DE69631272T2

DE69631272T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Draht

Info

Publication number: DE69631272T2
Application number: DE1996631272
Authority: DE
Inventors: Kohachiro Ohashi
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1995-10-14
Filing date: 1996-10-14
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: EP0768124B1; CA2187720C; EP0768124A2; CA2187720A1; EP0768124A3; DE69631272D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Draht, insbesondere zur Herstellung von Draht mit einem Durchmesser von weniger als 5,5 mm.
Hintergrund der Erfindung
Als herkömmliche Verfahren zum Herstellen von Metalldraht sind ein Metallziehprozess, ein Metallwalzprozess und ein kombinierter Prozess der beiden vorgenannten bekannt. Das Metallziehverfahren ist hauptsächlich zur Herstellung von Feindraht verwendet worden, wobei ein Werkstück nacheinander durch eine Mehrzahl von Ziehlochplatten gezogen wird, wobei die Bemesseungswege bzw. Dimensionierungsdurchgänge nacheinander abnehmen. Andererseits wird bei dem Metallwalzprozess ein Werkstück nacheinander durch eine Mehrzahl von Walzenpaaren gewalzt, welche abwechselnd so angeordnet sind, dass der Winkel zwischen den Walzenachsen benachbarter Walzenpaare im Wesentlichen 90° beträgt. Dieser Prozess erreicht eine höhere Produktivität im Vergleich mit dem Metallziehprozess.
In vielen Fällen des Metallwalzprozesses weisen die zwei Walzen jedes Walzenpaares auf ihren Walzoberflächen Nuten bzw. Rillen auf, welche jeweils einen Dimensionierungsdurchgang zum Bestimmen der Querschnittsgestalt des sich ergebenden Drahts ausbilden. Durch Verwenden einer ovalen Gestalt des Dimensionierungsdurchgangs für ein stromaufwärtiges Walzenpaar und einer kreisförmigen Gestalt eines Dimensionierungsdurchgangs für ein unterstromabwärtiges bei benachbarten Walzenpaaren wird eine hohe Drahtproduktivität erreicht, da die Flächenreduktion gegen das Werkstück bzw. dessen Material bei jedem Walzdurchgang zunimmt.
Der Metallwalzprozess weist jedoch ein Problem dahingehend auf, dass das Werkstück (oder der Draht) manchmal verdreht bzw. verdrillt wird, wenn es von dem stromaufwärtigen Walzenpaar in das stromabwärtige eingeführt wird. Die Tendenz, dass eine solche Verdrehung auftritt, ist in dem Fall, dass die Gestalten der Dimensionierungsdurchgänge zwischen stromaufwärtigem und stromabwärtigem Walzenpaar unterschiedlich sind, insbesondere in dem Fall einer Kombination von oval/kreisförmigen Dimensionierungsdurchgängen, ziemlich hoch. Jedenfalls kann die Verdrehung bzw. Verdrillung des Werkstücks zu solchen Problemen wie einem unregelmäßigen Querschnitt des sich ergebenden Drahts oder einem Abschneiden des Materials führen.
Eines von wirksamen Verfahren zum Verhindern einer Verdrehung des Werkstücks ist die Verwendung von Hilfswalzenführungen zum Führen der Einführung des Werkstücks in das Walzenpaar. Die Größe der Walzenführungen wird jedoch mit abnehmendem Durchmesser des sich ergebenden Drahts kleiner, und es wird praktisch unmöglich, solche Walzenführungen zu verwenden, wenn der Durchmesser des Drahts weniger als 5,5 mm beträgt, so dass es als sehr schwierig angesehen wurde, Feindraht mit einem Durchmesser von weniger als 5,5 mm durch den Metallwalzprozess herzustellen.
Daher wird in dem Prozess des Stands der Technik zum Herstellen eines solchen Feindrahts zuerst das Werkstück auf den Durchmesser von etwa 5,5 mm gewalzt, und danach durch Verwenden von Ziehlochplatten auf einen gewünschten Durchmesser von weniger als 5,5 mm gezogen. Dieser Prozess weist jedoch einen Nachteil dahingehend auf, dass die hohe Produktivität des Metallwalzprozesses reduziert ist, da der Metallziehprozess, dessen Produktivität ziemlich gering ist, kombiniert werden sollte. Darüber hinaus kann der Metallziehprozess nur für den Kaltbearbeitungsprozess angewendet werden, so dass zum Herstellen von Drähten schwierig zu bearbeitender Materialien wie etwa Schnellarbeitsstahl oder hochlegiertem Stahl zu jeder gewünschten Anzahl von Ziehdurchgängen ein Entspannungsglühen durchgeführt werden sollte, so dass die Produktivität sich weiter verschlechtert.
Die europäische Patentoffenlegungsschrift Nr. 0 543 479 A1, deren Merkmale den Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 bilden, offenbart ein Walzwerk mit einer Mehrzahl von entlang einer Werksdurchgangslinie angeordneten Walzenständern, wobei jeder Walzenständer wenigstens ein erstes Paar von Arbeitswalzen hierauf montiert aufweist. Eine Oval/Rund-Bearbeitungssequenz wird durch Walzenpaare ausgeführt, die zueinander um 90° verlagert sind, so dass eine Oval/Rund-Bearbeitungssequenz durchgeführt wird, wobei jedes Walzenpaar durch einen einzelnen Walzenständer getragen wird. Jedes ungeradzahlige Walzenpaar (R1, R3, R5, ...) bearbeitet einen runden Querschnitt in einen ovalen Querschnitt, während jedes nachfolgende geradzahlig Walzenpaar (R2, R4, R6, ...) den ovalen Querschnitt des jeweils vorangegangenen ungeradzahligen Walzenpaars in einen runden Querschnitt arbeitet. Jeder herkömmliche ungeradzahlige Walzenständer, der ein (oval walzendes) Walzenpaar aufweist, kann durch einen modifizierten Walzenständer ersetzt werden, der zwei Walzenpaare aufweist, welche beide in der gleichen Richtung arbeiten. Ein Intervall "A" zwischen dem vorhergehenden geradzahligen (rundwalzenden) Walzenpaarständer und dem modifizierten Walzenständer wird verringert, um einer Verdrehungstendenz des Drahts Rechnung zu tragen.
Weitere Informationen über den Stand der Technik können in der europäischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 0 519 470 A2 gefunden werden, welche ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Draht eines Durchmessers von 5 mm oder weniger offenbart, welches ein kontinuierliches Walzwerk mit einer Mehrzahl von nacheinander angeordneten Ständern mit vier rund genuteten Walzen verwendet, wobei die vier genuteten Walzen zwischen benachbarten Vierfachwalzenständern um 45° relativ zueinander um die Durchgangslinie herum verlagert sind und der Abstand von Mitte zu Mitte der benachbarten Walzenständer, gemessen in der Richtung der Durchgangslinie, nicht größer als das Fünfzigfache des Durchmessers des Stabs beträgt.
Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Draht mit einem Durchmesser von weniger als 5,5 mm anzubieten, welche eine hohe Produktivität und eine hohe Drahtqualität erreichen, indem eine Verdrillungstendenz des Werkstücks weiter unterdrückt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 27 erreicht. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand in der von diesen abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung der unabhängigen Ansprüche 1 und 27 stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Draht durch Walzen eines Werkstücks bzw. dessen Materials nacheinander mit einem ersten Walzenpaar und einem zweiten Walzenpaar, die in der Zufuhr- bzw. Zuführungsrichtung des Werkstücks voneinander entfernt beabstandet angeordnet sind, bereit. Eine Winkellage von Drehachsen des ersten Walzenpaars unterscheidet sich von der des zweiten Walzenpaars, so dass das Werkstück jeweils in unterschielichen Richtungen gewalzt und die Gestalt und/oder Lagebeziehung jeweiliger Walzen des ersten und des zweiten Walzenpaars derart ausgebildet ist, dass sich die Gestalt des Querschnitts des gewalzten Drahts nach dem ersten Walzenpaar von der nach dem zweiten Walzenpaar unterscheidet. Das erste und das zweite Walzenpaar sind derart angeordnet, dass ein Verhältnis von L/D, wobei L der Mittenabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar und D der nach Walzen des zweiten Walzenpaars ist, weniger als 30 beträgt. Die Gestalt und/oder Lagebeziehung jeweiliger Walzen des ersten und zweiten Walzenpaars sind derart ausgebildet, dass nach dem zweiten Walzenpaar erhaltener Draht einen im Wesentlichen runden oder quadratischen Querschnitt und einen resultierenden Durchmesser D von weniger als 5,5 mm aufweist.
Durch voneinander beabstandetes Anordnen des ersten und des zweiten Walzenpaars mit L/D von weniger als 30 kann das Werkstück wirksam vor einer Verdrillung während eines Walzens geschützt werden, ohne irgendwelche Walzenführungen zu verwenden, wodurch eine Herstellung von Draht mit einem Durchmesser von weniger als 5,5 mm durch einen Metallwalzprozess ermöglicht wird und eine sehr hohe Effizienz zur Herstellung eines solchen Feindrahts im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren wie etwa dem Metallziehprozess erreicht wird.
Des weiteren ist die Flächenreduktion des Werkstücks, die durch jedes Walzenpaar erreicht wird, in einem Bereich von 5–35% festgelegt. Die Flächenreduktion von weniger als 5% führt zu einer schlechten Drahtproduktivität, und eine solche, die 35% überschreitet, bewirkt einen übermäßigen Bearbeitungsgrad, was zur Erzeugung von Fehlern in dem Werkstück oder der Beschädigung der Walzen führen kann. Die Flächenreduktions ist vorzugsweise in einem Bereich von 10–35% festgelegt.
Die Vorrichtung dieser Erfindung weist ein erstes und ein zweites Walzenpaar auf. Wenigstens eines dieses ersten und zweiten Walzenpaares kann so konstruiert sein, dass es zwei Walzen aufweist, von denen jede eine Nut bzw. Rille auf der Umfangsoberfläche hiervon zum Ausbilden eines Dimensionierungsdurchgangs bzw. Bemessungswegs aufweist, welcher die Querschnittsgestalt des Drahts bestimmt. Gemäß dieser Konstruktion kann der Querschnitt des Drahts in einer gewünschten Gestalt präzise ausgebildet werden. Die Optimierung der Gestalten der Dimensionierungsdurchgänge des ersten und des zweiten Walzenpaars kann bei Aufrechterhalten einer hohen Maßgenauigkeit und eines guten Bearbeitungszustands des Drahts die Drahtproduktivität verbessern, da für jeden Walzdurchgang eine hohe Flächenreduktion erzielt werden kann.
Zum Erhalten eines Drahtdurchmessers von weniger als 5,5 mm ist die Breite der Nuten auf weniger als 7 mm für das erste Walzenpaar und weniger als 6 mm für das zweite Walzenpaar festgelegt. Andererseits kann der Draht durch Verwenden eines Walzenpaars mit glatten Walzoberflächen ohne Nuten hergestellt werden. In diesem Fall beträgt der zwischen zwei Walzen ausgebildete Zwischenraum weniger als 7 mm für das erste Walzenpaar und weniger als 6 mm für das zweite Walzenpaar. In beiden Konstruktionen ist der Mittenabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar L auf weniger als 50 mm festgelegt. Eine benachbarte Anordnung des ersten und des zweiten Walzenpaars mit dem Mittenabstand L von weniger als 50 mm kann das Werkstück wirksam vor einer Verdrehung während des Walzens schützen.
Um das Werkstück vor einer Verdrehung zu schützen, wird der Mittenabstand L vorzugsweise so klein wie möglich mit einem Abstand, in welchem keine gegenseitige Beeinflussung zwischen den benachbarten Walzenpaaren auftritt, festgelegt. Insbesondere kann der Mittenabstand L gemäß dem Außendurchmesser jeder Walze festgelegt werden. Wenn der Außendurchmesser d der Walzen des ersten Walzenpaars der gleiche ist wie der des zweiten Walzenpaars, ist das Verhältnis L/d vorzugsweise auf weniger als 1,2 und in besonders bevorzugter Weise auf weniger als 1,0 festgelegt.
Das erste und das zweite Walzenpaar können abwechselnd so angeordnet sein, dass der Winkel zwischen den Drehachsen hiervon im Wesentlichen 90° beträgt. Genauer gesagt, kann das erste Walzenpaar in der Art konstruiert sein, dass es das Werkstück so walzt, dass das Querschnittsmaß des Werkstücks in einer Richtung der Walzreduktion D1 kürzer wird als in einer Richtung senkrecht zu der Richtung der Walzreduktion D2, und das zweite Walzenpaar das Werkstück so walzt, dass das Verhältnis der Maße D2/D1 verringert wird. Gemäß dieser Konfiguration kann für jeden Walzdurchgang eine hohe Flächenreduktion erzielt werden, wodurch sich die Drahtproduktivität verbessert.
Die Dimensionierungsdurchgänge können in unterschiedlichen Gestalten zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar ausgebildet sein, wodurch sich die Drahtproduktivität verbessert, während eine hohe Maßgenauigkeit und ein guter Bearbeitungszustand aufrecht erhalten werden. Beispielsweise kann der Dimensionierungsdurchgang für das erste Walzenpaar in einer ovalen Gestalt und für das zweite Walzenpaar in einer kreisförmigen Gestalt ausgebildet sein. Eine solche Konfiguration der Dimensionie rungsdurchgänge erzielt eine hohe Maßgenauigkeit und Produktivität von Draht mit einem kreisförmigen Querschnitt.
Die Vorrichtung kann so konstruiert sein, dass eine Mehrzahl von Walzenpaareinheiten, von denen jede das erste und das zweite Walzenpaar aufweist, in der Zufuhrrichtung des Werkstücks angeordnet sein können, und das Werkstück nacheinander durch die Walzenpaareinheiten gewalzt werden kann. Gemäß einer solche Konfiguration kann das Werkstück nacheinander so gewalzt werden, dass Feindraht auch aus einem Werkstück mit einem großen Querschnitt hergestellt werden kann.
Der Enddurchmesser des hergestellten Drahts ist vorzugsweise in einem Bereich von 1,30–5,40 mm zur Erzielung hoher Maßgenauigkeit des Drahts und zum Unterdrücken der Häufigkeit von Fehlern in dem resultierenden Draht festgelegt, wodurch die Überlegenheit in der Drahtproduktivität gegenüber dem herkömmlichen Verfahren wie etwa dem Metallziehprozess sehr signifikant wird.
Obwohl die Vielfalt des Materials des Werkstücks nicht auf ein bestimmtes beschränkt ist, ist diese Erfindung insbesondere vorteilhaft zur Herstellung von Draht aus schwierig zu bearbeitenden Materialien auf Eisenbasis wie etwa Hochgeschwindigkeitswerkzeugstählen bzw. Schnellarbeitsstählen, nicht rostenden Stählen und anderen hoch legierten Stählen, deren effiziente Herstellung als schwierig angesehen worden ist. Jedoch kann diese Erfindung auch auf alle anderen Materialien auf Eisengrundlage wie etwa Flussstähle, Kaltarbeits-Kohlenstoffstähle, legierte Werkzeugstähle und Metalle, die nicht auf Eisen basieren, wie etwa Ni-Legierung und Ti-Legierung (beispielsweise Formgedächtnislegierungen auf Ni-Ti-Basis) usw angewendet werden.
Die Walztemperatur des Werkstücks kann in beliebiger Weise entsprechend der Vielfalt hiervon gewählt werden. Für ein Material mit einem hohen Verformungswiderstand bei Raumtemperatur ist zur Verbesserung der Drahtproduktivität eine hohe Walztemperatur vorzuziehen, da der Verformungswiderstand abnimmt, wodurch die Flächenreduktion zunimmt. Ferner kann eine solch hohe Walztemperatur den Anstieg in den Bearbeitungsspannungen gemäß der Erholung oder der Rekristallisierung des Werkstückmaterials während des Walzens unterdrücken, so dass kein Prozessglühen zur Entspannung oder zur Reduzierung der Härte erforderlich ist, wodurch der Vorteil in der Produktivität signifikanter wird.
In dem Fall eines Werkstückmaterials auf Eisenbasis wird die Temperatur des Materials, wenn es in das erste Walzenpaar eingeführt wird, vorzugsweise in eine Bereich von 400–1300°C eingestellt. Die Temperatur unterhalb von 400°C macht die Wirkung einer Verringerung des Verformungswiderstands unzureichend, und die oberhalb von 1300°C bewirkt eine übermäßige Erweichung des Werkstücks, was zu einem Krümmen oder Verdrehen hiervon führt, so dass normales Walzen unmöglich wird.
In dem Fall der Verwendung einer Mehrzahl von Walzenpaareinheiten zum aufeinanderfolgenden Walzen des Werkstücks kann die Temperatur des Materials in dem zuvor erwähnten Temperaturbereich aufrecht erhalten werden, wenn es in das erste Walzenpaar der ersten Einheit eingeführt wird.
Verschiedene Arten von Werkstücken können weitere bevorzugte Temperaturbereiche zum Walzen aufweisen. Beispielsweise wird Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl vorzugsweise in einem Bereich von 800–1150°C gewalzt. Eine Walztemperatur unterhalb von 800°C verschlechtert nicht nur den Verformungswiderstand des Materials, sondern auch die Verformbarkeit, Zähigkeit und Härte nach Abkühlen des Materials, da aufgrund einer Karbidspaltung Mikroporen in dem Gefüge des Materials ausgebildet werden. Andererseits verursacht eine Temperatur oberhalb von 1150°C eine Karbidvergröberung in dem Gefüge des Materials, was die Festigkeit des erhaltenen Drahts reduziert.
Der Walzprozess gemäß dem Verfahren dieser Erfindung kann Schritte eines kontinuierlichen Entfernens von auf dem Werkstück ausgebildetem Zunder bei der Zufuhr durch Verwenden einer in dem Weg der Bearbeitungszufuhr angeordneten Entzunderungsvorrichtung und Erwärmen des Werkstücks nach der Entfernung des Zunders durch Verwenden einer Heizvorrichtung, welche eine mit dem Werkstück in Verbindung stehende Elektrode aufweist, die eine kontinuierliche Zufuhr hiervon ermöglicht und zur Widerstandsheizung des Werkstücks einen elektrischen Strom durch die Elektrode in das Werkstück swendet, aufweisen. Das erwärmte Werkstück wird durch Verwenden eines Walzwerks bzw. einer Walzstraße so gewalzt, dass der resultierende Durchmesser des Drahts geringer als 5,5 mm ist. Nachdem der auf dem Werkstück ausgebildete Zunder vorläufig entfernt und dann durch ein Widerstandsheizverfahren durch die Elektrode erwärmt wird, wird der Kontakt zwischen dem Werkstück und der Elektrode zuverlässig und stabil, und eine Funkenbildung hierzwischen wird unterdrückt, so dass eine hohe Qualität eines Feindrahts mit einer hohen Ausbeute hergestellt werden kann.
Der Erwärmungsschritt kann so ausgeführt werden, dass das Werkstück bei der Zufuhr durch eine Heizvorrichtung erwärmt wird, welche in dem Weg des Transports angeordnet ist und eine Induktionsheizspule aufweist. Diese Konfiguration sieht keine Elektrode vor, die mit dem Werkstück in Kontakt ist, so dass während Erwärmung kein Funke ent steht, wodurch ein Feindraht mit hoher Qualität und hoher Ausbeute hergestellt werden kann.
Der Abstand zwischen der Heizvorrichtung und dem Walzwerk ist vorzugsweise auf weniger als 4 m festgelegt. Bei dem Warmwalzprozess für Feindraht neigt das erwärmte Werkstück aufgrund seines geringen Durchmessers dazu, schnell abgekühlt zu werden. In diesem Fall weisen schwierig zu bearbeitende Materialien wie etwa Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstähle bzw. Schnellarbeitsstähle, nicht rostende Stähle, Superlegierungen, Ti-Legierungen (beispielsweise Formgedächtnislegierungen auf Ti-Ni-Basis) usw. ausgesprochen enge Temperaturbereiche auf, die sich zum Warmwalzen eignen, und sind für das Auftreten von Rissen oder anderen Fehlern während des Walzens anfällig, wenn das Material unter den optimalen Temperaturbereich abgekühlt wird. Wenn jedoch der Abstand auf weniger als 4 m festgelegt ist, kann das Werkstück unmittelbar in die Walzenpaare eingeführt werden, so dass das Abkühlen des Materials und hiermit in Verbindung stehende Fehler wirksam verhindert werden können. Der Abstand zwischen der Heizvorrichtung und einem Walzwerk ist besonders bevorzugt auf weniger als 3 m festgelegt.
Die Vorrichtung zum Durchführen des oben erwähnten Walzverfahrens kann das vorgenannte Walzwerk und die nachstehenden Elemente aufweisen:

(1) eine Entzunderungsvorrichtung, welche in dem Zufuhrweg des Werkstücks angeordnet ist und den auf dem Werkstück ausgebildeten Zunder in kontinuierlicher Zufuhr kontinuierlich entfernt; und
(2) eine Vorrichtung zum Erwärmen des Werkstücks nach der Entfernung des Zunders, welche eine das Werkstück berührende Elektrode aufweist, welche die Zufuhr hiervon und das Senden elektrischen Stroms in das Werkstück durch die Elektrode zur Widerstandsheizung des Werkstücks ermöglicht.

Die Entzunderungsvorrichtung kann eine Abstrahlvorrichtung aufweisen, welche den Zunder durch Aufstrahlen eines Stroms abrasiver Partikel auf die Oberfläche des Werkstücks in kontinuierlicher Zufuhr entfernt. Gemäß dieser Konstruktion kann der Zunder auf der Oberfläche des Werkstücks wirksam entfernt werden.
Die Heizvorrichtung kann so konstruiert sein, dass sie eine Rollenelektrode aufweist, die mit dem Werkstück in Kontakt steht und einen elektrischen Strom in das Werkstück für dessen Widerstandsheizung sendet, und einen Andrückmechanismus, welcher die Rollenelektrode gegen das Werkstück drängt. Gemäß dieser Konstruktion wird der Kontakt zwischen der Rollenelektrode und dem Werkstück zuverlässiger. In diesem Fall ist vorzugsweise eine Nut auf der Umfangsoberfläche der Rollenelektrode ausgebildet, um die Zuführung des Werkstücks zu führen. Der Andrückmechanismus kann als ein Federmechanismus oder als ein Druckzylindermechanismus, der einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder aufweist, konstruiert sein. Der Druckzylindermechanismus, der einen Luftzylinder aufweist, ist insbesondere vorzuziehen, da der Andrückdruck der Rollenelektrode gegen das Werkstück leicht eingestellt werden kann.
Die Heizvorrichtung kann so aufgebaut sein, dass sie eine Induktionsheizspule zum Erwärmen des Werkstücks in kontinuierlicher Zufuhr aufweist, welche auf dem Weg der Zuführung angeordnet ist.
Die Walzreduktion gegen das Werkstück durch jedes Walzenpaar kann entsprechend der Vielfalt des Werkstücks variiert werden, und das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Drehzahlen in dem ersten bzw. dem zweiten Walzenpaar sind, kann gemäß der Walzreduktion eingestellt werden. In diesem Fall können die Walzreduktion und das Verhältnis R1/R2 gemäß der Torsionssteifigkeit des Werkstücks variiert werden. Die Funktion und Wirkung dieser Konfiguration ist wie folgt.
Die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens der Drahtverdrehung hängt insbesondere von der Torsionssteifigkeit des Werkstücks ab. Wie beispielsweise in 30(a) gezeigt, wird das Werkstück (A1) dann, wenn die Walzreduktion für das erste Walzenpaar erhöht ist, in hohem Maße in der Richtung der Kompression (oder des Walzens) zwischen den Walzen verformt. Die resultierende Gestalt des Querschnitts des Werkstücks hat entlang der Richtung senkrecht zu der Kompression verlängert zu sein und ein signifikantes Drillmoment auf das Werkstück zu bewirken, wenn ein sekundäres Walzen in der Richtung, die die primäre kreuzt, durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass ein Werkstück mit einer niedrigen Torsionssteifigkeit dafür anfällig ist, verdreht zu werden, wenn die Walzreduktion für das erste Walzenpaar erhöht ist. Daher kann eine solche Verdrehung des Drahts wirksam verhindert werden, indem die Walzreduktion entsprechend der Vielfalt des Werkstücks, insbesondere der Torsionssteifigkeit hiervon, eingestellt wird.
In diesem Fall bewirkt eine Änderung in der Walzreduktion an dem ersten Walzenpaar eine Änderung der an diesem erzielten Flächenreduktion, so dass die Zufuhrrate des Werkstücks von dem ersten Walzenpaar, d. h. die Zufuhrrate an das zweite Walzenpaar, auch geändert werden sollte. Daher kann durch Ändern der Drehzahl des zweiten Walzenpaars entsprechend der Änderung in der Zufuhrrate des Werkstücks, d. h. durch Ändern des Verhältnisses R1/R2, das Walzen auf dem Werkstück glatt durchgeführt werden, selbst wenn die Walzreduktion variiert wird.
Andererseits kann der resultierende Drahtdurchmesser in einem gewünschten Bereich durch Ändern der Walzreduktionen in dem ersten und dem zweiten Walzenpaar gegen das Werkstück in einem entsprechenden Bereich variiert werden. Gemäß diesem Aufbau liegt keine Notwendigkeit vor, gegenwärtige Walzen durch andere mit einer unterschiedlichen Konfiguration des Dimensionierungsdurchgangs zu ersetzen, um den Drahtdurchmesser zu ändern, wodurch Drähte mit verschiedenen Durchmessern effizient hergestellt werden können.
In dem Fall, dass das Verhältnis der Walzendrehzahlen R1/R2 auf einen gewünschten Wert festgelegt ist, kann die Gesamtwalzreduktion gegen das Werkstück durch das erste und das zweite Walzenpaar so variiert werden, dass die resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks innerhalb 10% liegt. Selbst wenn die Walzreduktion bei einem festgelegten Wert R1/R2 geändert wird, kann das Walzen in einem ausgezeichneten Zustand aufrecht erhalten werden. Mit anderen Worten, der Drahtdurchmesser kann geändert werden, ohne den Dimensionierungsdurchgang des Walzenpaars zu ändern, solange die Änderung der Flächenreduktion innerhalb von 10% liegt. Dies trägt in signifikanter Weise zur Erhöhung der Produktivität von Drähten mit unterschiedlichen Durchmessern bei. In diesem Fall wird die Änderung in der Flächenreduktion innerhalb 7% gehalten.
Falls das Verhältnis R1/R2 gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion gegen das Werkstück variiert wird, kann die Gesamtwalzreduktion so variiert werden, dass die resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks bis zu 40% beträgt. Wenn die Walzreduktion eine bestimmte obere Grenze überschreitet, steigt die Flächenreduktion an dem ersten Walzenpaar an, wodurch der Anstieg in der Zufuhrrate des Werkstücks von dem ersten Walzenpaar, d. h. an das zweiten Walzenpaar, nicht länger vernachlässigbar ist. Falls jedoch das Walzendrehzahlverhältnis R1/R2 gemäß der Änderung in der Transportgeschwindigkeit geändert wird, kann das Walzen auch dann glatt durchgeführt werden, wenn die Walzreduktion in einem solchen weiteren Bereich geändert wird. In diesem Fall werden die Gestalten und/oder Größen eines Dimensionierungsdurchgangs des ersten und des zweiten Walzenpaars vorzugsweise gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion gegen das Werkstück geändert, um die Querschnittsgestalt des resultierenden Drahts in einem guten Zustand zu halten.
In dem Fall eines Änderns von R1/R2 kann das erste und das zweite Walzenpaar durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung jeweils durch ein erstes und ein zweites Untersetzungsgetriebesystem angetrieben werden, und das Untersetzungsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2, wobei Q1 das Untersetzungsverhältnis des ersten Untersetzungsgetriebesystems ist und Q2 das Untersetzungsverhältnis des zweiten Untersetzungsgetriebesystems ist, kann zur Änderung des Verhältnisses R1/R2 variiert werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird für das erste und das zweite Walzenpaar eine gemeinsame Antriebseinrichtung verwendet, so dass die Konstruktion der Vorrichtung einfach wird.
Des weiteren können in einer Konfiguration, in welcher eine Mehrzahl von Walzenpaareinheiten, von denen jede das erste und das zweite Walzenpaar aufweist, in der Zufuhrrichtung des Werkstücks angeordnet sind und das Werkstück in jeder Walzenpaareinheit nacheinander gewalzt wird, die Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern Q1/Q2 der Walzenpaareinheiten synchron geändert werden. Mit dieser Konstruktion werden, wenn das Untersetzungs verhältnis zwischen Ständern auf einem gewünschten Wert für eine der Walzenpaareinheiten festgelegt ist, die Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern für andere Walzenpaare ebenfalls synchron auf entsprechende Werte festgelegt. Gemäß dieser Konstruktion können auch in dem Fall einer Verwendung vieler Walzenpaareinheiten die Walzreduktionen und Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern entsprechend der Torsionssteifigkeit des Werkstücks usw. leicht geändert werden.
Die Zwischenräume zwischen den zwei Walzen des ersten und des zweiten Walzenpaares können durch einen Walzenabstandseinstellmechanismus, der die zwei Walzen jedes Walzenpaars relativ aufeinander zu und voneinander weg in der Richtung der Walzenreduktion bewegt geändert werden. Ein solcher Walzenabstandeinstellmechanismus kann so aufgebaut sein, dass er Lagerabschnitte, welche die Wellen der zwei Walzen jeweils drehbar lagern, und einen Lagerdrehmechanismus, welcher jeden Lagerabschnitt jeweils um eine jeweils von einer entsprechenden Walzenachse in entgegengesetzter Richtung abweichende, exzentrische Achse dreht, aufweist, wodurch die zwei Walzen relativ aufeinander zu und voreinander weg bewegt werden. Diese Konfiguration erzielt einen einfachen und kompakten Mechanismus zum Ändern des Walzenabstands.
Der Lagerdrehmechanismus für das erste Walzenpaar kann stromaufwärts des ersten Walzenpaares angeordnet sein, und der für das zweite Walzenpaar kann stromabwärts des zweiten Walzenpaares angeordnet sein. Diese Konfiguration ist zur Erzielung einer nahen Anordnung des ersten und des zweiten Walzenpaares mit einem Mittenabstand L innerhalb von 50 mm bevorzugt, da kein Lagerdrehmechanismus zwischen diesen Walzenpaaren angeordnet ist, so dass es keine Notwendigkeit gibt, Hilfswalzenführungen zum Führen des Werkstücks in das zweite Walzenpaar vorzubereiten.
Der Lagerdrehmechanismus kann so konstruiert sein, dass er erste Zahnradabschnitte, welche jeweils auf den Umfängen der Lagerabschnitte der zwei Walzen ausgebildet sind, zweite Zahnradabschnitte, von denen jeder in einen entsprechenden ersten Zahnradabschnitt eingreift, und einen Antriebsmechanismus, welcher die zweiten Zahnradabschnitte sychron in einander entgegengesetzten Richtungen dreht, aufweist.
Die zweiten Zahnradabschnitte können insbesondere als Schnecken ausgebildet sein, welche axial auf einer Schneckendrehwelle mit einem vorbestimmten Abstand entlang der Längsrichtung hiervon ausgebildet sind und deren Windungen in einander entgegengesetzten Richtungen ausgebildet sind. Der Antriebsmechanismus treibt die Schneckendrehwelle zur gemeinsamen Drehung der Schnecken an. Diese Konfiguration erzielt eine einfache und kompakte Konstruktion des Lagerdrehmechanismus.
In einer weiteren spezifischen Konstruktion der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist der Lagerabschnitt Lagergehäuse, welche entsprechend beiden Endabschnitten jeder Walzenwelle angeordnet sind und von denen jedes ein sich entlang der Walzenwelle erstreckendes Lageraufnahmeloch aufweist, wobei in jedem der Lageraufnahmelöcher ein Lagerhauptkörper aufgenommen ist, auf. In dieser Konstruktion ist in jedem Lagerhauptkörper eine Lagerbohrung derart ausgebildet, dass die Mitte der Lagerbohrung von der Rotationsachse des Lagerhauptkörpers abweicht. Jeder Endabschnitt jeder Walzenwelle ist in der Lagerbohrung drehbar gelagert, und der Lagerhauptkörper weist den ersten Zahnradabschnitt auf seinem Umfang auf und wird durch die in den ersten Zahnradabschnitt eingreifende Schnecke um eine exzentrische Achse, welche von der Rotationsachse der Walze abweicht, gedreht.
Die Lagerbohrung des ersten Walzenpaares kann in dem Lagerhauptkörper in stromabwärtiger Richtung von seiner Rotationsachse abweichend ausgebildet sein, und die Lagerbohrung des zweiten Walzenpaares kann in dem Lagerhauptkörper in stromaufwärtiger Richtung von seiner Rotationsachse abweichend ausgebildet sein. Zusätzlich kann jede entsprechende Schneckendrehwelle in gleicher Weise angeordnet sein. Diese Konfiguration ist zur Erzielung der nahen Anordnung des ersten und des zweiten Walzenpaares bevorzugt.
Wenigstens eines des ersten und des zweiten Walzenpaares kann mit einem Walzenschubeinstellmechanismus ausgestattet sein, welcher die zwei Walzen relativ in der Schubrichtung hiervon bewegt und diese zwei Walzen an einer beliebigen Position in der Schubrichtung hält. Wie in 19(b) gezeigt, ist die Schubverschiebung zwischen zwei Walzen des Walzenpaares einer der Hauptfaktoren bei der Verursachung einer Drahtverdrehung während eines Walzens. In diesem Fall wird, wie in 19(a) gezeigt, falls diese zwei Walzen (101a, 101b) präzise positioniert sind, die Abstandslinie (U1, U2) zwischen den inneren Oberflächen der Nuten (161a, 161b) der zwei Walzen durch die Mitte (O) des Dimensionierungsdurchgangs (161c) einheitlich, wodurch eine einheitliche Kompression gegen das Werkstück bereitgestellt wird. Daher wird ein Auftreten der Verdrehung des Werkstücks schwierig, nachdem des Drillmoment gegen das Werkstück unterdrückt wird.
Eine solche Einstellung der zwei Walzen in der Schubrichtung kann durch Verwendung des Walzenschubeinstellmechanismus durchgeführt werden, und die Schubverschiebung in diesen zwei Walzen kann durch eine Einstellung der Po sition jeder Walze (nachstehend: Schubeinstellung) aufgelöst werden. Andererseits kann eine solche Walzenverschiebung in der Schubrichtung eine Unregelmäßigkeit der Querschnittsgestalt des resultierenden Drahts verursachen. Die zuvor erwähnte Schubeinstellung der Walzen kann jedoch gleichzeitig ein solches Problem auflösen. Des weiteren kann auch dann, wenn die Oberflächengenauigkeit des Dimensionierungsdurchgangs nicht sehr hoch ist, ein bestimmtes Niveau der Maßgenauigkeit des Drahts durch eine solche Schubeinstellung sichergestellt werden.
Der Walzenschubeinstellmechanismus kann so konstruiert sein, dass er einen feststehenden Lagerabschnitt, welcher für wenigstens eine der zwei Walzen vorgesehen ist und die Walzenwelle drehbar und in ihrer Schubrichtung beweglich hält, und einen Walzenschiebemechanismus, welcher mit einem Endabschnitt der Walzenwelle verbunden ist und die Walzenwelle in der Schubrichtung gegen den Lagerabschnitt schiebt, aufweist.
Der Walzenschiebemechanismus kann einen Wellenhalter, mit welchem der Endabschnitt der Walzenwelle verbunden ist und welcher zusammen mit der Walzenwelle in der Schubrichtung verschieblich ist, und einen Einstellschraub- bzw. Einstellschraubenmechanismus, welcher mit dem Wellenhalter direkt oder indirekt mit einem anderen Bauteil verbunden ist und den Wellenhalter in der Schubrichtung gemäß seiner Einschraub- oder Ausschraubbetätigung bewegt, aufweisen. Gemäß der Betätigung eines solche Einstellschraubenmechanismus kann die Schubeinstellung der Walzen leicht durchgeführt werden.
Eine weitere spezifische Konfiguration kann wie folgt konstruiert sein. Der Lagerabschnitt weist einen Lagerhauptkörper auf, welcher ein Durchgangsloch als eine Lagerbohrung in der Richtung der Walzenwelle aufweist und den einen Endabschnitt der Walzenwelle in dem Durchgangsloch trägt. Der Wellenhalter ist in dem Durchgangsloch mit der Walzenwelle in der Schubrichtung beweglich. Der Wellenhalter weist einen wellenartig hervorstehenden Abschnitt auf, welcher sich entlang der axialen Richtung der Walzenwelle in dem Durchgangsloch erstreckt und dessen Endabschnitt außerhalb von der entsprechenden Öffnung des Durchgangslochs hervorsteht. Auf der Innenseite des Durchgangslochs ist ein Muttergewindeabschnitt auf dem Endabschnitt hiervon ausgebildet, welcher zu der Öffnung führt. Ein Schraubengewindebauteil ist in einer Position auf dem Muttergewindeabschnitt geschraubt, die dem dazwischen liegenden Teil des wellenartig hervorstehenden Abschnitts entspricht. Ein Stopper ist auf dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt montiert, um eine Relativbewegung des Schraubengewindebauteils auf dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt in der axialen Richtung hiervon zu verhindern. Der Einstellschraubenmechanismus bewegt den Wellenhalter und die Walzenwelle in der Schubrichtung zusammen mit dem Schraubengewindebauteil gemäß der Drehung des Schraubengewindebauteils. Gemäß dieser Konfiguration wird der Einstellschraubenmechanismus kompakt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den begleitenden Zeichnungen:
ist 1 eine perspektivische Ansicht, welche den Hauptteil einer Ausführungsform der Vorrichtung dieser Erfindung präsentiert;
ist 2 eine schematische Ansicht, welche die Querschnittsgestalt des Dimensionierungsdurchgangs des ersten und des zweiten Walzenpaares präsentiert;
ist 3 eine Draufsicht, welche den Hauptteil der Ausführungsform dieser Erfindung präsentiert;
ist 4 eine Querschnittseitenansicht, welche eine Ausführungsform dieser Erfindung präsentiert;
ist 5 eine schematische Draufsicht, welche den Lagerdrehmechanismus in 4 präsentiert;
ist 6 eine Querschnittsseitenansicht des ersten Walzenständers;
ist 7 eine Vorderansicht, welche die Anordnung des Lagerhauptkörpers und der Schneckendrehwelle präsentiert;
ist 8 eine schematische Seitenansicht von 7;
ist 9 eine schematische Draufsicht, welche die Zustände des ersten Walzenpaares zum Walzen von Drähten mit verschiedenen Durchmessern präsentiert;
ist 10 eine schematische Ansicht, welche verschiedene Modifikationen der Gestalt des Dimensionierungsdurchgangs präsentiert;
ist 11 eine schematische Ansicht, welche ein anderes Beispiel der Änderung des Querschnittsprofils eines Werkstücks präsentiert;
ist 12 eine Draufsicht, welche eine Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Walzenpaareinheiten konzeptionell präsentiert;
ist 13 eine schematische Ansicht, welche mehrere Beispiele der Änderung des Querschnittprofils eines Werkstücks gemäß einem aufeinanderfolgenden Walzen durch die mehreren Walzenpaareinheiten präsentiert;
ist 14 eine perspektivische Ansicht, welche den Hauptteil einer Ausführungsform der Vorrichtung mit ebenen Walzen präsentiert;
ist 15 eine Figur, welche die Funktion des ersten und des zweiten Walzenpaares in 14 erläutert;
ist 16 eine Querschnittsseitenansicht einer mit einem Walzenschubeinstellmechanismus ausgerüsteten Vorrichtung;
ist 17 eine Figur, welche die Funktion des Walzenschubeinstellmechanismus erläutert;
ist 18 eine andere Figur, welche die Funktion des Walzenschubeinstellmechanismus erläutert;
ist 19 eine Figur, welche den Einfluss einer Schubverschiebung der Walzen auf das Werkstück erläutert;
ist 20 eine Schnittansicht, welche eine Ausführungsform einer Warmwalzlinie zur Drahtherstellung präsentiert;
ist 21 eine schematische Ansicht einer Abstrahlvorrichtung;
ist 22 eine Figur, welche einen Hauptteil eines Beispiels einer Widerstandsheizvorrichtung zusammen mit der Funktion hiervon präsentiert;
ist 23 eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel einer Heizvorrichtung mit einer beweglichen Rollenelektrode präsentiert;
ist 24 eine Figur, welche die Funktion der Heizvorrichtung in 23 erläutert;
ist 25 eine Figur einer Induktionsheizvorrichtung;
ist 26 eine Seitenansicht, welche eine mit einem Verteiler und einem Untersetzungsgetriebemechanismus ausgerüstete Walzvorrichtung konzeptionell präsentiert;
ist 27 eine schematische Ansicht, welche den Reduktionsgetriebemechanismus präsentiert;
ist 28 eine Figur, welche das Verfahren zum Ändern des Untersetzungsverhältnisses zwischen Ständern erläutert;
ist 29 eine Figur, welche repräsentiert, wie die Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern mehrerer Walzeneinheiten synchron geändert werden;
ist 30 eine Figur, welche erläutert, wie die Drahtverdrillung auftritt;
ist 31 eine Figur, welche repräsentiert, wie der Drahtdurchmesser durch Ändern des Walzenabstands variiert wird.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Mehrere Ausführungsformen dieser Erfindung werden nun in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
1 präsentiert den Hauptteil einer Ausführungsform der Vorrichtung in Bezug auf die Erfindung zur Herstellung von Draht durch einen Metallwalzprozeß (nachstehend: "Walzvorrichtung"). In der Walzvorrichtung 1 ist ein erster Walzenständer (horizontaler Ständer) 12, der ein erstes Walzenpaar 101a, 101b aufweist, auf einem nicht dargestellten Werksboden so angeordnet, dass die Walzenachsen im Wesentlichen vertikal zu dem Werksboden stehen, und ein zweiter Walzenständer (vertikaler Ständer) 14, der ein zweites Walzenpaar 102a, 102b aufweist, ist in Bezug auf den ersten Walzenständer 12 benachbart stromabwärts hiervon entlang dem Zufuhrweg eines Werkstücks A1 so angeordnet, dass die Walzenachsen im Wesentlichen horizontal sind. Diese Walzenständer 12 und 14 bilden eine Walzenpaareinheit S1. Der Winkel zwischen den Walzenachsen benachbarter Walzenpaare 101a, 101b und 102a, 102b beträgt im Wesentlichen 90°.
Wie in 2 gezeigt, weisen die Walzenpaare 101a, 101b und 102a, 102b Walzoberflächen 151a, 151b und 152a, 152b auf jeweiligen Umfängen auf, und auf jeweiligen Walzoberflächen 151a, 151b und 152a, 152b sind Nuten 161a, 161b und 162a, 162b ausgebildet, um die Querschnittsgestalt eines resultierenden Drahts zu bestimmen. Die Breite W1 der Nuten 161a, 161b beträgt weniger als 7 mm, und die Breite W2 der Nuten 162a, 162b beträgt weniger als 6 mm. Wie in 2(a) gezeigt, ist in dem ersten Walzenpaar 101a, 101b ein ovaler Dimensionierungsdurchgang 161c aus der Kombination der Nuten 161a, 161b ausgebildet, und in dem zweiten Walzenpaar 102a, 102b ist aus der Kombination der Nuten 162a, 162b ein kreisförmiger Dimensionierungsdurchgang 162c ausgebildet.
Wie in 3 gezeigt, beträgt der Mittenabstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Ständer 12 und 14 we niger als 50 mm, und das Verhältnis von Lid, wobei d der Außendurchmesser der Walzen 101a, 101b und 102a, 102b ist, ist geringer als 1,2.
4 ist eine Querschnittsseitenansicht des ersten und des zweiten Walzenständers 12 und 14. Diese zwei Walzenständer 12 und 14 weisen im Wesentlichen die gleichen Konfigurationen auf mit Ausnahme der Richtung der Walzenachsen. Daher wird die genaue Beschreibung nur für den ersten Walzenständer 12 präsentiert, und die gleichen Abschnitte oder Bauteile des zweiten Walzenständers 14 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die des ersten.
In dem ersten Walzenständer 12 ist ein Paar von Lagergehäusen 24 auf beiden Seiten des Zufuhr- bzw. Zuführungswegs (oder der Durchgangslinie) PL des Werkstücks A1 angeordnet. Jedes Lagergehäuse 24 weist ein entlang der die Durchgangslinie PL schneidenden Richtung ausgebildetes Lageraufnahmeloch 24a auf. Jedes Lageraufnahmeloch 24a nimmt einen Lagerhauptkörper 26 drehbar auf, in welchem eine Durchgangsbohrung 26a exzentrisch ausgebildet ist. In dieser Durchgangsbohrung 26a sind beide Endabschnitte einer Walzenwelle 28 jeweils drehbar durch ein Lager 30 gelagert. Auf dem dazwischen liegenden Abschnitt der Walzenwelle 28 ist eine Walze 101a (oder 101b: nachstehend durch 101a repräsentiert) integral montiert. Wie in 5(a) gezeigt, ist die Achse C1 der Walzenwelle 28 um einen bestimmten Abstand von der Achse C2 des Lagerhauptkörpers 26 abweichend angeordnet. Die Achsen C1 für Walzen 101a, 101b in entgegengesetzter Richtung sind durch die Drehung des entsprechenden Lagerhauptkörpers 26 gemäß dem weiter unten beschriebenen Mechanismus zu verschieben.
Wie in 4 gezeigt, ist stromaufwärts der Walzenwelle 28 ein Paar von Schneckendrehwellen 32 in einer über die Walzenwelle 28 kreuzenden Richtung angeordnet. Die Schneckendrehwelle 32 ist auf jeder Seite bezüglich dem ersten Walzenpaar 101a, 101b (1) vorgesehen, und wie in 5 gezeigt, sind hierauf Schnecken 34 entsprechend oberen und unteren Lagerhauptkörpern 26 integral montiert und greifen in die jeweils auf den Umfängen der entsprechenden Lagerhauptkörper 26 ausgebildeten Zahnradabschnitte 26b ein (siehe auch 8). Wie in 5 gezeigt, sind die Windungsrichtungen der zwei Schnecken 34 auf jeder Schneckendrehwelle 32 einander entgegengesetzt. Andererseits sind, wie in 7 gezeigt, die Windungen der Schnecken 34 entsprechend beiden Endabschnitten der gleichen Walzenwelle 28 in der gleichen Richtung ausgebildet.
Wie in 7 und 8 gezeigt, sind auf den entsprechenden Endabschnitten der zwei Schneckendrehwellen 32, 32 Zahnräder 36, 36 befestigt, um sich jeweils zusammen mit entsprechenden Schneckenantriebswellen 32 zu drehen. Diese Zahnräder 36 greifen in ein Einstellzahnrad 38 ein, welches drehbar auf dem Lagergehäuse 24 montiert ist. Das Einstellzahnrad 38 wird durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung wie etwa einen Motor gedreht, wodurch die zwei Schneckendrehwellen 32, 32 sich simultan in der gleichen Richtung drehen. Somit drehen sich, wie in 5(b) gezeigt, die Lagerhauptkörper 26 durch entsprechende Schnecken 34 um die Achse C2, und die obere und die untere Walzenwelle 28,28 bewegen sich aufeinander zu oder voneinander weg, wodurch der Zwischenraum zwischen den Walzenwellen 28,28, d. h., der Zwischenraum zwischen den Walzen 101a, 101b, eingestellt wird.
Wie in 4 gezeigt, befindet sich stromabwärts des Lagergehäuses 24, wo die Walzenwelle 28 exzentrisch ange ordnet ist, keine Schneckendrehwelle 32 als ein Lagerdrehmechanismus, so dass die Dicke des ersten Walzenständers 12 auf dieser Seite verringert ist. Die Dicke des zweiten Walzenständers 14, der sich stromaufwärts des Lagergehäuses 24 befindet, ist aus dem gleichen Grund ebenfalls verringert. Nachdem die zwei Ständer 12 und 14 nebeneinander so angeordnet sind, dass die Seiten kleiner Dicke hiervon einander gegenüberstehen, wird der Mittenabstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar 101a, 101b und 102a und 102b klein.
Nun wird nachstehend die Betriebsweise der Walzvorrichtung 1 erläutert werden. Wie in 1 gezeigt, wird das Werkstück A1 mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser D0 in den ersten Walzenständer 12 eingeführt und in dem Dimensionierungsdurchgang 161c so gewalzt, dass die Gestalt des Querschnitts oval wird, wie in 2(a) gezeigt. Danach wird, wie in 2(b) gezeigt, das Werkstück A1 in dem zweiten Walzenständer 14 eingeführt (1) und in dem Dimensionierungsdurchgang 162c so gewalzt, dass die Gestalt des Querschnitts kreisförmig wird. Somit nimmt der Querschnitt des Werkstücks A1 nacheinander ab, wobei die Gestalt hiervon, wie in 2(c) gezeigt, in der Form von kreisförmig-oval-kreisförmig abwechselnd geändert wird. Das Werkstück A1 wird in dem ersten Walzenständer 12 so gewalzt, dass das Querschnittsmaß hiervon in einer Richtung der Walzreduktion D1 (entsprechend der kurzen Achse eines Ovals) kleiner wird als das in der Richtung senkrecht zu der Richtung der Walzreduktion D2 (entsprechend der langen Achse eines Ovals). Dann wird das Werkstück A1 in dem zweiten Walzenständer so gewalzt, dass das Verhältnis der Maße D2/D1 abnimmt (d. h., (D2/D1) > (D2'/D1')), wobei D1' und D2' entsprechende Maße nach Walzen sind), da die Richtung der Walzkompression um 90° geändert wird.
Nachdem der erste und der zweite Walzenständer 12 und 14 nebeneinander so angeordnet sind, dass der Mittenabstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar 101a, 101b und 102a, 102b geringer als 50 mm ist, wie in 3 gezeigt, kann das Werkstück A1 von dem ersten Ständer 12 aus ohne irgendeine Hilfe von Walzführungen präzise dem zweiten solchen 14 zugeführt werden, wobei keine Verdrehung desselben bewirkt wird. Der Enddurchmesser des erzeugten Drahts D2 ist vorzugsweise in einem Bereich von 1,30–5,40 mm festgelegt, um eine hohe Maßgenauigkeit des Drahts zu erreichen und die Häufigkeit der Fehler in dem resultierenden Draht zu unterdrücken, wodurch die Überlegenheit der Drahtherstellung gegenüber dem herkömmlichen Verfahren wie etwa dem Metallziehprozess sehr signifikant wird. Zu diesem Zweck ist die Breite W1 der Nuten 161a, 161b (2) vorzugsweise auf weniger als 7 mm festgelegt, und die Breite W2 der Nuten 162a, 162b ist vorzugsweise auf weniger als 6 mm festgelegt.
Der Walzenabstand kann in nachstehender Weise geändert werden (erläutert in repräsentativer Weise gemäß einem Beispiel des ersten Walzenständers 12). Wie in 9 gezeigt, sollte dann, wenn das Werkstück A1 auf ein solches mit einem größeren Querschnittsmaß A2 umgestellt wird, das Walzenpaar 101a, 101b durch solche 101a', 101b' ersetzt werden, die eine größere Breite von Nuten 161a, 161b und einen größeren Durchmesser aufweisen. Der Abstand zwischen den Wellenachsen wird auch von G1 auf G2 geändert. Gemäß der zuvor beschriebenen Konstruktion kann eine notwendige Einstellung in einem sehr einfachen Vorgang durchgeführt werden. Das heißt, wie in 7 gezeigt, die Schneckendrehwellen 32,32 werden durch die Antriebseinrichtung vermittels der Zahnräder 36 und des Einstellzahnrades 38 in der gleichen Richtung vorwärts oder rückwärts gedreht. Dann drehen sich, wie in 5(a) und (b) gezeigt, die Lagerhauptkörper um die Achse C2, und die obere und die untere Walzenwelle 28,28 bewegen sich gemäß der Drehrichtung der Lagerhauptkörper 26 aufeinander zu oder voneinander weg, wodurch der Walzenabstand eingestellt wird. Die Walzenpaare können durch entsprechende Motoren zur Einstellung des Abstand unabhänging angetrieben werden.
Die Kombination der Dimensionierungsdurchgänge 161c und 162c ist nicht auf die oval-kreisförmige beschränkt. 10 präsentiert ein Beispiel einer Kombination eines rautenförmigen und eines quadratischen Dimensionierungsdurchgangs 161c und 162c. Das Werkstück ist in einen Draht A2 mit einem quadratischen Querschnitt zu walzen. Ferner kann gemäß der Wahl einer Kombination von Dimensionierungsdurchgängen 161c und 162c, die in 11 präsentiert ist, das Werkstück A2 nacheinander unter Änderung des Querschnitts in der Art quadratisch-oval-kreisförmig gewalzt werden, usw.
Wie in 12 gezeigt, kann der in der ersten Walzenpaareinheit S1 gewalzte Draht A2 durch Verwendung einer anderen ähnlich konstruierten Walzenpaareinheit S2, welche Walzenständer 212 und 214 mit kleineren Dimensionierungsdurchgängen aufweist und neben der ersten S1 stromabwärts hiervon angeordnet ist, weiter in einen Draht A3 mit einem geringeren Durchmesser gewalzt werden. Zur Durchführung weiterer vieler Schritte aufeinander folgenden Walzens können mehr als drei Walzenpaare in einer Reihe entlang der Werkstückzufuhrrichtung angeordnet sein. In diesem Fall sind die mehreren Walzenpaare abwechselnd so angeordnet, dass der Winkel zwischen den Walzenachsen nebeneinander angeordneter Walzenpaare im Wesentlichen 90° beträgt.
In dem Fall, dass eine Mehrzahl von Walzenpaareinheiten verwendet wird, können, obwohl für alle Walzenpaareinheiten die gleiche Kombination der Dimensionierungsdurchgänge verwendet werden kann, auch unterschiedliche Kombinationen für jede Walzeneinheit verwendet werden. 13 präsentiert mehrere Beispiele einer Verwendung zweier Walzenpaareinheiten. 13(a) und (b) sind Beispiele einer Verwendung der gleichen Kombinationen für alle Einheite, wie etwa oval-kreisförmig oder rautenförmig-rautenförmig. 13(c) präsentiert ein Beispiel einer Verwendung unterschiedlicher Kombinationen wie etwa rechteckig-quadratisch für die stromaufwärtige Einheit S1 und oval-kreisförmig für die stromabwärtige Einheit S2.
Wie in 14 gezeigt, kann der Draht durch Verwenden erster und zweiter Walzenpaare 101a, 101b und 102a, 102b hergestellt werden, welche jeweils glatte Walzoberflächen 151a, 151b und 152a, 152b ohne Nuten aufweisen. In diesem Fall beträgt der Zwischenraum W1 zwischen den zwei Walzen 101a, 101b (d. h., der Zwischenraum zwischen den Walzoberflächen 151a, 151b) weniger als 7 mm, und der Zwischenraum W2 zwischen zwei Walzen 102a, 102b (d. h., der Zwischenraum zwischen den Walzoberflächen 152a, 152b) beträgt weniger als 6 mm.
In einer solchen Konstruktion der Vorrichtung wird, wie in 15 gezeigt, das Werkstück A1 aufgrund der Kompression zwischen den Walzen 101a, 101b so verformt, dass es einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und wird dann zwischen den Walzen 102a, 102b in einer Richtung senkrecht zu der ersten Kompression verformt, wodurch es hieraus als ein Draht A2 herausläuft. Wie in 15(c) gezeigt, nimmt der Querschnitt des Werkstücks A1 bei wechselweiser Änderung der Gestalt hiervon in der Form von quadratisch-rechteckig-quadratisch ab.
Nun wird ein Beispiel eines Walzenschubeinstellmechanismus gemäß einem Beispiel für Walze 101a in 4 erläutert werden. Wie in 16 gezeigt, ist der Walzenschubeinstellmechanismus 170 so konstruiert, dass er einen feststehenden Lagerabschnitt (oder ein Lager) 30, welches die Walzenwelle 28 drehbar und in ihrer Schubrichtung beweglich hält, und einen Walzenschiebemechanismus 171, welcher mit einem Endabschnitt der Walzenwelle 28 verbunden ist und die Walzenwelle 28 in der Schubrichtung zu dem Lagerabschnitt 30 schiebt, aufweist.
Der Walzenschiebemechanismus 171 weist einen Wellenhalter 172, mit welchem der Endabschnitt der Walzenwelle 28 verbunden ist und welcher zusammen mit der Walzenwelle 28 in der Schubrichtung beweglich ist, und einen Einstellschraubenmechanismus 173, welcher mit der Walzenwelle 172 verbunden ist und die Walzenwelle 172 in der Schubrichtung gemäß ihrer Einschraub- oder Ausschraubbetätigung bewegt, auf. Der Wellenhalter 172 weist ein Lager 174, eine Hülse 175, einen Halterhauptkörper 176 usw. auf. Das Lager 174 greift in eine ringförmige Nut 28a ein, welche auf der Umfangsoberfläche eines Endabschnitts der Walzenwelle 28 ausgebildet ist, ein und wird durch die Hülse 175 von außen, welche verschieblich in dem Durchgangsloch 26a in ihrer axialen Richtung vorgesehen ist, gehalten. Des Weiteren ist eine ringförmige Rippe 175a so ausgebildet, dass sie von der inneren Oberfläche der Hülse 175 aus auf einem Endabschnitt hiervon hervorsteht und in den Kantenabschnitt der Endoberfläche des Lagers 174 eingreift.
Auf der inneren Oberfläche der Hülse 175 ist ein Muttergewindeabschnitt 175b gegenüber der Rippe 175a bezüglich des Lagers 174 ausgebildet. Der Halterhauptkörper 176 ist mit der Hülse 175 von innen mittels des Schraubengewindeabschnitts 176a, der auf dessen Umfangsoberflä che ausgebildet ist und in den Muttergewindeabschnitt 175b geschraubt ist, verbunden. Das Lager 174 ist zwischen der Rippe 175a und dem Halterhauptkörper 176 geklemmt, wodurch ein Lösen in der Schubrichtung verhindert wird. Die Walzenwelle 28 ist mit dem Wellenhalter 172, der den genannten Abschnitt und Bauteile 174–176 aufweist, integral verschieblich, so dass sie in der Lage ist, sich mittels des Lagers 174 zu drehen.
Ein wellenartig hervorstehender Abschnitt 177 ist auf der Endoberfläche des Halterhauptkörpers 176 integral ausgebildet. Dieser Abschnitt 177 erstreckt sich entlang der Axialrichtung der Walzenwelle 28 in dem Durchgangsloch 26a, und der Endabschnitt hiervon ragt nach außen von der entsprechenden Öffnung 26b der Durchgangsbohrung 26a hervor. Auf der Innenseite der Durchgangsbohrung 26 ist auf dem Endabschnitt hiervon, der zu der Öffnung 26b führt, ein Muttergewindeabschnitt 26c ausgebildet. Ein Schraubengewindebauteil 178 ist in einer Position, die den dazwischen liegenden Teil des wellenartig hervorstehenden Abschnitt 177 entspricht, auf den Muttergewindeabschnitt geschraubt. Das Schraubengewindebauteil 178 weist eine Durchgangsbohrung 178a auf, in welches sich der wellenartig hervorstehende Abschnitt 177 in seiner axialen Richtung erstreckt, und wird um den Abschnitt 177 herum drehbar gehalten. Dieser Muttergewindeabschnitt 26c und das Schraubengewindebauteil 178 bilden den Einstellschraubenmechanismus 173.
Die Endoberfläche des Schraubengewindebauteils 178 befindet sich in Kontakt mit dem Kantenabschnitt einer entsprechenden Endoberfläche des Halterhauptkörpers 176. Andererseits befindet sich das gegenüberliegende Endoberfläche des Schraubengewindebauteils 178 in Kontakt mit einer Mutter 179, die auf den auf der äußeren Oberfläche des hervorstehenden Abschnitts 177 ausgebildete Schraubengewinde 177a geschraubt ist. Dieser Halterhauptkörper 176 und die Mutter 179 fungieren als ein Stopper um zu verhindern, dass sich das Schraubengewindebauteil 178 relativ zu dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt 177 in der axialen Richtung hiervon bewegt. Andererseits ist eine Sicherungsmutter 180 auf das Schraubengewindebauteil 178 geschraubt und in Richtung des Lagerhauptkörpers 26 gesichert, um ein Lösen des Schraubengewindebauteils 178 zu verhindern. Des Weiteren fungiert die Mutter 179 auch als eine Sicherungsmutter für das Schraubengewindebauteil 178.
Der Einstellschraubmechanismus 173 wird in der nachstehenden Weise zur Schubeinstelllung der Walze 101a betätigt. Wie in 17(a) gezeigt, wird für die einzustellende Walze (repräsentiert durch die Walze 101a) die Sicherungsmutter 180 gelöst, und anschließend wird die Mutter 179 gelöst, damit kein übermäßiges Lösen hiervon in der axialen Richtung auftritt. In dem Fall, dass die Walze 101a auf den Einstellschraubenmechanismus 173 zu (rechts in der Figur) bewegt wird, wird das Schraubengewindebauteil 178 so gedreht, dass es sich nach rechts in der Figur bewegt, wie in 17(b) gezeigt. Das Schraubengewindebauteil 178 drängt den Wellenhalter 172 und die Walzenwelle 28 durch die Mutter 179 und bewegt sie zusammen nach rechts. Wenn die neue Position der Walze 101a bestimmt ist, werden die Sicherungsmutter 180 und die Mutter 179 nacheinander in dieser Reihenfolge gesichert, und der Vorgang der Einstellung ist zu beenden. Andererseits wird in dem Fall, dass die Walze 101a so bewegt wird, dass sie von dem Einstellschraubenmechanismus 173 zurückweicht (links in der Figur), das Schraubengewindebauteil 178 in umgekehrter Richtung gedreht. Wie in 18 gezeigt, drängt das Schraubengewindebauteil 178 den Wellenhalter 172 und die Walzenwelle 28 durch den Halterhauptkörper 176 und bewegt sie zusammen nach links. Wenn die neue Position der Walze 101a bestimmt ist, werden die Sicherungsmutter 180 und die Mutter 179 in dieser Reihenfolge nacheinander gesichtert.
In dem Fall, dass schwierig zu bearbeitende Materialien verwendet werden, wie etwa Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstähle bzw. Schnellarbeitsstähle, nichtrostende Stähle, hochlegierte Stähle oder Formgedächtnislegierungen auf der Grundlage von Ti-Ni, ist es vorteilshaft, die Walztemperatur zu erhöhen, um den Verformungswiderstand zu verringern, wodurch die Produktivität des Drahts verbessert wird. Daher kann das Werkstück erwärmt werden, wobei es in dem ersten Walzenständer 12 gewalzt wird. Wie in 3 gezeigt, kann das Werkstück durch eine Heizvorrichtung erwärmt werden, welche Elektroden 71a, 71b enthält, die das Werkstück A1 berühren, wobei eine Zuführung hiervon ermöglicht wird. Elektrischer Strom wird von der Stromversorgungseinheit 72 aus durch die Elektroden 71a, 71b in das Werkstück A1 geleitet. Das Werkstück ist durch Wärmeerzeugung aufgrund seines eigenen Widerstands zu erwärmen.
20 präsentiert eine von bevorzugten Ausführungsformen einer Warmwalzlinie 401 zur Drahtherstellung. Diese Linie 401 weist eine Abspuleinrichtung 2 zum Ziehen des Werkstücks A1, wie etwa aus einem Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl bzw. Schnellarbeitsstahl oder einem nichtrostenden Stahl, von der Spule hiervon auf. Das durch die Abspuleinrichtung 2 abgezogene Werkstück wird über eine Rollen-Niveauregulierungsvorrichtung 3 einer Entzunderungsvorrichtung 4 zugeführt.
Die Entzunderungsvorrichtung 4 ist als eine Abstrahlvorrichtung konstruiert. Wie in 21 gezeigt, entfernt diese Vorrichtung 4 den Zunder von dem Werkstück A1 durch Aufstrahlen eines Stroms abrasiver Artikel 114b aus dreh baren Düsen 114a auf die Oberfläche des Werkstücks A1. Die abrasiven Partikel 114b werden am Boden des Gehäuses 114c gesammelt, durch ein Becherwerk 114d angehoben, und dann mit einem Gasstrom aus einer nicht dargestellten Quelle, wie etwa einem Gebläse, gemischt und dann den drehbaren Düsen 114a erneut zugeführt.
Wie in 20 gezeigt, wird das Werkstück A1 nach der Entfernung des Zunders der Heizvorrichtung 5 zugeführt. Wie in 22 gezeigt, weist die Heizvorrichtung 5 erste und zweite wassergekühlte Rollenelektroden 51, 52 und 53, 54, welche das Werkstück A1 berühren und einen elektrischen Strom zur Widerstandserwärmung hiervon in dieses senden, entsprechende erste und zweite Luftzylinder 55, 56 und 57, 58 als einen Andrückmechanismus, welcher die Rollenelektroden 51, 52 und 53, 54 gegen das Werkstück A1 drängt, und eine Stromversorgungseinheit 59 (20) als eine Quelle des elektrischen Stroms zu Erwärmung auf. Auf den Umfangsoberflächen der Rollenelektroden 51–54 sind jeweils Nuten 51a–54a ausgebildet, um den Transport des Werkstücks A1 zu führen. Die Querschnitte der Nuten 51a–54a sind in einer Gestalt gemäß der Gestalt des Werkstücks A1 ausgebildet, beispielsweise in einer halbkreisförmigen Gestalt für ein Werkstück A1 mit einem kreisförmigen Querschnitt.
Wie in 20 gezeigt, wird das durch die Heizvorrichtung 5 erwärmte Werkstück A1 durch das Walzwerk 6 (oder die Walzvorrichtung) gewalzt, in einer Wasserkühlvorrichtung 7 abgekühlt, und dann durch eine Aufspuleinrichtung 8 in einer Spule aufgewickelt. In dem Walzwerk 6 sind eine Mehrzahl von zuvor erwähnten Walzenpaareinheiten S entlang der Richtung der Materialzufuhr angeordnet. Der Abstand K zwischen der Heizvorrichtung 5 und dem Walzwerk 6 ist auf weniger als 4 m festgelegt, wobei K als der Ab stand von den zweiten Rollenelektroden 53, 54 zu dem Eingang der ersten Walzenpaareinheit S definiert ist.
Nun wird die Betriebsweise der Warmwalzlinie 40 nachstehend erläutert werden. Nach Verlassen der Rollen-Niveauregulierungsvorrichtung 3 wird in der Abstrahlvorrichtung 4 der Zunder von dem Werkstück A1 entfernt, und dieses wird zwischen den ersten und zweiten Rollenelektroden 51, 52 und 53, 54 auf eine gewünschte Temperatur widerstandsbeheizt. Die Materialtemperatur kann durch die Einstellung des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden 51, 52 und 53, 54 gesteuert werden.
Nachdem der Zunder durch Verwenden der Abstrahlvorrichtung 4 vorläufig von der Oberfläche des Werkstücks A1 entfernt ist, wird der Kontakt zwischen dem Werkstück A1 und den Elektroden 51–54 zuverlässiger, wodurch eine Funkenerzeugung hierzwischen unterdrückt wird. Darüber hinaus wird, nachdem die Nuten 51a–54a entsprechend der Querschnittsgestalt des Werkstücks A1 ausgebildet sind, die Funkenerzeugung aufgrund eines nicht perfekten Kontakts wirksamer verhindert. Wenn der Querschnitt des Werkstücks A1 kreisförmig mit einem Durchmesser von D0 ist, liegt der Radius R des halbkreisförmigen Querschnitts der Nuten 51a–54a vorzugsweise in dem Bereich von 1,05 × (D0/2) ≤ R ≤ 5,0 × (D0/2), um die Funkenerzeugung zu verhindern.
Wenn das Werkstück A1 über 1000°C erhöht wird, wird der Verformungswiderstand des Materials unerwünscht niedrig, so dass der Andrückdruck von den zweiten Rollenelektroden 53, 54 vorzugsweise niedriger festgelegt ist als der von den ersten Rollenelektroden 51, 52, um eine unerwünschte Verformung aufgrund der Reibung von den Elektroden wie etwa ein Verziehen zu verhindern. Der Andrück druck kann durch Ändern des Drucks der Luftzylinder 55-58 eingestellt werden.
Die Heizvorrichtung 5 kann so konstruiert sein, dass wenigstens eine der ersten und zweiten Elektrodeneinheiten 51, 52 und 53, 54 in der Transportrichtung des Werkstücks A1 beweglich vorgesehen ist, wodurch der Abstand der Elektroden 51, 52 und 53, 54 während des Erwärmens wenigstens eines der Endabschnitte am Anfang und am Ende des Werkstücks A1 veränderlich wird. Gemäß dieser Konstruktion verbessert sich die Materialausbeute, da ein unzureichend erwärmter Teil in dem Endabschnitt am Anfang oder am Ende des Werkstücks A1 schwer ausgebildet wird.
In der in 23 präsentierten Ausführungsform sind die Rollen 51, 52 und die Rollen 53, 54 drehbar auf Elektrodenhaltern 121 und 131 montiert und jeweils durch Motoren 122 und 132 angetrieben. Die Elektrodenhalter 121 und 131 werden jeweils durch Luftzylinder 123 und 133 in der Zufuhrrichtung des Werkstücks A1 oder in der umgekehrten Richtung hin- und herbewegt.
Das Werkstück A1 aus der Entzunderungsvorrichtung 4 (20) wird der Heizvorrichtung 5 mit einer Rate v zugeführt. Wie in 24 gezeigt, wird eine Zufuhr elektrischen Stroms in das Werkstück A1 begonnen, wenn der Endabschnitt hiervon am Anfang um eine Länge l1 von den zweiten Rollenelektroden 53, 54 hervorsteht. Wie in 24(c) durch den Zustand von (b) gezeigt, zieht der Luftzylinder 133 (23) eine Stange 133a zurück, wodurch die Rollenelektroden 53, 54 zusammen mit dem Werkstück A1 mit einer Rate v' bewegt werden, und stoppt das Zurückziehen der Stange 133a, wenn der Abstand zwischen den Elektroden 51, 52 und 53, 54 (nachstehend: "Elektrodenabstand") einen Wert l0 erreicht, welcher ausreicht, um einen erwünschten Erwärmungswirkungsgrad zu erreichen. Dann wird, wie in 24(d) der Elektrodenabstand auf l0 festgelegt, und es wird damit begonnen, das Werkstück A1 widerstandszubeheizen, während es mit einer Rate v transportiert wird. Der vordere Abschnitt des Werkstücks A1 läuft so durch die Heizvorrichtung 5, als nächstes der Teil mit einer Länge l1, ohne widerstandsbeheizt zu werden, und gefolgt von einem unzureichend erwärmten Teil einer Länge l2, d. h., insgesamt l1 + l2, werden durch eine nicht dargestellte Schneidvorrichtung abgeschnitten, und dann wird der Rest des Werkstücks dem Walzwerk 6 zugeführt.
Andererseits beginnt, wenn die Länge des Rests des Werkstücks A1 die Länge l1 + l2 wird, der Luftzylinder 123 damit, die ersten Rollenelektroden 51, 52 mit einer Rate v' in der Richtung der Werkstückzufuhr zu bewegen, und wenn der Elektrodenabstand 12 erreicht, beendet der Zylinder 123 die Bewegung der Elektroden 51, 52. Dann wird die Zufuhr elektrischen Stroms an das Werkstück unterbrochen, und der hintere Endabschnitts des Werkstücks A1 mit einer Länge l1 + l2 wird durch eine Schneidvorrichtung abgeschnitten. Obwohl die Schnittlänge des jeweiligen vorderen und hinteren Abschnitts des Werkstücks A1 l0 + l1 beträgt, wenn der Elektrodenabstand festgelegt ist, wird die Schnittlänge gemäß der oben beschriebenen Konstruktion l1 + l2, was viel kürzer ist als die vorgenannte, wodurch sich die Ausbeute des Werkstücks A1 verbessert.
Anstelle einer Widerstandsheizvorrichtung kann das Werkstück A1 mittels einer Induktionsheizung erwärmt werden. In diesem Fall wird die Entzunderungsvorrichtung 4 und die Widerstandsheizvorrichtung 5 in 20 durch eine Induktionsheizvorrichtung 44 ersetzt, wie in 25 gezeigt. Die Induktionsheizvorrichtung 44 ist in einer tunnelartigen Konfiguration mit einem Eintritt 44a und einem Austritt 44b ausgebildet und weist eine Induktions heizspule 44c auf. Das von dem Eintritt 44a in diese eintretende Werkstück A1 wird durch die Induktionsheizspule 44c kontinuierlich erwärmt und tritt aus dem Austritt 44b aus. In diesem Fall kann, falls der Abstand von dem Austritt 44b zu dem Walzwerk 6 auf weniger als 4 m festgelegt ist, die Abkühlung des Werkstücks A1 wirksam unterdrückt werden.
Nun wird nachstehend ein Beispiel einer Walzvorrichtung, deren Walzenpaare durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung angetrieben werden, in seiner Konzeption beschrieben werden. Wie in 26 gezeigt, werden die Walzenpaare 101, 102 der Einheit S1 und die Walzenpaare 201, 202 des Ständers S2 durch einen Motor 252 als die gemeinsame Antriebseinrichtung durch einen Verteiler 250 und Untersetzungsgetriebemechanismen 253–256, von denen jeder einem jeweiligen Walzenpaar entspricht, angetrieben. Die Drehung des Motors 252 wird bei jedem Untersetzungsgetriebemechanismus 253–256 gemäß einem bestimmten Untersetzungsverhältnis reduziert und durch den Verteiler 250 an das entsprechende Walzenpaar 101, 102, 201, 202 übertragen.
27 präsentiert schematisch die Untersetzungsgetriebemechanismen 253, 254 für den stromaufwärtigen Walzenständer S1. Der Untersetzungsgetriebemechanismus 253 weist eine Mehrzahl von Zahnrädern J1–J3 (die Zähnezahlen betragen jeweils N1–N3), welche auf einer durch den Motor 252 angetriebenen Antriebswelle 300 gesichert sind, und eine Mehrzahl von Zahnrädern K1–K3 (die Zähnezahlen betragen jeweils M1–M3), welche auf einer Übertragungswelle 301 für das Walzenpaar 101 gesichert sind und jeweils direkt oder indirekt durch andere Zahnräder in die Zahnräder J1–J3 eingreifen, auf. Gemäß einer Relativverschiebung zwischen der Antriebswelle 300 und der Übertragungswelle 301 wird eines der Zahnräder K1–K3 in Eingriff mit einem entsprechenden der Zahnräder J1–J3 gebracht. Die Rotation des Motors 252 wird so gemäß dem Untersetzungsverhältnis Q1, welches als das Zähnezahlenverhältnis der in Eingriff stehenden Zahnräder (N1/M1 in 27) bestimmt ist, reduziert, wodurch die Drehzahl R1 des Walzenpaares 101 auf einen entsprechenden Wert zu bestimmen ist.
Der Untersetzungsgetriebemechanismus 254 weist eine Mehrzahl von Zahnrädern J4–J6 (die Zähnezahlen betragen jeweils N4–N6), welche auf einer durch den Motor 252 angetriebenen Antriebswelle 302 gesichert sind, und eine Mehrzahl von Zahnrädern K4–K6 (die Zähnezahlen betragen jeweils M4–M6), welche auf einer Übertragungswelle 303 für das Walzenpaar 102 gesichert sind, und jeweils direkt oder indirekt durch andere Zahnräder in die Zahnräder J4–J6 jeweils eingreifen. Gemäß einer Relativverschiebung zwischen der Antriebswelle 302 und der Übertragungswelle 303 wird eines der Zahnräder K4–K6 in Eingriff mit einem entsprechenden der Zahnräder J4–J6 gebracht. Die Rotation des Motors 252 wird so gemäß dem Untersetzungsverhältnis Q2, welches als das Zähnezahlenverhältnis der in Eingriff stehenden Zahnräder (N4/M4 in 27) bestimmt ist, reduziert, wodurch die Drehzahl R2 des Walzenpaares 102 auf einen entsprechenden Wert zu bestimmen ist.
Wie in 29 gezeigt, weisen die Untersetzungsmechanismen 255, 256 im Wesentlichen die gleiche Konstruktion wie die der Mechanismen 253, 254 auf, mit Ausnahme der Untersetzungsverhältnisse. Der erstere 255 weist Zahnräder J7–J9 auf einer Antriebswelle 304 und Zahnräder K7–K9 auf einer Übertragungswelle 305 auf, und die letztere 256 weist Zahnräder J10–J12 auf einer Antriebswelle 306 und Zahnräder K10–K12 auf einer Übertragungswelle 307 auf.
Beispielsweise kann bei den Walzenständern S1 und S2 das Reduktionsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2, d. h., das Verhältnis der Walzendrehzahlen R1/R2 zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar 101 und 102 aus mehreren bestimmten Werten gemäß der Torsionssteifigkeit des Werkstücks A1 ausgewählt werden. Die Drehzahl ist für das erste Walzenpaar 101 geringer als für das zweite 102, so dass Q1 > Q2. Daher nimmt das Untersetzungsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2 mit Abnahme der Drehzahl R2 des zweiten 102 ab. Wie in 28 gezeigt, kann das Untersetzungsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2 beispielsweise durch Ändern des Untersetzungsverhältnisses Q2 für das zweite Walzenpaar 102 (beispielsweise N4/M4 → N5/M5) bei Festhalten des Untersetzungsverhältnisses Q1 für das erste Walzenpaar 101 auf einen bestimmten Wert (beispielsweise N1/M1) geändert werden. Ferner wird, wenn das Untersetzungsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2 der Walzenpaareinheit S1 auf Q1/Q2 geändert wird, das Verhältnis Q3/Q4 der Walzenpaareinheit S2 synchron auf Q3'/Q4' geändert, wie in 29 gezeigt.
Als nächstes wird nachstehend die Betriebsweise der zuvor beschriebenen Walzvorrichtung erläutert werden. Zu allererst werden, wie in 29 gezeigt, die Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern für die erste und die zweite Walzenpaareinheit S1 und S2 jeweils auf bestimmte Werte festgelegt. Die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens einer Drahtverdrehung hängt insbesondere von der Torsionssteifigkeit des Werkstücks bzw. dessen Materials ab. Beispielsweise wird, wenn die Walzreduktion für das erste Walzenpaar 101 und 201 der Einheiten S1 und S2 erhöht wird, das Werkstück A1 in der Richtung der Walzkompression stark verformt, wie in 30(a) gezeigt. Die resultierende Gestalt des Querschnitts des Werkstücks A1 wird entlang der Richtung senkrecht zu der Kompression verlängert sein, so dass ein signifikantes Drillmoment auf das Werkstück A1 einwirkt, wenn ein zweites Walzen durch die zweiten Walzenpaare 102 und 202 in der die erste kreuzende Richtung durchgeführt wird.
Eine solche Verdrehung kann wirksam unterdrückt werden, indem die Walzreduktion für das Werkstück mit einer niedrigen Torsionssteifigkeit verringert wird, wie in 30(b) gezeigt. In diesem Fall bewirkt die Verringerung der Walzreduktion bei dem ersten Walzenpaar eine Verringerung der an diesem erzielten Flächenreduktion, so dass die Zufuhrrate des Werkstücks A1 von dem ersten Walzenpaar aus, d. h., die auf das zweite Walzenpaar hin, ebenfalls verringert sein sollte. Daher sind unter einer Annahme, dass die Drehzahl für das erste Walzenpaar konstant ist, die Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern Q1/Q2 und Q3/Q4 für ein Werkstück A1 mit geringerer Torsionssteifigkeit auf geringere Werte festzulegen.
Andererseits kann durch Verwendung einer solchen Konstruktion der Walzvorrichtung der Durchmesser des hergestellten Drahts leicht geändert werden. Bei den Walzenpaareinheiten S1 und S2 variiert die Walzreduktion gegen das Werkstück A1 gemäß der Änderung des Walzenzwischenraums. 31 präsentiert ein Beispiel der Einheit S1, wo der Walzenzwischenraum des Walzenpaars 101a, 101b des ersten Ständers 12 in der Reihenfolge (a), (b), (c) zunimmt. Die Walzreduktion P1 für das Werkstück A1 nimmt in dieser Reihenfolge mit Abnahme des Achsenverhältnisses des ovalen Querschnitts des Werkstücks A1 nach dem Walzen ab. Daher sollte die Walzreduktion P2 in dem zweiten Ständer 14 zum Walzen des Werkstücks A1 in einen kreisförmigen Querschnitt in dieser Reihenfolge verringert sein, und der Walzenzwischenraum des Walzenpaares 102a, 102b sollte dementsprechend in der Reihenfolge (a), (b), (c) erhöht werden, wodurch der Durchmesser D des Drahts aus der Einheit S1 in der Reihenfolge (a), (b), (c) ansteigt. In anderen Worten, eine unterschiedliche Größe des Drahtdurchmessers D wird leicht erreicht, indem die Walzreduktion jedes Walzenpaars geändert wird, ohne die Konfiguration des Dimensionierungsdurchgangs zu ändern.
Beispielsweise wird, wenn die Walzreduktion P1 für das erste Walzenpaar 101 und 201 in den Einheiten S1 und S2 erhöht wird, das Werkstück A1 in der Richtung der Kompression (oder des Walzens) zwischen den Walzen stark verformt, so dass die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks A1 von dem ersten Walzenpaar aus, d. h., die zu dem zweiten Walzenpaar hin, ebenfalls verringert sein sollte. Allerdings kann dann, wenn die Walzreduktion P1 (= (D0 – D1)/D0 für den ersten Ständer; = (D2 – D)/D2 für den zweiten Ständer: d. h., das Maßänderungsverhältnis in der Richtung der Walzkompression) innerhalb 20% oder vorzugsweise innerhalb 10% liegt, das Walzen unter einer feststehenden Drehzahl des zweiten Walzenpaars durchgeführt werden. Des Weiteren kann dann, wenn die in allen Walzenpaareinheiten erreichte Gesamtwalzreduktion (d. h., die Summe von Walzreduktionen des ersten und des zweiten Walzenpaares) innerhalb 10% oder vorzugsweise innerhalb 7% liegt, der Durchmesser D des hergestellten Drahtes leicht geändert werden, indem nur der Walzenzwischenraum geändert wird, d. h., die Walzreduktion bei feststehenden Drehzahlen des ersten und des zweiten Walzenpaares geändert wird.
Andererseits kann dann, wenn die Walzreduktion P1 20% übersteigt, die Drehzahl des zweiten Walzenpaars mit einer Erhöhung der Zufuhrrate des Werkstücks A1 für das zweite Walzenpaar erhöht werden, um den Walzzustand in einem optimalen Zustand zu halten. Eine solche Änderung in der Drehzahl von Walzenpaaren kann durch Variieren der Untersetzungsverhältnisse zwischen Ständern Q1/Q2 und Q3/Q4 durchgeführt werden. Zum Aufrechterhalten des optimalen Walzzustands werden die Konfiguration d. h., die Gestalten und/oder Größen von Dimensionierungsdurchgängen des ersten und des zweiten Walzenpaares vorzugsweise gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion gegen das Werkstück A1 geändert. Die Gesamtwalzreduktion in jeder Walzenpaareinheit kann so variiert werden, dass eine resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks A1 bis zu 40% beträgt.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Draht, welches die Schritte aufweist: Walzen eines Werkstücks (A1) nacheinander mit einem ersten Walzenpaar (12; 212; 101, 201) und einem zweiten Walzenpaar (14; 214; 102, 202) einer Walzstraße (6), wobei das erste und das zweite Walzenpaar so angeordnet sind, daß sie in einer Zuführungsrichtung des Werkstücks beabstandet sind und das Werkstück jeweils in unterschiedlichen Richtungen derart walzen, daß sich die Gestalt des Querschnitts des gewalzten Drahts nach dem ersten Walzenpaar von der nach dem zweiten Walzenpaar unterscheidet; und Variieren eines resultierenden Drahtdurchmessers D in einem gewünschten Bereich durch Ändern der Walzreduktionen in dem ersten und dem zweiten Walzenpaar an dem Werkstück in einem entsprechenden Bereich, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch einen Schritt eines Einstellens eines Verhältnisses von L/D auf weniger als 30, wobei L der Mittenabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar ist und D der nach Walzen durch das zweite Walzenpaar erhaltene Drahtdurchmesser ist; so, daß ein nach dem zweiten Walzenpaar erhaltener Draht einen resultierenden Durchmesser von weniger als 5,5 mm aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, welches, bevor das Werkstück durch Verwenden der Walzstraße (6) gewalzt wird, den Schritt aufweist eines Erwärmens des Werkstücks in kontinuierlicher Zuführung durch Verwenden einer Heizvorrichtung (44), welche auf dem Weg der Zuführung angeordnet ist und eine Induktionsheizspule zum kontinuierlichen Erwärmen des Werkstücks aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, welches, bevor das Werkstück durch Verwenden der Walzstraße (6) gewalzt wird, die Schritte aufweist eines kontinuierlichen Entfernens von auf dem Werkstück ausgebildetem Zunder in kontinuierlicher Zuführung durch Verwenden einer Entzunderungsvorrichtung (4), welche auf dem Weg der Zuführung des Werkstücks angeordnet ist; und Erwärmens des Werkstücks nach dem Entfernen des Zunders durch Verwenden einer Heizvorrichtung (71a, 71b; 72; 5), welche eine das Werkstück berührende Elektrode (71a, 71b; 51, 52, 53, 54) aufweist, die eine kontinuierliche Zuführung hiervon erlaubt, und zum Widerstandsheizen des Werkstücks elektrischen Strom durch die Elektrode in das Werkstück schickt.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, welches weiter einen Schritt eines Haltens der Temperatur des Drahts auf einem gewünschten Wert aufweist, bevor derselbe in der Walzstraße (6) gewalzt wird, indem ein Abstand zwischen der Heizvorrichtung (5; 44) und der Walzstraße (6) auf weniger als 4 m eingestellt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Walzreduktion an dem Werkstück durch jedes Walzenpaar gemäß der Art des Werkstücks variiert wird und das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Walzendrehzahlen des ersten bzw. des zweiten Walzenpaares sind, gemäß der Walzreduktion eingestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Walzreduktion und das Verhältnis R1/R2 gemäß dem Torsionswiderstand des Werkstücks variiert werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Walzendrehzahlen in dem ersten bzw. dem zweiten Walzenpaar sind, auf einem gewünschten Wert festgelegt wird; und wobei die Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück durch das erste und das zweite Walzenpaar so variiert wird, daß die resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks innerhalb von 10 liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück durch das erste und das zweite Walzenpaar so variiert wird, daß die resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks innerhalb von 40% liegt; und wobei das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Walzendrehzahlen in dem ersten bzw. dem zweiten Walzenpaar sind, gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück variiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei Formen und/oder Größen eines Bemessungswegs des ersten und des zwei ten Walzenpaares gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück geändert werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jedes des ersten und des zweiten Walzenpaares zwei Walzen (101a, 101b, 102a, 102b; 101a', 101b') aufweist, welche Rillen (161a, 161b, 162a, 162b) auf der Umfangsoberfläche hiervon aufweisen, um einen Bemessungsweg (161c, 162c) auszubilden, welcher eine Querschnittsform des Drahts bestimmt; wobei das Verfahren weiter Schritte aufweist eines: Festlegens der Breite der Rillen (161a, 161b) auf weniger als 7 mm für das erste Walzenpaar; Festlegens der Breite der Rillen (162a, 162b) auf weniger als 6 mm für das zweite Walzenpaar; und Festlegens des Mittenabstands (L) zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar auf weniger als 50 mm.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, welches weiter Schritte aufweist eines: Festlegens eines Zwischenraums zwischen zwei Walzen (101a, 101b) auf weniger als 7 mm für das erste Walzenpaar; Festlegens eines Zwischenraums zwischen zwei Walzen (102a, 102b) auf weniger als 6 mm für das zweite Walzenpaar; und Festlegens des Mittenabstands (L) zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar auf weniger als 50 mm.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das erste und das zweite Walzenpaar zum Herstellen von Draht abwechselnd derart angeordnet sind, daß der Winkel zwischen den Rotationsachsen hiervon etwa 90° beträgt; wobei das Werkstück durch das erste Walzenpaar (12; 212; 101, 102) derart gewalzt wird, daß die Querschnittsdimension D1 des Werkstücks in einer Richtung einer Walzreduktion geringer wird als in einer Richtung D2 senkrecht zu dieser Richtung der Walzreduktion; und wobei das Werkstück durch das zweite Walzenpaar (14; 214; 102, 202) derart gewalzt wird, daß das Verhältnis der Dimensionen D2/D1 verringert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, welches weiter einen Schritt eines Bewegens zweier Walzen (101a, 101b, 102a, 102b) jedes Walzenpaares (12, 14) relativ aufeinander zu und voneinander weg in der Richtung einer Walzreduktion durch jeweilige Walzenzwischenraum-Einstellmechanismen (26, 32, 34, 36, 38), die sowohl das erste als auch das zweite Walzenpaar begleiten, aufweist; wobei jeder Walzenzwischenraum-Einstellmechanismus aufweist: Lagerabschnitte (26), welche die Wellen der zwei Walzen jeweils unterstützen; und einen Lagerdrehmechanismus (32, 34, 36, 38), welcher jeden der Lagerabschnitte (26) um eine von einer entsprechenden Walzenachse (C₁) abweichende exzentrische Achse (C₂) jeweils in entgegenge setzte Richtung dreht, wodurch die zwei Walzen relativ aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Lagerdrehmechanismus (32, 34, 36, 38) für das erste Walzenpaar (12) stromaufwärts des ersten Walzenpaares angeordnet ist und der Lagerdrehmechanismus für das zweite Walzenpaar (14) stromabwärts des zweiten Walzenpaares angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Lagerdrehmechanismus (32, 34, 36, 38) aufweist: erste Zahnradabschnitte (26b), welche jeweils auf den Umfängen der Lagerabschnitte (26) der zwei Walzen angeordnet sind; zweite Zahnradabschnitte (34), die jeweils in den entsprechenden ersten Zahnradabschnitt (26b) eingreifen; und wobei ein Antriebsmechanismus (36, 38) die zweiten Zahnradabschnitte (34) synchron in einander entgegengesetzten Richtungen dreht.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die zweiten Zahnradabschnitte Schnecken (34) sind, welche axial auf einer Schneckendrehwelle (32) mit einem bestimmten Abstand entlang der Längsrichtung hiervon angeordnet sind und deren Windungen in einander entgegengesetzten Richtungen ausgebildet sind; und wobei die Schnecken (34) durch Antreiben der Schneckendrehwelle (32) mittels des Antriebsmechanismus (36, 38) gemeinsam angetrieben werden.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Lagerabschnitt aufweist: Lagergehäuse (24), welche entsprechend beiden Endabschnitten einer Walzenwelle (28) angeordnet sind und von welchen jedes ein Lageraufnahmeloch (24a) aufweist, welches sich entlang der Walzenwelle (28) erstreckt; Lagerhauptkörper (26), von welchen jeder in dem Lageraufnahmeloch (24a) aufgenommen wird; wobei ein Lagerloch (26a) in jedem der Lagerhauptkörper (26) derart ausgebildet ist, daß die Mitte des Lagerlochs (26a) vom der Rotationsachse (C₂) des Lagerhauptkörpers (26) ausgerückt ist und jeder Endabschnitt der Walzenwelle (28) in dem Lagerloch (26a) drehbar unterstützt ist; und wobei der Lagerhauptkörper (26) einen ersten Zahnradabschnitt (26a) auf seinem Umfang aufweist und durch die in den ersten Zahnradabschnitt (26a) eingreifenden Schnecke (32) um eine von der Rotationsachse (C₁) der Walze versetzte, exzentrische Achse (C₂) gedreht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Lagerloch (26a) des ersten Walzenpaares (12) in dem von seiner Rotationsachse abweichenden Lagerhauptkörper (26) stromabwärts ausgebildet ist und das Lagerloch (26a) des zweiten Walzenpaares (14) in dem von seiner Rotationsachse abweichenden Lagerhauptkörper (26) stromaufwärts ausgebildet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10–18, welches weiter Schritte eines Bewegens der zwei Walzen (101a, 101b, 102a, 102b) relativ in der Schubrich tung hiervon und eines Haltens der zwei Walzen in beliebigen Positionen in der Schubrichtung mittels eines Walzenschubeinstellmechanismus (170), mit welchem wenigstens eines des ersten und des zweiten Walzenpaares (12, 14) ausgerüstet ist, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei der Walzenschubeinstellmechanismus (170) aufweist: einen feststehenden Lagerabschnitt (30), welcher für wenigstens eine der zwei Walzen vorgesehen ist und die Walzenwelle (28) drehbar und in ihrer Schubrichtung beweglich hält; und einen Walzenschiebemechanismus (171), welcher mit einem Endabschnitt der Walzenwelle (28) verbunden ist und die Walzenwelle in der Schubrichtung gegen den Lagerabschnitt (30) schiebt.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei der Walzenschiebemechanismus (171) aufweist: einen Wellenhalter (172), mit welchem der Endabschnitt der Walzenwelle (28) verbunden ist und welcher zusammen mit der Walzenwelle in der Schubrichtung beweglich ist; einen Einstellschraubmechanismus (173), welcher mit dem Wellenhalter direkt oder indirekt mit einem anderen Bauteil verbunden ist und den Wellenhalter (172) in der Schubrichtung gemäß seiner Tätigkeit eines Hinein- oder Herausdrehens bewegt.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Lagerabschnitt einen Lagerhauptkörper (26) aufweist, welcher ein Durchgangsloch als ein Lagerloch (26a) in der Richtung der Walzenwelle (28) aufweist und den einen Endabschnitt der Walzenwelle in dem Durchgangsloch drehbar unterstützt; wobei der Wellenhalter (172) in dem Durchgangsloch (26a) mit der Walzenwelle (28) in der Schubrichtung beweglich ist; wobei der Wellenhalter (172) einen wellenartig hervorstehenden Abschnitt (177) aufweist, welcher sich entlang der axialen Richtung der Walzenwelle (28) in dem Durchgangsloch (26a) erstreckt und dessen Endabschnitt außerhalb von der entsprechenden Öffnung (26b) des Durchgangslochs aus hervorsteht; wobei auf der Innenseite des Durchgangslochs (26a) ein Muttergewindeabschnitt (26c) auf dem Endabschnitt hiervon ausgebildet ist, welcher zu der Öffnung (26b) führt; wobei ein Schraubengewindebauteil (178) in einer Position auf den Muttergewindeabschnitt (26c) geschraubt ist, die dem Teil des des wellenartig hervorstehenden Abschnitts (177) dazwischen entspricht; wobei ein Stopper (179) auf dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt (177) montiert ist, um eine Relativbewegung des Schraubengewindebauteils (178) gegenüber dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt in der axialen Richtung hiervon zu verhindern; und wobei der Einstellschraubmechanismus (173) den Wellenhalter (172) und die Walzenwelle (28) in der Schubrichtung zusammen mit dem Schraubengewindebauteil (178) gemäß der Drehung des Schraubengewindebauteils bewegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 22, wobei der Schritt eines kontinuierlichen Entfernens von auf dem Werkstück ausgebildetem Zunder einen Schritt eines Aufstrahlens eines Stroms von abrasiven Teilchen auf die Oberfläche des Werkstücks in kontinuierlicher Zuführung mittels einer Abstrahlvorrichtung (4) beinhaltet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 23, wobei der Schritt eines Erwärmens des Werkstücks Schritte aufweist eines: Berührens des Werkstücks mit einer Rollenelektrode (51–54) und Schickens von elektrischem Strom in das Werkstück zum Zwecke des Widerstandsheizens desselben; und Drängens der Rollenelektrode gegen das Werkstück mittels eines Drängmechanismus (55–58).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5, 6, 8 oder 9, welches weiter einen Schritt eines Antreibens des ersten (12; 101, 102) und des zweiten (14; 201, 202) Walzenpaares durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung (252) durch ein erstes (253, 255) bzw. ein zweites (254, 256) Untersetzungsgetriebesystem aufweist; wobei das Reduktionsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2, wobei Q1 das Untersetzungsverhältnis des ersten Untersetzungsgetriebesystems ist und Q2 das Untersetzungsverhältnis des zweiten Untersetzungsgetriebesystems ist, variiert wird, um das Verhältnis R1/R2 zu ändern.
Verfahren gemäß Anspruch 25, welches weiter Schritte aufweist eines Walzens des Werkstücks nacheinander durch eine Mehrzahl von Walzenpaareinheiten (S), von denen jede ein erstes und ein zweites Walzenpaar aufweist, wobei die Walzenpaareinheiten in der Zuführungsrichtung des Werkstücks angeordnet sind; Änderns der Reduktionsverhältnisse zwischen Ständern Q1/Q2 der Walzenpaareinheiten in synchroner Weise; und wenn das Reduktionsverhältnis zwischen Ständern für eine der Walzenpaareinheiten auf einen gewünschten Wert festgelegt ist, ebenfalls Einstellens der Reduktionsverhältnisse zwischen Ständern für andere Walzenpaareinheiten auf entsprechende Werte in synchroner Weise.
Vorrichtung zum Herstellen von Draht, welches aufweist: ein erstes Walzenpaar (12; 212; 101, 201) und ein zweites Walzenpaar (14; 214; 102, 202) einer Walzstraße (6) zum Walzen eines Werkstücks (A1) nacheinander, wobei das erste und das zweite Walzenpaar in einer Zuführungrichtung des Werkstücks beabstandet angeordnet sind, wobei eine Winkellage von Rotationsachsen des ersten Walzenpaares sich von der des zweiten Walzenpaares unterscheidet und wobei Formen und/oder Lagebeziehungen der jeweiligen Walzen des ersten und des zweiten Walzenpaares derart ausgebildet sind, daß sich die Gestalt des Querschnitts des gewalzten Drahts nach dem ersten Walzenpaar von der nach dem zweiten Walzenpaar unterscheidet; wobei Walzreduktionen in dem ersten und dem zweiten Walzenpaar an dem Werkstück in einem Bereich änderbar sind, der einer Variation eines resultierenden Drahtdurchmessers D entspricht; dadurch gekennzeichnet, daß Formen und/oder Lagebeziehungen jeweiliger Walzen des ersten und des zweiten Walzenpaares derart ausgebildet sind, daß ein nach dem zweiten Walzenpaar erhaltener Draht einen im Wesentlichen runden oder quadratischen Querschnitt und einen resultierenden Durchmesser von weniger als 5,5 mm aufweist; und das erste und das zweite Walzenpaar derart angeordnet sind, daß ein Verhältnis von L/D, wobei L der Mittenabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar ist und D der nach Walzen durch das zweite Walzenpaar erhaltene Drahtdurchmesser ist, weniger als 30 beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 27, welche weiter eine Heizvorrichtung (44) aufweist, welche vor der Walzstraße auf dem Weg der Zuführung des Werkstücks angeordnet ist und eine Induktionsheizspule zum kontinuierlichen Erwärmen des Werkstücks aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 27, welche weiter aufweist: eine Entzunderungsvorrichtung (4), welche vor der Walzstraße auf dem Weg der Zuführung des Werkstücks zum kontinuierlichen Entfernen von auf dem Werkstück ausgebildetem Zunder in kontinuierlicher Zuführung angeordnet ist; und eine Heizvorrichtung (71a, 71b; 72; 5), welche eine das Werkstück berührende Elektrode (71a, 71b; 51, 52, 53, 54) aufweist, die eine kontinuierliche Zuführung hiervon erlaubt und zum Widerstandsheizen des Werkstücks elektrischen Strom durch die Elektrode in das Werkstück schickt, wobei die Heizvorrichtung zwischen der Entzunderungsvorrichtung (4) und der Walzstraße (6) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 28 oder 29, wobei der Abstand zwischen der Heizvorrichtung (5; 44) und der Walzstraße (6) weniger als 4 m beträgt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei eine Walzreduktion an dem Werkstück durch jedes Walzenpaar gemäß der Art des Werkstücks variierbar ist und das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Walzendrehzahlen des ersten bzw. des zweiten Walzenpaares sind, gemäß der Walzreduktion einstellbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Walzreduktion und das Verhältnis R1/R2 gemäß dem Torsionswiderstand des Werkstücks variierbar bzw. einstellbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 32, wobei das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Walzendrehzahlen in dem ersten bzw. dem zweiten Walzenpaar sind, auf einem gewünschten Wert festgelegt ist; und wobei die Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück durch das erste und das zweite Walzenpaar so variierbar ist, daß die resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks innerhalb von 10% liegt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei die Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück durch das erste und das zweite Walzenpaar so variierbar ist, daß die resultierende Änderung in der Flächenreduktion des Werkstücks innerhalb von 40% liegt; und wobei das Verhältnis R1/R2, wobei R1 und R2 Walzendrehzahlen in dem ersten bzw. dem zweiten Walzenpaares sind, gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück variierbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 34, wobei Formen und/oder Größen eines Bemessungswegs des ersten und des zweiten Walzenpaares gemäß dem Wert der Gesamtwalzreduktion an dem Werkstück änderbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 35, wobei jedes des ersten und des zweiten Walzenpaares zwei Walzen (101a, 101b, 102a, 102b; 101a', 101b') aufweist, welche Rillen (161a, 161b, 162a, 162b) auf der Umfangsoberfläche hiervon aufweisen, um einen Bemessungsweg (161c, 162c) auszubilden, welcher eine Querschnittsform des Drahts bestimmt; wobei die Breite der Rillen (161a, 161b) für das erste Walzenpaar weniger als 7 mm beträgt; wobei die Breite der Rillen (162a, 162b) für das zweite Walzenpaar weniger als 6 mm beträgt; und wobei der Mittenabstand (L) zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar weniger als 50 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 35, wobei ein Zwischenraum zwischen zwei Walzen (101a, 101b) für das erste Walzenpaar weniger als 7 mm beträgt; wobei ein Zwischenraum zwischen zwei Walzen (102a, 102b) für das zweite Walzenpaar weniger als 6 mm beträgt; und und wobei der Mittenabstand (L) zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenpaar weniger als 50 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 36 oder 37, wobei das erste und das zweite Walzenpaar zum Herstellen von Draht abwechselnd derart angeordnet sind, daß der Winkel zwischen den Rotationsachsen hiervon nahezu 90° beträgt; wobei Formen und/oder Größen des ersten Walzenpaares (12; 212; 101, 102) derart ausgebildet sind, daß die Querschnittsdimension des Werkstücks in einer Richtung einer Walzreduktion D1 weniger wird als in einer Richtung D2 senkrecht zu dieser Richtung einer Walzreduktion; und wobei Formen und/oder Größen des zweiten Walzenpaares (14; 214; 102, 202) derart ausgebildet sind, daß das Verhältnis der Dimensionen D2/D1 verringert wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 36 bis 38, wobei sowohl das erste als auch das zweite Walzenpaar von einem Walzenzwischenraum-Einstellmechanismus (26, 32, 34, 36, 38) zum Bewegen zweier Walzen (101a, 101b, 102a, 102b) jedes Walzenpaares (12, 14) relativ aufeinander zu und voneinander weg in der Richtung einer Walzreduktion begleitet wird; und wobei jeder Walzenzwischenraum-Einstellmechanismus aufweist: Lagerabschnitte (26), welche die Wellen der zwei Walzen jeweils unterstützen; und einen Lagerdrehmechanismus (32, 34, 36, 38), welcher jeden der Lagerabschnitte (26) um eine von einer entsprechenden Walzenachse (C₁) abweichende exzentrische Achse (C₂) jeweils in entgegengesetzte Richtung dreht, wodurch die zwei Walzen relativ aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei der Lagerdrehmechanismus (32, 34, 36, 38) für das erste Walzenpaar (12) stromaufwärts des ersten Walzenpaares angeordnet ist und der Lagerdrehmechanismus für das zweite Walzenpaar (14) stromabwärts des zweiten Walzenpaares angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 40, wobei der Lagerdrehmechanismus (32, 34, 36, 38) aufweist: erste Zahnradabschnitte (26b), welche jeweils auf den Umfängen der Lagerabschnitte (26) der zwei Walzen angeordnet sind; zweite Zahnradabschnitte (34), die jeweils mit dem entsprechenden ersten Zahnradabschnitt (26b) eingreifen; und einen Antriebsmechanismus (36, 38), welcher die zweiten Zahnradabschnitte (34) synchron in einander entgegengesetzten Richtungen dreht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 41, wobei die zweiten Zahnradabschnitte Schnecken (34) sind, welche axial auf einer Schneckendrehwelle (32) mit einem bestimmten Abstand entlang der Längsrichtung hiervon angeordnet sind und deren Windungen in einander entgegengesetzten Richtungen ausgebildet sind; und wobei der Antriebsmechanismus (36, 38) die Schneckendrehwelle (32) antreibt, wodurch die Schnecken (34) gemeinsam angetrieben werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 42, wobei der Lagerabschnitt aufweist: Lagergehäuse (24), welche entsprechend beiden Endabschnitten einer Walzenwelle (28) angeordnet sind und von welchen jedes ein Lageraufnahmeloch (24a) aufweist, welches sich entlang der Walzenwelle (28) erstreckt; Lagerhauptkörper (26), von welchen jeder in dem Lageraufnahmeloch (24a) aufgenommen ist; wobei ein Lagerloch (26a) in jedem der Lagerhauptkörper (26) derart ausgebildet ist, daß die Mitte des Lagerlochs (26a) von der Rotationsachse (C₂) des Lagerhauptkörpers (26) ausgerückt ist und jeder Endabschnitt der Walzenwelle (28) in dem Lagerloch (26a) drehbar unterstützt ist; und wobei der Lagerhauptkörper (26) einen ersten Zahnradabschnitt (26a) auf seinem Umfang aufweist und durch die in den ersten Zahnradabschnitt (26a) eingreifenden Schnecke (32) um eine von der Rotationsachse (C₁) der Rolle versetzte, exzentrische Achse (C₂) gedreht wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 43, wobei das Lagerloch (26a) des ersten Walzenpaares (12) in dem von seiner Rotationsachse abweichenden Lagerhauptkörper (26) stromabwärts ausgebildet ist und das Lagerloch (26a) des zweiten Walzenpaares (14) in dem von seiner Rotationsachse abweichenden Lagerhauptkörper (26) stromaufwärts ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 36 bis 44, wobei wenigstens eines des ersten und des zweiten Walzenpaares (12, 14) mit einem Walzenschubeinstellmechanismus (170) ausgerüstet ist, welcher die zwei Walzen (101a, 101b, 102a, 102b) relativ in der Schubrichtung hiervon bewegt und die zwei Walzen in beliebigen Positionen in der Schubrichtung hält.
Vorrichtung gemäß Anspruch 45, wobei der Walzenschubeinstellmechanismus (170) aufweist: einen feststehenden Lagerabschnitt (30), welcher für wenigstens eine der zwei Walzen vorgesehen ist und die Walzenwelle (28) drehbar und beweglich in ihrer Schubrichtung hält; und einen Walzenschiebemechanismus (171), welcher mit einem Endabschnitt der Walzenwelle (28) verbunden ist und die Walzenwelle in der Schubrichtung gegen den Lagerabschnitt (30) schiebt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 46, wobei der Walzenschiebemechanismus (171) aufweist: einen Wellenhalter (172), mit welchem der Endabschnitt der Walzenwelle (28) verbunden ist und welcher zusammen mit der Walzenwelle in der Schubrichtung beweglich ist; einen Einstellschraubmechanismus (173), welcher mit dem Wellenhalter direkt oder indirekt mit einem anderen Bauteil verbunden ist und den Wellenhalter (172) in der Schubrichtung gemäß seiner Tätigkeit eines Hinein- oder Herausdrehens bewegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 47, wobei der Lagerabschnitt einen Lagerhauptkörper (26) aufweist, welcher ein Durchgangsloch als ein Lagerloch (26a) in der Richtung der Walzenwelle (28) aufweist und den einen Endabschnitt der Walzenwelle in dem Durchgangsloch drehbar unterstützt; wobei der Wellenhalter (172) in dem Durchgangsloch (26a) mit der Walzenwelle (28) in der Schubrichtung beweglich ist; wobei der Wellenhalter (172) einen wellenartig hervorstehenden Abschnitt (177) aufweist, welcher sich entlang der axialen Richtung der Walzenwelle (28) in dem Durchgangsloch (26a) erstreckt und dessen Endabschnitt außerhalb von der entsprechenden Öffnung (26b) des Durchgangslochs hervorsteht; wobei auf der Innenseite des Durchgangslochs (26a) ein Muttergewindeabschnitt (26c) auf dem Endabschnitt hiervon ausgebildet ist, welcher zu der Öffnung (26b) führt; wobei ein Schraubengewindebauteil (178) in einer Position auf den Muttergewindeabschnitt (26c) geschraubt ist, die dem Teil des wellenartig hervorstehenden Abschnitts (177) dazwischen entspricht; wobei ein Stopper (179) auf dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt (177) montiert ist, um eine Relativbewegung des Schraubengewindebauteils (178) gegenüber dem wellenartig hervorstehenden Abschnitt in der axialen Richtung hiervon zu verhindern; und wobei der Einstellschraubmechanismus (173) den Wellenhalter (172) und die Walzenwelle (28) in der Schubrichtung zusammen mit dem Schraubengewindebauteil (178) gemäß der Drehung des Schraubengewindebauteils bewegt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 29 bis 48, wobei die Entzunderungsvorrichtung eine Abstrahlvorrichtung (4) zum Entfernen des Zunders durch Aufstrahlen eines Stroms von abrasiven Teilchen auf die Oberfläche des Werkstücks in kontinuierlicher Zuführung aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 29 bis 49, wobei die Heizvorrichtung (5) aufweist: eine Rollenelektrode (51–54) zum Vorsehen eines Kontakts mit dem Werkstück und Schicken von elektrischem Strom in das Werkstück zum Zwecke des Widerstandsheizens desselben; und einen Drängmechanismus (55–58) zum Drängen der Rollenelektrode gegen das Werkstück.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31, 32, 34 oder 35, wobei das erste (12; 101, 102) und das zweite (14; 201, 202) Walzenpaar durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung (252) durch ein erstes (253, 255) bzw. ein zweites (254, 256) Untersetzungsgetriebesystem angetrieben werden; und wobei das Reduktionsverhältnis zwischen Ständern Q1/Q2, wobei Q1 das Untersetzungsverhältnis des ersten Untersetzungsgetriebesystems ist und Q2 das Untersetzungsverhältnis des zweiten Untersetzungsgetriebesystems ist, variiert wird, um das Verhältnis R1/R2 zu ändern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 51, wobei durch eine Mehrzahl von Walzenpaareinheiten (S), von denen jede ein erstes und ein zweites Walzenpaar aufweist, in der Zuführungsrichtung des Werkstücks angeordnet sind und das Werkstück nacheinander durch die Mehrzahl von Walzenpaareinheiten gewalzt wird; wobei die Reduktionsverhältnisse zwischen Ständern Q1/Q2 der Walzenpaareinheiten in synchroner Weise geändert werden; und wobei, wenn das Reduktionsverhältnis zwischen Ständern für eine der Walzenpaareinheiten auf einen gewünschten Wert festgelegt ist, die Reduktionsverhältnisse zwischen Ständern für andere Walzenpaareinheiten auf entsprechende Werte in synchroner Weise eingestellt werden.