DE3103608C2 - Verfahren zur Herstellung von Draht aus Metall - Google Patents

Description

(l +T^r
\ 100

ist, wobei V_im = -^- «J2

60

χ als Prozentsatz die maximal mögliche Abweichung der Strangpreßgeschwindigkeiten von der mittleren Geschwindigkeit und S\ sowie 5j die Durchtrittsquerschnitte an der Düse zwischen den Walzen sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.

Es ist bereits bekannt (FR-PS 23 48 757), den Draht nach seinem Austritt aus der Düse einem Reck- und damit verbundenen Walzvorgang zu unterwerfen, der durch der Querschnittsverringerung aienende Walzen erzeugt wird. Hierzu müssen diese mit einer Umfangsgeschwindigkeit Vj angetrieben werden, die gi ößer als die Durchlaufgeschwindigkeit V₂ ist. Auf diese Weise wird der Querschnitt des Drahts durch einen kombinierten Reck- und Walzeffekt verringert. Dagegen kann die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse der Strangpresse variieren, was insbeso; dere dann der Fall ist, wenn gleichzeitig das Strangpressen mehrerer Drähte ausgehend von ein und demselben Block mittels mehrerer nebeneinanderliegender Düsen erfolgt.

Es wurde bereits bekannt, daß beim Strangpressen von Messing mit zwei Strängen die Austrittsgeschwindigkeiten der Produkte aus zahlreichen Gründen im allgemeinen unterschiedlich sind, von denen die hauptsächlichsten sind:

— ein geometrischer ursprünglicher Unterschied und eine unterschiedliche Verformung der Düsen,

— ein unterschiedliches Zusetzen der beiden Düsen und

— vor allem eine Ungleichförmigkeit der Temperatur des Preßbarrens, dessen Symmetrieebene der Temperaturverteilung in einem Querschnitt im allgemeinen Keinen Anlaß hat, mit der zur gemeinsamen Achse der beiden Düsen senkrechten Symmetrieebene zusammenzufallen.

Dieser Geschwindigkeitsunterschied hat einen Nachteil insbesondere für das Wickeln der Drähte an hinter der Düse angeordneten Wickelmaschinen, deren Drehzahl in Abhängigkeit von der Abiaufgeschwindigkeit des Drahts geregelt werden muß. Ts wurde jedoch bis heute festgestellt, daß die unterschiedlichen Strangpreßparameter während einer Strangpreßserie stabilisiert werden, und daß der Geschwindigkeitsunterschied von einem Strangpressen zum folgenden sich im wesentlichen wiederholt. Man kann somit eine ziemlich konstante Korrektur der Drehzahlen der die Produkte aufnehmenden Wickelmaschine herbeiführen. Somit kann in der Praxis eine Geschwindigkeitskorrektur von mehr oder weniger als 15% um die mittlere Geschwindigkeit erfolgen.

Wenn aber der Querschnitt zwischen den beiden Walzen verringert ist. kann dieser Geschwindigkeitsunterschied einen weiteren Nachteil nach sich ziehen.

Im Fall einer Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit Vi der Düse entsteht in Bewegungsrichtung aufwärts der Walzen eine Querschnittsverringerung ein Materialzufluß, der zur Bildung von Rippen durch den Durchtritt des überschüssigen Metalls zwischen den beiderseits des Drahts befindlichen Walzen führen kann. Wenn man stets ein Ziehen des Drahts vornehmen will, ist man dann gezwungen, die Drehzahl der Walzen auf die Aüstf ^geschwindigkeit V\ der Düse einzuregeln.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das sicherstellt, daß der Draht stets einer Ziehkraft unterworfen ist, ohne daß die Drehzahl der Rollen ständig den Änderungen der Austrittsgeschwindigkeit der Düse folgen muß und ohne daß eine Rippenbildung am Draht auftritt.

Die Lösung dieser *.ufßabe erfolgt erfindungsgemäß durch das im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 4. Vorteilhafte angeführte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der Herstellung von zwei oder mehr Drähten durch Strangpressen ein und desselben Blocks. In diesem Fall sind die Änderungen der Sirangpreßgeschwindigkeit und folglich die angegebenen Nachteile größer, und jedes der Walzenpaare muß mit der Austrittsgeschwindigkeit des entsprechenden Drahts geregelt werJen.

Die Erfindung ermöglicht die Vermeidung dieses Nachteils, insbesondere einen gleichzeitigen Antrieb der beiden Paare von Ziehwalzen mit derselben Drehzahl.

Zur gleichzeitigen Herstellung von wenigstens zwei Drähten a, b durch Strangpressen ein und desselben Metallblocks in wenigstens zwei nebeneinanderliegenden Düsen mit Geschwindigkeiten V, a, V_x b verläuft erfindungsgemäß jeder Draht zwischen zwei Walzen, die mit derselben Drehzahl derart angetrieben werden, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit ständig auf einem Wert gehalten wird, dci größer als die höchste der beiden Durchlaufgeschwindigkeiten V₂a und V₂b zwischen den Walzen ist, und zwar unabnängig "on den Änderungen der Strangpreßgeschwindigkeiten V.aund V₁ b.

Wenn der Draht durch die beiden Walzen angetrieben wird, hängt sein Querschnitt S₂ offensichtlich von der Tiefe der Ringnuten ab. Wie angegeben, ist die Durchlaufgeschwindigkeit V₂ allein durch das Verhältnis der Querschnitte und die Strangpreßgeschwindigkeit V\ bestimmt.

Wenn folglich den Walzen eine Umfangsgeschwindigkeit V₃ erteilt wird, die größer als V₂ ist. wird ein Zug ausgeübt, der eine Querkontraktion hervorruft, die den Querschnitt des Drahts in Bewegungsrichtung aufwärts der Walzen und folglich den Walzeffekt vermindert, ohne offensichtlich den nur von den Walzen abhängenden Austrittsquerschnitt .S₂ zu verändern.

Wenn auch noch die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen vergrößert wird, vergrößert sich auch die Zug- und folglich die Querkontraktionswirkung auf Kosten der Walzwirkung, die jedoch nicht vollständig verschwinden kann, da eine minimale Zusammendrückung erforderlich ist. damit der Draht durch die Walzen durchgezogen wird. Folglich hat eine sogar starke Vergrößerung der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen weder einen Einfluß auf den Austrittsquerschnitt S₂ noch auf die Durchlaufgeschwindigkeit V₂ und drückt sich allein durch ein Gleiten auf dem Draht und gegebenenfalls einen Verschleiß der Walzen aus. Dieser Nachteil ist nicht groß, da die Walzen leicht gewechselt werden können. Dagegen wurde festgestellt, daß die Herbeiführung einer Überdrehzahl an den Walzen es in vorteilhafter Weise ermöglicht, die Änderungen der Strangpreßgeschwindigkeit Vi nicht mehr in Rechnung zu stellen. Nun ist aber jedenfalls die Strangpreßgeschwindigkeit auf die Nenngeschwindigkeit begrenzt, die von der Eintauchgeschwindigkeit des Preßstempels abhängt. Wenn folglich erfindungsgemäß die der Querschnittsverringerung dienenden Walzen mit eine.· derartigen Drehzahl angetrieben werden, daß die Umfangsgeschwindigkeit in der Ringnut größer als die der maximalen Auslrittsgeschwindigkeit Vi_maxder Düse entsprechende maximale Durchlaufgeschwindigkeit Vtmix ist, wird in jtdem Fall die Bildung von seitlichen Graten verhindert, die sich aus einer Zunahme der Geschwindigkeit Ki ergeben müßte, die einen Materialzufluß in Bewegungsrichtung aufwärts der Walzen herbeiführt. Wenn Vi zunimmt, muß V₂ proportional zunehmen. Wenn jedoch die Walzen mit einer Überdrehzahl angetrieben werden, ist diese stets größer als die maximale Geschwindigkeit V_2mäJ und besteht Sicherheit dafür, daß die Walzen in allen Fällen ein die Walzwirkung vermindertes Ziehen herbeiführen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Schnitt in einer durch eine Strangpreßachse verlaufenden senkrechten Ebene einer Strangpresse für zwei Drähte,

F i g. 2 einen Schnitt H-II von F i g. 1 in einer durch die Strangpreßachsen verlaufenden Ebene,

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung des Vorgangs der Durchmesserverringerung eines Drahts (a),

F i g. 4 einen Schnitt IV-IV in F i g. 3 des Drahtdurchgangs zwischen den beiden Walzen.

Die F i g. 1 und 2 zeigen sehr schematisch einen Teil einer nach dem Gegenstromverfahren arbeitenden Strangpresse mit zwei Düsen A unr¹ -9 am Ende eines rohrförmigen Preßstempels 1, der an "inem feststehenden Querhaupt 2 anliegt.

Ein Strang zu pressender Preßbarren 3 ist gegenüber dem Preßstempel in einen geschlossenen Behä;:er 4 durch ein bewegliches Querhaupt 5 eingesetzt, das unter der Wirkung eines Hauptstellzylinders zum feststehenden Querhaupt 2 unter Mitnahme des Behälters 4

V) verschoben wird, der sich auf den Preßstempel 1 aufschiebt. Dies bewirkt das Strangpressen der beiden Drähte a und 6durch die Düsen A und B. ■

Am Austritt der Presse verläuft auf der anderen Seite des feststehenden Querhaupts 2 der Draht zwischen zwei Walzen 6. die durch die kombinierte Walz- und Ziehwirkung eine Querschnittsverringerung ermöglichen. Der Vorgang der Durchmesserverringerung eines Drahts a oder b ist im einzelnen in F i g. 3 dargestellt.
Am Austritt der Walzen werden die beiden Drahte a und b durch Rutschen 71 bzw. 72 zu Wickelmaschinen mit Wannen 73 bzw. 74 geleitet, die um eine senkrechte Achse gedreht werden.

D .r Achsabstand C₂ der Ringnuten der Walzen ist gleich dem Achsabstand e^ der Düsen A und B derart.

daß die Achse jeder Düse, die Achse des daraus austretenden Drahts und die Achse der entsprechenden Ringnut zusammenfallen.

In Anbetracht der Abmessungen der Pressen und insbesondere der Länge des Preßstempels kann der Abstand zwischen der Düse und den Walzen die Größenordnung von mehreren Metern selbst dann haben, wenn die Walzen so nahe wie möglich an der Presse angeordnet sind, um den Platzbedarf der V01 richtung zu verringern.

Durch die Erfindung können die Ringnuten, in denen die beiden Drähte a und b verlaufen, dieselbe Umfangsgeschwindigkeit haben. Folglich können die Walzen, an denen die Ringnuten ausgebildet sind und sich mit derselben Geschwindigkeit drehen, paarweise auf zwei Wellen 61 bzw. 62 verkeilt sein, die durch eine leicht zu entwerfe .de und nicht dargestellte mechanische Vorrichtung mit derselben Drehzahl zueinander entgegengesetzt angetrieben werden. Dies beruht gemäß Fig,2 darauf, daß die Ringiu/ten für den Durchtritt der beiden Drähte a und b auf einem einzigen Paar von Walzen ausgebildet sind, die auf den Wellen 61 und 62 verkeilt sind. Jede Walze hat zwei parallele und um den Abstand ei voneinander entfernte Ringnuten.

ft * fs«

Fig.3 und 4 zeigen schematisch das Strangpressen eines Drahts a. Das Material des Metallblocks 5 wird gezwungen, durch die Düse A zur Bildung des Drahts a mit einem Querschnitt S_ta hindurchzutreten, der aus der Düse mit der Geschwindigkeit V_xa austritt. Am Austritt der Presse bewegt sich der Draht zwischen den beiden Walzen 6, von denen jede mit einer Ringnut 63 versehen ist und die mit kreisförmigen Laufbahnen 64 atieinanderliegen. Diese Laufbahnen berühren einander in einer zur Achse der Walzen parallelen und durch die Achse des Drahts verlaufenden Ebene. Der Draht a erfährt somit bei seinem Durchtritt zwischen den Walzen einen wenigstens teilweisen Walzvorgang und tritt aus mit einem Querschnitt S₂ä, entsprechend den durch die Nuten 63 auferlegten Querschnitt, und mit einer is Geschwindigkeit V₂a. Hierbei gilt:

V-,α

V_xa S₂a

20

Jedoch werden die beiden Walzen 6 mit einer derartigen Drehzahl angetrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit V₃ in der Ringnut größer als V₂a ist, so daß ein Ziehen und eine Querschnittsverringerung durch Querkontraktion hervorgerufen werden, was den Walzeffekt verringert.

Wie bereits für den Fall eines Drahts angegeben, ist die Umfangsgeschwindigkeit V3 der Walzen 6 viel größer als V₂, wobei der Unterschied so groß ist, daß unabhängig vom Vj die Walzwirkung stets auf das für den Antrieb des Drahts durch die Walzen erforderliche Minimum reduziert ist. Überdies ist dieser Zieheffekt begrenzt, da, wenn der Querschnitt des Drahts in Bewegungsrichtung aufwärts der Walzen zu stark herabgesetzt wird, der Draht durch diese nicht mehr angetrieben werden kann.

Im Fall des Strangpressens von zwei Drähten ist die Summe der Strangpreßgeschwindigkeiten V_ta+ Vjö konstant und entspricht der Verschiebegeschwindigkeit des beweglichen Querhaupts.

Selbst wenn im Grenzfall die Strangpreßgeschwindigkeit beinahe zu Null wird, ist man folglich stets sicher, das erforderliche Ziehen herbeizuführen durch Antreiben der beiden Paare von Walzen mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die entsprechend dieser Konstanten größer als die Geschwindigkeit V₂ ist.

Man hat jedoch bei einer gegebenen Maschine beobachtet, daß die Slrangpreßgeschwindigkeiten in den beiden liebeneinanderliegenden Düsen um nicht mehr als ±x°/o von der mittleren Geschwindigkeit abweichen. Ist die mittlere Slrangpreßgeschwindigkeit

bekannt und ist χ durch Beobachtung des Betriebes der Presse bestimmt, so kann man folglich sicher ein richtiges Ergebnis dadurch erhalten, daß art den beiden Wal· zen eine Umfangsgeschwindigkeit Vy gegeben wird, die größer als

100,

ist, wobei V₂m die V_xm entsprechende Durchiaufge* schwindigkeit ist, d. h.:

V₁ITi = V_{m ■ S_xZS₂.

Man weiß überdies, daß in der Praxis die SlrangpreßgeschwiF.iigkeiten nicht mehr als 15% um die mittlere Geschwindigkeit variieren. Folglich wird im allgemeinen eine Umfangsgeschwindigkeit von über 1,15 V₂m gewählt.

Um aber noch sicherer zu sein, sin gutes Ergebnis zu erzielen, können die Walzen mit einer noch höheren Drehzahl angetrieben werden, entsprechend z.B. 1,5 V2/JI oder sogar 2 V₂m. In diesem Fall haben die beiden Drähte unabhängig von den Änderungen der Strangpreßgeschwindigkeit völlig stabile Austrittsquerschnitt, und wird stets der in Bewegungsrichtung aufwärts der Walzen stattfindende Materialzufluß und die Bildung von Graten beiderseits des Drahts zwischen den Anlagebahnen 64 vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Palentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Draht aus Metall durch Strangpressen und unmittelbar anschließen- s des Walzen unter Längszug zur Erzielung einer Querschnitts verminderung, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes beim Walzen eine Größe hat, mit der auf den Draht, unabhängig von den Änderungen der to Austritisgeschwindigkeit beim Strangpressen ständig eine Zugkraft ausgeübt wird, bei der eine Verringerung seines Querschnitts bis auf den Durchirittsquerschnitt zwischen den Walzen erfolgt bei einer Zusammendrückung, die für den Durchlauf des Drahtes gerade erforderlich ist

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Strangpresse und nachgeordneten Walzen mit Rillenprofil, bei der die Durchlaufgeschwindigkeit V₂ des Drahts zwischen den Walzer proportional der Austrittsgeschwindigkeit V, aus, der Düse ist dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen mit einer Umfangsgeschwindigkeit Vi gedreht werden, die größer ist als die der maximal möglichen Strangpreßgeschwindigkeit V\_m3X aus der Düse entsprechende Durchlaufgeschwindigkeit VImax·

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Walzen eine Umfangsgeschwindigkeit Vj erteilt wird, die bis zum Zweifachen der der mittleren Strangpreßgeschwindigkeit V,m entsprechenden Purchlaufgeschwindigkeit V₂m gehen kann.

4. Vorrichtung zur g<eichze..igen Herstellung von wenigstens zwei DrähtLn durch Strangpressen ein und desselben Metallblocks du. ;h wenigstens zwei nebenemanderliegende Düsen, wobei jeder Draht mit einer Geschwindigkeit V_ta bzw. V,b austritt, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt der Düse jeder Draht zwischen zwei der Querschnittsverminderung dienenden Walzen läuft, zwischen denen er mit einer Durchlaufgeschwindigkeit Vja bzw. V₂O •ngetrieben wird, die im Verhältnis der Durchtritts querschnitte proportional der Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse ist, und daß die Walzen mit derselben Umfangsgeschwindigkeit Vj gedreht werden, die unabhängig von den Änderungen der Strangpreßgeschwindigkeiten V_ta und V\b ständig luf einem Wert gehalten wird, der größer als die größere der beiden Durchlaufgeschwindigkeiten V₇a und V₂öist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von den Strangpreßgeschwirdigkeiten Via. V\b die eine kleiner und die andere größer als eine mittlere Geschwindigkeit V_tm ist und daß den Walzen eine Umfangsgeschwindigkeit Vj erteilt wird, die größer als