EP0626220A1 - Drawing block for a wire drawing machine and process for its manufacture - Google Patents

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Publication number
EP0626220A1
EP0626220A1 EP94107915A EP94107915A EP0626220A1 EP 0626220 A1 EP0626220 A1 EP 0626220A1 EP 94107915 A EP94107915 A EP 94107915A EP 94107915 A EP94107915 A EP 94107915A EP 0626220 A1 EP0626220 A1 EP 0626220A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire guide
wire
guide body
body according
base body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP94107915A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Dipl.-Ing. Vockentanz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Publication of EP0626220A1 publication Critical patent/EP0626220A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/14—Drums, e.g. capstans; Connection of grippers thereto; Grippers specially adapted for drawing machines or apparatus of the drum type; Couplings specially adapted for these drums

Definitions

  • the present invention relates to a wire guide body for a wire drawing machine and a method for its production.
  • a whole series of overhung, rotationally symmetrical wire guide bodies are used, by means of which the wire is deflected or by means of which an axial tensile force is applied to the wire, such as drawing disks, drawing rollers, drawing cones and the like.
  • Drawing disks, drawing rollers and drawing cones are placed after the drawing dies of the wire drawing machine to create the axial tension required to pull the wire through the drawing die.
  • the wire is usually wrapped around the drawing disk or around the drawing cone, so that the friction is large enough to exert the required axial force.
  • wire guide bodies are used as wire guide bodies and in particular as drawing disks or drawing rollers, which are made of aluminum or steel and on which a wear-resistant layer, e.g. a ceramic layer is applied.
  • a high production speed has the disadvantage that the load on the wire guide body and especially the drawing rollers increases so that on the one hand the drawing rollers have to be made large and massive and on the other hand an expensive storage of these larger drawing rollers is required.
  • the present invention is therefore based on the object of providing wire guide bodies and, in particular, drawing cones, drawing rollers and drawing disks for a wire drawing machine and a method for their production, which enable the production speed to be increased without complex design and without expensive conversion measures for existing machines.
  • the method according to the invention is the subject of claim 11.
  • the wire guide body according to the invention has a base body which consists of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). A wear-resistant layer is applied to this base body.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • This wire guide body according to the invention has a significantly lower weight than a wire guide body which has a base body made of steel or a base body made of aluminum in a conventional manner.
  • the deflection experienced by the overhung wire guide body is significantly less than if the base body is made of steel. Due to the lower weight, the dynamic forces caused by the deflection, in particular the resulting unbalance, are significantly reduced. Therefore, with otherwise the same dimensions and otherwise the same bearing load, the speed of the wire guide body can be increased. It is therefore possible to increase the overall production speed of the system.
  • a further layer consisting of metal is preferably arranged between the wear-reducing layer, which is preferably a ceramic layer, and the CFRP material.
  • This layer which can have a thickness in the range from 0.2 to 1 mm, has the advantage that the surface pressures originating from the wires can be better applied to the CFRP material and distributed there.
  • This layer also has the advantage that the connection between the ceramic material and the CFRP material is thereby improved.
  • a phenolic resin or an epoxy resin is preferably used as the plastic for the production of the carbon fiber reinforced plastic.
  • the metal intermediate layer is preferably made of molybdenum or an alloy containing molybdenum.
  • a ceramic layer is used as the wear-resistant layer, it preferably consists of chromium oxide and preferably has a layer thickness between 0.1 and 0.6, particularly preferably between 0.2 and 0.4, particularly preferably between 0.25 and 0.3 mm .
  • the wire guide bodies arranged in a wire drawing machine are usually mounted in a floating manner.
  • the invention proposes to use a multi-material composite body, in which a base body made of CFRP is used, which is connected to a flange-like part made of steel for storage.
  • a molybdenum metal layer of 0.5 mm and a chromium oxide layer of about 0.3 mm are applied to this CFRP layer.
  • the connection between the CFRP material and the steel flange is preferably made by gluing.
  • Fig. 1 shows a multiple wire drawing machine for 14 wires, i.e. 7 wires each next to each other on 2 levels, which are arranged parallel to each other and drawn over 23 cables, each of which is extended by approx. 26%.
  • FIG. 1 shows the main frame 1 of such a device, which has a first drive motor 2 and a second drive motor 3.
  • the output speed of the drive motors 2 and 3 are transmitted to a plurality of gearwheels via a belt transmission 4 and 5, respectively.
  • the gearwheels are each attached to a schematically indicated shaft 8, on which, as indicated in two examples with the reference numerals 9 and 10, drawing rollers are arranged.
  • the drawing dies (not shown) are located between these drawing rollers.
  • the 14 parallel wires are looped around each drawing roller one or more times.
  • the finished wire in the exemplary embodiment a copper wire, leaves the machine in the direction of arrow 12, where it exits at a speed of approximately 30 m / s when using conventional drawing rollers.
  • Fig. 2 shows the sectional view of an embodiment a wire guide body according to the invention.
  • This wire guide body is a drawing roller, which in the exemplary embodiment has a largest diameter of approximately 85 mm.
  • the drawing roller designated as a whole by 20, consists of a base body 21 which is made of a carbon fiber reinforced plastic, in this case an epoxy resin.
  • the carbon fibers form approximately a winding which is wound at an angle to the axis of rotation 22 of the substantially cylindrical body.
  • the basic body is cylindrically widened on the inside of a shoulder 23.
  • a metal layer 24 containing 0.5 mm thick molybdenum is applied to this base body, by vapor deposition or by a sputtering process.
  • a ceramic layer 25 made of chromium oxide is applied to this layer.
  • the base body 21 has individual web-like radial elevations 26 which guide the individual wires laterally.
  • This essentially disk-shaped flange part 30 is made of steel and is provided with an annular axial shoulder 31.
  • a groove 33 which runs parallel to the axis 22 and serves to receive a feather key.
  • the drawing roller shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, is connected to the drawing machine.
  • a shaft 8 made of steel is arranged, as previously explained, which is connected in a rotationally fixed manner to one of the gear wheels 7.
  • the shaft 8 is supported in two ball bearings, of which only the front ball bearing 40 is shown in FIG. 3 for the sake of clarity.
  • the design according to the invention has significant advantages for the operation of the wire drawing machine: While the density of steel is 7850 kg / m3 and that of aluminum 2700 kg / m3, the density of the carbon fiber reinforced plastic is only 1550 kg / m3. This drastically reduces the weight of the main body of the drawing roller. Due to the high strength of the CFRP material, it is possible, as can be seen from FIG. 2, to support only a relatively short front area up to the shoulder 23 with a steel shaft. The part of the drawing roller protruding beyond the steel shaft is, on the one hand, of such a strength that the wire tension causes only a relatively small deformation of the roller from its ideal cylindrical shape. Due to the low density of the carbon fiber reinforced material, this deformation only leads to a slight unbalance. This makes it possible to operate the drawing rollers at a higher speed. 1 it is possible to achieve an outlet speed of 40 m / s instead of the previous 30 m / s.
  • the wire guide body according to the invention can be produced inexpensively by the following method: First, a tubular body made of carbon fiber-reinforced plastic is produced, the outside diameter of which is equal to or slightly larger than the outside diameter of the web-like elevations 25, which separate the individual wire regions from one another.
  • the inner diameter of the tubular blank corresponds to the inner diameter or is slightly smaller than the inner diameter in the left region (in FIG. 2) of the drawing roller for receiving the steel shaft.
  • the basic body is produced from this blank by turning.
  • the base body is then glued to the contact area 28 in which the base body abuts the flange part 29.
  • a 0.5 mm thick molybdenum layer is applied to the base body, on which the ceramic layer is then subsequently arranged.
  • This method makes it possible to manufacture the drawing roller in a simple and inexpensive manner.
  • drawing disks, drawing cones, lifting rollers and lifting rollers for drawing machines can be produced in addition to drawing rollers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (AREA)

Abstract

A wire-guiding body for a wire-drawing machine, in particular a drawing drum or a drawing cylinder, is configured such that it is essentially rotationally symmetrical about a longitudinal axis (22) and can rotate about this axis. The wire-guiding body (20) comprises a base body (21), consisting of a carbon-fibre-reinforced plastic, and exhibits a coating (25) which is made of a wear-resistant material, which is preferably a ceramic layer. Preferably, a thin layer (24) consisting of a molybdenum-containing material is arranged between the base body and the ceramic coating. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drahtführungskörper für eine Drahtziehmaschine und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention relates to a wire guide body for a wire drawing machine and a method for its production.

Bei einer Drahtziehmaschine werden eine ganze Reihe von fliegend gelagerten rotationssymmetrischen Drahtführungskörpern verwendet, über die der Draht umgelenkt wird oder mit deren Hilfe auf den Draht eine axiale Zugkraft aufgebracht wird, wie z.B.Ziehscheiben, Ziehwalzen, Ziehkonen und dergleichen. Ziehscheiben, Ziehwalzen und Ziehkonen werden nach den Ziehsteinen der Drahtziehmaschine angeordnet, um die axiale Zugspannung zu erzeugen, die erforderlich ist, um den Draht durch den Ziehstein zu ziehen. Dazu wird der Draht üblicherweise um die Ziehscheibe oder um den Ziehkonus herumgewickelt, damit die Reibung groß genug ist, um die erforderliche Axialkraft aufzubringen.In a wire drawing machine, a whole series of overhung, rotationally symmetrical wire guide bodies are used, by means of which the wire is deflected or by means of which an axial tensile force is applied to the wire, such as drawing disks, drawing rollers, drawing cones and the like. Drawing disks, drawing rollers and drawing cones are placed after the drawing dies of the wire drawing machine to create the axial tension required to pull the wire through the drawing die. For this purpose, the wire is usually wrapped around the drawing disk or around the drawing cone, so that the friction is large enough to exert the required axial force.

In den letzten Jahren haben sich zunehmend Mehrdraht-Ziehmaschinen durchgesetzt, bei denen eine Vielzahl von Drähten, beispielsweise sieben Drähte, parallel gezogen wird. Als Drahtführungskörper und insbesondere als Ziehscheiben bzw. Ziehwalzen werden bei diesen Mehrdrahtziehmaschinen Drahtführungskörper verwendet, die aus Aluminium oder Stahl bestehen und auf denen zur Verschleißminderung eine verschleißfeste Schicht, z.B. eine Keramikschicht, aufgebracht ist.In recent years, multi-wire drawing machines have become increasingly common in which a large number of wires, for example seven wires, are drawn in parallel. In these multi-wire drawing machines, wire guide bodies are used as wire guide bodies and in particular as drawing disks or drawing rollers, which are made of aluminum or steel and on which a wear-resistant layer, e.g. a ceramic layer is applied.

Um eine hohe Produktivität einer solchen Mehrdraht-Ziehmaschine zu erreichen, versuchen die Konstrukteure, die Produktionsgeschwindigkeit, das ist die Geschwindigkeit, mit der der Draht aus der Maschine ausläuft, so hoch wie möglich zu setzen. Eine hohe Produktionsgeschwindigkeit hat jedoch den Nachteil, daß die Belastung der Drahtführungskörper und insbesondere der Ziehwalzen stark zunimmt, so daß einerseits die Ziehwalzen groß und massiv gefertigt werden müssen und andererseits eine aufwendige Lagerung dieser größeren Ziehwalzen erforderlich ist.In order to achieve the high productivity of such a multi-wire drawing machine, the designers try to set the production speed, that is the speed at which the wire runs out of the machine, as high as possible. A high production speed has the disadvantage that the load on the wire guide body and especially the drawing rollers increases so that on the one hand the drawing rollers have to be made large and massive and on the other hand an expensive storage of these larger drawing rollers is required.

Dieser vergrößerte Aufwand verteuert die Herstellung von Drahtziehmaschinen erheblich und führt zudem zu wesentlich größeren Abmessungen der Gesamtmaschine, so daß der Ersatz bestehender Maschinen durch solche neue Maschinen in vorhandenen Produktionsanlagen erschwert ist.This increased effort makes the manufacture of wire drawing machines considerably more expensive and also leads to much larger dimensions of the overall machine, so that the replacement of existing machines with such new machines in existing production facilities is made more difficult.

Weiterhin machen es diese Erfordernisse unmöglich, daß vorhandene Drahtziehmaschinen in ihrer Produktionsgeschwindigkeit gesteigert werden.Furthermore, these requirements make it impossible for existing wire drawing machines to be increased in their production speed.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Drahtführungskörper und insbesondere Ziehkonen, Ziehwalzen und Ziehscheiben für eine Drahtziehmaschine und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, welche eine Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit ohne aufwendige Gestaltung und ohne teure Umbaumaßnahmen bei vorhandenen Maschinen ermöglichen.The present invention is therefore based on the object of providing wire guide bodies and, in particular, drawing cones, drawing rollers and drawing disks for a wire drawing machine and a method for their production, which enable the production speed to be increased without complex design and without expensive conversion measures for existing machines.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the subject matter of claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 11.The method according to the invention is the subject of claim 11.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche.Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Drahtführungskörper weist einen Grundkörper auf, der aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) besteht. Auf diesen Grundkörper ist eine verschleißfeste Schicht aufgebracht.The wire guide body according to the invention has a base body which consists of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). A wear-resistant layer is applied to this base body.

Dieser erfindungsgemäße Drahtführungskörper hat ein deutlich geringeres Gewicht als ein Drahtführungskörper, der in herkömmlicher Weise einen Grundkörper aus Stahl bzw. einen Grundkörper aus Aluminium aufweist.This wire guide body according to the invention has a significantly lower weight than a wire guide body which has a base body made of steel or a base body made of aluminum in a conventional manner.

Wird ein solcher Drahtführungskörper anstelle eines Drahtführungskörpers mit einem Grundkörper aus Stahl eingesetzt, so ist die Durchbiegung, die der fliegend gelagerte Drahtführungskörper erfährt, wesentlich geringer, als wenn der Grundkörper aus Stahl besteht. Aufgrund des geringeren Eigengewichtes werden weiterhin die durch die Durchbiegung entstehenden dynamischen Kräfte, insbesondere also die dadurch entstehende Unwucht, wesentlich reduziert. Deshalb kann, bei sonst gleichen Abmessungen und sonst gleicher Lagerbelastung, die Drehzahl der Drahtführungskörper erhöht werden. Deshalb ist es möglich, die Produktionsgeschwindigkeit der Anlage insgesamt zu erhöhen.If such a wire guide body is used instead of a wire guide body with a steel base body, the deflection experienced by the overhung wire guide body is significantly less than if the base body is made of steel. Due to the lower weight, the dynamic forces caused by the deflection, in particular the resulting unbalance, are significantly reduced. Therefore, with otherwise the same dimensions and otherwise the same bearing load, the speed of the wire guide body can be increased. It is therefore possible to increase the overall production speed of the system.

Versuche haben gezeigt, daß durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Drahtführungskörper bei einer Drahtziehmaschine herkömmlicher Bauart, die für eine Produktionsgeschwindigkeit von ca. 30 m pro Sekunde ausgelegt ist, die Produktionsgeschwindigkeit auf 40 m pro Sekunde erhöht werden kann. Dies bedeutet eine Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit und damit auch eine Erhöhung der pro Zeiteinheit herzustellenden Drahtmenge um 33%.Experiments have shown that by using the wire guide bodies according to the invention in a wire drawing machine of conventional design, which is designed for a production speed of approx. 30 m per second, the production speed can be increased to 40 m per second. This means an increase in production speed and thus an increase in the amount of wire to be produced per unit of time by 33%.

Vorzugsweise wird zwischen der verschleißmindernden Schicht, die vorzugsweise eine Keramikschicht ist, und dem CFK-Material eine weitere aus Metall bestehende Schicht angeordnet. Diese Schicht, die eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 1 mm aufweisen kann, hat den Vorteil, daß die von den Drähten herrührenden Flächenpressungen besser auf das CFK-Material aufgebracht und dort verteilt werden können. Weiterhin hat diese Schicht den Vorteil, daß die Verbindung zwischen dem Keramikmaterial und dem CFK-Material dadurch verbessert wird.A further layer consisting of metal is preferably arranged between the wear-reducing layer, which is preferably a ceramic layer, and the CFRP material. This layer, which can have a thickness in the range from 0.2 to 1 mm, has the advantage that the surface pressures originating from the wires can be better applied to the CFRP material and distributed there. This layer also has the advantage that the connection between the ceramic material and the CFRP material is thereby improved.

Als Kunststoff für die Herstellung des kohlefaserverstärkten Kunststoffes wird vorzugsweise ein Phenolharz oder ein Epoxidharz verwendet.A phenolic resin or an epoxy resin is preferably used as the plastic for the production of the carbon fiber reinforced plastic.

Die Zwischenschicht aus Metall besteht vorzugsweise aus Molybdän oder aus einer Legierung, die Molybdän enthält.The metal intermediate layer is preferably made of molybdenum or an alloy containing molybdenum.

Wird eine Keramikschicht als verschleißfeste Schicht verwendet, besteht diese vorzugsweise aus Chromoxid und weist vorzugsweise eine Schichtstärke zwischen 0,1 und 0,6, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,4, besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 0,3 mm auf.If a ceramic layer is used as the wear-resistant layer, it preferably consists of chromium oxide and preferably has a layer thickness between 0.1 and 0.6, particularly preferably between 0.2 and 0.4, particularly preferably between 0.25 and 0.3 mm .

Wie ausgeführt, sind die in einer Drahtziehmaschine angeordneten Drahtführungskörper üblicherweise fliegend gelagert.As stated, the wire guide bodies arranged in a wire drawing machine are usually mounted in a floating manner.

Insbesondere für die Gestaltung von Ziehwalzen schlägt die Erfindung vor, einen Mehr-Materialverbundkörper zu verwenden, bei dem ein Grundkörper aus CFK verwendet wird, der mit einem zur Lagerung dienenden flanschartigen Teil aus Stahl verbunden ist. Auf diese CFK-Schicht sind, wie beschrieben, eine Molybdän aufweisende Metallschicht von 0,5 mm und eine Chromoxidschicht von ca. 0,3 mm aufgebracht. Die Verbindung zwischen dem CFK-Material und dem Stahlflansch erfolgt vorzugsweise durch Kleben.In particular for the design of drawing rollers, the invention proposes to use a multi-material composite body, in which a base body made of CFRP is used, which is connected to a flange-like part made of steel for storage. As described, a molybdenum metal layer of 0.5 mm and a chromium oxide layer of about 0.3 mm are applied to this CFRP layer. The connection between the CFRP material and the steel flange is preferably made by gluing.

Diese Gestaltung hat den Vorteil, daß an der Stelle, an der die Unwucht durch den kurzen Hebelarm keine wesentliche Rolle spielt, der billige und einfach zu verwendende Stahl eingesetzt wird. Der CFK-Rohling, aus dem der Grundkörper gefertigt wird, braucht dann weiterhin nur einen Außendurchmesser aufzuweisen, der dem maximalen Außendurchmesser der Ziehwalze entspricht, und nicht dem maximalen Außendurchmesser des Flansches.This design has the advantage that the cheap and easy-to-use steel is used at the point where the unbalance due to the short lever arm does not play an important role. The CFRP blank from which the base body is made then only needs to have an outer diameter that corresponds to the maximum outer diameter of the drawing roller and not the maximum outer diameter of the flange.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1
eine Schemadarstellung einer Mehrdraht-Ziehmaschine in der Aufsicht;
Fig. 2
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drahtführungskörpers; und
Fig. 3
der Drahtführungskörper gemäß Fig. 2 im montierten Zustand.
The invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing. The drawing shows:
Fig. 1
a schematic representation of a multi-wire drawing machine in supervision;
Fig. 2
an embodiment of the wire guide body according to the invention; and
Fig. 3
2 in the assembled state.

Fig. 1 zeigt eine Mehrfach-Drahtziehmaschine für 14 Drähte, d.h. je 7 Drähte nebeneinander in 2 Etagen, die parallel zueinander angeordnet über 23 Züge gezogen werden, bei denen der Draht jeweils um ca. 26% verlängert wird.Fig. 1 shows a multiple wire drawing machine for 14 wires, i.e. 7 wires each next to each other on 2 levels, which are arranged parallel to each other and drawn over 23 cables, each of which is extended by approx. 26%.

Die Fig. 1 zeigt das Hauptgestell 1 einer solchen Vorrichtung, welche einen ersten Antriebsmotor 2 und einen zweiten Antriebsmotor 3 aufweist. Die Ausgangsdrehzahl der Antriebsmotoren 2 und 3 werden über ein Riemengetriebe 4 bzw. 5 auf eine Vielzahl von Zahnrädern übertragen. Die Zahnräder sind jeweils auf einer schematisch angedeuteten Welle 8 befestigt, auf der, wie in zwei Beispielen mit den Bezugszeichen 9 und 10 bezeichnet, Ziehwalzen angeordnet sind. Zwischen diesen Ziehwalzen befinden sich jeweils die (nicht dargestellten) Ziehsteine. Die 14 parallelen Drähte sind jeweils einmal oder mehrfach um jede Ziehwalze geschlungen.1 shows the main frame 1 of such a device, which has a first drive motor 2 and a second drive motor 3. The output speed of the drive motors 2 and 3 are transmitted to a plurality of gearwheels via a belt transmission 4 and 5, respectively. The gearwheels are each attached to a schematically indicated shaft 8, on which, as indicated in two examples with the reference numerals 9 and 10, drawing rollers are arranged. The drawing dies (not shown) are located between these drawing rollers. The 14 parallel wires are looped around each drawing roller one or more times.

In Betrieb verläßt der fertiggestellte Draht, beim Ausführungsbeispiel ein Kupferdraht, in Richtung des Pfeiles 12 die Maschine, wo er mit, bei Verwendung herkömmlicher Ziehwalzen, einer Geschwindigkeit von ca. 30 m/s austritt.In operation, the finished wire, in the exemplary embodiment a copper wire, leaves the machine in the direction of arrow 12, where it exits at a speed of approximately 30 m / s when using conventional drawing rollers.

Fig. 2 zeigt die Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drahtführungskörpers. Dieser Drahtführungskörper ist eine Ziehwalze, welche beim Ausführungsbeispiel einen größten Durchmesser von ca. 85 mm aufweist.Fig. 2 shows the sectional view of an embodiment a wire guide body according to the invention. This wire guide body is a drawing roller, which in the exemplary embodiment has a largest diameter of approximately 85 mm.

Die insgesamt mit 20 bezeichnete Ziehwalze besteht aus einem Grundkörper 21, der aus einem kohlenfaserverstärkten Kunststoff, in diesem Fall einem Epoxidharz, hergestellt ist. Die Kohlefasern bilden in etwa eine Wicklung, die in einem Winkel zur Drehachse 22 des im wesentlichen zylindrischen Körpers gewickelt ist. Der Grundkörper ist im Innendurchmesser an einer Schulter 23 zylindrisch erweitert.The drawing roller, designated as a whole by 20, consists of a base body 21 which is made of a carbon fiber reinforced plastic, in this case an epoxy resin. The carbon fibers form approximately a winding which is wound at an angle to the axis of rotation 22 of the substantially cylindrical body. The basic body is cylindrically widened on the inside of a shoulder 23.

Auf diesem Grundkörper ist eine 0,5 mm dicke Molybdän enthaltende Metallschicht 24 aufgebracht, und zwar durch Aufdampfen oder durch ein Sputter-Verfahren. Auf diese Schicht ist eine Keramikschicht 25 aus Chromoxid aufgebracht. Der Grundkörper 21 weist einzelne stegartige radiale Erhöhungen 26 auf, die die einzelnen Drähte seitlich führen.A metal layer 24 containing 0.5 mm thick molybdenum is applied to this base body, by vapor deposition or by a sputtering process. A ceramic layer 25 made of chromium oxide is applied to this layer. The base body 21 has individual web-like radial elevations 26 which guide the individual wires laterally.

Im (in der Fig. 2) linken Bereich des zylindrischen Grundkörpers weist dieser einen axialen ringförmigen Vorsprung 27 auf, der in eine entsprechend gestaltete ringförmige Vertiefung 29 eines Flanschteiles 30 eingreift.In the (in FIG. 2) left region of the cylindrical base body, it has an axial annular projection 27 which engages in a correspondingly shaped annular recess 29 in a flange part 30.

Dieses im wesentlichen scheibenförmige Flanschteil 30 besteht aus Stahl und ist mit einem ringförmigen axialen Absatz 31 versehen.This essentially disk-shaped flange part 30 is made of steel and is provided with an annular axial shoulder 31.

Im Grundkörper ist weiterhin eine parallel zur Achse 22 verlaufende Nut 33 vorgesehen, welche zur Aufnahme einer Paßfeder dient.In the base body there is also a groove 33 which runs parallel to the axis 22 and serves to receive a feather key.

Die in Fig. 2 dargestellte Ziehwalze wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, mit der Ziehmaschine verbunden.The drawing roller shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, is connected to the drawing machine.

Am Gestell 1 der Drahtziehmaschine ist eine aus Stahl bestehende Welle 8 angeordnet, wie dies zuvor erläutert ist, die drehfest mit einem der Zahnräder 7 verbunden ist. Die Welle 8 ist in zwei Kugellagern gelagert, von denen in der Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber aber nur das vordere Kugellager 40 gezeigt ist. Eine insgesamt mit 42 bezeichnete Dichtanordnung dichtet das Innere der Drahtziehmaschine gegenüber dem äußeren Drahtziehbereich ab.On the frame 1 of the wire drawing machine, a shaft 8 made of steel is arranged, as previously explained, which is connected in a rotationally fixed manner to one of the gear wheels 7. The shaft 8 is supported in two ball bearings, of which only the front ball bearing 40 is shown in FIG. 3 for the sake of clarity. A sealing arrangement, designated overall by 42, seals the inside of the wire drawing machine from the outer wire drawing area.

In der Stahlwelle 8 ist eine (in der Figur durch die Paßfeder 44 verdeckte Längs-Gewindebohrung vorgesehen, in die eine Schraube 45 eingeschraubt ist.In the steel shaft 8 there is a longitudinal threaded hole (in the figure hidden by the parallel key 44) into which a screw 45 is screwed.

Mit der Schraube 45 wird eine Scheibe 47 gegen eine Schulter 23 des Grundkörpers der Ziehwalze gedrückt. Dadurch wird die Ziehwalze und der Flansch 30 gegen die Dichtanordnung 42, die mit der Welle rotiert, gepreßt.With the screw 45, a washer 47 is pressed against a shoulder 23 of the main body of the drawing roller. As a result, the drawing roller and the flange 30 are pressed against the sealing arrangement 42, which rotates with the shaft.

Die erfindungsgemäße Gestaltung hat für den Betrieb der Drahtziehmaschine wesentliche Vorteile:
Während die Dichte von Stahl 7850 kg/m³ und die von Aluminium 2700 kg/m³ beträgt, ist die Dichte des kohlefaserverstärkten Kunststoffes nur 1550 kg/m³. Dadurch wird das Gewicht des Grundkörpers der Ziehwalze drastisch reduziert. Aufgrund der hohen Festigkeit des CFK-Materials ist es möglich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, nur einen relativ kurzen vorderen Bereich bis zur Schulter 23 mit einer Stahlwelle abzustützen. Der über die Stahlwelle hinausragende Teil der Ziehwalze ist einerseits festigkeitsmäßig so beschaffen, daß durch die Drahtspannung nur eine verhältnismäßig geringe Verformung der Walze aus ihrer idealen zylindrischen Form erfolgt. Aufgrund der geringen Dichte des kohlefaserverstärkten Materials führt diese Verformung auch nur zu einer geringen Unwucht. Damit ist es möglich, die Ziehwalzen mit einer höheren Geschwindigkeit zu betreiben. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist es möglich, statt der bisherigen 30 m/s durch diese Gestaltung eine Auslaufgeschwindigkeit von 40 m/s zu erreichen.The design according to the invention has significant advantages for the operation of the wire drawing machine:
While the density of steel is 7850 kg / m³ and that of aluminum 2700 kg / m³, the density of the carbon fiber reinforced plastic is only 1550 kg / m³. This drastically reduces the weight of the main body of the drawing roller. Due to the high strength of the CFRP material, it is possible, as can be seen from FIG. 2, to support only a relatively short front area up to the shoulder 23 with a steel shaft. The part of the drawing roller protruding beyond the steel shaft is, on the one hand, of such a strength that the wire tension causes only a relatively small deformation of the roller from its ideal cylindrical shape. Due to the low density of the carbon fiber reinforced material, this deformation only leads to a slight unbalance. This makes it possible to operate the drawing rollers at a higher speed. 1 it is possible to achieve an outlet speed of 40 m / s instead of the previous 30 m / s.

Der erfindungsgemäße Drahtführungskörper läßt sich auf kostengünstige Weise durch folgendes Verfahren herstellen:
Zunächst wird ein rohrförmiger Körper aus kohlefaserverstärktem Kunststoff gefertigt, dessen Außendurchmesser gleich oder geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der stegartigen Erhebungen 25, welche die einzelnen Drahtbereiche voneinander trennen. Der Innendurchmesser des rohrförmigen Rohlings entspricht dem Innendurchmesser oder ist geringfügig kleiner als der Innerdurchmesser im (in Fig. 2) linken Bereich der Ziehwalze zur Aufnahme der Stahlwelle.The wire guide body according to the invention can be produced inexpensively by the following method:
First, a tubular body made of carbon fiber-reinforced plastic is produced, the outside diameter of which is equal to or slightly larger than the outside diameter of the web-like elevations 25, which separate the individual wire regions from one another. The inner diameter of the tubular blank corresponds to the inner diameter or is slightly smaller than the inner diameter in the left region (in FIG. 2) of the drawing roller for receiving the steel shaft.

Aus diesem Rohling wird der Grundkörper durch eine Drehbearbeitung hergestellt. Anschließend wird der Grundkörper im Kontaktbereich 28, in dem der Grundkörper an den Flanschteil 29 stößt, mit diesem verklebt.The basic body is produced from this blank by turning. The base body is then glued to the contact area 28 in which the base body abuts the flange part 29.

Im Anschluß daran wird auf den Grundkörper eine 0,5 mm dicke Molybdänschicht aufgebracht, auf der dann anschließend die Keramikschicht angeordnet wird.Subsequently, a 0.5 mm thick molybdenum layer is applied to the base body, on which the ceramic layer is then subsequently arranged.

Durch dieses Verfahren ist es möglich, die Ziehwalze auf einfache Weise und kostengünstig zu fertigen.This method makes it possible to manufacture the drawing roller in a simple and inexpensive manner.

In gleicher Weise können außer Ziehwalzen auch Ziehscheiben, Ziehkonen, Abhebewalzen und Abheberollen für Ziehmaschinen hergestellt werden.In the same way, drawing disks, drawing cones, lifting rollers and lifting rollers for drawing machines can be produced in addition to drawing rollers.

Claims (13)

Drahtführungskörper, welcher im wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse (22) gestaltet und um diese Achse drehbar ist, und welcher einen Grundkörper (21) aufweist, welcher zumindest teilweise mit einer verschleißfesten Beschichtung (25) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht.Wire guide body, which is essentially rotationally symmetrical about a longitudinal axis (22) and can be rotated about this axis, and which has a base body (21) which is at least partially provided with a wear-resistant coating (25),
characterized,
that the base body consists of a carbon fiber reinforced plastic. Drahtführungskörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem aus dem kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehenden Grundkörper und der verschleißfesten Beschichtung eine Metallschicht angeordnet ist.Wire guide body according to claim 1, characterized in that a metal layer is arranged between the base body consisting of the carbon fiber reinforced plastic and the wear-resistant coating. Drahtführungskörper gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht Molybdän enthält.Wire guide body according to claim 2, characterized in that the metal layer contains molybdenum. Drahtführungskörper gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht zwischen 0,1 und 1, vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,75 mm dick ist.Wire guide body according to claim 2 or 3, characterized in that the metal layer is between 0.1 and 1, preferably between 0.25 and 0.75 mm thick. Drahtführungskörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Beschichtung zwischen 0,1 und 0,5, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,4 mm dick ist.Wire guide body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wear-resistant coating is between 0.1 and 0.5, preferably between 0.15 and 0.4 mm thick. Drahtführungskörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Beschichtung eine Keramikschicht ist.Wire guide body according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the wear-resistant coating is a ceramic layer. Drahtführungskörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht aus Chromoxid besteht.Wire guide body according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the ceramic layer consists of chromium oxide. Drahtführungskörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtführungskörper eine im wesentlichen zylindrische Bohrung aufweist, welche konzentrisch zur Drehachse angeordnet ist und welche mit einer Schulter versehen ist, um den Drahtführungskörper zur fliegenden Lagerung an einer Drahtziehmaschine zu befestigen.Wire guide body according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the wire guide body has a substantially cylindrical bore which is arranged concentrically to the axis of rotation and which is provided with a shoulder in order to fasten the wire guide body for flying storage on a wire drawing machine. Drahtführungskörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtführungskörper ein flanschartiges Teil aufweist, welches im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu dieser Drehachse an einer der Stirnseiten des Grundkörpers angeordnet ist, wobei dieses flanschartige Teil aus einem Metall, vorzugsweise Stahl, besteht.Wire guide body according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the wire guide body has a flange-like part which is arranged essentially in a plane perpendicular to this axis of rotation on one of the end faces of the base body, this flange-like part made of a metal, preferably steel , consists. Drahtführungskörper gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieses flanschartige Teil und der Grundkörper miteinander verklebt sind.Wire guide body according to claim 9, characterized in that this flange-like part and the base body are glued together. Verfahren zur Herstellung eines Drahtführungskörpers gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Herstellung eines rohrförmigen Rohlings aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, in dem eine Kohlefaser aufweisende Folie zu einem Rohr gewickelt und mit Kunststoff getränkt wird, der dann aushärtet,
Bearbeiten dieses rohrförmigen Rohlings, vorzugsweise auf einer Drehmaschine, um einen Grundkörper zu fertigen, der im wesentlichen die Abmessungen des Drahtführungskörpers aufweist;
gegebenenfalls Aufbringen einer metallischen Zwischenschicht aus einer Molybdänlegierung oder Molybdän,
gegebenenfalls Verbinden des Grundkörpers mit einem flanschartigen Teil durch Kleben,
Aufbringen einer verschleißfesten Beschichtung, vorzugsweise einer Keramikschicht.Method for producing a wire guide body according to at least one of claims 1 to 10, characterized by the following steps:
Production of a tubular blank made of carbon fiber-reinforced plastic, in which a film comprising carbon fiber is wound into a tube and soaked with plastic, which then hardens,
Machining this tubular blank, preferably on a lathe, to produce a base body which essentially has the dimensions of the wire guide body;
optionally applying a metallic intermediate layer made of a molybdenum alloy or molybdenum,
optionally connecting the base body to a flange-like part by gluing,
Applying a wear-resistant coating, preferably a ceramic layer. Verwendung eines Drahtführungskörpers gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Führung von Draht und/oder zum Aufbringen von einer axialen Belastung auf einen Draht in einer Drahtziehmaschine.Use of a wire guide body according to at least one of claims 1 to 10 for guiding wire and / or for applying an axial load to a wire in a wire drawing machine. Verwendung eines Drahtführungskörpers gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Führung von Draht und/oder zum Aufbringen von einer axialen Belastung auf einen Draht in einer Drahtziehmaschine zur Herstellung von Kupfer enthaltendem Draht.Use of a wire guide body according to at least one of claims 1 to 10 for guiding wire and / or for applying an axial load to a wire in a wire drawing machine for producing wire containing copper.
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