EP1053064B1 - 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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EP1053064B1
EP1053064B1 EP99907481A EP99907481A EP1053064B1 EP 1053064 B1 EP1053064 B1 EP 1053064B1 EP 99907481 A EP99907481 A EP 99907481A EP 99907481 A EP99907481 A EP 99907481A EP 1053064 B1 EP1053064 B1 EP 1053064B1
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EP
European Patent Office
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pressure
lubricant
pressure chamber
die
wire
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EP99907481A
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EP1053064A1 (de
Inventor
Volker Müller
Hans Sommer
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Cmtm Dr Muller Verfahrenstechnik GmbH
Original Assignee
Cmtm Dr Muller 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, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS 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 for metal drawing
    • 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, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS 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 an apparatus for hydrodynamic drawing of laminated wire using lubricant-operated multiple drawing systems according to For the preamble of claim 1 or 4 see e.g. US-A-3 641 795.
  • 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 to produce a lubricant layer on the material to be formed.
  • a pressure chamber which has a feed for lubricant.
  • the lubricant is pressed onto the surface of the material to be formed, whereby several forming steps without further intermediate coatings can be run through.
  • WO 96/14946 at a speed of 1.5 m / s through the Pressure chamber moved steel wire at about 40 ° C under one pressure of 150 MPa standing lubricant with a homogeneous, thin and firmly adhering lubricant film coated.
  • This one Coated steel wire then becomes one as a drawing die trained outlet nozzle and thereby stamped in such a way that it should be possible to use the steel wire without additional To subject the lubricant to further forming.
  • the object of the invention is achieved with a method in its definition according to claim 1 and with a device according to the features of claim 4, the subclaims being at least useful configurations and training.
  • the basic idea of the invention is therefore in Starting or restarting the multiple drawing system immediately before each drawing die of the corresponding drawing stage a lubricant or drawing medium pressure by means of a local pressure chamber build up so that the material to be formed with the drawing process can go through the desired success.
  • a lubricant or drawing medium pressure by means of a local pressure chamber build up so that the material to be formed with the drawing process can go through the desired success.
  • the actual Pulling operations are those for starting or restarting created conditions for pressure and temperature of the Lubricant through known hydrodynamic effects in the interaction of metal, lubricant and drawing die as well as released thermal energy when forming and cooling the Maintain drawing stone.
  • 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.
  • the pressure and temperature conditions in each pressure chamber are continuously monitored, the external heating of the pressure chamber being able to be deactivated as the drawing dies 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 draw level at least one Includes front and drawing stone and a known per se on the front stone Lubricant task is arranged.
  • a heated pressure chamber forming a structural unit with these is provided between the pre-drawing die and the drawing die.
  • the pressure chamber includes a wire through hole and a side lubricant channel for receiving the amount of starting lubricant.
  • a preferably hydraulically actuated pressure generating device is arranged on the pressure chamber in such a way that the lubricant supplied to the lubricant channel can be pressed into the through-bore or the corresponding pressure chamber space at a predetermined pressure via a further lubricant task and in cooperation with the heating device provided in the pressure chamber pasty paste-like condition of the lubricant.
  • the desired lubricant pressure maintained in the lubricant channel or in the pressure chamber space By at least partially in the side lubricant channel guided plunger, which by a hydraulic cylinder can be operated, the desired lubricant pressure maintained in the lubricant channel or in the pressure chamber space.
  • the movement or position of the plunger is monitored with suitable sensors detects and serves the indirect determination of the pressure conditions in the pressure chamber.
  • the pressure chamber is based on a basic idea of the invention between the front and drawing die of a conventional double brick arrangement, inserted and is small overall.
  • the pre-and drawing die have a structural unit as well as fitting bores in the drawing direction, the corresponding fastening means, for example clamping bolts, to lead.
  • the pressure chamber preferably has lateral bores or cutouts for receiving electrical heating elements and at least one temperature sensor to the defined temperature conditions when starting or restarting monitor and adjust the system at every drawing stage to be able to.
  • a pressure / temperature control device monitors the pressure and Temperature conditions of all pressure chambers of the drawing stages and enables the start and restart of the drawing system. Furthermore, this control device can be used to predefine externally Parameters controlled a die cooling known per se become.
  • the pressure chamber forming a structural unit with front and drawing die before each drawing stage is only subjected to an external pressure when starting or restarting is required.
  • the amount of lubricant to be supplied for starting or restarting, which reaches the pressure chamber via the lateral lubricant channel, is small, so that the provision of voluminous storage vessels for the additional lubricant supply can be omitted.
  • 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 during the continuous operation of the drawing system indicate irregularities in the drawing process or the material to be formed.
  • one method and one succeed Device for the hydrodynamic drawing of Laminated wire using lubricant Specify multiple drawing systems, with the focus on one Safe start-up and restart of the system without danger a wire break or reduced drawing quality becomes.
  • everyone is both in front of the drawing die Drawing stage by means of a heated pressure chamber there supplied drawing and lubricants and the laminated wire a hydrostatic starting pressure built up in the drawing gap as well targeted preheating.
  • the drawing process is released.
  • the pull and Lubricant is so from the beginning in a pasty pasty State shifted so that with the beginning of the pulling movement itself set such hydrodynamic conditions, which then while continuing to drag one allow sufficient lubricant supply in the drawing gap.
  • continuous monitoring of pressure and temperature in each pressure chamber checked when and to what extent, due to the onset of heating during the drawing process a planned external heating is to be deactivated.
  • a planned external heating is to be deactivated.
  • the drawing stages 1 according to FIGS. 1a and 1b each comprise a rough stone holder 2, a pressure chamber 3 and a die holder 4 with a drawing die, not shown.
  • a known, Lubricant box shown with broken lines 5 is used to take up lubricant, which at ongoing drawing process for hydrodynamic pressure conditions in the and take care of the drawing gap.
  • the composite wire 6 to be formed now passes through the lubricant box 5, the Vorsteinability 2 in the pressure chamber 3 and then to the existing in the die holder 4 Drawing die to get there the actual forming step by step to be subjected.
  • the Pressure chamber 3 a laterally arranged hydraulic cylinder 12 on, which in cooperation with those shown in Fig. 2 Elements forms a pressure generating device 9.
  • Sensors 17 monitor the position of a not shown in Fig. 1b Tappet to the pressure conditions in the pressure chamber 3rd to be recorded indirectly.
  • the drawing die holder 4 a known die cooling 16 is provided.
  • Vorsteining 2, Drucksch 3, Ziehsteina 4 and pressure generating device 9 form one of a base plate 18 carried unit.
  • the structure of the pressure chamber is now based on the sectional view 2 explained in more detail.
  • the pressure chamber 3 comprises a lateral lubricant channel 8, which leads to the wire through hole 7 of the pressure chamber 3 leads.
  • a funnel-like Lubricant feed 11 is used to supply lubricant in the event of starting, starting or restarting the drawing system.
  • 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 in the side Lubricant channel 8 out and builds in the pressure conditions the pressure chamber, i.e. in the pressure chamber of the wire through hole 7 on.
  • the pressure chamber has 3 holes 13 for receiving of preferably electrical heating elements and a bore 14, which is used to attach a temperature sensor.
  • Fitting bores 15 serve to accommodate clamping screws, not shown, around a tight, tight press connection between Pressure chamber 3 and adjacent stone holder 2 or To ensure drawing die pickup 4.
  • a pressure / temperature control device not shown detected in cooperation with the sensors 17 and that in the Hole 14 located temperature sensor continuously the pressure and Temperature conditions of the pressure chambers of all drawing stages and gives the beginning as well as the when reaching predetermined values Restart of the drawing system free.
  • the one mentioned Control device capable of a known per se To control die cooling.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach-Ziehanlagen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 4 siehe z.B. US-A-3 641 795.
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 Zwischenbeschichtungen 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 Auslaufdüse geführt und hierbei derart aufgeprägt, 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 Umformung 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 hydrodynamischen 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 A1 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 schmiermittelbeaufschlagten 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 Verfahren 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 Startschmiermittelmenge.
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 vorgesehenen Heizeinrichtung sich ein teigigpastöser 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 Spannbolzen, 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 Schmiermittelmenge, welche über den seitlichen Schmiermittelkanal in die Druckkammer gelangt, ist gering, so daß das Vorsehen voluminöser 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 Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1a und 1b
je 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. 1a und 1b umfassen je eine Vorsteinaufnahme 2, eine Druckkammer 3 und eine Ziehsteinaufnahme 4 mit einem nicht dargestellten Ziehstein. Ein an sich bekannter, mit unterbrochenen Linien dargestellter Schmiermittelkasten 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 Vorsteinaufnahme 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. 1b 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. 1b 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 Vorsteinaufnahme 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 Drahtdurchgangsbohrung 7 der Druckkammer 3 führt. Eine trichterartige Schmiermittelaufgabe 11 dient dem Zuführen von Schmiermittel für den Fall des Startens bzw. Anfahrens oder Wiederanfahrens 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 Drahtdurchgangsbohrung 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 Vorsteinaufnahme 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, 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.
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 (7)

  1. Verfahren zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mit hochfestem Kern und weichem Mantelwerkstoff mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach-Ziehanlagen unter Verwendung einer Druckkammer, wobei vor dem Anfahren der Mehrfach-Ziehanlage unmittelbar vor dem Ziehstein jeder Ziehstufe mittels je einer vom Schichtverbunddraht durchlaufenen Druckkammer auf das dort zugeführte Zieh- und Schmiermittel und den Schichtverbunddraht ein hydrostatischer Startdruck im Ziehspalt aufgebaut wird, wobei weiterhin während des fortgesetzten kontinuierlichen Ziehens in an sich bekannter Weise durch Mitnahme von Schmiermittel sich im Ziehspalt hydrodynamische Druckverhältnisse aufbauen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer beheizt ist, daß auch vor dem Wideranfahren ein hydrostatischer Startdruck im Ziehspalt aufgebaut wird, und daß 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.
  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 100 bis 130 bar beträgt.
  4. Vorrichtung zur hydrodynamischen Ziehumformung von Schichtverbunddraht mittels schmiermittelbeaufschlagten Mehrfach-Ziehanlagen, wobei zumindest die erste ziehstufe mindestens einen Vor- und Ziehstein und eine Druckkammer umfaßt, wobei,
    zwischen Vor- und Ziehstein eine mit diesen eine bauliche Einheit bildende 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 Schmiermittelkanal (8) zugeführte Schmiermittel mit vorgebbarem Druck in die Drahtdurchgangsbohrung(7) preßbar ist und im Zusammenwirken
    mit einer Heizeinrichtung in einen teigig-pastösen Zustand übergeht und den Schichtverbund-Ziehdraht vor dem Einlaufen in den jeweiligen Ziehstern
    umgibt, und der seitliche Schmiermittelkanal (8) einen Druckstößel (10) aufnimmt, welcher von einem Hydraulikzylinder (12) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ziehstufe einem Vor- und Ziehstein und eine Druckkammer umfaßt, daß, am Vorstein jeweils eine Schmiermittelaufgabe angeordnet ist, daß die Heizeinrichtung in der Druckkammer vorgesehen ist, und daß 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 Vorund Ziehstein sowie die Druckkammer (3) in Ziehrichtung verlaufende Paßbohrungen (15) zur Führung von Spann- und Befestigungsbolzen umfassen.
  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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