DE69523616T2 - DEVICE FOR IMPROVING THE SLIDING PROPERTIES OF A METAL WIRE - Google Patents
DEVICE FOR IMPROVING THE SLIDING PROPERTIES OF A METAL WIREInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewirken von Antireibeigenschaften eines Metalldrahts durch Beschichten des Drahts mit einer Antireibsubstanz (einem Gleitmittel) vor einem anschließenden Aufwickeln, Aufspulen, Biegen, Krümmen oder einer anderen Formveränderung des Drahts. Speziell betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, in der das Gleitmittel mit Hilfe eines Applikators aufgetragen wird, der in Form eines porösen, faserförmigen Materials ausgebildet ist, dessen Porosität vollständig oder teilweise mit einem Gleitmittel zum Beschichten des Drahts gefüllt ist. In anderen Worten, die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for providing anti-friction properties of a metal wire by coating the wire with an anti-friction substance (a lubricant) before subsequent winding, coiling, bending, curving or other shaping of the wire. In particular, the invention relates to a device in which the lubricant is applied by means of an applicator which is in the form of a porous, fibrous material, the porosity of which is completely or partially filled with a lubricant for coating the wire. In other words, the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Hersteller von Metalldraht zur Verwendung als isolierter Wicklungsdraht in elektrischen Wicklungen überziehen den Draht mit einem Gleitmittel, um dem Draht gute Antireibungseigenschaften zu verleihen. Mit dem Begriff Gleitmittel ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ein Paraffin, ein Wachs oder eine andere Substanz mit Gleitmitteleffekt gemeint, oder aber ein Gemisch aus zwei oder mehr derartiger Substanzen. Die Schmelztemperatur üblicher Gleitmittel liegt zwischen 50 und 70ºC.Manufacturers of metal wire for use as insulated winding wire in electrical windings coat the wire with a lubricant to give the wire good anti-friction properties. The term lubricant in the context of the present application means a paraffin, a wax or another substance with a lubricant effect, or a mixture of two or more such substances. The melting temperature of common lubricants is between 50 and 70ºC.
Anwender von isoliertem Wicklungsdraht, beispielsweise solche, die elektrische Maschinen oder Komponenten herstellen, sind in starkem Maß davon abhängig, daß der Draht gute Antireibungseigenschaften über seine gesamte Länge ohne Unterbrechung besitzt. Gute Antireibeigenschaften ermöglichen, daß der Draht in einer Vorrichtung positioniert werden kann, und sie ermöglichen dem Draht, einfach in seine Stellung zu gleiten, so daß die Wicklung nicht mehr Platz benötigt, als dies durch den Anwendungsfall erforderlich ist.Users of insulated winding wire, such as those who manufacture electrical machines or components, are heavily dependent on the wire having good anti-friction properties along its entire length without interruption. Good anti-friction properties enable the wire to be positioned in a fixture and allow the wire to slide easily into position, so that the winding does not require more space than is required by the application.
Auch Hersteller von Metalldraht, der als Widerstandsdraht verwendet wird, beispielsweise Draht für Heizspulen, überziehen den Draht mit einem Gleitmittel, wobei der Grund hierfür darin besteht, daß der Draht einfach in die gewünschte Stellung gleiten soll, und ein weiterer Grund darin besteht, den Verschleiß an Werkzeugen zu verringern, die zum Aufspulen oder für andere Gestaltungen eingesetzt werden, bei denen der Draht gebogen oder gekrümmt wird.Manufacturers of metal wire used as resistance wire, such as wire for heating coils, also coat the wire with a lubricant, one reason being to allow the wire to slide easily into the desired position and another reason being to reduce wear on tools used for spooling or other configurations where the wire is bent or curved.
Üblicherweise wird von einem Gleitmittel Gebrauch gemacht, welches beim Wickel- oder Spulvorgang fest ist, so zum Beispiel einem Paraffin, einem Wachs oder einer anderen Substanz mit Gleitmittelwirkung, oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Substanzen. Die Schmelztemperatur üblicher Gleitmittel liegt zwischen 50 und 70ºC. Wird ein Metalldraht mit einem derartigen Gleitmittel beschichtet, so wird die Substanz in einem organischen Lösungsmittel gelöst, wie es zum Beispiel in der US-A- 4 545 323 und der US-A-4 385 435 beschreiben ist, beispielsweise wird sie in Benzin gelöst, aber auch in anderen flüchtigen organischen Lösungsmitteln. Da normalerweise sehr geringe Mengen Schmiermittel auf den Draht aufzubringen sind, ist die Konzentration einer solchen Substanz in dem Lösungsmittel gering. Die Lösung besitzt normalerweise einen Feststoffanteil von zwischen 0,05% und 1%. Die Lösung wird auf den Draht aufgebracht, indem der Draht durch ein gewebtes Band oder Tuch laufengelassen wird, oder durch einen Filz, in den die Lösung eingebracht wurde, vorzugsweise dadurch, daß das Band-/Tuch-/Filzmaterial die Lösung aufsaugt.Usually, a lubricant is used which is solid during the winding or spooling process, such as paraffin, wax or another substance with a lubricant effect, or a mixture of two or more such substances. The melting temperature of usual lubricants is between 50 and 70ºC. When a metal wire is coated with such a lubricant, the substance is dissolved in an organic solvent, as described for example in US-A-4 545 323 and US-A-4 385 435, for example it is dissolved in gasoline, but also in other volatile organic solvents. Since normally very small amounts of lubricant have to be applied to the wire, the concentration of such a substance in the solvent is low. The solution normally has a solids content of between 0.05% and 1%. The solution is applied to the wire by passing the wire through a woven tape or cloth or through a felt into which the solution has been introduced, preferably by allowing the tape/cloth/felt material to absorb the solution.
Durch die Handhabung dieser leicht entzündlichen und flüchtigen Lösungsmittel bestehen beträchtliche Gesundheitsgefährdungen und Sicherheitsrisiken. Darüber hinaus verdampft das flüchtige Lösungsmittel von dem beschichteten Draht in die Luft, was eine ungünstige Belastung sowohl für die Umgebung in geschlossenen Räumen als auch im Freien mit sich bringt.Handling these highly flammable and volatile solvents poses significant health and safety risks. In addition, the volatile solvent evaporates from the coated wire into the air, creating an adverse impact on both indoor and outdoor environments.
Das Verfahren hat außerdem Nachteile im Hinblick auf die Qualität, da es ein Problem ist, die aufgetragene Gleitmittelmenge zu steuern.The process also has disadvantages in terms of quality, as it is a problem to control the amount of lubricant applied.
Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, Seile oder andere Formen von geflochtenem oder verwobenem Draht mit einem Gleitmittel des Typs zu imprägnieren, der oben erläutert wurde. Durch Wickeln des mit Gleitmittel imprägnierten Seils in einigen Windungen um den Draht schmilzt das Gleitmittel durch die Eigenwärme des Drahts und wird so auf den Draht aufgebracht. Allerdings reißt das Seil bei diesem Verfahren häufig. Ein solcher Bruch führt dazu, daß der Draht häufig über ein längeres Stück vollständig ohne Gleitmittel bleibt, bis Maßnahmen von den Bedienungspersonen getroffen sind, das Seil zusammenzubinden. Darüber hinaus ist es schwierig, eine gleichmäßige Verteilung von Schmiermittel um den Draht herum zu erreichen, da der größte Teil der Substanz auf den ersten 90 Segmentgraden von dem Seil abschmilzt. Die Anlage ist kompliziert, was hohe Investitionskosten bedeutet. Die Kosten des Seils und die Wartung werden als beträchtlich angesehen.Another known method is to impregnate ropes or other forms of braided or woven wire with a lubricant of the type discussed above. By winding the lubricant-impregnated rope around the wire in a few turns, the lubricant is melted by the inherent heat of the wire and is thus applied to the wire. However, the rope often breaks during this process. Such a break often results in the wire being completely devoid of lubricant for a long stretch until measures are taken by the operators to tie the rope together. In addition, it is difficult to achieve an even distribution of lubricant around the wire, since most of the substance melts off the rope in the first 90 segments. The plant is complicated, which means high capital costs. The cost of the rope and maintenance is considered to be considerable.
Der nächstkommende Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, wird durch die US-A-4 972 796 gebildet, die sich mit dem Aufbringen von Paraffinöl auf Textilfäden befaßt. Ein Filzmaterial dient als Docht und Applikator.The closest prior art from which the present invention is based is US-A-4 972 796, which deals with the application of paraffin oil to textile threads. A felt material serves as a wick and applicator.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, die die den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Probleme löst, speziell für eine ordnungsgemäße Verteilung eines Gleitmittels über den Umfang des Drahts sorgt und gleichzeitig eine einfache Handhabung des Drahts ermöglicht.The aim of the invention is to provide a device which solves the problems inherent in the known devices, in particular ensures a proper distribution of a lubricant over the circumference of the wire and at the same time enables easy handling of the wire.
Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Vorrichtung dient zum Beschichten eines Metalldrahts mit einem Gleitmittel, um einem Metalldraht Antireibeigenschaften zu verleihen. Das Gleitmittel wird in Verbindung mit der Substanz zum Schmelzen gebracht, die einem Dosierbehälter zugeführt wird. Mit dem Begriff Gleitmittel ist eine Substanz oder ein Gemisch von Substanzen mit Gleiteffekt gemeint. Das geschmolzene Gleitmittel wird zu dem Applikator transferiert, während der Fluß des geschmolzenen Gleitmittels aus dem Dosierbehälter zu dem Applikator gesteuert wird, vorzugsweise mit Hilfe eines stufenlos steuerbaren Dosierelements.This object is achieved by a device according to claim 1. Specific embodiments of the invention are subject of the dependent claims. The device serves for coating a metal wire with a lubricant to impart anti-friction properties to a metal wire. The lubricant is melted in combination with the substance which is fed to a dosing container. The term lubricant means a substance or a mixture of substances with a lubricating effect. The melted lubricant is transferred to the applicator while the flow of the melted lubricant from the dosing container to the applicator is controlled, preferably by means of a continuously controllable dosing element.
Ein festes Gleitmittel wird in Verbindung mit seiner Zufuhr zu einem Dosierbehälter geschmolzen. Der Dosierbehälter ist mit einem Raum ausgestattet, in welchem das geschmolzene Gleitmittel aufgenommen und gesammelt wird.A solid lubricant is melted in connection with its supply to a dosing container. The dosing container is equipped with a space in which the melted lubricant is received and collected.
An dem oder nahe bei dem Dosierbehälter sind Mittel vorgesehen zum Heizen des Dosierbehälters. Wenn das Verfahren gestartet wird, wird der Dosierbehälter während des Schmelzens des Gleitmittels bis zu einem geeigneten Pegel gefüllt, bezeichnet als Arbeitspegel, der während des Verfahrens im wesentlichen konstant gehalten wird, das heißt, dem Dosierbehälter wird durch Schmelzen die gleiche Menge Gleitmittel zugeführt, wie sie verbraucht wird. Die an oder nahe bei dem Dosierbehälter entstehende Wärme bringt das feste Gleitmittel zum Schmelzen, welches demzufolge in den Dosierbehälter durch ein oder mehrere, als Füllrohre bezeichnete Rohre, die unter oder auf einer Höhe entsprechend dem Arbeitspegel münden, nach unten fließt. Geschmolzenes Gleitmittel wird im Dosierbehälter von einem Sammelbehälter zugeführt, der mit festem Gleitmittel gefüllt ist und sich in der Nähe, vorzugsweise oberhalb des Dosierbehälters befindet. Der Dosierbehälter ist aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Der Sammelbehälter und/oder der Dosierbehälter sind/ist mit Kontaktflächen und weiteren Mitteln wie zum Beispiel Flanschen ausgestattet, um einen guten Wärmetransfer von dem erhitzten Dosierbehälter zu dem Sammelbehälter zu erreichen, und um diese Behälter relativ zueinander zu fixieren. Der Sammelbehälter ist mit Öffnungen ausgestattet, die fest mit dem Füllrohr des Dosierbehälters verbunden ist, im übrigen aber sicher abgedichtet ist. Durch die Wärmeübertragung von dem erhitzten Dosierbehälter wird das Gleitmittel in dem Sammelbehälter geschmolzen und läuft durch die Füllrohre nach unten in den Dosierbehälter. Wenn der Arbeitspegel erreicht ist, wird der Füllstand in dem Dosierbehälter im wesentlichen konstant gehalten, da der unteratmosphärische Druck in dem dichten Sammelbehälter garantiert, daß nur die verbrauchte und von dem Dosierbehälter entnommene Menge aus dem Sammelbehälter nachgefüllt wird. Praktisch das gesamte Gleitmittel, welches von dem Dosierbehälter dem Applikator zugeleitet wird, wird als Beschichtung auf den Metalldraht aufgebracht. Der Sammelbehälter kann mit Mitteln ausgestattet sein, die die Menge Gleitmittel in dem Sammelbehälter angeben, beispielsweise in Form eines Schauglases. Der Dosierbehälter und der Applikator ebenso wie die diese Teile verbindenden Kanäle werden vorzugsweise auf einer Temperatur gehalten, die die Schmelztemperatur des Gleitmittels übersteigt. Üblicherweise werden Gleitmittel benutzt, deren Schmelztemperatur von 50 bis 70ºC reicht. Die Temperatur des Gleitmittels Läßt sich zum Beeinflussen der Viskosität des geschmolzenen Gleitmittels und damit des Ergebnisses des Ruftragens des Gleitmittels gesteuert werden. Der Draht kann vor oder in Verbindung mit dem Durchgang durch den Applikator erhitzt werden auf eine Temperatur, welche die Gleitmitteltemperatur übersteigt.At or near the dosing vessel, means are provided for heating the dosing vessel. When the process is started, the dosing vessel is filled during melting of the lubricant to a suitable level, referred to as the working level, which is kept substantially constant during the process, that is, the dosing vessel is supplied by melting the same amount of lubricant as is consumed. The heat generated at or near the dosing vessel melts the solid lubricant, which consequently flows downwards into the dosing vessel through one or more pipes, referred to as fill pipes, which open below or at a level corresponding to the working level. Molten lubricant is supplied to the dosing vessel from a collecting vessel filled with solid lubricant and located near, preferably above, the dosing vessel. The dosing vessel is made of a material with good thermal conductivity. The collecting container and/or the dosing container are/is equipped with contact surfaces and other means such as flanges to achieve a good heat transfer from the heated dosing container to the collecting container and to fix these containers relative to each other. The collecting container is equipped with openings which are firmly connected to the filling pipe of the dosing container, but are otherwise is securely sealed. By heat transfer from the heated dosing container, the lubricant in the collecting container is melted and runs down through the filling pipes into the dosing container. When the working level is reached, the filling level in the dosing container is kept substantially constant since the sub-atmospheric pressure in the sealed collecting container guarantees that only the amount used and removed from the dosing container is replenished from the collecting container. Substantially all of the lubricant which is fed from the dosing container to the applicator is applied as a coating to the metal wire. The collecting container may be provided with means indicating the amount of lubricant in the collecting container, for example in the form of a sight glass. The dosing container and the applicator as well as the channels connecting these parts are preferably maintained at a temperature which exceeds the melting temperature of the lubricant. Lubricants whose melting temperature is in the range from 50 to 70ºC are usually used. The temperature of the lubricant can be controlled to influence the viscosity of the melted lubricant and hence the result of the lubricant application. The wire can be heated to a temperature which exceeds the lubricant temperature before or in conjunction with its passage through the applicator.
Der um den Applikator herum angeordnete Halter und der Dosierbehälter können Verbindungskanäle aufweisen, die geschmolzenes Gleitmittel aus dem Dosierbehälter zu dem Applikator übertragen. Zum Steuern des Flusses des geschmolzenen Gleitmittels aus dem Dosierbehälter zu dem Applikator und zum Verschließen und Öffnen der Kanäle für diesen Fließvorgang können Dosierelemente, vorzugsweise stufenlos steuerbare Dosierelemente vorhanden sein. Diese Elemente sind zum Beispiel in Form eines oder mehrerer Ventile ausgebildet, in denen ein Kegel oder eine Nadel dichtend an einen Sitz angelegt wird. Das Ventil läßt sich dadurch öffnen und schließen, daß man die Stellung der Nadel mit Hilfe eines Elektromagneten steuert. Der Strom durch das Ventil wird dabei von Signalen gesteuert, die die Zeit festlegen, während der das Ventil geöffnet ist, außerdem die Zeit zwischen den Öffnungsvorgängen. In einer alternativen Lösung dient ein Motor zum Steuern des Öffnens/Schließens des Ventils, wodurch sich auch die Lage des Ventils in Relation zu dem Sitz zum Steuern des Durchflusses durch das Ventil steuern läßt. Normalerweise wird der Strom des geschmolzenen Gleitmittels zu dem Applikator derart gesteuert, daß er einer Gleitmitteldosierung auf der Oberfläche des Drahts von 10 mg/m² bis 1 g/m² Drahtoberfläche entspricht.The holder arranged around the applicator and the dosing container can have connecting channels which transfer molten lubricant from the dosing container to the applicator. Dosing elements, preferably continuously controllable dosing elements, can be present to control the flow of the molten lubricant from the dosing container to the applicator and to close and open the channels for this flow process. These elements are designed, for example, in the form of one or more valves in which a cone or a needle is placed sealingly against a seat. The valve can be opened and closed by controlling the position of the needle with the aid of an electromagnet. The current through the valve is controlled by signals which determine the time during which the valve is open, as well as the time between openings. In an alternative solution, a motor is used to control the opening/closing of the valve, which also allows the position of the valve in relation to the seat to control the flow through the valve. Typically, the flow of molten lubricant to the applicator is controlled to correspond to a lubricant dosage on the surface of the wire of 10 mg/m² to 1 g/m² of wire surface.
Von dem Dosierbehälter fließt geschmolzenes Gleitmittel zu dem Applikator. Dieser Fluß wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß man den Applikator aus einem faserförmigen, porösen Material bildet, welches auf grund der beim Zusammendrücken des Applikators von einem Halter um den durchlaufenden Draht erhaltenen Kapillarkräfte geschmolzenes Gleitmittel aus dem Dosierbehälter aufsaugt. Da an der Oberfläche, wo der Applikator den Draht berührt, Gleitmittel verbraucht wird, ist der Gleitmittelinhalt in dem Applikator in der Nähe des Drahts stets am geringsten, wodurch eine Treibkraft in Form einer Saugkraft für den Transport von Gleitmittel zu diesem Bereich entsteht, so daß ein Fluid-Gleichgewicht in dem Applikator aufrechterhalten wird. Der Applikator ist mit einem keilförmigen Ausschnitt versehen, der den Draht umgibt. Um den Applikator herum ist ein Halter angeordnet. Im geklemmten Zustand hat dieser Halter einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Applikators im nicht zusammengedrückten Zustand. Wird der Halter angeklemmt, so wird der Applikator zusammengedrückt, und der Ausschnitt schließt sich um den Draht. Dies führt zu einer Situation, in der die Mitte des Applikators in der Nähe des Drahts liegt, wodurch der Applikator in Rundumberührung mit dem gesamten Umfang des Drahts bei nachgiebigem Kontaktdruck steht. Der Halter kann Mittel aufweisen, die garantieren, daß der Applikator in dem Halter gehalten wird und von dem Draht nicht aus dem Halter herausgezogen Wird.Molten lubricant flows from the dispensing container to the applicator. This flow is preferably achieved by forming the applicator from a fibrous, porous material which draws up molten lubricant from the dispensing container due to capillary forces received when the applicator is compressed by a holder around the passing wire. Since lubricant is consumed at the surface where the applicator contacts the wire, the lubricant content in the applicator is always lowest near the wire, creating a driving force in the form of a suction force for transporting lubricant to that area so that fluid equilibrium is maintained in the applicator. The applicator is provided with a wedge-shaped cutout surrounding the wire. A holder is arranged around the applicator. When clamped, this holder has an inner diameter that is smaller than the outer diameter of the applicator in the uncompressed state. When the holder is clamped, the applicator is compressed and the cutout closes around the wire. This results in a situation where the center of the applicator is close to the wire, whereby the applicator is in all-round contact with the entire circumference of the wire with a yielding contact pressure. The holder may include means to ensure that the applicator is held in the holder and is not pulled out of the holder by the wire.
Die geschmolzene Antireibsubstanz wird um den Umfang des Drahts in dem Applikator durch Mittel verteilt, die in dem faserförmigen porösen Applikator vorhanden sind, und die den Fluß des geschmolzenen Gleitmittels durch den Applikator leiten und steuern. Vorzugsweise ist ein Verteiler in Form einer für das Gleitmittel undurchdringlichen Schicht mit Öffnungen in Form von Löchern oder Schlitzen vorgesehen, wodurch der Fluß des geschmolzenen Gleitmittels aus den Kanälen des Halters zu dem Draht gesteuert wird, um so die gewünschte Beschichtung auf dem Draht zu erreichen. Die Verteilerschicht ist im Inneren des Applikators angeordnet und besteht aus einem Material, welches von der Temperatur des geschmolzenen Materials nicht angegriffen wird, vorzugsweise handelt es sich um eine Kunststoff oder Metallfolie.The molten anti-friction substance is distributed around the circumference of the wire in the applicator by means present in the fibrous porous applicator which facilitate the flow of the molten lubricant through the applicator. Preferably, a distributor is provided in the form of a layer impermeable to the lubricant with openings in the form of holes or slots, whereby the flow of the molten lubricant from the channels of the holder to the wire is controlled in order to achieve the desired coating on the wire. The distributor layer is arranged inside the applicator and consists of a material which is not affected by the temperature of the molten material, preferably it is a plastic or metal foil.
Die Erfindung wird im folgenden in größerer Einzelheit unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben und anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels verdeutlicht, wobei ein emaillierter Wicklungsdraht für Wicklungszwecke mit einem geschmolzenen Gleitmittel vom Paraffin- und/oder Wachs-Typ, dem am meisten verbreiteten Gleitmittel, beschichtet wird.The invention will now be described in greater detail with reference to the accompanying drawings and will be illustrated by a preferred embodiment in which an enamelled winding wire for winding purposes is coated with a molten lubricant of the paraffin and/or wax type, the most common lubricant.
Fig. 1 zeigt sämtliche wichtigen Teile der Erfindung und deren Ausgestaltung. Gewisse Teile sind geschnitten, um das Verfahren deutlicher darzustellen.Fig. 1 shows all the important parts of the invention and their design. Certain parts are cut away to illustrate the process more clearly.
Fig. 2 zeigt den Applikator 4 mit Verteilern 7 und dem keilförmigen Ausschnitt 8.Fig. 2 shows the applicator 4 with distributors 7 and the wedge-shaped cutout 8.
Fig. 3 zeigt den Sammelbehälter 13 mit Füßen 19 und der unteren Höhe des Lochs 20.Fig. 3 shows the collecting container 13 with feet 19 and the lower height of the hole 20.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren zum Beschichten eines Metalldrahts mit einem Gleitmittel läuft ein Metalldraht 2 durch einen Applikator 4, wo der Draht mit dem geschmolzenen Gleitmittel beschichtet wird. Das geschmolzene Gleitmittel wird durch die Kapillarkräfte, die während des Verfahrens in dem Applikator 4 entstehen, aus einem Dosierbehälter 9 angesaugt. Der Dosierbehälter 9 ist mit einer Heizeinrichtung 10 versehen, die Wärme bildet, wodurch das Gleitmittel geschmolzen wird, während es dem Dosierbehälter zugeleitet wird. Der Dosierbehälter ist mit Dosierelementen 11, 12, 15, 16 und 17 ausgestattet, um den Fluß geschmolzenen Gleitmittels zu steuern, welches in den Applikator 4 gesaugt wird. In Fig. 1 ist eine Heizeinrichtung 10 in Form eines elektrischen Widerstandselements dargestellt, welches von einem Temperaturregler 24 gesteuert wird, wobei natürlich auch andere Formen steuerbarer Heizquellen verwendet werden können, so zum Beispiel Spulen, die von heißem Wasser durchströmt werden.In the method shown in Fig. 1 for coating a metal wire with a lubricant, a metal wire 2 runs through an applicator 4, where the wire is coated with the molten lubricant. The Molten lubricant is sucked from a dosing container 9 by the capillary forces which develop in the applicator 4 during the process. The dosing container 9 is provided with a heating device 10 which generates heat, whereby the lubricant is melted as it is fed to the dosing container. The dosing container is provided with dosing elements 11, 12, 15, 16 and 17 to control the flow of molten lubricant which is sucked into the applicator 4. In Fig. 1 a heating device 10 is shown in the form of an electrical resistance element which is controlled by a temperature controller 24, although other forms of controllable heat sources can of course also be used, such as coils through which hot water flows.
Zum Schmelzen des Gleitmittels und zum Halten des Gleitmittels in schwimmendem Zustand während des Verfahrens wird der Temperaturregler 24 auf eine höhere Temperatur als die Schmelztemperatur des Gleitmittels eingestellt, welches auf den Draht 2 aufzubringen ist, der mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Applikator 4 läuft.To melt the lubricant and to keep the lubricant in a floating state during the process, the temperature controller 24 is set to a temperature higher than the melting temperature of the lubricant to be applied to the wire 2 which runs through the applicator 4 at a constant speed.
Die Heizquelle 10 in dem Dosierbehälter 9 erhitzt die gesamte Vorrichtung auf eine Temperatur, die höher liegt als die Schmelztemperatur des Gleitmittels. Für übliche Gleitmittel liegt die Schmelztemperatur zwischen 50 und 70ºC.The heat source 10 in the dosing container 9 heats the entire device to a temperature that is higher than the melting temperature of the lubricant. For common lubricants, the melting temperature is between 50 and 70ºC.
Die Heizquelle 10 besitzt eine strategische Anordnung innerhalb des Dosierbehälters 9, was bedeutet, daß der Kanal 14 stets die höchste und am meisten gleichmäßige Temperatur hat, um zu jeder Zeit den Fluß des dosierten Gleitmittels in dem System zu garantieren.The heating source 10 has a strategic arrangement within the dosing container 9, which means that the channel 14 always has the highest and most uniform temperature in order to guarantee the flow of the dosed lubricant in the system at all times.
Der Sammelbehälter 13 wird mit dem Gleitmittel durch das Loch 20 in einen (nicht beschriebenen) Spezialfüller befüllt. Nach dem Befüllen des Sammelbehälters 13 ist dieser kalt auf Zimmertemperatur, wodurch das Gleitmittel einen festen Zustand einnimmt. Dies ermöglicht das Handhaben des Behälters in sämtlichen Situationen, ohne daß auf den Inhalt achtgegeben werden muß.The collecting container 13 is filled with the lubricant through the hole 20 into a special filler (not described). After filling the collecting container 13, it is cold at room temperature, whereby the lubricant takes on a solid state. This enables handling of the container in all situations without having to pay attention to the contents.
Durch Plazieren eines mit Gleitmittel gefüllten Sammelbehälters an dem Dosierbehälter 9 gelangt Wärme von dem Dosierbehälter 9 zu dem Sammelbehälter 13 über die Kontaktflächen und spezielle Flansche 19, mit denen der Sammelbehälter ausgestattet ist. Diese haben außerdem die Auf gabe, den Behälter an dem Dosierbehälter 9 zu fixieren.By placing a collecting container filled with lubricant on the dosing container 9, heat passes from the dosing container 9 to the collecting container 13 via the contact surfaces and special flanges 19 with which the collecting container is equipped. These also have the task of fixing the container to the dosing container 9.
Das Erhitzen des Sammelbehälters 13 bewirkt, daß das Gleitmittel schmilzt und nach unten durch das Loch 20 in den Dosierbehälter 9 fließt. Wenn der Arbeitspegel 18, der die Höhe des tiefsten Punkts des Lochs 20 hat, erreicht ist, bleibt der Pegel 18 konstant und wird mit der gleichen Menge aufgefüllt, die auch verbraucht wird. Erreicht wird dies durch den unteratmosphärischen Druck, der in dem Sammelbehälter erzeugt wird. In dem beschriebenen Beispiel enthält der Behälter 13 Gleitmittel für etwa 10 Tage.Heating the collecting container 13 causes the lubricant to melt and flow downwards through the hole 20 into the dosing container 9. When the working level 18, which is the height of the lowest point of the hole 20, is reached, the level 18 remains constant and is replenished with the same amount as is consumed. This is achieved by the sub-atmospheric pressure created in the collecting container. In the example described, the container 13 contains lubricant for about 10 days.
Der Sammelbehälter 13 hat ein Schauglas 21, welches anzeigt, wann der Behälter durch einen gefüllten Behälter zu ersetzen ist.The collecting container 13 has a sight glass 21, which indicates when the container should be replaced with a filled container.
Der Dosierbehälter 9 ist mit einem Raum 18 für Gleitmittel und mit Kanälen 14 ausgestattet, deren Aufgabe darin besteht, Gleitmittel zu dem Applikator 4 zu leiten, der sich in dem Halter 3 befindet. Der Halter kann in einer horizontalen oder einer vertikalen Stellung gehaltert sein, abhängig von der Richtung des Drahts 2. Der Dosierbehälter 9 ist mit einem einstellbaren Fixierelement 1 ausgestattet, welches es möglich macht, die Vorrichtung nach Maßgabe des Drahts 2 einzurichten.The dosing container 9 is equipped with a space 18 for lubricant and with channels 14 whose task is to guide lubricant to the applicator 4 located in the holder 3. The holder can be held in a horizontal or a vertical position, depending on the direction of the wire 2. The dosing container 9 is equipped with an adjustable fixing element 1, which makes it possible to set up the device according to the wire 2.
Die Dosierelemente 11, 12, 15, 16 und 17 bestehen aus einem Elektromagneten 15, dessen Anker 17 mit der Nadel 12 über eine elastische Hülse 16 gekoppelt ist, die die Nadel 12 dazu bringt, sich selbst in die Stellung des Ventilsitzes 11 zu lenken. Dies bedeutet, daß eine feste Verschließfunktion auf einfache Weise erreichbar ist. Das Dosierelement wird von Zeitsteuersignalen seitens einer Steuereinrichtung 25 gesteuert, gesteuert wird die Zeit, während das Ventil 12, 12 geöffnet ist, außerdem die Zeit zwischen den Öffnungen.The dosing elements 11, 12, 15, 16 and 17 consist of an electromagnet 15, the armature 17 of which is coupled to the needle 12 via an elastic sleeve 16, which causes the needle 12 to guide itself into the position of the valve seat 11. This means that a fixed closing function can be achieved in a simple manner. The dosing element is controlled by time control signals controlled by a control device 25, the time while the valve 12, 12 is open is controlled, as well as the time between the openings.
Der Halter 3 für den Applikator 4 ist mit einem Transportkanal ausgerüstet, der an den Transportkanal 14 des Dosierbehälters 9 angeschlossen ist.The holder 3 for the applicator 4 is equipped with a transport channel which is connected to the transport channel 14 of the dosing container 9.
Der Halter 3 besitzt ein kreisförmiges Loch, in welchem der Applikator 4 zusammengepreßt wird, wenn der Applikator 4 an dem Halter 3 angebracht ist. Dieses Zusammendrücken führt zur Schaffung eines elastischen Kontaktdrucks im Zentrum des Applikators 4.The holder 3 has a circular hole in which the applicator 4 is compressed when the applicator 4 is attached to the holder 3. This compression results in the creation of an elastic contact pressure in the center of the applicator 4.
Um zu verhindern, daß der Applikator 4 von dem Draht 2 mitgezogen wird, dient ein Joch 5 als Widerlager. Das Joch 5 kann auf beiden Seiten des Applikators 4 plaziert werden, abhängig von der Bewegungsrichtung des Drahts 2.To prevent the applicator 4 from being pulled along by the wire 2, a yoke 5 serves as an abutment. The yoke 5 can be placed on either side of the applicator 4, depending on the direction of movement of the wire 2.
Der Halter 3 besitzt außerdem einen Schlitz, der es ermöglicht, den Draht 2 im Zentrum des Halters 3 zu plazieren, ohne gesperrt zu werden. Der Halter 3 besitzt einen Sicherheitskanal, der an den Kanal 6 angeschlossen ist und stets einen dosierten Strom zu dem Applikator 4 auch dann garantiert, wenn das Gleitmittel Partikel enthalten sollte, die den Applikator 4 zusetzen.The holder 3 also has a slot that allows the wire 2 to be placed in the center of the holder 3 without being blocked. The holder 3 has a safety channel connected to the channel 6 and always guarantees a metered flow to the applicator 4 even if the lubricant contains particles that clog the applicator 4.
Der Applikator 4 besteht aus einem faserförmigen saugfähigen Material, welches durch Kapillareigenschaften im Stande ist, flüssiges Gleitmittel zu transportieren.The applicator 4 consists of a fibrous absorbent material, which is able to transport liquid lubricant through capillary properties.
Der Applikator 4 besitzt einen keilförmigen Ausschnitt 8, so daß er an den Draht 2 angesetzt werden kann, und wenn der Applikator 4 in dem Halter 3 plaziert ist, er zusammengedrückt werden kann, um einen Kontaktdruck rund um den Draht 2 herum zu erzeugen.The applicator 4 has a wedge-shaped cutout 8 so that it can be applied to the wire 2 and when the applicator 4 is placed in the holder 3, it can be compressed to create a contact pressure around the wire 2.
Um das Gleitmittel um den gesamten Umfang des Drahts 2 zu verteilen, ist der Applikator 4 mit Verteilern 7 ausgestattet, die eine flüssige Substanz, im beschriebenen Fall ein geschmolzenes Gleitmittel, leiten und steuern.In order to distribute the lubricant around the entire circumference of the wire 2, the applicator 4 is equipped with distributors 7 which direct and control a liquid substance, in the case described a molten lubricant.
Der Verteiler 7 ist in geschnittenen Abschnitten in dem Applikator 4 plaziert, und das Gleitmittel wird zu den Verbindungen geführt, die in dem Applikator 4 zwischen dem Kanal 6 und dem Draht 2 vorhanden sind. Die Verbindungen können in dem Verteiler 7 durch Löcher oder Schlitze geschaffen werden, oder durch einen Raum zwischen zwei Verteilern.The manifold 7 is placed in cut sections in the applicator 4, and the lubricant is supplied to the connections present in the applicator 4 between the channel 6 and the wire 2. The connections can be created in the manifold 7 through holes or slots, or through a space between two manifolds.
Die Verteiler sind aus einem wärmebeständigen Material hergestellt, welches von dem Gleitmittel nicht durchsetzt werden kann. Das Material kann vorzugsweise eine Kunststoff oder Metallfolie sein.The distributors are made of a heat-resistant material, which the lubricant cannot penetrate. The material can preferably be a plastic or metal foil.
Sämtliches Gleitmittel, welches verbraucht wird, landet schließlich auf dem Draht 2, da dieser der einzige Verbraucher in der Vorrichtung ist, wenn der Draht eine Bewegung aufweist. Üblicherweise wird der Draht mit einem Gleitmittel beschichtet, welches einer Gleitmitteldosierung von 10 mg/m² bis 1 g/m² entspricht. Die Zone in größter Nähe des Drahts 2 in dem Applikator 4 enthält stets am wenigsten Gleitmittel, was bedeutet, daß das Gleitmittel in diese Zone zu gelangen trachtet, damit der Applikator 4 ein Fluidgleichgewicht einnimmt, wodurch der Transport von Gleitmittel aus dem Dosierbehälter zu dem Applikator aufrechterhalten bleibt.Any lubricant that is consumed ends up on the wire 2, as this is the only consumer in the device when the wire is moving. Typically, the wire is coated with a lubricant that corresponds to a lubricant dosage of 10 mg/m² to 1 g/m². The zone closest to the wire 2 in the applicator 4 always contains the least lubricant, which means that the lubricant will seek to reach this zone in order for the applicator 4 to achieve fluid equilibrium, thereby maintaining the transport of lubricant from the dosing container to the applicator.
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