JPS63171836A - 連続的に移動される金属線材を熱処理するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、連続的に移動される金属線材を熱処理するた
めの装置であって、熱処理区分に配置され線材の複数の
巻条によって巻き掛けられる回転体を用いる形式のもの
に関する。

この種の装置は所要スペースのわずかな構成で熱処理区
域での線材の比較的長い滞在時間を可能にする。線材に
よって巻き掛けられた回転体の回転による線材の連続的
な引張りにおいては、線材は巻条の不都合な移動を避け
るため及び線材送りの分配された付着摩擦を保証するた
めに回転体の周囲にできるだけ一様に接触しておきたい
。線材は加熱の際に熱膨張に基づき伸長するので、円筒
状の回転体の表面への十分な接触を得るために摩擦を伴
なって表面を滑動しなければならず、これによって線材
に必要な引張り力も相応に増大する。

線材を回転体に十分に接触させている場合には運転中断
の問題がある。運転中断の１つの原因は線材がリールか
らの引っ張りに際しもつれることにある。線材灼熱の際
の運転中断においては熱処理区域に止どまる線材区分が
長時間に亙って加熱され、実質的に焼き戻され、使用不
能になり、冷却の際に収縮する線材は剛性の回転体の抵
抗に基づき引き裂かれる程に強い膨張負荷をうける。引
き裂かれ危険は剛性の回転体に十分に巻き掛けられた線
材の冷却処理中の運転中断においても生じる。

発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の熱処理装置におい
て回転体に接触して保持される線材の過負荷のおそれ及
び特に意図した若しくは故障による運転中断の場合の引
き裂かれのおそれを取り除くことである。

発明の構成 前記課題を解決するために、本発明の構成では少なくと
も２つの平行な幾何学的な軸に沿って周囲に閉じられた
線材案内溝を有するほぼプレート状の回転体が並べて配
置されており、一方の軸に沿って配置されたすべてのプ
レートに、他方の軸に沿って配置され軸線方向にずらさ
れた線材案内溝を備えたプレートが相対して位置してお
り、一方のプレート列の第１のプレートが駆動軸に回動
不能に結合されており、同じプレート列の残りのプレー
トが回転可能に支承されているのに対して、他方のプレ
ート列のプレートが定置の軸若しくは連行される軸に回
動可能に支承されていて、若しくは駆動軸と同じ方向に
駆動される袖に回動可能に支承されており、この軸に場
合によっては他方の当該のプレート列のプレートが回動
不能に結合されている発明の利点 本発明の構成により、平行な軸に沿って並べて配置され
たプレート状の回転体は線材巻条によって巻き掛けられ
る機構を形成し、この機構を巻き掛ける線材区分の全長
が通常の運転の場合でも故障の場合でも線材の伸長若し
くは収縮に基づき変動でき、線材が巻き掛は区分でプレ
ート状の回転体の表面を摩擦を伴なって滑り動くことは
ない。それというのはプレート状の個々の回転体が比較
的わずかな支承摩擦で相対的に回動できるかである。

本発明に基づく装置はプレートを並べて成るドラム状の
少なくとも２つの回転体を有している。線材の供給は第
１のプレート列の駆動される第１のプレートを介して行
なわれ、装置からの線材の引っ張りは装置の外側に設け
られた引張り手段を用いて行なわれ、若しくは最後のプ
レート列の最後のプレートを駆動される軸に回動不能に
結合していることによって行なわれる。１つのプレート
列の個々のプレート間の、プレートを巻き掛ける線材の
加熱若しくは冷却の際の必要な相対回動は、プレート状
の回転体の直径が少なくとも一方のプレート列に沿って
、それもこのプレート列に沿った線材の見込まれる熱膨
張に関連して増大していると、減少される。

実施例 第１図及び第２図に示しであるように、平行な２つの側
壁１は基礎プレート２によって結合されている。平行な
軸３．４は側壁１間の室を貫通していてかつ、それぞれ
−列のプレート状の回転体（以下単にプレートと呼ぶ）
５を保持しており、各プレートは周囲に複数の、有利に
は２つの閉じた線材案内溝（第４図）６を有している。

両方の軸３．４は同じ方向に向いた端部で平歯車７．８
に回動不能に結合されている。平歯車７．８はモータ駆
動される軸９に保持された第３の平歯車１０とかみ合っ
ている。このような配置によって、両方の軸３．４が同
じ方向に同じ角速度で駆動される。

各プレート５は、第４図及び第５図に示しであるように
ボス１５を介してブツシュ１６に取り付けられており、
ブツシュが２つの突起１７を用いて形状によってボス１
５に結合されている。第２のブツシュ１８が、プレート
５を保持する軸３に回動不能に結合されている。両方の
ブツシュ１６．１８は耐高熱性の材料、例えばオキシド
セラミック若しくはグラファイトから成っている。同じ
材料から成るスペーサプレート２０は隣接のプレート５
を所望の相互間隔に保持し、プレート間の直接的な摩擦
を防止するものである。このような配置形式によって、
プレート５が互いに相対的にかつプレートを保持する軸
に対して回動でき、しかしながらある一定の摩擦抵抗は
いずれの場合も克服されねばならない。

もっばら、軸３に保持されたプレート列５ａの入口側の
端部に配置された第１のプレート５Ａが軸に回動不能に
結合されており、この軸がモータによって駆動される。

従って、プレート５Ａは矢印Ｐ１で示すように線材１９
をリール（図示せず）若しくは別の適当な線材貯蔵支持
体から引っ張り出す。適当な引張り力を生ぜしめるため
に、プレート５Ａは周囲に有利には少なくとも３つの線
材案内溝６を有している。

さらに、第４図から明らかなように、有利な実施例では
プレート列５ａのプレート５Ａから始まって別のすべて
のプレート５が個別に若しくはグループ毎に段付けされ
ており、この場合隣接のプレート間の若しくは隣接のグ
ループ間の直径増大は、有利には装置内で加熱する線材
の長手方向の膨張を補償するために必要な量よりもわず
かに大きくなっている。このような処置によって、すべ
てのプレートの同じ速度において隣接するプレート、若
しくはプレートの隣接するグループの周速度が段階的に
増大する。

これによって、装置を通過する間に次第に加熱される線
材は、特にプレート５が線材の熱膨張に比べて比例を越
えて大きな直径増大に基づき線材を、線材の供給速度に
線材のプレート列５ａの所定のプレート５に達するまで
生じる伸張を加えた速度より急速に搬送しようとする場
合に、線材によって部分的に巻き掛けられたプレート５
の線材案内溝６に常に接触している。従って、個々のプ
レート５がプレートを保持する軸３に対していくらか戻
されようとする。この場合に軸３とプレート５との間に
生じる摩擦力によって線材張力が維持される。

個々のプレート５の蓄熱能力をできるだけ小さく保つた
めに、プレート５は第５図に示しであるように線材案内
溝６を備えた薄いリム２１を有するスポーク車輪として
構成されており、リムは場合によっては冷却ひれとして
構成された傾斜するスポーク２２によってボス１５に結
合されている。スポークの傾斜によって、スポークの熱
膨張に基づくリム２１の負荷が減少される。軸の中空な
構成においては、軸が軸及び支承部分の過熱を避けるた
めに冷却媒体によって流過される。

第１図及び第２図において、符号Ｐｌの箇所で装置内に
進入した線材は、まず、プレート列５ａの駆動される軸
３に回動不能に結合された第１のプレート５Ａの第１の
線材案内溝内でプレート５Ａを１８０’に亙って案内さ
れ、次いでプレート列５ｂの、プレート５Ａに所属して
ほぼ同じ面で軸４にプレート５Ａと一緒に回転可能に支
承された第１のプレート５の第１の線材案内溝に導かれ
、そこからこのプレートを同じく１８０″巻き掛けてプ
レート５ａのプレート５Ａの第２の線材案内溝に戻され
る。

プレート５は、軸４のプレート列５ｂのプレートの各線
材案内溝が軸３のプレート列５ａの所属のプレートの隣
接した線材案内溝間の中間の面に位置するように軸３及
び４に沿って並べて配置されている。従って、線材は進
入箇所Ｐ１からそれぞれ軸３及び４の互いに交互に配属
されたプレートを１８０°巻き掛けて走行して装置を通
され、符号Ｐ２の箇所で装置から走出する装置の駆動の
種々の可能性がある：まずプレート５Ａの不動に結合さ
れた軸３のみを駆動することができる。軸３の残りのす
べてのプレート５及び軸４のすべてのプレートは、すで
に述べたようにプレートを保持する軸に対して相対的に
回動可能である。軸４は連行される軸であり、すなわち
両端で回動可能に支承され、直接駆動されることはない
。従って、軸４はもっばら、軸に配置されたプレート列
５ｂのプレート５によって軸に生ぜしめられた摩擦力に
よって連行され、すなわち軸は軸に配置されたプレート
の角速度の平均値にほぼ相応する角速度で回転される。

他方、プレート列５ｂの支持体は固定軸として、すなわ
ちそれ自体回転不能に構成されていてよい。

いずれの場合にも、プレート列５ｂの軸４若しくは固定
軸に沿って配置されたプレート５は同じ直径を有し、も
っばらプレート列５ａの、駆動される軸３に沿って配置
されたプレート５が累進的に直径を増大している。本発
明の第１図及び第２図に示した簡単な実施例では両方の
軸３及び４がすでに述べたように平歯車７．８及び１０
を介して駆動可能に構成されている。

この場合有利には、袖４に沿ったプレートも累進的に増
大する直径で構成されており、すべてのプレートが軸４
に対して相対的に回動可能に支承されていてよく、その
結果プレートは摩擦によってのみ連行される。

プレート列５ｂの最後のプレートを軸４に回動不能に結
合することも可能である。この場合には線材を高い温度
に基づく許容できない引張り負荷にさらさないために、
平歯車８と軸４との間に滑りクラッチ若しくはトルクの
制限された駆動装置が接続される。

装置への線材の最初の供給を容易にするために、第１図
及び第２図に示しであるように、軸３及び４の両方の端
部が回転円板３０．３１内に支承されており、回転円板
自体はローラ３２を用いて側壁ｌ内に回転可能に支承さ
れ、側壁に対して後で述べる形式でロック可能である。

両方の回転円板は、例えばチェーン３３．３４、及び軸
３５によって互いに結合されたスプロケット３６．３７
を介して一緒に回転するように連結されている。有利に
は各回転円板には角柱状の部材３日、３９が結合若しく
は一体成形されており、角柱状の部材内にプレート５に
よって被われない軸端部が取り付けられており、その結
果軸端部は炉の放射熱に対してできるだけ離して遮蔽さ
れている。

さらに装置の横に線材１９を供給するための供給装置４
０が設けられている。この供給装置４０は軸３及び４に
対して平行な方向で移動可能であって、例えばチェーン
（図示せず）及び、ねじスピンドルと一緒に協働するス
プロケットを介して回転円板３０，３１の回転に関連し
て両方の軸に沿って互いに配属されたプレート５０線材
案内溝の軸線方向のずれに相応して駆動可能である。移
動可能な供給装置４０は本発明に基づく装置への最初の
供給のために線材１９の前端部を線材出口箇所Ｐ２で導
入するように配置されている。そこでは線材は軸３の最
後のプレートに取り付けられ、軸３の第１のプレート５
Ａに達するまでの回転円板の回転によって駆動側の線材
進入箇所Ｐ１で両方のプレート列５ａ及び５ｂに巻かれ
、線材案内溝内に配設される。このために、例えば軸３
がベルトブレーキ（図示せず）若しくは別の適当な手段
によって回転円板３０に結合され、同時に回転円板３０
．３１のロックが解除される。

次いで、軸９が駆動され、回転円板３０．３１及びこれ
に結合された構成部分が回転円板の幾何学的な軸線を中
心として回転し、この場合線材が供給装置４０を用いて
第１図及び第２図に示すようにプレートに巻かれる。

供給装置４０が線材の線材進入箇所ＰＩに達しかつ回転
円板及び軸が第１図及び第２図に示す位置を占めると、
前述のベルトブレーキが緩められ、軸３が回転円板３０
に対して回転でき、かつ同時に回転円板３０．３１が再
びロックされる。今、軸９が駆動されると、軸３及び４
が回転円板の静止している状態で回転し、線材を運転に
基づき符号Ｐ１の箇所から符号Ｐ２の箇所へ装置を通し
て搬送する。

プレート状の回転体及び軸から成る全体構造はフード４
５内に閉じられており、フードは線材の加熱の際の線材
の酸化を避けるために保護ガスで満たされている。フー
ド４５　（これは例えばねじスピンドル、ロープ及びロ
ープローラ及び類似のもののような手段（図示せず）に
よって第２図に符号４５′で表わし破線で示した位置へ
持ち上げられる）は角柱状の部材３８．３９を受容する
ための方形の切欠き４６並びに線材１９の進入及び走出
のための貫通孔４７．４８を有している。切欠き４６は
フード４５の降下する際に角柱状の部材３８．３９と協
働して第１図及び第２図に示す作業位置で回転円板３０
．３１のロックを行なう。他方フード４５が位置４５′
に持ち上げられていると、回転円板３０．３１は角柱状
の部材３８．３９がもはや切欠き４６内に保持されてい
ないので、すでに述べたように自由に回転円板自体の軸
線を中心として回転できる。

両方のプレート機構の幾何学的な軸線を通、る面に対し
て平行に延びる両方の側壁には任意の公知の構造の放射
加熱器４９．５０が組み込まれている。この場合には比
較的長い線材区分が放射加熱器に対して平行な方向に延
びていることによって、放射加熱器から線材への良好な
熱伝達が保証される。

熱処理装置を、直径を連続的に減少させてかつ熱処理す
る引張り装置と協働して使用したい場合には、運転障害
が避けられない。従って、本発明の有利な実施例では、
熱く従って迅速に酸化し易い線材を保護ガス雰囲気から
遠ざけることなしに、装置内に存在する線材への熱放射
の作用をできるだけ迅速に遮断する構造的な手段が設け
られている。

このために第１図及び第２図に示す降下可能な放射保護
壁５１．５２が設けられている。例えばチェーンローラ
５５．５６を介して案内されカウンタウェイト５７で負
荷されたチェーン若しくは線材ロープ５３．５４を用い
て、放射保護壁が第１図及び第２図に示す静止位置に降
下させられ若しくは運転障害の場合には第２図に破線で
示した作用位置５１’、５２’へ迅速に持ち上げられる
。

第３図にはプレート状の３つの回転体を保持する軸６０
．６１．６２若しくは固定軸を備えた実施例が示してあ
り、少なくとも１つの軸がモータによって駆動可能であ
り、かつプレート状の少なくとも１つの回転体が駆動さ
れる軸に回動不能に結合されている。軸若しくは固定軸
は同じく回転円板６３内に支承されている。この場合利
点として、隣接する各２つのプレート列の、ほぼ三角形
を成す外側の接線面に相応してフード６４に３つの加熱
器が配置され、これによって迅速かつ強烈な加熱が行な
われる。図示のフード６４の特別な形に基づき、軸が有
利には垂直に向けられかつ第６図に示すように片持式に
支承される。場合によっては第２図の移動可能な供給装
置４０に対応して設けられる配設装置は垂直方向に移動
可能に構成されねばならない。

第６図及び第７図はさらに別の実施例を示しており、こ
の場合には片持式に支承された垂直な２っの軸６５．６
６が設けられ、同じく平歯車７．８．１０を介して駆動
可能である。これまで述べた実施例との相違点として、
各軸６５及び６６に沿って交互に異なるプレート状の回
転体６７及び６８が配置されている。プレート６７の直
径は第４図の実施例と同じように段階的に最小の値から
最大の値まで増大しており、これに対してプレート６８
は同じ直径を有しており、プレート６８の直径はしかし
ながらプレート６７の最大の直径よりも大きくなってい
る線材はまず下側から始まって上方へ進み、隣接のプレ
ート列の常にプレート６７にのみそれぞれ１８０°の角
度に亙って巻き掛けられる。

線材が一方のプレート列の最上段のプレートに達すると
、線材は他方のプレート列の最上段のプレート６８へ案
内され、次いで下向きに今度はプレート６８にのみに接
触して、装置内へ進入した平面へ戻される。この場合、
プレート６７を巻き掛ける線材とプレート６８を巻き掛
ける線材とは互いに接触することなく室内を交差してい
る。このような配置により、著しく長い線材区分をフー
ド６４の加熱された壁にほとんど近付けることができ、
さらにフード内の線材の進入孔及び走出孔が一列にある
。その他の構造は第５図までの実施例の構造に対応して
いる

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は第
１実施例の縦断面図、第２図は第１実施例の横断面図、
第３図は第２実施例の横断面図、第４図は回転体の縦断
面図、第５図は回転体の有効な実施例の平面図、第６図
は第３実施例の縦断面図、第７図は第３実施例のフード
を取除いた状態で示す平面図である。 ｌ・・・側壁、２・・・基礎プレート、３及び４・・・
軸、５・・・回転体（プレート）、６・・・線材案内溝
、７及び８・・・平歯車、９・・・軸、１０・・・平歯
車、１５・・・ボス、１６・・・ブツシュ、１７・・・
突起、１８・・・ブツシュ、Ｉ９・・・線材、２０・・
・スペーサプレート、２１・・・リム、２２・・・スポ
ーク、３０及び３Ｉ・・・回転円板、３２・・・ローラ
、３３及び３４・・・チェーン、３５・・・軸、３６及
び３７・・・スプロケット、３８及び３９・・・部材、
４０・・・供給装置、４５・・・フード、４６・・・切
欠き、４７及び４８・・・貫通孔、４９及び５０・・・
放射加熱器、５１及び５２・・・放射保護壁、５３及び
５４・・・線材ロープ、５５及び５６・・・チェーンロ
ープ、５７・・・カウンタウェイト、６０．６１及び６
２・・・軸、６３・・・回転円板、６４・・・フード、
６５及び６６・・・軸、６７及び６８・・・回転体 第２図 ３・・・駆動軸 ５・・・回転体 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続的に移動される金属線材を熱処理するための装
   置であって、熱処理区分に配置され線材の複数の巻条に
   よって巻き掛けられる回転体を用いる形式のものにおい
   て、少なくとも２つの平行な幾何学的な軸に沿って周囲
   に閉じられた線材案内溝（６）を有するほぼプレート状
   の回転体（５）が並べて配置されており、一方の軸に沿
   って配置されたすべてのプレートに、他方の軸に沿って
   装置され軸線方向にずらされた線材案内溝を備えたプレ
   ートが相対して位置しており、一方のプレート列（５ａ
   ）の第１のプレート（５Ａ）が駆動軸（３）に回動不能
   に結合されており、同じプレート列の残りのプレートが
   回転可能に支承されているのに対して、他方のプレート
   列（５ｂ）のプレートが定置の軸若しくは連行される軸
   （４）に回動可能に支承されていて、若しくは駆動軸（
   ３）と同じ方向に駆動される軸（４）に回動可能に支承
   されており、この軸に場合によっては他方の当該のプレ
   ート列のプレートが回動不能に結合されていることを特
   徴とする、連続的に移動される金属線材を熱処理するた
   めの装置。 ２、プレート状の回転体（５）の直径が少なくとも一方
   のプレート列に沿って、それもこのプレート列に沿った
   線材の見込まれる熱膨張に関連して増大している請求項
   １記載の装置。 ３、最後のプレート列（５ｂ）のプレート状の最後の回
   転体が軸（４）に回動不能に結合されており、この軸が
   第１のプレート列（５ａ）に配属された駆動軸（３）と
   トルクに関連した滑りクラッチを介して結合されている
   請求項１又は２記載の装置。 ４、各プレート列が軸線方向で交互に直径の大きい及び
   小さいプレート（６７、６８）を有しており、線材が一
   方のプレート（６７）を巻き掛けてまずプレート列の一
   方の端部から他方の端部へ案内され次いで他方のプレー
   ト（６８）を巻き掛けて最初の端部へ戻されるようにな
   っている請求項１、２又は３記載の装置。 ５、プレート状の３つの回転体を保持する平行な軸（６
   ０、６１、６２）若しくは固定軸が三角形に設けられ、
   かつフード（６４）によって取り囲まれており、フード
   が隣接のそれぞれ２つのプレート列間の線材軌道に対し
   て平行な壁に加熱器を保持している請求項１、２、３又
   は４記載の装置。 ６、ほぼプレート状の回転体（５）が線材案内溝（６）
   を備えた薄いリム（２１）を有するスポーク車輪として
   構成されている請求項１記載の装置。 ７、プレート状の回転体（５）が耐熱性の材料、例えば
   オキシドセラミックから成るブッシュ（１６）を有して
   おり、ブッシュが有利には形状により回転体（５）のボ
   ス部分（１５）に結合されており、必要な場合には回転
   体（５）を保持する軸（４）にも耐熱性の材料から成る
   ブッシュ（１８）が結合されている請求項１記載の装置
   。 ８、互いに並べて配置されたプレート状の回転体（５）
   間に耐熱性の材料から成る案内プレート（２０）が配置
   されている請求項１記載の装置。 ９、すべてのプレート列（５ａ、５ｂ）の軸（３、４）
   が片側若しくは両側で回転円板（３０、３１）内に支承
   されており、回転円板自体がプレート列間の中央に位置
   する軸を中心として回転可能に支承されており、回転円
   板（３０、３１）の回転に関連して線材供給装置（４０
   ）を横送りするための装置が設けられている請求項１か
   ら８までのいずれか記載の装置。 １０、プレート列（５ａ、５ｂ）が、隣接のプレート列
   （５ａ、５ｂ）の外側の共通の接線面に対して平行な放
   射加熱面（４９、５０）を有する閉じられたケーシング
   （１、２、４５）内に配置されている請求項１から９ま
   でのいずれか記載の装置。 １１、各放射加熱面（４９、５０）と所属の隣接のプレ
   ート列（５ａ、５ｂ）の外側の共通の接線面との間でケ
   ーシング（４５）内に放射保護壁（５１、５２）が挿入
   可能になっている請求項１０記載の装置。 １２、ケーシング（１、２、４５）が二部構造であり、
   ケーシングの定置の部分（１、２）が回転円板（３０、
   ３１）のための支承部を保持しており、有利には同時に
   保護ガス容器として役立つフード部分（４５）が上方へ
   持ち上げ可能に定置のケーシング部分（１、２）に結合
   されている請求項９又は１０記載の装置。 １３、ケーシングの持ち上げ可能なフード（４５）が閉
   じられたケーシングにおける回転円板（３０、３１）の
   回動錠止のためのロック手段（４６）を有している請求
   項１２記載の装置。