DE1286660B - Verfahren und Einrichtung zum Gluehen von Draehten mittels Elektronenstrahlen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Glühen von Drähten mittels Elektronenstrahlen im Vakuum, um die physikalischen Eigenschaften der Drähte, besonders nach dem letzten Ziehprozeß,zu verbessern.
• Zum Glühen von Drähten dient als Wärmequelle vornehmlich die induktive Beheizung oder die Beheizung durch Wärmestrahlung. Diese Beheizungsarten haben den Nachteil, daß der Draht nur mit sehr geringer Geschwindigkeit durch die Glühanlage geführt werden kann.
• In neuerer Zeit hat der Elektronenstrahl als Wärmequelle in größerem Umfang Anwendung gefunden, so auch beim Glühen von Bändern, insbesondere zum Glühen dünner Metallbänder. Da mit dem Elektronenstrahl eine sehr hohe Energiekonzentration erreicht wird, ist es möglich, beim Durchlauf des zu glühenden Materials hohe Geschwindigkeiten anzuwenden.
• Wendet man die bekannte Elektronenstrahlbeheizung von Drähten für das Glühen von Drähten an, ergeben sich jedoch folgende Schwierigkeiten bzw. Nachteile. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es erforderlich, mehrere Drähte gleichzeitig durch die Anlage zu ziehen und gleichzeitig zu glühen. In der Glühzone müssen die Drähte aber einen solchen Abstand voneinander haben, daß unter keinen Umständen eine Berührung der Drähte untereinander erfolgt. Infolge der hohen Glühtemperaturen besteht beim Berühren die Gefahr, daß die Drähte aneinander haften. Dadurch besteht der Nachteil, besonders bei Drähten mit kleinem Durchmesser, daß ein großer Teil der Elektronen nicht auf den Draht auftrifft und damit ein beträchtlicher Anteil der Leistung verlorengeht.
• Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Mängel des Standes der Technik beim Glühen von Drähten zu beseitigen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die zugehörige Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mehrere Drähte, auch unterschiedlichen Durchmessers, mittels Elektronenstrahlen zu glühen, wobei sämtliche Elektronen auf die zu glühenden Drähte auftreffen.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mehrere Drähte in einem definierten Abstand nebeneinander durch die Glühstrecke der Anlage geführt werden. Der aus einem bekannten Elektronenstrahl-Erzeugungssystem austretende Elektronenstrahl wird nach einem bestimmten Programm senkrecht zur Bewegungsrichtung der Drähte in bekannter Weise so abgelenkt, daß alle nebeneinander durchlaufenden Drähte erhitzt werden. Mittels einer geeigneten Elektrode werden die Elektronen so beeinflußt, daß sie alle auf die Drähte treffen.
• Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Glühstrecke, die von einer Elektrode, die auf Kathodenpotential liegt, umgeben ist. In Richtung der Kathode verjüngt sich die Elektrode zu einer Öffnung zum Eintritt des Elektronenstrahles.
• Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, daß zwei Elektronenstrahl-Erzeugungssysteme gegeneinander angeordnet sind und die Elektrode sich beiderseitig nach ihren Öffnungen hin verjüngt.
• Zweckmäßig ist es, wenn die Elektrode ein Potential besitzt, welches noch stärker negativ ist, als die Kathode. Es besteht auch die Möglichkeit, Band-Strahler zu verwenden, deren Bandbreite gleich oder größer als die Breite ist, über die die Drähte verteilt sind.
• Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung bestehen darin, daß die Durchlaufgeschwindigkeit der Drähte wesentlich erhöht wurde. Es besteht die Möglichkeit, Drähte unterschiedlichen Durchmessers zu glühen und die Glühtemperaturen zu regeln. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß mehrere Drähte zugleich geglüht werden können.
• Die Erfindung soll an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Glüheinrichtung mit einem Elektronenstrahler, F i g. 2 eine Glüheinrichtung mit zwei sich gegenüberliegenden Elektronenstrahlern.
• In F i g. 1 kommt ein bekanntes Elektronenstrahl-Erzeugungssystem zur Anwendung. Der Elektronenstrahl wird durch eine auf negativem Potential befindliche geheizte Kathode 1 erzeugt, die von einer Fokussierelektrode 2 umgeben ist. Die Elektronen werden zwischen der Kathode 1 und der Anode 3 beschleunigt. Nach Durchtritt durch die Anode 3 gelangen die Elektronen durch eine magnetische Linse 4 zum magnetischen Ablenksystem 5, welches den Elektronenstrahl 6 nach einem bestimmten Programm über die zu glühenden Drähte 7, die sich auf Erdpotential befinden, ablenkt. Vornehmlich wird eine zeitlineare Ablenkung verwendet, um eine gleichmäßige Glühtemperatur zu erhalten.
• Die Elektronen, die auf die Drähte 7 auftreffen, erwärmen diese in bekannter Weise. Der Teil der Elektronen, der in die Spalte zwischen den Drähten 7 gelangt, wird durch die Elektrode 8 reflektiert, wie beispielsweise die Elektronenbahn 9 zeigt. Je nach der Anfangsrichtung der Elektronen ergeben sich verschiedene Elektronenbahnen. Einige Elektronen werden dabei mehrmals durch die Spalte gelangen, bis sie schließlich auf einen Draht 7 auftreffen. Diese Elektronen werden dann am oberen Teil der Elektrode 8 mit Kathodenpotential reflektiert. Eine entsprechende Formgebung der Elektroden 8 beeinflußt die Bahnen der Elektronen. Die Elektrode 8 kann auf der Seite gegenüber dem Elektronenstrahler geschlossen sein, jedoch sollten zur besseren Evakuierung Öffnungen 10 angebracht werden. Vorteilhaft ist bei dieser Anordnung, daß ein beträchtlicher Teil der reflektierten Elektronen auf der dem Elektronenstrahler abgewandten Seite auf die Drähte 7 treffen. Gerade für dicke Drähte ist diese Wirkung besonders vorteilhaft, da sonst zwischen der Auftreffstelle, der dem Elektronenstrahler zugewandten Seite und der gegenüberliegenden Seite ein merkliches Temperaturgefälle auftritt. Gibt man der Elektrode 8 noch stärkeres negatives Potential, als die Kathode 1 besitzt, werden die durch die Spalte zwischen den Drähten 7 gelangenden Elektronen früher zur Umkehr gezwungen.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 2. Um den Temperaturunterschied, insbesondere bei dicken Drähten, noch geringer zu halten, sind zwei Elektronenstrahl-Erzeugungssysteme gegenüber angeordnet. Hierbei besitzt die auf Kathodenpotential befindliche Elektrode 8 eine entsprechend andere Form, um von beiden Seiten eine Konzentration der Elektronen auf die Drähte 7 zu erreichen.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Glühen von Drähten mittels Elektronenstrahlen, indem mehrere Drähte in einem definierten Abstand nebeneinander die Glühstrecke, über welcher ein Elektronenstrahler angeordnet ist, durchlaufen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der aus dem Elektronenstrahl-Erzeugungssystem austretende Strahl nach einem bestimmten Programm senkrecht zur Bewegungsrichtung der Drähte in bekannter Weise so abgelenkt wird, daß alle nebeneinanderlaufenden Drähte erhitzt werden und mit einer geeigneten Elektrode, die nahezu Kathodenpotential besitzt, die Elektronen so beeinflußt werden, daß sie alle auf den Draht auftreffen.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühstrecke von einer Elektrode (8) umgeben ist, die sich nach dem Elektronenstrahlsystem zu zum Eintritt des Elektronenstrahles (6) verjüngt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Glühstrecke, sich gegenüberliegend, Elektronenstrahl-Erzeugungssysteme angeordnet sind und die auf Kathodenpotential liegende Elektrode (8) sich nach beiden Seiten verjüngt und zum Eintritt des Elektronenstrahles (6) öffnungen besitzt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) ein Potential besitzt, welches noch stärker negativ ist als die Kathode. S. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmequelle Bandstrahler angeordnet sind, deren Bandbreite gleich oder größer als die Breite ist, über die die Drähte verteilt sind.