Ziehmitteldruck aufzubauen, so daß das Umformgut den Ziehprozeß mit dem gewünschten Erfolg durchlaufen kann. Während des eigentlichen Ziehbetriebes werden die für das Anfahren oder Wiederanfahren geschaffenen Bedingungen für Druck und Temperatur des Schmiermittels durch an sich bekannte hydrodynamische Effekte in der Wechselwirkung Umformgut, Schmiermittel und Ziehstein sowie freigesetzte Wärmeenergie beim Umformen und Kühlung des Ziehsteins aufrechterhalten.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der zugehörigen Vorrichtung werden bereits bei Beginn des Ziehvorgangs quasi hydrostatische Druckverhältnisse für das Schmiermittel geschaffen, so daß das beim Stand -der Technik auftretende nachteilige Zurückfahren des Umformgutes entfallen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sich das Verfahren zur Ziehumformung wie folgt.
Vor dem Anfahren oder Wiederanfahren einer an sich bekannten Mehrfach-Ziehanlage wird unmittelbar vor dem Ziehstein jeder Ziehstufe mittels einer vom Schichtverbunddraht durchlaufenen, beheizten Druckkammer auf das dort zugeführte Zieh- und
Schmiermittel und den Schichtverbunddraht ein hydrostatischer Startdruck im Ziehspalt aufgebaut, so daß insbesondere die erwähnten Schichtverbunddrähte mit hochfestem Kern und weichem Mantelwerkstoff qualitativ hochwertig umformbar sind. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Schichtverbunddraht mit einem hochfesten Stahlkern sowie einer Aluminiumhülle, wobei der Hüllenanteil 40 bis 70 Volumen-% beträgt, sicher umgeformt werden konnte. Weiterhin wird verfahrensgemäß während des fortgesetzten kontinuierlichen Ziehens in an sich bekannter Weise durch Mitnahme von Schmiermittel für sich im Ziehspalt aufbauende hydrodynamische Druckverhältnisse Sorge getragen.
Der Startdruck für jede Ziehstufe wird durch eine Hydraulikregelung voreingestellt und überwacht, wobei das Vorheizen der Druckkammern ebenfalls regelungstechnisch kontrolliert wird. Beim Erreichen eines wählbaren Druck/Temperaturbereiches aller Stufen wird dann ein Freigabesignal erzeugt, welches den Beginn des Ziehvorgangs auslöst .
Während des Ziehvorgangs werden die Druck- und Temperaturverhältnisse in jeder Druckkammer laufend überwacht, wobei mit einsetzender Erwärmung der Ziehsteine durch den Ziehvorgang die Fremdheizung der Druckkammer deaktivierbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird in die Druckkammer jeder Ziehstufe ein Start- oder Wiederanfahrdruck im Bereich von 100 bis 130 bar eingestellt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird von einer Mehrfach- Ziehanlage ausgegangen, wobei jede Ziehstufe mindestens einen Vor- und Ziehstein umfaßt und am Vorstein eine an sich bekannte Schmiermittelaufgabe angeordnet ist.
Zwischen Vor- und Ziehstein ist eine mit diesen eine bauliche
Einheit bildende beheizte Druckkammer vorgesehen. Die Druckkammer umfaßt eine Drahtdurchgangsbohrung sowie einen seitlichen Schmiermittelkanal zur Aufnahme der Startschmiermittel - menge . Weiterhin ist eine, vorzugsweise hydraulisch betätigbare
Druckerzeugungseinrichtung so an der Druckkammer angeordnet, daß über eine weitere Schmiermittelaufgabe das dem Schmiermittelkanal zugeführte Schmiermittel mit einem vorgegebenen Druck in die Durchgangsbohrung bzw. den entsprechenden Druckkammerraum preßbar ist und im Zusammenwirken mit der in der Druckkammer vorgesenenen Heizeinrichtung sich ein teigig- pastöser Zustand des Schmiermittels einstellt.
Durch einen im seitlichen Schmiermittelkanal mindestens teilweise geführten Druckstößel, welcher von einem Hydraulikzylinder betätigbar ist, wird der gewünschte Schmiermitteldruck im Schmiermittelkanal bzw. im Druckkammerraum aufrechterhalten. Die Bewegung oder Lage des Stößels wird mit geeigneter Sensorik erfaßt und dient dem mittelbaren Feststellen der Druckverhältnisse in der Druckkammer.
Die Druckkammer wird gemäß einem Grundgedanken der Erfindung zwischen Vor- und Ziehstein einer üblichen Doppelsteinanordnung, eingefügt und ist insgesamt kleinbauend. Zur Bildung der baulichen Einheit besitzen die Aufnahmen von Vor- und Ziehstein sowie die Druckkammer in Ziehrichtung verlaufende Paßbohrungen, die entsprechende Befestigungsmittel, beispielsweise Spann- bolzen, führen.
Weiterhin weist die Druckkammer vorzugsweise seitliche Bohrungen oder Aussparungen zum Aufnehmen von elektrischen Heizelementen sowie mindestens eines Temperatursensors auf, um die definierten Temperaturverhältnisse beim Anfahren oder Wiederanfahren der Anlage in jeder Ziehstufe überwachen und einstellen zu können.
Eine Druck/Temperatur-Regeleinrichtung überwacht die Druck- und Temperaturverhältnisse aller Druckkammern der Ziehstufen und gibt den Beginn sowie das Wiederanfahren der Ziehanlage frei. Weiterhin kann mit dieser Regeleinrichtung nach extern vorgebbaren Parametern eine an sich bekannte Ziehsteinkühlung gesteuert werden.
Aus dem oben Genannten wird deutlich, daß die vor jeder Ziehstufe eine bauliche Einheit mit Vor- und Ziehstein bildende Druckkammer nur dann mit einem äußeren Druck beaufschlagt wird, wenn ein .Anfahren oder Wiederanfahren erforderlich ist. Die für das Anfahren oder Wiederanfahren zuzuführende Schmiermittel- menge, welche über den seitlichen Schmiermittelkanal in die Druckkammer gelangt, ist gering, so daß das Vorsehen volumi- nöser Vorratsgefäße für die zusätzliche Schmiermittelzuführung entfallen kann.
Letztendlich dient die Druck/Temperatur-Regeleinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch der laufenden Überwachung des Ziehvorgangs, da Druckabfälle in der Druckkammer beim kontinuierlichen Betrieb der Ziehanlage auf Unregelmäßigkeiten des Ziehvorgangs oder des Umformgutes schließen lassen.
Mittels der Erfindung gelingt es also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Ziehumformen von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten
Mehrfach-Ziehanlagen anzugeben, wobei Schwerpunktseitig auf ein sicheres .Anfahren und Wiederanfahren der Anlage ohne Gefahr eines Drahtabrisses oder verminderter Ziehqualität abgestellt wird. Mit dem Verfahren wird sowohl vor dem Ziehstein jeder Ziehstufe mittels einer beheizten Druckkammer auf das dort zugeführte Zieh- und Schmiermittel und den Schichtverbunddraht ein hydrostatischer Startdruck im Ziehspalt aufgebaut als auch ein gezieltes Vorheizen vorgenommen. Dann, wenn für alle Kammern definierte Druck- und Temperaturverhältnisse' anliegen, erfolgt eine Freigabe des Ziehvorganges. Das Zieh- und
Schmiermittel wird also von Anfang an in einen teigig-pastösen Zustand versetzt, so daß mit beginnender Ziehbewegung sich solche hydrodynamischen Verhältnisse einstellen, die dann während des fortgesetzten, kontinuierlichen Ziehens eine ausreichende Schmiermittelversorgung im Ziehspalt gestatten.
In Ausgestaltung der Erfindung wird durch laufende Überwachung von Druck und Temperatur in jeder Druckkammer geprüft, wann und inwieweit, bedingt durch einsetzende Erwärmung beim Ziehvorgang eine vorgesehene Fremdheizung zu deaktivieren ist. Hierbei wird die unterschiedliche Wärmeentwicklung in den jeweiligen Ziehstufen berücksichtigt. Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei- spieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. la und lb j e eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf die Baueinheit Ziehstufe, umfassend Vorstein- und Ziehsteinaufnahme sowie Druckkammer, und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Druckkammer.
Die Ziehstufen 1 nach Fig. la und lb umfassen je eine Vor- steinaufnähme 2, eine Druckkammer 3 und eine Ziehsteinaufnähme 4 mit einem nicht dargestellten Ziehstein. Ein an sich bekannter, mit unterbrochenen Linien dargestellter Schmiermittel- kästen 5 dient der Aufnahme von Schmiermittel, welches beim laufenden Ziehvorgang für hydrodynamische Druckverhältnisse im und um den Ziehspalt Sorge trägt.
Der umzuformende Verbunddraht 6 gelangt nun über den Schmiermittelkasten 5, die Vorsteinaufnähme 2 in die Druckkammer 3 und anschließend zum in der Ziehsteinaufnahme 4 vorhandenen Ziehstein, um dort der eigentlichen Umformung Stufe für Stufe unterworfen zu werden.
Wie aus der Draufsicht nach Fig. lb ersichtlich, weist die Druckkammer 3 einen seitlich angeordneten Hydraulikzylinder 12 auf, welcher im Zusammenwirken mit den in Fig. 2 gezeigten Elementen eine Druckerzeugungseinrichtung 9 bildet. Sensoren 17 überwachen die Position eines in der Fig. lb nicht gezeigten Druckstößels, um die Druckverhältnisse in der Druckkammer 3 mittelbar zu erfassen. Weiterhin ist an der Ziehsteinaufnahme 4 eine an sich bekannte Ziehsteinkühlung 16 vorgesehen.
Die Elemente Vorsteinaufnähme 2, Druckkammer 3, Ziehsteinaufnahme 4 sowie Druckerzeugungseinrichtung 9 bilden eine von einer Grundplatte 18 getragene Baueinheit. Der Aufbau der Druckkammer sei nun anhand der Schnittdarstellung nach Fig. 2 näher erläutert. Die Druckkammer 3 umfaßt einen seitlichen Schmiermittelkanal 8, welcher zur Draht - durchgangsbohrung 7 der Druckkammer 3 führt . Eine trichterartige Schmiermittelaufgabe 11 dient dem Zuführen von Schmiermittel für den Fall des Startens bzw. 7Anfahrens oder Wieder- anfahrens der Ziehanlage .
Ein Druckstößel 10 befindet sich in der Druckerzeugungseinrichtung 9 und wird von dem Hydraulikzylinder 12 betätigt, d.h. in Richtung Drahtdurchgangsbohrung 7 der Druckkammer 3 verschoben. Der Stößel 10 ist mindestens teilweise im seitlichen Schmiermittelkanal 8 geführt und baut die Druckverhältnisse in der Druckkammer, d.h. im Druckkammerraum der Drahtdurchgangs- bohrung 7 auf .
Weiterhin besitzt die Druckkammer 3 Bohrungen 13 zur Aufnahme von vorzugsweise elektrischen Heizelementen sowie eine Bohrung 14, die dem Befestigen eines Temperatursensors dient.
Paßbohrungen 15 dienen der Aufnahme nicht gezeigter Spannschrauben, um eine feste, dichte Preßverbindung zwischen Druckkammer 3 und benachbarter Vorsteinaufnähme 2 bzw. Ziehsteinaufnahme 4 zu gewährleisten.
Eine nicht dargestellte Druck/Temperatur-Regeleinrichtung erfaßt im Zusammenwirken mit den Sensoren 17 sowie dem in der Bohrung 14 befindlichen Temperatursensor laufend die Druck- und Temperaturverhältnisse der Druckkammern aller Ziehstufen und gibt beim Erreichen vorgegebener Werte den Beginn sowie das Wiederanfahren der Ziehanlage frei. Gleichfalls ist die erwähnte Regeleinrichtung in der Lage, eine an sich bekannte Ziehsteinkühlung zu steuern.
Mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gelingt es, in mehrstufigen Ziehanlagen Schichtverbunddrähte mit hochfestem Kern, jedoch weichem Hüllmaterial sicher umzuformen, 10
ohne daß unerwünschte .Abrisse oder ein Fressen des Umformgutes in den Ziehsteinen auftritt. Die in jeder Ziehstufe vorzusehenden Druckkammern besitzen einen äußerst einfachen Aufbau und können in Verbindung mit an sich bekannten Vor- und Ziehsteinaufnahmen eine nur jeweils geringen Bauraum umfassende Einheit bilden, so daß ein Nachrüsten in vorhandene Anlagen problemlos möglich ist.
11
BezugszeichenaufStellung
1 Ziehstufe 2 Vorsteinaufnahme
3 Druckkammer
4 Ziehsteinaufnahme
5 Schmiermittelkasten
6 Verbunddraht 7 Drahtdurchgangsbohrung in der Druckkammer
8 seitlicher Schmiermittelkanal
9 Druckerzeugungseinrichtung
10 Druckstößel
11 Schmiermittelaufgabe für Druckkammer 12 Hydraulikzylinder
13 Bohrungen für elektrische Heizelemente
14 Bohrungen für Temperatursensor
15 Paßbohrungen
16 Ziehsteinkühlung 17 Sensoren
18 Grundplatte

Claims

12Patentansprüche
1. Verfahren zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach- Ziehanlagen unter Verwendung einer Druckkammer, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem .Anfahren oder Wiederanfahren der Mehrfach-Ziehanlage unmittelbar vor dem Ziehstein jeder Ziehstufe mittels je einer vom Schichtverbunddraht durchlaufenen, beheizten Druckkammer auf das dort zugeführte Zieh- und Schmiermittel und den
Schichtverbunddraht ein hydrostatischer Startdruck im Ziehspalt aufgebaut wird, wobei der Startdruck für jede Ziehstufen- Druckkammer durch eine Hydraulikregelung voreingestellt und überwacht wird sowie das Vorheizen der Druckkammern auf eine vorgegebene Temperatur erfolgt und beim Erreichen eines wählbaren Druck/Temperaturbereiches aller Stufen die Freigabe des Ziehvorgangs vorgenommen wird, so daß Schichtverbunddrähte mit hochfestem Kern und weichem Mantelwerkstoff qualitativ hochwertig umformbar sind, wobei weiterhin während des fortge- setzten kontinuierlichen Ziehens in an sich bekannter Weise durch Mitnahme von Schmiermittel sich im Ziehspalt hydrodynamische Druckverhältnisse aufbauen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ziehvorgangs Druck- und Temperatur in jeder Druckkammer laufend überwacht werden, wobei mit einsetzender Erwärmung des oder der Ziehsteine durch den Ziehvorgang die Fremdheizung deaktiviert wird.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Start- und Wiederanfahrdruck in den Druckkammern vor jeder Ziehstufen-Druckkammer im wesentlichen 100 bis 130 bar beträgt 13
4. Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach-Ziehanlagen, wobei jede Ziehstufen-Druckkammer mindestens einen Vor- und Ziehstein umfaßt und am Vorstein jeweils eine Schmiermittelaufgabe angeordnet ist sowie mit einer Druckkammer, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vor- und Ziehstein eine mit diesen eine bauliche Einheit bildende beheizte Druckkammer (3) vorgesehen ist, die Druckkammer (3) eine Drahtdurchgangsbohrung (7) sowie einen seitlichen Schmiermittelkanal (8) aufweist, weiterhin eine hydraulisch betätigbare Druckerzeugungseinrichtung (9) so an der Druckkammer (3) angeordnet ist, daß das über eine weitere Schmiermittelaufgabe (11) dem Schmiermittel - kanal (8) zugeführte Schmiermittel mit vorgebbarem Druck in die Drahtdurchgangsbohrung (7) preßbar ist und im Zusammenwirken mit der in der Druckkammer (3) vorgesehenen Heizeinrichtung in einen teigig-pastösen Zustand übergeht und den Schichtverbund- Ziehdraht vor dem Einlaufen in die jeweilige Ziehstufen- Druckkammer umgibt, und daß der seitliche Schmiermittelkanal
(8) einen Druckstößel (10) aufnimmt, welcher von einem Hydraulikzylinder (12) betätigbar ist, wobei die Bewegung oder Lage des Stößels (10) zum mittelbaren Feststellen der Druckverhältnisse durch Sensoren (17) überwachbar ist.
5. Vorrichtung nach .Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (3) seitliche Bohrungen oder Aussparungen (13) zur Aufnahme von vorzugsweise elektrischen Heizelementen sowie eine Bohrung (14) für einen Temperatursensor aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der baulichen Einheit die Aufnahmen (2; 4) von Vor- und Ziehstein sowie die Druckkammer (3) in Ziehrichtung verlaufende Paßbohrungen (15) zur Führung von Spann- und Befestigungsbolzen umfassen. 14
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Druck/Temperatur-Regeleinrichtung, welche die Druck- und Temperaturverhältnisse aller Druckkammern in den Ziehstufen- Druckkammern überwacht und den Beginn sowie das Wiederanfahren der Ziehanlage freigibt und entsprechend vorgebbarer Parameter eine an sich bekannte Ziehsteinkühlung steuert.
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