DE1521451A1 - Anlage zum Ziehen und Warmverzinnen von Metalldraehten bei hoher Geschwindigkeit - Google Patents

Description

DR. LOTTERHOS - DR-ING. LOTTERHOS

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«00· FRANKFURT (MAIN)

ANNASTRASSE 1» FERNSPRECHER» (0611) 555061
TELEQIAMMEi LOMOSAPATENT LANDESZENTKALIANK 4/951
DRESDNER IANK FFM., Nr. »4742
»OSTSCHECK-KONTO FFM. 1667

III/K FRANKFURT (MAIN),7, Jaguar 1963

Societ£ Anonyme Geoffroy-Delore,

Boulevard Haussmann, Paris 8°, Frankreich·

Anlage zum Ziehen und Warmverzinnen von Metalldrähten. frei hoher Geschwindigkeit»

Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zum Drahtziehen und zum Warmverzinnen von Metalldrähten, insbesondere von Kupferdrähten, die mit hoher Durchgangsgeschwindigkeit arbeitet·

Die Warmverzinnung von Kupferdrähten wird, ausgehend von im allgemeinen weichgeglühten Drähten, in mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen durchgeführt, nämlich

die Oberflächenbehandlung des Drahtes, wie Entfetten, Beizen (Dekapieren), Spülen, dann das eigentliche Verzinnen und die Abkühlung vor der Aufwicklung des Drahtes» Gewisse Arbeitsgänge zur Oberflächenbehandlung können zusammengefasst werden. Naturgemäss ist die Durchlaufge*·

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schwindigkeit bei einer Verzinnungsanlage beschränkt durch die technologischer. Erfordernisse bei Jedem der genannten Arbeitsgänge, insbesondere bei der Verzinnung selbst*.

Beim Durchlauf durch das schmelzflüssige Verzinnungsbad muss der Draht zwischen seinem Eintritt und seinem Austritt über zumindest eine Umlenkvorrichtung laufen, die im allgemeinen aus einer beweglichen, durch den Draht in Rotation versetzten Holle besteht* Wenn eine solche Umlenkrolle in einem nicht sehr tiefen Trog angeordnet ist, besteht der Nachteil, dass im Schmelzbad Bewegungen hervorgerufen werden, welche die Oxydation der Badoberfläche begünstigen und sogar Metall verspritzen, wenn der Durchlauf des Drahtes mit hoher Geschwindigkeit erfolgt·

■^>JMan hat versucht, diese Nachteile durch Verwendung eines tiefen Trogs zu vermeiden, aber dies erhöht die Installationskosten, die Menge des Zinnbades und dessen Wärmeverluste»

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Ausserdem brachte die Erstellung einer Anlage zur Verzinnung von Drähten bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit bis jetzt noch weitere Schwierigkeiten mit sich, die sich auf das Anfahren der Anlage unter Berücksichtigung der mechanischen Festigkeit des Drahtes bezogen, da ein Draht von verhältnismässig geringem Durchmesser mit viel höherer Endgeschwindigkeit als bei den gebräuchlichen YerZinnungsvorrichtungen laufen soll· Schwierig war auch bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit die Entfernung des Flüssigkeitsüberschusses beim Verlassen der Oberflächenbehandlungsbäder und vor Eintritt in das Verzinnungsbad»

Aus diesen Gründen blieb bisher die maximale, bei der

Tier
Dran -BZi₁₁ nung erreichte Durchlauf geschwindigkeit weit unter den Geschwindigkeiten, dieman beim Drahtziehen erreichen kann, und es war daher nicht gelungen, eine in befriedigender Weise kontinuierlich arbeitende Anlage zu erstellen, die in Serie eine Drahtzieheinrichtung, eine Glüheinrichtung und eine Verzinnungseinrichtung aufweist·

Die Erfindung gestattet es', unter Behebung der bisherigen Schwierigkeiten das Drahtziehen und das Verzinnen in einer Anlage durchzuführen, bei der in einer Kette

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die aufeinander folgenden Arbeitsgänge an einem Draht ausgeführt werden, der durch alle Einrichtungen mit der gleichen hohen linearen Geschwindigkeit wie bei der Drahtziehmaschine durchläuft·

Die Anlage gemäss der Erfindung enthält eine Drahtzieheinrichtung und eine Glüheinrichtung irgend eines bekannten Typs, weiter zumindest einen an die Glüheinrichtung anschliessenden Trog, der von dem Draht zu dessen Oberflächenbehandlung durchlaufen wird, daran anschliessend einen Trog mit dem Zinnbad zur Warmverzinnung und Mittel zur Abkühlung und Aufnahme des verzinnten Drahtes, cchliesslich noch eine Antriebsvorrichtung, welche den Draht von der Drahtaieheinrichtung bis zur Aufnahme auf Spulen udgl· durch die verschiedenen Einrichtungen der Anlage durchzieht. Diese Anlage ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet_s dass ein in das Zinnbad eingetauchter und feststehend an einem Träger befestigter Sektor mit einer Laufrille vorgesehen ist, der z.B, aue Stahl oder gesintertem Porzellan besteht und auf dem der Draht zur Richtungsumlenkung gleitet·

Nach einem weiteren Merkmal hat die Anlage einen den Draht von der Drahtzieheinrichtung bis zur Aufnahme des fertigen Drahtes bewegenden Antriebsmotor, der selbst

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oder durch Zusatzaggregate so geartet ist, dass die Progressiv!tat der Beschleunigung der Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes beim Anfahren der Anlage unter Berücksichtigung der mechanischen Festigkeit des Drahtes gesteuert wej?den kann.

Ferner sind zumindest am Ausgang eines Oberflächenbehandlungstroges Laufrollen für den Draht in der Weise angeordnet, daws sie beim Durchlauf vom Draht in Bchnel-Ie Rotation versetzt werden und die hierbei auftretende Zentrifugalkraft die Entfernung der am Draht haftenden Flüssigkeit bewirkt, wobei an den Laufrollen Ablenkplatten zum Auffangen und Rückleiten der Flüssigkeit vorgesehen sind»

Zur näheren Erläuterung der Erfindung folgt eine Beschreibung der in den Zeichnungen dargestsLlten Ausführuny;sbeispiele#

Fig· 1 ist eine schematische Darstellung der Anlagenkette von der Drahtzieheinrichtung bis zur Aufnahmeeinrichtung für den fertigen verzinnten Draht»

Fig· 2 ist ein Aufriss eines Behandlungstroges sum Entfetten, Beizen oder Abkühlen·

Fig. 3 ist ein senkrecht zur Durchlaufrichtung des Drahte» laufender Vertikalschnitt eines Behandlungstroges gemäss Fig« 2·

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Pig. 4 ist ein Aufriss eines Spültrogs· Pig· 5 und 6 sind Längsschnitte des Verzinnungs« trogs in Arbeitsstellungbzw. beim Einziehen des Drahtes·

Pig. 7 ist eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der vollständigen Anlagenkette. Pig. 8 zeigt eine abgewandelte Einrichtung zur Kühlung des verzinnten Drahtes·

Nach dem Schema der Fig. 1 folgt auf die Drahtziehmaschine 1 eine Glühvorrichtung 2* Diese beiden Einrichtungen kennen von irgend einer bekannten Bauart sein· Der Draht wird von einem Motorantrieb gezogen, dessen besondere Eigenschaften weiter unten beschriebenerden· Vom Ausgang der Glüheinrichtung 2 läuft der Draht 4 in hintereinander aufgestellte Tröge zur Oberflächenbehandlung· Bei der dargestellten Anlage sind ein Trog zum Entfetten 5» ein Trog zum Beizen (Dekapieren) 6 und ein Trog zum Spülen 7 vorgesehen^ Aus letzterem läuft der Draht 4 durch den Vereinnungstrog 8 und den Kühltrog zur Aufnahmevorrichtung 11·

Di« Behandlungströge zum Entfetten 5, Beizen 6 und Kühlen 1o können gleichartig, so wie ia den 9ig* 2 und 3 dargestellt, gebaut sein. Sie bestehen aus drei Hauptteilen«

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Der untere Behälter 51 enthält die Behandlungsfliissigkeitj das anschliessende Oberteil 52 ist von dem Zugangsdeckel 52 a verschlossen; die Se !teilkammer 53 ist ebenfalls von einem Zugangsdeckel 53a verschlossen·

Im Oberteil ist eine^inne 54- vorgesehen, durch welche der Draht 4- die Begrenzungsschlitze 5^-a und 54-b durchquerend horizontal geführt wird. Die Rinne 54- wird durch den unten gelegenen Ansatzstutzen 5^-c über die Leitung 56 von der Motorpumpe 55 im Ueberschuss mit Flüssigkeit gespeist. Die überschüssige Flüssigkeit fliesst durch die Scilitze 54a und 54-b in den Vorratsbehälter 51 zurück·

In der üaitenkammer 53 sind drei Führungsrollen 57a, 57b und 57c angeordnet· Die Rollen 5?a und 57c sind so eingestellt, dass die Drahtachse am Boden ihrer Laufrillen nahezu tangential verläuft. Die Rolle 57b ist verstellbar, so dass sie den Draht mehr oder weniger niederdrücken kann·

Die Rollen 57a, 57b und 57c werden dron dem durchlaufenden Draht in schnelle Rotation versetzt, so dass die vom Draht ablaufende Flüssigkeit infolge der Zentrifugalkraft fortgeschleudert wird. Die Flüssigkeit wird hierbei gegen die Wände der Seitenkammer 53 geschleudert. Die Abweiserplatten 58a, 58b und 58c verhindern, dass abgeschleuderte Flüssigkeit

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auf benachbarte Rollen fällt. Ueber den geneigten Boden der Seitenkammer 53 gelangt die abgeschleuderte Flüssigkeit in den Vorratsbehälter 51 zurück*

Der in Fig. 4 dargestellte Spültrog 7 ist ebenso wie die Tröge 5|6 und 1o gebaut· Sein Vertikalschnitt entspricht der Fig. 5. Er hat unten den Vorratsbehälter 71 für die Flüssigkeit! ein mit dem Zugangsdeckel 72a verschlossenes Oberteil 72 und eine mit dem Zugangsdeckel 73a verschlossene Seitenkammer 73·

Im Oberteil 72 ist eine Rinne 74- vorgesehen, durch welche der D_raht 4 die Begrenzungsschlitze 74a und 74b durchquerend horizontal hindurchläuft· Die Rinne 74 wird durch den unten gelegenen Ansatzstutzen 74c von einer der Pumpe 55 (Fig»3) entsprechenden Motorpumpe über die Leitung 76 gespeist. Die überschüssige Flüssigkeit flieset durch die Schlitze 74a und 74b in den Torratsbehälter zurück·

In der Seitenkammer 73 sind bei diesem Trog nur zwei Führungsrollen 77a und 77b vorgesehen, die so angeordnet sind, dass der D_raht 4 vor Verlassen des Troges 7 zweimal seine Richtung wechselt. Die Abweiserplatten 78a, 76b und 78c verhindern, dass die abgeschleuderte Flüssigkeit auf

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eine benachbarte Bollö gelangt. Die abgeschleuderte Flüssigkeit fliesst über den geneigten Boden der Seitenkammer 73 zum Vorratsbehälter 71 zurück«

An der Austrittsseite des Drahtes 4 aus dem Trog 7 ist eine Düse 79 angeordnet, die mit einem Strom komprimierter Luft im Gegenstrom zur Drahtbewegung die anhaftende Flüssigkeit in den Trog zurücktreiben kann·

Der Verzinnungstrog 8 ist an sich ein normaler Verzinnungstrog geringer Tiefe mit den gebräuchlichen Einrichtungen zur Beheizung und Wärmeisolierung· Zu« sätzlich hat der Verzinnungstrog die aus den Fig» 5 t und 6 ersichtlichen zwei Einrichtungen, von denen, die eine mit 81 und die andere mit 91 bezeichnet ist·

auf dem

Die Einrichtung 81 besteht aus einem/Trog 8 befestigten Support 81aj einer Platte 81b, die um eine am Support 81 a angebrachte Achse 82 schwenkbar und durch das Gegengewicht 81c im Gleichgewicht gehalten·.ist.und einer Platte 81 d, die durch die Arme 83a und 83b mit der Platte 81b verbunden ist. Die Arme 83a und 83b aind um die an der Platte 81d fest angeordneten Achsen 84a und 84b sowie um die .-an der Platte 81b fest angeordneten Achsen 85a und 85b schwankbar*

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Der Ana 83a verlängert sich nach oben zu einem Bedienungshebel, zu dessen Verstellung der auf den gezahnten Sektor 87 einwirkende Handgriff 86 betätigt wird« Der gezahnte Sektor 87 ist mit der Platte 81b fest verbunden·

Der Bewegungslauf des Gegengewichts 81c wird durch die am Support 81a fest angebrachten Anschlagbolzen 81e und 81f begrenzt.

zu Die Platte 81d ist nach unten (Pig,5)/.einem in das schmelsflässige Zinnbad eintauchenden Teil verlängert· Am unteren bzw. freien Ende dieser Verlängerung 1st eine nicht drehbare Scheibe 88 mit Laufrille angeordnet, die zur Umlenkung des Drahtes 4 dient· Anstelle der Scheibe 88 kann auch ein Kit Laufrille versehener Scheibensektor von etwa 18o· verwendet werden, entsprechend dem Winkel, der vom einlaufenden und vom Auelaufenden Teil des Drahtes 4 gebildet wird«.

Die Rillenscheibe 88 bzw· der Rillensektor kann aus jedem »weckmässigen Material, z.B. aus Stahl oder gesintertem Porzellan bestehen· Der Draht 4 gleitet durch die Laufrille des Sektors 88, wobei durch das flüssige Zinn eine ausreichend· Schmierung gewährleistet ist·

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An der Platte 81d ist ausserdem ein Sitz für einen Abstreifer vorgesehen· Bei der dargestellten Ausführungsform ist dies eine kalibrierte Düse 89, die der Draht bei seinem Austritt aus dem Zinnbad durchquert. Die lise 89 ist so in dem Sitz gelagert, dass sie sich nach allen Richtungen etwas verschieben kann· Sie wird stets in eine solche Stellung gebracht, dass ihr unterer Teil in das Zinnbad eintaucht und ihr oberer Teil oberhalb des Badniveaus ist, wodurch sie praktisch die Badtemperatur hat, aber der Draht ausserhalb des Bades aus der Düse austritt. Diese Lage wird unter Berücksichtigung der Aenderungen des Badniveaus durch Verstellung des Hebels 83a im Verhältnis zum gezahnten Sektor 87 eingestellt·

Beim Verlassen des Bades läuft der Draht geraäse der Ausführungsform der Fig. 5 senkrecht nach oben und geht hierbei rechts an der Achse 82 vorbei· Durch diese Anordnung soll die Spannung des Drahtes 4 bewirken, dass das Gegengewicht 81c am Anschlag 81e anliegt·

Die Platte 81d trägt einen Anschlagnocken 9o, auf dem die untere Verlängerung der Einrichtung 91 aufliegt. Das Hauptteil der Einrichtung 91 ist eine Platte, die so gebogen ist_t dass sie einen vom Draht 4 durchlaufenen Tunnel bildet»

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Sie ist an ihrem oberen Ende fest verbunden mit dem Teil 92· Letzteres ist schwenkbar um die Achse 93» welche von dem am Trog 8 befestigten Träger 94· gehalten ist·

Das untere Ende des Tunnels 91 ist verlängert durch die Stange 95» welche in Arbeitsstellung auf dem Anschlagnfccken 9o der Platte Θ1 d aufliegt. Ausserdem hat der Tunnel 91 eine Rohrzuführung 96·

Abmessungen und Gestalt des Tunnels 91 sind so gewählt, dass das untere, offen bleibende Teil in das Zinnbad eintaucht. Die aussenbleibenden Teile sind geschlossen bis auf einen Schlitz zum Eintritt des Drahtes 4.

Die Rohrzuführung 96 dient zum kontinuierlichen Einblasen eines inerten Gases, das dann durch den Drahteintrittsschlitz entweichen kann· Auf diese Weise ist der Draht ständig von Inertgas umgeben, bis er in das Einnbad eintritt. Hierdurch wird vermieden, dass sich an der Oberfläche des Bades durch die vom Draht eingeschleppte Luft eine Schicht von Oxydationsprodukten u.dgl· bildet·

Zur Einführung des Drahtes 4- durch den Tunnel 91 und weiter über den Rillensektor 88 und durch die Abstreifdüse 89 wird der Tunnel 91, wie in Fig.6 gezeigt, angehoben und gegebenen-

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falls durch rieht gezeigte Mittel in dieser Stellung festgehalten. Dann wird die Einrichtung 81 mittels der Verlängerung des Hebels 83a bis zum Anschlag geschwenkt. Bei dieser in Fig. 6 gezeigten Stellung kann der Draht geradlinig und sehr leicht eingezogen werden»

Fach Verlassen der Abstreifvorrichtung 89 wird der Draht zunächst zur Vorkiihlung über eine ausreichend lange Strecke an der Luft frei geführt, damit sich die den Draht bedeckende Zinnschicht ausreichend verfestigt, bevor der Draht über eine Umlenkrolle geleitet wird. Die Länge dieser Strecke ist abhängig von den jeweiligen Abkühlungsbedingungen, insbesondere von der Laufgeschwindigkeit des Drahtes· Im allgemeinen liegt sie in der Grössenordnung von 4 m· Um das Einziehen des Drahtes zu erleichtern, ist daher die Rolle 96 an einem soweit absenkbaren Träger 97 angebracht, dass die Rolle 96 in Greifnahe kommt·

« Der Draht 4 wird dann über eine weitere Umlenkrolle96 zum

Kühltrog 1o geführt· Dieser Trog kann die gleiche Bauart

und 6 hallen wie die oben beschriebenen Tröge 5/ · Vom Ausgang des Troges 1o wird der fertige Draht 4 über die Umlenkroll· φ zur Aufnahmevorrichtung 11 -geleitet, wo er in bekannter Ms«

auf Spulen ο.dgl* gewickelt wird* ^

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Wenn nach dem Verlassen des Zinnbades die Luftkühlung nicht ausreicht, kann man den Draht 4 schräg zur Badoberfläche austreten lassen, wie es in der abgewandelten Ausführungsform der Pig· 8 gezeigt ist. Der Draht 4 läuft durch einen mit Schlitzen versehenen Trog 1oo, in dem eine Kühlflüssigkeit umläuft und wird dann über die Umlenkrolle 96 und gegebenenfalls durch den weiteren Kühltrog 1o zur Aufnahmevorrichtung 11 geleitet· Wenn die Einrichtungen der Anlage so wie in i*ig_# 1 dargestellt in Serie installiert werden, so wird der übliche, durch den Motor 3 erfolgende Antrieb des Drahtes 4 in der Drahtzieh- und Glüheinrichtung mit dem Drahtantrieb in der Aufnahmevorrichtung synchron geschaltet«

Sa das Drahtziehen und das Verzinnen mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit erfolgen soll und die mechanische Festigkeit des Drahtes verhältnismässig schwach ist, muss man die Synchronantriebe beim Anfahren so steuern, dass die Geschwindigkeit sehr allmählich zunimmt· Man verwendet daher als Motorantrieb 3 ζ·Β· einen stufenlos regelbaren Motor oder einen Motor mit angekuppeltem progressiv arbeitendem Getriebe, mit dem die Geschwindigkeitszunahme im erforderlichen Masse regelbar ist·

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Anordnung der Drahtzieh-, Glüh- und Verzinnungseinrichtung, bei der als Kühltrog der übliche Trog der Glüheinrichtung und als Aufnahmevorrichtung die übliche Aufnahmevorrichtung der Drahtziehmaschine verwendetslnd. 909831/1132

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Wie bei der zuerst beschriebenen Anlage hat man die Drahtziehmaschine 1, die Glüheinrichtung 2 und die Antriebs« vorrichtung 5. Vom Ausgang der Glüheinrichtung 2 läuft der Draht durch den Entfettungstrog 5 und den Beiz- und Spültrog 7 zum Verzinnungstrog 8. Nach Verlassen des Verzinnungstrogs durchläuft der Draht die Strecke zur Luftabkühlung bis zur Umlenkrolle 96 und geht dann durch den Kühl— trog der Glüheinrichtung 2 und schliesslich zur Aufnahmevorrichtung der Drahtziehmaschine 1. Auch bei dieser Anlage haben die Tröge 5» 7 und 8 die gleiche Bauart wie bei der Anlage der Fig.1. In Fig. 7 ist jedoch nur ein Trog 7 zum Beizen und Spülen vorgesehen, da diese beiden Arbeitsgänge bei gewissen Produkten in einem flirog durchgeführt werden können· Man kann gleichfalls Produkte verwenden* mit denen die Arbeitsgänge des Entfettens, Beizens und Spülens zugleich durchgeführt werden können. In diese» Fällen verringert sich. die Anzahl der Behandlungströge*

feststehenden Dank der Verwendung einer mit Lauirille versehener/Scheibe oder eines solchen Sektors zur Umlenkung des Drahtes kann man mit einem Verzinnungsbad von geringer Tiefe das Drahtziehen und Verzinnen zugleich und bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit ausführen. Die Ergänzung dieses Mittels ist die beschriebene Anordnung der Leitrollen und Abweiserplatten zur Entfernung der Flüssigkeiten bei der Oberflächenvorbereitur_g des Drahtes und ein Motor mit regelbarer Beschleunigung« Di= Anlage lässt sich in gleicher Weise für die Behandlung vor. iicken, mittleren und dünnen Drähten verwenden·

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Claims (3)

1) Anlage sum Drahtziehen und Warmverzlnnen von Metalldrähten bei hohes* Durchlauf geschwindigkeit, enthaltend eine Drahtzieheinrichtung und eine Weichglüneinrichtung bekannter Bauart, gumindest einen an die Glünelnrichtung anechliesäenden Tros, der von dem Draht zu dessen Ober« flächenvorbehandlung durchlaufen wird, daran anechliessend einen Trog mit dem Zinnbad zur Warmverssinnung und Mittel zur Abkühlung und Auf nähme des verzinnten Drahtes und eune Antriebevorrichtung, welche den Draht von der Drahtzieheinrichtung bis zur Aufnahme auf Spulen o*dgl· durch die verschiedenen Einrichtungen der Anlage durchzieht, dadurch gekennzeichnet, dass ein in das Zinnbad eingetauchter und feststehend an einem Träger befestigter Sektor (68) mit einer Xaufrille vorgesehen ist, der z.B» aua Stahl oder geeintertem Porzellan besteht und auf dem der Draht zur Bichtungeumlenkung gleitet«

2) Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Draht von der Draht Zieheinrichtung bis zur Aufnahme des fertigen Drahtes bewegende Antriebsvorrichtung, die selbst oder durch Zusatzaggregate so geartet ist, dass die Pro» gressivität der Beschleunigung der Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes beim Anfahren der Anlage unter Berücksichtigung der mechanischen IFewtigkeit des Drahtes gesteuert werden kann*

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3) Anlage nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeich-* net, dass zumindest am Ausgang eines Qberflächenbehand— lungstrοges Laufrollen (57a, 57b, 57c, 77aι 77b) für den Draht in der Weise angeordnet sind, dass sie beim Durchlauf vom Draht in schnelle Rotation versetzt werden und die hierbei auftretende Zentrifugalkraft die Entfernung der am Draht haftenden Flüssigkeit bewirkt, wobei an den laufrollen Ablenkplatten (58a, 58b» 58o» 78a, 78b, 78c) sum Auffangen und Rückleiten der Flüssigkeit vorgesehen sind·

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