EP0013013B1 - Method and device for applying and drying liquid lubricants - Google Patents

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EP0013013B1
EP0013013B1 EP19790105307 EP79105307A EP0013013B1 EP 0013013 B1 EP0013013 B1 EP 0013013B1 EP 19790105307 EP19790105307 EP 19790105307 EP 79105307 A EP79105307 A EP 79105307A EP 0013013 B1 EP0013013 B1 EP 0013013B1
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EP
European Patent Office
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lubricant
air
drying channel
drying
closed
Prior art date
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Expired
Application number
EP19790105307
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP0013013A1 (en
Inventor
Heinz-Rüdiger Dr. rer. nat. Vogel
Harri Dr.-Ing. Weinhold
Bernhard Kurze
Dieter Rauschenbach
Roland Hering
Peter Werner
Heinz Wünsch
Joachim Dr.-Ing. Schlegel
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Akademie der Wissenschaften der DDR
Original Assignee
Akademie der Wissenschaften der DDR
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Publication date
Family has litigation
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Priority claimed from DD21002678A external-priority patent/DD147207A1/en
Priority claimed from DD21002978A external-priority patent/DD147210A1/en
Priority claimed from DD21002478A external-priority patent/DD147206A1/en
Application filed by Akademie der Wissenschaften der DDR filed Critical Akademie der Wissenschaften der DDR
Publication of EP0013013A1 publication Critical patent/EP0013013A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0013013B1 publication Critical patent/EP0013013B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material

Definitions

  • the invention relates to the field of metallurgy and relates to the application and drying of lubricants which are liquid at room temperature onto metallic metal to be cold-formed, in particular of lubricants which consist of an organic solvent and a solid or semi-solid lubricant incorporated therein, cf.
  • lubricants which consist of an organic solvent and a solid or semi-solid lubricant incorporated therein, cf.
  • Formed material can be, for example, wires, rods and tubes that have to be coated with a lubricant for drawing under hydrodynamic lubrication conditions.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for applying and drying liquid lubricants on metal forming material, with which a homogeneous, defined thick and completely dry lubricant coating can be achieved even on rods and tubes and on thick wires . Solidification of the material to be formed should be excluded and simple technological handling should be possible.
  • the object is achieved according to the invention in a method in which the material to be formed is passed through openings through a closed coating container, which is part of a closed lubricant circuit, and then through a drying tunnel, in that the coating container is linear and prevents internal transport rollers from being replaced by previous ones Forming processes or material to be heated, heated by means of an external heat or energy transfer source, excess lubricant emerging from the openings is collected, avoiding contact with the ambient air, and air is sucked or blown through the drying duct with turbulence and / or pressure changes intentionally generated inside the duct . In the case of enrichment with vapors, the air becomes one from the liquid lubricant leaked organic solvent fed to a solvent recovery.
  • the lubricant and the material to be coated can advantageously be contacted in the coating container within a bed of granules.
  • Granulate particles made of a polymer material, which have hydrophobic properties and / or are foamed open-pored, can in particular be used for the granulate fill.
  • a metered supply and / or removal of air takes place along the drying tunnel.
  • the coating container is arranged according to the invention in a device consisting of a closed coating container fed with liquid lubricant and a drying channel for the passage of the material to be formed, within a closed lubricant collecting container and has a lubricant inflow and outflow which together form a already known closed lubricant circuit are connected via a lubricant reservoir and a lubricant pump.
  • the drying duct is equipped with an air suction or air blowing device and with means for generating a turbulent air flow and / or pressure changes along the duct. If the device is used for lubricants which contain an organic solvent, the drying tunnel is coupled to a solvent recovery system.
  • the coating container and the lubricant collecting container are expediently equipped with inlet openings and outlet openings for the material to be coated and a nozzle is inserted into the outlet opening of the collecting container to produce a defined thick layer of lubricant.
  • a bed of granules stored on a sieve can be arranged, into which the lubricant inlet opens, a lubricant collecting space being arranged below the sieve and being connected to the lubricant reservoir.
  • orifices which divide the drying tunnel into chambers or conical nozzles can be arranged, and to further reduce the solvent concentration, nozzles can open into the drying tunnel, through which air is supplied or removed.
  • the invention ensures a uniform and economical coating, regardless of the position of use of the device.
  • the layer thickness can be determined in a simple manner by using an appropriately dimensioned nozzle in the outlet opening of the collecting container. Since the device according to the invention is constructed as a completely closed system, a solvent contained in the lubricant cannot escape into the ambient air, so that no solvent losses occur and special measures for health protection are not necessary. As a result, the device and the method according to the invention are particularly effective for those lubricants which contain an organic solvent. Another advantage of the device according to the invention is that it can simultaneously serve for cooling, in that the lubricant is also used as a coolant.
  • a high drying rate can also be achieved with the method according to the invention and the device for carrying out the method.
  • This makes it possible to achieve high wire drawing speeds in continuously working forming systems, for example when drawing wire, in which a solid lubricant contained in a solvent is applied before the first drawing die and between individual drawing stages. Health and fire protection is also guaranteed when using organic solvents with the help of the provided solvent extraction.
  • the utilization of the forming and frictional heat provided according to the invention there is a considerable increase in the vapor pressure of the solvent and / or dispersion medium in the Layer on the metal material to be formed and thus a significant increase in the drying speed.
  • intermediate coating and drying during multi-stage wire drawing for example, high wire drawing speeds can be achieved.
  • the energy balance of the entire forming process, for example in wire drawing is clearly improved because additional energy has to be applied for the heat of evaporation and / or evaporation from. outside is not required or is reduced to a minimum.
  • a closed coating container 2 filled with a lubricant 1 is arranged within a closed lubricant collecting container 3.
  • Both containers 2; 3 have inlet openings 4; 5 and outlet openings 6; 7, through which the material to be coated 8 is passed.
  • a nozzle 9 (see FIG. 3) is inserted into the outlet opening 7 of the collecting container 3, with the aid of which a defined lubricant film is produced.
  • the lubricant 1 is fed continuously to the coating container 2 by means of a pump 10 from a closed lubricant reservoir 11 via a lubricant feed 12.
  • the collecting container 3 receives the lubricant emerging through the outlet opening 6 and stripped from the nozzle 9 and not required for the respective coating.
  • the coating container 2 and the collecting container 3 are each provided with a lubricant drain 13; 14 equipped, which open into the reservoir 11.
  • a cooler 15 is switched on between the lubricant outlet 13 of the coating container 2 and the reservoir 11.
  • the device acc. Fig. 2 differs from that described above in that the pump 10 does not feed the coating container 2 directly, but an expansion tank 16 is interposed, in which a certain fill level and thus a defined lubricant pressure remain set by means of the pump 10 via a return 17. Between the nozzle 9 and the outlet opening 6 of the coating container 2, a wiper 18 (see FIG. 3) is arranged, which wipes excess lubricant from the material to be formed 8.
  • the scraper 18 is designed as a ring with concentrically arranged soft bristles. Calcium stearate dissolved in benzene or trichlorethylene is used as lubricant 1.
  • a coating container 19 which is sealed off with a lid is completely filled with a granulate fill 20.
  • the granulate particles consist of polyethylene, a hydrophobic polymer material.
  • the coating container 19 has an inlet and an outlet opening 21; 22, through which the material to be coated 8 is passed.
  • the lubricant feed 12 which is fed by the lubricant pump 10 from the lubricant reservoir 11, opens into the granulate fill 20.
  • Calcium stearate dissolved in technical benzene or in trichlorethylene is used as the lubricant 1.
  • a part of the lubricant fed into the granulate bed 20 forms a lubricant film on the material to be formed 8, the other, excess part flows to the bottom of the container and drips through a sieve 23 into a lubricant collecting space 24. From there, the lubricant flows via a lubricant drain 25 into the lubricant reservoir 11 back.
  • the granulate fill has an automatically adjusting area with a high lubricant content. The coating takes place in this area. Excess lubricant is wiped off outside of this area and the applied lubricant film is thereby evaporated and homogenized.
  • the coated material to be formed 8 is transported through a drying tunnel according to FIG. 5 or 6.
  • orifices 30 are inserted between spacer tubes 29.
  • the apertures 30 used at the ends of the drying channel 28 have smaller through openings for the material to be formed 8 than those used inside.
  • nozzles 31 are partially introduced, through which a metered supply of air takes place. With the help of an air suction device, not shown in the drawing, room air is sucked in through a suction port 32 through the drying duct 28 and penetrates through the openings in the outer panels 30 and through the port 31.
  • the inner diaphragms 30 and the air penetrating through the connecting pieces 31 With the help of the inner diaphragms 30 and the air penetrating through the connecting pieces 31, a turbulent air flow and pressure changes are brought about in the drying duct 28. With the air entering through the nozzle 31, the solvent concentration above the lubricant layer is also reduced.
  • the air or drying regime can be optimized by changing the existing air inlet openings. Inside the drying duct 28, the air is heated by means of heat source 33 in the form of heating cartridges.
  • the formed material 8 is heated by an HF inductor 34 arranged in the inlet of the drying channel 28.
  • the extracted air, which with Solvent vapors is enriched, is fed to a solvent recovery system, not shown in the drawing. Instead of the drying duct shown in FIG. 5, the one shown in FIG. 6 can also be used.
  • the inner diaphragms 30 shown in FIG. 5 are replaced by conical nozzles 35.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie und betrifft das Aufbringen und Trocknen von bei Raumtemperatur flüssigen Schmiermitteln auf zur Kaltumformung vorgesehenem metallischem Umformgut, insbesondere von Schmiermitteln, die aus einem organischen Lösungsmittel und darin eingebrachtem festem oder halbfestem Schmierstoff bestehen, vgl. Oberbegriff von Anspruch 1 (Verfahren) bzw. Oberbegriff von Anspruch 5 (Vorrichtung). Umformgut können dabei beispielsweise Drähte, Stäbe und Rohre sein, die für das Ziehen unter hydrodynamischen Schmierbedingungen mit einem Schmiermittel zu beschichten sind.The invention relates to the field of metallurgy and relates to the application and drying of lubricants which are liquid at room temperature onto metallic metal to be cold-formed, in particular of lubricants which consist of an organic solvent and a solid or semi-solid lubricant incorporated therein, cf. The preamble of claim 1 (method) or the preamble of claim 5 (device). Formed material can be, for example, wires, rods and tubes that have to be coated with a lubricant for drawing under hydrodynamic lubrication conditions.

Zum Aufbringen flüssiger Schmiermittel auf metallische Werkstoffe, die für die Kaltumformung durch Ziehen vorgesehen sind, ist es bereits bekannt, das Ziehgut im Durchlauf durch einen offenen Kasten, welcher das Schmiermittel enthält, zu beschichten. Dabei befindet sich im Ein- und Auslauf für das Ziehgut jeweils ein Abstreifer, meist bestehend aus einer Filz-oder Plastwerkstoffplatte mit einem Schlitz, durch den das Ziehgut hindurchgeführt wird. Diese Abstreifer sollen den Kasten abdichten und die Ausbildung eines gleichmäßigen Schmiermittelfilms gewährleisten. Ein Mangel dieser Vorrichtung besteht darin, daß das im Schmiermittel enthaltene Lösungsmittel verdunsten kann, wodurch eine Verarmung an Lösungsmitteln eintritt und im Falle spezieller Lösungsmittel besondere Maßnahmen zum Gesundheitsschutz durchgeführt werden müssen. Nachteilig ist auch, daß diese Vorrichtung nur in waagerechter Anordnung funktionsfähig ist. Außerdem ist ein ständig gleichmäßiger Schmiermittelauftrag nicht gewährleistet, da die Abstreifer schnell verschließen. Im Falle des Verschließes werden außerdem größere Mengen des Schmiermittels aus dem Kasten ausgeschleppt. Sofern Verunreinigungen auf der Oberfläche des Ziehgutes vorhanden sind, z.B. Fettreste, ist mit dieser Vorrichtung kein geschlossener Schmiermittelfilm erzielbar.To apply liquid lubricants to metallic materials that are intended for cold forming by drawing, it is already known to coat the drawn material in a pass through an open box which contains the lubricant. There is a scraper in the inlet and outlet for the drawn good, usually consisting of a felt or plastic material plate with a slot through which the drawn good is passed. These wipers are intended to seal the box and ensure the formation of a uniform film of lubricant. A deficiency of this device is that the solvent contained in the lubricant can evaporate, as a result of which solvent depletion occurs and, in the case of special solvents, special measures for health protection have to be carried out. Another disadvantage is that this device is only functional in a horizontal arrangement. In addition, a constant, even application of lubricant is not guaranteed since the wipers close quickly. In the case of closure, larger amounts of lubricant are also carried out of the box. If there are contaminants on the surface of the drawing material, e.g. Grease residues, no closed lubricant film can be achieved with this device.

Es sind auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen und Trocknen flüssiger Schmiermittel auf metallisches Umformgut in Form von Metallbändern bekannt, bei denen das Umformgut über Öffnungen durch einen geschlossenen Beschichtungsbehälter, der Teil eines geschlossenen Schmiermittelkreislaufs ist, und anschließend durch einen Trockenkanal transportiert wird (US-A-2 579 778). Als Schmiermittel wird dabei eine Emulsion aus öl oder Wachs in Wasser verwendet. Diese Emulsion wird im Beschichtungsbehälter auf das Umformgut gesprüht. Vor der Zuführung des Gutes zum Trockenkanal wird der Emulsionsüberzug mittels Wasserstrahlen vergleichmäßigt. Der zylindrische Trockenkanal ist mit Dampfrohren beheizt. Das Umformgut muß bei diesem Verfahren mehrmals über Rollen umgelenkt bzw. zwischen Rollen geführt werden. Infolge der Umlenkungen ist das Verfahren für stäbe und Rohre sowie für dicke Drähte (oberhalb etwa 2,5 mm) nicht brauchbar und in seiner Anwendung kompliziert, insbesondere hinsichtlich des Einführens des Umformgutes in die Vorrichtung bei Aufnahme der Beschichtung. Außerdem tritt infolge der mehrfachen Umlenkungen in nachteiliger Weise eine Verfestigung des Umformgutes ein. Auch ist auf Grund des mehrmaligen Kontaktes des Umformgutes mit den Rollen ein allseitig homogener und definiert dicker Schmiermittelüberzug, wie er speziell beim Drahtziehen für die Erzielung hydrodynamischer Schmierverhältnisse gewünscht wird, nicht erreichbar. Ein weiterer Mangel dieser bekannten Lösung besteht darin, daß eine vollständige Trocknung des Schmierstoffüberzuges insbesondere bei großen Durchlaufgeschwindigkeiten erschwert ist, da sich infolge der konstruktiven Ausbildung des Trockenkanals um das Umformgut Wasserdampf konzentrieren kann. Bei unzureichender Trocknung des Schmiermittelüberzuges ist jedoch die dynamische Viskosität des Schmiermittels stark beeinträchtigt, was sich insbesondere beim Ziehen von Drähten, Stäben u.ä. nachteilig bemerkbar machen würde.There is also known a method and an apparatus for applying and drying liquid lubricants to metallic metal in the form of metal strips, in which the metal is transported through openings through a closed coating container, which is part of a closed lubricant circuit, and then through a drying channel (US -A-2 579 778). An emulsion of oil or wax in water is used as the lubricant. This emulsion is sprayed onto the material to be formed in the coating container. Before the material is fed to the drying tunnel, the emulsion coating is evened out using water jets. The cylindrical drying tunnel is heated with steam pipes. In this process, the material to be formed must be deflected several times over rollers or guided between rollers. As a result of the deflections, the method for bars and tubes and for thick wires (above about 2.5 mm) is unusable and its application is complicated, in particular with regard to the introduction of the material to be formed into the device when the coating is taken up. In addition, due to the multiple deflections, solidification of the material to be formed occurs disadvantageously. Also, due to the repeated contact of the material to be formed with the rollers, a lubricant coating that is homogeneous on all sides and has a defined thickness, as is especially desired in wire drawing to achieve hydrodynamic lubrication conditions, cannot be achieved. Another deficiency of this known solution is that a complete drying of the lubricant coating is difficult, particularly at high throughput speeds, since water vapor can concentrate around the material to be formed due to the constructive design of the drying tunnel. If the lubricant coating is insufficiently dried, however, the dynamic viscosity of the lubricant is severely impaired, which is particularly the case when pulling wires, rods and the like. would make it noticeable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen und Trocknen flüssiger Schmiermittel auf metallischem Umformgut zu schaffen, mit denen auch auf Stäben und Rohren sowie auf dicken Drähten ein homogener, definiert dicker und selbst bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten vollständig trockener Schmiermittelüberzug erzielbar ist. Dabei soll eine Verfestigung des Umformgutes ausgeschlossen und eine einfache technologische Handhabung möglich sein.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for applying and drying liquid lubricants on metal forming material, with which a homogeneous, defined thick and completely dry lubricant coating can be achieved even on rods and tubes and on thick wires . Solidification of the material to be formed should be excluded and simple technological handling should be possible.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren, bei dem das Umformgut über Öffnungen durch einen geschlossenen Beschichtungsbehälter, der Teil eines geschlossenen Schmiermittelkreislaufs ist, und anschließend durch einen Trockenkanal transportiert wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch den Beschichtungsbehälter geradlinig und unter Vermeidung innerer Transportrollen ein durch vorhergehende Umformvorgänge oder mittels einer externen Wärme-oder Energieübertragungsquelle erwärmtes Umformgut transportiert, wird, wobei aus den Öffnungen austretendes überschüssiges Schmiermittel unter Vermeidung eines Kontaktes mit der Raumluft aufgefangen und durch den Trockenkanal Luft mit innerhalb des Kanals gewollt erzeugter Turbulenz und/oder Druckänderungen gesaugt oder geblasen wird. Die Luft wird im Falle der Anreicherung mit Dämpfen eines aus dem flüssigen Schmiermittel ausgetretenen organischen Lösungsmittels einer Lösungsmittelrückgewinnung zugeführt.The object is achieved according to the invention in a method in which the material to be formed is passed through openings through a closed coating container, which is part of a closed lubricant circuit, and then through a drying tunnel, in that the coating container is linear and prevents internal transport rollers from being replaced by previous ones Forming processes or material to be heated, heated by means of an external heat or energy transfer source, excess lubricant emerging from the openings is collected, avoiding contact with the ambient air, and air is sucked or blown through the drying duct with turbulence and / or pressure changes intentionally generated inside the duct . In the case of enrichment with vapors, the air becomes one from the liquid lubricant leaked organic solvent fed to a solvent recovery.

Das Schmiermittel und das zu beschichtende Umformgut können im Beschichtungsbehälter vorteilhaft innerhalb einer Granulatschüttung miteinander kontaktiert werden. Für die Granulatschüttung können dabei insbesondere Granulatteilchen aus einem Polymerwerkstoff verwendet werden, die hydrophobe Eigenschaften bestizen und/oder offenporig geschäumt sind. Zur Erzeugung der Turbulenz erfolgt nach der Erfindung längs des Trockenkanals eine dosierte Luftzuführung und/oder -entnahme.The lubricant and the material to be coated can advantageously be contacted in the coating container within a bed of granules. Granulate particles made of a polymer material, which have hydrophobic properties and / or are foamed open-pored, can in particular be used for the granulate fill. To generate turbulence, according to the invention, a metered supply and / or removal of air takes place along the drying tunnel.

Zur Durchführung des Verfahrens ist bei einer Vorrichtung, bestehend aus einem geschlossenen, mit flüssigem Schmiermittel gespeisten Beschichtungsbehälter und einem Trockenkanal für den Durchlauf des Umformgutes erfindungsgemäß der Beschichtungsbehälter innerhalb eines geschlossenen Schmiermittel-Auffangbehälters angeordnet und besitzt einen Schmiermittelzulauf und -ablauf, die miteinander zur Bildung eines an sich bereits bekannten geschlossenen Schmiermittelkreislaufs über ein Schmiermittel-Reservoir und eine Schmiermittelpumpe verbunden sind. Der Trockenkanal ist mit einer Luftabsaug- oder Lufteinblasvorrichtung und mit Mitteln zur Erzeugung einer turbulenten Luftströmung und/ oder Druckänderungen entlang des Kanals ausgestattet. Im Falle des Einsatzes der Vorrichtung für Schmiermittel, die ein organisches Lösungsmittel enthalten, ist der Trockenkanal mit einer Lösungsmittelrückgewinnungsanlage gekoppelt.To carry out the method, the coating container is arranged according to the invention in a device consisting of a closed coating container fed with liquid lubricant and a drying channel for the passage of the material to be formed, within a closed lubricant collecting container and has a lubricant inflow and outflow which together form a already known closed lubricant circuit are connected via a lubricant reservoir and a lubricant pump. The drying duct is equipped with an air suction or air blowing device and with means for generating a turbulent air flow and / or pressure changes along the duct. If the device is used for lubricants which contain an organic solvent, the drying tunnel is coupled to a solvent recovery system.

Zweckmäßig sind der Beschichtungsbehälter und der Schmiermittel-Auffangbehälter mit Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen für das zu beschichtende Umformgut ausgestattet und ist in die Austrittsöffnung des Auffangbehälters zur Erzeugung einer definiert dicken Schmiermittelschicht eine Düse eingesetzt. Im Beschichtungsbehälter kann im Bereich der Eintritts- und der Austrittsöffnung eine auf einem Sieb gelagerte Granulatschüttung angeordnet sein, in welche der Schmiermittelzulauf mündet, wobei unterhalb des Siebes ein Schmiermittelsammelraum angeordnet und dieser mit dem Schmiermittel-Reservoir verbunden ist. Zur Erzeugung der turbulenten Luftströmung und/oder der Druckänderungen im Trockenkanal können Blenden, die den Trockenkanal in Kammern unterteilen, oder konisch verlaufende Düsen angeordnet sein und zum zusätzlichen Verringern der Lösungsmittelkonzentration können in den Trockenkanal Stutzen münden, durch die Luft zu- oder abgeführt wird.The coating container and the lubricant collecting container are expediently equipped with inlet openings and outlet openings for the material to be coated and a nozzle is inserted into the outlet opening of the collecting container to produce a defined thick layer of lubricant. In the coating container, in the area of the inlet and the outlet opening, a bed of granules stored on a sieve can be arranged, into which the lubricant inlet opens, a lubricant collecting space being arranged below the sieve and being connected to the lubricant reservoir. To generate the turbulent air flow and / or the pressure changes in the drying tunnel, orifices which divide the drying tunnel into chambers or conical nozzles can be arranged, and to further reduce the solvent concentration, nozzles can open into the drying tunnel, through which air is supplied or removed.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung werden die dem Stand der Technik anhaftenden aufgezeigten Nachteile vollständig beseitigt. Die Erfindung gewährleistet eine gleichmäßige und sparsame Beschichtung, unabhängig von der Gebrauchslage der Vorrichtung. Die Schichtdicke ist in einfacher Weise durch den Einsatz einer entsprechend bemessenen Düse in der Austrittsöffnung des Auffangbehälters festlegbar. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung als vollständig geschlossenes System aufgebaut ist, kann ein im Schmiermittel enthaltenes Lösungsmittel nicht in die Raumluft entweichen, so daß keine Lösungsmittelverluste eintreten und besondere Maßnahmen zum Gesundheitsschutz nicht erforderlich sind. Hierdurch sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren besonders für solche Schmiermittel effektiv, die ein organisches Lösungsmittel enthalten. Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß diese gleichzeitig zum Kühlen dienen kann, indem das Schmiermittel als Kühlmittel mitverwendet wird. Hierdurch können die bekannten Kühlvorrichtungen, die meist mit Wasser als Kühlmittel arbeiten, sowie die zugehörigen Trockenvorrichtungen, mit denen das Wasser vom Ziehgut wieder entfernt werden soll, entfallen. Dadurch sind auch die technologischen Schwierigkeiten, die beim Ziehen von unvollständig getrocknetem Ziehgut auftreten, von vornherein ausgeschaltet.With the method and the device according to the invention, the disadvantages associated with the prior art are completely eliminated. The invention ensures a uniform and economical coating, regardless of the position of use of the device. The layer thickness can be determined in a simple manner by using an appropriately dimensioned nozzle in the outlet opening of the collecting container. Since the device according to the invention is constructed as a completely closed system, a solvent contained in the lubricant cannot escape into the ambient air, so that no solvent losses occur and special measures for health protection are not necessary. As a result, the device and the method according to the invention are particularly effective for those lubricants which contain an organic solvent. Another advantage of the device according to the invention is that it can simultaneously serve for cooling, in that the lubricant is also used as a coolant. As a result, the known cooling devices, which mostly work with water as the coolant, and the associated drying devices, with which the water is to be removed from the drawn material, can be dispensed with. As a result, the technological difficulties that arise when drawing incompletely dried drawn material are eliminated from the outset.

Besondere Vorteile ergeben sich auch bei Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Granulatschüttung. Da das darin eingebrachte Schmiermittel ständig zum Behälterboden läuft und dort abfließt, ergibt sich im Behälter kein Flüssigkeitsstand und der Flüssigkeitsgehalt verringert sich vom Schmiermitteleinlauf bis zur Austrittsöffnung für den umzuformenden Werkstoff. Aus diesen Gründen verläßt der Werkstoff ohne Flüssigkeitstropfen, mit einem optimal dicken Schmiermittelfilm die Vorrichtung. Gesonderte Abstreifer sind nicht erforderlich. Hervorzuheben ist auch die große Intensität der Schmiermittelbeschichtung, bei der sogar etwa auf dem zu beschichtenden Umformgut vorhandene Verunreinigungen und anhaftende Teilchen mittels der Granulatschüttung abgerieben werden und damit auch bei solchem Umformgut die Ausbildung eines geschlossenen Schmiermittelfilms gewährleistet ist.There are also particular advantages when using the granulate bed provided according to the invention. Since the lubricant introduced therein constantly runs to the bottom of the container and flows there, there is no liquid level in the container and the liquid content decreases from the lubricant inlet to the outlet opening for the material to be formed. For these reasons, the material leaves the device without drops of liquid, with an optimally thick lubricant film. Separate wipers are not required. Also to be emphasized is the great intensity of the lubricant coating, in which even impurities and adhering particles present on the material to be coated are rubbed off by means of the granulate bed and thus the formation of a closed lubricant film is ensured even with such material to be formed.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist auch eine hohe Trocknungsgeschwindigkeit erzielbar. Dadurch ist es möglich, in kontinuierlich arbeitenden Umformanlagen, hohe -Drahtzeihgeschwindigkeiten zu realisieren, beispielsweise beim Ziehen von Draht, bei dem vor dem ersten Ziehstein und zwischen einzelnen Ziehstufen ein in einem Lösungsmittel enthaltener fester Schmierstoff aufgebracht wird. Der Gesundheits- und Brandschutz ist auch beim Einsatz organischer Lösungsmittel mit Hilfe der vorgesehenen Lösungsmittelabsaugung gewährleistet. Im Falle der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausnutzung der Umform- und Reibungswärme wird eine beträchtliche Steigerung des Dampfdruckes des Lösungs- und/oder Dispersionsmittels in der Schicht auf dem umzuformenden metallischen Werkstoff und damit eine erhebliche Steigerung der Trocknungsgeschwindigkeit erzielt. Bei einer Zwischenbeschichtung und -trocknung während des z.B. mehrstufigen Drahtziehens können so hohe Drahtziehgeschwindigkeiten realisiert werden. Die Energiebilanz des gesamten Umformprozesses, z.B. beim Drahtziehen, wird eindeutig verbessert, da zusätzlich aufzubringende Energie für die Verdampfungs- und/oder Verdunstungswärme von. außen nicht erforderlich ist bzw. auf ein Minimum reduziert wird.A high drying rate can also be achieved with the method according to the invention and the device for carrying out the method. This makes it possible to achieve high wire drawing speeds in continuously working forming systems, for example when drawing wire, in which a solid lubricant contained in a solvent is applied before the first drawing die and between individual drawing stages. Health and fire protection is also guaranteed when using organic solvents with the help of the provided solvent extraction. In the case of the utilization of the forming and frictional heat provided according to the invention, there is a considerable increase in the vapor pressure of the solvent and / or dispersion medium in the Layer on the metal material to be formed and thus a significant increase in the drying speed. With intermediate coating and drying during multi-stage wire drawing, for example, high wire drawing speeds can be achieved. The energy balance of the entire forming process, for example in wire drawing, is clearly improved because additional energy has to be applied for the heat of evaporation and / or evaporation from. outside is not required or is reduced to a minimum.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellungsweise:

  • Fig. 1 und 2: Vorrichtungen zum Aufbringen flüssiger Schmiermittel,
  • Fig. 3: die Einzelheit "X" von Fig. 1 und 2,
  • Fig. 4: eine weitere Vorrichtung zum Aufbringen flüssiger Schmiermittel,
  • Fig. 5 und 6: Trockenkanäle zur Trocknung der aufgebrachten flüssigen Schmiermittel.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. The accompanying drawings show in a schematic representation:
  • 1 and 2: Devices for applying liquid lubricants,
  • 3: the detail "X" of Fig. 1 and 2,
  • 4: another device for applying liquid lubricants,
  • 5 and 6: drying channels for drying the applied liquid lubricant.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein geschlossener, mit einem Schmiermittel 1 gefüllter Beschichtungsbehälter 2 innerhalb eines geschlossenen Schmiermittel-Auffangbehälters 3 angeordnet. Beide Behälter 2; 3 besitzen Eintrittsöffnungen 4; 5 und Austrittsöffnungen 6; 7, durch die das zu beschichtende Umformgut 8 hindurchgeführt wird. In die Austrittsöffnung 7 des Auffangbehälters 3 ist eine Düse 9 (siehe Fig. 3) eingesetzt, mit deren Hilfe ein definiert dicker Schmiermittelfilm erzeugt wird. Dem Beschichtungsbehälter 2 wird das Schmiermittel 1 kontinuierlich mittels einer Pumpe 10 aus einem geschlossenen Schmiermittel-Reservoir 11 über einen Schmiermittelzulauf 12 zugeführt. Der Auffangbehälter 3 nimmt das durch die Austrittsöffnung 6 austretende und das von der Düse 9 abgestreifte, für die jeweilige Beschichtung nicht benötigte Schmiermittel auf. Der Beschichtungsbehälter 2 und der Auffangbehälter 3 sind mit jeweils einem Schmiermittelablauf 13; 14 ausgestattet, welche in das Reservoir 11 münden. Zwischen dem Schmiermittelablauf 13 des Beschichtungsbehälters 2 und dem Reservoir 11 ist ein Kühler 15 eingeschaltet.In the device shown in FIG. 1, a closed coating container 2 filled with a lubricant 1 is arranged within a closed lubricant collecting container 3. Both containers 2; 3 have inlet openings 4; 5 and outlet openings 6; 7, through which the material to be coated 8 is passed. A nozzle 9 (see FIG. 3) is inserted into the outlet opening 7 of the collecting container 3, with the aid of which a defined lubricant film is produced. The lubricant 1 is fed continuously to the coating container 2 by means of a pump 10 from a closed lubricant reservoir 11 via a lubricant feed 12. The collecting container 3 receives the lubricant emerging through the outlet opening 6 and stripped from the nozzle 9 and not required for the respective coating. The coating container 2 and the collecting container 3 are each provided with a lubricant drain 13; 14 equipped, which open into the reservoir 11. A cooler 15 is switched on between the lubricant outlet 13 of the coating container 2 and the reservoir 11.

Die Vorrichtung gem. Fig. 2 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dadurch, daß die Pumpe 10 nicht direkt den Beschichtungsbehälter 2 speist, sondern ein Ausgleichsbehälter 16 zwischengeschaltet ist, in dem mittels der Pumpe 10 über einen Rücklauf 17 eine bestimmte Füllhöhe und damit ein definierter Schmiermitteldruck eingestellt bleiben. Zwischen der Düse 9 und der Austrittsöffnung 6 des Beschichtungsbehälters 2, ist ein Abstreifer 18 (siehe Fig. 3) angeordnet, welcher überflüssiges Schmiermittel vom Umformgut 8 abstreift. Der Abstreifer 18 ist als Ring mit konzentrisch angeordneten weichen Borsten ausgebildet. Als Schmiermittel 1 wird in Benzol oder Trichloräthylen gelöstes Kalziumstearat verwendet.The device acc. Fig. 2 differs from that described above in that the pump 10 does not feed the coating container 2 directly, but an expansion tank 16 is interposed, in which a certain fill level and thus a defined lubricant pressure remain set by means of the pump 10 via a return 17. Between the nozzle 9 and the outlet opening 6 of the coating container 2, a wiper 18 (see FIG. 3) is arranged, which wipes excess lubricant from the material to be formed 8. The scraper 18 is designed as a ring with concentrically arranged soft bristles. Calcium stearate dissolved in benzene or trichlorethylene is used as lubricant 1.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung ist ein mit einem Deckel dicht abgeschlossener Beschichtungsbehälter 19 vollständig mit einer Granulatschüttung 20 gefüllt. Die Granulatteilchen bestehen aus Polyäthylen, einem hydrophoben Polymerwerkstoff. Der Beschichtungsbehälter 19 besitzt eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung 21; 22, durch die das zu beschichtende Umformgut 8 hindurchgeführt wird. In der Nähe der Eintrittsöffnung 21 mündet in der Granulatschüttung 20 der Schmiermittelzulauf 12, welcher von der Schmiermittelpumpe 10 aus dem Schmiermittel-Reservoir 11 gespeist wird. Als Schmiermittel 1 wird in technischem Benzol oder in Trichloräthylen gelöstes Kalziumstearat verwendet. Ein Teil des in die Granulatschüttung 20 gespeisten Schmiermittels bildet auf dem Umformgut 8 einen Schmiermittelfilm, der andere, überschüssige Teil fließt zum Behälterboden und tropft durch ein Sieb 23 in einen Schmiermittelsammelraum 24. Von dort fließt das Schmiermittel über einen Schmiermittelablauf 25 in das Schmiermittel-Reservoir 11 zurück. Innerhalb der mit den Linien 26; 27 umrissenen Zone besteht in der Granulatschüttung ein sich selbsttätig einstellender Bereich mit hohem Schmiermittelgehalt. In diesem Bereich erfolgt die Beschichtung. Außerhalb dieses Bereiches wird überschüssiges Schmiermittel abgestreift und dadurch der aufgebrachte Schmiermittelfilm abgedühnt und homogenisiert.In the device shown in FIG. 4, a coating container 19 which is sealed off with a lid is completely filled with a granulate fill 20. The granulate particles consist of polyethylene, a hydrophobic polymer material. The coating container 19 has an inlet and an outlet opening 21; 22, through which the material to be coated 8 is passed. In the vicinity of the inlet opening 21, the lubricant feed 12, which is fed by the lubricant pump 10 from the lubricant reservoir 11, opens into the granulate fill 20. Calcium stearate dissolved in technical benzene or in trichlorethylene is used as the lubricant 1. A part of the lubricant fed into the granulate bed 20 forms a lubricant film on the material to be formed 8, the other, excess part flows to the bottom of the container and drips through a sieve 23 into a lubricant collecting space 24. From there, the lubricant flows via a lubricant drain 25 into the lubricant reservoir 11 back. Within the lines 26; In the 27 outlined zone, the granulate fill has an automatically adjusting area with a high lubricant content. The coating takes place in this area. Excess lubricant is wiped off outside of this area and the applied lubricant film is thereby evaporated and homogenized.

Das beschichtete Umformgut 8 wird durch einen Trockenkanal gemäß Fig. 5 oder 6 transportiert. Bei dem Trockenkanal 28 gemäß Fig. 5 sind zwischen Distanzrohren 29 Blenden 30 eingesetzt. Dabei haben die an den Enden des Trockenkanals 28 eingesetzten Blenden 30 kleinere Durchtrittsöffnungen für des Umformgut 8 als die innerhalb verwendeten. In die mittels der Blenden 30 erzeugten Kammern sind teilweise Stutzen 31 eingebracht, durch die eine dosierte Luftzuführung stattfindet. Mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten Luftabsaugvorrichtung wird über einen Absaugstutzen 32 durch den Trockenkanal 28 Raumluft gesaugt, die durch die Öffnungen in den äußeren Blenden 30 und über die Stutzen 31 eindringt. Mit Hilfe der inneren Blenden 30 und der über die Stutzen 31 eindringenden Luft werden im Trockenkanal 28 eine turbulente Luftströmung und Druckänderungen bewirkt. Mit der über die Stutzen 31 eindringenden Luft wird außerdem die Lösungsmittelkonzentration über der Schmiermittelschicht verringert. Das Luft- bzw. Trockenregime kann über eine Veränderung der vorhandenen Lufteintrittsöffnungen optimiert werden. Innerhalb des Trockenkanals 28 wird die Luft mittels Wärmequelle 33 in Form von Heizpatronen erwärmt. Außerdem wird das Umformgut 8 durch einen im Einlauf des Trockenkanals 28 angeordneten HF-Induktor 34 erwärmt. Die abgesaugt Luft, welche mit Lösungsmitteldämpfen angereichert ist, wird einer in der Zeichnung nicht dargestellten Lösungsmittelrückgewinnungsanlage zugeführt. Anstelle des in Fig. 5 dargestellten Trockenkanals kann auch der in Fig. 6 gezeigte verwendet werden. Zur Erzeugung einer turbulenten Luftströmung sind hierbei die in Fig. 5 dargestellten inneren Blenden 30 durch konisch verlaufende Düsen 35 ersetzt.The coated material to be formed 8 is transported through a drying tunnel according to FIG. 5 or 6. In the drying duct 28 according to FIG. 5, orifices 30 are inserted between spacer tubes 29. The apertures 30 used at the ends of the drying channel 28 have smaller through openings for the material to be formed 8 than those used inside. In the chambers produced by means of the orifices 30, nozzles 31 are partially introduced, through which a metered supply of air takes place. With the help of an air suction device, not shown in the drawing, room air is sucked in through a suction port 32 through the drying duct 28 and penetrates through the openings in the outer panels 30 and through the port 31. With the help of the inner diaphragms 30 and the air penetrating through the connecting pieces 31, a turbulent air flow and pressure changes are brought about in the drying duct 28. With the air entering through the nozzle 31, the solvent concentration above the lubricant layer is also reduced. The air or drying regime can be optimized by changing the existing air inlet openings. Inside the drying duct 28, the air is heated by means of heat source 33 in the form of heating cartridges. In addition, the formed material 8 is heated by an HF inductor 34 arranged in the inlet of the drying channel 28. The extracted air, which with Solvent vapors is enriched, is fed to a solvent recovery system, not shown in the drawing. Instead of the drying duct shown in FIG. 5, the one shown in FIG. 6 can also be used. To generate a turbulent air flow, the inner diaphragms 30 shown in FIG. 5 are replaced by conical nozzles 35.

Nach dem Verlassen des Trockenkanals 28 befindet sich auf dem Umformgut 8 ein homogener, fester und festhaftender Schmierstoffilm aus Kalziumstearat, der ausgezeichnete Schmierbedingungen beim nachfolgenden Umformen garantiert.After leaving the drying channel 28 there is a homogeneous, firm and firmly adhering lubricant film made of calcium stearate on the material to be formed 8, which guarantees excellent lubrication conditions during the subsequent forming.

Claims (9)

1. Method for coating and drying of liquid lubricants (1) onto the surface of metallic materials (8) being subjected to cold working, especially of lubricants (1) consisting of an organic solvent and solid or semi-solid lubricating substance, where the material to be worked (8) is carried via openings through a closed coating vessel (2, 19), which is a part of a closed lubricant circuit, and subsequently through a drying channel (28), is characterized in that the material to be worked (8), which is heated by preceding working processes or by means of an external source for the transfer of heat or energy, is directly lead through the coating vessel without internal transport rollers, where excess lubricant (1) overflowing from the openings (5, 6, 21, 22) is collected without any contact with ambient air and air with a turbulence and/or pressure gradient intentionally generated inside the channel is sucked or blown through the drying channel (28), and from which, in the case of its enrichment by organic solvent vapours, the solvent is recovered.
2. Method according to Claim 1 characterized in that the lubricant (1) and the working material (8) to be coated are put into contact within a bulk of granules (20) in the coating vessel (19).
3. Method according to Claim 2 characterized in that granules made from polymeric material are used, which exhibit hydrophobic properties and/or are foamed to open pores.
4. Method according to Claim 1 characterized in that along the drying channel (28) a dosed air supply and/or withdrawal takes place.
5: Apparatus for the operation according to one of the Claims 1 to 4, consisting of a closed coating vessel (2, 19) fed by liquid lubricant (1) and a subsequent drying channel (28) for the coated material (8), characterized in that the coating vessel (2) is situated within a closed lubricant-collecting tank (3) and has a lubricant feed point (12) and a discharge point (13, 14, 25), which are connected to each other to form an already known closed-lubricant circuit via a lubricant reservoir (11) and a lubricant pump (10), where the drying channel (28) is equipped by an air-sucking or air-blowing device and by elements to provoke a turbulent air flow and/or pressure gradient along the channel, and that in the case of using this device for lubricants (1) containing an organic solvent the drying channel (28) is coupled with a solvent-recovery device.
6. Apparatus according to Claim 5 characterized in that the coating vessel (2, 19) and the lubricant-collecting tank (3) are provided with inlet openings (4, 5,21) and outlet openings (6, 7, 22) for the working material (8) to be coated and a nozzle (9) is inserted into the outlet opening of the collecting tank (3) to maintain a controlled lubricant layer.
7. Apparatus according to Claim 5 characterized in that inside the coating vessel (19) near the inlet and outlet opening (21, 22) a bulk of granules (20) supported on a screen (23) is disposed, into which the lubricant feed entry (12) is lead, where below the screen (23) there is a lubricant-collecting vessel which is connected with the lubricant reservoir (11).
8. Apparatus according to Claim 5 characterized in that for the generation of the turbulent air stream and/or pressure gradient along the drying channel (28) there are baffles (30), separating the drying channel into compartments, or tapered nozzles (35).
9. Apparatus according to Claim 5 characterized in that for the generation of turbulent air stream and for the reduction of solvent concentration the drying channel (28) is provided by connections (31) by which air is fed or discharged.
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