DE10219197C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung der Oberflächen eines Metalldrahts, insbesondere als Beschichtungsvorbehandlung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung der Oberflächen eines Metalldrahts, insbesondere als Beschichtungsvorbehandlung

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    • H05H1/2443Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube

Abstract

Zur Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts (3) wird an eine Elektrode (4), die zu dem Metalldraht (3) hin mit einer dielektrischen Abschirmung (2) versehen ist, eine Wechselhochspannung angelegt, um in einem Gasraum (5) über der Oberfläche des Metalldrahts (3) eine dielektrisch behinderte Entladung hervorzurufen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts sowie auf einen Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Metalldrähte definierten Durchmessers werden durch Ziehen hergestellt. Bei diesem Prozess werden Schmiermittel verwendet, die sich auf der Oberfläche der fertigen Metalldrähte wiederfinden. Soll ein gezogener Metalldraht beispielsweise mit anderen Metallen oder Kunststoffen beschichtet werden, muss er vorher von den Schmiermittelrückständen befreit werden. Dies wird in der heutigen Praxis in alkalischen Bädern durchgeführt. Die Erneuerung und Entsorgung dieser alkalischen Bäder ist kostenintensiv. Zudem stellen sie einen erheblichen apparativen Aufwand dar.
Aus der EP 0 761 415 B1 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Benetzbarkeit von Werkstücken mit Flüssigkeiten durch eine Oberflächenvorbehandlung mittels elektrischer Entladung bekannt. Bei diesem Verfahren wird durch Plasmaentladung unter Zufuhr eines Arbeitsgases ein gebündelter Strahl eines reaktiven Mediums erzeugt, und die zu behandelnde Oberfläche des Werkstücks wird mit diesem Strahl überstrichen. Die Plasmaentladung findet in einer Plasmadüse zwischen einer von hinten koaxial in die Plasmadüse hineinragenden Stiftelektrode und einer eine Düsenöffnung begrenzenden Ringelektrode statt, wobei zwischen der Stiftelektrode und der Ringelektrode eine Wechselhochspannung im Bereich von 5 bis 30 kV und mit einer Frequenz in der Größenordnung von 20 kHz anliegt und wobei der gebündelte Strahl des reaktiven Mediums durch die Düsenöffnung austritt. Bei den mit dem bekannten Verfahren behandelten Werkstücken kann es sich um metallische Werkstücke handeln. Zur Behandlung von Metalldrähten sind das bekannte Verfahren und die zu seiner Durchführung verwandte Vorrichtung aufgrund ihrer Geometrie wenig geeignet. Um die Benetzbarkeit der Oberfläche eines Metalldrahts zu erhöhen, der Schmiermittel­ rückstände an seiner Oberfläche aufweist, müssen zunächst diese Schmiermittelrückstände entfernt werden. Dies ist mit einem einfachen Überstreichen der Oberfläche des Metalldrahts mit dem bei dem bekannten Verfahren erzeugten gebündelten Strahl aus reaktivem Medium nicht ohne weiteres realisierbar.
Aus der EP 0 994 637 A2 ist ein Verfahren zur Plasmabehandlung von stab- oder fadenförmigen Materialien bekannt, bei dem das jeweilige Material koaxial durch eine Plasmadüse hindurchläuft. Die Plasmadüse weist ein eine Außenelektrode bildendes Düsenrohr und eine koaxial in dem Düsenrohr angeordnete Innenelektrode auf. Durch einen koaxial in der Innenelektrode ausgebildeten Kanal wird das stab- oder fadenförmige Material in den Innenraum der Plasmadüse eingebracht. Dabei ist der Kanal in der Innenelektrode mit einem Führungsrohr für das stab- oder fadenförmige Material aus elektrisch isolierendem Material ausgekleidet. Dieses bekannte Verfahren soll auch zur Plasmabehandlung von Drähten geeignet sein. Bei Drähten aus leitfähigem Material, d. h. insbesondere bei Metalldrähten, würde aber die Plasmadüse durch das koaxial hindurchlaufende stab- oder fadenförmige Material zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode kurzgeschlossen, so dass keine Plasmaentladung mehr aufträte. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die zwischen der Außenelektrode und der Innenelektrode angelegte Spannung zum Hervorrufen der Plasmaentladung eine hochfrequente Wechselhochspannung ist, bei der eine lokale Isolierung des stab- bzw. fadenförmigen Materials im Bereich der Innenelektrode durch das Führungsrohr nicht ausreichend ist, um einen durch einen Metalldraht drohenden Kurzschluss zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts aufzuzeigen, die in der Lage sind, Schmiermittelrückstände von der Oberfläche des Metalldrahts wirksam zu entfernen und die dennoch mit vergleichsweise geringem Aufwand umsetzbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts dadurch gelöst, dass an eine Elektrode, die zu dem Metalldraht hin mit einer dielektrischen Abschirmung versehen ist, eine Wechselhochspannung angelegt wird, um in einem Gasraum über der Oberfläche des Metalldrahts eine dielektrisch behinderte Entladung hervorzurufen.
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass eine dielektrisch behinderte Entladung, d. h. eine Gasentladung, bei Atmosphärendruck mit geringem technischem Aufwand aufrecht erhalten werden kann. Die dielektrisch behinderte Entladung sorgt für eine chemisch hinreichend aktive Umgebung des Metalldrahts in dem Gasraum, dass seine Oberfläche effektiv von jeglichen Schmiermittelrückständen innerhalb sehr kurzer Zeit gereinigt wird. Zusätzlich erfolgt eine Oberflächenaktivierung, die zur Folge hat, dass bei einer nachfolgenden Beschichtung des Drahts die aufgebrachte Schicht besser an der Oberfläche des Metalldrahts anhaftet. Zusätzlich wird der Metalldraht durch die Entladung über seine Oberfläche aufgeheizt. Dies ist nicht von Nachteil; vielmehr muss beispielsweise ein Draht für eine Kunststoffbeschichtung üblicherweise nicht nur von Schmiermittelrückständen gereinigt und oberflächenaktiviert, sondern auch auf eine definierte Temperatur in der Größenordnung von 250°C aufgeheizt werden. All dies wird mit dem neuen Verfahren in einem einzigen Schritt erreicht. Eine dielektrische Entladung ist gegenüber einer unbehinderten Entladung, wie sie bei den Verfahren und Vorrichtungen nach dem oben beschriebenen Stand der Technik zur Anwendung kommt, auch insoweit von Vorteil, als dass die maximal fließenden Ströme begrenzt sind und entsprechend relativ einfache Wechselspannungsgeneratoren zur Anwendung kommen können.
Wie bereits angesprochen wurde, kann die dielektrische Entladung bei Normaldruck erfolgen. Es kann aber ohne weiteres auch ein gewisser Über- oder Unterdruck in dem Gasraum eingestellt werden. Bevorzugt ist ein Überdruck von etwa bis zu 2000 hPa. Mit Hilfe dieses Überdrucks kann eine Art Sperrluftsystem realisiert werden, um das Eintragen von flüchtigen Fremdstoffen in den Gasraum zu verhindern. Insbesondere kann durch einen Überdruck in dem Gasraum aber dafür gesorgt werden, dass Reaktionsprodukte der Schmiermittelrückstände aus dem Gasraum ausgeblasen werden.
Ein solches Ausblasen von Reaktionsprodukten der Schmiermittelrückstände kann auch dadurch sichergestellt werden, dass der Gasraum mit Luft durchströmt wird. Bei einem in einer Richtung durch den Gasraum geförderten Metalldraht sollte die Durchströmung mit Umgebungsluft in der entgegengesetzten Richtung erfolgen, um die anfallenden Reaktionsprodukte von dem fertig behandelten Metalldraht möglichst fernzuhalten.
Die Wechselhochspannung zum Hervorrufen der dielektrisch behinderten Entladung sollte größer als 1 kV sein und wird typischerweise einige kV betragen. Ihre Frequenz liegt typischerweise im Bereich von 20 kHz bis 3 MHz.
Auf Seiten des Drahts ist die Erwärmung durch die Entladung in dem Gasraum vorteilhaft, wie oben erläutert wurde. Auf der Seite der Elektrode und ihrer dielektrischen Abschirmung ist es aber sinnvoll, anfallende Wärmeenergie abzuführen, um eine Überhitzung zu vermeiden. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die dielektrische Abschirmung der Elektrode gekühlt wird.
In einer konkreten Ausführungsform des neuen Verfahrens wird ein die Form eines langgestreckten Zylinders aufweisender Gasraum verwendet, wobei der Metalldraht auf der Zylinderachse angeordnet wird. Mit der Elektrode und ihrer dielektrischen Abschirmung wird dieser Gasraum zylindermantelförmig umschlossen. Der Metalldraht wird kontinuierlich durch den Gasraum hindurchgefördert.
Um eine ausreichende Entfernung von Schmiermittelrückständen von der Oberfläche des Metalldrahts sicherzustellen, kann die dielektrische Entladung intensiviert werden, es ist aber auch möglich, den Gasraum zu verlängern oder mehrere Gasräume hintereinander um den Metalldraht herum anzuordnen. Diese Parameter haben jeweils auch Einfluss auf die Temperatur, auf die der Metalldraht durch die dielektrisch behinderte Entladung aufgeheizt wird. Durch Abstimmung der Parameter ist es möglich, den Metalldraht in dem Gasraum auf eine definierte Temperatur oberhalb 200°C aufzuheizen.
Bei dem neuen Verfahren dient der Metalldraht als Gegenelektrode zu der Elektrode mit der dielektrischen Abschirmung, so dass die Entladung zwischen der Abschirmung und der Oberfläche des Metalldrahts erfolgt. Zu diesem Zweck kann der Metalldraht geerdet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens wird die Wechselspannung aber zwischen zwei in der Längserstreckungsrichtung des Metalldrahts beabstandeten Elektroden mit jeweils eigenen dielektrischen Abschirmun­ gen erzeugt. Der Metalldraht verbindet die Bereiche der beiden Elektroden miteinander, und aufgrund seiner Leitfähigkeit dient er als Gegenelektrode zu beiden dielektrisch abgeschirmten Elektroden. Er kann dabei als Zwischenelektrode in der Mitte zwischen den beiden dielektrisch abgeschirmten Elektroden verstanden werden, auf deren beiden Seiten Gasräume ausgebildet sind, in denen dielektrisch behinderte Entladungen erfolgen.
Bei einer Vorrichtung für die Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts nach dem neuen Verfahren wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Elektrode, eine an einem Gasraum angrenzende dielektrische Abschirmung für die Elektrode, wobei der Gasraum über der Oberfläche des zu behandelnden Metalldrahts angeordnet ist, und ein Wechselspannungsgenerator, der die Elektrode mit einer Wechselhochspannung beaufschlagt, vorgesehen sind.
Vorzugsweise umgibt der Gasraum den Metalldraht allseitig.
Um Reaktionsprodukte aus dem Gasraum abzuführen, kann eine Druckluftquelle vorgesehen sein, die eine Luftströmung durch den Gasraum hervorruft. Diese Luftströmung weist vorzugsweise die entgegengesetzte Richtung einer Bewegung des Metalldrahts durch den Behandlungsraum auf.
Der Wechselspannungsgenerator ist für eine Wechselspannung größer als 1 kV und eine Frequenz von 20 kHz bis 3 MHz ausgelegt.
Für die dielektrische Abschirmung der Elektrode ist vorzugsweise eine Kühleinrichtung vorgesehen. Um diese Kühleinrichtung zu realisieren, kann die Abschirmung doppelwandig sein, wobei ein Freiraum zwischen den beiden Wandungen der Abschirmung an einer Umwälzeinrichtung für eine Kühlflüssigkeit angeschlossen ist. Diese Umwälzeinrichtung fördert eine Kühlflüssigkeit durch den Freiraum zwischen den beiden Wandungen der Abschirmung. Bei der Kühlflüssigkeit kann es sich um Wasser handeln. Zur Herabsetzung der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers, sollte es sich um destilliertes Wasser handeln.
Die dielektrische Abschirmung der Elektrode kann mindestens ein Rohr umfassen. Eine doppelwandige Abschirmung kann dabei aus zwei mit Abstand ineinander angeordneten Rohren ausgebildet sein, wobei der Abstand zwischen den beiden Räumen den Freiraum für die Kühlflüssigkeit definiert. Für den Metalldraht ist vorzugsweise eine Führungseinrichtung vorgesehen, die ihn auf der Rohrachse führt. Wenn der Metalldraht bereits anderweitig definiert ausgerichtet ist, beispielsweise durch angrenzende Vorrichtungen, ist aber keine zusätzliche Führungseinrichtung nötig.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der neuen Vorrichtung ist der Gasraum durch die Elektrode und deren dielektrische Abschirmung hindurch einsehbar. Auf diese Weise kann optisch kontrolliert werden, ob die gewünschte dielektrische Entladung in dem Gasraum tatsächlich erfolgt. Die Durchsichtigkeit der Abschirmung kann dadurch kann dadurch realisiert werden, dass sie aus Glas, beispielsweise Quarzglas aufgebaut wird. Auch Wasser als Kühlflüssigkeit ist hinreichend durchsichtig. Die Durchsichtigkeit der Elektrode kann dadurch realisiert werden, dass die Elektrode in Form eines Drahts oder eines Bands mit untereinander beabstandeten Windungen auf ihre Abschirmung aufgewickelt wird.
In einer besonders bevorzugten Form der neuen Vorrichtung sind zwei in der Längserstreckungsrichtung des Metalldrahts beabstandete Elektroden mit dielektrischen Abschirmungen vorgesehen, wobei der Wechselspannungsgenerator die Wechselhochspannung zwischen den beiden Elektroden erzeugt. Der Metalldraht bildet dabei die Gegenelektrode zu beiden Elektroden und er muss nicht zwingend geerdet sein. So können insbesondere Probleme mit einer unzuverlässigen Erdung des an seiner Oberfläche durch die Schmiermittelrückstände teilweise isolierten Metalldraht vermieden werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben, dabei zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der neuen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2 Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer zusätzlichen Druckluftquelle in einer Seitenansicht,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung in einer Seitenansicht,
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der neuen Vorrichtung in einer Seitenansicht.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 dient zur Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts 3. Der Metalldraht 3 wird durch ein Glasrohr 11 hindurchgeführt und zwar im Bereich dessen Rohrachse. Zwischen der Oberfläche des Metalldrahts 3 und der Innenoberfläche des Glasrohrs 11 verbleibt ein Gasraum 5, der Luft enthält. Der Luft können Reaktions- oder Edelgase zugesetzt sein, was jedoch nicht zwingend ist. Auf dem Glasrohr 11 ist eine Elektrode 4 aus massivem Kupfer angeordnet, wobei keine Spalte zwischen der Elektrode 4 und dem Glasrohr 11 vorliegen. Etwaige ursprünglich vorhandene Spalte sind mit einer dielektrischen Paste ausgefüllt. Die Elektrode 4 ist mit einer Durchbrechung 12 versehen, um auch im Bereich der Elektrode 12 den Gasraum 5 durch das Glasrohr 11 hindurch einsehen zu können. Die Elektrode 4 ist über eine Hochspannungszuführung 1 mit einem Wechselspannungsgenerator 6 verbunden, der geerdet ist, um gegenüber der Erde eine Wechselhochspannung zu erzeugen. Diese Wechselhochspannung im Bereich einiger kV und mit einer Frequenz von typischerweise einigen 100 kHz wird über die Hochspannungszuleitung 1 an die Elektrode 4 angelegt. Da der Draht 3 hier ebenfalls geerdet ist, wirkt zwischen ihm und der Elektrode 4 ein elektrisches Wechselfeld. Dieses Wechselfeld ruft eine Entladung in dem Gasraum 5 hervor. Diese Entladung ist dielektrisch behindert, weil das Glasrohr 11 als dielektrische Abschirmung 2 der Elektrode 4 dient. Durch die dielektrische Behinderung der Entladung in dem Gasraum 5 wird verhindert, dass lokal größere Ströme durch den Gasraum 5 fließen, d. h. dass es zu einer Bogenentladung und damit zu einem Kurzschluss der Elektrode 4 zur Erde kommt. Hierdurch wird die Entladung über das Volumen des Gasraums 5 stabilisiert und der Wechselspannungsgenerator 6 unterliegt geringeren Anforderungen als bei auftretenden Bogenentladungen. Dennoch sorgt die Entladung in dem Gasraum 5 für eine reaktive Umgebung um den Metalldraht 3, um an der Oberfläche des Metalldrahts 3 anhaftende Schmiermittelrückstände und dergleichen zu entfernen, d. h. im Wesentlichen zu CO2 und Wasser zu oxidieren. Darüber hinaus wird die Oberfläche des Metalldrahts aktiviert, und der Metalldraht erfährt eine Aufheizung, so dass er insgesamt für eine Kunststoffbeschichtung fertig vorbehandelt ist, die einen gereinigten und angewärmten Draht mit aktivierter Oberfläche verlangt.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 perspektivisch wiedergegebenen Vorrichtung 10, wobei zusätzlich eine Druckluftquelle 13 angedeutet ist, mit der Druckluft 14 in den Gasraum 5 einblasbar ist, um durch den Gasraum 5 hindurch eine Luftströmung 15 hervorzurufen. Die Luftströmung 15 erfolgt vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zu einer Bewegung des Metalldrahts 3 durch den Gasraum 5 in Richtung eines Pfeils 16. Mit der Luftströmung 15 werden auch etwaige Oxidationsrückstände von der Oxidation von Oberflächenverunreinigung des Metalldrahts 5 oder auch dort abgetragene Inertpartikel aus dem Glasrohr 11 ausgeblasen, die sonst eine kontrollierte Entladung in dem Gasraum 5 beeinträchtigen könnten.
Bei Erprobung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 weist das Glasrohr 11 einen Innendurchmesser von 6 mm auf. Seine Länge betrug 400 mm. Dabei stand es auf beiden Seiten um mehr als 50 mm über die Elektrode über. Unter Verwendung eines Wechselspannungsgenerators 6 auf Halbleiterbasis, der bei einer mittelfrequenten Hochspannung einen Wirkungsgrad von 90% aufwies, konnte die dielektrisch behinderte Entladung bei Durchmessern des Metalldrahts von 0,6 bis 1,3 mm problemlos gezündet und aufrecht erhalten werden. Dabei wurde die erwünschte Reinigung der Oberfläche des Metalldrahts binnen sehr kurzer Zeit, d. h. konkret auch bei Vorschubgeschwindigkeiten des Metalldrahts 3 von deutlich über 1 m/s und auch bis zu 5 m/s erzielt. Auch die Aufheizung erfolgte schnell, wobei diese mit zunehmender Stärke des Metalldrahts naturgemäß abnahm. Eine anschließende Kunststoff­ beschichtung des so vorbehandelten Metalldrahts ergab hervorragende Anhaftungs­ werte des aufgeschichteten Kunststoffs.
Fig. 3 zeigt eine gegenüber den Fig. 1 und 2 dadurch abgewandelte Ausführungsform, das in dem Glasrohr 11 noch ein weiteres Glasrohr 17 angeordnet ist und zwar koaxial zu dem Glasrohr 11 und dem Metalldraht 3. Zwischen den Glasrohren 11 und 17 verbleibt ein zylindermantelförmiger Freiraum 18. Durch den Freiraum 18 wälzt eine Umwälzeinrichtung 19 eine Kühlflüssigkeit 20 um, um die dielektrische Abschirmung 2 der Elektrode 4 zu kühlen. Während eine Aufheizung des Metalldrahts 3 erwünscht ist und sich bei einem durch die Vorrichtung 10 hindurchgeförderten Metalldraht 3 auch auf ein gewisses Maß einstellen, d. h. beschränken lässt, ist eine Aufheizung der dielektrischen Abschirmung 2, die hier praktisch aus den Glasrohren 11 und 17 sowie der Kühlflüssigkeit 20 in dem Freiraum 18 besteht, über ein gewisses Maß hinaus unerwünscht. Als Kühlflüssigkeit kommen insbesondere solche in Frage, die keine nennenswerte elektrische Leitfähigkeit haben, wie beispielsweise destilliertes Wasser.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 10 mit zwei Elektroden 4 und jeweils einer dielektrischen Abschirmung 2 für jede Elektrode 4 aus jeweils einem Glasrohr 11. Jede der Einheiten aus Elektrode 12 und dielektrischer Abschirmung 2 kann gemäß einer die Fig. 1 bis 4 ausgebildet sein. D. h. alle in diesen Figur beschriebenen Varianten können auch hier verwirklicht werden. Die Vorrichtung 10 gemäß Fig. 5 beschränkt sich aber nicht auf einer Reihenschaltung von zwei Vorrichtungen 10, wie sie in den vorangegangenen Figur beschrieben sind. Vielmehr ist der Wechselspannungsgenerator 6 gemäß Fig. 5 nicht geerdet, sondern er bringt die Wechselhochspannung zwischen den beiden Elektroden 4 auf. Auf diese Weise kann auf eine Erdung des Metalldrahts 3 verzichtet werden. Der Metalldraht 3 wirkt wie eine Zwischenelektrode zwischen den beiden Elektroden 4 und ist damit trotz fehlender Erdung eine vollwertige Gegenelektrode für die jeweilige Entladung in dem jeweiligen Gasraum 5. Dabei ist allen denkbaren Metalldrähten die Wechselstromleitfähigkeit vollkommen ausreichend, um den Abstand der beiden Elektroden 4 in Längsrichtung des Metalldrahts 3 zu überbrücken. Auch bei der Ausführungsform der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 5 kann der Metalldraht 3 natürlich geerdet werden, um den Aufbau von Ladungen darauf sicher auszuschließen. Dies steht der Funktion der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 5 nicht entgegen. Bei ihr werden aber alle Probleme mit einer unvollkommenen Erdung beispielsweise aufgrund der Isolierungswirkung von Verunreinigungen auf der Oberfläche des Metalldrahts 3 vermieden.
Die Gasatmosphäre in dem Gasraum 5, in dem die dielektrisch behinderte Entladung hervorgerufen wird, kann einfache Umgebungsluft sein. Um die Reinigungswirkung zu erhöhen, können reiner Sauerstoff oder andere Reaktionsgase zugesetzt werden. Um die Aktivierung der Oberfläche des Metalldrahts 3 für seine spätere Beschichtung zu verbessern, können auch Edelgase zugesetzt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Hochspannungszuführung
2
dielektrische Abschirmung
3
Metalldraht
4
Elektrode
5
Gasraum
6
Wechselspannungsgenerator
10
Vorrichtung
11
Glasrohr
12
Durchbrechung
13
Druckluftquelle
14
Druckluft
15
Luftströmung
16
Pfeil
17
Glasrohr
18
Freiraum
19
Umwälzeinrichtung
20
Kühlflüssigkeit

Claims (20)

1. Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts (3), wobei an eine Elektrode (4), die zu dem Metalldraht (3) hin mit einer dielektrischen Abschirmung (2) versehen ist, eine Wechselhochspannung angelegt wird, um in einem Gasraum (5) über der Oberfläche des Metalldrahts (3) eine dielektrisch behinderte Entladung hervorzurufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gasraum (5) ein Überdruck von bis zu 2000 hPa eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (5) mit Luft durchströmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselhochspannung größer als 1 kV ist und eine Frequenz von 20 kHz bis 3 MHz aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abschirmung (2) der Elektrode (4) gekühlt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Form eines langgestreckten Zylinders aufweisender Gasraum (5) verwendet wird, wobei der Metalldraht (3) auf der Zylinderachse angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Elektrode (4) und ihrer dielektrischen Abschirmung (2) der Gasraum (5) zylindermantelförmig umschlossen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht (3) kontinuierlich durch den Gasraum (5) hindurchgefördert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht (3) in dem Gasraum (5) auf eine definierte Temperatur oberhalb 200°C aufgeheizt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung zwischen zwei in der Längserstreckungsrichtung des Metalldrahts (3) beabstandeten Elektroden (4) mit getrennten dielektrischen Abschirmungen (2) angelegt wird.
11. Vorrichtung für die Behandlung der Oberfläche eines Metalldrahts zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Elektrode (4), mit einer an einen Gasraum (5) angrenzenden dielektrischen Abschirmung (2) für die Elektrode (4), wobei der Gasraum (5) über der Oberfläche des zu behandelnden Metalldrahts (3) ange­ ordnet ist, und mit einem Wechselspannungsgenerator (6), der die Elektrode (4) mit einer Wechselhochspannung beaufschlagt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckluftquelle (13) vorgesehen ist, die eine Luftströmung (15) durch den Gasraum (5) hervorruft.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung (15) die entgegengesetzte Richtung einer Bewegung des Metalldrahts (3) durch den Behandlungsraum (5) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselspannungsgenerator (6) für eine Wechselspannung größer als 1 kV und eine Frequenz von 20 kHz bis 3 MHz ausgelegt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung für die dielektrische Abschirmung (2) der Elektrode (4) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (2) doppelwandig ist, wobei ein Freiraum (18) zwischen den beiden Wandungen der Abschirmung an eine Umwälzeinrichtung (19) für eine Kühlflüssigkeit (20) angeschlossen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abschirmung (2) der Elektrode (4) ein Rohr (11, 17) umfasst und dass Führungseinrichtungen den Metalldraht (3) auf der Rohrachse führen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (5) durch die Elektrode (4) und deren dielektrische Abschirmung (2) hindurch einsehbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) in Form eines Drahts oder eines Bands mit untereinander beabstandeten Windungen auf ihre Abschirmung (2) aufgewickelt ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in der Längserstreckungsrichtung des Metalldrahts (3) beabstandete Elektroden (4) mit separaten dielektrischen Abschirmungen (2) vorgesehen sind und dass der Wechselspannungsgenerator (6) die Wechselhochspannung zwischen den beiden Elektroden (4) erzeugt.
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