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Einrichtung zur Wärmebehandlung von Draht od. dgl. Die Erfindung bezieht
sich auf die Wärmebehandlung bzw. Vergütung von Draht oder ähnlichen Erzeugnissen
aus Metall, insbesondere auf die fortlaufende Vergütung von Draht unter Anwendung
von elektrischem Hochfrequenzstrom.
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Zur Herstellung von Draht wird bekanntlich ein vorgewalzter nacheinander
durch verschiedene Ziehvorrichtungen von allmählich kleiner werdendem Querschnitt
gezogen, bis er schließlich die für den fertigen Draht erforderliche Querschnittsgröße
aufweist. Das Ziehen der Drahtes erfolgt meist mit sehr großer Geschwindigkeit,
die in vielen Fällen 60 bis 300 m/Min. betragen und gegen das Ende des Ziehvorganges
zu noch höher sein kann. Wenn der Draht beim Ziehen keine zusätzliche Wärmebehandlung
erfährt, so wird er hart und spröde und neigt bei weiterem Ziehen oder beim späteren
Gebrauch leicht zum Brechen. Um dies zu vermeiden, wird der Draht bei seiner Herstellung
üblicherweise ein- oder mehrmal geglüht und oft auch nach Beendigung des Ziehvorganges
nochmals geglüht, damit ein weiches, geschmeidiges Erzeugnis erhalten wird. Bisher
wurde diese Wärmebehandlung in der Weise durchgeführt, daß der zu Ringen aufgewickelte
Draht in Glühöfen auf hohe Temperatur erhitzt, dann die Temperatur langsam verringert
und schließlich der herausgenommene Draht erneut auf kleinere Durchmesser gezogen
wurde. Diese Art der Wärmebehandlung stellt einen zeitraubenden und umständlichen
Vorgang dar, der zu Versuchen Anlaß gegeben hat, die Glüh- bzw. Wärmebehandlung
des Drahtes als ununterbrochenen Vorgang während der Herstellung des Drahtes durchzuführen.
Diese Versuche haben indessen bisher nicht zu brauchbaren Ergebnissen geführt.
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Unter anderem ist für die fortlaufende Wärmebehandlung des Drahtes
versucht worden, den Draht um zwei im Abstand voneinander angeordnete drehbare Trommeln
herumzuführen und durch den Draht zwischen den beiden Trommeln Strom mit einer Frequenz
von etwa 60 Hz oder niedriger hindurchzuleiten. Hierbei sind jedoch erhebliche Lichtbogen-bzw.
Funkenbildungen und entsprechende Narben in der Oberfläche des Drahtes aufgetreten,
die noch dadurch begünstigt wurde, daß zur ausreichenden Erhitzung des Drahtes,
z. B. von Messingdraht od. dgl., sehr hohe Ströme erforderlich sind.
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Weiterhin ist die Wärmebehandluxrgvon Draht im Durchlaufverfahren
mittels Hochfrequenzstrom an sich in der Weise bekannt, daß ein durch Lack oder
andere Isolierschichten isolierter Draht erhitzt wird, indem eine kapazitive Kopplung
angewendet wird. Eine solche Kopplung ist auch bei einer Einrichtung zur Vergütung
im Fließverfahren von Drähten und Bändern geringer Dicke mittels hochfrequenter
Ströme bekannt, bei welcher der zu behandelnde Werkstückteil an einem mit hochfrequenten
Strömen gespeisten elektrischen Schwingkreis mit Hilfe von flüssigen Elektroden
kapazitiv angekoppelt ist. Derartige Erwärmungseinrichtungen erfordern komplizierte
Stromübertragungsvorrichtungen, um Brandnarben auf der Drahtoberfläche zu vermeiden,
wie sie bei Hochfrequenz sonst entstehen könnten.
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Schließlich ist eine Einrichtung zum Härten von Blechen unter Zugspannung
durch elektrisch erzeugte Wärme bekannt, bei der Wechselstrom großer Stärke und
von Netzfrequenz durch mindestens zwei parallele und benachbarte Bleche, von denen
eines das zu härtende Blech sein kann, geschickt wird, derart, daß die Ströme in
den Blechen in Gegenrichtung fließen und sich ihre magnetischen Felder aufheben,
so daß der Strom nicht verdrängt wird und die Bleche über ihre ganze Breite gleichmäßig
erwärmt werden. Der Zweck dieser bekannten Einrichtung besteht dabei darin, die
sehr starken magnetischen Felder, die den Heizstrom nach den Außenkanten der Bleche
verdrängen, aufzuheben, so daß die Bleche über ihre ganze Breite gleichmäßig erwärmt
werden. Dabei handelt es sich um magnetische Felder, die durch die großen Stromstärken
verursacht werden, die bei der
für das Härten der Bleche als notwendig
erkannten Anwendung von üblichem Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz erforderlich
sind. Im Zusammenlang mit der bekannten Einrichtung sind Stromstärken von 10 000
Ampere bei Eisenblechen von 1 mm Stärke und 1 m Breite erwähnt. Bei solchen Blechen
und Abmessungen sowie der Art des verwendeten Heizstromes liegen jedoch hinsichtlich
der gleichmäßigen Erwärmung der Bleche andere Verhältnisse vor als bei einem in
jeder Richtung gleiche Abmessungen aufweisenden Draht, der ebenfalls gleichmäßig
erwärmt werden soll.
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Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung soll aber diese gleichmäßige
Erwärmung nicht dadurch erreicht werden, daß magnetische Felder, die infolge großer
Stromstärken entstehen; aufgehoben werden, sondern dadurch, daß die Reaktanz des
Drahtes gleichmäßig auf seinem gesamten Umfang auf ein Geringstmaß herabgesetzt
und: hierdurch eine gleichmäßige Verteilung des Hochfrequenzstromes über die gesamte
Drahtfläche erreicht wird.
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Demgemäß bestehen die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung
bei einer Einrichtung zur Wärmebehandlung von Draht od. dgl. mittels Hochfrequenzstrom,
bei welcher der Hochfrequenzstrom vorzugsweise eine Frequenz in der Größenordnung
von 100 kHz oder mehr aufweist und bei welcher der auf eine bestimmte Länge ausgestreckt
gehaltene Draht gegenüber zwei im Abstand voneinander angeordneten Elektroden vorwärts
bewegt wird, darin, daß, wie an sich bekannt, wenigstens auf dem wesentlichen Teil
der Drahtlänge zwischen den aus festem Metall bestehenden Elektroden ein elektrischer
Leiter angeordnet ist, der so geformt ist, daß zwischen ihm und dem Draht ein im
wesentlichen gleichachsig zu dem Draht verlaufendes Feld erzeugt wird, und der einen
Teil des von der Hochfrequenzquelle zu und von den Elektroden und an dem Draht entlang
verlaufenden Stromkreises bildet.
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Die Anwendung von Hochfrequenzstrom in der angegebenen Weise ist für
die Wärmebehandlung von Draht wesentlich vorteilhafter als die Anwendung von Niederfrequenzstrom
oder Gleichstrom, weil der effektive Widerstand des Drahtes gegen Hochfrequenzstrom
erheblich größer ist als gegen Niederfrequenzstrom und daher für eine bestimmte
Heizwirkung viel weniger Hochfrequenzstrom benötigt wird. Außerdem werden bei Anwendung
von Hochfrequenzstrom die Funkenbildung und ihre Folgen vermieden, was wahrscheinlich
auf die kapazitive Wirkung des alle Metalle umgebenden dünnen Oxydfilms zurückzuführen
ist. Dabei kann der Hochfrequenzstrom mittels einfacher Schleifkontakte dem Draht
zugeführt bzw. von ihm abgeleitet werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn der
elektrische Leiter als Rohr ausgebildet ist, das innen mit einer wärmeisolierenden
Verkleidung versehen ist. Ein solcher Leiter verhindert einerseits Leistungsverluste
und unterstützt andererseits eine gleichmäßige Verteilung des Stromes über die gesamte
Drahtfläche. Wenn ein solcher Leiter z. B. nur auf der einen Seite des Drahtes an
diesem entlanggeführt würde, so würde sich auf dieser Seite des Drahtes eine höhere
Konzentration des Hochfrequenz-Heizstromes ergeben als auf der anderen Drahtseite.
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Wenn der Draht infolge des Durchganges des Hochfrequenzstromes erhitzt
ist, so ist es erwünscht, ihn vor denn Umspulen oder vor dem weiteren Ziehen abzukühlen.
Diese Abkühlung kann üblicherweise durch Abschrecken des heißen Drahtes in einem
Wasserbad oder einem anderen Kühlmittel erfolgen, und zwar entweder während des
Stromdurchllusses oder nachdem der Draht aus dem Anwendungsbereich des Hochfrequenzstromes
herausgelangt ist. Dieser Vorgang ist insbesondere bei Messingdraht anwendbar, kann
aber bei allen Drahtarten mit Ausnahme derjenigen Stahldrähte Anwendung finden,
die so viel Kohlenstoff enthalten, daß eine unerwünscht große Härtung durch das
Abschrecken zu befürchten ist. Auch andere Drahtarten, die durch das Abschrecken
eine solche Härtung erfahren, werden zweckmäßig nicht in dieser Weise abgekühlt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
an Hand der Zeichnung, in der verschiedene Ausführungsformen der Erfindung als Beispiel
dargestellt sind. Es zeigt Fig.1 eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, Fig.2 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig.1. Fig.3
einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig.4 einen Querschnitt nach der
Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Querschnitt durch eine
andere Ausführungsform des Hohlleiters, Fig.6 einen schematischen Längsschnitt durch
eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig.7 einen schematischen Längsschnitt
durch eine dritte Ausführungsform und Fig.8 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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Nach Fig. 1 wird ein zu vergütender Draht 11 von einer um die Achse
13 drehbaren Vorratstrommel 12 mittels einer noch zu beschreibenden. Vorrichtung
abgezogen und auf die durch einen Motor oder in sonstiger Weise angetriebene, gegebenenfalls
über die Achse 16 angetriebene Trommel 14 aufgewickelt. Der von der Trommel 12 abgezogene
Draht 11 geht durch eine Führung 17 hindurch und ist dann über eine Führungsrolle
18 geführt, von der er über die Oberfläche eines Kontaktgliedes bzw. einer Elektrode
19 geleitet wird, die z. B. aus einer Silber-Wolfram-Legierung besteht. Der Draht
kann dabei durch aus Nylon bestehende Anpreßglieder 21, 22 in Berührung mit dem
Kontaktglied 19 gehalten werden. Durch die Anpreßglieder 21, 22 sind Bolzen 23 geführt,
die in dem Kontakglied 19 eingeschraubt oder sonstwie befestigt sind und auf deren
obere, mit Gewinde versehene Enden Einstellmuttern 24 aufgeschraubt sind. Die Einstellmuttern
24 dienen zur Einstellung der Spannung von Federn 26, welche die Anpreßglieder
21, 22 nachgiebig gegen das Kontaktglied 19 andrücken und damit den
Draht 11 in ständiger Berührung mit dem Kontaktglied 19 halten.
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Von dem Kontaktglied 19 ist der Draht 11 durch ein Führungsglied 27
hindurch in ein Rohr 28 hineingeführt, das aus einer inneren Isolierschicht 29 und
einem äußeren Kupfermantel 31 besteht. Die Isolierschicht 29, mit der der heiße
Draht in Berührung kommt, wenn er durchhängt, kann aus Glas bestehen, das eine hohe
Widerstandsfähigkeit gegen Wärmestöße aufweist. Zum Beispiel kann ein Glasmaterial
verwendet werden, wie es unter der Bezeichnung »Vykor« im Handel erhältlich ist.
Der
Draht 11 ist durch die ganze Länge des Rohres 28 hindurchgeführt
und geht dann durch einen mit Wasser oder einem anderen Kühlmittel gefüllten Behälter
32 hindurch. In dem Behälter 32 ist ein zweites Kontaktglied 33 angeordnet, das
ähnlich wie das Kontaktglied 19 ausgebildet ist und über das der Draht hinweggleitet,
bevor er aus dem Behälter 32 durch eine Führung 34 austritt und auf die Wickeltrommel
14 aufgewickelt wird. Die Berührung des Drahtes 11 mit dem Kontaktglied 33 wird
durch die Anpreßglieder 36, 37 gewährleistet, die ähnlich ausgebildet sind wie die
Anpreßglieder 21, 22.
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Das Kühlwasser wird dem Behälter 32 durch eine mit Düsen 39,
41 versehene Leitung 38 zugeführt und durch die Leitung 42 aus dem
Behälter abgeführt. Um den Eintritt von Wasser aus dem Behälter 32 in das Rohr 28
zu verhindern, ist der Behälter 32 mit einer Trennwand 43 versehen. Diese weist
eine Durchlaßöffnung für den Draht 11 auf, .und Wasser, das über die Trennwand 43
oder durch diese Öffnung hindurch in den abgetrennten Teil des Behälters 32 eintritt,
kann durch die Auslaßleitung 44 abgeleitet werden.
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Zur Wärmebehandlung des Drahtes zwischen den Kontaktgliedern 19 und
33 wird diesen über die Leitungen 46, 47 Hochfrequenzstrom von einem Generator oder
einer anderen Stromquelle mit einer Frequenz von 450 kHz und einer Leistung von
25 kW zugeführt. Die Spannung am Auslaß der Stromquelle kann 400 bis 500 Volt betragen,
so daß die Einrichtung mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannung arbeitet. Wie
aus Fig.3 ersichtlich ist, besteht die Leitung 46 aus einem Kupferrohr 48,
das innen mit Kühlwasser 49 gefüllt ist. Die Leitung 47 kann ebenso ausgebildet
sein. Ferner kann das Rohr 28, durch das der Draht Il hindurchgeführt ist, wie aus
den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, beispielsweise in halber Länge getrennt sein,
so daß die Leitung 46 an der einen halben Rohrlänge und die Leitung 47 an der anderen
halben Rohrlänge entlanggeführt ist, wobei keine elektrische Verbindung zwischen
den beiden Hälften des Rohres 48 bzw. zwischen den Leitungen 46, 47 an der Eintrittsstelle
dieser Leitungen in die Einrichtung besteht.
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Aus Fig. 3 ist ferner erkennbar, daß die Leitung 46 durch Punktschweißstellen
51 sowohl in wärmeleitender Verbindung als auch in elektrischer Verbindung mit dem
Rohr 28 steht. Dabei ist es wegen der Heizwirkung des Hochfrequenzstromes erforderlich,
daß die Kühlflüssigkeit in dem Rohr 48 zirkuliert. Bei Anwendung dieser insbesondere
in Fig. 3 dargestellten Anordnung braucht das Rohr 28 nicht besonders gekühlt zu
werden, da es, wie bereits erwähnt, sowohl in wärmeleitender als auch in elektrisch
leitender Verbindung mit dem Rohr 48 steht. Infolge dieser elektrisch leitenden
Verbindung geht der Hochfrequenzstrom sowohl durch den kupfernen Rohrmantel 31 des
Rohres 28 als auch durch das Rohr 48 der Leitung 46 hindurch. Das Rohr 48 und der
Rohrmantel 31 bilden daher eine einzige elektrische Leitung, von der ein Teil, nämlich
der Rohrmantel 31, mit dem Draht 11 gleichachsig verläuft, während der andere Teil,
nämlich das Rohr 48, Kühlwasser führt.
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Zur Zirkulation des Kühlwassers ist eine isolierte i Rohrleitung 52
angeordnet, die mit den Leitungen 46, 47 durch Stutzen 53 (vgl. Fig.1) verbunden
ist. Das an dem Kontaktglied 19 gelegene Ende des Rohres 28 wird mit diesem Kontaktglied
durch eine Metallplatte 54 in elektrischer Verbindung gehalten, während das dem
Kontaktglied 33 zugewendete Ende des Rohres 28 mit diesem Kontaktglied durch die
aus Metall bestehende Wandung des Behälters 32 verbunden ist. Die in der Trennwand
43 des Behälters 32 angeordnene Durchlaßöffnung für den Draht 11 ist so isoliert,
daß der Draht 11 keine elektrische Verbindung mit dem Behälter oder dessen Trennwand
an dieser Stelle hat.
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In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform für einen mit dem Draht
gleichachsig verlaufenden Hohlleiter gemäß der Erfindung dargetellt. Es ist hier
ein Querschnitt durch ein allgemein mit 111 bezeichnetes Rohr gezeigt, durch das
ein Draht 112 zur Wärmebehandlung hindurchgeführt ist. Das Rohr 111 entspricht dem
in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rohr 28, ist aber nicht wie dieses mit einem besonderen,
durch einen Leiter gebildeten Kühlrohr wärmeleitend und elektrisch leitend verbunden,
sondern ist von einem Kühlrohr 113 unter Bildung eines Ringraumes 114 umgeben, durch
den das Kühlwasser hindurchströmt. Das Wasser wird dem Rohr 113 durch eine Zuleitung
108 zugeführt und aus dem Rohr durch eine Ableitung 109 abgeleitet. Das Rohr 111
ist wie das Rohr 28 innen mit einer Isolierschicht 116 versehen und weist
einen Rohrmantel 117 aus Metall auf. Bei dieser Ausführungsform wird vermieden,
mit Wasser gefüllte Stromleitungen an dem Rohr 111 entlang und in Verbindung mit
diesem anzuordnen. Statt dessen kann der Hochfrequenzs.trom einfach unmittelbar
dem metallenen Mantel 117 des Rohres 111 zugeführt werden, während das Kühlwasser
in dem Außenrohr 113 zirkuliert, um die notwendige Kühlung herbeizuführen.
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Beim Betrieb wird der Draht 11, wie erläutert, durch die Einrichtung
hindurchgezogen und über die Leitungen 46 Hochfrequenzstrom zugeführt. Der Strom
durchfließt diese sowie den anliegenden Teil des Rohres 28 und gelangt über das.
Kontaktglied 19 in den Draht 11, von dem er über das Kontaktglied 33, die Leitung
47 und den anliegenden Teil des Rohres 28 zu seinem Ausgangspunkt zurückfließt.
Auf seinem Weg von dem Kontaktglied 19 zu dem Kontaktglied 33 wird der Draht durch
den Hochfrequenzstrom auf die erforderliche Temperatur, beispielsweise 675° C, erhitzt.
Infolge der gleichachsigen Anordnung des Rohres 28 wird der Strom gleichmäßig über
den Draht verteilt, so daß sich eine gleichmäßige Erhitzung des Drahtes ergibt.
Wenn der erhitzte Draht durch den Behälter 32 hindurchgeht, wird er durch die in
diesem befindliche Kühlflüssigkeit so weit abgekühlt, daß er auf die Trommel 14
zum weiteren Ziehen oder zum Gebrauch aufgewikkelt werden kann.
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Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein besonderer
Behälter für Kühlflüssigkeit nicht erforderlich ist. In diesem Fall ist der mit
61 bezeichnete Draht über eine Führungsrolle 62 und von dort über ein Kontaktglied
63 in ein Rohr 64 eingeführt, das in ähnlicher Weise wie das Rohr 28 nach Fig. 1
bis 3 ausgebildet ist. Er geht dann von dem Rohr 64 über das Kontaktglied 66 zu
der Führungsrolle 67, von der er weitergeführt wird. Der Draht 61 wird mit den Kontaktgliedern
63, 66 durch Anpreßglieder 68, 69 in Berührung gehalten, die den Anpreßglieder 19
und 33 entsprechend ausgebildet sein können. Das Kontaktlied 66 ist mit dem Rohr
64
elektrisch verbunden. Das Kontaktglied 63 ist durch eine Leitung
71 und der äußere Teil des Rohres 64 durch eine Leitung 72 an eine Hochfrequenzquelle
angeschlossen. Der Strom wird dabei z. B. über das Kontaktglied 63 dem Draht 61
zugeführt und fließt dann durch diesen dem Kontaktglied 66 zu, von wo er über das
Rohr 64 zu der Leitung 72 gelangt. Es ist ersichtlich, daß auch bei dieser Anordnung
der Leiter 64 gleichachsig zu dem Draht 61 verläuft und daher in dieser Hinsicht
die gleichen Vorteile wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 bestehen. Die
Anschlußleitungen zur Hochfrequenzstromquelle können dabei ebenso wie bei dieser
Ausführungsform ein Kühlmittel führen, wobei dann die Leitung 72 mit dem Rohr 64
auf dessen ganzer Länge sowohl wärmeleitend als auch elektrisch leitend verbunden
ist.
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Zum Abkühlen des in dem Rohr 64 wärmebehandelten heißen Drahtes ist
das Rohr 64 mit schwacher Neigung gegenüber der Horizontalen angeordnet und enthält,
wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, quer angeordnete Trennwände 73 und 74, durch die
in dem Rohr 64 ein Raum zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit abgeteilt wird. Das Kühlwasser
bzw. eine andere Kühlflüssigkeit wird diesem Raum über eine Zuleitung 77 zugeführt
und strömt durch das Rohr 76 aus.
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In Fig. 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der mit Wärme
zu behandelnde Draht vor und nach der Wärmebehandlung durch mit Kühlwasser gefüllte
Kammern hindurchgeführt ist. Der hier mit 78 bezeichnete Draht wird hierbei über
eine Führungsrolle 79 und einen flüssigkeitsdichten Verschluß 82 einer mit Flüssigkeit
gefüllten Kammer des Rohres 81 zugeführt und gelangt dann zu dem Kontaktglied 84
und von da in den Hauptteil des Rohres 81. Das Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit
wird der Kammer 83 durch eine Leitung 86 zugeführt und kann durch eine über dein
Verschluß 82 angeordnete Öffnung 87 abgeleitet werden. Etwa durch das Kontaktglied
84 in das Rohr 81 eintretende Kühlflüssigkeit kann durch eine Öffnung 88 austreten
und wird durch eine Sperre 89 daran gehindert, weiter in das Rohr 81 einzudringen.
Das Rohr 81 ist entsprechend dem Rohr 28 nach Fig. 1 bis 3 ausgebildet und in der
Mitte unterbrochen. Im zweiten Teil des Rohres 81 geht der Draht 78 durch einen
Verschluß 91 und eine Kammer 92 hindurch, die durch die Stirnwand 93 abgeschlossen
und wiederum mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Die Stirnwand 93 stellt ein elektrisches
Kontaktglied dar, von dem der Draht 78 über eine Führungsrolle 94 einer Aufwickeitrommel
oder einer weiteren Behandlung zugeführt werden kann. Die Kühlflüssigkeit kann der
Kammer 92 durch eine Leitung 96 zugeführt werden und aus der Kammer durch eine Öffnung
bzw. einen überlauf 97 über dem Kontaktglied 93 austreten. Etwa durch den Verschluß
91 in das Rohr 78 zurücktretende Flüssigkeit wird mittels der Sperre 99 aufgefangen
und durch eine Öffnung 98 abgeleitet.
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Der äußere leitende Teil des Rohres 81 ist durch die Leitungen 101,
102 an eine Hochfrequenzstromquelle angeschlossen. Der Strom fließt in einem Stromkreis,
der durch die Leitungen 101, 102, das Rohr 81, die Kontaktglieder 82, 93 und den
Draht 78 gebildet ist.
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Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung ist i in Fig. 8 dargestellt.
Biese Ausführungsform ermöglicht die Wärmebehandlung von Drähten, die infolge ihrer
Art und Größe bei der Erhitzung auf die Behandlungstemperatur ohne übermäßige Dehnung
keine große Spannung aufnehmen können. Bei dieser Ausführungsform werden ferner
Längenänderungen der Drähte, die sich beim Inbetriebsetzen der Einrichtung, bei
der Durchführung der Behandlung oder beim Stillnetzen ergeben, ausgeglichen. Nach
Fig. 8 ist der Draht 121 mehrmals um eine Trommel 122 herumgeführt und geht dann
zwischen einem Spannrollenpaar 123 hindurch. Der Draht ist weiter durch einen Bügel
124 und anschließend durch ein Glührohr 126 sowie einen Kühlflüssigkeitsbehälter
127 hindurchgeführt. Er geht dann wieder zwischen einem Spannrollenpaar 128 hindurch
und ist schließlich wieder mehrmals um eine Trommel 129 herumgewickelt, ehe er einer
Aufnahmetrommel zur weiteren Behandlung zugeführt wird'. Die Trommeln. 122 und 129
sind durch ein Differential 131 miteinander verbunden. Wenn auf den Draht 121 z.
B. durch Aufwickeln, auf eine Aufnahmetrommel eine Zugkraft ausgeübt wird; so wird
die Kraft von der Trommel 129 über das Differential 131 auf die Trommel 122
übertragen, die den Draht in die Einrichtung hineinzieht. Mit dem Differential 131
ist ein Elektromotor 132 derart verbunden, d'aß er, wenn er nicht umläuft, die Wirkung
des Differentials bei der übertragung der Kraft von der Trommel129 auf die Tromme1122
nicht beeinflußt, so daß die Trommel 122 mit derselben Geschwindigkeit umläuft wie
die Trommel 129. Wenn der Motor 132 jedoch in, Betrieb gesetzt wird, so verändert
er die Wirkung des Differentials, so daß die Trommel 122 je nach der Drehrichtung
des Motors schneller oder langsamer umläuft als die Trommel 129. Dem Motor 132 wird
der Betriebsstrom über die Leitungen 139, 140 zugeführt. Die Spannrollen 123 werden
von der Trommel 122 über einen Kettentrieb 133 und die Spannrollen 128 von der Trommel
129 über einen Kettentrieb 134 angetrieben. Diese Anordnung ermöglicht, daß der
Draht innerhalb des Behandlungsrohres 126 einer ganz geringen Spannung ausgesetzt
wird, was erforderlich sein. kann, weil bzw. wenn der zu behandelnde Draht im erhitzten
Zustand keine große Spannung aufnehmen kann.
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Das Behandlungsrohr 126 kann entsprechend dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten
Rohr 28 ausgebildet sein. Auch können ähnliche Kontaktglieder für die Stromübertragung
zum und vom Draht sowie andere Einzelteile entsprechend Fig. 1 bis 7 angeordnet
sein. Die Einrichtung nach Fig. B ist außerdem nicht an die dargestellte senkrechte
Anordnung gebunden, sondern kann z. B. in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform
nach Fig. 1 auch waagerecht angewendet werden. In diesem Fall müßte der Draht vor
der Führungsrolle 18 (Fig. 1) durch einen dem Bügel 124 (Fig. 8) entsprechenden
Bügel und nach dem Durchgang durch den Kühlbehälter 32 (Fig. 1) über den Rollen
128 (Fig. 8) entsprechende Spannrollen sowie eine der Trommel 129 (Fig. 8) entsprechende
Trommel geführt werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die beiden voneinander getrennten
Teile des Rohres 126 durch die Leitungen 142, 143 an die Hochfrequenzquelle angeschlossen.
Die Kühlflüssigkeit wird dem Behälter 127 durch die Leitung 144 zugeführt und durch
die Leitung 146 von dem Behälter abgeführt.
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Temperaturänderungen des Drahtes beim Inbetriebsetzen der Einrichtung
können mittels des Bügels 124 ausgeglichen werden, der mit Kontakten136, 137 und
den Leitungen 138, 139 und 141 zur Regelung des
mit dem Differential
131 verbundener. Motors 132 zusammenwirkt. Wenn z. B. die durch den Bügel 124 hindurchgehende
Drahtschleife zu hoch steigt, bewegt sie den Bügel aufwärts, so daß der Büg21 124
die Leitung 139 über den Kontakt 136 mit der Leitung 141 verbindet. Hierdurch wird
der Motor 132 mit einer solchen Drehrichtung in Betrieb gesetzt, daß er über das
Differential 131 die normalerweise über das Differential zwischen den Trommeln
122, 129 bestehende Antriebsverbindung in dem Sinne ändert, daß die Trommel 122
langsamer umläuft als die Trommel 129. (Das in dieser Weise arbeitende Differentialgetriebe
kann ein beliebiges Differential an sich bekannter Art sein.) Die Einlaufgeschwindigkeit
des Drahtes 121 und die Umlaufgeschwindigkeit der von der Trommel 122 angetriebenen
Spannrollen 123 werden daher geringer, so daß die Überhöhung der Schleife in dem
Bügel 124 abnimmt, bis der Draht außer Berührung mit dem oberen Arm des Bügels 124
kommt, wodurch der Stromkreis über den Kontakt 136 geöffnet und der Motor 132 stillgesetzt
wird. Wenn andererseits die Schleife in dem Bügel 1.24 etwa zu tief wird, so daß
sie den unteren Arm des Bügels berührt, so wird der Stromkreis über den Kontakt
137 geschlossen, wodurch der Motor 132 mit der umgekehrten Drehrichtung in Betrieb
gesetzt und die Antriebsverbindung zwischen den Trommeln 122 und 129 über das Differential
so geändert wird, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 122 gegenüber derjenigen
der Trommel 129 erhöht wird, bis die Höhe der Drahtschleife in dem Bügel so weit
zunimmt, daß der Draht außer Berührung mit dem unteren Arm des Bügels 124 kommt.
Hierdurch wird der Stromkreis über den Kontakt 137 unterbrochen und der Motor 132
wieder stillgesetzt. Der Bügel 124, der z. B., wie dargestellt, als Schwenkbügel
ausgebildet sein kann, kann beispielsweise durch eine schwache Feder 124a derart
nachgiebig in seiner normalen Mittelstellung gehalten werden, daß er bei Berührung
einer seiner Gabelarme mit der Drahtschleife leicht aus dieser Mittelstellung heraus
verschwenkt werden kann. Die Bügelarme können ferner, wie dargestellt, an ihren
Enden mit kleinen isolierten Rollen zur Berührung mit dem Draht versehen sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 kann der Draht 121, bevor
er in die Einrichtung nach der Erfindung gelangt, beispielsweise durch eine vor
dieser angeordnete Ziehform gegangen sein und nach dem Durchgang durch die Einrichtung
einer nachgeschalteten Ziehform od. dgl. zugeführt werden, und zwar so, daß der
Draht normalerweise dieselbe Spannung hat, wie sie ihm durch die nachgeschaltete
Ziehform übermittelt wird. Beim Durchgang des Drahtes durch die Einrichtung nach
Fig. 8 ist der Draht gewöhnlich ohne Spannung oder nahezu ohne Spannung und wird
daher beim Erhitzen nicht gedehnt. Die Spannrollen 123, 128 dienen dabei dazu, den
Draht in seinen um die Trommeln 122, 129 herumgelegten Windungen unter Spannung
zu halten.
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Beim Inbetriebsetzen der Einrichtung nach Fig. 8 besitzt der Draht
sowohl an der Ein- und Auslaßstelle als auch innerhalb der Einrichtung gewöhnliche
Raumtemperatur. Das System wird dann auf Betriebsgeschwindigkeit gebracht, indem
der Draht mittels der nachgeschalteten Zieh- oder Zugvorrichtung, die den Draht
unter Spannung bringt, durch die Einrichtung hindurchgezogen wird. Schließlich wird
dem Behandlungsrohr 126 Hochfrequenzstrom zugeführt. In diesem Zeitpunkt wird der
Draht infolge der erhöhten Temperatur gelängt,. so daß es erforderlich ist, diese
Längendifferenzen auszugleichen, was in der erläuterten Weise leicht bewerkstelligt
wird.
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Beim Einlaufen in die Einrichtung kann der Draht beispielsweise eine
Temperatur von 21° C haben, während er nach dem Durchgang durch die Einrichtung,
also nach dem Kühlen, eine Temperatur von etwa 50° C haben kann, wobei seine Laufgeschwindigkeit
z. B. 210 m/Min. betragen kann. Eine bei diesen Verhältnissen in die Einrichtung
eingelaufene bestimmte Drahtlänge wird daher beim Abziehen von der Einrichtung etwas
länger sein, wobei die Differenz in einem typischen Fall z. B. 1/ao/o betragen kann.
Demgemäß wird die Drahtschleife in dem Bügel 124 dazu neigen, ihre Höhe zu vergrößern.
Der Bügelschalter, das Differential- und Motorsystem halten aber, wie vorstehend
erläutert, durch ihre zeitweilige Betätigung eine bestimmte Größe der Schleife aufrecht,
ohne daß dabei die Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes durch die Einrichtung in
einem solche Maße geändert wird, daß die gleichmäßige Wärmebehandlung des Drahtes
beeinträchtigt wird.