DE10253346A1

DE10253346A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugdraht

Info

Publication number: DE10253346A1
Application number: DE2002153346
Authority: DE
Inventors: Elmar Schmatloch
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Bruker EAS GmbH
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-05-27
Also published as: WO2004043621A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugdraht, insbesondere von im Querschnitt sechseckigem Halbzeugdraht für die Ausbildung von Hochtemperatur-Supraleitern, bestehend aus einem in einem Halter (1) gegen in Ziehrichtung abgestützt gelagerten Ziehstein (2). Ausgehend von der Aufgabe, die bislang insbesondere für diesen Zweck bestimmten und benutzten Ziehvorrichtungen dahingehend zu verbessern, daß Verzugserscheinungen am gezogenen Draht vermieden bzw. weitestgehend reduziert werden, ist nach der Erfindung der Ziehstein (2) in seinem Halter (1) drehbar auf einem Axial-Wälzdrucklager (3) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugdraht, insbesondere von im Querschnitt eckigen, vorzugsweise sechseckigen Halbzeugdraht für die Ausbildung von Hochtemperatur-Supraleitern, bestehend aus einem in einem Halter gegen in Ziehrichtung abgestützt gelagerten Ziehstein.
Draht wird bekanntlich und ausgehend von metallischem Rundstabmaterial mit sogenannten Ziehsteinen hergestellt, wobei der Draht durch Passage mehrerer Ziehsteine mit jeweils durchmesserreduziertem Durchzugskanal auf seinen gewünschten Querschnitt gebracht wird. Diese Technik einschließlich des dafür apparativ erforderlichen Zubehörs (Ziehbänke, Zugeinrichtungen, Ölbäder u. dgl.) ist hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keiner weitergehenden Erläuterungen bedarf.
Was dabei die einleitend erwähnten Hochtemperatur-Supraleiter betrifft, für die die hier interessierende Vorrichtung insbesondere bestimmt ist und die in der Regel bspw. aus reinem Edelmetall, wie Silber aber auch aus Sonderlegierungen gefertigt werden und bspw. aus nur millimeterbreiten und Zehntelmillimeter dicken Bändern bestehen, so hat es damit insofern eine besondere Bewandnis, als diese relativ querschnittskleinen Bänder in sich aus sogenannten mikrostrukturellen Filaments bestehen müssen, die durch die oben kurz erläuterte Drahtziehtechnik in besondere Weise gewonnen werden, wobei als Halbzeug nach mehreren Ziehvorgängen ein entsprechend sechseckig-querschnittskleiner Draht von bspw. ca. 1 mm² Querschnitt vorliegt, der dann durch einen abschließenden Walzvorgang zum Leiterband umgeformt wird. Um zur Filament-Struktur des schließlich walzbaren Halbzeuges zu gelangen, ist es insofern ein relativ langer Weg, als zunächst ein relativ durchmessergroßer Rohling in mehreren Schritten zu einem Draht von mehreren Millimetern Sechseck-Querschnitt gezogen wird. Ein solcher noch relativ dicker Draht wird dann in Abschnitte von bspw. 1 m Länge geteilt, die danach in Vielzahl mit durch die Sechseckquerschnitte ermöglichter, optimal dichtester Packung in ein dünnwandiges Mantelrohrstück aus dem gleichen Material eingebracht werden, das dann wiederum als Ausgangsrohling zum erneuten mehrfachen Drahtziehen dient, bis schließlich der zum Walzen geeignete Halbzeugdraht mit seiner Filamentstruktur erreicht ist.
Problematisch und letztlich hohe Kosten verursachend ist bei dieser Art Halbzeugherstellung, daß schon der mehrfach gezogene Draht sich beim Verlassen des letzten Ziehsteines der ersten Ziehphase zumindest abschnittsweise mehr oder weniger in sich verdreht bzw. verzieht. Dies hat zur Folge, daß die in das Mantelrohr mit optimal dichtester Packung einzubringenden Abschnitte gerichtet werden müssen, was mit einem hohem, kostenverursachenden Personal- und auch Zeitaufwand verbunden ist. Abgesehen davon entsteht dabei auch ein gewisser Drahtverschnitt, wenn sich nicht ohne weiteres richtbare Abschnitte im gezogenen Drahtstrang ergeben. Die gleiche Verzugsgefahr ist dann schließlich auch nochmals am letzten Ziehstein der zweiten Ziehphase gegeben, dort aber nicht mehr so kritisch ist und verlangt gegf. dort nur dann ein Richten, wenn relativ lange Leiterbänder gewalzt werden sollen. Soweit bekannt, hat man sich bislang mit diesem Übelstand abgefunden und die damit verbundenen hohen Kosten hingenommen.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die bislang insbesondere für diesen Zweck bestimmten und benutzten Ziehvorrichtungen dahingehend zu verbessern, daß solche Verzugserscheinungen vermieden bzw. weitestgehend reduziert werden.
Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ziehstein in seinem Halter drehbar auf einem Axial-Wälzdrucklager angeordnet ist.
Diese gleichermaßen einfache, wie im Ergebnis verblüffende Lösung resultierte aus der entscheidenden Überlegung, daß die Ursachen für den Verzug bei Passage des jeweils letzten Ziehsteines einer Gesamtziehstrecke ihren Grund in den externen und internen Verhältnissen am Draht haben müssen, und zwar bei gleichzeitiger Erkenntis, daß dabei am Draht bzw. am zu ziehenden Draht selbst nichts geändert werden konnte. Für die externen Verhältnisse bzw. Einflüsse sind dabei maßgebend der fest in seinem Halter sitzende Ziehstein und etwa von der Zugseite her in den unter Zugspannung stehenden Draht einfließende bzw. rückwirkende anormale Bewegungsimpulse und für die internen Verhältnisse kamen in Betracht, daß trotz Verarbeitung bspw. reinen Materials im Draht, wodurch auch immer verursachte Dichteinhomogenitäten für die Verwerfungen bzw. Verdrehungen des auslaufenden Drahtes sein könnten.
Diese Überlegungen fanden ihre überraschende Bestätigung einfach darin, daß dem Ziehstein durch seine Lagerung auf einem Axial-Wälzdrucklager im Halter Gelegenheit gegeben ist, sich im Mikrobereich drehend an solche aus dem Draht oder extern am Draht einwirkenden Impulse anzupassen.
Da diese Drehbeweglichkeit einen entsprechendes geringes Spiel des Ziehsteines im Sitz seines Halters verlangt, das sich noch bis zu einem gewissen Grade negativ auf die gewünschte Verzugsfreiheit des Drahtes auswirken könnte, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung darin, daß der Ziehstein in seinem Halter zusätzlich zum Wälzdrucklager mit einem Radiallager geführt ist, für das bevorzugt ein entsprechend dimensioniertes Nadellager bzw. ein Nafellagerkäfig verwendet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung einschließlich zusätzlich vorteilhafter Weiterbildungen wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
1 einen Schnitt durch die hier interessierenden Teile der Vorrichtung und
2 einen der 1 entsprechenden Schnitt in besonderer Ausführungsform;
Die Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugdraht für den genannten Zweck besteht nach wie vor aus einem in einem Halter 1 gegen in Ziehrichtung abgestützt gelagerten Ziehstein 2.
Für eine solche Vorrichtung ist nun bezgl. der Ziehsteinanordnung im Halter 1 unter Verweis auf 1. wesentlich, daß der Ziehstein 2 in seinem Halter 1 drehbar auf einem Axial-Wälzdrucklager 3 angeordnet ist. Da, wie aus 1 ersichtlich, der Ziehstein 2 wegen seiner Drehbeweglichkeit ein gewisses radiales Spiel S haben muß, ist in Weiterbildung und unter Verweis auf 2 vorgesehen, den der Ziehstein 2 in seinem Halter 1 mit einem Radiallager 4 zu führen, wofür insbesondere ein Nadellager in Betracht kommt.
Ebenfalls unter Verweis auf 2 ist der Halter 1 aus zwei konzentrischen Teilen 1',1'' gebildet, wobei der innere Teil 1'' den Sitz für den Ziehstein 2 bildet und der äußere Teil 1' den Sitz für das Axial-Wälzdrucklager 3 und das Radiallager 4.
Beim Ziehvorgang sind im übrigen die auftretenden geringfügigen Drehbewegungen des Ziehsteines 2 bzw. des inneren Teiles 1'' des Halters 1 ohne weiteres beobachtbar. Eine derartig drehbewegliche Lagerung des Ziehsteines ist im übrigen keineswegs nur für im Querschnitt secheckige Drähte von Interesse, denn solche Bewegungen sind auch zu beobachten beim Ziehen von im Querschnitt runden Drähten, was bedeutet, daß offenbar auch dabei die vorerwähnten internen und externen Einflüsse wirksam werden. Beobachtet wurde dies bereits bei den ersten Ziehvorgängen für das hier insbesondere angesproche Halbzeug, bei denen zuächst von rund auf rund gezogen wird.
Nur der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß der Halter 1 seinerseits in geeigneter und üblicher Weise in einer mit ZW bezeichneten Ziehbank gelagert ist.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugdraht, insbesondere von im Querschnitt sechseckigen Halbzeugdraht für die Ausbildung von Hochtemperatur-Supraleitern, bestehend aus einem in einem Halter (1) gegen in Ziehrichtung abgestützt gelagerten Ziehstein (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehstein (2) in seinem Halter (1) drehbar auf einem Axial-Wälzdrucklager (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehstein (2) in seinem Halter (1) mit einem Radiallager (4) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (4) ein Nadellager (4') ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (1) aus zwei konzentrischen Teilen (1',1'') gebildet ist, wobei der innere Teil (1') den Sitz für den Ziehstein (2) bildet und der äußere Teil (1'') den Sitz für das Axial-Wälzdrucklager (3) und das Radiallager (4).