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DE2112966A1 - Vorrichtung zum Herstellen von eine glatte oder gerippte Oberflaeche aufweisende Draehte oder Staebe - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen von eine glatte oder gerippte Oberflaeche aufweisende Draehte oder Staebe

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DE2112966A1
DE2112966A1 DE19712112966 DE2112966A DE2112966A1 DE 2112966 A1 DE2112966 A1 DE 2112966A1 DE 19712112966 DE19712112966 DE 19712112966 DE 2112966 A DE2112966 A DE 2112966A DE 2112966 A1 DE2112966 A1 DE 2112966A1
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DE
Germany
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embossing roller
piston
pressure
ring
embossing
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DE19712112966
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DE2112966C3 (de
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Walter Dipl-Ing Hufnagl
Sigriz Paul Von
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SIGRIZ P VON
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SIGRIZ P VON
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/03—Sleeved rolls
    • B21B27/035—Rolls for bars, rods, rounds, tubes, wire or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/09—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F16D1/093—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping
    • F16D1/094—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping using one or more pairs of elastic or segmented rings with mutually mating conical surfaces, one of the mating rings being contracted and the other being expanded
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

Vorrichtung zum Herstellen von eine glatte oder gerippte Oberfläche aufweisende Drähte oder Stäbe
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von eine glatte oder gerippte Oberfläche aufweisende Drähte oder Stäbe, bestehend aus mindestens einer Prägewalze, auf die ein vorzugsweise seitlicher Druck wirkt, wobei die Prägewalze(n) auf einer Welle bzw. Achse angeordnet ist (sind).
Vorrichtungen zum Bearbeiten von Draht mittels Rollen sind an sich bekannt. Zum Zusammenspannen mehrerer im Abstand zueinander angeordneter Prägewalzen verwendet man einen Tragkörper, der auf einer Seite als Widerlager ausgebildet ist. Die ringförmigen Prägewalzen werden mit ihren Distanzringen auf den Tragkörper geschoben
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■- 2
und yon dem freien Ende her beispielsweise durch eine Mutter und/oder Schrauben festgesetzt. Diese Einrichtung dient also lediglich zum Halten der Prägerollen, " d.h. es ist eine Sicherung, damit die Prägerollen nicht vom Trägerkörper gleiten können. Die maximale, mit einer solchen Mutter bzw. Schrauben zu erzeugende Anpreßkraft, liegt günstigstenfalls unterhalb einer t.
Warmgewalzterκ gerippter Profilstahl kann bis heute nur herkömmlichen Walzgerüsten, die mit Hartguß- oder Stahlwalzen bestückt sind, mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 25 m/sec. warmgewalzt werden. Es existieren Einscheiben—Walzgerüste, auf denen es möglich ist, Runddraht mit einer Geschwindigkeit von 50 m/sec. und mehr mittels auf Härtmetallwalzen herzustellen. Das Aufbringen der Profilrippen bei dieser Geschwindigkeit scheitert daran, daß die Verformungskräfte zu groß sind, um vom Hartmetall aufgenommen werden zu können.
Zum Verständnis der Erfindung ist die nachfolgende Definition von Bedeutung.
Beim Bearbeiten wird der Draht z.B. zwischen zwei (oder mehr) Walzen zwecks Querschnittsverminderung und/oder Profilgebung (z.B. auch Rippung) geführt. Damit wird dem Draht ein starker Druck vermittelt, der auf die
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Mantelfläche der Prägewalze einwirkt, weil der Draht dort sein Widerlager findet. Die so auf die Mantelfläche der Prägewalze übertragene Kraft ist so stark, daß sie beim Verwenden von Hartmetall (Rolle aus Vollmaterial oder aus einem Ring) die Prägewalze sprengt bzw. Stücke ausbrechen, so daß die Prägewalze nicht mehr verwendbar ist. Diese zerstörende Kraft soll nachfolgend als Sprengkraft bezeichnet werden.
weiteren soll definitionsgemäß - wenn von einer Vorrichtung gesprochen wird - eine Einheit gemeint sein, bestehend aus mindestens einer Prägerolle und mindestens einer die Prägerolie auf der Walzwerkswelle arretierende, erfindungsgemäße Maßnahme bzw. Einrichtung (Prägerolle plus Ärretierungseinrichtungen plus Walzwerkswelle mit den jeweiligen zugeordneten Hilfsmitteln stellen also die Vorrichtung dar). Als Einheit wird auch eine Vorrichtung angesehen, bestehend aus auf jsweils einer Achse ™ lose rotierenden Rollen (Rotorrollkopf), also z.B. drei, vier, fünf, sechs usw. Achsen mit jeweils mindestens einer Rolle.
Die erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe ist neu und darin zu sehen, die Prägewalze(n) aus Hartmetall oder einem
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Werkstoff mit ähnliehen Eigenschaften so zu fertigen und/oder so auf der Walzwerkswelle zu arretieren (sinngemäß die Prägewalze auf einer Achse anzuordnen), daß die Prägewalze weder beim Warm- oder Kaltwälzen von insbesondere gerippten Drähten oder Stäben nicht durch die Sprengkraft unbrauchbar wird; beim Erstellen von glatten Drähten besteht die Aufgabe darin, daß man wesentlich schneller fahren will.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Prägewalze wie bekannt aus Hartmetall besteht und auf die Prägewalze von mindestens einer vorzugsweise seitlichen Richtung ein (so hoher) Preßdruck = Kompensationskraft einwirkt, der mindestens so groß ist, daß die Sprengkraft sich nicht - die Rolle(n) zerstörend - auswirkt:
Dabei ist unter Sprengkraft definitionsgemäß die Kraft gemeint,: die die Prägewalze - wenn sie einstückig erstellt igt - nicht: mehr äüshält, d.h. diese Kraft zerstört die Rolle so, daß sie für den vorgesehenen zweck nicht mehi? einsätzfähig ist. Als Sprengkraft ist auch die Kfaft gemeint, die die beiden Teile (wenn die Rolle beispielsweise aus zwei feilen bzw. Hälften erstellt ist) so weit auseinandertreibt, daß der Abstand der beiden T^iIe zu groß wird, um noch wie eine, einstückige Rolle zu funktionieren. .
Die Erfindung ist deshalb so wertvoll, veil erstmals erkannt wurde - obwohl Hartmetall als Fertigungsmaterial für Prägerollen schon bekannt ist - daß eine auftretende Sprengkraft die Prägerolle zerstört, und daß man diese wirksame Sprengkraft kompensieren kann.
Ein weiterer maßgeblicher Erfindungsgedanke ist darin zu sehen, daß eine vorgepreßte Kunststoffmasse die Kompensationskraft aufbringt. Sinngemäß können aber auch pneumatische oder hydraulische Kräfte dazu Verwendung finden. Damit ist gemeint, daß die Kunststoffmasse vorgepreßt wird, auf einen Kolben oder ein sonstiges übertragungsmittel wirkt, und damit die beiden Rollenhälften beispielsweise in Arbeitsstellung zusammenhält.
Die wirksame Vorrichtung sieht so aus, daß wenigstens ein ringförmiger, beaufschlagter Kolben mittel- oder unmittelbar auf die Prägerolle einwirkt.
Eine sich in der Praxis gut bewährte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Prägerolle(n) sich auf einer Seite gegen einen als Widerlager ausgebildeten Ring legt
und auf der Gegenseite ein ringförmiger Kolben vorgesehen ist, dessen vorzugsweise verjüngtes (aber nicht zwingend) Ende in einen an der Walzwerkswelle befestigten Druckzylinder ragt.
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Zur Erfindung gehört, daß der Druckzylinder die Walzwerkswelle ring- und u-förmig umgreift. Der ringförmige Kolben weist Mittel wie Nuten oder dgl. auf, um eine dichtende Manschette aufzunehmen.
Am Kolben ist ein Preßring angeordnet, der auf insbesondere radialwirkende Keile (oder einen Keil) oder andere gleichwirkende Befestigungs- bzw. Haltemittel drückt.
• ■■■:■. ■.'■ '■'■■■■■
Der Kolben (und/oder sinngemäß die Prägewalze) sollte so an den aneinanderstoßenden Flächen abgeschrägt sein, daß der Kolben und die Prägewalze nur im nach außen weisenden Flächenteil aneinanderliegt.
Am Kolben und/oder an der Prägewalze ist eine ringförmige Aussparung angebracht; insbesondere deshalb, um den spezifischen Flächendruck zu vergrößern.
• . ■■■■■■■ : ■■, ■ :■ ■■■■■■
Ein weiterer maßgeblicher Erfindungsgedanke ist darin zu sehen, daß die Prägewalze in Radialrichtung (oder in einem Winkel dazu) geteilt ist. Die Teilung sollte vorzugsweise in der Mitte der Prägewalze vorgesehen sein.
Einebesondere Ausbildung erfährt auch die Walzwerkswelle; vom ursprünglichen Durchmesser ausgehend, ist zwecks Aufnahme des als Widerlager dienenden Rings eine Verjüngung
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angedreht; dann ist ein Absatz zur Aufnahme des oder der Keile vorgesehen und schließlich zwecks Befestigung des umgreifenden ring- oder u-förmigen Druckzylinders ist ein weiterer Absatz zu finden.
Zweckmäßig wird man die Prägewalze kapseln und mit einem Kühlmittel versehen bzw. ein Kühlmittel durch die Prägewalze strömen lassen.
Die Mantelfläche der Prägewalze kann, bezogen auf die Walzwerkswelle geneigt sein.
Die Mantelfläche der Prägewalze kann eben, konkav oder konvex geformt sein bzw. ist eine kombinierte Form denkbar.
Man kann die Mantelfläche der Prägewalze in axialer Richtung auch in. zwei unmittelbar aneinandergrenzende Abschnitte unterschiedlicher und voneinander unabhängiger Prägung unterteilen,.
Zwischen dem Kolben - der vorzugsweise bis — oder bis fast - an die Peripherie der Prägewalze reicht - und der Prägewalze kann ein Materialring zwischengelegt werden. Dieser Materialring sollte aus stark schwingungsdämpfendem Stoff metallischer oder nichtmetallischer Art bestehen. Man kann aber auch ein Diamanten-
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- 8 blech dazwischen anordnen.
Das schwingungsdämpfende Material kann ira Kolben und/oder in der Prägewalze (also dort, wo beide gegeneinanderliegen) eingelegt sein.
Das schwingungsdämpfende Material kann Durchbrüche aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß von minde-
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stens einer i.w. seitlichen Richtung auf die Prägewalze ein so hoher Druck aufgebracht wird, daß dieser Druck mindestens gleich groß, vorzugsweise größer ist, als die beim Bearbeiten sich auf die Prägewalze im Sinne eines Sprengens auswirkende Kraft (Sprengkraft).
Ein weiterer Verfahrensschritt ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Prägewalze mindestens während des Bearbeitungsvorganges (Walzvorganges) direkt oder indirekt mittels eines hydraulischen oder einem dem hydraulischen gleichwertigen Druck so insbesondere axial zusammengepreßt wird, daß mindestens die Axialkomponenten, die ein Sprengen des Prägewalzenmaterials bewirken, aufgehoben werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und Beschreibung.
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In der Zeichnung ist im Prinzip die Walzwerkswelle 6 dargestellt. Diese Walzwerkswelle ist so abgesetzt, daß der Ring 3 als Widerlager wirkt. Gegen diesen Ring 3 legt sich die Prägewalze und viid von der anderen Seite durch den ringförmigen Kolben 2 festgehalten.
Der ringförmige Kolben 2 ragt mit seinem verjüngten Kolbenende 4 in den Druckzylinder. Der Druckzylinder ist
ring- und u-förmig ausgebildet und umgreift die Walz- - werkswelle 6.
Der Druckzylinder 5 ist zweckmäßig mit einem Rückschlagventil (nicht dargestellt) ausgebildet. Die freie Ringfläche 12 wird mit einer unter Preßdruck stehenden Kunststoffmasse gefüllt (man könnte natürlich auch einen öl.-druck ansetzen oder dgl.).
Nachdem der Druckzylinder 5 auf der Walzwerkswelle 6 |j
arretiert ist, wirkt sich der so erzeugte Druck über den ringförmigen Kolben 2 auf die Prägewalze 1 aus. Diese wird dadurch festgesetzt.
Um ein Sprengen der Prägewalze 1 insbesondere zu unterbinden, können zusätzliche Hilfsmaßnahmen angewandt werden. Beispielsweise kann man eine Aussparung 11 vorsehen,
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- ίο -
so daß sich der Druck vor allem im Peripheriebereich der Prägewalze 1 auswirkt. Bs genügt u.U. aber auch eine Schräge 9.
Bs ist selbstverständlich, daß der Kolben 2 möglichst weit bis zur Peripherie der Prägewalze 1 reicht. Es könnte sogar zweckmäßig sein, daß er die Peripherie ^ der Prägewalze 1 überragt bzw. daß die Prägewalze 1 umgreifend im äußeren Kantenbereich, sowohl von dem Ring 3 als auch vom Kolben 2 umfaßt ist·
Am Kolben 2 ist noch ein Preßring 7 vorgesehen. Damit kann man zusätzlich - gegebenenfalls also gleichwirkend den oder die Keile 8 arretieren und/oder festsetzen.
Nicht dargestellt ist, daß zwischen dem Ring 3 und/oder der zur Prägewalze 1 weisenden Fläche des Kolbens 2 Kraft- W übertragungsmittel vorgesehen sein können, beispielsweise ein Diamantenblech oder Scheiben aus dämpfendem Material oder dglβ
Als Preßmittel wird hier möglichst kein öl verwendet, sondern z.B. eine Kunststoffmasse. Diese wirkt auf den . Kolben. Vorzugsweise soll es sich um eine vorgepreßte Kunststoffmasse handeln, d.h. die Kasse wird in den Druckzylinder 5 gepreßt und dieser dann verschlossen.
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Claims (1)

  1. P at entansprüche
    Vorrichtung zum Herstellen von eine glatte oder eine gerippte Oberfläche aufweisende Drähte oder Stäbe, bestehend aus mindestens einer Prägewalze, auf die ein vorzugsweise seitlicher Druck wirkt, wobei die Prägewalze(n) auf einer Achse oder Welle angeordnet ist (sind),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze wie bekannt aus Hartmetall besteht und auf die Prägewalze (1) von mindestens einer vorzugsweise seitlichen Richtung ein (so hoher) Preßdruck = Kompensationskraft einwirkt, der mindestens so groß ist, daß die Sprengkraft sich nicht - die Rolle(n) zerstörend - auswirkt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgepreßte Kunststoffmasse die Kompensationskraft indirekt z.B. über einen Kolben aufbringt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoff mit relativ hoher Viskosität, der die Kompensationskraft aufbringt, Verwendung findet.
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    4. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorzugsweise ringförmiger, beaufschlagter Kolben (2) mittel- oder unmittelbar auf die Prägerolle(n) (1) einwirkt.
    5. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Prägerolle(n) (1) sich auf einer Seite gegen ein Widerlager z.B. ein Ring (3), Wellenabsatz oder dgl. legt und auf der Gegenseite der ringförmige Kolben (2) vorgesehen ist, dessen vorzugsweise verjüngtes Ende (4) in einen an der Walzwerkswelle (6) befestigten Druckzylinder (5) ragt.
    6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, .
    dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (5) die Walzwerkswelle (6) ring- und u-förmig umgreift.
    7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (5) an der Eintrittsöffnung des Druckmittels (z.B. Kunststoffmasse) bzw. der Öffnung, durch die der Druck einzubringen ist, nach dem Einbringen der Kunststoffmasse und/oder Aufbringen des Drucks verschließbar ist (z.B. Rück-
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    • - 13 schlagventil usw.).
    8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kolben (2) Mittel wie Nuten oder dgl. aufweist, um mindestens eine dichtende Manschette aufzunehmen.
    9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (2) ein Preßring (7) angeordnet ist, der auf insbesondere radialwirkende Keile (8) (oder einen Keil) oder andere gleichwirkende BefesUgungs- bzw. Haltemittel drückt.
    1Ό. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) (und/oder sinngemäß die Prägewalze (1)) so bei (9) abgeschrägt ist, daß Kolben (2) und Prägewalze (1) nur im nach außen weisenden Flächenteil (10) aneinanderliegen.
    11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (2) und/oder an der Prägewalze (1) eine ringförmige Aussparung
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    - 14 (11) angebracht ist.
    12. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) in Radialrichtung (oder in einem Winkel dazu) geteilt ist und am Kolben entsprechende Haltemittel angeordnet sind (ringförmig übergreifender Konus usw.)·
    13. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung in der Mitte der Prägewalze (1) vorzugsweise in Profilmitte (s. gestrichelte Linie) vorgesehen ist.
    14. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walzwerkswelle (6) bwz. eine Achse, Hohlwelle oder dgl. vom ursprünglichen Durchmesser zunächst arecks Aufnahme des Rings (3)» dann zur Aufnahme des Keils (der Keile) (8) und schließlich zwecks Befestigen des umgreifenden, ring- und u-förmigen Druckzylinders (5) abgesetzt ist.
    15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen An-' , sprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) gekapselt und mit einem Kühlmittel versehen ist oder von einem Kühlmittel durchströmt wird.
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    16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen An-
    sprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Prägewalze (1), bezogen auf die Walzwerkswelle geneigt ist.
    17. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, . ^
    dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Prägewalze (1) eben, konkav oder konvex geformt ist bzw. eine kombinierte Form aufweist.
    18. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen An-
    spräche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Prägewalze (1) in Axialrichtung in zwei unmittelbar aneinandergrenzende Abschnitte unterschiedlicher und ^ voneinander unabhängiger Prägung abgeteilt ist.
    19. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Kolben (2) - der vorzugsweise bis - oder bis fast - an die Peripherie der Prägewalze (1) reicht - (oder dem Wi-
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    derlager) und der Prägewalze ein Materialring zwischengelegt ist, der aus stark schwingungsdämpfendera Stoff (metallisch oder nichtmetallisch) besteht.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Material in den Kolben (2) und/oder in die Prägewalzen eingelagert ist.
    21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 und 20,
    dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Material Durchbrüche aufweist.
    22. Verfahren zum Arretieren von mindestens einer Präge-
    walze, mit der glatte oder profilierte Drähte und Stäbe erzeugt werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einer vorzugsweise seitlichen Richtung auf die Prägewalze ein so hoher Druck aufgebracht wird, daß dieser Druck mindestens so groß ist, daß die Sprengkraft nicht die Rolle zerstörend - wirksam wird.
    23. Verfahren insbesondere nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet, daß jede Prägewalze mindestens während des Bearbeitungsvorgangs (Walzvorgangs)
    , 209 8 39/047 1
    direkt oder indirekt mittels einer hydraulischen oder einem dem hydraulischen gleichwertigen Druck so insbesondere axial zusammengepreßt wird, daß mindestens die Axialkomponenten, die ein Sprengen des Prägevalzenmaterials bewirken, aufgehoben werden, wobei diese Kraft auch gleichzeitig in axialer Richtung beispielsweise auf Arretierüngskeile wirksam werden kann. -i
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    Lee r s e i t e
DE2112966A 1971-03-17 1971-03-17 Walzenanordnung zum Herstellen von eine glatte oder eine gerippte Oberfläche aufweisenden Drähten oder Stäben Expired DE2112966C3 (de)

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