WO2003084687A1 - Arrangement for cooling heat-treated wires - Google Patents

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WO2003084687A1
WO2003084687A1 PCT/EP2003/003058 EP0303058W WO03084687A1 WO 2003084687 A1 WO2003084687 A1 WO 2003084687A1 EP 0303058 W EP0303058 W EP 0303058W WO 03084687 A1 WO03084687 A1 WO 03084687A1
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wire
coolant
channels
guide channel
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PCT/EP2003/003058
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Rainer Menge
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Rainer Menge
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5732—Continuous furnaces for strip or wire with cooling of wires; of rods

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for cooling heat-treated wires with the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such an arrangement is known from DE 100 58 369 Cl. It contains a cooling nozzle through which a wire guide channel is fed, through which a coolant is fed through a lateral inlet channel, which passes through a tapering coolant channel in the nozzle and emerges from the nozzle as a current directed obliquely against the wire against its direction of travel and is discharged through a lateral outlet channel ,
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable for cooling flat wires cooling device that provides good cooling performance even with a compact structure, easy to manufacture, easy to install and easy to use. This object is achieved by the features specified in claim 1. Developments of the invention are characterized in the subclaims.
  • the construction according to the invention provides for the formation of all essential parts such as nozzles, wire guide channels and coolant channels in a single, relatively flat, cuboid-shaped part, into which they are either machined from one side or preferably formed as openings in this flat part, for which a wire erosion process is particularly suitable.
  • cutting out with a laser beam would also be conceivable.
  • On this flat part plates can be attached on both sides, one of which is provided with openings for supply and discharge of the coolant, which lead to the corresponding recesses in the cuboid part and are expediently provided with connecting threads for the coolant hoses, while the other plate can only be a cover plate which, for example can be made removable with the aid of a suitable closure for inserting the wire.
  • the coolant flows in and out from one side, for example from the rear, while the wire is inserted from the front without hoses interfering with handling.
  • the coolant inlets and outlets can also run as upward and downward bores in the nozzle body and open into the corresponding channels in the interior of the nozzle body, so that the connecting hoses are not connected from behind, but from above or below. With a different orientation (rotation of the entire arrangement by 90 °), the directions change accordingly.
  • the coolant is expediently fed from both sides onto the wire over its full width.
  • a corresponding double nozzle contains two coolant channels, which taper towards the wire to increase the flow velocity and feed it obliquely, so that the two coolant flows impinge on the wire at a flat angle.
  • double coolant inflow channels are provided on each side according to the invention, which are fed in parallel and each open into a common chamber, which continue in the form of the tapered channels which are directed obliquely towards the wire. Accordingly, two channels are also provided for removing the coolant, which run outwards from a coolant collecting chamber through which the wire guide channel passes.
  • flow brakes are expediently provided in the vicinity of these points, in the region of which flow vortices arise which reduce the pressure at the entry and exit points of the wire in order to counteract leaks there.
  • additional drainage channels can be provided as "overflows" for pressure relief between these flow brakes and the ends of the cooling device.
  • a special embodiment of the invention is to precede the nozzle working in countercurrent to the wire guide as a pre-cooling nozzle in order to prevent coated, for example tinned wires, from the coating which is still liquid due to the heat treatment due to the heat treatment Wire which is opposite to the coolant flow can be wavy.
  • the coolant flowing here with the wire builds up a counter pressure and cools the coating to such an extent that it solidifies and is no longer deformed by the subsequent counterflow from the other nozzle.
  • Such a combination of co-current and counterflow nozzles together with the associated coolant channels can be easily formed in one and the same nozzle body in the invention, especially if this is formed with a central part covered with plates on both sides, in which even complicated perforation patterns can be produced relatively easily.
  • this central part is also possible to adapt the thickness of this central part to the width of the flat wires to be cooled, i.e. to provide central parts of different widths depending on the wire width and then to replace them accordingly, the rear plate being retained with the hose connections and the front cover plate also remaining the same can.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the invention with a counterflow nozzle in a schematic plan view (FIG. 1 a) and a schematic cross section (FIG. 1 b);
  • FIG. 2 shows individual part views of an embodiment with a co-current and counterflow nozzle, FIGS. 2a and 2b being a top view and a side view of a cover plate, FIG. 2c a top view of the central part with two end pieces, FIG. 2d the second cover plate and FIG. 2e one Illustrate top view of the central part with the recesses.
  • the top view of a first embodiment of the invention according to FIG. 1 a shows a relatively narrow central part 2, which widens in a T-shape at the ends and to which side plates 4 and 6 are attached on both sides, which are closed off by the T-shaped widenings 8 ,
  • the indicated screw connections 10 hold the three parts together. End pieces 12 on both sides complete the device, which can be screwed onto a mounting part via fastening bores 14.
  • 1b shows the wire guide channel 16 which extends longitudinally through the central part and through which the wire (not illustrated here) runs in the direction of the arrow 18. It passes through a nozzle 20 which flushes it with a coolant against its direction of travel.
  • the coolant is supplied in the direction of the small arrows via four inflow channels 22a, b and 24a, b, of which the two channels 22a and 24a open into a flat chamber 26a and the other two channels 22b, 24b open into a further flat chamber 26b.
  • These two chambers are located on both sides of the wire guide channel 16 and open into tapered coolant channels 28a and 28b which run obliquely to the wire guide channel 16.
  • the flow rate of the coolant increases in the sense of an improvement in the nozzle effect.
  • the wire guide channel 16 is provided with a flow brake 30, which counteracts leakage of fluid on the wire exit side.
  • the coolant flow flowing against the wire finally arrives in a collecting chamber 32, from which two outflow channels 34a, 36a and 34b, 36b lead away on both sides, from which the coolant flows in the direction of the small arrows. occurs.
  • the coolant channel 16 has a flow brake 38 for sealing, following the collection chamber 32.
  • overflows 40a, b are provided in the form of further drainage channels.
  • the central part 2 with its various channels and bores can be produced relatively easily since it is initially freely accessible and is only completed by the side plates 4 and 6 on both sides.
  • FIGS. 2a to 2e Another embodiment of the invention is illustrated in FIGS. 2a to 2e.
  • the coolant supply and discharge to the central part 2 does not take place here as in the first embodiment from above and below, but from the side or rear via the side plate 4, which contains corresponding bores as coolant channels.
  • two nozzles are provided here, one of which works in co-current and the other in counter-current.
  • the arrangement here is symmetrical, the left nozzle working as a pre-cooling nozzle in the co-current and the right counter-current when the wire running direction is again assumed in the direction of the arrow 18.
  • the central part 2 is here again designed as a flat cuboid with T-shaped widenings 8 at the ends, between which the side plates 4 and 6 fit.
  • the screw connections are not shown here.
  • the arrangement of the individual elements is best seen in Figure 2e.
  • the wire running through the device in the direction of arrow 18 in the wire guide channel 16 first passes through the co-current nozzle 42, where it is protruded from both sides. is cooled.
  • the coolant enters the inlet channels 23a and 23b through the openings 23c and 23d in the side plate 4 and passes through the tapered coolant channels 28a, 28b, from which it emerges with the wire running direction.
  • a flow brake 30 and overflow channels 40a, 40b are provided against coolant leakage at the inlet end, which communicate with openings 40c, 40d in the side plate 4, from which coolant can be removed.
  • Pre-cooling at this nozzle is recommended for coated wires whose coating has not yet solidified due to the high wire temperature.
  • the coolant flow emerging from the nozzle 42 and running in the wire running direction cools the coating to such an extent that it is no longer deformed by the nozzle 20 during the subsequent counterflow cooling.
  • both nozzles and associated channels The structure of both nozzles and associated channels is mirror-symmetrical here.
  • the coolant enters through the openings 22c, 22d in the side plate 4 into the inflow channels 22a, 22b on both sides and in turn passes through tapering coolant channels 28a and 28b, in order then to flow onto the wire arriving in the wire guide channel 16 on both sides and countercurrently as in the first exemplary embodiment to cool.
  • only simple inlet channels are shown for the sake of clarity, but double channels can also be provided, as in the first exemplary embodiment.
  • three coolant drainage channels 35a and 35b are drawn on each side, from which the coolant can exit through the openings 35c, 35d in the side plate 4 and can be returned to the circuit.
  • a flow brake 30 and overflow channels 40a, 40b are also provided at the outlet end of the wire.
  • the individual parts can be attached to one another in an expedient manner, so that, for example, the front side plate 6 for inserting the wire into the central part 2 can be easily removed and then reattached.
  • a suitable quick fastener could be provided here.
  • the attachment of the central part 2 to the side plate 4, on which the coolant connections are provided, could also be designed such that the central part can be exchanged without difficulty, for example if differently thick central parts are provided for wires of different widths.

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Abstract

An arrangement for cooling heat-treated wires comprises at least one cooling nozzle (20), working in countercurrent, which along with the corresponding coolant channels are embodied in the form of perforations in a planar parallelepiped forming a central section (2). Sideplates arranged to both sides laterally enclose said perforations. Coolant can be introduced into and extracted from the channels through drillings in the sideplates. A nozzle (42) working in co-current can be embodied in the central region for pre-cooling of wires still with a fluid coating.

Description

Anordnung zum Kühlen wärmebehandelter Drähte Arrangement for cooling heat-treated wires
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kühlen wärmebehandelter Drähte mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an arrangement for cooling heat-treated wires with the features specified in the preamble of claim 1.
Aus der DE 100 58 369 Cl ist eine derartige Anordnung bekannt. Sie enthält eine von einem Drahtführungskanal durchsetzte Kühldüse, welcher durch einen seitlichen Zuflusskanal ein Kühlmittel zugeführt wird, das in der Düse einen sich verjüngenden Kühlmittelkanal durchläuft und aus der Düse als schräg gegen den Draht entgegen dessen Laufrichtung gerichteter Strom austritt und durch einen seitlichen Abflusskanal abgeführt wird.Such an arrangement is known from DE 100 58 369 Cl. It contains a cooling nozzle through which a wire guide channel is fed, through which a coolant is fed through a lateral inlet channel, which passes through a tapering coolant channel in the nozzle and emerges from the nozzle as a current directed obliquely against the wire against its direction of travel and is discharged through a lateral outlet channel ,
Ferner ist es aus der DE 24 34 109 AI bekannt, den Draht durch zwei Kegeldüsen zu führen, deren erste einen Kühlmittelstrom in Laufrichtung des Drahtes auf diesen richtet, während die zweite als Gegenstromdüse arbeitet, also den Kühlmittelstrom entgegen der Laufrichtung gegen den Draht fließen lässt. Eine nach diesem Prinzip von Mitstrom und Gegenstrom arbeitende Drahtkühlvorrichtung ist ferner aus der DE-AS 1 602 356 bekannt.Furthermore, it is known from DE 24 34 109 AI to guide the wire through two cone nozzles, the first of which directs a coolant flow in the direction of travel of the wire, while the second works as a counterflow nozzle, that is to say the coolant flow flows against the direction of travel against the wire , A wire cooling device operating according to this principle of co-current and countercurrent is also known from DE-AS 1 602 356.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere zum Kühlen von Flachdrähten geeignete Kühlvorrichtung zu schaffen, die auch bei gedrängtem Aufbau eine gute Kühlleistung erbringt, sich problemlos herstellen, einfach montieren und leicht bedienen lässt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The invention has for its object to provide a particularly suitable for cooling flat wires cooling device that provides good cooling performance even with a compact structure, easy to manufacture, easy to install and easy to use. This object is achieved by the features specified in claim 1. Developments of the invention are characterized in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Konstruktion sieht die Ausbildung aller wesentlichen Teile wie Düsen, Drahtführungskanal und Kühlmittelkanäle in einem einzigen relativ flachen quaderförmigen Teil vor, in welche sie entweder von einer Seite hineingearbeitet werden oder vorzugsweise als Durchbrechungen dieses flachen Teils ausgebildet werden, wozu sich insbesondere ein Drahterosionsverfahren eignet. Jedoch wäre auch ein Herausschneiden mit Laserstrahl denkbar. An dieses flache Teil können beiderseits Platten angesetzt werden, deren eine mit Öffnungen für Zuführung und Abführung des Kühlmittels versehen ist, die zu den entsprechenden Ausnehmungen im Quaderteil führen und zweckmäßigerweise mit Anschlussgewinden für die Kühlmittelschläuche versehen sind, während die andere Platte lediglich eine Abdeckplatte sein kann, die z.B. mit Hilfe eines geeigneten Verschlusses zum Einlegen des Drahtes abnehmbar ausgebildet werden kann.The construction according to the invention provides for the formation of all essential parts such as nozzles, wire guide channels and coolant channels in a single, relatively flat, cuboid-shaped part, into which they are either machined from one side or preferably formed as openings in this flat part, for which a wire erosion process is particularly suitable. However, cutting out with a laser beam would also be conceivable. On this flat part plates can be attached on both sides, one of which is provided with openings for supply and discharge of the coolant, which lead to the corresponding recesses in the cuboid part and are expediently provided with connecting threads for the coolant hoses, while the other plate can only be a cover plate which, for example can be made removable with the aid of a suitable closure for inserting the wire.
Praktisch ist hierbei, dass der Kühlmittelzu- und -abfluss von einer Seite her erfolgt, z.B. von hinten, während der Draht von vorne eingelegt wird, ohne dass Schläuche beim Hantieren stören. Alternativ können die Kühlmittelzu- und abfüh- rungen jedoch auch als nach oben und unten gerichtete Bohrungen im Düsenkörper verlaufen und in die entsprechenden Kanäle im Inneren des Düsenkörpers einmünden, so dass die Anschlussschläuche nicht von hinten, sondern von oben oder unten angeschlossen werden. Bei anderer Orientierung (Drehung der ganzen Anordnung um 90°) ändern sich die Richtungen entsprechend. Im Interesse einer gleichmäßigen Kühlwirkung eines Flachdrahtes erfolgt die Kühlmittelzuführung zweckmäßigerweise von beiden Seiten her auf den Draht über dessen volle Breite. Eine entsprechende Doppeldüse enthält dazu zwei Kühlmittelkanäle, die sich zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in Richtung auf den Draht verjüngen und schräg auf ihn zuführen, so dass die beiden Kühlmittelströme unter einem flachen Winkel auf den Draht auftreffen. Um bei dem gedrängten Aufbau einen ausreichenden Kühlmittelfluss zu erreichen, sind erfindungsgemäß auf jeder Seite doppelte Kühlmittelzuflusskanäle vorgesehen, die parallel gespeist werden und jeweils in eine gemeinsame Kammer einmünden, die sich in Form der verjüngten Kanäle fortsetzen, die schräg auf den Draht gerichtet sind. Auch zum Abführen des Kühlmittels sind dementsprechend jeweils zwei Kanäle vorgesehen, die von einer Kühlmittel-Sammelkammer, durch welche der Drahtführungskanal hindurchführt, nach außen verlaufen.It is practical here that the coolant flows in and out from one side, for example from the rear, while the wire is inserted from the front without hoses interfering with handling. As an alternative, however, the coolant inlets and outlets can also run as upward and downward bores in the nozzle body and open into the corresponding channels in the interior of the nozzle body, so that the connecting hoses are not connected from behind, but from above or below. With a different orientation (rotation of the entire arrangement by 90 °), the directions change accordingly. In the interest of a uniform cooling effect of a flat wire, the coolant is expediently fed from both sides onto the wire over its full width. For this purpose, a corresponding double nozzle contains two coolant channels, which taper towards the wire to increase the flow velocity and feed it obliquely, so that the two coolant flows impinge on the wire at a flat angle. In order to achieve a sufficient coolant flow in the compact structure, double coolant inflow channels are provided on each side according to the invention, which are fed in parallel and each open into a common chamber, which continue in the form of the tapered channels which are directed obliquely towards the wire. Accordingly, two channels are also provided for removing the coolant, which run outwards from a coolant collecting chamber through which the wire guide channel passes.
Zur Abdichtung des Drahtführungskanals gegen die Einlauf- und die Auslaufstelle des Drahtes sind in der Nähe dieser Stellen zweckmäßigerweise Strömungsbremsen vorgesehen, in deren Bereich Strömungswirbel entstehen, welche den Druck an den Ein- und Ausführungsstellen des Drahtes vermindern, um dort Leckagen entgegenzuwirken. Zusätzlich können zwischen diesen Strömungsbremsen und den Enden der Kühlvorrichtung zusätzliche Abflusskanäle als "Überläufe" zur Druckentlastung vorgesehen werden.To seal the wire guide channel against the inlet and the outlet point of the wire, flow brakes are expediently provided in the vicinity of these points, in the region of which flow vortices arise which reduce the pressure at the entry and exit points of the wire in order to counteract leaks there. In addition, additional drainage channels can be provided as "overflows" for pressure relief between these flow brakes and the ends of the cooling device.
Eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, der im Gegenstrom zur Drahtführung arbeitenden Düse eine Mit- stromdüse als Vorkühldüse vorzuschalten, um zu verhindern, dass bei beschichteten, etwa verzinnten Drähten, die von der Wärmebehandlung her noch flüssige Beschichtung durch den dem Draht entgegengerichteten Kühlmittelstrom wellig werden lässt. Das hier mit dem Draht fließende Kühlmittel baut einen Gegendruck auf und kühlt die Beschichtung soweit ab, dass sie erstarrt und von dem dann folgenden Gegenstrom der anderen Düse nicht mehr verformt wird. Eine solche Kombination von Mit- und Gegenstromdüsen samt zugehörigen Kühlmittelkanälen lässt sich bei der Erfindung problemlos in ein und demselben Düsenkörper ausbilden, speziell wenn dieser mit einem beiderseitig mit Platten abgedeckten Zentralteil ausgebildet wird, in welchem auch komplizierte Durchbrechungsmuster relativ einfach hergestellt werden können. Es ist auch möglich, die Dicke dieses Zentralteils an die Breite der jeweils zu kühlenden Flachdrähte anzupassen, also je nach Drahtbreite unterschiedlich breite Zentralteile vorzusehen und diese dann dementsprechend auszuwechseln, wobei die rückwärtige Platte mit den Schlauchanschlüssen beibehalten wird und auch die vordere Abdeckplatte die gleiche bleiben kann.A special embodiment of the invention is to precede the nozzle working in countercurrent to the wire guide as a pre-cooling nozzle in order to prevent coated, for example tinned wires, from the coating which is still liquid due to the heat treatment due to the heat treatment Wire which is opposite to the coolant flow can be wavy. The coolant flowing here with the wire builds up a counter pressure and cools the coating to such an extent that it solidifies and is no longer deformed by the subsequent counterflow from the other nozzle. Such a combination of co-current and counterflow nozzles together with the associated coolant channels can be easily formed in one and the same nozzle body in the invention, especially if this is formed with a central part covered with plates on both sides, in which even complicated perforation patterns can be produced relatively easily. It is also possible to adapt the thickness of this central part to the width of the flat wires to be cooled, i.e. to provide central parts of different widths depending on the wire width and then to replace them accordingly, the rear plate being retained with the hose connections and the front cover plate also remaining the same can.
Die Erfindung sei nun anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in detail using exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Gegen- stromdüse in einer schematischen Draufsicht (Fig. la) und einem schematischen Querschnitt (Fig. lb) ;1 shows an embodiment of the invention with a counterflow nozzle in a schematic plan view (FIG. 1 a) and a schematic cross section (FIG. 1 b);
Fig. 2 Einzelteilansichten einer Ausführungsform mit Mitstrom- und Gegenstromdüse, wobei Fig. 2a und 2b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer Abdeckplatte, Fig. 2c eine Draufsicht auf das Zentralteil mit zwei Endstücken, Fig. 2d die zweite Abdeckplatte und Fig. 2e eine Draufsicht auf das Zentralteil mit den Ausnehmungen veranschaulichen. Die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. la lässt ein relativ schmales Zentralteil 2 erkennen, welches sich an den Enden T-förmig erweitert und an welches beiderseits Seitenplatten 4 und 6 angesetzt sind, welche durch die T-förmigen Verbreiterungen 8 abgeschlossen werden. Angedeutete Verschraubungen 10 halten die drei Teile zusammen. Beiderseitige Endstücke 12 vervollständigen die Vorrichtung, welche über Befestigungsbohrungen 14 an ein Montageteil angeschraubt werden kann.2 shows individual part views of an embodiment with a co-current and counterflow nozzle, FIGS. 2a and 2b being a top view and a side view of a cover plate, FIG. 2c a top view of the central part with two end pieces, FIG. 2d the second cover plate and FIG. 2e one Illustrate top view of the central part with the recesses. The top view of a first embodiment of the invention according to FIG. 1 a shows a relatively narrow central part 2, which widens in a T-shape at the ends and to which side plates 4 and 6 are attached on both sides, which are closed off by the T-shaped widenings 8 , The indicated screw connections 10 hold the three parts together. End pieces 12 on both sides complete the device, which can be screwed onto a mounting part via fastening bores 14.
In Fig. lb ist der das Zentralteil längs durchsetzende Drahtführungskanal 16 zu erkennen, durch den der hier nicht veranschaulichte Draht in Richtung des Pfeiles 18 hindurchläuft. Dabei durchläuft er eine Düse 20, welche ihn entgegen seiner Laufrichtung mit einem Kühlmittel umspült. Das Kühlmittel wird in Richtung der kleinen Pfeile über vier Zuflusskanäle 22a, b und 24a, b zugeführt, von denen die beiden Kanäle 22a und 24a in eine flache Kammer 26a und die beiden anderen Kanäle 22b, 24b in eine weitere flache Kammer 26b einmünden. Diese beiden Kammern liegen beiderseits des Drahtführungskanals 16 und münden in sich verjüngende Kühlmittelkanäle 28a bzw. 28b, die schräg auf den Drahtführungskanal 16 zu verlaufen. Infolge der Verjüngung erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels im Sinne einer Verbesserung des Düseneffekts. Zwischen den beiden Kammern 26a, b ist der Drahtführungskanal 16 mit einer Strömungsbremse 30 versehen, die einer Leckage von Strömungsmittel auf der Drahtaustrittsseite entgegenwirkt.1b shows the wire guide channel 16 which extends longitudinally through the central part and through which the wire (not illustrated here) runs in the direction of the arrow 18. It passes through a nozzle 20 which flushes it with a coolant against its direction of travel. The coolant is supplied in the direction of the small arrows via four inflow channels 22a, b and 24a, b, of which the two channels 22a and 24a open into a flat chamber 26a and the other two channels 22b, 24b open into a further flat chamber 26b. These two chambers are located on both sides of the wire guide channel 16 and open into tapered coolant channels 28a and 28b which run obliquely to the wire guide channel 16. As a result of the tapering, the flow rate of the coolant increases in the sense of an improvement in the nozzle effect. Between the two chambers 26a, b, the wire guide channel 16 is provided with a flow brake 30, which counteracts leakage of fluid on the wire exit side.
Die dem Draht entgegenfließende Kühlmittelströmung gelangt schließlich in eine Sammelkammer 32, aus der nach beiden Seiten je zwei Abflusskanäle 34a, 36a bzw. 34b, 36b wegführen, aus denen das Kühlmittel in Richtung der kleinen Pfeile aus- tritt. Auch auf dieser Seite weist der Kühlmittelkanal 16 im Anschluss an die Sammelkammer 32 eine Strömungsbremse 38 zur Abdichtung auf. Zusätzlich sind noch Überläufe 40a, b in Form weiterer Abflusskanäle vorgesehen.The coolant flow flowing against the wire finally arrives in a collecting chamber 32, from which two outflow channels 34a, 36a and 34b, 36b lead away on both sides, from which the coolant flows in the direction of the small arrows. occurs. On this side too, the coolant channel 16 has a flow brake 38 for sealing, following the collection chamber 32. In addition, overflows 40a, b are provided in the form of further drainage channels.
Das Zentralteil 2 mit seinen verschiedenen Kanälen und Bohrungen lässt sich relativ problemlos herstellen, da es zunächst frei zugänglich ist und erst durch die beiderseitigen Seitenplatten 4 und 6 abgeschlossen wird.The central part 2 with its various channels and bores can be produced relatively easily since it is initially freely accessible and is only completed by the side plates 4 and 6 on both sides.
In den Figuren 2a bis 2e ist eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Kühlmittelzu- und -abführung zum Zentralteil 2 erfolgt hier nicht wie bei der ersten Ausführungsform von oben und unten, sondern von der Seite bzw. hinten über die Seitenplatte 4, die dazu entsprechende Bohrungen als Kühlmittelkanäle enthält. Außerdem sind hier zwei Düsen vorgesehen, von denen die eine im Mitstrom und die andere im Gegenstrom arbeitet. Wie Fig. 2e erkennen lässt, ist die Anordnung hier symmetrisch ausgebildet, wobei bei wiederum in Richtung des Pfeils 18 angenommener Drahtlaufrichtung die linke Düse als Vorkühldüse im Mitstrom und die rechte im Gegenstrom arbeitet.Another embodiment of the invention is illustrated in FIGS. 2a to 2e. The coolant supply and discharge to the central part 2 does not take place here as in the first embodiment from above and below, but from the side or rear via the side plate 4, which contains corresponding bores as coolant channels. In addition, two nozzles are provided here, one of which works in co-current and the other in counter-current. As can be seen in FIG. 2e, the arrangement here is symmetrical, the left nozzle working as a pre-cooling nozzle in the co-current and the right counter-current when the wire running direction is again assumed in the direction of the arrow 18.
Wie Fig. 2c zeigt, ist das Zentralteil 2 hier wiederum als flacher Quader mit T-förmigen Verbreiterungen 8 an den Enden ausgebildet, zwischen welche die Seitenplatten 4 und 6 hineinpassen. Die Verschraubungen sind hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.As FIG. 2c shows, the central part 2 is here again designed as a flat cuboid with T-shaped widenings 8 at the ends, between which the side plates 4 and 6 fit. For the sake of clarity, the screw connections are not shown here.
Die Anordnung der einzelnen Elemente ist am besten aus Figur 2e ersichtlich. Der in Richtung des Pfeils 18 im Drahtführungskanal 16 durch die Vorrichtung laufende Draht durchläuft zunächst die Mitstromdüse 42, wo er von beiden Seiten vorge- kühlt wird. Das Kühlmittel tritt durch die Öffnungen 23c und 23d in der Seitenplatte 4 in die Zuflusskanäle 23a bzw. 23b ein und durchläuft die sich verjüngenden Kühlmittelkanäle 28a, 28b, aus denen es mit der Drahtlaufrichtung austritt. Wiederum sind gegen Kühlmittelleckagen am Einlaufende eine Strömungsbremse 30 sowie Überlaufkanäle 40a, 40b vorgesehen, die mit Öffnungen 40c, 40d in der Seitenplatte 4 kommunizieren, aus denen Kühlmittel abgeführt werden kann. Die an dieser Düse erfolgende Vorkühlung empfiehlt sich bei beschichteten Drähten, deren Beschichtung wegen der hohen Drahttemperatur noch nicht erstarrt ist. Der aus der Düse 42 austretende, mit der Drahtlaufrichtung geführte Kühlmittelstrom kühlt die Beschichtung soweit ab, dass sie bei der anschließenden Ge- genstromkühlung durch die Düse 20 nicht mehr verformt wird.The arrangement of the individual elements is best seen in Figure 2e. The wire running through the device in the direction of arrow 18 in the wire guide channel 16 first passes through the co-current nozzle 42, where it is protruded from both sides. is cooled. The coolant enters the inlet channels 23a and 23b through the openings 23c and 23d in the side plate 4 and passes through the tapered coolant channels 28a, 28b, from which it emerges with the wire running direction. Again, a flow brake 30 and overflow channels 40a, 40b are provided against coolant leakage at the inlet end, which communicate with openings 40c, 40d in the side plate 4, from which coolant can be removed. Pre-cooling at this nozzle is recommended for coated wires whose coating has not yet solidified due to the high wire temperature. The coolant flow emerging from the nozzle 42 and running in the wire running direction cools the coating to such an extent that it is no longer deformed by the nozzle 20 during the subsequent counterflow cooling.
Der Aufbau beider Düsen und zugehörigen Kanäle ist hier spiegelsymmetrisch. Das Kühlmittel tritt durch die Öffnungen 22c, 22d in der Seitenplatte 4 in die beiderseitigen Zuflusskanäle 22a, 22b ein und durchläuft wiederum sich verjüngende Kühlmittelkanäle 28a und 28b, um dann beiderseits auf den im Drahtführungskanal 16 ankommenden Draht aufzuströmen und diesen wie im ersten Ausführungsbeispiel im Gegenstrom zu kühlen. Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind der Übersichtlichkeit halber nur einfache Zulaufkanäle gezeigt, jedoch können ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel auch Doppelkanäle vorgesehen werden. Dagegen sind auf jeder Seite drei Kühlmittelabflusskanäle 35a bzw. 35b gezeichnet, aus welchen das Kühlmittel durch die Öffnungen 35c, 35d in der Seitenplatte 4 austreten und in den Kreislauf zurückgeführt werden kann.The structure of both nozzles and associated channels is mirror-symmetrical here. The coolant enters through the openings 22c, 22d in the side plate 4 into the inflow channels 22a, 22b on both sides and in turn passes through tapering coolant channels 28a and 28b, in order then to flow onto the wire arriving in the wire guide channel 16 on both sides and countercurrently as in the first exemplary embodiment to cool. In the exemplary embodiment illustrated here, only simple inlet channels are shown for the sake of clarity, but double channels can also be provided, as in the first exemplary embodiment. In contrast, three coolant drainage channels 35a and 35b are drawn on each side, from which the coolant can exit through the openings 35c, 35d in the side plate 4 and can be returned to the circuit.
Auch am Auslaufende des Drahtes sind eine Strömungsbremse 30 und Überlaufkanäle 40a, 40b vorgesehen. Die hier nicht darge- stellte Befestigung der einzelnen Teile aneinander kann in zweckmäßiger Weise erfolgen, so dass beispielsweise die vordere Seitenplatte 6 zum Einlegen des Drahtes in das Zentralteil 2 leicht abgenommen und anschießend wieder befestigt werden kann. Ein geeigneter Schnellverschluss könnte hier vorgesehen werden. Auch die Befestigung des Zentralteils 2 an der Seitenplatte 4, an welcher die Kühlmittelanschlüsse vorgesehen sind, könnte so gestaltet werden, dass das Zentralteil ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden kann, etwa wenn für unterschiedlich breite Drähte verschieden dicke Zentralteile vorgesehen sind. A flow brake 30 and overflow channels 40a, 40b are also provided at the outlet end of the wire. The not shown here The individual parts can be attached to one another in an expedient manner, so that, for example, the front side plate 6 for inserting the wire into the central part 2 can be easily removed and then reattached. A suitable quick fastener could be provided here. The attachment of the central part 2 to the side plate 4, on which the coolant connections are provided, could also be designed such that the central part can be exchanged without difficulty, for example if differently thick central parts are provided for wires of different widths.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Kühlen wärmebehandelter Drähte, mit einer von einem Drahtführungskanal durchsetzten Kühldüse, welcher durch einen seitlichen Zuflusskanal ein Kühlmittel zugeführt wird, das in der Düse einen sich verjüngenden Kühlmittelkanal durchläuft und aus der Düse als schräg gegen den Draht entgegen dessen Laufrichtung (Gegenstrom) gerichteter Strom austritt und durch einen seitlichen Abflusskanal abgeführt wird, gekennzeichnet durch einen Düsenkörper (2,4) in Form eines langgestreckten Quaders, in den von einer Längsseite ein Drahtführungskanal (16) sowie die Düse (20) samt Kühlmittelzufluss- und -abflusskanälen (22a, b, 24a, b, 34a, b, 36a, b) hineingearbeitet und Öffnungen für die Zuführung und Abführung des Kühlmittels durchbrochen sind, und durch eine an die Längsseite des Düsenkörpers angesetzte, zum Drahteinlegen abnehmbare Abdeckplatte (6) .1.Device for cooling heat-treated wires, with a cooling nozzle penetrated by a wire guide channel, which is supplied with coolant through a lateral inlet channel, which coolant channel passes through the tapering channel and emerges from the nozzle at an angle to the wire against its direction of travel (counterflow) Directed current emerges and is discharged through a lateral drain channel, characterized by a nozzle body (2, 4) in the form of an elongated cuboid, into which a wire guide channel (16) and the nozzle (20) together with coolant inflow and outflow channels (22 a , b, 24a, b, 34a, b, 36a, b) are worked in and openings for the supply and discharge of the coolant are broken, and through a cover plate (6) which is attached to the long side of the nozzle body and can be removed for wire insertion.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper durch ein Zentralteil (2) , aus dem die Kanäle (22a, b, 35a, b) und Düse (20,42) als Durchbrechungen herausgearbeitet sind, mit angesetzter Seitenplatte (4), welche die Öffnungen (22c, d, 23c, d, 35c, d) für das Kühlmittel enthält, gebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the nozzle body by a central part (2), from which the channels (22a, b, 35a, b) and nozzle (20, 42) are worked out as openings, with attached side plate (4 ), which contains the openings (22c, d, 23c, d, 35c, d) for the coolant.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (20,42) als keilförmig von entgegengesetzten Seiten auf dem Drahtführungskanal (16) zulaufende Doppeldüse ausgebildet ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle (20,42) is designed as a wedge-shaped from opposite sides on the wire guide channel (16) tapering double nozzle.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseitigen Kühlmittelkanäle (28a, b) von jeweils einer flachen Einlasskammer (26a, b) ausgehen, in welche mehrere, nebeneinander angeordnete, vorzugsweise schräg gerichtete Zuflusskanäle (22a, b, 24a, b) münden.4. The device according to claim 3, characterized in that the mutual coolant channels (28a, b) each start from a flat inlet chamber (26a, b) into which a plurality of juxtaposed, preferably obliquely directed inflow channels (22a, b, 24a, b ) lead to.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düse (20) eine Sammelkammer (32) für das ausgetretene Kühlmittel in Drahtlaufrichtung gesehen vorgeschaltet ist, aus welcher beiderseits des Drahtführungskanal (16) mehrere, vorzugsweise schräg verlaufende Abflusskanäle (34a, b, 36a,b;35a,b) wegführen.5. The device according to claim 3, characterized in that the nozzle (20) is preceded by a collection chamber (32) for the leaked coolant viewed in the wire running direction, from which on both sides of the wire guide channel (16) a plurality, preferably obliquely running drain channels (34a, b, 36a, b; 35a, b) lead away.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Drahtführungskanal (16) im Drahteintrittsbereich eine Strömungsbremse (30) vorgesehen ist.6. The device according to claim 5, characterized in that a flow brake (30) is provided in the wire guide channel (16) in the wire entry region.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Strömungsbremse (30) und dem Drahteintrittsende vorzugsweise beiderseits des Drahtführungskanals (16) jeweils ein weiterer Abflusskanal (Überlaufkanäle 40a, b) vorgesehen ist.7. The device according to claim 6, characterized in that between the flow brake (30) and the wire entry end, preferably on both sides of the wire guide channel (16), a further drain channel (overflow channels 40a, b) is provided.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Drahtaustrittsbereich eine Strömungsbremse (30) vorgesehen ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a flow brake (30) is provided in the wire outlet area.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Gegenstromdüse arbeitenden - ersten - Düse (20) eine spiegelbildlich als Mitstrom- düse angeordnete zweite Düse (42) vorgeschaltet ist und die Abflusskanäle (35a,b) für das Kühlmittel zwischen beiden Düsen angeordnet und ebenso wie diese samt zugehörigen Zufluss- kanälen (22a, b, 23a, b) in demselben Zentralteil (2) ausgebildet sind.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the counter-current nozzle working - first - nozzle (20) is preceded by a mirror-image arranged as a co-current nozzle second nozzle (42) and the discharge channels (35a, b) for the coolant between arranged in both nozzles and, like these, including the associated inflow channels (22a, b, 23a, b) are formed in the same central part (2).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder Düse (20,42) und dem ihr benachbarten Ende des Zentralteils (2) im Drahtführungskanal (16) je eine Strömungsbremse (30) angeordnet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that between each nozzle (20,42) and the adjacent end of the central part (2) in the wire guide channel (16), a flow brake (30) is arranged.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Strömungsbremsen (30) und den Zentralteilenden beiderseits des Drahtführungskanals (16) Kühlmittelabflusskanäle (Überlaufkanäle 40a, b) vorgesehen sind.11. The device according to claim 10, characterized in that between the flow brakes (30) and the central part ends on both sides of the wire guide channel (16) coolant drainage channels (overflow channels 40a, b) are provided.
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an die Drahteinlaufseite und die Drahtauslaufseite angesetzte Endstücke (12) in Form von an den Drahtdurchtrittsöffnungen geteilten Flachprofilen. 12. Device according to one of the preceding claims, characterized by end pieces (12) attached to the wire inlet side and the wire outlet side in the form of flat profiles divided at the wire passage openings.
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