DE68925710T2

DE68925710T2 - Abstreifdüse

Info

Publication number: DE68925710T2
Application number: DE68925710T
Authority: DE
Inventors: Raymond John Copas; Colin Joseph Grace; Malcolm Allan Robertson
Original assignee: Australian Wire Industries Pty Ltd
Current assignee: Australian Wire Industries Pty Ltd
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2009-09-13
Also published as: CA1326354C; NO893647D0; KR900004970A; JP2836857B2; NO893647L; AU618839B2; GR3019944T3; PT91696A; NO179047C; EP0359527A3; CN1041185A; BR8904603A; EP0359527A2; MX174283B; PT91696B; NO179047B; JPH02107753A; DE68925710D1; US5061522A; EP0359527B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für das Gasstrahlabstreifen von metallischen Filamenten, die durch Tauchen in ein Metallschmelzbad mit einem Überzug versehen wurden, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und ein verbessertes Verfahren zum Einfädeln eines Filaments durch eine solche Vorrichtung.
Wenn metallische Filamente, wie Metalldraht, Band oder Rohr, durch Tauchen in eine Metallschmelze, zum Beispiel in eine Schmelze von Zink, Aluminium oder deren Legierungen, mit einem Überzug versehen werden, ist es normalerweise erforderlich, überschüssige Metallschmelze von der Oberfläche des Filaments abzustreifen. Es gibt eine Anzahl von bekannten Weisen, dies zu erzielen, von denen eine im allgemeinen mit Gasstrahlabstreifen bezeichnet wird. Bei Gasstrahlabstreifverfahren wird ein Strom eines Gases veranlaßt, auf das Filament aufzutreffen, um das überschüssige Überzugsmaterial hiervon abzustreifen. Typische Gasstrahlabstreifvorrichtungen und Düsen hierfür sind in den folgenden Patentschriften beschrieben:
Vereinigte Staaten 2 194 565
3 060 889
3 270 364
Australien
3 611 986
3 707 400
3 736 174
4 287 238
458 892
537 944
539 396
544 277
Die Anmelderin hat kürzlich entdeckt, daß die Qualität der Oberfläche von metallischen Filamenten, die mit einer Metallschmelze überzogen und durch Strahlabstreifen oder ein anderes Abstreifverfahren abgestreift wurden, dadurch verbessert werden kann, daß das Filament vor dem Abkühlen durch einen Behälter mit einem Reaktionsgas, wie Schwefelwasserstoff, bewegt wird. Diese Entdeckung ist Gegenstand der anhängigen australischen Patentanmeldung Nr. PJ 0030 der Anmelderin.
Eine mit allen diesen herkömmlichen Gasstrahlabstreifdüsen und mit dem kürzlich entdeckten Reaktionsgasaufnahmebehälter der Anmelderin verbundene Schwierigkeit entsteht, weil das Filament eine umgebende Öffnung oder einen Hals in der Düse oder im Aufnahmebehälter durchläuft. Wenn somit ein neues Filament durch die Gasstrahlabstreifvorrichtung gefädelt werden soll oder wenn das Filament bricht und erneut eingefädelt werden muß, ist es schwierig und manchmal zeitraubend, das Filament nach oben durch den verhältnismäßig kleinen Hals der Gasstrahlabstreifdüse und auch nach oben durch den Reaktionsgasaufnahmebehälter einzufädeln, weil diese Teile der Vorrichtung häufig eng angrenzend an die Oberfläche eines sehr heißen Metallschmelzbads angeordnet sind.
JP-A 55148753 betrifft das Gassprühabstreifen von breitem Bahnmaterial. Die Vorrichtung enthält zwei gegenüberliegende flache langgestreckte Düsen, die an entsprechenden Verteilern montiert sind. Die Düsen und Verteiler werden durch entsprechende hohle Tragzylinder über einem Galvanisierbad getragen. Die tragenden Zylinder stehen jeweils in Fluidverbindung einerseits mit einem entsprechenden Verteiler und einer entsprechenden Düse und andererseits über eine Schnellverbindung mit einem Gaszufuhrrohr. Ein Rahmen trägt die tragenden Zylinder über eine drehbare Verbindung, so daß die tragenden Zylinder entfernt werden können. Im Gebrauch sind die Düsen dadurch intermittierend angeordnet, daß sie in kleinem Abstand voneinander entfernt sind, der ausreicht, dazwischen die Aufnahme der breiten Bahn zu ermöglichen. Der Zweck der Traganordnung besteht darin, ein schnelles und leichtes Anbringen und Entfernen der Düsen zur Reparatur oder ein Austauschen der Düsen zu ermöglichen.
Gemäß einem ersten Aspekt besteht die vorliegende Erfindung in einer ringförmigen Gasstrahlabstreifdüse oder einem Reaktionsgasaufnahmebehälter zur Verwendung beim Gasstrahlabstreifen eines metallischen Filaments gemäß Patentanspruch
Gemäß einem weiteren Aspekt besteht die vorliegende Erfindung in einer Vorrichtung zum Überziehen eines metallischen Filaments mit einer Metallschmelze gemäß Patentanspruch 7 oder 10.
Gemäß einem weiteren Aspekt besteht die vorliegende Erfindung in einem Verfahren zum Gasstrahlabstreifen eines metallischen Filaments, das sich von einem Metallschmelzbad nach oben bewegt, gemäß Patentanspruch 1.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einfädeln eines Filaments in eine Vorrichtung zum Überziehen eines metallischen Filaments mit einer Metallschmelze gemäß Patentanspruch 13.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Gasstrahlabstreifdüse kann von beliebiger herkömmlicher Konstruktion sein.
5 Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Düse und/oder der Reaktionsgasaufnahmebehälter in Teile zerlegt werden kann, so daß das Filament nicht durch die Öffnung oder den Hals der Düse oder des Behälters eingefädelt werden muß, sondern vielmehr die Düsen- oder Behälterteile seitlich getrennt sind, während das Filament in der Vorrichtung positioniert wird, wonach die Teile um das eingefädelte Filament in funktionelle Anlage zusammengebracht werden.
Die Düse kann diametral in zwei gleiche Teile mit ebenen Anlageflächen unterteilt sein. Bevorzugt wird jedoch das Vorsehen von Mitteln an den Teilen, um sicherstellen, daß im Anlagezustand die Gaskanäle in den jeweiligen Teilen der Düse fluchten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt dies durch Ausbilden einer Rippe an einer Anlagefläche eines Teils der Düse und einer entsprechenden Nut an der Anlagefläche des anderen Teils. Während die Unterteilung der Düse in nur zwei Teile bevorzugt wird, ist ersichtlich, daß die Vorteile der vorliegenden Erfindung auch mit einer Düse erzielt werden können, die in drei oder mehrere Teile unterteilt ist.
Die Flächen der Teile müssen in funktionelle Anlage gebracht werden können. Hinsichtlich der Düse wird der Ausdruck "funktionelle Anlage" in der vorliegenden Beschreibung verwendet, um anzuzeigen, daß zwischen den Flächen eine ausreichende Berührung besteht, damit das Abstreifgas nur eine begrenzte Möglichkeit hat, statt durch den Gaskanal zwischen den Anlageflächen der Düsenteile aus der Düse auszuströmen. Hinsichtlich des Gasaufnahmebehälters wird der Ausdruck "funktionelle Anlage" in der vorliegenden Beschreibung verwendet, um anzuzeigen, daß zwischen den Flächen eine ausreichende Berührung besteht, damit das Reaktionsgas nur eine begrenzte Möglichkeit hat, anderswo als durch die Filamenteinlaß- und -auslaßöffnungen aus dem Aufnahmebehälter zu entweichen. Es wurde überraschend gefunden, daß dies durch einfaches maschinelles Bearbeiten der Anlageflächen leicht erzielt werden kann und daß im Gegensatz zur Erwartung in jedem Fall kein bedeutender Gasverlust stattfindet.
Die Düsen- oder Aufnahmebehälterteile können durch beliebige geeignete Mittel in Anlage gehalten werden. Diese Mittel umfassen eine einfache Klammer, die um die Düse oder den Behälter paßt. Bei einer alternativen Ausführungsform werden Federstifte verwendet, um sowohl die Teile auszufluchten als auch sie lösbar zusammenzuhalten. Alternativ können die Teile oder wenigstens eines von ihnen an einem doppelt wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder montiert sein, der zum Bewegen der Teile oder wenigstens eines von ihnen in die bzw. aus der funktionellen Anlage bewegt werden kann. Falls gewünscht, kann ein Teil festliegen, während das andere Teil oder beide bewegbar sind. Falls gewünscht können die Teile gelenkig oder verschiebbar mit einander verbunden sein. Bei einer speziellen Ausführungsform sind die Düsenteile mit entsprechenden schwalbenschwanzförmigen Nuten und Rippen versehen. Die Düsenteile dieser Ausführungsform der Erfindung werden anfänglich axial zur Düse auseinander bewegt, um die entsprechenden Schwalbenschwanzrippen von den Schwalbenschwanznuten zu trennen, und werden dann radial auseinander bewegt, um das Ersetzen des Filaments zu ermöglichen.
Der in dieser Beschreibung verwendete Ausdruck "Filament" bedeutet Draht mit kreisförmigem und nicht kreisförmigem Querschnitt, schmales Bandmaterial mit einer Breite von höchstens dem 10-fachen seiner Dicke und rohrförmiges Material. Der nicht kreisförmige Draht kann einen abgewinkelten Querschnitt haben. Die Erfindung eignet sich am besten für das Überziehen von Drähten mit einem Durchmesser oder einer maximalen Querschnittsabmessung von 1 bis 20 mm. Der Draht, das Band oder das Rohr besteht vorzugsweise aus einem Eisenmetall, wie Stahl. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung beim Überziehen von metallischen Filamenten mit Metallschmelzen, wie Zink, Aluminium und Legierungen hiervon.
Wenn die Vorrichtung einen Reaktionsgasaufnahmebehälter enthalten soll, erfolgt dies vorzugsweise gemäß der Beschreibung der anhängigen australischen Patentanmeldung Nr. PJ 0030 der Anmelder mit dem Titel "Weiter verbessertes Produkt und Verfahren". Die obigen Erläuterungen in Verbindung mit den Haltemitteln für die Düsenteile sind in gleicher Weise auf den Reaktionsgasaufnahmebehälter anwendbar.
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Gasstrahlabstreifdüse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht der Gasstrahlabstreifdüse von Fig. 1;
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine Gasstrahlabstreifdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht der Gasstrahlabstreifdüse von Fig. 1 mit voneinander getrennten Teilen;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Hälfte eines Reaktionsgasaufnahmebehälters gemäß der vorliegenden Erfindung mit Darstellung der Seite hiervon, die sich zur Anlage an der entsprechenden anderen Hälfte eignet;
Fig. 6 eine Draufsicht des Reaktionsgasaufnahmebehälters, von der die in Fig. 5 gezeigte Hälfte einen Teil bildet;
Fig. 7 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht der Gasstrahlabstreifvorrichtung einschließlich einer Gasstrahlabstreifdüse und eines Reaktionsgasaufnahmebehälters gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Strahlabstreifdüse 10 von Fig. 1 und 2 hat einen ringförmigen Körper 11, der einen Gaseinlaß 12, eine kreisförmige Gaskammer 13 und einen Gaskanal 14 bildet. Der Gaskanal 14 mündet in einen kreisförmigen Hals 15, durch den ein Draht 16 hindurchtritt.
Die Düse 10 ist diametral in zwei Körperteile 17 und 18 unterteilt. Der Körperteil 17 hat auf seiner Anlagefläche 19 eine V-förmige Nut 21, während der Teil 18 auf seiner Anlagefläche 22 eine entsprechende V-förmige Rippe 23 hat. Im Körperteil 17 sind nicht gezeigte Magnete vorgesehen, die die Körperteile 17 und 18 in Anlage halten, wobei die Rippe 23 in der Nut 21 sitzt, um den Gaskanal 14 in den beiden Körperteilen 17 und 18 auszufluchten.
Bei Gebrauch wird der Draht 16 durch ein Zinküberzugbad 24 bewegt, aus dem er im wesentlichen senkrecht durch die Gasstrahlabstreifdüse 10 und durch eine nicht gezeigte Kühleinrichtung von der in der australischen Patentschrift 462 301 gezeigten Art austritt. Wenn der Draht 16 bricht oder aus einem anderen Grund ersetzt werden muß, wird der Gasstrom durch die Düse 10 unterbrochen, werden die Düsenkörperteile 17 und 18 von Hand getrennt und wird ein neuer Draht in üblicher Weise durch das Bad 20 nach oben zwischen die getrennten Düsenkörperteile 17 und 18 und in herkömmlicher Weise durch die Kühleinrichtung geführt. Die Düsenkörperteile 17 und 18 können dann wieder in funktionelle Anlage um den Draht 16 positioniert und das Strahlabstreifen durch Starten des Gasstroms durch die Düse 10 erneut begonnen werden. Dieser Drahtaustausch erfolgt ohne die Notwendigkeit des Einfädelns des Drahts 16 durch den verhältnismäßig kleinen Hals 15, was normalerweise erforderlich ist.
Die Gasstrahlabstreifdüse von Fig. 3 und 4 ist ähnlich derjenigen von Fig. 1 und 2, wobei zur Bezeichnung ähnlicher Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Hauptunterschiede bestehen darin, daß der Düsenteil 17 mit vier langen Bohrungen 24 versehen ist, in die Stifte 25 am Düsenteil 109 passen. Die Stifte 25 sind federnd und haben einen sich in Längsrichtung erstreckenden diametralen Schlitz unter Bildung von zwei parallelen Federarmen. Der Durchmesser der Stifte 25 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Bohrungen 24, so daß die Stifte 25 sowohl zum Ausfluchten der beiden Teile der Düse als auch zu deren festem Zusammenhalten dienen.
Fig. 5 und 6 zeigen einen Reaktionsgasaufnahmebehälter 30 mit zwei kastenförmigen Hälften 31 und 32. Jede der Hälften 31 und 32 enthält drei aneinandergrenzende Seitenwände 33, 34 und 35 und Endwände 36, 37. Jede der Endwände 36, 37 hat in der Mitte längs ihrer freien Kante eine bogenförmige Ausnehmung 38 für den Durchtritt eines Drahts zwischen den beiden Hälften 31 und 32 und durch die durch die beiden Ausnehmungen 38 gebildeten kreisförmigen Öffnungen, wenn die Endwände der beiden Hälften aneinanderliegen. Ein Reaktionsgaseinlaßrohr 39 tritt durch die Seitenwand 34 in die kastenförmige Hälfte 31. Die beiden Hälften 31 und 32 können durch vier federnde Stifte 41 lösbar gehalten werden, die sich von der Hälfte 32 in Bohrungen 42 in der Hälfte 31 erstrecken, wobei die freien Ränder der Seitenwände 33 und 35 und die Endwände 36, 37 aneinanderliegen.
Der Gebrauch einer Gasstrahlabstreifdüse 10, wie sie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, und eines Reaktionsgasaufnahmebehälters 30 ist in Fig. 7 gezeigt. Der Düsenteil 17 ist an einem Ende einer Zahnstange 43 montiert, die durch ein von einem Knopf 14 gedrehtes, nicht gezeigtes Ritzel radial zum Draht 16 und davon weg bewegt werden kann. Für den Fall, daß der Draht 16 erneut eingefädelt werden soll, kann der Düsenteil 18 vom Düsenteil 17 von Hand entfernt werden. Der Düsenteil 17 kann dann durch Betätigen des Knopfs 14 von Hand radial vom Draht 16 weggezogen werden. Der Reaktionsgasaufnahmebehälter kann in ähnlicher Weise durch von Hand erfolgendes Wegziehen der Hälfte 32 von der Hälfte 31 geöffnet werden. Der Draht 16 kann dann erneut durch die Vorrichtung eingefädelt und die Düse 10 sowie der Reaktionsgasaufnahmebehälter 30 wieder um den Draht 16 positioniert werden.

Claims

1. Ringförmigegasstrahlabstreifdüse (10) oder Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) zur Verwendung beim Gasstrahlabstreifen eines metallischen Filaments (16), wobei das Filament ein Draht mit kreisförmigem oder nicht kreisförmigem Querschnitt, ein schmales Bandmaterial mit einer Breite von höchstens dem 10-fachen seiner Dicke oder ein rohrförmiges Material ist, das während des Gasstrahlabstreifvorgangs brechen kann oder darf und das sich im Gebrauch durch die Düse oder den Aufnahmebehälter durch eine darin ausgebildete Öffnung (15; 38) bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) oder der Aufnahmebehälter (30) aus wenigstens zwei nicht ringförmigen Körperteilen (17, 18; 31, 32) gebildet ist, die unterschiedliche Umfangsbereiche der Öffnung (15; 38) begrenzen und die, aneinandergelegt, 30 die Öffnung an ihrem Umfang so umgeben, daß ein Ringraum entsteht, wobei die wenigstens zwei Körperteile (17, 18; 31, 32) quer zu der Richtung voneinander trennbar sind, in der bei Gebrauch ein Filament (16) durch die Öffnung (15; 38) hindurchtritt, um hierdurch einen Spalt zwischen den 35 Körperteilen (17, 18; 31, 32) zum Einsetzen eines Filaments dazwischen vorzusehen, wobei Mittel (24, 25; 41, 42) vorgesehen sind zum lösbaren Halten der wenigstens zwei Körperteile (17, 18; 31, 32) in funktioneller Anlage.

2. Ringförmige Gasstrahlabstreifdüse (10) oder Reaktionsgas aufnahmebehälter (30) nach Anspruch 1, wobei die Mittel (24, 25; 41, 42) zum lösbaren Halten der wenigstens zwei Teile (17, 18; 31, 32) in funktioneller Anlage an einem der Teile (18; 32) mehrere Federstifte (25; 41) enthält, die mit entsprechenden Bohrungen (24; 42) an einem weiteren dieser Teile (17; 31) in Eingriff bringbar sind.

3. Ringförmige Gasstrahlabstreifdüse (10) oder Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach Anspruch 1, wobei die zum lösbaren Halten der wenigstens zwei Teile in funktioneller Anlage vorgesehenen Mittel in einem oder jedem der Teile "17, 18; 31, 32) einen oder mehrere Magnete enthalten.

4. Ringförmige Gasstrahlabstreifdüse (10) oder Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach Anspruch 1, wobei die Düse (10) oder der Behälter (30) mit Mitteln (21, 23; 24, 25; 41, 42) versehen ist, die sicherstellen, daß die Teile (17, 18; 31, 32) bei ihrer gegenseitigen Anlage richtig ausgefluchtet sind.

5. Ringförmige Gasstrahlabstreifdüse (10) oder Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach Anspruch 1, wobei die Teile (17, 18; 31, 32) der Düse (10) oder des Behälters (30) gelenkig miteinander verbunden sind.

6. Ringförmige Gasstrahlabstreifdüse (10) oder Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Teile der Düse (10) oder des Behälters (30) voneinander trennbar sind zur Bildung eines sich quer öffnenden Spalts zwischen den Teilen für das Einsetzen eines Filaments dazwischen.

7. Vorrichtung zum Überziehen eines metallischen Filaments (16) mit einer Metallschmelze, enthaltend ein Metallschmelzbad (20), Mittel zum Ziehen eines Filaments aus dem Metallschmelzbad (20) und durch die Vorrichtung (10, 30), eine Gasstrahlabstreifdüse (10), durch die sich das Filament (16) hindurchbewegt, und eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Filaments (16) durch dessen Berührung mit einem Kühlfluid, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahlabstreifdüse (10) eine Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der ein Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zwi schen der Gasstrahlabstreifdüse (10) und der Kühleinrichtung angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der wenigstens einer der Düsenteile (17, 18) auf der Vorrichtung (10) montiert ist zur gleitenden Bewegung zum Filament (16) hin und davon weg.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Düse (10) zwei Teile (17, 18) hat und bei der ein Düsenteil (17) auf der Vorrichtung (10) zur gleitenden Bewegung zum Filament (16) hin und davon wegmontiert ist, wobei der andere Teil (18) von dem einen Düsenteil (17) von Hand lösbar ist.

11. Vorrichtung zum Überziehen eines metallischen Filaments (16) mit einer Metalischmelze, enthaltend ein Metallschmelzbad (20), Mittel zum Ziehen eines Filaments aus dem Metallschmelzbad (20) und durch die Vorrichtung (10, 30), eine Gasstrahlabstreifdüse (10), durch die sich das Filament hindurchbewegt, eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Filaments durch dessen Berührung mit einem Kühlfluid, dadurch gekennzeichnet, das ein Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zwischen der Gasstrahlabstreifdüse (10) und der Kühleinrichtung angeordnet ist.

12. Verfahren zum Gasstrahlabstreifen eines metallischen Filaments (16), das sich von einem flüssigen Metallbad nach oben bewegt, wobei sich das Filament durch eine Gasstrahlabstreifdüse (10) und/oder einen Reaktionsgasaufnahmebehälter (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hindurchbewegt.

13. Verfahren zum Einfädeln eines Filaments (16) in eine Vorrichtung (10, 30) zum Überziehen eines metallischen Filaments (16) mit einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte enthält:

(i) Trennen wenigstens eines Teils (18) der Gasstrahlabstreifdüse (10) vom anderen Teil (17) oder von den anderen Teilen, mit denen es in funktioneller Anlage steht,

(iii) Bewegen des Filaments durch das Bad (20) nach oben zwischen die geteilten Düsenteile (17, 18) und durch die Kühleinrichtung und

(iii) Bringen der Düsenteile (17, 18) in funktionelle Anlage um das Filament (16).