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Einrichtung zur Wärmebehandlung von Draht od. dgl. Die Erfindung bezieht
sich auf die Wärmebehandlung von Draht und ähnlichem Material im fortlaufenden Arbeitsgang
durch Ausnutzung :des Widerstandes des Drahtes od.dgl. gegen denDurchgang eines
elektrischen Stromes. Ein solches Verfahren der Wärmebehandlung von Draht bestand
bisher gewöhnlich darin, daß der Draht fortschreitend durch ein Paar im Abstand
angeordneter Bäder aus geschmolzenem Metall geführt und zwischen den Bädern einelektrisches
Potential aufrechterhalten wurde, wodurch die Drahtstrecke, die zwischen den Oberflächen
der Bäder liegt, durch den hindurchfließenden Strom erhitzt wurde. Da diese Bäder
selbst als elektrische Kontakte wirken, steht der Drahtabschnitt, der von dem Abwickelhaspel
in das erste Bad eintritt, unter Spannung. Daher ist es bisher nötig gewesen, den
Abwickelhaspel, vom welchem der Draht abgezogen wird, elektrisch zu isolieren, indem
z. B. ein Holzboden vorgesehen wird, um einen Arbeiter gegen elektrische Schläge
zu schützen. Wenn auch die bei diesem Verfahren angewendete Spannung nicht besonders
gefährlich ist, ist es nichtsdestoweniger erwünscht, unangenehme Einwirkungen durch
lose Drahtenden zu vermeiden, die in Berührung mit geerdeten Gegenständen oder mit
dem Arbeiter selbst kommen, der auf einem geerdeten Gegenstand steht, und aus diesem
Grunde ist bisher ein Holzboden zum Tragen des Abwickelhaspels vorgesehen worden.
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Da es üblich war, nur zwei Bäder aus geschmolzenem Metall vorzusehen,
um die zwischen ihnen liegende Drahtstrecke rasch auf die gewünschte Temperatur
zu erhitzen und das zweite
Bad zum Anlassen zu benutzen, wurde gefunden,
daB diese Arbeitsweise oft zu Änderungen in der Drahttemperatur Anlaß gab, was 'zu
besonders nachteiligen Unregelmäßigkeiten -in- der Güte- des Drahtes führte.
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Zweck der Erfindung ist nun in der Hauptsache die Schaffung. einer
Einrichtung, durch welche Draht oder ähnlicher Werkstoff in fortlaufendem Arbeitsgang
mittels Hindurchleitens eines . elek= Irischen Stromes erhitzt wird und bei welcher
die Notwendigkeit der elektrischen Isolierung des Haspels gegen Erde umgangen wird.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu
schaffen, bei welcher die Temperatur des Drahtes stufenweise öder allmählich auf
den gewünschten Höchstwert gesteigert wird.
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Die Erfindung wird nachstehend unter- Bezugnahme auf die Zeichnung
beispielsweise erläutert. In der Zeichnung ist im schematischen Längsschnitt eine
Einrichtung gemäß der Erfindung wiedergegeben, die eine Mehrzahl von Bädern oder
Kontakttöpfen mit geschmolzenem Metall umfaßt, -durch welche ein Draht oder eine
Mehrzähl von Drähten fortschreitend hindurchgezogen wird.
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Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung weist drei- Kontakttöpfe
i, 2 -und 3 auf, durch die ein Draht W oder vorzugsweise eine Mehrzahl von Drähten
fortschreitend hindurchgeführt wird. Diese Töpfe haben vorzugsweise die Form von
länglichen flachen Trögen, die, wie dargestellt, von einem geeigneten Wärmeisoliermaterial
4 umgeben sind. Jeder Topf .enthält. ein Metall, wie Blei, eine- Bleilegierung oder
Salzmischung, die bei der erzeugten Betriebstemperatur einen geschmolzenen Zustand
annimmt. .
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Die Kontakttöpfe können auf der Betriebstemperatur mit Hilfe elektrischer
Heizkörper oder Gas-oder Ölbrenner gehalten werden. Wie dargestellt, sind die Töpfe
je mit einem elektrischen Heizelement 5 versehen, denen aus einer (nicht dargestellten)
Energiequelle Strom durch Leiter 6 zugeführt wird, welche durch die Wand des betreffenden
Topfes hindurchgeführt sind. Die metallische Flüssigkeit in den Kontakttöpfen i
und 2 hat keine andere metallurgische Aufgabe, als mit dem sich vorwärts bewegenden
Draht einen elektrischen Kontakt herzustellen. Eine solche Flüssigkeit wird auf
einer Temperatur- von ungefähr 425° C gehalten, wenn reines Blei verwendet wird,
oder auf einer Temperatur, bei welcher der Inhalt im wesentlichen flüssig ist, wenn
, eine' Bleilegierung - oder Salzmischung verwendet wird. Der Kontakttopf 3 kann
auch als Anlaßbad dienen, um dadurch dem Draht die erwünschten Eigenschaften zu
erteilen.
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- Die ungefähre Höhe der Schmelze in den betreffenden Bädern ist durch
die Linien 7, 8 und g angedeutet, und um den Draht unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
zu halten, wenn ei durch die betreffenden Töpfe hindurchgeht, sind darin Führungen
oder Untertauchglieder.io, ii und 12 vorgesehen. Diese Untertauchglieder bestehen
vorzugsweise aus Querstangen; auf deren Unterseite Nuten in einer Anzahl vorgesehen
sind, die der Anzahl Drähte entspricht, für welche die Einrichtung bestimmt ist.
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Am Eintrittsende des Kontakttopfes i ist eine Ralle 13 vorgesehen,
über welche der Draht W geführt wird, der von dem Abwickelhaspel 14 abgezogen wird.
Am Ausgangsende des Kontakttopfes 3 -sind Rollen 15 und 16 vorgesehen, über welche
der Draht läuft und von wo er auf einen Aufwickelhaspel (nicht dargestellt) gewickelt
wird. Zwischen den Kontakttöpfen i und 2 ist eine senkrecht einstellbare Rolle 17
vorgesehen, über welche .die Drahtstrecke oder der Drahtabschnitt zwischen diesen
Kontakttöpfen geführt wird. Diese Rolle 17 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff
oder einem anderen Elektrizität und Wärme « isolierenden Material hergestellt, um
Wärmeverluste und eine Erdung des heißen Drahtes zu verhindern. Die Länge dieser-Drahtstrecke
W1 kann auf diese Weise eingestellt -werden, um ihren Widerstand gegen den Stromdurchgang
zu verändern. Rollen 18, die in gleicher Weise vorzugsweise aus demselben
Material bestehen, sind zwischen den Kontakttöpfen 2 und 3- vorgesehen und dienen
dazu, die Drahtstrecke W2 zwischen diesen Kontakttöpfen zu führen..
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Isolierte Gehäuse ig und 2o schließen die Drahtstrecken W1 bzw. W2
ein, um Wärmeverluste in dem Draht zu vermindern.
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Stromleiter 2i und 22, -stehen in elektrischem Kontakt mit dem geschmolzenen
Metall in den Kontakttöpfen i bzw. 2 und bilden einen Teil eines elektrischen Stromkreises,
der nachstehend als .der erste Heizkreis bezeichnet werden soll. Dieser erste Heizkreis
enthält -den Leiter 21, das geschmolzene Metall im Kontakttopf i, die Drahtstrecke
W1, das geschmolzene Metall im Kontakttopf 2 und den Leiter 22. Ein zweiter Heizkreis
ist vorgesehen, welcher den Leiter 22, das geschmolzene Metall im Kontakttopf 2,
die Drahtstrecke W2, das geschmolzene Metall im Kontakttopf 3 und einen Leiter 23
enthält, der in elektrischem Kontakt mit dem geschmolzenen Metall im Kontakttopf
3 steht. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind diese beiden Heizkreise parallel
geschaltet und werden aus einer (nicht dargestellten) Stromquelle über einen schematisch
dargestellten Transformator 24 gespeist. Der Durchgang eines elektrischen Stromes
durch diese Heizkreise bewirkt eine Erhitzung der zwischen den Flüssigkeitsspiegeln
der betreffenden Bäder. gebildeten Drahtstrecken W, und W2 auf Grund ihres Widerstandes
gegen den Durchgang dieses Stromes. Das Verfahren zur Erhitzung einer zwischen Metallflüssigkeitskontakten
liegenden Drahtstrecke mittels des Durchganges von Strom ist in der amerikanischen
Patentschrift 2 300 32g beschrieben.
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Es ist zu bemerken, :daß die Heizkreise parallel geschaltet sind und
daß daher die zwischen den Kontakttöpfen i und 2 und zwischen den Kontakttöpfen.
2 und 3 aufrechterhaltenen Potentiale gleich sind. Der Kontakttopf 2 kann in einem
Trog aus dielektrischem Material angeordnet oder in anderer Weise elektrisch isoliert
sein. Die Kontakttöpfe i
und 3 sind dagegen bei 25 geerdet. Auf
diese Weise ist der Teil des Drahtes zwischen dem Abwickelhaspel 14 und der Oberfläche
der metallischen Flüssigkeit im Kontakttopf i mit keinem elektrischen Potential
geladen, und es ist somit nicht notwendig, einen Holzuntersatz für den Abwickelliaspel
vorzusehen oder diesen auf andere Weise zu isolieren, und zwar deswegen, weil der
Kontakttopf i geerdet ist. Aus demselben Grund brauchen die verschiedenen Rollen
und der Aufwickelhaspel hinter dem Kontakttopf 3 nicht elektrisch isoliert zu werden.
So können der Abwickelhaspel 14 und die Rolle 16 mit Erde verbunden werden, wie
dies bei 26 bzw. 27 angedeutet ist. In dem Zweibadsystem würde es nicht möglich
sein, beide Bäder mit Erde zu verbinden, und daher bestehen dort das Problem und
der Aufwand für die elektrische Isolierung des Haspels. Dadurch, daß wenigstens
drei Bäder vorgesehen werden, ist es möglich, das erste und das letzte Bad zu erden
und dadurch die Notwendigkeit der Isolierung des Haspels zu umgehen.
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Weiterhin wird dadurch, daß drei oder mehrere Bäder vorgesehen werden,
die Möglichkeit geschaffen, eine allmähliche oder stufenweise Erhitzung,der Drahtabschnitte
zwischen benachbarten Bädern herbeizuführen, so daß das Entstehen unerwünschter
Drahtqualitäten vermieden wird, wie sie bei dem Zweibäderverfahren erhalten werden,
bei welchem Änderungen in der Temperatur des Drahtes oft die Folge einer zu raschen
Erhitzung sind. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Einrichtung werden an die
beiden Heizkreise gleiche elektrische Potentiale angelegt. Um die Temperatur aufeinanderfolgender
Drahtstrecken gleichmäßig zu erhöhen, ist es erforderlich, den Strom in diesen Drahtstrecken
in der Wanderrichtung des Drahtes zu steigern, und daher ist es nötig, da gleiche
Potentiale angelegt werden, die Länge jeder folgenden Drahtstrecke allmählich zu
verringern und auf diese Weise den Widerstand der aufeinanderfolgenden Drahtstrecken
gegen den Stromdurchgang herabzusetzen. So ist die Drahtstrecke W1 etwas länger
als die Strecke W@, und die senkrecht einstellbare Rolle 17 kann dazu benutzt
werden, die Länge der Drahtstrecke Wi zu ändern. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
soll gewöhnlich die Drahttemperatur der Strecke W1 an der Eingangsstelle des Kontakttopfes
2 etwa 450° C betragen, und demgemäß soll die Temperatur der Itetallflüssigkeit
im Kontakttopf 2 im wesentlichen die gleiche sein. Der Widerstand der Drahtstrecke
W2, der auf Grund ihrer etwas geringeren Länge niedriger ist, bewirkt, daß diese
Strecke stärker erhitzt wird, vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 870' C.
Der Kontakttopf 3 hat dann den weiteren Zweck eines Anlaßbades, das gewöhnlich auf
einer Temperatur von ungefähr 5io' C gehalten wird. Der Kontakttopf i kann geschmolzenes
reines Blei bei einer Temperatur von etwa 4300 C enthalten. Auf diese Weise wird
eine allmähliche Erhitzung des Drahtes vor seinem Anlassen bewirkt, und dadurch
werden die nachteiligen Ergebnisse der zu raschen Erhitzung einer einzelnen Drahtstrecke
bei dem Zweibädersystem ausgeschaltet. Es ist ersichtlich, daß eine allmählichere
Erhitzung des Drahtes dadurch erhalten werden kann, daß mehr als drei Bäder verwendet
werden, und es ist zu bemerken, daß das in der Zeichnung dargestellte System lediglich
ein Erläuterungsbeispiel bildet.
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Es ist somit ersichtlich, daß die Erfindung eine Einrichtung schafft,
bei welcher die Drahttemperatur allmählich erhöht wird, um eine größere Gleichmäßigkeit
der Drahteigenschaften zu erzielen, und bei welchen die Notwendigkeit der Isolierung
des Haspels umgangen ist.