EP0675770A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer schmierstoffträgerschicht insbesondere auf ein im ziehverfahren zu verformendes drahtmaterial - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer schmierstoffträgerschicht insbesondere auf ein im ziehverfahren zu verformendes drahtmaterialInfo
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- EP0675770A1 EP0675770A1 EP94930962A EP94930962A EP0675770A1 EP 0675770 A1 EP0675770 A1 EP 0675770A1 EP 94930962 A EP94930962 A EP 94930962A EP 94930962 A EP94930962 A EP 94930962A EP 0675770 A1 EP0675770 A1 EP 0675770A1
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Classifications
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Definitions
- the present invention relates to a method for applying a surface lubricant carrier layer to a material to be subsequently deformed in a cold forming process, in particular to a wire material to be deformed in the drawing method, a solid lubricant subsequently being able to be applied to the lubricant carrier layer.
- the invention also relates to a special device for carrying out this method and a novel substance for use in the method according to the invention, i.e. to form the lubricant carrier layer.
- this lubricant carrier layer can also be formed by so-called phosphating (see Lueger, volume 8, page 546).
- the lubricant carrier fills the valleys of the rough material surface (underground filler) and thus serves to anchor an actual separating lubricant to be applied subsequently.
- wire drawing is usually a solid lubricant based on soap, especially a metal soap, such as lithium stearate (so-called "dry pulling", see Lueger, volume 8, page 124).
- the wire is drawn through a carbide or diamond drawing nozzle and its cross-section is reduced and elongated (plastic, essentially non-cutting deformation).
- the drawing nozzle is preceded by a container in which the solid lubricant is located Is in powder form, and the wire passes through this lubricating powder and constantly takes particles with it, which then form a "lubricating film" in the drawing nozzle.
- the present invention is therefore based on the object of reducing the outlay for applying a lubricant carrier layer and preferably also for the required material pretreatment, but at the same time ensuring an at least consistently good separating lubrication during the subsequent cold-forming process .
- productivity should even be increased by improved lubrication properties.
- this is first achieved by means of a new type of dry coating process, with an equally new type of dry carrier material, ie a carrier material which is in the "dry phase” and not dissolved in water or another solvent, in the cold state (approximately usual room temperature) is applied.
- This preferably powdery and / or granular dry carrier material is preferably applied mechanically by pressing or pressing.
- the complex wet chemical processes are therefore unnecessary.
- the dry carrier material according to the invention consists of a preferably powder and / or granular dry formulation which - as a "reactive component" - contains a soap portion, in particular a metal soap ; and preferably - as "non-reactive component” - contains certain fillers.
- non-reactive component fillers
- the preferably contained “non-reactive component” brings about good adhesion to the material surface by filling in the unevenness due to the small particle size of the fillers and thus acting as a primer or adhesion promoter.
- the "reactive component” can - depending on the amount of its content in the dry substance - already provide sufficient lubrication for the subsequent forming process (eg wire drawing), so that a further lubricant may possibly be entirely unnecessary.
- an "actual lubricant” is preferably added, which can be a known solid lubricant with metal soap components.
- the soap components of the dry carrier material according to the invention and of the dry lubricant then react with one another, in particular by pH compensation, in such a way that the dry lubricant adheres well to the material via the lubricant carrier layer produced according to the invention.
- a special device for applying the new dry carrier material as a lubricant carrier layer has a “dry coating container” for holding a large number of loose pressure bodies and a certain amount of the dry carrier material, with the formation of the lubricant carrier layer on the material arranged at least in regions within the container the pressure body surrounding the material can be set in motion in such a way that Uniform contact contacts over the surface of the material mechanically press, rub or press the dry carrier material between them onto the surface of the material.
- the rather small particles of the dry substance are firmly pressed into the existing material roughness.
- the device can have a screw, injector or dry dipping system; a preferred embodiment of the device according to the invention will be explained in more detail in the description of the figures.
- the invention makes the coating extremely simple and economical to carry out. It is only necessary to fill the dry carrier material for the pressure bodies in the container. In the following, it then only needs to be ensured that there is always a sufficient "reservoir", ie the dry carrier material only needs to be supplemented by the amount consumed. Disposal or basic emptying is advantageously completely eliminated.
- the pressure elements can advantageously also be formed by the dry carrier material itself, in that it consists of larger particles or parts in granule or pellet form.
- different shapes and / or sizes are preferably combined with one another in such a way that a coarse fraction and a fine fraction are formed, the coarse fraction acting as a pressure body and at the same time rubbing to form finer particles, which then mechanically separate from the larger particles on the material surface be pressed on.
- the fine fraction thus arises practically "by itself", so that essentially only the coarse fraction needs to be refilled.
- a device which is very similar to the coating device according to the invention is preferably provided, which has a container for holding a large number of loose, dimensionally stable grinding media which surround the material arranged at least in regions within the container and can be set in motion in such a way that they pass through the material - Evenly touching the surface mechanically remove the backing.
- the wire can be treated in a straight line in the pulling direction in a continuous process, so that there is no unforeseen or undefined elongation of the wire.
- FIG. 1 is a highly schematic basic view of a wire drawing device with components according to the invention
- FIG. 2 shows a plan view in the direction of arrow II according to FIG. 1 of a "descaling device" according to the invention
- FIG. 3 shows a longitudinal vertical section through the descaling device in the section plane III-III according to FIG. 2,
- FIG. 4 shows a plan view in the direction of arrow IV according to FIG. 1 of a “dry coating device” according to the invention
- FIG. 5 shows a longitudinal vertical section through the coating device in the section plane V-V according to FIGS. 4 and
- FIG. 6 shows a transverse vertical section through the descaling or coating device in the section plane VI-VI according to FIG. 3 or FIG. 5.
- a wire material 1 preformed by hot rolling is cold-formed in a continuous pass, the so-called drawing process, for which purpose it is at least one drawing station 2, but usually successively by several Pull stations one after the other, is pulled.
- Each drawing station 2 consists, in a manner known per se, of a drawing nozzle 4 (drawing die, in particular made of diamond or hard metal) and one of these upstream lubricant containers 6, in which there is a powdered solid lubricant based on metal soap, through which the wire material 1 is drawn. that lubricant particles adhere to the wire and are taken into the drawing nozzle 4 in the direction of arrow 7 and form a separating lubricating film there.
- a previous descaling (removal of a surface oxide layer) is provided, and on the other hand after the descaling in a coating device 10 according to the invention a lubricant carrier layer is provided on the surface of the wire material 1 forms, and according to the invention in a novel dry coating process, which will be discussed in more detail below.
- the descaling of the wire material 1 takes place in particular mechanically (dry descaling) and can be carried out by repeatedly bending the wire material 1 in a known bending descaling device 12 by deflecting the wire material 1 several times via deflection rollers or rollers 14.
- a novel “linear descaling device” 16 is provided according to the invention.
- This descaling device 16 will now be explained in more detail with reference to FIGS. 2, 3 and 6.
- she has a trough-like container 18 for receiving a large number of loose grinding bodies 20 (only shown in FIG. 3), which surround the material 1 arranged at least in some areas within the container 18 and can be set in motion in such a way that they are moved by Remove the scale layer mechanically from the material surface, even contact contacts (mechanical pressure, impact and / or friction).
- a conveyor screw 22 is preferably mounted within the container 18 so that it can be driven in rotation.
- This screw conveyor 22 consists of a worm shaft 24 and a web-like worm gear 26 that winds helically around the worm shaft 24.
- the worm gear 26 has a cylindrical lateral surface in the axial projection, and the bottom of the container 18 is accordingly concavely curved such that the worm gear 26 is slightly spaced from the container bottom over a circumferential gap.
- the worm shaft 24, which is in particular arranged approximately horizontally, has an axial machining channel 28 for the passage of the wire material 1.
- the worm shaft 24 is practically tubular.
- the screw shaft 24 has a radial passage opening 30, 32 for the grinding media 20, the screw conveyor 22 being driven in the direction of the arrow 34 depending on its screw thread direction in such a way that the grinding media 20 - see this 3 - be moved in a circuit, specifically outside the processing channel 28 and the worm shaft 24 in the container 18 in a direction opposite to the drawing direction (arrows 36) of the wire material 1 (arrow 38), then through the first Passage opening 30 inwards into the processing channel 28 into and there in the direction of drawing 36, where they are mainly carried along by the wire material 1 moving in this direction and during which remove the scale layer by constant contact and thereby form scale particles 40.
- the grinding bodies 20 together with the scale particles 40 then exit the machining channel 28 again via the second passage opening 32 of the worm shaft 24, in particular due to gravity, and into the region of the container 18 surrounding the screw conveyor 22.
- the grinding media 20 are then moved back in the direction of arrow 38, etc ..
- the container 18 in its lower region, ie in the region of its base, Sieböffnun ⁇ gene 42 such that the scale particles 40 fall due to gravity from the container 18 (see arrow 44 in Fig. 3), while the grinding media 20 are kept in circulation in the container 18.
- lugs 46 are expediently arranged in a distribution that is uniform over the length and the circumference of the machining channel 28.
- the lugs 46 are preferably arranged radially and can be formed by pins or rivets which are inserted into the wall of the hollow worm shaft 24 and fastened there.
- cross-sectional constrictions (not shown) distributed over its length can also be formed within the machining channel 28.
- Det be so as to generate a pressure on the wire material 1 via the grinding media 20.
- an axial wire inlet opening 48 leading into the container 18 and the processing channel 28 is provided on the one hand, and an axial wire outlet opening leading outwards from the processing channel 28 and the container 18 on the other hand 50, wherein the inlet opening 48 and the outlet opening 50 each have a preferably slightly larger diameter than the wire material 1 in order to enable a practically friction-free relative movement.
- a scraper for retaining the scale particles 40, that is to wipe 'or cleaning may be provided (not shown).
- the grinding media 20 to be used according to the invention are preferably at least approximately spherical and consist of a relatively hard, dimensionally stable material, in particular of ceramic material or of steel. Magnesium silicate or aluminum oxide is particularly suitable.
- the diameter of the grinding media 20 is preferably in the range from 3 mm to 25 mm.
- the dry coating device 10 according to the invention, which has already been briefly mentioned above, will now be explained in more detail.
- this device 10 corresponds principally and structurally largely to the descaling device 16 according to the invention, so that for more detailed information reference can be made to the above description in this regard, the same parts each having the same Reference numerals are provided. In the following, only specific differences will be discussed in more detail.
- the container 18 thus serves the coating device 10 to accommodate a large number of loose pressure bodies 52, which basically correspond to the grinding bodies 20 of the descaling device 12 and / or can be formed from larger particles (pellets) of a special dry carrier material 54.
- this special dry carrier material 54 is poured into the container 18 in powder and / or granule form — optionally in addition to the dimensionally stable pressure bodies 52.
- the pressure bodies 52 can be set in motion within the container 18 such that they mechanically apply the finer dry carrier material 54 contained between them as a lubricant carrier layer to the surface of the material 1 by means of uniform contact contacts across the material surface. This is practically a pressing, pressing, rolling or rubbing, whereby in any case the particles are pressed into the surface depressions of the material 1.
- the movement of the pressure bodies 52 is also brought about essentially by the screw conveyor 22.
- the wire inlet opening 48 here also preferably has a slightly larger diameter than the wire material 1, in order to ensure a smooth or low-friction movement .
- the outlet opening 50 is preferably adapted in its diameter to the wire material 1 and the desired layer thickness of the lubricant carrier layer in such a way that the desired layer thickness is achieved by stripping off a part of the - actually "thicker" formed within the processing channel 28 - Lubricant • carrier layer is set.
- the pressure elements 52 can correspond to the grinding elements 20 of the descaling device 16, and / or at least a partial amount of the pressure elements are formed by the then - granulate or "pellet" -shaped dry carrier material 54 itself.
- the container 18 of the coating device 10 is of course closed in its lower, tub-like area, ie has no screen openings or the like as the descaling device 16.
- a dry carrier material 54 is preferably used, which consists of a particular powdery and / or granular dry formulation which preferably contains fillers and a soap portion in certain proportions.
- the fillers primarily adhere to the material 1 and for this purpose preferably consist at least in part of metal oxides and / or metal salts.
- the soap portion consists in particular of a metal soap or of a mixture of several (for example two) metal soaps and provides a primer for a dry lubricant to be subsequently applied in the drawing station 2 by reacting the soap portions with one another.
- the dry formulation according to the invention preferably contains a relatively high filler content of in particular about 70 to 98% by weight and a relatively low soap content of in particular about 2 to 30% by weight.
- a soap-based dry lubricant with a very high soap content and a low filler content can then preferably be used. According to the invention, it is therefore a "shift" of the fillers causing the adhesion to the material into the dry carrier material according to the invention.
- the low percentage of soap in the dry carrier material only acts as a connection component to the solid lubricant. According to the invention, however, it can also be provided that the dry carrier material already has sufficient lubricating properties due to a higher percentage of soap, so that it may even be possible to dispense with a solid lubricant to be applied subsequently.
- Fillers about 38% by weight of titanium dioxide, about 38% by weight of lithium phosphate and about 15% by weight of magnesium oxide as well
- Soap content about 9% by weight zinc stearate.
- Potassium soaps have special advantages in that quick and easy cleaning of lubricants is required for the finished material.
- a water-soluble lubricant layer can advantageously be achieved with potassium soap components.
- a dry carrier material based on potassium soap shares has the following advantages over, for example, potassium and sodium soap shares:
- a dry carrier material with a potassium soap content is advantageously suitable for doing without a subsequent solid lubricant during the drawing process and nevertheless producing good lubricating properties, especially if the potassium soap content is above 70%.
- Materials which have been coated with potassium soap dry carrier material can advantageously also be processed very well in a subsequent wet shaping process or wet drawing process, without the need for a further lubricating component.
- the dry-coated material only needs to be exposed to water, which immediately results in a surface that can be deformed in terms of lubrication technology, namely by means of emulsion or dispersion, depending on the exact drying recipe.
- the following surprising advantage also arises that the adhesion properties of the deformed material or wire with other materials, such as rubber, are influenced very positively. This represents a major advantage for the tire industry, for example represents, where steel wires are connected with rubber (steel cord - tyrecord wire).
- Such formulations are used wherever the coating is highly insoluble, e.g. arrives for sealing the surface (so-called separating lubrication).
- a connection or reaction of the dry carrier with a solid lubricant or wet lubricant (also mineral oil) or water does not take place.
- the descaling device 16 is not limited to use in or before the coating method according to the invention, but can also be used independently of it, i.e. can also be used detached from a cold forming process for removing an oxide layer or the like surface layer - for example before a subsequent painting process or the like.
- the coating device 10 can in principle be used for any type of dry coating, ie not only for applying lubricants or lubricant carriers, but also, for example, for the formation of corrosion protection layers or similar coatings that are Leave to dry.
- a coating material in dry form is then filled into the pressure bodies and / or as pressure body in the container 18.
- the device 10 or 16 is thus generally said to be a "device for applying or removing a surface layer onto or from a material, in particular onto / from wire material in a continuous pass", which also can be used regardless of the specific application in cold forming processes.
- the invention is thus not limited to the specific embodiment and application example shown and described, but also includes all the embodiments, variants and applications having the same effect in the sense of the invention. Furthermore, the invention is in no way limited to the features contained in each of the independent claims, but can also be defined by any other combination of certain features of all the individual features disclosed in the application as a whole. This means that practically every single feature of each independent claim can be omitted or replaced by at least one single feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claims have so far only been understood as a first attempt at formulating an invention.
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Schmierstoffträgerschicht insbesondere auf ein im Ziehverfahren zu verformendes Drahtmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf¬ bringen einer oberflächigen Schmierstoffträgerschicht auf ein nachfolgend in einem Kaltumformverfahren zu verformen¬ des Material, insbesondere auf ein im Ziehverfahren zu ver¬ formendes Drahtmaterial, wobei auf die Schmierstoffträger¬ schicht nachfolgend ein Festschmierstoff aufbringbar ist .
Ferner betrifft die Erfindung auch eine spezielle Vor¬ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie einen neuartigen Stoff zur Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, d.h. zur Bildung der Schmierstoffträgerschicht.
Es ist bekannt (vergleiche beispielsweise Lueger, Lexikon der Technik, Band 8, Seiten 545 bis 547) , bei Kaltumform¬ verfahren, wie insbesondere beim Drahtziehen, aber auch beim Rohrziehen, Tiefziehen und Kaltwalzen, zwischen dem zu bearbeitenden Material (Werkstück) und dem jeweiligen Werk¬ zeug ein Trennschmiermittel aufzubringen. Hierzu wird das - üblicherweise durch Warmverformung, insbesondere Walzen, vorgeformte - Rohmaterial zunächst entzundert, d.h. eine
auf dem Material gebildete Oxidschicht (insbesondere bei der Warmverformung gebildete Zunderschicht, aber auch Rost) wird beseitigt, um eine metallisch blanke Oberfläche zu er¬ halten (vergleiche Lueger, Band 5, Seite 183) . Bei Draht wird meist ein mehrfacher Biegevorgang zum Entzundern ange¬ wendet, wobei der Draht um mehrere Umlenkrollen geführt wird, was aber nachteiligerweise bereits auch zu einer nicht definierbaren Verformung (Längung) führt, die eigent¬ lich erst definiert bei den anschließenden Ziehvorgängen erfolgen sollte. Für eine vollständige, restlose Entfernung der Oxidschicht muß bisher zudem ein Beizvorgang erfolgen; für dieses Beizen wird das Material - im Falle von Draht in einem zu Ringen (sogenannte Coils) aufgerollten Zustand - in ein Säurebad getaucht (pH-Wert-Absenkung auf ca. 1) und anschließend (zur pH-Wert-Anhebung auf ca. 6 bis 7) gewäs¬ sert. Üblicherweise schließt sich hieran eine weitere Neu¬ tralisation in einem Kalkbad an; durch dieses sogenannte Kalken wird gleichzeitig eine Schmierstoffträgerschicht gebildet. Alternativ hierzu kann diese Schmierstoffträger¬ schicht auch durch sogenanntes Phosphatieren gebildet wer¬ den (vergleiche Lueger, Band 8, Seite 546) . Der Schmier¬ mittelträger füllt die Täler der rauhen Materialoberfläche aus (Untergrundfüller) und dient somit zur Verankerung eines nachfolgend aufzubringenden, eigentlichen Trenn¬ schmiermittels. Beim Drahtziehen handelt es sich dabei heute üblicherweise um einen Festschmierstoff auf Seifen¬ basis, insbesondere Metallseifenbasis, wie z.B. Lithium- Stearat (sogenanntes "Trockenziehen", vergleiche Lueger, Band 8, Seite 124) . Der Draht wird bei jedem Ziehvorgang durch eine Ziehdüse aus Hartmetall oder Diamant gezogen und dabei im Querschnitt reduziert und gelängt (plastische, im wesentlichen spanlose Verformung) . Der Ziehdüse ist einen Behälter vorgeordnet, in dem sich der Festschmierstoff in
Pulverform befindet, und der Draht durchläuft dieses Schmierpulver und nimmt ständig Partikel mit, die dann in der Ziehdüse einen "Schmierfilm" bilden.
Bei diesem bekannten Verfahren ist nun der große Aufwand der Vorbehandlung des Materials ein gravierender Nachteil. Vor allem das "naßchemische Verfahren" - Entfetten, Beizen, Passivierung,Naßbeschichtung (Kälken/Phosphatieren) - führt zu hohen Betriebskosten sowie auch in zunehmendem Maße zu erheblichen Entsorgungskosten der Säuren sowie Neutralisa- tions- und Kalk-/Phosphatschlämme.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun- -de, den Aufwand für das Auftragen einer Schmiermittel- trägerschicht und vorzugsweise auch für die erforderliche Material-Vorbehandlung zu reduzieren, dabei aber eine zu¬ mindest gleichbleibend gute Trennschmierung während des an¬ schließenden Kaltumformverfahrens zu gewährleisten. Insbe¬ sondere soll durch verbesserte Schmiereigenschaften sogar die Produktivität noch erhöht werden.
Erfindungsgemäß wird dies zunächst durch ein neuartiges Trockenbeschichtungsverfahren erreicht, wobei zur Bildung der Schmierstoffträgerschicht ein ebenso neuartiges Trok- kenträgermaterial, d.h. ein sich in der "trockenen Phase" befindendes, nicht in Wasser oder einem anderen Lösungs¬ mittel gelöstes Trägermaterial, in kaltem Zustand (etwa übliche Raumtemperatur) aufgebracht wird. Dieses vorzugs¬ weise pulver- und/oder granulatförmige Trockenträgermateri¬ al wird vorzugsweise mechanisch durch Aufpressen bzw. An¬ drücken aufgebracht. Es erübrigen sich somit die aufwendi¬ gen naßchemischen Verfahren.
Das erfindungsgemäße Trockenträgermaterial besteht aus einer vorzugsweise pulver- und/oder granulatförmigen Trok- kenrezeptur, die - als "reaktive Komponente" - einen Seifenanteil, insbesondere eine Metallseife; und vorzugs¬ weise - als "nichtreaktive Komponente" - bestimmte Füll¬ stoffe enthält. Die bevorzugt enthaltene "nichtreaktive Komponente" (Füllstoffe) bewirkt eine gute Haftung auf der Materialoberfläche, indem sie - bedingt durch eine geringe Partikelgröße der Füllstoffe - die Unebenheiten ausfüllt und somit als Haftgrund bzw. Haftvermittler wirkt. Die "reaktive Komponente" kann - je nach Höhe ihres in der Trockensubstanz enthaltenen Anteils - bereits eine hinrei¬ chende Schmierung für den anschließenden Umformvorgang -(z.B. Drahtziehen) bewirken, so daß gegebenenfalls ein weiteres Schmiermittel ganz entbehrlich sein kann. Vorzugs¬ weise wird aber ein "eigentliches Schmiermittel" zugesetzt, bei dem es sich um einen bekannten Festschmierstoff mit Metallseifenanteilen handeln kann. Die Seifenanteile des erfindungsgemäßen Trockenträgermaterials und des Trocken¬ schmiermittels reagieren dann insbesondere durch pH-Wert- Ausgleich derart miteinander, daß eine gute Haftung des Trockenschmiermittels über die erfindungsgemäß hergestellte Schmiermittelträgerschicht auf dem Material erreicht wird.
Eine spezielle Vorrichtung zum Aufbringen des neuen Trok- kenträgermaterials als Schmiermittelträgerschicht weist erfindungsgemäß einen "Trockenbeschichtungs-Behälter" zur Aufnahme einer Vielzahl von losen Andruckkörpern sowie einer bestimmten Menge des Trockenträgermaterials auf, wobei zur Bildung der Schmierstoffträgerschicht auf dem jeweils zumindest bereichsweise innerhalb des Behälters angeordneten Material die das Material umgebenden Andruck¬ körper derart in Bewegung versetzbar sind, daß sie durch
über die Materialoberfläche hinweg gleichmäßige Berührungs- kontakte das zwischen ihnen enthaltene Trockenträgermateri¬ al auf die Oberfläche des Materials mechanisch aufpressen, aufreiben bzw. andrücken. Die recht kleinen Partikel der Trockensubstanz werden hierduch fest in die vorhandene Material-Rauhigkeit eingedrückt. Die Vorrichtung kann ein Schnecken-, Injektor- oder Trockentauchsystem aufweisen; eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung wird in der Figurenbeschreibung noch genauer er¬ läutert werden. Durch die Erfindung ist die Beschichtung außerordentlich einfach und wirtschaftlich durchführbar. Es braucht lediglich das Trockenträgermaterial zu den Andruck- körpern in den Behälter eingefüllt zu werden. Nachfolgend braucht dann nur noch dafür gesorgt zu werden, daß stets ein ausreichendes "Reservoir" vorhanden ist, d.h. das Trockenträgermaterial braucht lediglich jeweils um die Ver¬ brauchsmenge ergänzt zu werden. Eine Entsorgung oder Grund¬ entleerung entfällt vorteilhafterweise gänzlich.
Die Andruckkörper können mit Vorteil auch von dem Trocken¬ trägermaterial selbst gebildet sein, indem dieses in Granu¬ lat- bzw. Pelletform aus größeren Partikeln bzw. Teilen be¬ steht. Hierbei werden vorzugsweise unterschiedliche Formen und/oder Größen so miteinander kombiniert, daß ein Grob¬ anteil und ein Feinanteil entsteht, wobei der Grobanteil als Andruckkörper wirkt und sich dabei gleichzeitig unter Bildung von feineren Partikeln zerreibt, die dann von den größeren Partikeln auf der Materialoberfläche mechanisch aufgepreßt werden. Der Feinanteil entsteht somit praktisch "von selbst", so daß im wesentlichen nur der Grobanteil nachgefüllt zu werden braucht .
Im Zusammenhang mit der Erfindung ist es nun ferner beson-
ders vorteilhaft, wenn auch das vorausgehende, obligatori¬ sche Entzundern, d.h. das Entfernen der Oxidschicht, in einem Trockenverfahren erfolgt. Hierzu ist vorzugsweise eine zur erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung ganz ähnliche Vorrichtung vorgesehen, die einen Behälter zur Aufnahme einer Vielzahl von losen, formstabilen Mahlkörpern aufweist, die das jeweils zumindest bereichsweise innerhalb des Behälters angeordnete Material umgeben und derart in Bewegung versetzbar sind, daß sie durch über die Material- Oberfläche hinweg gleichmäßige Berührungskontakte die Zun¬ derschicht mechanisch entfernen. Hierbei ist bei einer spe¬ ziellen Anwendung beim Drahtziehen von besonderem Vorteil, daß der Draht geradlinig in Zugrichtung im Durchlaufver- -fahren behandelt werden kann, so daß dabei keine unvorher¬ gesehene bzw. Undefinierte Längung des Drahtes auftritt.
Vorteilhafte Weiterbildungen und besondere Ausführungs- formen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen An¬ sprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung enthalten.
Anhand der Zeichnung soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei wird beispielhaft der spezielle Anwendungsfall der Erfindung beim "Drahtziehen" behandelt, ohne jedoch die Erfindung hierauf zu beschränken. Vielmehr können die grundlegenden erfindungsgemäßen Maßnahmen auch im Zusammenhang mit anderen Umformverfahren angewandt wer¬ den, wie z.B. beim Rohrziehen, Tiefziehen und Kaltwalzen.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine stark schematische Prinzipansicht einer Drahtzieh-Einrichtung mit erfindungsgemäßen Komponenten,
Fig. 2 eine Draufsicht in Pfeilrichtung II gemäß Fig. 1 einer erfindungsgemäßen "Entzunderungsvorrich- tung" ,
Fig. 3 einen Längs-Vertikalschnitt durch die Entzunde- rungsvorrichtung in der Schnittebene III-III gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht in Pfeilrichtung IV gemäß Fig. 1 einer erfindungsgemäßen "Trocken-Beschichtungs- vorrichtung" ,
Fig. 5 einen Längs-Vertikalschnitt durch die Beschich- tungsvorrichtung in der Schnittebene V-V gemäß Fig. 4 und
Fig. 6 einen Quer-Vertikalschnitt durch die Entzunde- rungs- bzw. Beschichtungsvorrichtung in der Schnittebene VI-VI gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 5.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Jede eventuell nur einmal unter Bezugnahme auf eine der Zeich¬ nungsfiguren vorkommende Beschreibung eines Teils gilt daher analog auch für die anderen Zeichnungsfiguren, in denen dieses Teil mit dem entsprechenden Bezugszeichen ebenfalls zu erkennen ist.
Gemäß Fig. 1 wird ein durch Warmwalzen vorgeformtes Draht- material 1 im kontinuierlichen Durchlauf, dem sogenannten Ziehverfahren, kaltverformt, wozu es durch mindestens eine Ziehstation 2, üblicherweise aber sukzessive durch mehrere
Ziehstationen nacheinander, gezogen wird. Jede Ziehstation 2 besteht in an sich bekannter Weise aus einer Ziehdüse 4 (Ziehmatrize insbesondere aus Diamant oder Hartmetall) und einem dieser vorgeordneten Schmierstoff-Behälter 6, in dem sich ein insbesondere pulverförmiger Festschmierstoff auf Metallseifenbasis befindet, durch den das Drahtmaterial 1 so hindurchgezogen wird, daß Schmierstoffpartikel am Draht anhaften und in Pfeilrichtung 7 in die Ziehdüse 4 hinein mitgenommen werden und dort einen Trennschmierfilm bilden.
Um nun die Haftung des Festschmierstoffes am Material 1 zu verbessern, ist einerseits eine vorhergehende Entzunderung (Entfernung einer oberflächigen Oxidschicht) vorgesehen, und andererseits wird nach der Entzunderung in einer erfin¬ dungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 10 eine Schmierstoff¬ trägerschicht auf der Oberfläche des Drahtmaterials 1 ge¬ bildet, und zwar erfindungsgemäß in einem neuartigen Trocken-Beschichtungsverfahren, worauf weiter unten genauer eingegangen werden wird.
Das Entzundern des Drahtmaterials 1 erfolgt insbesondere mechanisch (Trocken-Entzunderung) und kann durch mehrmali¬ ges Biegen des Drahtmaterials 1 in einer bekannten Biege- Entzunderungsvorrichtung 12 durchgeführt werden, indem das Drahtmaterial 1 mehrmals über Umlenkrollen bzw.- walzen 14 umgelenkt wird. Zusätzlich, vorzugsweise aber alternativ zu der bekannten Biege-Entzunderungsvorrichtung 12 (weshalb diese in Fig. 1 auch in eckigen Klammern dargestellt ist) ist erfindungsgemäß eine neuartige "Linear-Entzunderungs- vorrichtung" 16 vorgesehen.
Diese erfindungsgemäße Entzunderungsvorrichtung 16 soll nun anhand der Fig. 2, 3 und 6 genauer erläutert werden. Sie
besitzt einen wannenartigen Behälter 18 zur Aufnahme einer Vielzahl von losen Mahlkörpern 20 (nur in Fig. 3 einge¬ zeichnet) , die das jeweils zumindest bereichsweise inner¬ halb des Behälters 18 angeordnete Material 1 umgeben und derart in Bewegung versetzbar sind, daß sie durch über die Materialoberfläche hinweg gleichmäßige Berührungskontakte (mechanischer Druck, Schlag und/oder Reibung) die Zunder¬ schicht mechanisch entfernen. Um die Mahlkörper 20 in Bewe¬ gung zu versetzen, ist bevorzugt innerhalb des Behälters 18 eine Förderschnecke 22 rotationsantreibbar gelagert. Diese Förderschnecke 22 besteht aus einer Schneckenwelle 24 und einem sich schraubenlinienförmig um die Schneckenwelle 24 windenden, stegartigen Schneckengang 26. Wie sich aus der Schnittansicht in Fig. 6 ergibt, besitzt der Schneckengang 26 in der axialen Projektion eine zylindrische Mantel¬ fläche, und der Boden des Behälters 18 ist entsprechend derart konkav gewölbt, daß der Schneckengang 26 über einen Umfangsspalt geringfügig vom Behälterboden beabstandet ist . Die insbesondere etwa horizontal angeordnete Schneckenwelle 24 weist einen axialen Bearbeitungskanal 28 zum Durchführen des Drahtmaterials 1 auf . Somit ist die Schneckenwelle 24 praktisch rohrförmig ausgebildet. In ihren beiden inner¬ halb des Behälters 18 liegenden Endbereichen besitzt die Schneckenwelle 24 jeweils eine radiale Durchtrittsoffnung 30, 32 für die Mahlkörper 20, wobei die Förderschnecke 22 in Abhängigkeit von ihrer Schneckengewinderichtung derart in Pfeilrichtung 34 angetrieben wird, daß die Mahlkörper 20 - siehe hierzu insbesondere Fig. 3 - in einem Kreislauf be¬ wegt werden, und zwar außerhalb des Bearbeitungskanals 28 und der Schneckenwelle 24 im Behälter 18 in einer der Zieh¬ richtung (Pfeile 36) des Drahtmaterials 1 entgegengesetzten Richtung (Pfeil 38) , dann durch die erste Durchtrittsöff¬ nung 30 hindurch nach innen in den Bearbeitungskanal 28
hinein und dort in Ziehrichtung 36, wobei sie hauptsächlich von dem sich in dieser Richtung bewegenden Drahtmaterial 1 mitgenommen werden und während dessen durch ständige Berüh¬ rungskontakte die Zunderschicht entfernen und hierdurch Zunderpartikel 40 bilden. Im Endbereich des Bearbeitungs- kanals 28 treten dann die Mahlkörper 20 zusammen mit den Zunderpartikeln 40 über die zweite Durchtrittsöffnung 32 der Schneckenwelle 24 wieder insbesondere Schwerkraft- bedingt aus dem Bearbeitungskanal 28 aus und in den die Förderschnecke 22 umgebenden Bereich des Behälters 18 ein. Hier werden die Mahlkörper 20 dann wieder in Pfeilrichtung 38 bewegt usw.. Um die dann zwischen den Mahlkörpern 20 enthaltenen Zunderpartikel 40 aus dem Behälter 18 zu ent- 'fernen, besitzt zweckmäßigerweise der Behälter 18 in seinem unteren Bereich, d.h. im Bereich seines Bodens, Sieböffnun¬ gen 42 derart, daß die gebildeten Zunderpartikel 40 schwer- kraftbedingt aus dem Behälter 18 fallen (siehe den Pfeil 44 in Fig. 3) , während die Mahlkörper 20 im Behälter 18 weiter in Umlauf gehalten werden. Zur Intensivierung der Bewegun¬ gen der Mahlkörper 20 innerhalb des Bearbeitungskanals 28 ist es besonders vorteilhaft, wenn innerhalb des Bearbei¬ tungskanals 28 nach innen in Richtung des vorzugsweise zen¬ trisch verlaufenden Drahtmaterials 1 weisende Ansätze 46 zum Durchmischen und Verwirbeln der Mahlkörper 20 vorge¬ sehen sind. Zweckmäßigerweise sind diese Ansätze 46 in einer über die Länge und den Umfang des Bearbeitungskanals 28 gleichmäßigen Verteilung angeordnet. Die Ansätze 46 sind bevorzugt radial angeordnet und können durch Stifte oder Niete gebildet sein, die in die Wandung der hohlen Schnek- kenwelle 24 eingesetzt und dort befestigt sind. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansätzen 46 können auch innerhalb des Bearbeitungskanals 28 über dessen Länge verteilt ange¬ ordnete Querschnittsverengungen (nicht dargestellt) gebil-
det sein, um so über die Mahlkörper 20 eine Pressung auf das Drahtmaterial 1 zu erzeugen. Zum Durchführen des Draht- materials 1 durch den Bearbeitungskanal 28 ist einerseits eine in den Behälter 18 und in den Bearbeitungskanal 28 führende, axiale Draht-EinlaufÖffnung 48 vorgesehen sowie andererseits eine axiale, aus dem Bearbeitungskanal 28 und dem Behälter 18 nach außen führende Draht-AuslaufÖffnung 50, wobei die EinlaufÖffnung 48 und die AuslaufÖffnung 50 jeweils einen vorzugsweise geringfügig größeren Durchmesser als das Drahtmaterial 1 aufweisen, um eine praktisch rei¬ bungsfreie Relativbewegung zu ermöglichen. Im Bereich der Auslauföffnung 50 kann vorteilhafterweise ein Abstreifer zum Zurückhalten der Zunderpartikel 40, d.h. zum Abwischen 'bzw. Säubern des Drahtmaterials 1 vorgesehen sein (nicht dargestellt) . Die erfindungsgemäß zu verwendenden Mahlkör¬ per 20 sind vorzugsweise zumindest annähernd kugelförmig ausgebildet und bestehen aus einem relativ harten, form¬ stabilen Material, insbesondere aus Keramikmaterial oder aus Stahl. Besonders geeignet ist Magnesiumsilikat oder Aluminiumoxid. Der Durchmesser der Mahlkörper 20 liegt bevorzugt im Bereich von 3 mm bis 25 mm.
Es soll nun anhand der Fig. 4 bis 6 die oben bereits kurz erwähnte, erfindungsgemäßeTrocken-Beschichtungsvorrichtung 10 näher erläutert werden. In der bevorzugten, dargestell¬ ten Ausführungsform entspricht diese Vorrichtung 10 prinzi¬ piell und konstruktiv weitgehend der erfindungsgemäßen Ent- zunderungsvorrichtung 16, so daß hinsichtlich näherer Ein¬ zelheiten auf die obige diesbezügliche Beschreibung ver¬ wiesen werden kann, wobei gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im folgenden soll nur noch auf spezielle Unterschiede näher eingegangen werden. So dient der Behälter 18 der Beschichtungsvorrichtung 10
zur Aufnahme einer Vielzahl von losen Andruckkörpern 52, die grundsätzlich den Mahlkörpern 20 der Entzunderungsvor- richtung 12 entsprechen und/oder von größeren Partikeln (Pellets) eines speziellen Trockenträgermaterials 54 ge¬ bildet sein können. Eine bestimmte Menge dieses speziellen Trockenträgermaterials 54 wird in Pulver- und/oder Granu¬ latform in den Behälter 18 - ggf. zusätzlich zu den form¬ stabilen Andruckkörpern 52 - eingefüllt. Auch hier sind die Andruckkörper 52 innerhalb des Behälters 18 derart in Bewegung versetzbar, daß sie durch über die Materialober¬ fläche hinweg gleichmäßige Berührungskontakte das zwischen ihnen enthaltene, feinere Trockenträgermaterial 54 als Schmierstoffträgerschicht auf die Oberfläche des Materials 1 mechanisch aufbringen. Hierbei handelt es sich praktisch um ein Aufpressen, Andrücken, Aufwalzen bzw. Aufreiben, wo¬ durch jedenfalls die Partikel in die Oberflächenvertiefun¬ gen des Materials 1 eingedrückt werden. Die Bewegung der Andruckkörper 52 wird auch hier im wesentlichen durch die Förderschnecke 22 bewirkt. Dies bedeutet, daß sich die An¬ druckkörper 52 mit dem zwischen ihnen enthaltenen, feineren Partikeln des Trockenträgermaterials 54 außerhalb des Bear¬ beitungskanals 28 im Behälter 18 in einer der Ziehrichtung 36 entgegengesetzten Richtung 38 bewegen, dann durch die erste Durchtrittsöffnung 30 in den Bearbeitungskanal 28 eintreten, dort von dem Drahtmaterial 1 in Ziehrichtung 36 mitgenommen werden und dabei die Schmierstoffträgerschicht bilden sowie im Endbereich des Bearbeitungskanals 28 aus diesem über die zweite Durchtrittsöffnung 32 wieder aus¬ treten. Dieser Kreislauf wiederholt sich fortlaufend. Die Bewegung der Andruckkörper 52 innerhalb des Bearbeitungs- kanals 28 wird auch hier wiederum durch die Ansätze 46 und/ oder durch Querschnittsverengungen intensiviert. Vorteil¬ hafterweise wird durch die ständige Bewegung der Andruck-
körper 52 das Trockenträgermaterial 54 sehr fein zerrieben bzw. zermahlen; die dadurch entstehenden, äußerst kleinen Partikel haften besonders gut in den feinen Vertiefungen der Oberflächenstruktur des Materials 1. Die Draht-Einlauf- Öffnung 48 weist auch hier vorzugsweise einen geringfügig größeren Durchmesser als das Drahtmaterial 1 auf, um eine reibungsfreie bzw. reibungsarme Bewegung zu gewährleisten. Demgegenüber ist hierbei allerdings die AuslaufÖffnung 50 vorzugsweise in ihrem Durchmesser derart an das Drahtmate¬ rial 1 und die gewünschte Schichtdicke der Schmierstoff¬ trägerschicht angepaßt, daß die gewünschte Schichtdicke durch Abstreifen eines Teils der - innerhalb des Bearbei¬ tungskanals 28 eigentlich "dicker" gebildeten - Schmier- •stoffträgerschicht eingestellt wird. Hinsichtlich Material und Größe können die Andruckkörper 52 den Mahlkörpern 20 der EntZunderungsvorrichtung 16 entsprechen, und/oder zu¬ mindest eine Teilmenge der Andruckklörper werden von dem - dann granulat- bzw. "pellet"-förmigen Trockenträgermaterial 54 selbst gebildet. Zu erwähnen ist noch, daß der Behälter 18 der Beschichtungsvorrichtung 10 in seinem unteren, wan¬ nenartigen Bereich natürlich geschlossen ist, d.h. keine Sieböffnungen oder dergleichen wie die Entzunderungsvor- richtung 16 aufweist.
Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäßen Bearbei¬ tungsschritte "Entzundern" und/oder "Trockenbeschichten" unmittelbar während des eigentlichen Drahtzieh-Vorganges durchgeführt werden, d.h. die erfindungsgemäße Beschich¬ tungsvorrichtung 10 und/oder die erfindungsgemäße Entzunde- rungsvorrichtung 16 werden der (ersten) Ziehstation 2 vor¬ geordnet. Hiermit läßt sich die Produktivität sehr günstig beeinflussen.
Im Zusammenhang mit der Erfindung wird bevorzugt ein Trok- kenträgermaterial 54 eingesetzt, welches aus einer insbe¬ sondere pulver- und/oder granulatförmigen Trockenrezeptur besteht, die vorzugsweise - in bestimmten Anteilen - Füll¬ stoffe und einen Seifenanteil enthält. Die Füllstoffe be¬ wirken in erster Linie eine Haftung auf dem Material 1 und bestehen hierzu hierzu bevorzugt zumindest anteilig aus Metalloxiden und/oder Metallsalzen. Der Seifenanteil be¬ steht insbesondere aus einer Metallseife oder aus einem Gemisch mehrerer (z.B. zwei) Metallseifen und bewirkt einen Haftgrund für ein nachfolgend in der Ziehstation 2 aufzu¬ bringendes Trockenschmiermittel, indem die Seifenanteile miteinander reagieren. Die erfindungsgemäße Trockenrezeptur -enthält bevorzugt einen relativ hohen Füllstoffanteil von insbesondere etwa 70 bis 98 Gew.-% und einen relativ gerin¬ gen Seifenanteil von insbesondere etwa 2 bis 30 Gew.-%. In Verbindung damit kann dann bevorzugt ein Trockenschmier¬ mittel auf Seifenbasis mit -einem sehr hohen Seifenanteil und einem geringen Füllstoffanteil eingesetzt werden. Er¬ findungsgemäß handelt es sich somit um eine "Verlagerung" der die Haftung auf dem Material bewirkenden Füllstoffe in das erfindungsgemäße Trockenträgermaterial. Der geringe Seifenanteil des Trockenträgermaterials wirkt lediglich als Verbindungskomponente zum Festschmierstoff. Erfindungsgemäß kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Trockenträger¬ material durch einen höheren Seifenanteil bereits hinrei¬ chende Schmiereigenschaften besitzt, so daß gegebenenfalls sogar auf einen nachfolgend aufzubringenden Festschmier¬ stoff verzichtet werden kann.
Für die erfindungsgemäße Trockenrezeptur gibt es naturgemäß eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten. Im folgenden
sollen jedoch einige besonders vorteilhafte Trockenrezep¬ turen beispielhaft genannt werden:
Füllstoffe: etwa 38 Gew.-% Titandioxid etwa 38 Gew.-% Lithiumphosphat und etwa 15 Gew.-% Magnesiumoxid sowie
Seifenanteil: etwa 9 Gew.-% Zinkstearat .
B. Trockenrezepturen mit Kaliumseifen-Anteil
~B.1 etwa 23 Gew.-% Pottasche (Kaliumcarbonat) etwa 45 Gew.-% Fettsäure etwa 6 Gew.-% Titandioxid etwa 26 Gew.-% Carbonat
B.2 etwa 25 Gew.-% Pottasche (Kaliumcarbonat) etwa 70 Gew.-% Fettsäure etwa 5 Gew.-% Fettalkohol
Kaliumseifen haben insofern besondere Vorteile, als heute für das gefertigte Endmaterial eine schnelle und einfache Reinigung von Schmierstoffen verlangt wird. Mit Kaliumseifenanteilen kann vorteilhafterweise eine wasserlösliche Schmierstoffschicht erreicht werden. Im übrigen hat ein Trockenträgermaterial auf der Basis von Kaliumseifenanteilen gegenüber beispielsweise Kalium- und Natriumseifenanteilen folgende Vorteile:
1. Gleichmäßigere Beschichtung des zu verformenden Materials durch bessere Oberflächenhaftung,
2. höhere Stabilität durch höheren Schmelzpunkt der Kaliumseife.
Daher reichen sehr geringe Füllstoffanteile, eventuell kann ein Füllstoffanteil gänzlich entbehrlich sein. Dennoch wird ein hoher Verformungsgrad des Werkstoffes bei schneller und einfacher Reinigungsmöglichkeit des verformten Materials erzielt (im Gegensatz zu Trocken¬ trägern mit Seifen- und Füllstoffanteil, die z.B. auf Ca, Na bzw. Lithium basieren) .
3. Ein Trockenträgermaterial mit Kaliumseifenanteil eignet sich vorteilhafterweise dazu, ohne einen nach¬ folgenden Festschmierstoff beim Ziehvorgang auszukom¬ men und trotzdem gute Schmiereigenschaften zu bewir¬ ken, und zwar vor allem dann, wenn der Kaliumseifen¬ anteil über 70% liegt.
4. Materialien, die mit Kaliumseifen-Trockenträger¬ material beschichtet wurden, lassen sich vorteilhaf¬ terweise auch sehr gut in einem anschließenden Na߬ verformungsprozeß bzw. Naßziehvorgang verarbeiten, ohne daß es einer weiteren Schmierkomponente bedarf. Das trockenbeschichtete Material braucht lediglich mit Wasser beaufschlagt zu werden, wodurch sich sogleich eine schmierungstechnisch verformungsfähige Oberfläche ergibt, und zwar durch Emulsion oder Dispersion, je nach der genauen Trockenrezeptur. Dabei tritt zudem der folgende, überraschende Vorteil auf, daß die Haftungseigenschaften des verformten Materials bzw. Drahtes mit anderen Werkstoffen, wie z.B. Gummi, sehr positiv beeinflußt werden. Dies stellt einen wesent¬ lichen Vorteil beispielsweise für die Reifenindustrie
dar, wobei Stahldrähte mit Gummi verbunden werden (steelcord - tyrecord wire) .
C. Trockenrezepturen auf synthetischer Basis bzw. Wachs¬ basis:
Solche Rezepturen finden dort Anwendung, wo es auf höchste Nichtlöslichkeit der Beschichtung z.B. für eine Versiegelung der Oberfläche ankommt (sog. Trenn¬ schmierung) . Eine Verbindung oder Reaktion des Trok- kenträgers mit einem Festschmiermittel oder Na߬ schmiermittel (auch Mineralöl) oder Wasser kommt nicht zustande.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbringen der Schmierstoffträgerschicht, vorzugsweise mit vorherge¬ hender Entzunderung, dürfte durch die bisherige Beschrei¬ bung bereits hinreichend klar geworden sein, so daß sich weitergehende Erläuterungen hierzu wohl erübrigen können.
Die Entzunderungsvorrichtung 16 ist nicht auf die Verwen¬ dung bei bzw. vor dem erfindungsgemäßen Beschichtungsver- fahren beschränkt, sondern kann auch unabhängig davon, d.h. auch losgelöst von einem Kaltumformverfahren zum Entfernen einer Oxidschicht oder dergleichen Oberflächenschicht - beispielsweise vor einem anschließenden Lackiervorgang oder dergleichen - eingesetzt werden.
Ferner kann die Beschichtungsvorrichtung 10 grundsätzlich für jede Art von Trockenbeschichtung verwendet werden, also nicht nur zum Aufbringen von Schmierstoffen bzw. Schmier¬ stoffträgem, sondern z.B. auch zur Bildung von Korrosions¬ schutzschichten oder dergleichen Beschichtungen, die sich
trocken aufbringen lassen. Es wird dann lediglich anstatt des erfindungsgemäßen Trockenträgermaterials ein anderes Beschichtungsmaterial in trockener Form (Pulver und/oder Granulat) zu den Andruckkörpern und/oder als Andruckkörper in den Behälter 18 eingefüllt.
Bei der Vorrichtung 10 bzw. 16 handelt es sich somit all¬ gemein gesagt um eine "Vorrichtung zum Aufbringen bzw. Ent¬ fernen einer Oberflächenschicht auf ein bzw. von einem Material, insbesondere auf/von Drahtmaterial im kontinuier¬ lichen Durchlauf", die auch unabhängig von der speziellen Anwendung bei Kaltumformverfahren verwendet werden kann.
-Die Erfindung ist somit nicht auf das konkret dargestellte und beschriebene Ausführungs- und Anwendungsbeispiel be¬ schränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen, Varianten und Anwendungen. Ferner ist die Erfindung auch keineswegs auf die in jedem der unabhängigen Ansprüche enthaltenen Merkmale beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt in der Anmeldung offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal jedes un¬ abhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche bislang lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
Claims
Ansprüche
Verfahren zum Aufbringen einer oberflächigen Schmier¬ stoffträgerschicht auf ein in einem Kaltumformverfah¬ ren zu verformendes Material, insbesondere auf ein im Ziehverfahren zu verformendes Drahtmaterial (1) , wobei auf die Schmierstoffträgerschicht nachfolgend ein Festschmierstoff aufbringbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Bildung der Schmierstoffträgerschicht ein in der Trockenphase befindliches Trägermaterial aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein vorzugsweise pulver- und/oder granulatförmiges Troc¬ kenträgermaterial verwendet und dieses insbesondere mechanisch durch Aufpressen, Aufreiben bzw. Andrücken aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trockenträgermaterial mittels einer Vielzahl von ins¬ besondere etwa kugelförmigen Andruckkörpern (52) auf¬ gebracht wird, indem das in Form von kleineren Parti¬ keln lose zwischen den Andruckkörpern (52) befindliche Trockenträgermaterial (54) zusammen mit den das zu be¬ schichtende Material (1) umgebenden Andruckkörpern (52) in eine die Oberfläche des Materials (1) beauf¬ schlagende Bewegung versetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Drahtmaterial (1) im kontinuierlichen Durchlauf mit der Schmierstoffträgerschicht versehen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schmierstoffträgerschicht zunächst mit einer größeren als der gewünschten Schichtdicke aufgetragen und dann auf die gewünschte Schichtdicke insbesondere dadurch reduziert wird, daß das Drahtmaterial (1) durch eine entsprechend geformte AuslaufÖffnung (50) gezogen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Falle eines nachfolgend aufzubringenden Festschmier¬ stoffes auf Seifenbasis ein aus Füllstoffen und einem Seifenanteil bestehendes Trockenträgermaterial verwen-
det wird, wobei vorzugsweise der Anteil von Füllstof¬ fen größer als der Anteil einer Seife, insbesondere Metallseife, ist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zu beschichtende Material (1) dem Aufbringen der Schmierstoffträgerschicht insbesondere mechanisch entzundert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Entzundern durch einen zumindest zweifachen Biegevor¬ gang des Drahtmaterials (1) im kontinuierlichen Durch¬ lauf erfolgt.
9. Verfahren nach dem Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Entzundern durch eine gleichmäßige mechanische Rei- bungs-, Druck- und/oder Schlagbeaufschlagung des Materials (1) mittels einer Vielzahl von insbesondere etwa kugelförmigen Mahlkörpern (20) sowie vorzugsweise im kontinuierlichen, geradlinigen Durchlauf des Draht- materials (1) erfolgt.
10. Trockenträgermaterial zum Aufbringen als Schmierstoff- schicht auf ein in einem Kaltumformverfahren zu ver¬ formendes Material, insbesondere auf ein im Ziehver¬ fahren zu verformendes Drahtmaterial (1) , insbesondere zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem oder meh¬ reren der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einer Füllstoffe und einen Seifenanteil enthaltenden,
vorzugsweise pulver- und/oder granulatförmigen Trok- kenrezeptur.
11. Trockenträgermaterial nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Trockenrezeptur der Füllstoffanteil größer als der Seifenanteil ist und der Füllstoffanteil insbesondere etwa 70 bis 98 Gew.-% und der Seifenanteil insbeson¬ dere etwa 2 bis 30 Gew.-% enthält.
12. Trockenträgermaterial nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllstoffe anteilig oder vollständig aus Metalloxiden und/oder Metallsalzen bestehen.
13. Trockenträgermaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Seifenanteil eine Metallseife oder ein Metallseifen- Gemisch ist .
14. Trockenträgermaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die
Trockenrezeptur aus folgenden Komponenten besteht :
Füllstoffe: etwa 38 Gew.-% Titandioxid etwa 38 Gew.-% Lithiumphosphat und etwa 15 Gew.-% Magnesiumoxid,
Seitenanteil: etwa 9 Gew.-% Zinkstearat.
15. Trockenträgermaterial zum Aufbringen als Schmierstoff- schicht auf ein in einem Kaltumformverfahren zu ver¬ formendes Material, insbesondere auf ein im Ziehver¬ fahren zu verformendes Drahtmaterial (1) , insbesondere zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem oder meh¬ reren der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einer Trockenrezeptur mit Kaliumseifen-Anteil.
16. Trockenträgermaterial nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trockenrezeptur aus folgenden Komponenten besteht : etwa 23 Gew.-% Pottasche (Kaliumcarbonat) etwa 45 Gew.-% Fettsäure etwa 6 Gew.-% Titandioxid etwa 26 Gew.-% Carbonat
17. Trockenträgermaterial nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trockenrezeptur aus folgenden Komponenten besteht : etwa 25 Gew.-% Pottasche (Kaliumcarbonat) etwa 70 Gew.-% Fettsäure etwa 5 Gew.-% Fettalkohol
18. Trockenträgermaterial zum Aufbringen als Schmierstoff- schicht auf ein in einem Kaltumformverfahren zu ver¬ formendes Material, insbesondere auf ein im Ziehver¬ fahren zu verformendes Drahtmaterial (1) , insbesondere zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem oder meh¬ reren der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einer Trockenrezeptur auf synthetischer Basis oder Wachsbasis.
19. Vorrichtung zum Aufbringen einer Schmierstoffträger¬ schicht auf ein in einem Kaltumformverfahren zu ver¬ formendes Material, insbesondere auf ein im Ziehver¬ fahren zu verformendes Drahtmaterial (1) , und insbe¬ sondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Behäl¬ ter (18) zur Aufnahme einer Vielzahl von losen An¬ druckkörpern (52) sowie einer bestimmten Menge eines Trockenträgermaterials (54) insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 18, wobei zur Bil¬ dung der Schmierstoffträgerschicht auf dem jeweils zumindest bereichsweise innerhalb des Behälters (18) angeordneten Material (1) die das Material (1) umge¬ benden Andruckkörper (52) derart in Bewegung versetz- bar sind, daß sie durch über die Materialoberfläche hinweg gleichmäßige Berührungskontakte das zwischen ihnen in Form von kleineren Partikeln enthaltene Trockenträgermaterial (54) auf die Oberfläche des Materials (1) mechanisch aufbringen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Behälters (18) eine Förderschnecke (22) rotationsantreibbar gelagert ist, deren Schneckenwelle (24) einen axialen Bearbeitungskanal (28) zum Durch¬ führen des Drahtmaterials (1) aufweist, wobei die Schneckenwelle (24) in ihren beiden innerhalb des Behälters (18) liegenden Endbereichen Durchtrittsöff¬ nungen (30, 32) für die Andruckkörper (52) und das zwischen diesen enthaltene Trockenträgermaterial (54) derart aufweist und die Förderschnecke (22) in Ab¬ hängigkeit von ihrer Schneckengewinderichtung derart
angetrieben wird, daß die Andruckkörper (52) mit dem Trockenträgermaterial (54) in einem Kreislauf bewegt werden, und zwar außerhalb des Bearbeitungskanals
(28) im Behälter (18) in einer der Ziehrichtung (36) des Drahtmaterials (1) entgegengesetzten Richtung
(38) , durch die erste Durchtrittsöffnung (30) in den Bearbeitungskanal (28) hinein, dort in Ziehrichtung
(36) unter Bildung der Schmierstoffträgerschicht sowie im Endbereich des Bearbeitungskanals (28) aus diesem über die zweite Durchtrittsöffnung (32) wieder hinaus.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Bearbeitungskanals (28) nach innen in Richtung des vorzugsweise zentrisch verlaufenden Drahtmaterials (1) weisende Ansätze (46) und/oder Querschnittsverengungen zum Durchmischen und Ver- wirbeln der Andruckkörper (52) und des Trockenträger¬ materials (54) insbesondere in einer über die Länge und den Umfang des Bearbeitungskanals (28) gleich¬ mäßigen Verteilung angeordnet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine axiale, in den Behälter (18) und in den Bearbeitungskanal (28) führende Draht-EinlaufÖffnung (48) und eine axiale, aus dem Bearbeitungskanal (28) und dem Behälter (18) nach außen führende Draht-AuslaufÖffnung (50) , wobei die EinlaufÖffnung (48) einen vorzugsweise geringfügig größeren Querschnitt als das Drahtmaterial (1) auf¬ weist, und wobei die AuslaufÖffnung (50) in ihrem Querschnitt insbesondere an das Drahtmaterial (1) und die gewünschte Schichtdicke der Schmierstoffträger-
schicht derart angepaßt ist, daß die gewünschte Schichtdicke durch Abstreifen eines Teils der Schmier¬ stoffträgerschicht eingestellt wird.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zu¬ mindest eine Teilmenge der - vorzugsweise zumindest annähernd kugelförmigen - Andruckkörper (52) aus Keramikmaterial, insbesondere aus Magnesiumsilikat oder Aluminiumoxid, oder aus Stahl besteht.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zu¬ mindest eine Teilmenge der Andruckkörper (52) von größeren Partikeln des hierzu granulat- bzw. pellet- förmigen Trockenträgermaterials (54) gebildet ist.
25. Vorrichtung (16) zum Entfernen einer Oxid- bzw. Zun¬ derschicht von einem warmgeformten, insbesondere ge¬ walzten Material, insbesondere von einem Drahtmaterial
(1) , und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 oder 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Behäl¬ ter (18) zur Aufnahme einer Vielzahl von losen Mahl¬ körpern (20) , die das jeweils zumindest bereichsweise innerhalb des Behälters (18) angeordnete Material (1) umgeben und derart in Bewegung versetzbar sind, daß sie durch über die Materialoberfläche hinweg gleichmä¬ ßige Berührungskontakte die Zunderschicht mechanisch entfernen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Behälters (18) eine Förderschnecke (22) rotationsantreibbar gelagert ist, deren Schneckenwelle (24) einen axialen Bearbeitungskanal (28) zum Durch¬ führen des Drahtmaterials (1) aufweist, wobei die Schneckenwelle (24) in ihren beiden innerhalb des Be¬ hälters (18) liegenden Endbereichen Durchtrittsöffnun¬ gen (30, 32) für die Mahlkörper (20) derart aufweist und die Förderschnecke (22) in Abhängigkeit von ihrer Schneckengewinderichtung derart angetrieben wird, daß die Mahlkörper (20) in einem Kreislauf bewegt werden, und zwar außerhalb des Bearbeitungskanals (28) im Be¬ hälter (18) in einer der Ziehrichtung (36) des Draht- materials (1) entgegengesetzten Richtung (38) , durch die erste Durchtrittsöffnung (30) in den Bearbeitungs- kanal (28) hinein, dort in Ziehrichtung (36) unter Entfernung der Zunderschicht und Bildung von Zunder¬ partikeln (40) sowie im Endbereich des Bearbeitungs- kanals (28) aus diesem zusammen mit den Zunderparti¬ keln (40) über die zweite Durchtrittsöffnung (32) wieder hinaus.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Bearbeitungskanals (28) nach innen in Richtung des vorzugsweise zentrisch verlaufenden Drahtmaterials (1) weisende Ansätze (46) zum Durch¬ mischen und Verwirbeln der Mahlkörper (20) insbesonde¬ re in einer über die Länge und den Umfang des Bear¬ beitungskanals (28) gleichmäßigen Verteilung angeord¬ net sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine axiale, in den Behälter (18) und in den Bearbeitungskanal (28) führende Draht-EinlaufÖffnung (48) und eine axiale, aus dem Bearbeitungskanal (28) und dem Behälter (18) nach außen führende Draht-AuslaufÖffnung (50) , wobei die Einlauföffnung (48) und die AuslaufÖffnung (50) jeweils einen vorzugsweise geringfügig größeren Quer¬ schnitt als das Drahtmaterial (1) aufweisen.
29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Behälter (18) in seinem unteren Bereich Sieböffnungen (42) derart aufweist, daß die gebildeten Zunderpar¬ tikel (40) schwerkraftbedingt aus dem Behälter (18) fallen, während die Mahlkörper (20) im Behälter (18) gehalten werden.
30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die vorzugsweise zumindest annähernd kugelförmigen Mahl- körper (20) aus Keramikmaterial, insbesondere aus Magnesiumsilikat oder Aluminiumoxid, oder aus Stahl bestehen.
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