DE1719544C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Festigkeitseigenschaften eines kohlenstoffhaltigen Fadens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Festigkeitseigenschaften eines kohlenstoffhaltigen Fadens, bei dem der zwischen einem Elektrodenwalzenpaar durchlaufende Teil des kohlenstoffhaltigen Fadens durch Widerstandserhitzung in einer Inertgasatmosphäre auf eine Temperatur von über 2000°C unter gleichzeitiger Verstreckung erhitzt wird.

Aus der GB-PS 10 34 542 ist bereits ein derartiges Verfahren zum Graphitisieren eines kohlenstoffhaltigen Fadens bekannt, bei dem ein kohlenstoffhaltiger elektrisch leitender Faden kontinuierlich über zwei von im Abstand angeordneten Walzen gebildete Elektroden geführt und dabei durch Widerstandserhitzung in einer Inertgasatmosphäre auf eine Temperatur von mindestens 1300° C, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 1800-3000°C, erhitzt wird. Das beim bekannten Verfahren eingesetzte Ausgangsmaterial muß einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 90% aufweisen, damit es eine für direkte Widerstandserhitzung ausreichende elektrische Leitfähigkeit besitzt.

Für Anwendungszwecke, bei denen starke Temperaturschwankungen und hohe mechanische Beanspruchungen auftreten, sind kohlenstoffhaltige Fäden mit möglichst hohen Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften erforderlich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Elastizitäts- und Zugfestigkeitseigenschaften von kohlenstoffhaltigen Fäden ohne großen Aufwand wesentlich verbessert werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindunsgemäß dadurch, daß die Erhitzungsdauer V50 bis 10 see beträgt. Aufgrund der beim Verfahren nach der Erfindung angewendeten außerordentlich kurzen Erhitzungsdauer kommt es im kohlenstoffhaltigen Faden nur zur Ausbildung von verhältnismäßig kleinen Kristallen, die unter der einwirkenden Streckspannung in Längsrichtung ausgerichtet werden. Der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte kohlenstoffhaltige Faden weist somit ein homogenes Kristallgefüge und dadurch optimale Elastizitäts- und Zugfestigkeitseigenschaften auf. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung (Anspruch 2) wird eine Vorerhitzung des kohlenstoffhaltigen Fadens an einem zweiten Elektrodenwalzenpaar auf eine Temperatur von 400-1900⁰C durchgeführt. Dadurch erübrigt sich die bei dem bisher bekannten Verfahren erforderliche langsame Erwärmung in einem Ofen Die kontinuierliche Vorerhitzung ermöglicht daher eine besonders wirtschaftliche Verfahrensweise. Für den Gegenstand des Anspruches 2 wird nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Hauptanspruches Schutz beansprucht.
Zur Durchführung der Vorerhitzung wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung verwendet, bei der der kohlenstoffhaltige Faden das zweite Elektrodenwalzenpaar in einer vollen Windung umschlingt. Diese Vorrichtung ermöglicht den Einsatz eines kohlenstoffhaltigen Fadens, der zunächst eine zur Widerstandserhitzung unzureichende elektrische Leitfähigkeit aufweist, leder um die beiden Elektrodenwalzen laufende Bereich eines Fadens wird nämlich zunächst durch Strahlungswärme, die bereits von einem durch Widerstandserhitzung aufgeheizten Bereich stammt, aufgeheizt und dadurch elektrisch leitend gemacht. Der nunmehr elektrisch leitende Bereich wird durch Widerstandserhitzung weiter erhitzt, wobei die ausgesandte Strahlungswärme einen noch nicht elektrisch leitend gemachten Bereich des Fadens aufheizt und diesen wiederum soweit elektrisch leitend macht, daß er nachfolgend durch Widerstandserhitzung weiter erhitzt werden kann.

Nachstehend werden das Verfahren nach der Erfindung und Vorrichtungen zur Durchführung des

Verfahrens nach der Erfindung näher erläutert.

Die für das Verfahren nach der Erfindung geeigneten Kohlefasern sind vorzugsweise zuvor in einer Inertgasatmosphäre bei Temperaturen von mindestens 310° C bis etwa 1900°C karbonisiert worden. Solche Verfahren sind in der Technik bekannt und ergeben Fasern aus amorphem Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 70% oder mehr bis etwa 99%. Diese aus amorphem KchlenstoflF bestehenden Fasern besitzen eine Zugfestigkeit von etwa 14 bis 42 kg/mm² und einen Ε-Modul zwischen 2110 bis 4920 kg/mm².

Die Kohlefasern können aus Zellulose oder anderem Material hergestellt worden sein, das beim Karbonisieren kohlenstoffhaltige Fasern ergibt, beispielsweise Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid und dergleichen.

Kohlenstoffhaltige Materialien weisen bei etwa 70% Kohlenstoff dielektrische Eigenschaften auf, während bei einer Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes auf 90-99%, was durch Erhitzen erzielt werden kann, der spezifische Widerstand abnimmt. Die Erhitzungsdauer beeinflußt ebenfalls die elektrische Leitfähigkeit. Kohlefasern, die bei Temperaturen bis zu 350°C karbonisiert wurden, haben keinen ausreichend hohen Kohlenstoffgehalt, so daß die elektrische Leitfähigkeit für Widerstandserhitzung nicht ausreicht.

Kohlefasern, die einer Vorerhitzung bei Temperaturen von 400-1900⁰C unterworfen wurden und die einen Kohlenstoffgehalt von mehr als 95% aufweisen, haben eine zur Widerstandserhitzung genügend hohe elektrische Leitfähigkeil:. Der karbonisierte Faserstrang wird unmittelbar vor d:em starken Erhitzen bei etwa 400-1900⁰C vorerhitzt In diesem Temperaturbereich steigt der Kohlenstoffgehalt der karbonisierten amorphen .Kohlefasern, ohne daß dabei die Kristallgröße wesentlich zunimmt. Bei der kontinuierlichen Vorerhitzung werden flüchtige Stoffe und andere nicht au: Kohlenstoff bestehende Materialien entfernt, wodurch die allgemeine Qualität der Fasern sowie ihn elektrische Leitfähigkeil erhöht werden. Auch wenn dei

Fasei^trang schon elekirisch leitend ist, kann es oft zweckmäßig sein, ihn bei Temperaturen von 900-190O⁰C vorerhitzen, um weitere fiüchtige Bestandteile zu entfernen und die Faserqualität zu erhöhen. Durch die Kombination der Vorerhitzung mit der Widerstandserhitzung können durch einfache und nicht sehr kostspielige Mittel Fasern mit niedrigem Kohlenstoffgehalt rasch und kontinuierlich zu Fasern verarbeitet werden, die als Endprodukt eine hohe Qualität aufweisen.

Man nimmt an. daß bei der V₅₀-10 see dauernden Erhitzung der Kohlefasern auf mehr als 2000⁰C, vorzugsweise auf Temperatu-en zwischen 2400-32OO°C, in den amorphen Kohlefasern eine Kristallstruktur entsteht. Je höher die Temperatur und je langer die Heizdauer ist, um so größere Kristalle entstehen. Außerdem tritt in diesem TemperaturDereich infolge der Verstreckung eine Längsausrichtung der Kristalle auf. Es ist wichtig, daß die Widerstandserhitzung so kurz ('/-Λ-10 see) bemessen ist, daß Kristallwachstum und Ausrichtung optimal sind. Durch das starke Erhitzen wird die Einheitlichkeit der physikalischen Eigenschaften erhöht, und außerdem werden flüchtige Bestandteile und nichtkohlenstoffhaltige Rückstände entfernt.Obwohl keine eigentliche Graphitstruktur entsteht, scheint doch eine Kristallstruktur in den Fasern vorzuherrschen.

Kohlenstoffhaltige Fasern, die unabhängig von dem Verfahren bei genügend hohen Temperaturen vorgeheizt worden sind und die keine Oberflächenbeschichtung aufweisen, können durch elektrische Widerstandserhitzung, die jeweils nur einen kurzen Abschnitt des Faserstranges betrifft, bei Temperaturen von mehr als 2000⁰C direkt behandelt werden, also ohne das oben beschriebene Vorerhitzen. Solche Fasern wurden zuvor bei Temperaturen zwischen 800- 1900°C vorbehandelt, und zwar allgemein in Heizöfen im einer Inertgasatmosphäre. Sie weisen einen Kohlenstoffgehalt von etwa 90% auf und sind elektrisch leitend, auch wenn sie im wesentlichen amorphe Struktur besitzen.

Um den Reibungswiderstand des bewegten Faserstranges zu verringern, können Beschichtungsmaterialien venvendet werden, die außerdem Abrieb des Fadens bzw. Faserstnmges vermeiden. Der Schichtüberzug kann aus geeigneten polymeren Werkstoffen bestehen, soweit sie keinen störenden Einfluß auf den Verfahrensablauf ausüben. Geeignete Polymere umfassen Fluoräthylenpolymere, wie Polytetrafluorethylen (Teflon) und andere Polymere, sowie Polyäthet mit hohem Molekulargewicht, etwa Polyäthylenglycole etc. Die Faserstränge können mit diesen Polymerwerkstoffen zu beliebiger Zeit vor Einführen in die Apparatur beschichtet werden. Diese Beschichtungsmaterialien können auch dazu dienen, die fertigbehandelten Stränge oder Gewebe nach Beendigung des oben beschriebenen Verfahrens zu schützen.

Die Länge des durch abschnittsweise Widerstandserhitzung aufgeheizten Strangabschnittes hängt von der Geschwindigkeit des Faserstranges, von der angelegten Spannung und von der gewünschten Heizdauer ab. Die Heiztemperatur wird durch Änderung des durch die Kohlefasern hindurchgehenden Stromes geregelt. Vorzugsweise werden jedoch Strangabschnitte mit einer Länge von 0,62-15,2 cm und insbesondere 1,27-5,1 cm verwendet. Geeignete Antriebsgeschwindigkeiten für den Faserstrang oder die Gewebebahn liegen zwischen 0,61-15,2 m/min und vorzugsweise bei 1,5-15,2 m/ min. Bei solchen Produktionsgeschwindigkeiten beträgt

die Heizdauer jedes beliebigen Punktes auf dem kurzzeitig erhitzten Strangabschnitt etwa V50-10 see.

Obwohl gemäß der vorstehenden Beschreibung einzelne Abschnitte von kohlenstoffhaltigen Fasersträngen erhitzt werden, sollte ersichtlich sein, daß auch mehrere Faserstränge gleichzeitig behandelt werden können.

Auf den Faserstrang wird Zug ausgeübt, während eine Temperatur von mehr als 2000⁰C herrscht, um die Fasern um 10 -50% zu strecken.

Wenn ein nicht leitender Faserstrang nach dem vorliegenden Verfahren bearbeitet werden soll, kann das Vorerhitzen durch Strahlungserwärmung des Faserstranges erfolgen, indem sich längs des nicht leitenden Stranges und in unmittelbarer Berührung mit diesem ein leitender Strang befindet, der auf eine genügend hohe Temperatur aufgeheizt wird, so daß der benachbarte, nicht leitende Strang noch weiter verkohlt wird und dadurch selber leitend wird. Ein einmaliger Durchgang eines nicht leitenden Strangabschnittes längs einem leitenden Strang, der sich auf einer Temperatur oberhalb 1200°C befindet, reicht aus. Zu Beginn, wenn der Anfang eines nicht leitenden Stranges eingeführt wird, wird man einen kurzen Abschnitt eines leitenden Stranges neben dem nicht leitenden Strang entlangführen müssen, wodurch der leitende Strang aufgeheizt wird. Wenn erst ein Abschnitt des nicht leitenden Stranges leitend geworden ist, besitzt er eine genügend hohe Temperatur, um die unmittelbar nachfolgenden, nicht leitenden Strangabschnitte durch Strahlungswärme zu erhitzen, bis auch diese Abschnitte leitend werden, usw. Wenn also erst einmal ein Strangabschnitt leitend geworden ist, erübrigt sich der zum Anlaufen des Verfahrens notwendige leitende Faserstrang.

Die nach der Erfindung hergestellten hochelastischen Kohlefasern besitzen einen Ε-Modul von etwa 14 000-50 000 kg/mm² und eine Zugfestigkeit von etwa 91 -281 kg/mm². Um Fasern mit diesen Festigkeitswerten aus amorphen, nicht leitenden Kohlefasern zu erhalten, deren Ε-Modul bei 2100-5000 kg/mm² und deren Zugfestigkeit bei 14-42 kg/mm² liegt, sollte eine Dehnung um 10 — 50% oder mehr, vorzugsweise um 25-40%, bei Temperaturen oberhalb 2400⁰C vorgenommen werden. Es ist wichtig, daß die kohlenstoffhaltigen Fasern ein günstiges Verhältnis von Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit aufweisen, da ein Überwiegen der einen oder anderen Eigenschaft ein Faaermaterial ergibt, das entweder zu brüchig oder zu elastisch ist.

In einer Reihe von Beispielen, die nach dem vorliegenden Verfahren durchgeführt wurden, wurden Kohlefaserstränge auf etwa 2900°C für 0,4 Sekunden durch Widerstandserhitzung aufgeheizt, und zwar berechnet für eine Durchlaufgeschwindigkeit von 6 m/min und einem Elektrodenabstand von 3,8 cm, durchgeführt in einem kontinuierlichen Verfahren unter Anwendung einer Zugspannung, wodurch die Strangfasern um 2twa 40% gedehnt wurden. Die resultierenden Fasern (11 Proben) besaßen eine mittlere Zugfestigkeit von etwa 125 kg/mm² und einen Ε-Modul zwischen 17 500-28 800 kg/mm² (Mittelwert 22 630 kg/mm²). Das Ausgangsmaterial hatte eine mittlere Zugfestigkeit von 28 kg/mm² und einen mittleren Ε-Modul von 3520 kg/mm².

In einer Reihe von Beispielen wurden Kohlefaserstränge in einem Ofen bei 2400⁰C etwa eine Stunde lang induktiv erhitzt. Die Faserstränge besaßen dann eine Zugfestigkeit von 57 kg/mm² und einen mittleren

Ε-Modul von 3730 kg/mm². Andererseits zeigten die gleichen Kohlefaserstränge, die bei etwa 2400"C durch Widerstandserhitzung etwa V₂-IO see lang gemäß der Erfindung erhitzt worden waren, eine mittlere Zugfestigkeit von 77 kg/mm² und einen mittleren E-Modul von 8000 kg/mm².

Das Ausgangsmaterial liegt für gewöhnlich als Strang vor, wobei der Ausdruck »Strang« alle Amen von F^:ascrn, Garnen, Seilen und dergleichen bezeichnet. Es können auch Gcwcbemateriulien, beispielsweise als Band, Bahn oder in Schlauchform und dergleichen, verarbeitet werden.

In den Zeichnungen zeigen die IMg. 1 und 2 Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Bei der Vorrichtung nach F i g. I wird der kohlenstoffhaltige Strang 10 von einer Trommel 12 abgewickelt und läuft durch die Vorrichtung bis zu einer Aufwickeltrommel 14. Die Trommel 12 ist drehbar gelagert. Sie steht unter der Wirkung einer Bremse, während die Aufwickeltrommel 14 von einem Motor 15 angetrieben wird, der ein schwaches, konstantes Drehmoment ausübt, um den durch die Vorrichtung hindurchlaufcnden Strang 10 gleichmäßig aufzuwickeln. Ein erstes Tricbrollensysicm 16 befindet sich vor der Trommel 12. wobei jede der Triebrollen durch einen Motor 19 mit veränderlicher Geschwindigkeit in herkömmlicher Weise über einen Treibriemen 18 angetrieben wird. Ein zweites Triebrollcnsystem 17 wird in ähnlicher Weise über einen weiteren Treibriemen 18 von einem Motor 22 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben.

Der Strang 10 läuft durch eine abgeschlossene Inertgasatmosphäre, die durch das glockenförmige Gehäuse 23 dargestellt wird, das auf einer Basis 24 ruht. Der Strang läuft durch mit Öffnungen versehene und eine niedrige Reibung darstellende Führungsvorrichtungen 25, und zwar über zwei geeignet angebrachte Führungsrollen 26 und 27. Eine in das Gehäuse 23 führende Leitung 28 ist mit einem mit Stickstoff gefüllten Druckreservoir 30 verbunden, um den Sauerstoff aus dem Gehäuse 23 zu entfernen und eine Incrlgasatmosphäre aufrechtzuerhalten.

Ein zum Vorerhitzen dienendes (zweites) Elektroden-Walzenpaar 32 und 33 befindet sich in der aufwärtsführenden Bahn des Stranges 10. Diese Walzen 32 und 33 sind drehbar auf einer Unterlage angebracht, die hier als Platte 35 dargestellt ist. Die Walzen 32 und 33 bestehen aus Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, können aber auch aus Messing, Aluminium, Graphit oder ähnlichen Materialien bestehen. Für jede Elektrodcnwalze sind ein leitender Schleifring 27 und eine fest angebrachte Kontaktbürste 38 oder ein anderes Kontaktclement vorgesehen, die über geeignete Leitungen eine Verbindung zu einer außerhalb befindlichen Spannungsquelle 40 schaffen, die in diesem Falle eine Wechsclspannungsquelle ist.

Der elektrisch leitende Stromkreis zwischen dem Elcktrodenwalzcnpaar 32 und 33 wird durch den Strang 10 geschlossen. In diesen Stromkreis ist ein Stromrcglcr 42 eingeschaltet, der mit der Spanniingsquelle 40 in Serie geschaltet ist. Die Höhe der anliegenden Spannung wird mit einem Meßgerät 43 gemessen. Es ist nicht notwendig, eine Wechselspaiinungsqiielle zu verwenden, es kann auch eine Gleichspannungsquelle sein. Innerhalb des Gehäuses 23 ist oberhalb der Führiingsöffnung 25 eine Führungsrolle 44 und nach den Wal/en 32, 33 noch eine Umlenkrolle 46 angeordnet. Der Siranu IO wird dann /π einem llrkirodcnwal/enpaar 48 und 49 für hohe Temperaturen geführt. Wie im Zusammenhang mit dem zum Vorheizen dienenden Walzcnpaar 32 und 33 beschrieben wurde, besteht auch das Elektrodenwalzcnpaar 48 und 49 aus leitendem Material und ist mit einer Wechselspannungsquclle 50 verbunden, und zwar über leitende Schleifringe 37 und Kontaktelementc 38.

Der Hochtemperaturstromkreis enthält den Strang 10 und einen Stromrcglcr 52, der mit den Elektrodenwalzen 48 und 49 in Serie geschaltet ist, sowie die Spannungsquelle 50. Dieser Stromkreis enthält ein eigenes Sirommeßgcrät 53. Von den Elcktrodenwalzen 48 und 49 verläuft der Strang 10 über zwei Umlenkrollen 55 und 56 und um die Führungsrolle 26 aus dem Gehäuse 23 nach außen.

Zwischen der Führungsrolle 26 und dem zweiten Triebrollensystcm 17 befindet sich eine mechanische Spanneinrichtung 58, 60, 61, die auf den Strang 10 eine Zugspannung ausübt.

Beim Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 1 wird eine Geschwindigkeitsdiffcrenz zwischen dem ersten und dem zweiten Triebrollensystem 16 und 17 aufrechterhalten, wobei das zweite Triebrollensyslcm 17 um so viel schneller läuft, als die Dehnung des durch die Vorrichtung hindurchlaufenden Stranges 10 beträgt. Der Strang 10 wird also von der durch Reibung gebremsten Abspultrommcl 12 abgezogen, in das Gehäuse 23 eingespeist und nach der Behandlung, die auch das Dehnen umfaßt, aus dem Gehäuse hcrausgeführt und auf der Aufwickeltrommel 14 aufgewickelt. Das in dem Druckreservoir 30 befindliche Stickstoffgas hält im Gehäuse 23 eine Inertgasatmosphäre aufrecht, und der Strang 10 läuft unter einer gewissen Zugspannung, die durch das Gewicht 61 bewirkt wird.

durch das Gehäuse 23.

Der von der Abspultrommel 12 abgewickelte Strang 10 enthält einen hohen Prozentsatz an amorphem Kohlenstoff. Ein typisches Beispiel für solches Strangmatcrial ist kohlehaltiger Faden, der durch ein Pyrolyseverfahren aus Rcyonmaterial hergestellt wurde, das soweit erhitzt worden war, bis es mehr als 70-80% Kohlenstoff enthielt. Dieses Material besitzt einen niedrigen spezifischen Widerstand, obwohl dieser spezifische Widerstand noch weiter erniedrigt werden kann, indem der Strang höheren Temperaturen unterworfen wird. Um Abrieb und Abnutzung des Stranges 10 während der Bearbeitung zu verringern, kann seine Festigkeit erhöht werden, indem der Strang mit einem Material beschichtet wird, das einen niedrigen Reibungswiderstand aufweist, beispielsweise ein Schlichtungsmittel oder Teflon. Dieses organische oder anorganische Beschichtungsmaterial wird beim Durchgang durch die Vorheizelektroden 32 und 33 zweckmäßigerweise entfernt. Der durch den Strang 10 hindurchfließende Strom und demzufolge die Temperatur des Faserstranges wird durch Einstellen des Stromrcglcrs 42 geregelt, um einen kurzen Strangabschnitt /wischen den Vorheizelcktroden 32 und 33 auf eine Temperatur im Bereich zwischen 800- 1900"C zu bringen. Beim Vorheizen werden Oberflächenmaterialien als Abbau- oder Zerfallsprodukte vollständig entfernt, und der spezifische Widersland des l'ascrsiranges wird weiter verringert, während der Kohlenstoffgehalt erhöht wird.

Der gereinigte Strang 10 läuft dann unter einer gewissen Zugspannung, wie schon beschrieben wurde, /wischen den Elektrodenwalzcn 48 und 49 hindurch liier wird soviel Strom durch den Strung I"

hindurchgeleitet, daß sich der Strang auf eine erheblich höhere Temperatur, beispielsweise 200O⁰C oder mehr, aufheizt. Diese Anordnung schafft eine augenblickliche, abschnittsweise Aufheizung unter Zugspannung, wodurch der Strang die gewünschten Elastizitäts- und Zugfestigkeitseigenschaften erhält Bei einem relativ geringen Abstand zwischen den Elektrodenwalzen 48 und 49, beispielsweise 3,8 cm, und bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von etwa 7,6 m/min wird der im kritischen Betriebsbereich befindliche Strangabschnitt in außerordentlich kurzer Zeit, beispielsweise 0,3 see oder weniger erhitzt, gedehnt und gekühlt. In einem Teilabschnitt des Stranges 10 wird also der Strang in seinem gesamten Querschnitt erhitzt und zu Kristallwachstum angeregt. Die zugleich anliegende Zugspannung dehnt den Strang 10 und sucht die Kristalle auszurichten. Es wird eine Dehnung bis 2^r.u etwa 50% vorgenommen, obwohl unter geeigneten Bedingungen, die weiter unten beschrieben werden, auch eine noch stärkere Dehnung stattfinden kann. Durch Dehnen werden ganz allgemein die Zugfestigkeits- und Elastizitätseigenschaften verbessert.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 2 ist die zum Aufrechterhalten der Inertgasatmosphäre erforderliche Einrichtung der Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Der Strang 10 wird von einem mit regelbarer Geschwindigkeit laufenden Aufwickelmechanismus 66 angetrieben. Der Strang 10 wird jedoch von einer Eingangsrolle 67 einem Satz von drei Elektrodenwalzen 68, 69 und 70 zugeführt und dann von drei Ausgangswalzen 72, 73 und 74 herausgeführt. Die Elektrodenwalzen 68, 69 bilden das zweite Elektrodenwalzenpaar, das der Vorerhitzung dient. Die drei Elektrodenwalzen 68, 69 und 70 bestehen aus geeignetem leitenden Material und besitzen geeignete elektrische Spannungszuleitungen zu einer außerhalb befindlichen Spannungsquelle 76, wobei diese Verbindungen der Einfachheit halber nur schematisch dargestellt sind. Es ist zweckmäßig, jedoch nicht notwendig, die drei Elektrodenwalzen 68, 69 und 70 in einer Linie hintereinander anzuordnen, und zwar mit relativ geringem Abstand zueinander, beispielsweise 6,3 cm zwischen der ersten und zweiten Elektrode 68 und 69 und etwa 3,8 cm zwischen der zweiten und dritten Elektrode 69 und 70. Die Spannungsverbindungen zur Wechselspannungsquelle 76 sind so ausgelegt, daß die mittlere Elektrode 69 entgegengesetztes Potential zu den beiden äußeren Elektroden 68 und 70 aufweist. Es sind also zwei getrennte Stromkreise vorgesehen, deren Stromstärke über geeignete Stromregler 78 und 79, gemessen von geeigneten Meßgeräten 81 und 82, getrennt geregelt werden kann.

Der Strang 10 läuft um die erste und zweite Elektrodenwalze 68 und 69 mindestens einmal herum und bildet somit eine vollständige Windung. Die Anzahl der Windungen um die erste und zweite Elektrode 68 und 69 kann verschieden sein, und, falls erwünscht, können diese Elektrodenwalzen gegeneinander axial versetzt sein, um den Strang 10 in seinen aufeinanderfolgenden Windungen auf einer bestimmten, sich nicht überschneidenden Bahn zu führen. Der Hauptstrang IC wird dann von der ersten und zweiten Elektrode 68 -ine 69 weiter bis zur dritten Elektrodenwalze 70 und vor dort zu den Ausgangswalzen 72 — 74 geführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbessern der Festigkeitseigenschaften eines kohlenstoffhaltigen Fadens, bei dem der zwischen einem Elektrodenwalzenpaar durchlaufende Teil des kohlenstoffhaltigen Fadens durch Widerstandserhitzung in einer Inertgasatmosphäre auf eine Temperatur von über 2000⁰C unter gleichzeitiger Verstreckung erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungsdauer ¹Ao bis 10 see beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorerhilzung des kohlenstoffhaltigen Fadens an einem zweiten Elektrodenwalzenpaar auf eine Temperatur von 400—1900°C durchgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden das zweite Elektrodenwalzenpaar (68, 69) in einer vollen Windung umschlingt.