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Vorrichtung zum. Wärmebehandeln von Draht Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Draht durch elektrisches Vorwärmen, Erhitzen
und Trocknen nach Abschreckung, bestehend aus einer Mehrzahl spannungführender Leitscheibenpaare
auf im wesentlichen parallel verlaufenden Wellen und einer Vorrichtung, um einem
der Leitscheibenpaare eine gewählte Spannung zuzuführen.
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Die bekannte Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist äußerst
aufwendig im Aufbau und benötigt zur Aufstellung einen erheblichen Raum. Der zu
behandelnde Draht wird über eine Vielzahl von Führungs- und Umlenkrollen, die eine
Vielzahl von Wellenlagerungen erforderlich machen, durch die verschiedenen Behandlungsstationen
geführt. Durch diesen verwickelten Aufbau nimmt diese bekannte Vorrichtung nicht
nur einen erheblichen Raum ein, sondern ist auch teuer in der Herstellung. Insbesondere
bei feinen Drähten und hohen Durchlaufgeschwindigkeiten wirkt sich die häufige Richtungsänderung
des Drahtes bei diesen Maschinen ungünstig aus.
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Es ist ferner bekannt, bei einem Drahtglühofen mehrere Leitscheiben
auf gegenüberliegenden parallelen Wellen anzuordnen, über die der zu behandelnde
Draht geführt ist. Infolge der Tatsache, daß hier im Gegensatz zur Erfindung der
Draht nicht elektrisch erwärmt wird, weicht auch die Wirkungsweise völlig vom Erfindungsgegenstand
ab, und es können nicht die gleichen vorteilhaften Merkmale erzielt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache
und billige, kompakte und relativ geringen Raum beanspruchende Vorrichtung zu schaffen,
mit der alle nach dem derzeitigen Stand der Technik notwendigen Vorgänge zur kontinuierlichen
Wärmebehandlung von Draht ausgeführt werden können. Dabei handelt es sich hier um
Wärmebehandlungen mit Hilfe elektrischer Energie, die im Draht selbst in Wärmeenergie
umgewandelt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
eine der Leitscheiben auf jeder Welle einen Drahtberührungsabschnitt aus elektrisch
leitendem Werkstoff hat, der mit der entsprechenden Welle und über diese mit einem
unmittelbar auf der Welle aufgesetzten Schleifring elektrisch leitend verbunden
ist, wobei an diesen Schleifringen jeweils eine Bürste anliegt.
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Durch die Anordnung lediglich zweier Wellen und durch Zuhilfenahme
der Wellen selbst für die Stromleitung ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
so wesentlich vereinfacht, daß für diese ein ungleich geringerer Raumbedarf erforderlich
ist und die Maschine ferner mit wesentlich geringeren Kosten hergestellt werden
kann. Beides ist von größter technischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Zudem werden
durch den vereinfachten Aufbau mögliche Störungsquellen verringert und Wartungsarbeiten
erleichtert.
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Vorzugsweise sind gemäß der Erfindung auf der ersten Welle drei Leitscheiben
und auf der zweiten Welle vier Leitscheiben angebracht, wobei drei der vier Leitscheiben
unmittelbar mit der zweiten Welle, und ihrem zugehörenden Schleifring verbunden
sind.
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Ferner empfiehlt es sich, zwischen einem Leitscheibenpaar ein mit
einem Schutzgas gefülltes Rohr vorzusehen, das von einem Drahtabschnitt durchlaufen
wird. Weiterhin kann gemäß der Erfindung ein Drahtabschnitt ein zwischen einem der
Leitscheibenpaare angeordnetes, mit einem Kühl- oder -Abschreck= mittel gefülltes
Rohr durchlaufen.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen. Vorrichtung wird im
folgenden Teil der Beschreibung; an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F
i g. 1 eine Vorderansicht der Maschine. mit der Bewegungsbahn- des Drahtes, F i
g. 2 ein senkrechter Schnitt durch die Mitte der' Antriebswelle und der Lagerung
der Leitscheiben auf der Antriebswelle sowie der Stromzuführung zu bestimmten Leitscheiben,
F
i g. 3 ein der F i g. 2 ähnlicher vergrößerter Querschnitt des oberen Leitscheibenaufbaus
und F i g. 4 ein schematisch dargestelltes Schaltbild der elektrischen Verbindungen
zu den Leitscheibenanordnungen sowie eine Darstellung der Bewegungsbahn des Drahtes
auf den verschiedenen Scheiben.
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Die Maschine hat ein Gehäuse 10 (F i g. 2 und 3) zur Aufnahme der
verschiedenen Maschinenelemente. Nahe dem Kopf des Gehäuses 10 befindet sich ein
Stehlager 12. Im Abstand zu diesem Stehlager 12 ist ein zweites Stehlager 14 vorhanden.
In den beiden Lagern 12, 14 dreht sich eine Welle 16, die an ihrem Ende eine beispielsweise
von einem Elektromotor getriebene Riemenscheibe 18 trägt.
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In ähnlicher Weise ist nahe dem Boden des Gehäuses 10 eine Welle 24
in von dem Gehäuse 10 getragenen Lagern 20 und 22 drehbar gelagert. Welle 24 trägt
eine Riemenscheibe 26. Die Riemenscheiben 18 und 26 werden vom gleichen Antrieb
getrieben und drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit.
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Auf Welle 16 sind drei Leitscheiben untergebracht, die von rechts
nach links als Leitscheibe 52, 42 und 32 bezeichnet sind, deren Lagerung später
beschrieben wird. In. ähnlicher Weise sind auf Welle 24 vier Leitscheiben untergebracht,
die von rechts nach links als Leitscheiben 62, 68, 76 und 82 bezeichnet sind, deren
genaue Lagerung ebenfalls später beschrieben wird.
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In F i g. 4 ist der Verlauf des Drahtes W eingezeichnet. Draht W läuft
aus der Ziehmaschine über Scheibe 62, dann nach oben über Scheibe 52, nach unten
um Scheibe 68, wieder nach oben um und über Scheibe 42, im Dampfrohr 90 nach unten
um Scheibe 76, im Wasserrohr 88 nach oben über Scheibe 32, nach unten und um Scheibe
82 und läuft dann aus der Maschine zur Wickelmaschine.
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Es sind zwei Transformatoren T 1 und T 2 (F i g. 4)
vorhanden, deren Primärwicklungen angezapft und mit einem Netz über die Leiter 100,
102, 104, 106 und 108 verbunden sind. Strom aus der Sekundärwicklung des Transformators
T 1 wird über Leiter 110 und 112 und Bürsten 63 und 43 den Scheiben 62 und 42 zugeführt.
Die Länge dieser Strombahn und die zugeführten Spannungen sind so bemessen, daß
der zwischen den Scheiben 62 und 42 vorhandene. Draht auf eine gewünschte Temperatur,
die geringer als die Oxydationstemperatur des Drahtes ist, vorgewärmt wird. Die
Einstellung der Spannung hängt natürlich von der jeweiligen Drahtgröße ab, damit
die gewünschte Temperatur erreicht wird.
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Der zwischen den Scheiben 42 und 76 liegende Drahtabschnitt erhält
Strom aus der Sekundärwicklung des Transformators T 1 über die Leiter 112 und 110
sowie die Bürsten 43 und - 77. -- Leiter 112 ist beiden Stromkreisen gemeinsam.
Da die zwischen den Scheiben 42 und 76 vorhandene Drahtlänge annähernd ein Viertel
so lang ist wie die zwischen den Scheiben 62 und 42 vorhandene Drahtlänge, erreicht
der Draht eine sehr viel höhere Temperatur. Bei seiner Bewegung zwischen den beiden
Scheiben 42 und 76 wird der Draht von Dampf umgeben, der dem Rohr 90 in zweckdienlicher
Weise zugeführt wird. Dieses Rohr erstreckt sich von einem ungefähr zylindrischen,
die Scheibe 76 umgebenden Gehäuse 70 (F i g. 2) nach oben. Gehäuse 70 hat
Anschlüsse 93 und 95, die das Gehäuse mit dem Dampfrohr 90 bzw. dem Wasserrohr 88
verbinden. Die Rohre 88 und 90 werdenbeispielsweise von den Konsolen 91 bzw. 97
getragen. Strom fließt den Scheiben 76 und 32 aus der Sekundärwicklung von Transformator
T 2 über die Leiter 100 und 114 und Bürsten 77 und 33 zu. In gleicher Weise wird
Strom dem zwischen den Scheiben 32 und 82 vorhandenen Draht aus der Sekundärwicklung
von Transformator T 2 über die Leiter 114 und 110 und Bürsten 33 und 83 zugeleitet.
Nach dem Abkühlen oder Abschrecken wird der Draht also beim übergang von Scheibe
76 auf Scheibe 82 von neuem erwärmt und wird auf dem letzten Teil seines überganges
nach Verlassen des Wasserrohres 88 getrocknet. Durch das Wiedererwärmen und Trocknen
wird eine Oxydation des Drahtes verhütet und die Sicherheit erhalten, daß das auf
der Spule aufgewickelte Enderzeugnis den richtigen Glanz hat.
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Nach Umlauf um Scheibe 82 läuft der Draht über Scheibe 96 und läuft
dann für gewöhnlich zu einer Spulmaschine.
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Der Zusammenbau der Scheiben 32, 42 und 52 gemeinsam mit den Schleifringen
auf Welle 16 ist aus F i g. 3 zu ersehen. Nahe dem rechten Lager 14 ist ein Stromleitring
34, der als Schleifring zur Zuführung von Strom aus dem Transformator T 2 zur Welle
16 dient, mit einer beliebigen Vorrichtung, beispielsweise mittels des dargestellten
Keiles befestigt. Eine über die Welle 16 gestreifte und am Schleifring 34 anliegende
Isolierbüchse 59 ist am Schleifring 34 mittels des Zapfens 61 befestigt. Die Büchse
59 ist an ihrer Außenseite oder der linksliegenden Seite abgesetzt und bildet eine
Schulter.
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-Auf dem abgesetzten Ende von Büchse 59 ist eine Metallbüchse 46 gelagert,
die an der Schulter von Büchse 59 anliegt und einen Schleifring 58 trägt, der mit
der Büchse 59 durch den Zapfen 60 verbunden ist. Zwischen Metallbüchse 46 und Welle
16 befindet sich eine Isolierbüchse 44, die an ihrem rechtsliegenden Ende an dem
linksliegenden abgesetzten Ende der Büchse 59 anliegt.
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Auf Büchse 46 ist nahe der linken Seite des Schleifringes 58 eine
Büchse 54 aus Isoliermaterial angeordnet, die am Schleifring mittels des bereits
erwähnten Zapfens 60 befestigt ist. Auf der Metallbüchse 46 ist auch noch eine zweite
Büchse 48 aufgebracht, die an ihrem rechten Ende einen abgesetzten Abschnitt hat,
auf den die Nabe der Scheibe 52 aufgeschoben ist. Die Scheibe 52 ist zwecks Drehung
mit den Büchsen 48 und 54 durch den Zapfen 56 befestigt, der die Scheibe 52 durchsetzt
und in Blindbohrungen der Büchsen 48 und 54 eingreift.
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Auf Welle 16 ist eine Büchse 38 gelagert, deren rechtes Ende so abgesetzt
ist, daß es in die Metallbüchse 46 ragt und an der inneren Isolierbüchse 44 anliegt.
Büchse 38 bildet auf diese Weise eine Rille zwischen dem linksliegenden Ende von
Büchse 48 und der -eigenen Nabe. In dieser Rille ist die Scheibe 42 gelagert, die
an ihrer rechten Seite eine etwas vergrößerte Bohrung hat, so daß sie fest auf dem
linksliegenden Ende von Büchse 46 aufliegt. Zwecks Drehung ist die Scheibe 42 mit
den Büchsen 48 und 38 durch einen Zapfen 50 verbunden, der die Scheibe 42 durchsetzt
und in Blindbohrungen beider Büchsen ragt.
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Auf Welle 16 ist unmittelbar die linksliegende Scheibe 32 aufgebracht,
die mit der Büchse 38 durch den Zapfen 40 verbunden ist. Da alle Teile in dieser
Weise miteinander verbunden sind, drehen sich alle Teile mit der Welle 16. Außerdem
besteht ein direkter metallischer Stromweg von Bürste 33 über Schleifring
34,
Welle 16 zur Scheibe 32 und ein zweiter metallischer Stromweg von Bürste 43 über
Schleifring 58 und Büchse 46 zur Scheibe 42. Scheibe 52 ist von den Schleifringen
und der Welle 16 infolge ihrer Lagerung auf der Schulter der Isolierbüchse 48 isoliert.
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Der untere Scheibenaufbau ist ähnlich dem beschriebenen oberen Scheibenaufbau.
Im vorliegenden Falle ist jedoch der untere Scheibenaufbau etwas weniger kompliziert,
da die Metallbüchse 46 weggelassen ist, weil drei Scheiben mit einer gemeinsamen
elektrischen Klemme verbunden sind, während die vierte Scheibe isoliert ist. Wie
F i g. 2 zeigt, sind die Scheiben 62, 76 und 82 unmittelbar mit der Welle 24 verbunden
und werden im Abstand voneinander von den Isolierbüchsen 78, 72 und 64 gehalten.
Ferner hat die Büchse 78 an ihrem linksliegenden Ende eine Schulter, auf der sich
die Scheibe 68 befindet.
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In diesem unteren Scheibenaufbau ist ein Schleifring 86 vorhanden,
der in der dargestellten Weise auf Welle 24 aufgekeilt ist. An diesem Schleifring
86 liegt eine Bürste 63 an, die in dem schematisch dargestellten Schaltbild der
F i g. 4 zur Vereinfachung der Darstellung als aus drei Bürsten 63, 77 und 83 bestehend
gezeichnet ist. Die tatsächliche Ausführung entspricht jedoch der Darstellung in
F i g. 2. Der untere Scheibenaufbau dreht sich mit der Welle 24. Diese Drehung wird
dadurch erreicht, daß Scheibe 62 auf Welle 24 festgekeilt ist und daß durch die
Zapfen 84, 80 sowie 74 und 66 die verschiedenen Büchsen und Scheiben mit der Scheibe
62 verbunden sind, so daß eine Drehung dieser Büchsen und Scheiben bei Drehung der
Scheibe 62 erfolgt.
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Infolge dieser Anordnung ist die Büchse 63 über den Schleifring 86
und Welle 24 mit den Scheiben 62, 76 und 82 elektrisch verbunden, während die Scheibe
68 isoliert ist. Mittels der beschriebenen Scheibenaufbauten können daher die in
Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen Stromkreise hergestellt werden, in denen der
Draht in den Vorwärm-, Glüh- und Trocknungszonen auf die erforderliche Temperatur
erwärmt wird.
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Die Leitscheiben und Rillenscheiben sind zwar in den Zeichnungen vollwandig
dargestellt, doch können diese Scheiben auch mit auswechselbaren Einsatzstreifen
versehen sein, damit ihre Treibflächen die richtigen Verschließeigenschaften aufweisen
und hochpolierte zylindrische Oberflächen bilden.
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Der in der Drahtglühmaschine (F i g. 1) vorhandene Drahtweg ist verhältnismäßig
kurz und geradlinig, so daß daher der von der Drahtglühmaschine eingenommene Raum
verhältnismäßig klein ist. Der Draht wird aus der Ziehmaschine in die obere linksliegende
Seite des Gehäuses 10 eingeführt und wird über eine Leitscheibe 94 geleitet, läuft
dann unter Scheibe 62, dann aufwärts und etwas nach links (F i g. 2) über Scheibe
52, dann nach unten um Scheibe 68, nach oben über Scheibe 42, nach unten durch das
Dampfrohr 90 um Scheibe 76, nach oben durch das Wasserrohr 88, ferner durch den
Schlitz der am Gehäuse 28 befestigten Abstreiflamelle 99 um Scheibe 32, nach unten
um Scheibe 82, nach oben über die auf der Außenseite des Gehäuses gelagerte Scheibe
96 und dann zur Aufwickelmaschine.