DE10253346A1

DE10253346A1 - Device for fabrication of esp. hexagonal semi-finished wire for high temperature superconductors has drawing die in holder held on axial roller bearing and guided by needle bearing

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

The device consists of a drawing die (2) supported in drawing direction within a holder (1). The die is born turnable on an axial roller pressure bearing (3), and is guided by a radial bearing (4), e.g. a needle bearing (4'). The holder is formed by two concentric parts (1',1''). The inner part forms the seat for the drawing die and the outer part forms the seat for the bearings.

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.The invention relates to a device for the production of semi-finished wire, in particular of cross-section square, preferably hexagonal semi-finished wire for training of high-temperature superconductors, consisting of one in a holder supported against in the pulling direction stored drawing die.

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.As is known, wire becomes outgoing made of metallic round bar material with so-called drawing dies, the wire being passed through several drawing dies, each with reduced diameter Pull-through channel to its desired cross-section brought. This technique including the one for it necessary accessories (drawing benches, pulling devices, oil baths and the like) is sufficient known and in use, so that there is none in this regard further explanations are required.

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.As far as the high-temperature superconductors mentioned in the introduction are concerned, for which the device of interest here is intended in particular and which, as a rule, are made, for example, of pure noble metal, such as silver, but also of special alloys and consist, for example, of strips that are only millimeter wide and tenths of a millimeter thick, Thus, it has special insofar as these relatively small cross-section tapes have to consist of so-called microstructural filaments, which are obtained in a special way by the wire drawing technique briefly explained above, whereby a semi-finished wire of a corresponding hexagonal cross-section, for example, after several drawing processes 1 mm ² cross-section is present, which is then formed into a conductor strip by a final rolling process. In order to arrive at the filament structure of the finally rollable semifinished product, it is a relatively long way in that first a relatively large blank is drawn in several steps to a wire of several millimeters hexagon cross-section. Such a still relatively thick wire is then divided into sections of, for example, 1 m in length, which are then introduced in large numbers, with the densest packing made possible by the hexagonal cross-sections, into a thin-walled piece of jacket tube made of the same material, which in turn is then used as the starting blank for repeated multiplication Wire drawing is used until the filament structure of the semi-finished wire suitable for rolling is finally reached.

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.Problematic and ultimately high In this type of semi-finished product production it is cost-causing the multiple drawn wire comes out of the last drawing die the first drawing phase at least in sections more or less twists or warps. This has the consequence that the in the casing pipe with optimally tight packing sections to be inserted have to be judged what with a high, cost-causing personnel and also time expenditure connected is. Apart from that, there is also a certain amount of wire waste, if there are no straight sections in the drawn Wire strand result. The same risk of delay is then finally again given on the last drawing die of the second drawing phase, but not there is more critical and demands. judging there only if relatively long conductor strips should be rolled. As far as is known, one has been with resigned to this evil and the high costs involved.

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.The invention is accordingly based on the object the so far especially for this purpose is determined and used by pulling devices to improve that Signs of delay are avoided or largely reduced.

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.This task is with a device of the type mentioned according to the invention in that the drawing die is rotatably arranged in its holder on an axial roller bearing.

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.This is just as simple as the result amazing solution resulted from the crucial consideration that the causes for default when passing the last drawing die of a total drawing section must have their reason in the external and internal conditions on the wire, and with simultaneous knowledge that it is on the wire or on pulling wire itself changed nothing could be. For the external conditions or influences are decisive the drawing die, which is firmly seated in its holder and from the train side flowing into the wire under tension or retroactive abnormal movement impulses and for the internal conditions came considering that despite Processing, for example, pure material in the wire, whatever caused density inhomogeneities for the Warping or twisting of the leaking wire could be.

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.These considerations were surprising confirmation simply in that Drawing die by its bearing on an axial roller bearing in the holder opportunity is given, rotating in the micro range to those from the wire or to adjust external impulses on the wire.

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.Because this mobility is one corresponding little play of the drawing die in the seat of its holder demands that to a certain extent still be negative the desired Distortion of the wire could affect, there is an advantageous Development of the device in that the drawing die in its holder additionally to the roller bearing guided with a radial bearing is for that preferably a correspondingly dimensioned needle bearing or Nafellagerkäfig used.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung einschließlich zusätzlich vorteilhafter Weiterbildungen wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The device according to the invention including additional advantageous developments is described below with the aid of the drawing Dar position of embodiments explained in more detail.

Es zeigtIt shows

1 einen Schnitt durch die hier interessierenden Teile der Vorrichtung und 1 a section through the parts of the device of interest here and

2 einen der 1 entsprechenden Schnitt in besonderer Ausführungsform; 2 one of the 1 corresponding section in a special embodiment;

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.The device for the production of semi-finished wire for the stated purpose still consists of a in a holder 1 against drawing die supported in the drawing direction 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.For such a device, the drawing die arrangement is now in the holder 1 referring to 1 , essential that the drawing die 2 in its holder 1 rotatable on an axial roller bearing 3 is arranged. There, like from 1 evident, the drawing die 2 must have a certain radial play S because of its rotational mobility, is in further training and with reference to 2 provided that the drawing die 2 in its holder 1 with a radial bearing 4 to carry out, for which a needle bearing is particularly suitable.

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.Also with reference to 2 is the keeper 1 from two concentric parts 1' . 1'' formed, the inner part 1'' the seat for the drawing die 2 forms and the outer part 1' the seat for the axial roller thrust bearing 3 and the radial bearing 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.During the drawing process, the slight turning movements of the drawing die occur 2 or the inner part 1'' of the holder 1 easily observable. Such a rotatable mounting of the drawing die is by no means only of interest for wires with a hexagonal cross-section, because such movements can also be observed when pulling round wires with a cross-section, which means that the aforementioned internal and external influences also appear to be effective. This was already observed during the first drawing processes for the semi-finished product in question, in which pulling is initially carried out from round to round.

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.For the sake of completeness, it should be noted that the holder 1 is in turn stored in a suitable and customary manner in a drawing bench designated ZW.

Claims

Device for the production of semi-finished wire, in particular of semi-finished wire with hexagonal cross-section for the formation of high-temperature superconductors, consisting of a in a holder ( 1 ) against drawing die supported in the drawing direction ( 2 ), characterized in that the drawing die ( 2 ) in its holder ( 1 ) rotatable on an axial roller bearing ( 3 ) is arranged.

Device according to claim 1, characterized in that the drawing die ( 2 ) in its holder ( 1 ) with a radial bearing ( 4 ) is performed.

Device according to claim 2, characterized in that the radial bearing ( 4 ) a needle bearing ( 4 ' ) is.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the holder ( 1 ) from two concentric parts ( 1' . 1'' ) is formed, the inner part ( 1' ) the seat for the drawing die ( 2 ) forms and the outer part ( 1'' ) the seat for the axial roller thrust bearing ( 3 ) and the radial bearing ( 4 ).