DE1179724B - Vorrichtung und Verfahren zum Ziehen und nachtraeglichen Gluehen und Aufspulen von metallischen Feinstdraehten, insbesondere aus Kupfer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C22f

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 4Od-1/02

M 55085 VI a/4Od
12. Dezember 1962
15. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ziehen und nachträglichen Glühen und Aufspulen von metallischen Feinstdrähten bis hinunter zu einem Durchmesser von 0,06 mm, insbesondere aus Kupfer, bestehend aus einer Ziehvorrichtung mit einer angetriebenen Abziehscheibe, einer elektrisch widerstandsbeheizten Glühvorrichtung und einer Aufspulvorrichtung für den Draht.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt und haben den Zweck, den Durchmesser von Drähten kaltverformend zu verringern und gleichzeitig die Kaltverfestigung wieder aufzuheben. Bekanntlich tritt bei jedem Ziehvorgang eine gewisse Kaltverfestigung ein, welche der Weiterverarbeitung oftmals erschwerend im Wege steht. Es ist bekannt, diese Kaltverfestigung durch Zwischenglühungen, z. B. durch eine elektrische Widerstands- oder Induktionserwärmungsvorrichtung oder aber durch normale Flammenerwärmung, abzubauen. Mit den bekannten, aus einer Zieheinheit und einer davon getrennten Glüheinheit bestehenden Vorrichtungen ist es jedoch nur möglich, Drähte mit einem Durchmesser bis hinunter zu 0,15 mm herzustellen. Eine weitere Verminderung des Durchmessers ist nur im reinen Ziehverfahren möglich; die Kaltverfestigung kann jedoch im Durchlaufverfahren nicht aufgehoben werden. Hierzu muß der Draht nach alter Art im Topf geglüht werden.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das bisherige Fertigungsprogramm solcher Maschinen um einen großen Bereich hinsichtlich der Herstellung von geglühten Feinstdrähten bis hinunter zu einem Durchmesser von 0,06 mm zu erweitern. Darüber hinaus soll eine im Aufbau einfache, wenig Raum beanspruchende und transportable Vorrichtung geschaffen werden. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Zieh-, Glüh- und Aufspulvorrichtung eine Baueinheit bilden. In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß in Abhängigkeit vom verwendeten Drahtwerkstoff und der Querschnittsverminderung des Drahtes zwischen den beiden letzten Ziehsteinen der Umschlingungswinkel des Drahtes auf der Abziehscheibe, vorzugsweise stufenlos, veränderbar ist. Ebenso ist es vorteilhaft, daß zur Änderung des Umschlingungswinkels des Drahtes auf der Abziehscheibe eine schwenkbare, wahlweise mehrrillige Umlenkrolle und eine weitere Umlenkrolle angeordnet sind. Vorteilhaft dient zur Einstellung des Kontaktdruckes zwischen Draht und Kontaktscheibe eine an sich bekannte Tänzerrolle. Das Verfahren zum Betrieb der vorstehend gekennzeichneten Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Draht auf Vorrichtung und Verfahren zum Ziehen und
nachträglichen Glühen und Aufspulen von
metallischen Feinstdrähten, insbesondere
aus Kupfer

Anmelder: ■

Maschinenfabrik Niehoff Kommandit-Gesellschaft, Schwabach

Als Erfinder benannt:

Werner Lepach,

Dieter Ferschl, Schwabach

seinem Wege zur Aufspulvorrichtung unmittelbar nach der letzten Ziehscheibe in eine elektrisch widerstandsbeheizte Glühvorrichtung geleitet wird, wobei er auf der Abziehscheibe und auf den Kontaktscheiben genau definierte Umschlingungswinkel bildet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 läßt in Ansicht die Anordnung der Abziehscheibe und der drei Kontaktscheiben sowie den Drahtverlauf erkennen;

F i g. 2 stellt die entsprechende Seitenansicht dar; F i g. 3 läßt bei gleicher Anordnung der Abziehscheibe und der Kontaktscheiben in Ansicht eine Anordnung erkennen, mit deren Hilfe der Umschlingungswinkel an der Abziehscheibe verstellbar ist;
F i g. 4 zeigt die entsprechende Seitenansicht.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus der Ziehmaschine 1, der Glühvorrichtung 2 und aus der Aufspulvorrichtung 3. Alle drei Vorrichtungen 1 bis 3 sind zu einer baulichen Einheit vereinigt, die nur durch Lösung von Schrauben, beispielsweise zum Auswechseln eines defekten Teiles, auseinandernehmbar sind. Der Zusammenbau ist jedoch mit Rücksicht auf die Erfüllung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe, nämlich die Herstellung dünner Drähte bis hinunter zu einem Durchmesser von 0,081 oder gar 0,06 mm zu ermöglichen, unbedingt notwendig und zwar deswegen, weil hierdurch besondere Umlenkrollen entbehrlich werden, die vielfach bei den sehr dünnen Drähten zu einer Überbeanspruchung der Zugbelastung führen. Zum

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anderen führen alle drei Teile im zusammengebauten Zustand bei entstehenden Vibrationen synchrone Schwingungen aus, die wesentlich weniger nachteilig sind als die bei getrennten Bauteilen auftretenden asynchronen Schwingungen.

Der in die Ziehmaschine einlaufende und weichgeglühte Kupferdraht 4 weist beispielsweise einen Durchmesser von 0,30 mm auf. Er wird durchschnittlich mit 13 v. H. Querschnittsverminderung auf einen Fertigdurchmesser von 0,081 oder 0,06 mm gezogen. Die Abstufung des Drahtdurchmessers zwischen dem vorletzten Ziehstein 5 und dem Schlußstein 6 sowie der Umschlingungswinkel des Drahtes auf der letzten Ziehkonusstufe 7 bedingen eine bestimmte Größe des Umschlingungswinkels des Drahtes auf der Abziehscheibe 8, und zwar aus folgendem Grunde: Je größer der Umschlingungswinkel des Drahtes auf der letzten Ziehkonusstufe 7 ist, um so geringer ist die Zugbelastung, die der Draht auf der Strecke 9 vor dem Schlußstein 6 haben muß, und umgekehrt. Zu dieser von der Abziehscheibe 8 aufzubringenden Zugkraft kommt noch diejenige, die notwendig ist, um den Draht durch den Schlußstein 6 zu ziehen. Die Größe der letzterwähnten Kraft ist von der Größe der Querschnittsverminderung des Drahtes im Schlußstein 6 abhängig. Es ergeben sich in dem Drahtabschnitt zwischen dem Schlußstein 6 und der Abziehscheibe 8 verschiedene Drahtzugbelastungen, welche die Abziehscheibe 8 zu liefern imstande sein muß. In dem Drahtabschnitt zwischen der Abziehscheibe 8 und der Kontaktscheibe 10 muß die Zugbelastung des Drahtes stets gleich sein, damit der Draht in der Glühstrecke 11 keine Verformung erleidet. Der Umschlingungswinkel des Drahtes auf der Abziehscheibe muß demnach vorteilhaft veränderlich sein. Dies läßt sich bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung durch horizontale und/ oder vertikale Verschiebung der Abziehscheibe 8 erreichen. Die erforderliche Zugbelastung in dem der Abziehscheibe 8 folgenden Drahtabschnitt muß von der Kontaktscheibe 10 aufgebracht werden, die zusammen mit der Abziehscheibe 8, der weiteren Kontaktscheibe 12 und der mit der Kontaktscheibe 10 auf einer Welle 13 befestigten Kontaktscheibe 14 über einen gemeinsamen Riementrieb 15 synchron angetrieben werden.

Versuche haben ergeben, daß bei einem Durchmesser des vorletzten Ziehsteines 5 von 0,086 mm und einem Durchmesser des letzten Ziehsteins 6 von 0,081 mm sowie einem Umschlingungswinkel von 360° auf der letzten Ziehkonusstufe 7 einen Drahtumschlingungswinkel um die Abziehscheibe 8 von 165° erforderlich macht. Der Umschlingungswinkel auf der Abziehscheibe ist an den Drahtberührungsstellen mit den Buchstaben« und b gekennzeichnet. Von hier aus gelangt der Draht auf die Kontaktscheibe 10, auf der der Draht zwischen den Punkten c und d aufliegt und einen Umschlingungswinkel von 75^C bildet. Alsdann durchläuft der Draht die Glühstrecke 11, in der er eine genau definierte Zugbelastung annehmen muß, denn der etwa bei 550 bis 600° C glühende Draht darf sich weder verformen noch darf er durch eine zu große Beanspruchung abreißen. Andererseits darf er zwischen den Kontaktscheiben 10 und 12 infolge zu geringer Zugbeanspruchung nicht zu locker sein, damit er während des Durchlaufes nicht flattert oder Schlingen wirft, was zu Brandflecken und bei derartig dünnen Drähten zum Drahtbruch führt. Um den zwischen diesen beiden Grenzwerten liegenden Idealzustand zu erreichen, ist ein Umschlingungswinkel des Drahtes auf der Kontaktscheibe 12 von 170° C erforderlich, der durch die Punkte e und / gekennzeichnet ist. Die vorstehenden Umschlingungswinkel auf den Kontaktscheiben 10 und 12 dürfen auch bei anderen Bedingungen, z. B. bei Drähten aus anderem Werkstoff, wie Stahl, oder bei verschiedenen Durchmesserabstufungen nicht wesentlich verändert werden. Es bleibt demnach lediglich die Änderung des Umschlingungswinkels auf der Abziehscheibe 8 übrig, um die obengenannten Bedingungen wieder herzustellen.

Der glühende Kupferdraht taucht, bevor er die Kontaktscheibe 12 berührt, in eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, ein, um unter die Anlauftemperatur abgekühlt zu werden. Damit der Draht auf seinem weiteren Weg zur Aufspulvorrichtung 3 wieder vollkommen trocken wird, wird er der sogenannten Nachwärmstrecke zugeführt, die sich von der Kontaktscheibe 12 über die Umlenkrolle 16 bis zur Kontaktscheibe 14 erstreckt. Auf dieser Strecke wird der Draht mit Hilfe des ihn durchfließenden Stromes auf etwa 120° C erwärmt. Der nun schon weiche Draht darf keinen übermäßigen Zugbelastungen ausgesetzt werden, da er sich sonst reckt. Um dies zu vermeiden, wird auf der Kontaktscheibe 14 ein Umschlingungswinkel von etwa 75° gewählt, der durch die Punkte g und h begrenzt ist. Von der Kontaktscheibe 14 gelangt der Draht über die am Ende eines langen Hebels angeordnete Tänzerrolle 17 und über die Umlenkrolle 18 zur Spule 19. Die Tänzerrolle 17 bewirkt eine konstante, in bezug auf die Abzugsgeschwindigkeit des Drahtes und Umlaufgeschwindigkeit der Kontaktscheiben gleich große oder eine nur minimal geringere Aufspulgeschwindigkeit. Die Tänzerrolle 17 mit ihrem Gewicht G, das durch Verändern von Gegengewichten oder durch Verändern des Tänzerrollenhebeldrehmomentes einstellbar ist, sorgt für ein sattes Aufliegen des Drahtes auf den angetriebenen Scheiben, wodurch einerseits eine gute Stromübertragung von den Kontaktscheiben 10, 12 und 14 zum Draht erreicht und andererseits der Draht durch die Reibungskraft — entsprechend den bestimmten Umschlingungswinkeln — schlupflos weitertransportiert wird. Darüber hinaus steuert die Tänzerrolle 17 die Aufspulgeschwindigkeit des Drahtes. Dies ist unbedingt erforderlich, da ein zu langsames Aufwickeln zur Folge haben würde, daß der Draht von den sich schneller drehenden Scheiben geschoben wird, d. h., daß er flattert. Außerdem würde der Draht, wenn er zu langsam laufen würde, auf der Glühstrecke zwischen den Kontaktscheiben 10 und 12 durchbrennen, da das angelegte Spannungspotential entsprecehnd der Ziehgeschwindigkeit eingestellt wird und bei Verringerung der Ziehgeschwindigkeit konstant bleibt. Wird nun weniger Draht infolge geringerer Geschwindigkeit zwischen den Kontaktscheiben befördert, so wird dieser, da die zugeführte Energie = Spannung mal Stromstärke die gleiche ist, mehr erhitzt als vorher, was zum Durchbrennen führt.

In F i g. 3 und 4 sind die gleichen Teile der widerstandsbeheizten Vorrichtung mit gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Vorrichtung weist gegenüber der in Fig. 1 und 2 dargestellten eine Verstellvorrichtung für den Umschlingungswinkel des Drahtes

um die Abziehscheibe auf. Die Verstellvorrichtung besteht aus einer frei auf der verlängerten Welle der Abziehscheibe 8 drehbaren Rolle 20 und einer um den Punkt 21 schwenkbaren Umlenkrolle 22. Der Draht umschlingt die Abziehscheibe 8 von α bis b (280°) und gelangt alsdann auf die Umlenkrolle 22 und von hier auf die frei drehbare Rolle 20. Dann gelangt der Draht bei c auf die Kontaktscheibe 10 und verläßt diese bei d (75° Umschlingungswinkel) und gelangt dann — wie bei der Einrichtung nach F i g. 1 und 2 — in die Glühstrecke 11.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ziehen und nachträglichen Glühen und Aufspulen von metallischen Feinstdrähten bis hinunter zu einem Durchmesser von 0,06 mm, insbesondere aus Kupfer, bestehend aus einer Ziehvorrichtung mit einer angetriebenen Abziehscheibe, einer elektrisch widerstandsbeheizten Glühvorrichtung und einer Aufspulvorrichtung für den Draht, dadurch ge kennzeich η e t, daß die Zieh-, Glüh- und Aufspulvorrichtung (1, 2 und 3) eine Baueinheit bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom verwendeten Drahtwerkstoff und der Querschnittsverminderung des Drahtes zwischen den beiden letzten Ziehsteinen (5, 6) der Umschlingungswinkel des Drahtes auf der Abziehscheibe (8), vorzugsweise stufenlos, veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Umschlingungswinkels des Drahtes auf der Abziehscheibe (8) eine schwenkbare, wahlweise mehrrillige Umlenkrolle (22) und eine weitere Umlenkrolle (20) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Kontaktdruckes zwischen Draht und Kontaktscheibe (14) eine an sich bekannte Tänzerrolle (17) dient.

5. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (4) auf seinem Weg zur Aufspulvorrichtung (3) unmittelbar nach der letzten Ziehscheibe in eine elektrisch widerstandsbeheizte Glühvorrichtung (2) geleitet wird, wobei er auf der Abziehscheibe (8) und auf den Kontaktscheiben (10, 12 und 14) genau definierte Umschlingungswinkel bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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