DE3039237A1

DE3039237A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von duennen und verhaeltnismaessig schmalen metall-baendern

Info

Publication number: DE3039237A1
Application number: DE19803039237
Authority: DE
Inventors: Douglas W. 06798 Woodbury Conn. Rowell
Original assignee: Individual
Current assignee: KM Europa Metal AG
Priority date: 1980-10-17
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1982-11-04
Anticipated expiration: 2000-10-18
Also published as: DE3039237C2; CH651228A5

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dünnen
und verhältnismäßig schmalen Metall-Bänd.ern.
Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren und die zu seiner Ausführung dienenden

VorrichtungSzum

Herstellen von dünnen und verhältnismäßig schmalen Metall-Bändern durch vorzugsweise einstufiger Verformen eines Runddrahtes mit einer Querschnittsfläche, die mit der Querschnittsfläche des herzustellenden Bandes zumindest angenähert übereinstimmt, zwischen zwei ineinander liegenden Walzen mit glatten Arbeitsflächen, d.ie aus d.er konvexen Innenfläche einer äußeren Hohlwalze und der konkaven Ausßenfläche einer inneren massiven Walze bestehen.
Derartige Metall-Bänder aus unterschiedlichen Materialien werden für eine große Zahl verschiedener Produkte mit ebenfalls stark varieirenden ibmessungen Ihrer Länge, Dicke und Breite als Halbfabrikat benötigt. Viele solcher Metall-Bänder lassen sich wegen ihrer Querschnitts-Abmessungen' ihrer Länge und 'aktoren, die von dem Umfang der Verwendung abhängen, nicht wirtschaftlich in den benötigten Abmessungen herstellen, sondern müssen aus Blechen mit erheblich größerer Breite auf die jeweils benötigte Breite gesthnitten werden. Das Herstellen von Metall-Bändern durch Zerteilen von breiteren Blechen ist jedoch sowohl kostspielig als auch sehr eitaufwendig besonders wenn große zusammenhangende Längen solcher Bänder gebraucht werden. Derartige lange Metall-Bänder müssen nämlich zuerst von einem Blech entsprechender Länge abgeschnitten werden, das aufgewickelt und daher schwierig zu handhaben ist. Dann müssen die Bänder noch mechanisch nachbearbeitet werden, um die rohen beim Schneiden entstehenden Kanten zu beseitigen, wenn rechtwinklige und vor allem gratfreie Kanten der Bänder erforderlich sind.
Es ist im allt:emeinen auch nicht wirtschaftlich, einen Metalldraht nach der konventionellen Walzwerks-Praxis d.urch mehrere Stationen eines Walzwerkes zu schicken, um d.en Draht in ein flaches Metall-Band umzuformen. Bei einer solchen Bearbeitung in einem konventionellen Walzwerk find.et zwischen jedem Walzen-Paar einer Station eine Verformung des Ausgangsmaterials statt, die ein andern des Metalls hauptsächlich in Längsrichtung bewirkt, wodurch sich das Material beim Durchgang durch jede Station erheblich verlängert. Dabei erfolgt je ils nur eine verhältnismäßig geringe Verformung in der Breite. Infolgedessen müssen die Tralzen der aufeinander folgenden Stationen des TnJalzwerkes jeweils mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, ur- das aus der vorhergehenden Statior austretende walzgut verarbeiten zu können. Hinzukommt, daß bei der konventionellen Walzwerks-Praxis die Breite eines durch Walzen eines jietalldrahtes erzeugten Bandes im allgemeinen kleiner als der 1,5 fache Drahtdurchmesser ist. Die hohen erforderlichen Investitionskosten für eine solches Mehrstufen-Walzwerk mit dem benötigten komplizierten Antriebsmechanismus sind für das Verformen eines Runddrahtes in ein Netall-Band mit auch noch einer geringeren Breite als dem 1,5 fachen Ursprungs-Durchmesser nicht gerechtfertigt. Daher werden Metall-Bänder größerer breite bisher üblicherweise durch Zerschneiden eines breiteran F)'lech-Naterials hergestellt, wie es weiter oben geschildert ist.
In einem amerikanischen Patent Nr. 1,217,748 auf ein "Metall-Bearbeitunrsverfahren" ist ferner schon im Jahr 1913 ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung bestimmteVorrichtuna offenbart worden, um einen auf Weißglut erhitzten Runddraht in einer rt kontinuierlichem Schmiede-Prozess zwischen zwei ineinander liegenden Walzen mit glatten Oberflächen in ein profiliertes Band mit größerer Breite als dem Durchmesser des Ausgangsmaterials bei im wesentlichen gleichbleibender Querschnittsfläche umzuformen. Die Herstellung von flachen Metall-Bändern mit auf ein Mehrfaches des Durchmessers des hunddrahtes vergrößerter Breite war dabei offensichtlich nicht beabsichtigt, wie sowohl aus dem Fehlen jeglichen Hinweise auf eine solche Möglichkeit in der Patentschrift als auch aus dem gesamten Aufbau der darin beschriebenen und dargestellten Vorrichtungen zum Durchführen d.es Verfahrens d.eutlich hervorgeht. Wegen aus der jeweils einseitigen, d.h. "fliegendent', Lagerung der beiden zusammenwirkenden Werkzeugträger-Scheiben 9,9' für die profilierten umlaufenden Verformungswerkzeuge 11,12 und der sogar elastisch nachgiebig ausgebildeten Halterung für die innere Scheibe 9' sowie des nur eine verhältnismäßig dünne Bodenplatte 1 aufweisenden Traggestells 1,2 wäre eine solche Vorrichtung infolge fehlender Steifigkeit keineswegs dazu brauchbar, eine vorzugsweise im kalten Zustand eingeführten Runddraht auf die mehrfache Breite des Drahtdurchmessers zu verformen. Dieses bereits vor über sieben Jahrzehnten vorgeschlagene Verfahren hat daher auch in der Folgezeit zu keiner Weiterentwicklung.
in Richtung auf die in d.er vorliegenden Anmeldung offenbarte Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe geführt. Dies geht z.B.
aus den in jüngerer Zeit in d.er Zeitschrift "THE WIRE INDUSTRY?? vom September bzw. November 1956 erschienenen Aufsätzen von R.D. Weber mit den Titeln "Flattening Theory" bzw. nFlattening Practice" sowie einem Vortrag'von D.A. Backman, gehalten bei einer Tagung der "Wire Association11 in Baltimore, Md vom 22.
bis 25 Oktober 1962 über d.as Thema "Rolling Flat Monferous vfire " hervor. Den beiden ersten Veröffentlichungen ist zu entnehmen, daß nach der konventionellen Walzerks-Praxis nur Pänder mit Breiten unterhalb des 1,5 fachen Drahtdurchmessers herzustellen sind. In dem weiter angeführten Vortrag ist allerdings auch schon ein Versuch beschrieben worden, bei d.em ein äußerst feiner Kupferdraht mit 0,125 mm zwischen einem Paar konvexer Walzen bis auf eine Dicke von 0,025 mm bei einer Breite von O,IC75 mm ausgewalzt wurde. Dies entspricht einem Verhältnis der Breite zum ursprünglichen Drahtdurchmesser von 3,8:1. Ein derartiges Breiten/Durchmesser-Verhältnis konnte jedoch nur mit einem 800 fach größeren Durchmesser der Walzen gegenüber dem Durchmesser des zu bearbeitenden Drahtes erzielt werden, Ein solches Durchmesser-Verhältnis von 800:1 liegt aber weit außerhalb der üblichen Praxis und ist daher nur für extrem feine Drähte anwendbar. Im Falle eines Drahtes mit z.B.
6,25 mm Durchmesser müßte jede Walze nämlich einen Durchmesser von 5 m aufweisen, was zu gänzlich ungefügigen und daher auch viel zu aufwendigen Abmessungen einer für die Zwecke der vorliegenden Erfind.ung verwendbaren Vorrichtung führen würde.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und zugehörige Vorrichtungen zu schaffen zum Umformen von Metall-Drähten mit Durchmessern etwa zwischen 1 und 10 mm in Bänder mit einer mindestens 2,5 fachen, vorzugsweise mehr als 4,5 fachen breite des Drahtdurchmessers durch einen möglichst einstufigen Walzvorgang. Diese Aufgabe ist im wesentlichen durch die in-d.en Ansprüchen 1 und 6 enthaltene Vereinigun. mehrerer z.T.
bekannter Merkmale bei dem erfindungsgemäßen Verahren und der zu dessen Durchführung dienenden Vorrichtungen gelöst worden. Nach diesem Verfahren lassen sich Metallbänder aus Drähten im genannten Durchmesserbereich und den verschiedensten Werlsstoffen mit einer Fertigungseinrichtung äußerst wirtschaftlich herstellen, die nur einen geringen Bruchteil der für die Erstellung einer konventionellen Anlage zum Erzeugen derartiger Bänder durch mehrstufiges Walzen anschliel3endes Unterteilen und gegebenenfalls Nachbearbeiten aus Blechen benötigten Investitionskosten erfordert. Die Erfindung schafft somit die Voraussetzung dafür, derartige Metallbänder -und zwar auch mit den verschiedensten Querschnittsformen durch Verwendun entsprechend profilierter Arbeitsflächen der Walzen-Paare nahe bei der Stelle ihrer Weiterverarbeitung auch durch kleinere Betriebe herzustellen, was gleichzeitig 14Jinsparungen bei Tranatort- und Lagerhaltungskosten bedeutet.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zu dessen Durchführung dienenden Vorrichtung ergeben sich aus den zugehörigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung von 6 Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen mit 14 Abbildungen.
Von diesen zeigen im einzelnen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung im Querschnitt nach der Linie 1-1 in Figur 2, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Figur 1 durch die gleiche Vorrichtung, Fig. 3 eine andere beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung im Axial-Schnitt nach der Linie 3-3 der Figur 4, Fig.4 die gleiche Vorrichtung im Querschnitt nach der Linie 4-4 in Figur 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 durch die Führung zum Einleiten des Drahtes in den konvergierend.en Spaltbereich zwischen den zusammenwirkenden Walzenflächen, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Figur 5, Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie 7-7 in Figur 5, Fig. 8 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung teilwei.se in Ansicht und im Teil-Querschnitt, Dig. 9 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Metall-Band in zwei Ansichten, d.ie die erzielte Verbreiterung ohne nennenswerte Verlängerung beim Verformen erkennen lassen, Fig.10 eine Ausführungsforn der Vorrichtung, bei der die äußere Walze als zwischen drei Rollen geführter Ring ausgebildet ist im Vertikalschnitt nach der Linie 10-10 in Figur 11, Fig.11 einen Schnitt durch die gleiche Vorrichtung nach der Linie 11-11 in Figur 10, Fig.12 ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens im Schnitt nach der Linie 12-12 in Figur 13, Fig.13 einen Vertikal-Schnitt nach der Linie 13-13 in Figur 12 und Fig.14 ein gegenüber dem Beispiel der Figure 12 und 13 nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel im vergrößerten Teil-Querschnitt.
In der nachstehenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen tragen gleiche Bauelemente die selben Bezugszeichen.
ei dem in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsbei spiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Runddraht 10 mit dem Durchmesser D durch eine Eintrittsöffnung 12 eines gestells 15 in die '.-Jalz-Vorrichtung eingeführt. Das Gestell 15 besteht aus zwei vertikalen parallel zueinander nit einem gewissen Abstand angeordneten Wangen 14 und 16, die an ringförmigen Gestellteilen 20 durch Schrauben 22 befestigt sind. Die ringförmigen Gestellteile 20 sind spiegelbild.lich gestaltet und in runde Ausnehmungen 21 der Innenseiten der a-estell-Wangen 14 und 16 eingesetzt. Die Einlaßöffnung 12 PUr den Draht 10 ist der vertikalen Gestell-Wang 1', vor-es Eine kräftig bemessene Welle 25 ist im stell 16 zentrisch mittels der Kollenlager 26 und drehbar abgestützt, die ihrerseits von den vertikalen Gestell-Wangen 14 und 16 hetragen werden. Ben ringförmige Gestellteil 20 trägt eine äußere ringförmige Salze 30, die durch die Rohllenlager 32 drehbar im Gestell angeordnet ist. Die Welle 25 trägt eine innere Walze 35, die mit der Welle drehfest verkeilt ist. Die innere alze 35 ist mit einer glatten zylindrischen Berührungsfläche 36 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird das Antriebs-Drehmoment für beide Walzen 30 und 35 über eine Kupplung auf die Welle 25 übertragen. Di£ äußere falze 30 ist frei drehbar und wird durch Reibung an der Berührungsstelle mit dem zwischen den beiden Walzen zu verformenden Metall angetrieben. Anstat die Welle 25 der inneren Walze anzutreiben kann das Antriebsdrehmoment direkt auf die äußere Walze 30 ausgeübt werden bei frei drehbarer inneren Walze 35. ine solche -nicht dargestellte- Möglichkeit, das Antriebs-Drehmoment auf die äußere Walze auszuüben besteht z z.;.
darin, die Walze 30 mit einem Kegel-Zahnkranz zu versehen, der mit einem durch das Gestell 15 hindurchgeführten Antriebs-Kegelritzel kärrimt. Die dargestellte Art, die Welle 25 der inneren Walze 35 anzutreiben, ist jedoch vorzuziehen. Nach vorstehender Beschreibung ist nur eine Walze und zwar vorzugsweise die innere angetrieben. Es ist jedoch ebenfalls möglich, beide walzen anzutreiben und dabei Schwierigkeiten infolge, der unterschiedlichen Antriebs-Drehzahlen für die beiden Walzen zu vermeiden. in solcher Antrieb beider Walzen kann als direkter Antrieb einer Walze und eines von diesem eine drehmoment-gesteuerte Kupplung von diesem abgenommen Kebenantriebes für die andere Walze gestaltet werden. Eine andere Art, beide 'Talzen anzutreiben, besteht darin, die äußere ringförmige Walze als einen Reif auszubilden, der zwischen zwei oder mehr Rollen geführt angeordnet ist, wie weiter unten beschrieben wird.
die am besten in Figur 1 zu erkennen ist, dreht sich die innere Walze 35 ufl eine erste Achse 42, während sich die Salze 30 um eine zweite Achse 44 dreht, welche gegenüber der ersten Achse 42 exzentrisch versetzt ist. Diese Exzentrizität E zwischen den Walzen 30 und 35 ergibt ein# langer sich verjüngender 40 zwischen der glatten äußeren @erührun sfläche 36 der Walze 35 und der platten inneren Berührungsfläche 34 der Walze 30.
Figur 1 zeigt eine wirksame Zone bzw. einen Verengungsbereich zwischen den Stellen 46 und 48 auf den einander gegenüberlieenden glatten ßerührungsflächen 34 und 36, wobei die Stelle J6 den Punkt bezeichnet, an dem der Draht 10 die gegenüber liegenden glatten Berührungsflächen 34 und 36 zuerst trifft, während die Stelle 48 den Punkt des kleinsten Abstandes zwischen den gegenüberliegenden glatten Oberflächen der Ualzeii ist.
dieser geringste Abstand zwischen den Walzen-Oberflächen 34 und 36 ist als das Maß G bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden erfindung beträgt die Spatweite G am Punkt 48 der beginnenden Trennung der gegenüberliegenden glatten Oberflächen beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 weniger als 31% des Drahtdurchmessers D des Drahtes 10, wobei der Abstand zwischen den Stellen 46 und 48 und damit der sich verengende wirksame Bereich der Walzenoberflächen viermal größer ist als der Durchmesser D des Drahtes 10. Unter dieser Bedingung ergibt ein in den langen sich verengenden Spalt 40 zwischen den Walzen 30 und 35 eingeführter Draht 10 ein flaches Metall-Band, dessen breite mindestens das zweieinhalbfache des ursprünglichen Drahtdurchmessers -) beträgt. Wie in Figur 2 veranschaulicht wird das so erzeugte flacheMetallband 11 durch eine Auslaßöffnung 17 im vertikalen Gestellteil 16 entnommen. Durch die Anwendung des langen sich verengenden Spaltes 40 und die Einbringung des Drahtes in die Wirksarne Zone zwischen d.en Stellen 46 und 48 wird der Draht 10 fortschreitend zusammengedrückt und abgeflacht durch eine starke Verlagerung und sich daraus ergebdendes umverteilendes blieben des verformten Metalls während sich dieses durch den langen sich verengenden Spalt zu der Stelle 48 der wiederbe-rinnenden Trennung beider Walzen-Oberflächen bewegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das umverteilende Fließen fast vollstindig nach den Seiten um ein breites band zu erzeugen. Dabei nuß man sich vorstellen, daß das Metall beim Verformen in dem ia wen sich allmählich verengenden Spalt 40 einem sehr starken Druck ausgesetzt ist. Daher ist die Reibungshaftung zwischen rYen Walzen-Oberflächen 34 und 36 und dem etall relativ hoch.
bas metall kann infolgedessen nicht nennenswert in der Längsrichtung glaiten gegenüber den Walzen-Oberflächen 34 und 36 und gleichzeitig werden die beiden Walzen-Oberflächen dazu verenlaBt, sich mit annähernd gleicher Umfangsgeschwindigkeit zu bewegen, selbst wenn nur eine von ihnen durch ei.l von außen aufgebrachtes Drehmoment angetric n wird.
Figur 9 zeigt einen Draht 1G der zu einem Fand 11 von der Breite W und der Dicke G abgeflacht ist nach dem Erfindungsgemäßen Verfahren und mit einer zu dessen Audführung dienenden Vorrichtung. Die in gleichmäßigen Abständen angebrachten Pfeile 49 an dem in zwei Ebenen dargestellten Draht und dem sich ergebenden Band lassen erkennen, daß der Draht 10 nicht nennenswert verlängert wird beim Durchgang durch den langen sich verengenden Spalt @0 bis zu dem Punkt des geringsten Abstandes lyS zwischen den Walzen. Eine andere Methode, durch die das Rehlen einer nennenswerten Verlängerung festgestellt werden kann, besteht darin, die Querschnittsflächen des Drahtes und des erzeugten Bandes zu messen und zu vergleichen. So wurde z.B. auf der Walz-Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 ein Draht aus sogenanntem reinen Elei mit einem Durchmesser von 4,83 mm entsprechend einer Querschnittsfläche FD= #D² = 23,4 mm² 4 abgeflacht in ein Band mit en. 25,4 mm Breite und 0,712 mm Dicke.
Dies entspricht einem Verhältnis W:D von ca. 5,3 bei einer Querschnittsfläche des erzeugten Bandes 'i2 = 25,4.0,712 = 18,2mm2.
Die Querschnittsfläche des erzeugten bandes lag also verhältnismäßig nahe bei der Querschnittsfläche des Drahtes, was erkennen läßt, daß tatsachlich nur sehr wenig Metall in Längsrichtung des Walzvorganges verschoben wurde. (juur der Anfang und das Ende des Drahtes, cie keiner Behinderung genen eine Verformung in Längsrichtung unterliegen, zeigen eine etwas größere Verlängerung.) Die gesamte Verformung des Runddrahtes zu einem breiten flachen Band ist 6--ier als einstufiger Walzvorgang geschildert und dargestellt. Es ist jedoch selbsverständlich, daß beim Bearbeiten vor härteren aterialien auch mehrere aufeinander folgende Walzvorgänge ausgeführt werden können, um die gewünschte Verbreiterung bei vernünftigen Drücken zu erzielen. Ebenso kann man auch eine Vorrichtung mit noch längerem sich verengenden Spalt im Berührungsbereich zwischen dem Werkstück und den Walzen-Oberflächen benutzt werden, wobei sich der zum Verformen erforderliche gesamte Druck über eine äußere Arbeitsfläcbt verteilt und der örtliche Flächen druck auf die gerührungsflächen der Walzen verringert wird.
ie Figuren 3 und 4 zeigen eine ander Ausführungsform der Erfindung, bei der das Gestell 15 aus einem äußeren Gestellteil 60 sowie geteilten oberen und unteren Gestellteilen 62 und 64 besteht, die durch Schrauben 65 miteinander verbunden sind. Die oberen und unteren Gestellteile 62 unc 64 enthalten Gleitlager 66, in denen die Welle 25 der inneren Walze 35 drehbar ist.
Ein weiteres Gleitlager 68 ist zwischen Lagerringen 70 und 72 angeordnet, die gegen Drehen durch Stifte 74 am Gestell gehalten sind. Die äußere Walze 30 ist im Gestell 15 innerhalb des Gleitlagers 68 drehbar angeordnet. Die unteren Gestellteile 64 sind.
mit ferstärkungsrippen 67 versehen. Ringförmige lösbare Deckel 70 und 71 sind auf beiden Seiten des Gestells 15 angebracht, iim das Austreten von Schmiermittel zu verhindern und die Lager zu schützen. Alle Lager bestehen in diesem Beispiel sus einer porösen und mit Schmiermittel getränkten Bronze. Rerner sind an den inneren Flächen des unteren Gestellteile 64 Räume 75 vorgesehen, um einen Schmiermittel-Vorrat zum Einziehen in die Lager 66 und 68 aufzunehmen.
Der Draht 10 wird durch ein Führungsstück 76 zwischen die Walzen 30 und 35 eingeführt, wie am besten in den Figuren 5;,6 und 7 zu erkennen ist. Das Führungsstück 76 weist im inneren einen Kanal 78 auf, durch den der Draht in den langen allmählich sich verengenden Spalt 40 eingeführt wird zwischen den im gleichen Drehsinn umlaufenden Walzen 30 und 35;, wobei die Drehachse 42 der inneren Walze 35 um das Maß L exzentrisch zur Drehachse 44 der Hohlwalze 30 angeordnet ist. So wird ein langer allmählich enger werdender Spalt 40 zwischen den gegenüberliegenden glatten Walzen-Oberflächen gebildet, deren Stelle der größten Annäherung 48 mit dem geringsten Abstands-Maß G in den Figuren 3 und 4 auf dem unteren Teil der Walzen dargestellt ist. Die Arbeitsweise des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die gleiche, wie sie weiter oben mit Bezug auf das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Beispiel beschrieben wurde.
elbstverständlich kann auch bei dieser Vorrichtung eine Draht-Einführung ähnlich der in den Figuren 5 bis 7 dargestellten ii Verbindung mit dem beispiel der Figuren 1 und 2 verwendet werden. Der Draht 10 wird in den langen sich allmählich verengenden Spalt 40 in figur 3 eingeführt und tritt als flaches Band 11 aus, dessen Breite W mindestens das 2,5 fache des Durchmessers D des eingeführten Drahts @0 beträgt. Das Antriebs-Drehmoment zum drehen der beiden Walzen 30 und 35 in den '9i uren 3 und 4 wird vorzugsweise über eine Antriebs-Verbindung bzw. Kupplung 27 (Fig.4) auf die Welle 25 übertragen.
Figur 8 zeigt wieder ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die innere Walze 35 eine kugelförmige glatte äußere Berührungsfläche 36 aufweist und mittels der Welle 25 um eine erste Achse 42 drehbar ist, während die äußere Walze 30 eine zweite Drehachse 44 aufweist. Diese zweite Achse i4 ist dabei in d.iesem all gegenüber der ersten Achse 42 sowohl um das Maß g exzentrisch angeordnet, um den langen sich allmählich verengenden Spalt zwischen den Walzen-Oberflächen zu bilden, wie bei den vorangegangenen Beispielen beschrieben, als auch zusätzlich um einen gewissen Winkel geschränkt angebracht.
Tiierdurch wird einmal das Einführen des zu walzenden Drahtes 10 in den sich verengenden Spalt 40 -wie bei den vorigen Beispielen- erleichtert sowie auch das Herausführen des erzeugten Bandes 11. Die innere glatte Berührungsfläche 34 der äußeren Walze 30 Ist dabei ebenfalls Teil einer Kugel-Hohlfläche mit einem Krümmungsradius entsprechend dem Krümmungsradius der Kugelfläche 36 zuzüglich dem Spaltmaß G. Wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen ist das Spaltmaß G der geringste Abstand zwischen den Walzen-Oberflächen 34 und 36. Die windschiefe geschränkte Anordnung der beiden Drehachsen 44 und 42 bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist dabei gleichzeitig dazu geeignet, den angetrebten Materialfluß quer zur Durchlaufrichtung durch d.en Spalt zwischen den beiden walzen wirksam zu unterstützen und dadurch das erreichbare Verhältnis von Bandbreite W zum Drahtdurchmesser D noch weiter zu steigern.
Teile der ringförmigem Gestellteile 20 halten -wie dnrgestelltdas Wälzlager 32 für die äußere Walze 30 an seinem Platz.
ebenfalls ist in d.er Zeichnung ersichtlich, wie die beiden seitlichen $Gestellteile 14 und 16 die Wälzlager 26 und 28 für die zelle 25 aufnehmen.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann auch die äußere Walze 30 lediglich durch die Welle 25 mit angetrieben werden, die die innere Walze 35 direkt in Drehung versetzt, wenn nämlich der Draht 10 in dem sich verengenden Spalt 40 zwischen die beiden Walzen eingeführt ist und mit den glatten gegenüberliegenden Flächen 34 und 36 in Berührung kommt.
Sobald der Draht 10 sich zwischen den beiden Walzen-Oberflächen festgeklemmt hat, dreht sich die Walze 30 nämlich auch ohne äußeren Antrieb in derselben Drehrichtung und mit angenähert gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Walze 35. Die beiden Walzen brauchen nicht gleich breit zu sein. Wichtig ist nur, daß die sich gegenüberliegenden Flächen der Walzen einen langen, sich allmählich verengenden in der beschriebenen Art bilden mit genügendem Abstand und einer Breite, die das Einbringen des Drahtes in den Spalt ermöglicht sowie das folgende Abflachen darin und das Entfernen des sich ergebenden Bandes daraus.
Wenn die Absicht besteht, die relative Länge des langen sich allmählich verengenden Spaltes 40 bei einem vorgegebenen Endmaß G zu vergrößern, ist der Außendruchmesser der Oberfläche 36 der inneren Walze 35 dem Innendurchmesser der Oberfläche 34 der äußeren Walze 30 anzunähern, d.h. ihr Durchmesser-Unterschied zu verringern. Um trotzdem ausreichenden Platz zum Einführen des Drahtes und Entfernen des Bandes in den bzw. aus dem Spalt zu gewinnen, müssen die Durchmesser beider Walzen und damit die Abmessungen der ganzen Vorrichtung entsprechend vergrößert werden.
Bei dem in den Figuren 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die äußere als Ring ausgebildete Walze 30 zwischen drei Walzen 35, 81 und 82 gehalten. Die innere Walze 35 übt dabei die gleiche Funktion aus wie bei den anderen Beispielen beschrieben und die beiden Gegenrralzen (Rollen) 81 und 82 stützen die Ringwalze 30 auf der Außenseite ab. Das Antriebs-Drehmoment kann dabei entweder auf die Walzen (Rollen) 81 und/oder 82 und gleichzeitig -wenn gewünscht- auf die innere Walze 35 über Wellen-Stummel 83 bzw. 27 ausgeübt werden. An iniiidestens einer der Stützwalzen (Rollen) 81 und/oder 82 sind im Abstand voneinander Bunde 84 angeordnet, um die Walze 30 in ihrer richtigen Lage zur Walze 35 zu führen. Die Welle 25 der inneren Walze 35 ist in den Lagern 88 und die Wellen 89 der beiden Stützwalzen (Rollen) 81 und @2 in Lagern 90 montiert. Es ist wiederum ein langer sich allmählich verengenden Spalt 40 vorhanden, der von den glatten äußeren bzw.
inneren Berührungsflächen 36 und 34 der beiden Walzen 35 und 30 gebildet wird. Der gerinste Abstand G zwischen den Berührungsflächen 34 und 36 ist kleider als 31 des Durchmessers eines Drahtes, der in dem sich verengenden Spalt 40 gewalzt werden soll. Ferner entspricht die Länge der Berührungsstrecke dieses sich verengenden Spaltes 40 mindestens dem vierfachen Durchmesser des zu walzenden Drahtes.
Bei dem in den Figuren 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiel eist die innere Walze 35 zwei Schultern 92 mit gegenüberliegenden Flanken 91 auf, die ihre glatte Berührungsfläche 36 seitlich begrenzen. Die äußere Ring-Walze 30 weist eine bundartige innere Berührungsfläche 34 auf, deren Seitenflächen 93 genau zwischen die Flanken 91 der Schultern 92 passen. Damit wird erreicht, daß die vorspringende innere Oberfläche 34 der Ringwalze 30 zwischen die Schultern der inneren Walze 35 nach Art eines Bundes und einer Nut eingreifen und dabei die Ring-Walze 30 in ausgerichteter Lage führen. Die Stützwalzen (Rollen) 8i und 82 benötigen in diesem Fall keine Führungs-Schultern wegen der Bund-Nut-Wirkung zwischen der Ring-Walze 30 und der inneren Walze 35. Ein Vorteil dieser Bund-.wut-Anordm1ng entsprechend Figur 13 besteht auch darin, daß die Flanken 91 genau die gewünschte Breite des herzustellenden Bandes bestimmen und rechteckige Kanten des Bandes erzeugen können. So können beispielsweise die Flanken 91 in einem Abstand von 5 D angeordnet werden ziim Herstellen eines Bandes mit einem genauen Dickenmaß G und einer Breite 1f, die das Fünffache des zu walzenden Drahtdurchmessers beträgt. m sicherzustellen, daß die engste Stelle G des sich verengenden Snaltes 40 völlig mit dem verformten Metall ausgefüllt wird, sollte die Quers chnit tsfläclie W.G des erzeugten Bandes etwas kleiner sein, als die ursprüngliche Querschnittsfläche des Drahtes # D² nach folgender Berrechnung: 4 # D² (a) W x G < 4 (b) W = 5 x D (als Beispiel) (c) 5D x G < 4 3 (d) G < 5D . 4 (e) G < 0,157 D enn die Breite W des Bandes 2,5 . D betragen sollte, würde die vorstehende Berechnung G G < 0,314 . D ergeben.
In dem Ausmaß, in welchem ein kleiner Überschuß des Querschnitts eines in den Spalt 40 eintretenden Drahtes gegenüber dem Querschnitt des erzeugten Bandes besteht, erfolgt ein geringes Verformen des Metalls auch in Walzrichtung. Das Metall wird dabei zunächst nach den Seiten verformt bis der Querschnitt zwischen den Schultern 91 völlig ausgefüllt ist, dann wird der geringe Metall-Überschuß dazu gezwungen, in Längsrichtung vorwärts durch den engsten Spalt-Querschnitt mit dem Maß G zu fließen.
Wie in Figur 14 dargestellt, kann die glatte Berührungsfläche 36 der inneren Walze 35 jedes beliebige Profil z.B. abgeschrägte Kanten 94 als Fortsetzung der Flanken 91 aufweisen. In ähnlicher Weise kann die vorstehende Berührungsfläche 34 der Ring-Walze 30 ein beliebiges Profil z.B. ebenfalls in Form abgeschrägter Kanten 96 als Fortsetzung seiner äußeren Seitenflächen 93 besitzen. Auf diese Weise können aus einem RWnddraht Bänder mit jedem gewünschten Querschnittsprofil durch Verwendung entsprechend profilierter Walzen hergestellt werden, wobei natiirlich bei der Berechnung des jeweils erforderlichen Abstand-Maßes G der Einfluß der Profilierung auf die Querschnittsfläche des Bandes berücksichtigt werden muß. Mit anderen Worten ausgedrückt: Unter Verwendung von mit einer iTnfangs-Nut bzw einem Umfangs-Bund versehenen walzen lassen sich auch Bänder mit sehr genauer Breite und Dicke sowie beliebiger Profilierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit lIilfe der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtungen dadurch herstellen, daß der Querschnitt des als Halbzeug dienenden Runddrahtes geringfügig größer gewählt wird, als die Querschnittsfläche des herzustellenden Bandes.
Verfahrens- Beispiele: 1. Ein Runddraht aus sogenanntem Rein-Blei mit einem Durchmesser von 4,82 mm wurde zu einem Band mit ca. 25,4 mm Breite und 0,5 mm Dicke ausgewalzt. Dies entspricht einem Verhältnis von Breite W zu Dicke D des Drahtes von ca. 5,3.
2. Ein Lötdraht aus einer Blei-Zinn-Legierung mit einem Durchmesser von ca. 3,12 mm wurde zu einem Band mit einer Breite W von 15,5 mm und einer Dicke von ca. 0,4 mm ausgewalzt. Dies entspricht einem Verhältnis W : D von ca. 5,0.
3. Ein Runddraht aus sogenanntem Rein-Blei mit einem Durchmesser D von ca. 6,09 mm wurde zu einem Band mit einer Breite W von ca. 33 mm und einer Dicke von ca. 0,76 mm ausgewalzt.
Dies entspricht einem Verhältnis W : D von ca. 5,5.
Um das Dicken-Maß G des herzustellenden Bandes möglichst genau einzuhalten, können bei Verwendung von mit einem TJmfangsbunde bzw. Umfangsnut versehenen Walzen gemäß den Figuren 13 oder 14 die Schuldern 92 an der inneren Walze so gestaltet werden, daß sie sich rollend mit den inneren Schultern 98 der äußeren Walze berühren. Auf diese Weise läßt sich das Dicken-Maß G des erzeugten Bandes allein und vollständig durch die Abmessungen der beiden Walzen 30 und 35 bestimmen.
Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, den zu walzenden Draht evtl. auch vorzuwärmen, um den örtlichen Flächendruck an den Berührungsflächen der Walzen mit dem Metall zu verringern. Außerdem kennen die Walzen mit so hoher Geschwindigkeit betrieben werden, daß das Metall sich von selbst infolge der zum Verformen aufgewandten mechanischen Energie erwärmt beim Durchlaufen des langen sich verengenden Spaltes 40.
Es können natürlich auch beide Maßnahmen zusammen getroffen werden, d. h. der Draht vorgewärmt und durch die Verformung beim Durchlaufen des langen sich verengenden Spaltes ltO weiter erhitzt wird.
Während in den Figuren 10 und 12 zwei Stützwalzen (Rollen) 81 und 82 dargestellt sind, die mit der Außenfläche 100 der Ring-Walze 30 zusammenwirken, kann selbstverständlich wahlweise auch nur eine Stiitzwalze (Rolle) verwendet werden, deren Achse dann in der gleichen Ebene anzuordnen ist wie die beiden exzentrisch versetzten Achsen 42 und 44 der Walzen 35 bzw. 30, um die Ring-Walze 30 zwischen der inneren Walze 35 und der Stützwalze (Rolle) zu halten. Mit anderen Worten: eine solche einzelne Stützwalze (Rolle) muß direkt unter den Drehachsen 42 und 44 in Berührung mit der Außenfläche 100 stehen.
Obgleich in den oben beschriebenen drei Beispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens nur Drähte aus Blei und einer Blei-Legierung erwähnt wurden, ist es selbstverständlicn, daß Blei-und Blei-Legierungs-Draht in der ersten Versuchs-Vorrichtung nur der Einfachheit halber verwendet wurden. Diese Beispiele sollen die Erfindung keineswegs beschränken, da auch Drähte aus anderen Metallen und Legierungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der zu seiner Ausführung dienenden Vorrichtungen zu Bändern verarbeitet werden können.
Drähte aus Metall oder einer Legierung, die schwieriger zu verformen sind, können durch Erwärmen vor dem Bearbeiten bildsamer gemacht werden. Andererseits können auch noch steifere Walzvorrichtungen verwendet werden, falls es lrünschens+sert ist, solche Drähte bei niedrigeren Temperaturen zu bearbeiten.
Soweit andere Abwandlungen und Veränderungen zum Erfüllen besonderer Bedingungen und Anforderungen fiir die Bearbeitung den Fachleuten offensichtlich erscheinen, ist die Erfindung nicht auf die in der Beschreibung und in den Zeichnungen erwanten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern schließt alle Giquivalenten Abwandlungen ein, die keine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung gemäß den Ansprüchen darstellt.

Claims

Anlage zur Patentanmeldung P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zum Herstellen von dünnen und verhältnismäßig schmalen Metall-Bändern durch vorzugsweise einstufiges Verformen eines Runddrahtes mit einer Querschnittsfläche t die mit der Querschnittsfläche des herzustellenden Bandes zumindest angenähert übereinstimmt, zwischen zwei Walzen mit glatten Oberflächen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung zweier in einem gemeinsamen Gestell gelagerten Walzen (35,30), von denen die eine Walze (35) mit kleinerem Durchmesser und einer konvexen Oberfläche (36) innerhalb der größeren Walze (30) mit einer konkaven Oberfläche (34) mit um ein gewisses Maß (E) exzentrischen Achsen (42,44) angeordnet und mindestens eine der Walzen mechanisch antreibbar ist, und zwischen den Oberflächen (36,34) beider Walzen (35,30) an der engsten Stelle (48) ein Spalt (8) mit einer der Dicke des herzustellenden Bandes entsprechender Weite (G) und einer mindestens dessen Breite (W) entsprechender Breite gebildet wird, in der der nahe dem weitesten Abstand der Walzen-Oberflächen (36,34) vorzugweise im kalten Zustand einlaufende Runddraht beim Durchgang durch den sich allmählich verengenden von den Walzen-Oberflächen gebildeten Spalt (40) unter angenäherter Beibehaltung seiner ursprünglichen Länge nach den Seiten in eine Bandform mit mindestens zweieinhalbfacher, vorzugsweise mehr als vierfacher Breite des ursprünglichen Drahtdurchmessers verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Ränder des Metall-Bandes beim Walzen in eine durch die Begrenzungsflächen einer Umfangsnut und eines Umfangsbundes an den beiden Walzen (35,30) bestimmte Form gebracht werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, d a d u r c 11 g e k e n n z e i c h n e t , daß das Umformen des Drahtes zum Band in dem sich allmählich verengenden Spalt (40) zwischen zwischen der ersten Berührungsstelle des Drahtes mit den Oberflächen (36,34) beider Walzen (35,30) und der engsten Stelle (48) des Spaltes beim Durchlaufen einer mindestens dem vierfachen Drahtdurchmesser entsprechenden Strecke erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Querschnitt des zwischen den Walzen-Oberflächen (36,34) und den Flanken (91 bzw. 93) der Umfangs-Nut bzw. des Umfangs-Bundes gebildeten düsenförmigen Spaltes (40) an der engsten Stelle (48) geringfügig kleiner als der Querschnitt des als Ausgangsmaterial verwendeten Runddrahtes ausgeführt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der als Ausgangsmaterial verwendete Runddraht vor dem Einführen zwischen die Walzen vorgewärmt wird.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Vereinigung folgender z.T. bekannter Merkmale: a) Verwendung von zwei in einem gemeinsamen gegebenenfalls mehrteiligen Walzen-Gestell (15) drehbar gelagerten Walzen mit unterschiedlich großen Durchmessern der wirksamen Dralzen-Oberflächen (36,34), von denen die eine Walze (35) mit kleinerem Durchmesser ihrer konvexen Oberfläche (36) innerhalb der anderen Walze (30) mit größerem Durchmesser ihrer konkaven Oberfläche (34) angeordnet ist, b) die beiden Walzen (35,30) sind um zwei verschiedene Achsen (42,44) drehbar in dem gemeinsamen Walzen-Gestell (15) gelagert, die um ein der Stärke (G) des herzustellenden Metall-Bandes entsprechendes Maß (E) exzentrisch zueinander versetzt angeordnet sind, und von denen mindestens eine der beiden Walzen mechanisch so antreibbar ist, daß die Walzen-Oberflächen (36,34) während des Walzens gleiche Umfangsgeschwindigkeiten aufifeisen, c) der Durchmesser-Unterschied zwischen den zusammenwirkenden Oberflächen (36,34) der beiden Walzen (35,30) ist genügend groß, so daß diese an der der engsten Stelle (48) des Spaltes (40) gegenüberliegenden Stelle einen den Durchmesser des zu verformeijden Runddralites übersteigenden Abstand aufweisen, d) die beiden Walzen (35,30) sind in syiinetrisch zum Arbeitsbereich angeordneten Lagern (2t,28,32 bzw. 66,88,90) in dem gemeinsamen Walzengestell abgestützt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die äußere Walze (30) als Ringkörper ausgestaltet ist, der durch vorzugweise zwei an der Außenfläche (100) des Ringkörpers angreifende gegebenenfalls mechanisch antreibbare Stützwalzen (81,82) gegen die innere Walze (35) anpreßbar ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zur Walzenmitte gerichteten Begrenzungsflächen (91,96) einer Umfangsnut und eines Umfangsbundes eine der Randform des herzustellenden Bandes entsprechenden Form aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß diese in der Nähe des größten Abstandes zwischen den Oberflächen (36,34) der beiden Walzen (35,30) mit einer Einrichtung (76) zum Umlenken des zwischen die Walzen von der Seite einzubringenden Runddrahtes in die Umlaufrichtung der Walzen-Oberflächen (36,34) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Länge des Spaltes (40) zwischen den Oberflächen (36,34) der beiden Walzen (35,30) von der mit dem Draht durchmesser übereinstimmenden Umfangsstelle bis zur engsten Stelle(48) etwa viermal größer als der Durchmesser des bearbeitenden Runddrahtes ist.
11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch l, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die innere Walze (35) eine teil-kugelige Oberfläche (36) und die äußere Walze (30) eine teil-hohlkugelige Oberfläche (34) aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Drehachsen (42,44) der beiden Walzen (35,30) um das Exzentrizitätsmaß (E) versetzt und um einen Winkel gescllränkt windschief zueinander angeordnet sind.