DE1247247B

DE1247247B - Heizvorrichtung fuer eine Anordnung zum Ziehen von mit Glas oder Keramik umhuellten Draehten

Info

Publication number: DE1247247B
Application number: DEB75415A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Joachim Nixdorf
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland
Priority date: 1964-02-08
Filing date: 1964-02-08
Publication date: 1967-08-17
Also published as: GB1056329A; US3328559A; NL6413177A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 21 c

Deutsche Kl.: 7b-2/01

Nummer: 1247247

Aktenzeichen: B 754151 b/7 b

Anmeldetag: 8. Februar 1964

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung für eine Anordnung zum Ziehen von mit Glas oder Keramik umhüllten Drähten aus metallgefüllten Glas- oder Keramikkapillaren od. dgl, bei der die Kapillaren in einem mit einer durchgehenden Bohrung versehenen Heizkörper einführbar sind.

Es ist aus den ersten Arbeiten über das Ziehen glasumhüllter Drähte bekannt, die mit Metall gefüllten Glaskapillaren zum Erhitzen entweder durch eine Gasflamme oder durch die Bohrung eines von einer Gasflamme erhitzten Metallblocks zu ziehen. Nach späteren Arbeiten verwendet man auch feine Gas-Sauerstoff-Brenner oder elektromagnetisch erzeugte Wirbelströme zur Erhitzung der Metallfüllung.

Die induktive Erhitzung hat den Nachteil, daß nur vor dem Ausziehen auf den gewünschten Drahtdurchmesser in dem Ausgangsdraht eine im allgemeinen ausreichende Wärmemenge erzeugt werden kann. In dem ausgezogenen Draht sind die induktiv erzeugten Wärmemengen naturgemäß wesentlich schlechter ausnutzbar. Sie fließen über die beim Ziehen erheblich vergrößerten Oberflächen rasch ab, so daß der ausgezogene Draht schnell erstarrt. Der ganze Ziehprozeß läßt sich daher nur schwer beherrschen. Außerdem zerspringt häufig die Glaskapillare infolge der Spannungen, die durch die Ausdehnung der zuerst sich erwärmenden Metallfüllung hervorgerufen werden.

Es ist eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnsten Drähten bekannt, bei der ein Metallblock als Heizkörper von einer Azetylenflamme beheizt wird. Der Heizkörper weist eine waagerechte Bohrung auf, in die ein Glasrohr einführbar ist. Nach Erwärmung des Glasrohres und semes Inhaltes über die beiden Erweichungspunkte wird ein Faden abgezogen.

Ein Nachteil von derartigen Gasbrennern bei der Herstellung von dünnen Drähten besteht im wesentlichen darin, daß bei ihrer Verwendung nicht unter Inertatmosphäre, d. h. Schutzgas oder Vakuum, gearbeitet werden kann. Auch kann die dem Draht über den vorgeschlagenen Heizkörper zugeführte Wärmemenge schlecht reguliert werden; weiterhin ist keine gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche des im Heizkörper befindlichen Kapillarenteiles gewährleistet. Der ganz wesentliche Nachteil der bekannten Vorrichtung ist jedoch darin zu sehen, daß mit ihr' praktisch keine Metalle mit vergleichsweise hohem Schmelzpunkt zu dünnen Drähten verarbeitet werden können. Wollte man z. B. Platin oder Rhodium mit Schmelzpunkten von 1777° C bzw. 1966° C zu Drähten verarbeiten, so müßte man als Heizkörper einen Metallblock aus Iridium mit einem Schmelzpunkt Heizvorrichtung für eine Anordnung zum Ziehen von mit Glas oder Keramik umhüllten Drähten

Anmelder:

Bundesrepublik Deutschland,

vertreten durch den Bundesminister der

Verteidigung,

Bonn/Rhein, Ermekeilstr. 27

Als Erfinder benannt:
DipL-Chem. Dr. Joachim Nixdorf,
Franlcfurt/M.-Bockenheim

so von etwa 2450° C verwenden. Dieses Metall ist jedoch so kostspielig, daß es im allgemeinen für eine Vorrichtung der in Frage stehenden Art abgelehnt werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Heizvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits selbst einen verhältnismäßig einfachen Aufbau aufweist, und die es andererseits unter Einsatz preiswerter Konstruktionsmaterialien gestattet, auch hochschmelzende Metalle, wie Platin und Rhodium, zu Drähten zu verarbeiten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Heizkörper ein in einer Inertatmosphäre als Widerstand in einem elektrischen Stromkreis angeordneter, vorzugsweise stabförmiger Körper aus Kohle, Graphit od. dgl. ist, dessen Bohrung rechtwinklig zu seiner Längsachse vorgesehen ist.

Durch Anwendung einer Inertatmosphäre wird die Möglichkeit geschaffen, als Heizkörper einen gegenüber hochschmelzenden Edelmetallen kostenmäßig praktisch nicht ins Gewicht fallenden Kohle- oder Graphitstab zu verwenden. Auf diese Weise können Graphitstäbe selbst bis auf Temperaturen von etwa 3000° C erhitzt werden, wohingegen sie bei Erwärmung in Luft bereits bei Temperaturen von 500 bis 600° C einen erheblichen Materialverlust durch Oxydation erleiden, wodurch sich deren Verwendung zur Erzeugung von Temperaturen um etwa 2000° C, den Schmelzpunkten der zu dünnen Drähten zu verarbeitenden Metalle, von vornherein verbietet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht also darin, daß in wirtschaftlicher Weise ein Kohlenstoffstab verwendet werden kann, mit dem

709 637/19?

Claims

ί 247 praktisch sämtliche Metalle durch Strahlungserhitzung zum Schmelzen gebracht werden können. Durch die Anordnung einer Bohrung in dem Graphitstab zur Bildung eines Schmelztiegels für die zu ziehenden Kapillaren wird darüber hinaus der weitere Vorteil erreicht, daß die Zuführung des elektrischen Stromes zu diesem Tiegel überraschend einfach über die vergleichsweise kalten Enden des dicken Graphitstabes erfolgen kann. Im folgenden ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert: Eine metallgefüllte Glaskapillare 1 wird von oben durch eine Bohrung! in ein waagerecht liegendes, keramisches Schutzrohr 3 eingeführt. An Stelle einer Glaskapillare kann auch ein glasumhüllter Draht eingesetzt werden. Das Schutzrohr 3 liegt auf Vorsprüngen 4 an wassergekühlten Kupferbacken 5 auf. Diese Kupferbacken dienen zur Stromzuführung für den koaxial im Schutzrohr 3 hegenden Kohle- oder Graphitstab 6. Um den Übergangswiderstand zwischen den Kupferbacken 5 und dem Kohlestab 6 so gering wie möglich zu halten, sind auf die Enden des Kohlestabes zunächst zwei Kohleringe 7 aufgepreßt, an die sich außen die Kupferbacken anlegen. Der Kohlestab 6 ist in der Mitte verstärkt ausgebildet und in diesem verstärkten Teil durchbohrt. Die Verstärkung wird mindestens so groß gewählt, daß der Querschnitt des Kohlestabes in der Achse der Bohrung die gleiche Fläche aufweist wie in dem nichtverstärkten Teil. Die Verstärkung kann jedoch, um eine möglichst lange Erhitzungszone zu erreichen, auch noch wesentlich größer ausgebildet sein. Die in der Bohrung 8 erzeugte Temperatur hängt im wesentlichen von dem Widerstand des Kohlestabes, d. h. von seinem Querschnitt ab. Eine etwaige Vergrößerung des Stabquerschnittes im Bereich der Bohrung 8, die an dieser Stelle eine etwas geringere Wärmeerzeugung zur Folge hat, wird durch einen Wärmefluß aus dem übrigen Stabteil zur Bohrung hin ausgeglichen. Beide Kohleringe 7 sind an einer Stelle 9 zur Einleitung von Schutzgas durchbohrt. Zur Verhinderung des Eintritts von Luft durch die untere Bohrung 10 in das keramische Schutzrohr ist unterhalb dieser Bohrung eine ringförmige Düse 11 angeordnet, welche an der Ringinnenseite eine Reihe von Öffnungen 12 aufweist, aus denen über die Anschlußleitung 13 zugeführtes Schutzgas austritt. Das Schutzgas der Düse trifft auf den ausgezogenen, glasumhüllten Draht 15 und kühlt diesen ab. Durch den Sog, der in der Bohrung 8 im Kohlestab entsteht, wird das Schutzgas bei nicht zu großem Abstand zwischen Schutzrohr 3 und der Ringdüse 11 in das Schutzrohr hineingezogen. Unter der Ringdüse 11 ist zur weiteren Kühlung des ausgezogenen Drahtes eine ringförmige, mit Wasser gefüllte Kühlkammer 14 angeordnet. Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung für eine Anordnung zum Ziehen von mit Glas oder Keramik umhüllten Drähten aus metallgefüllten Glas- oder Keramikkapillaren od. dgl., bei der die Kapillaren in einen mit einer durchgehenden Bohrung versehenen Heizkörper einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper ein in einer Inertatmosphäre als Widerstand in einem elektrischen Stromkreis angeordneter, vorzugsweise stabförmiger Körper (6) aus Kohle, Graphit od. dgl. ist, dessen Bohrung (8) rechtwinklig zu seiner Längsachse vorgesehen ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohle- oder Graphitstab (6) im wesentlichen waagerecht in einem mit Schutzgas gefüllten Behälter (3) angeordnet ist, daß die Behälterwandung gleichachsig zur Bohrung (8) vorgesehene Ausnehmungen (10) aufweist und daß unterhalb des Behälters (3) zentrisch zur Bohrung (8) und den Ausnehmungen (2,10) angeordnete, in Richtung zur unteren Ausnehmung (10) zusätzliches Schutzgas strahlende Düsen (10,12) vorgesehen sind.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohle- oder Graphitstab (6) im Bereich der Bohrung (8) verstärkten Querschnitt aufweist.

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Kohle- oder Graphitstabes (6) in wassergekühlten Kupferbacken (5) eingespannt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-PatentschriftNr. 1 793 529;
»Elektrowärme«, 1960, Nr. 8, S. 250 bis 258.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen