Verfahren zum Schaben von Drähten und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und eine Vorrichtung zum Schaben voll Drähten.
Die Vorrichtung soll so ausgebildet sein, dass sie zum Abschaben einer gleichförmigen Metallschicht von der Oberfläche eines Drall- t.cs geeignet ist, um so eine glatte, ungebro chene Oberfläche zu erhalten.
Ein Ausführungsbeispiel. einer Vorrich tung zur Durchführung eines Ausführungs beispiels des Verfahrens nach der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1. zur Hauptsache einen Längsschnitt durch die Mitte der Vorrichtung, Fig. 2 zum Teil eine Ansicht, besehen in Pfeilrichtung der Pfeile 2 und zum Teil im Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, in grösserem Massstab, der Schabform für das Schaben des Drahtes und Fig. 4 eine Draufsicht auf diese Schab form.
Bei der Herstellung voll Kupferstäben und -dränten wird ein Barren dieses Metalles auf die gewünschten Masse in einer grossen Anzahl voll aufeinanderfolgenden Arbeits- gängen ausgewalzt,, in welchen der Barren wiederholt; durch die Walzen durchgeführt wird, deren Abstand nach und nach vermin- dert wird, bis ein Stab mit den gewünschten Abmessungen erhalten wird.
Während dieses Walzvorganges geschieht, es häufig, dass eine Schicht voll Schlacken und kleinen Eisenteil- clicn in das Metall eingedrückt; werden, wel che Schlackenschicht in der Nähe der Ober fläche eine Trennschicht bildet.
In den fol genden Arbeitsgängen wird das abgetrennte Metall. nahe der Oberfläche nach und nach gestreckt und dessen Dicke wird so verrin gert, dass, sobald der Barren zu. einem Stab oder starken Draht ausgewalzt wurde, diese Metallteilchen nur mehr Splitter sind. Wird ein Stab oder Draht in elektrischen Einrich- tungen verwendet, so wird dieser Stab oder Draht isoliert und in verschiedene Formen gebogen. Während des Biegens können sich die oben genannten Splitter vom Draht tren nen und die den Draht umgebende Isolierung durchdringen. Als Folge hievon kann die ganze aus solchem Draht hergestellte Spule wertlos worden.
Es wurde ebenso gefunden, dass solche Splitter, wenn Draht voll sehr kleinem Durch- inesser aus derart gewalzten Stäben gezogen wird, dazu neigen, während der aufeinander folgenden Ziehvorgänge im Draht zu verblei ben, wodurch dann schliesslich Drahtbrüche verursacht werden können. Es ist daher von. ganz besonderer Wichtigkeit, diese Splitter aus der Oberfläche der voll den Walzwerken erhaltenen Stäben zu entfernen.
Nach den bisher allgemein gebräuchlichen Verfahren zur chemischen :Entfernung dieser Unregelmässigkeiten der Oberfläche wird die Dralitoberfliielie abgebeizt und im offenen Feuer oxydiert. Dieses Verfahren ist sehr ver lustreich. Das bei der Hitzebehandlung in einem offenen Herd gebildete schwarze Oxyd ist praktisch ,wertlos, während das rote Oxyd, welches bei der Behandlung mit der Salz lösung gelöst wird, ebenfalls verloren geht.
Die bisher verwendeten Verfahren und Vor richtungen für die mechanische Entfernung des Oberflächenmetalles von dem Stab waren unwirksam und, wurden nicht, mehr verwen det, weil mit diesen auf dein Draht keine gleichförmige und glatte Oberfläche erzeugt werden konnte. Es war ferner nicht möglich, eine fortlaufend gleichmässig. dicke Metall schicht zu entfernen.
Daher bestand immer eine Nachfrage nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit hinreichend grossen Geschwindigkeiten, um handelsübliche Men gen .von Draht herzustellen.- Die für die Durchführung des Verfahrens gemäss vorlie gender Erfindung bestimmten ;Vorrichtungen können so gebaut werden, dass sie fähig sind, die Oberflächenschicht -von einem Kupfer stab hei grosser Geschwindigkeit fortlaufend zu -entfernen und. auf. diesem eine glatte Oberfläche zu erzeugen. .
Eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens angewendet .auf Drähte mit kreisförmigem -Querschnitt, weist-eine erste Phase auf; anlässlich welcher =der Drahtquerschnitt um 101/o vermindert .wird. Diese Phase ist nicht unbedingt erfor derlich, ermöglicht es jedoch; weniger Mate rial -von der Drahtoberfläche zu entfernen, als .dies der Fall wäre; wenn der Draht in seinem Originalzustand behandelt. würde.. Diese Verminderung des Querschnittes berei tet -den Draht für den Schabvorgang vor; anlässlich der nächsten Phase wird das eigent liche. Abschaben durchgeführt, welches in zwei einzelne Vorgänge zerlegt werden kann.
Im ersten Teil dieser Phase werden in der ab zuschabenden Oberflächenschicht des Drah- tes,' über die ganze Länge dieses letzteren hinweg, in gleichen Elbständen. voneinander radiale Einschnitte erzeugt, während im zwei ten Teil dieser Phase die durch diese Ein- schnitte entstandenen Streifen, welche unter sich gleich breit sind, von der Drahtoberfläche abgetrennt werden. Diese beiden Operationen erfolgen unmittelbar nacheinander auf jedem Teil. der Oberflächenschicht in ununterbroche ner Weise, wenn :der Draht durch die Vor richtung bewegt wird.
Durch das Abtrennen der Oberflächenschicht in Form einer Anzahl schmaler Späne mit einem Querschnitt, der die Form eines Sektors einer Kreisringfläche hat, wird der Zug auf die Drahtoberfläche kleiner, als wenn. auf dein ganzen Drahtum fang zusammenhängendes Material entfernt würde. Die gleichmässige Unterteilung der Oberflächenschicht bedingt eine gleichmässig verteilte Traft, welche ungefähr in Richtung der Drahtachse wirkt, wodurch die konzen- trische Führung des Drahtes durch die Schneidform erleichtert wird.
Anlässlich einer dritten Phase werden die- Streifen aus der Schneidvorrichtung entfernt. Wie oben .ange führt, ist es notwendig,, ein Minimum an Traft für das Abtrennen der Streifen vom Draht anwenden zu können, um so eine unge brochene Oberfläche auf dem Draht erhalten zu können. Wenn beim Entfernen der Strei fen vom Draht ein grosser Widerstand auf tritt, treten derartige Brüche der Oberfläche ein.
Die losgeschnittenen Streifen lässt man in radialer Richtung zum Draht über glatte Flächen .der Schneidfoiun abgleiten, wobei diese Flächen, über welche die- Streifen ab gleiten, im . wesentlichen flach ausgebildet sind.
Hierdurch wird. der Widerstand gegen die Entfernung .der Streifen auf ein Minimum reduziert und die Gefahr von Oberflächen- brüchen des Drahtes im wesentlichen ausge schaltet: Eine letzte Arbeitsstufe bei dieser Ausfüh- rungs orm des Verfahrens besteht in einer Glättung des fertig bearbeiteten Drahtes nach dem Abschaben.
Dadurch wird die frisch ge schabte und darum weiche Oberfläche des Drahtes gehärtet und dieser gegen Verkrat- zungen oder' andere Verletzungen während des Transportes und der Überführung zu andern Maschinen zwecks Weiterverarbeitung geschützt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Wanne 10 auf, welche auf einer geeigneten, nur teilweise gestellten Grund platte 11 ruht.
Die Wanne 10 ist an ihrem einen Ende schwenkbar auf einem waagrech ten Bolzen 12 gelagert, welcher Bolzen in dein Kopf 13 eines senkrecht angeordneten Bol zens 14 gelagert ist. Das andere Ende der Wanne 1.0 liegt- auf einer mit der Grund platte :1.1 fest verbundenen Stütze 15 auf: Der Bolzen ist durch ein Loch 16 in dein auf ragenden Teil 1.7 der Grundplatte 11 geführt und weist eine Nut 18 auf, mittels welcher und mittels' eines Stiftes 19 der Bolzen 14. im Loch 16 fixiert ist. Demzufolge ist die Wanne 10 sowohl. waagrecht als auch senk recht frei drehbar.
Der Mechanismus für die Nachbearbeitung des Drahtes ist in dieser Wanne auf einem geeigneten, mit der letzte ren durch Bolzen 21 fest verbundenen Rah men 20 angeordnet.
Der Mechanismus für die Nachbearbeitung von Draht weist eine Reihe von in kleinem Abstand voneinander angeordneten Zieh- und Führungsformen auf, zwischen denen die Schneidform angeordnet ist. Diese Anordnung der Formen ist im einzelnen in Fig. 1 dar- gestellt, welche ein Querschnitt entlang der Achsen der Formenöffnungen ist. Die Form 25 ist die erste in der Reihe der Formen und die . erste, durch welche der Draht gezogen wird.
Die sich verjüngende Öffnung < fieser Ziehform 25 vermindert den Querschnitt des Drahtes uni ungefähr 100/9. Die Länge und der Winkel der Verjüngung dieser Form ist, durch die in der Praxis des Drahtziehens zu beachtenden. Kegeln bestimmt. Die Form 25 ist in eine Verstärkungshülse 26 eingesetzt, welche in einem Halter 27 mittels einer Klammer 28 gehalten wird.
Der Halter ist in der Grundplatte 20 mittels eines zugespitzten Bolzens 29 befestigt. Mittels dieser Zapfen- hefestigung kann dieser Vorrichtungsteil mit der Form von dein Halterelement 30 der fol genden Führungsform 31 entfernt werden, so dass die letztere aus ihrem Halterelement entfernt werden kann. Im Betriebe der Vor richtung wird der Formhalter 27 in. senkrech- ter Lage dadurch gehalten, dass er gegen das Element 30 bzw. gegen die Verstrebung 30' gedrückt wird.
Der klein bemessene Zwischen raum zwischen den Ziehformen und der Schneidform ist wünschenswert, um- ein ket tenförmiges Durchhängen. des Drahtes zwi schen den einzelnen Ziehformen zu verhin dern.
:Die Führungsform 31. ist; die zweite in der Reihe der Formen. Sie hat die Aufgabe den Draht zur Schneidform 40 zu führen. Der Öffnungsdurchmesser dieser Form 31 ist ein wenig kleiner als der Durchmesser des Drahtes, welcher aus der Ziehform 25 kommt. Hierdurch wird eine ausreichende Reibung erzeugt, uni den Draht kräftig zu packen und fest zu halten, während er zur Schneide der Schneidform geführt wird.
Die Führungs form ist in einer Verstärkungshülse 32 an geordnet, welche wiederum mittels einer Schraubenhülse 34 in einer Zwischenhülse 33 gehalten ist. :Die Zwischenhülse 33 wird in einer .verstellbaren hülse 35 durch einen Schraubensatz 36 festgehalten.
Mittels dieser Hülse kann die Führungsform. seitlich relativ zur Schneidform verstellt werden: Eine kleine Verstellbarkeit zwischen diesen beiden For- inen ist, notwendig, um eine gleichmässige Dicke des entfernten Metalle-, um die Achse des Drahtes zu erhalten. Diese relative Ein stellbarkeit wird vorzugsweise mittels dieser Hülse auf der Führungsform erhalten. Die gleiche Montageart kann für die Schneidform verwendet werden, um, die notwendige seit- liclie Einstellbarkeit zu erhalten.
Die verstellbare Hülse 35, deutlicher in Fig. 2 dargestellt, ist in einem Tragelement 30 angeordnet und ist in dieseln mit vier in gleichem. Abstand angeordnetem Verstell schrauben 37 (Fig. 2) befestigt, mit welchen diese Hülse senkrecht zu den Achsen der vor angehenden Ziehform 25 und der nachfolgen-, den Sclineidform 40 verstellt werden kann.
Die Hülse 35-wird in ihrem Sitz im Tr agele- nient 30 < Lusserdein durch Schrauben 38, wel che fest- in (lein Tragelement 30 montier; sind, und durch Schraubenköpfe 39 fixiert, welche durch Bohrungen in der Hülse 3 5 hindurch- gehen.
Diese Bohrungen weisen einen ein wenig grösseren Durchmesser als,die Schrau benköpfe 39 auf, wodurch eine beringe Be weglichkeit der Hülse 35 relativ zum Trag element 30 ermöglicht wird.
Knapp an die Führungsform 31 anschlie ssend ist die Schneidform 40 mittels ver schiedener Zwischenhülsen im Tragelement 41 angeordnet. Der Abstand zwischen Füh rungsform und Schneide der Schneidform wird so klein wie möglich gehalten, damit verhältnismässig weicher Draht keine Möglich keit hat, sich in seitlicher Richtung von der Schneidform während des Schabvorganges zu bewegen. Bei der vorliegenden Vorrichtung ist .dieser Abstand gerade gross genug, um das vom Draht abgetrennte Metall nach aussen bringen zu können. Bei der praktischen Aus führung wurde gefunden, dass 3 mm ein ge nügend grosser Abstand für diesen Zweck ist.
Die Schneidform, in einem gegenüber demjenigen von Fig. 1 grösserem Malstab in Fig. 3 dargestellt, weist eine abgeschrägte und dadurch konische Oberfläche an der Vorderseite und eine abgesehrägte Innenboh rung auf. Das hier beschriebene Ausführungs beispiel ist geeignet für das Abschaben oder Entfernen von Metall von runden oder an nähernd runden Drähten. An ihrer Berüh rungslinie bilden die abgeschrägte äussere Oberfläche und die abgeschrägte innere Boh rung eine Schneide 42'. Der von diesen beiden Flächen gebildete Winkel basiert auf den Erfahrungen der Metallschneidpraxis und variiert leicht für jede der zu schneidenden Metallsorten.
Bei der vorliegenden Form weist die innere Bohrung einen Spitzenwinkel von 60 und die äussere konische Oberfläche 42 einen solchen von 1101) auf.
Um -die Entfernung des durch die Schneide geschnittenen Metalles zu erleich tern, sind Hilfsschneiden angeordnet, um das abgetrennte Metall in schmale Streifen zu unterteilen. Diese Hilfsschneiden sind in Fig. 3 und 4 deutlich dargestellt. Sie werden gebildet, indem die äussere konische Fläche 42 der Form eine Reihe von in gleichem Ab stand angeordneten, flachen Teilen 43 auf- weist. Diese flachen Teile werden in die koni sche Fläche eingeschliffen und weisen einen ; geringfügig grösseren Winkel zur Achse als die Erzeugenden der konischen Fläche 42 auf.
Diese flachen Teile 43 überschneiden sich und bilden dadurch in Radialebenen liegende Schneidkanten 43'. Die Längen dieser Schneidkanten 43' sind etwas grösser als die Dicke der zu entfernenden Metallschicht. Sie schneiden sich in die Oberflächenschicht des durch die Schneidform hindurchgezogenen Drahtes ein und erleichtern so die Entfer nung des Metalles in schmalen Streifen über die abgeflachten Teile der äussern Oberfläche 92 der Schneidform. Diese abgeflachten Flä chen werden vorzugsweise sehr glatt poliert, um die Reibung des abgetrennten Metalles gegen diese Fläche auf ein Minimum zu redu zieren.
In der Praxis wurde festgestellt, dass die Verminderung dieser Reibung besonders wichtig ist, weil, sofern die Reibung zu gross ist, die Drahtoberfläche eingerissen oder ge brochen wird, was gegebenenfalls Draht brüche verursacht, wenn der Draht später auf einen kleineren Durchmesser gezogen wird. Bei den dargestellten Formen werden sechs abgeflachte Abschnitte gezeigt; es kön nen jedoch mehr angeordnet werden. Im wei teren müssen diese Flächen nicht wirklich eben sein; sie können leicht konkav ausgebil det sein. Die Form 40 ist in einer Zwischen hülse 44 angeordnet, in welcher sie mit einer Überwurfmutter 45 befestigt ist.
Die Zwi schenhülse 44 ist in einer Hülse 46 mit einem Satz Schrauben 47 befestigt, während die Hülse 46 im Tragelement: 41 mit Schrauben 48 festgehalten wird.
Wie oben beschrieben, weist die Schneid form in Radialebenen liegende Schneidkanten 43' auf. Diese. Schneidkanten 43' sind wie e 'ihnt durch Aufbringen von ebenen Flä- rw, chen 43 auf die konische, äussere Oberfläche 42 der Schneidform. 40 gebildet, welche Flä chen gleichmässig um die Achse der Form herum angeordnet sind. Sie stehen in einem 'Winkelverhältnis zueinander und überschnei den sich zwecks Bildung der Schneidkanten 43'.
Diese ebenen Flächen werden notwendi- genweise durch Abtragen von Metall von der konischen Oberfläche der Form erhalten, wo- durch die Schneide 42' in bogenförmige Ab- schnitte unterteilt wird, und zwar so, dass je ein Schneideabschnitt zwischen zwei radialen Schneidkanten 43' liegt. Zufolge der relativen Lagen der radialen Schneidkanten 43' und der bogenförmigen Abschtnitte der Schneide 42' wird jede Umfangszone den zu entfernen den Oberflächenschicht des Drahtes zuerst von den radialen Schneidkanten 43' geschnit ten.
Im weiteren bildet jede Schneidkante 43' einen Winkel finit der Achse der Schneidform, so dass jede Umfangszone der Oberflächen schicht des Drahtes tatsächlich von einem Schneidpunkt angeschnitten wird. Mit dem Fortschreiten des Drahtes wird die Schicht in radialer Richtung durch die Schneidkanten. 43' geschnitten und von der Drahtoberfläche durch die bogenförmigen Abschnitte der Schneide 42' abgetrennt; die völlige Abtren nung eines jedes. Streifensoden Abschnittes der Schicht erfolgt entweder gleichzeitig mit oder eis. wenig auf die Abtrennung des Strei fens.
Die durch die Schneide ausgeführte Ar beitsstufe ist demgemäss in zwei Teile zerlegt, welche entweder zu gleicher Zeit oder nach einander auf jede Umfangszone der Schicht einwirken; der erste Teil dieser Arbeitsstufe ist die Teilung der Schicht in Streifen und der zweite Teil die Abtrennung der Streifen von der Drahtoberfläche mittels der kreisför migen Schneide.
Nachdem ,jeder der Streifen vom Draht geschabt wurde, gleitet die abgetrennte Masse über die ebenen Flächen. zwischen den radia len Schneiden der Norm in radialer Richtung und in einem durch die ebene Fläche be stimmten Winkel. ab. Die Entfernung der Streifen ist von Wichtigkeit.; wie oben in der Beschreibung angegeben, muss der Wider stand gegen die Entfernung ein minimaler sein, da sonst die Oberfläche des Drahtes reisst.
Die vierte Form 50 in dieser gesamten Anordnung ist eine weitere Ziehform. Sie dient zum. Härten der Drahtoberfläche, nach dem der Draht die Schneidform 40 verlassen hat, und kann im weiteren auch dazu dienen, den Querschnitt des Drahtes um etwa weitere 1.01/o zu vermindern. Die auf den Draht ausgeübte Reibung in der ersten Ziehform dieser Vorrichtung erzeugt eine Spannung des Drahtes, so dass der zwischen den beiden Zichformen befindliche Draht gestreckt bleibt.
Es wurde festgestellt, dass es wich tig ist, die vor und nach der Schneidform befindlichen Abschnitte des Drahtes gänzlich. gestreckt zu halten, damit das durch die Schneidform vom Drahte abgetrennte Me tall sowohl in der Längs- als auch in der Umfangsrichtung von gleichmässiger Dicke ist.. Die Ziehform 50 ist in einer Verstär- kungshülse 51 angeordnet und wird im Trag element 52 durch eine Klammer 53 festge halten.
Die Tragelemente 41 und 52 sind durch Rippen 49 verbunden, welche den Zu sammenbau dieser Elemente verstärken und gleichzeitig für das Schmiermaterial. einen Behälter zwischen der Schneidform und der letzten Ziehform bilden. Gleichartige Behäl ter 54 und 55 für Schmiermaterial sind vor der Führungsform bzw. der ersten Ziehform angeordnet.
Der oben beschriebene Mechanismus wird zwischen zwei Trommeln. einer Drahtzieh maschine angeordnet. Der Draht wird in üblicher Weise durch genügende Vermin derung des Durchmessers eines Drahtendes eingefädelt, so dass der Draht in die Form ohne Widerstand eingefädelt werden kann, und wird dann mittels der Trommeln durch die Maschine gezogen.
Bei genauer Berech nung der Vorrichtungsteile kann der Draht durch die; Vorriditttng ununterbrochen mit einer beachtlichen Geschwindigkeit gezogen werden; Geschwindigkeiten bis zu GO in pro Minute bei l7,upfei#di#äliten wurden in der Praxis angewandt.