EP2929950B1

EP2929950B1 - Drahtziehmaschine und verfahren zum drahtziehen

Info

Publication number: EP2929950B1
Application number: EP15162590.2A
Authority: EP
Inventors: Klaus Czaputa
Original assignee: P & F Maschinenbau GmbH
Current assignee: P & F Maschinenbau GmbH
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-04-07
Also published as: AT515603B1; AT515603A1; EP2929950A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtziehmaschine zur Herstellung eines gezogenen Drahtes, insbesondere eines gezogenen Aluminiumdrahtes, mit einem Gehäuse, wobei im Inneren des Gehäuses mehrere Ziehsteine angeordnet sind, wobei im Bereich einer Drahtaustrittsöffnung des Gehäuses in Drahtförderrichtung nach sämtlichen Ziehsteinen eine Abspüldüse angeordnet ist, welche zur Erzeugung eines im Wesentlichen gegen die Drahtförderrichtung gerichteten Strahls eines Spülfluids zur Spülung des Drahtes eingerichtet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines gezogenen Drahtes in einer solchen Drahtziehmaschine.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine in einer Lackdrahtanlage integrierte Drahtziehmaschine, d.h. wobei die Drahtziehmaschine ein Teil der Lackdrahtanlage ist. Dabei wird aus einem Vorzugdraht mit verhältnismäßig großem Querschnitt zunächst in mehreren Schritten ein dünner Draht mit zylindrischem Querschnitt gezogen, welcher anschließend beschichtet wird. Bei Lackdrahtanlagen durchläuft der Lackdraht grundlegend folgende Hauptkomponenten: die Abnahmevorrichtung des Vorzugdrahtes, die Ziehanlage mit einer Drahtziehmaschine zur Realisierung einer geforderten Blankdrahtstärke, die Glühe zur Rekristalliserung des kalt verformten Blankdrahtes, das Lackgeschirr zur Aufbringung des Lackfilms auf den Blankdraht, den Einbrennschacht im Einbrennofen zur Trocknung und Härtung des Lackes, das Kühlsystem zur Regelung der Drahttemperatur am Lackgeschirr und den Wickler zur Entnahme des fertigen Lackdrahtes. Die Prozessbedingungen im Einbrennofen während der Lacktrocknung, d.h. Lackzusammensetzung, Lösungsmittelgehalt der Umluft, Prozessluft- bzw. Drahttemperatur, Ziehgeschwindigkeit und Strömungsführung innerhalb des Ofens, stellen die maßgebenden Einflussgrößen für die Beschichtungsqualität eines Lackdrahtes dar. Basis für das Erreichen der geforderten Qualität des Endproduktes hinsichtlich mechanischer und elektrischer Eigenschaften ist dennoch die Beschaffenheit des gezogenen Ausgangsdrahtes vor dem Lackierprozess. Dieser muss neben der sehr hohen Rundheit des Querschnitts und gleichbleibenden physikalischen Eigenschaften vor allem eine sehr gute Oberflächenqualität über die gesamte Drahtlänge aufweisen. Der Draht muss dazu vor der Erstbeschichtung eine ausreichende Weichheit (Bruchdehnung, Rückfederung) aufweisen und frei von Schmutz, Ziehmittelbelägen und Flitter (d.h. vom Draht während des Ziehvorgangs abgetragenes Drahtmaterial) sein. Umso mehr wird beim Drahtlackieren dem Zieh-, Reinigungs- und Glühprozess jeweils besondere Bedeutung beigemessen.
Beim Ziehvorgang wird der sogenannte Vorzugdraht mit einem entsprechend großen Rohdrahtdurchmesser zunächst einem Reservoir entnommen und über Führungs- bzw. Umlenkrollen der Ziehanlage mit einer oder mehreren Drahtziehmaschinen zugeführt. Solche Ziehmaschinen weisen meist einzeln angetriebene Ziehscheiben auf, über welche der Vorzugdraht geführt bzw. gespannt wird. Durch den Einzelantrieb der Ziehscheiben kann Schlupf, der die Drahtoberfläche beschädigen könnte, minimiert bzw. sogar nahezu vollständig verhindert werden. Zwischen den Ziehscheiben befinden sich Ziehblöcke mit konisch geformten Ziehsteinen, deren gelochte Kerne meist aus polykristallinen synthetischen Diamanten gefertigt sind. Die Lochquerschnitte der Kerne nehmen mit zunehmender Ziehsteinanzahl ab, wodurch der Drahtkörper beim Durchziehen des Vorzugdrahtes sukzessive lang gezogen und verformt bzw. verdünnt wird. Durch die mechanische Verformung des Drahtes in den Ziehsteinkonen können entsprechend geringe Enddrahtstärken realisiert werden.
Die Kraft, mit der ein Draht durch die Ziehsteine gezogen wird, wird über die jeweils hinter den Ziehsteinen liegenden Ziehscheiben aufgebracht. Die Übertragung dieser Zugkraft von der Ziehscheibe auf den Draht erfolgt durch Reibung. Die Reibkraft hängt dabei vom Werkstoff der Ziehscheibe und des Drahtes, vom Zustand und der Geometrie der Drahtauflagefläche, von der Zahl der Drahtumschlingungen, vom Schlupf und vom eingesetzten Schmiermittel ab. Die Ziehsteine sollen grundsätzlich hohe Drahtdurchlaufgeschwindigkeiten (hohe Ziehleistungen) ermöglichen und lange Standzeiten erbringen. Die Qualität der Oberfläche sowie Rundheit des gezogenen Drahtes müssen dabei stets in den zulässigen Toleranzen liegen. Im Ziehkonus selbst herrscht hoher Reibungsdruck. Die beim Umformen im Draht entstehende innere Reibung und die äußere Reibung im Ziehkonus bewirken daher eine starke Erwärmung. Ein Hochdruckspülsystem mit flüssigem Ziehmittel sichert zugleich eine intensive Schmierung und Kühlung des Drahtes wie auch der Ziehsteine. Darüber hinaus führt das Ziehmittel den durch Abrieb entstehenden Flitter und andere Verunreinigungen aus der Ziehmaschine. Das flüssige Ziehmittel/Flitter-Gemisch wird anschließend über ein Filtersystem (z.B. mit einem Trommelbandfilter), welches Teil eines Ziehmittelkreislaufes ist, ständig gereinigt. Trotz des Spülens mit Ziehmittel wird, bedingt durch die hohe Reibung zwischen Draht und Ziehsteinkern (hohe Drücke), ein Gemisch aus Ziehmittel und Flitter in die Drahtoberfläche gepresst. Dies hat zu Folge, dass am Draht fest haftende organische Ziehmittelrückstände aufscheinen, welche mit herkömmlichen Methoden (Abstreifverfahren, chemisch, etc.) schwer abzureinigen sind. Diese fest haftenden Ziehmittelrückstände können beispielsweise in einem späteren Glühprozess thermisch abgereinigt werden.
Bei konventionellen Drahtziehmaschinen stellt sich nun das Problem, dass der letzte Ziehstein zwar vor dem Einlaufen des Drahtes mit Ziehmittel zur Schmierung und Kühlung benetzt wird, jedoch der mit Flitter und Ziehmittel behaftete Draht nach Austritt aus dem Ziehstein nicht mehr abgereinigt wird, bevor dieser auf die sogenannte Ausziehscheibe gelangt. Speziell während des Ziehprozesses von weichen Aluminiumdrähten, bei denen weitaus mehr abgetragenes Material anfällt als beim Ziehen von z.B. Kupferdrähten, sammeln sich am Ziehsteinaustritt und auf der Ausziehscheibe entsprechend hohe Mengen an Metallflitter an. Diese werden beim Führen des Drahtes über die Ausziehscheibe in die Drahtoberfläche eingedrückt. Die Drahtoberfläche wird dadurch massiv beschädigt und verunreinigt, wodurch in Folge massive Einbußen der Beschichtungsqualität hingenommen werden müssen.
Die EP 0 011 612 A1 beschreibt ein System, bei dem Metalldrähte mittels Verformungsrollen flach gewalzt bzw. geometrisch geebnet werden können. Die gewalzten Drähte können mit mehreren außerhalb des Drahtes in einem bestimmten Winkelversatz längs des Umfangs des Drahtes angeordneten Düsen abgereinigt werden.
Die DE 20 2004 013 220 U1 offenbart eine Düse zur Drahtreinigung bei formgebenden Verfahren zur Herstellung von Drähten. In der Düse sind Nuten vorgesehen, die bis in die Öffnung der Düse ragen. Die Düse weist einen konischen Zuführabschnitt auf, welcher aus zwei konusförmigen Ausnehmungen mit einer Öffnung im Schnittpunkt der Koni gebildet ist. Die Strömungspfade des Spülfluids sollen geradlinig durch den Zuführabschnitt verlaufen. Die JP H05 138244 A zeigt eine Drahtziehmaschine zur Herstellung eines gezogenen Drahtes mit sehr geringem Drahtdurchmesser, und bildet die Basis für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 11.
Hauptgrund für diese Problematik ist, dass der letzte Ziehstein der Drahtziehmaschine (auch Endziehstein genannt) direkt im Rahmen des Gehäuses bzw. Ziehkabinetts der Drahtziehmaschine sitzt. Dieser hat neben der plastischen Verjüngung des Blankdrahtes auch die Aufgabe, die Drahtaustrittsöffnung der Ziehmaschine abzudichten, um einen Austrag von hohen Mengen an flüssigem Ziehmittel zu unterbinden. Dass der Draht nach Austritt aus dem letzten Ziehstein jedoch zeitgleich nicht abgereinigten Metallflitter nach außen schleppt, zieht die oben erwähnten Konsequenzen nach sich.
Die DE 2 434 109 A1 zeigt eine Schmierdüse zur Erzeugung eines gegen die Drahtförderrichtung gerichteten Strahls zur Schmierung und Kühlung des durchlaufenden Drahtes. Die Düsenöffnung der Schmierdüse ist dementsprechend vom Draht beabstandet und im Bereich einer Abflussöffnung angeordnet, um einen seitlichen Abfluss des Fluids zu ermöglichen.
Die DE 100 58 369 C1 zeigt eine Kühleinrichtung in Form einer Ringdüse mit einem Ziehstein. Dabei wird ein flüssiges Kühlmittel aus einer ringförmigen Verteilungskammer durch einen konischen Ringraum in Richtung eines Ringspalts beschleunigt und strömt entgegen der Drahtförderrichtung durch die Austrittsöffnung in die Kühlkammer.
In DD 210 621 A1 ist eine Ringdüse zum Abstreifen eines Kühlmediums gezeigt. Als Abstreifmedium sind Druckwasser oder Luft beschrieben.
Die JP S60 61115 A zeigt eine Kühlvorrichtung für einen gezogenen Draht, wobei der Draht und eine Rückseite eines Ziehsteins mit Wasser besprüht werden, welches in einer nach dem Ziehstein angeordneten Kühlbox gesammelt wird, wobei die Drahtoberfläche vor dem Austritt aus der Kühlbox mit Luft getrocknet wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Drahtziehmaschine der eingangs angeführten Art zu schaffen, mit welcher eine Beschädigung des Drahtes auf einer Ausziehscheibe reduziert und die in der Folge erzielbare Beschichtungsqualität verbessert werden kann. Zugleich soll ein Austrag von flüssigem Ziehmittel weitestgehend vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer Drahtziehmaschine der eingangs angeführten Art in Drahtförderrichtung nach der Abspüldüse eine Abblasdüse zur Erzeugung eines im Wesentlichen gegen die Drahtförderrichtung gerichteten Luftstrahls zur Reinigung des Drahtes von verbleibendem Spülfluid angeordnet ist, wobei ein in Drahtförderrichtung vor der Abspüldüse angeordneter Endziehstein von der Drahtaustrittsöffnung ins Innere des Gehäuses versetzt und auf einer Linie mit der Abspüldüse und der Abblasdüse ausgerichtet angeordnet ist, wobei die Abspüldüse eine den Draht umgebende und gegen die Drahtförderrichtung gerichtete Ringdüse ist, welche zur berührungslosen Lagerung des Drahtes eingerichtet ist, wobei die berührungslose Lagerung bedeutet, dass der Draht schwimmend auf einem durch den Strahl gebildeten Spülfluidpolster in der Abspüldüse gelagert wird, wenn die Ringdüse mit Spülfluid unter Druck gespeist wird. Dementsprechend wird die obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, dass nach der Reinigung des Drahtes auf dem Draht verbleibendes Spülfluid mittels eines entgegen der Drahtförderrichtung gerichteten Druckluftstrahls aus einer Abblasdüse von dem Draht entfernt wird, wobei der Endziehstein in Drahtförderrichtung vor der Abspüldüse und von einer Drahtaustrittsöffnung ins Innere des Gehäuses versetzt und auf einer Linie mit der Abspüldüse und der Abblasdüse ausgerichtet angeordnet ist, die Abspüldüse eine den Draht umgebende und gegen die Drahtförderrichtung gerichtete Ringdüse ist, welche mit Spülfluid unter Druck gespeist wird, sodass der Draht in der Abspüldüse berührungslos, schwimmend auf einem durch den Strahl gebildeten Spülfluidpolster gelagert wird. Indem der Draht schwimmend auf einem durch den Strahl gebildeten Spülfluidpolster in der Abspüldüse gelagert wird, wird der Drahtlauf durch die Abspüldüse stabilisiert. Der Strahl kann den Draht dabei vollständig umgeben bzw. ringsum parallel zu einer Längsachse des Drahtes und entlang der Drahtoberfläche geführt sein. Durch den Strahldruck des Spülfluids und aufgrund der entgegen der Drahtbewegung gerichteten Strahlrichtung wird eine hohe Scherung und somit ein effizienter Abtransport besonders von grobkörnigem Flitter von der Drahtoberfläche bewirkt. Insbesondere können dadurch Flitterpartikel und flüssiges Ziehmittel auf mittels Ziehsteinen gezogenen Metalldrähten nach dem letzten Ziehstein mit Hilfe vorzugsweise koaxialer, kegelförmiger Fluidstrahle auf Basis höchster Wandschubspannung an der Drahtoberfläche entgegen der Drahtlaufrichtung abgereinigt werden. Dabei wird vorzugsweise ein koaxialer Ziehmitteljet erzeugt, der zunächst schief auf die Drahtoberfläche auftrifft und anschließend vollständig an der Drahteintrittsöffnung der Düse entweicht. Somit werden nicht nur Flitterpartikel beim Auftreffen des Strahls auf den Draht, sondern auch während des Durchflusses des Ziehmittels längs des Ringspalts zwischen Drahtoberfläche und Düsenwand am Einlaufteil der Düse abgereinigt und abtransportiert. Der austretende Ziehmitteljet aus der Drahteintrittsöffnung der Düse trägt einerseits zur Reinigung bei und führt andererseits den Draht zugleich berührungsfrei und stabilisiert ihn dabei auch. Aufgrund der für die berührungsfreie Lagerung naturgemäß kleinen Spaltweiten zwischen Drahtoberfläche und Düsenwand können zusätzliche Wandschubspannungen am Draht zum Abtransport von Flitterpartikel generiert werden, was zu einer weiteren Verbessung der Reinigungswirkung führt. Besonders günstig ist dabei die Abreinigung des Drahtes nach Passieren des letzten Ziehsteins, da somit auch noch der im letzten Ziehstein anfallende Flitter abgereinigt werden kann. Die Drahtoberfläche weist daher vorteilhafter Weise nach Passieren der Abspüldüse neben den hierbei nicht abreinigbaren, fest in den Draht eingepressten Rückständen, nur mehr das Spülfluid mit besonders feinkörnigem Flitter auf; grobe Flitterpartikel bleiben in der Ziehmaschine und geraten nicht zwischen Draht und eine der Ziehmaschine üblicherweise nachgeordnete Ausziehscheibe, so dass eine dort verursachte Beschädigung des Drahtes vermieden wird. Zudem werden aufgrund der berührungslosen Lagerung des Drahtes Beschädigungen des Drahtes durch den Reinigungsprozess vermieden. Etwaige auf den Draht wirkende Querkräfte werden dadurch vollständig vermieden, so dass keine schädlichen Vibrationen des Drahtes angeregt werden. Vorzugsweise wird der Draht nach dem letzten Ziehstein berührungslos, d.h. insbesondere ohne weitere Stabilisierungslager, aus der Drahtziehmaschine geführt. Die Abspüldüse kann von der Drahtaustrittsöffnung ins Innere des Gehäuses versetzt angeordnet sein. Die Abblasdüse ist z.B. mit Druckluft betrieben und bläst Druckluft entgegen der Drahtbewegung ringsum entlang der Drahtoberfläche und parallel zum Draht. Die massive Scherströmung entfernt dabei das nach der Abspüldüse am Draht verbleibende Flitter/Spülfluidgemisch und der Draht gelangt nahezu ohne flüssige Ziehmittelbeschichtung aus der Ziehmaschine. Es wird demzufolge praktisch kein flüssiges Ziehmittel mit dem Draht zur Ausziehscheibe mitgeschleppt, so dass die Ausziehscheibe einen trockenen und sauberen Draht führt, wodurch ideale Prozessbedingungen bei der Drahtführung selbst herrschen und in späterer Folge optimale Beschichtungsqualität ermöglicht wird. In die Ziehmaschine infolge des durch die Abblasdüse erzeugten Luftstrahls eingeblasene Luft kann z.B. durch Entlüftungsöffnungen im Gehäuse entweichen. Durch die Anordnung des Endziehsteins wird eine stabile und zuverlässige Zentrierung des Drahtes vor Eintritt in die Abspüldüse sichergestellt. Der Endziehstein, d.h. der letzte und engste Ziehstein der Drahtziehmaschine, ist somit in Drahtförderrichtung unmittelbar vor der Abspüldüse angeordnet, so dass keine Umlenkrollen zwischen dem Endziehstein und der Abspüldüse angeordnet sind. Aufgrund der Ausrichtung des Endziehstein, der Abspüldüse und der Abblasdüse auf einer Linie wird der aus dem Endziehstein austretende bzw. ausgezogene Draht exakt durch den Mittelpunkt der Abspüldüse und der Abblasdüse geführt.
Bei der vorgesehenen Anwendung in einer Drahtziehmaschine ist es besonders günstig, wenn das Spülfluid ein zur Kühlung des Drahtes verwendetes Ziehmittel ist. Wenn als Spülfluid und als Ziehmittel dieselbe Flüssigkeit verwendet wird, ist in der Drahtziehmaschine kein neuer Spülkreislauf für die Abreinigung nach dem letzten Ziehstein erforderlich, d.h. die Drahtziehmaschine weist nur einen Spülkreislauf auf. Die Abspüldüse wird dabei zur Erzeugung des Strahls mit flüssigem und flitterfreien Ziehmittel, d.h. mit gefilterter bzw. gereinigter Ziehmittelflüssigkeit aus dem Ziehmaschinensystem selbst, versorgt. Der durch den Strahl der Abspüldüse abtransportierte Flitter wird vorzugsweise in den Ziehmittelkreislauf der Ziehmaschine eingebracht. D.h. das aus der Absspüldüse austretende Ziehmittel mit den vom Draht abgereinigten Partikeln bleibt im Ziehmaschinengehäuse und rinnt dort am Boden zusammen mit dem Ziehmittel von vorhergehenden Ziehsteinen in den Reinigungs- bzw. Filterkreislauf.
Hinsichtlich der Abblasdüse hat es sich als günstig herausgestellt, wenn diese direkt in der Drahtaustrittsöffnung des Gehäuses angeordnet ist bzw. sitzt, so dass die Drahtaustrittsöffnung durch den Luftstrahl der Abblasdüse dynamisch abgedichtet ist. Bei dieser Anordnung wird das Spülfluid, insbesondere das Ziehmittel, auf besonders einfach Weise im Gehäuse eingeschlossen, d.h. nicht aus dem Gehäuse ausgetragen.
Weiters ist es besonders vorteilhaft, wenn die Abblasdüse eine den Draht umgebende und gegen die Drahtförderrichtung gerichtete Ringdüse ist. D.h. die jeweilige Düse (Abspüldüse oder Abblasdüse) weist eine den Draht im ganzen Umkreis umgebende Düsenöffnung auf, aus welcher der Strahl austritt. Zur Festlegung der Strahlrichtung weist die Düse einen der ringförmigen Düsenöffnung im Wesentlichen parallel bzw. leichte angewinkelt zur Längsachse des Drahtes konisch zur Düsenöffnung zulaufenden Düsenkanal auf. Diese Düsenart ermöglicht eine homogene und vollständig Reinigung des Drahtes auch bei sehr geringen Drahtdurchmessern (z.B. bis 0,25 mm) und eine zentrierte Lagerung des Drahtes in einer Drahtöffnung der Düse innerhalb und konzentrisch der ringförmigen Düsenöffnung.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt einer Düsenöffnung der Abspüldüse und/oder der Abblasdüse für den Zulauf eines Spülfluids bzw. eines Luftstrahls zum Draht einstellbar ist. Die Düsenöffnung für den Zulauf liegt im Inneren der Düse und ist im Wesentlichen (unter einem Winkel) gegen einen durch die Düse geförderten Draht gerichtet. Verschiedene Ziehmaschinenkonfigurationen (Ein- und Auslaufdurchmesser des Blankdrahtes, Drahtmetall, Drahtdurchmesser, Drahtgeschwindigkeit, Ziehsteintyp, Ziehsteinanzahl, Ziehmitteltyp, Fettgehalt des Ziehmittels, etc.) führen zur Bildung unterschiedlicher Flittermengen in unterschiedlichen Größenverteilungen. Außerdem ergeben sich bei unterschiedlichen Drahtdurchmessern unterschiedliche Spaltweiten zwischen Drahtoberfläche und Einlaufteil der Düse (Keramikeinsatz) mit unterschiedlichen Gegendrücken. Hinzu bedingen unterschiedliche Drahtgeschwindigkeiten unterschiedliche Schleppwirkungen und Verweilzeiten des Drahtes. Es sind daher an der Drahtoberfläche unterschiedliche Wandschubspannungen nötig, um den Draht in allen Fällen optimal zu reinigen und um gewährleisten zu können, dass der Ziehmittelstrahl an einer drahteinlaufseitig liegenden Öffnung entgegen der Drahtförderrichtung aus der Düse austritt. Durch die Einstellbarkeit des Querschnitts der Düsenöffnung kann die Düse bzw. die in der Düse erzielte Wandschubspannung an die jeweils vorliegenden Bedingungen angepasst werden.
In diesem Zusammenhang hat es sich als günstig herausgestellt, wenn die Düsenöffnung zwischen einem Düsenkörper mit einem sich zumindest teilweise im Wesentlichen konisch gegen die Drahtförderrichtung verjüngenden Innenraum für den Transport eines Spülfluids bzw. eines Luftstrahls und einem zumindest teilweise in dem Innenraum angeordneten Führungsteil gebildet ist, wobei das Führungsteil gegenüber dem Düsenkörper parallel zur Drahtförderrichtung verstellbar angeordnet ist. Insbesondere kann das Führungsteil parallel zur Drahtförderrichtung gegenüber dem Düsenkörper verschiebbar sein.
Eine zuverlässige und zugleich genaue Einstellung der Düsenöffnung kann erzielt werden, wenn das Führungsteil ein Außengewinde aufweist mit welchem es in einem Innengewinde des Düsenkörpers um eine Achse parallel zur Drahtförderrichtung verschraubbar ist. Dabei kann die Düsenöffnung durch Verdrehen des Führungsteils im Düsenkörper eingestellt werden.
Um eine Bewegung des Führungsteil im Düsenkörper nach der Einstellung zu verhindern oder zumindest zu erschweren und zur Fixierung einer festgelegten axialen Position des Führungsteils im Düsenkörper ist es vorteilhaft, wenn auf das Außengewinde des Führungsteils eine Gegenmutter aufgeschraubt ist, mittels der das Führungsteil gegenüber dem Düsenkörper fixierbar ist. Dabei wird das Führungsteil durch Festziehen des Gegenmutter im Wesentlichen zwischen Düsenkörper und Gegenmutter verspannt, sodass einem Verdrehen des Führungsteils entgegen gewirkt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigen dabei im Einzelnen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Drahtziehmaschine zur Herstellung eines gezogenen Drahtes;
Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch eine Abspüldüse und eine Abblasdüse einer Drahtziehmaschine gemäß Fig. 1; und
Fig. 3 genauer einen Längsschnitt durch eine Abspüldüse gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine Drahtziehmaschine 1, genauer eine sogenannte Inlineziehmaschine, mit einem Gehäuse 2 und einem Draht-Vor-Reinigungssystem 3. In dem Gehäuse 2 sind mehrere Ziehsteine 4 bzw. Ziehblöcke angeordnet, mit welchen der Draht (nicht gezeigt) auf die gewünschte Form bzw. den gewünschten Drahtquerschnitt verformt wird. Zwischen den Ziehsteinen 4 wird der Draht über jeweils einzeln angetriebe Ziehscheiben 5 geführt. Das hier gezeigte Reinigungsystem 3 soll den Draht nach Passieren des letzten Ziehsteines 6 (auch Endziehstein genannt) von Flitter befreien, ohne dass flüssiges Ziehmittel aus der Drahtziehmaschine 1 ausgetragen wird. Der Endziehstein 6 ist an einer speziellen Halterung 7 im Gehäuse 2 befestigt, so dass der Endziehstein 6 nicht im Rahmen des Gehäuses 2 (auch Ziehkabinett genannt) sitzt, sondern nach innen versetzt im Gehäuse 2 selbst platziert ist. Zwischen dem Endziehstein 6 und der Drahtaustrittsöffnung 8 im Rahmen des Gehäuses 2 ist eine Abspüldüse 9 angeordnet, welche mit entsprechend hohem Druck Strahlen aus flüssigem und flitterfreiem Ziehmittel auf die Drahtoberfläche entgegen der Drahtbewegung, d.h. umgekehrt zur Drahtförderrichtung, aufbringt. Die dadurch erzielte hohe Scherung bewirkt einen effizienten Abtransport besonders von grobkörnigem Flitter von der Drahtoberfläche, welcher automatisch in einen Ziehmittelkreislauf (nicht gezeigt) der Drahtziehmaschine 1 eingebracht wird. Die Drahtoberfläche weist nach Passieren der Abspüldüse 9 neben den hierbei nicht abreinigbaren, fest eingepressten Ziehmittelrückständen, nur mehr flüssiges Ziehmittel mit besonders feinkörnigem Flitter auf. Der Abspüldüse 9 ist eine Abblasdüse 10 mit Druckluft nach geschaltet (vgl. Fig. 2), welche direkt in der Drahtaustrittsöffnung 8 des Gehäuserahmens sitzt. Die Abblasdüse 10 bläst Druckluft entgegen der Drahtbewegung. Die dadurch erzielte massive Scherströmung entfernt nicht nur ein etwaiges nach der Abspüldüse 9 am Draht verbleibendes Flitter/Ziehmittelgemisch und führt dieses dem Hauptziehmittelkreislauf der Drahtziehmaschine 1 zu, sondern dichtet auch die Drahtaustrittsöffnung 8 der Drahtziehmaschine 1 dynamisch ab. Die mit dem von der Abspüldüse 9 erzeugten Ziehmittelstrahl abgereinigten Partikeln gelangen in einen Hauptziehmittelkreislauf der Drahtziehmaschine 1, wodurch kein neuer Spülkreislauf installiert werden muss. Die in die Drahtziehmaschine 1 aufgrund des von der Abblasdüse 10 erzeugten Luftstrahls eingeblasene Luft kann durch Entlüftungsöffnungen 11 aus dem Gehäuse 2 entweichen.
Anhand der in Fig. 2 gezeigten Schnittansicht ist der Aufbau der Abspüldüse 9 und der Abblasdüse 10 genauer erkennbar. Die beiden Düsen 9, 10 sind im Wesentlichen auf einer durch eine Längsachse des Drahtes 12 definierten Geraden zentriert angeordnet, d.h. der Mittelpunkt eines Drahtkanals 13 der Düse 9, 10 liegt jeweils auf der Geraden. Die beiden Düsen 9, 10 weisen jeweils einen Düsenkörper 14 auf, welcher den Drahtkanal 13 zur Durchführung des Drahtes 12 umgibt. Im Düsenkörper 14 ist eine sich konisch gegen die Drahtförderrichtung 15 verjüngender Innenraum 16 gebildet. Im Innenraum 16 ist ein schnabelförmiges Führungsteil 17 aufgenommen, dessen Innenseite einen Abschnitt des Drahtkanals 13 bildet und dessen Außenseite sich - vergleichbar dem Innenraum 16, jedoch langsamer, d.h. unter einem flacheren Winkeln gegen den Drahtkanal 13 - konisch entgegen der Drahtförderrichtung 15 verjüngt. In Drahtförderrichtung 15 ist der Innenraum 16 durch das Führungsteil 17 abgedichtet. Der Innenraum 16 weist eine Eintrittsöffnung 18 auf, an welche ein Druckventil 19 angeschlossen ist. Das durch das Druckventil 19 in die Düse 9, 10 eingebrachte Fluid, z.B. flüssiges Ziehmittel oder Druckluft, verteilt sich im Innenraum 16 außerhalb des Führungsteils 17 und wird unter Druck durch eine ringförmige Düsenöffnung 20 zwischen dem Führungsteil 17 und dem Düsenkörper 14 gepresst. Durch die Form des Düsenkörpers 14 und des Führungsteils 17 weist die Düsenöffnung 20 eine Ringquerschnittfläche für den Durchfluss des Ziehmittels auf, sodass das Fluid jeweils in einem ringförmigen, den Draht 12 im Wesentlichen konzentrisch vollständig und gleichmäßig umgebenden Strahl aus dem Innenraum 16 austritt, welcher Strahl weiter entlang des Drahtes 12 verläuft und größtenteils durch eine vordere Drahtöffnung 21 der Düse 9, 10 aus der Düse 9, 10 austritt. Durch den von der Abspüldüse 9 auf den Draht 12 gerichteten Strahl von flüssigem Ziehmittel (vgl. die Ziehmittelströmung entlang der Pfeile 22) werden sämtliche, nicht in den Draht 12 eingepresste Rückstände, insbesondere grobkörniger Flitter, von der Drahtoberfläche entfernt und entgegen der Drahtförderrichtung 15 zur Vorderseite 23 aus der Abspüldüse 9 gespült. In der Abblasdüse 10, welche in Drahtförderrichtung 15 hinter der Abspüldüse 9 angeordnet ist, wird die durch das Druckventil 19 eingebrachte Druckluft (vgl. Luftströmung entlang der Pfeile 24) durch die ringförmige Düsenöffnung 20 entgegen der Drahtförderrichtung 15 auf den Draht 12 gerichtet und bläst etwaige flüssige Ziehmittelrückstände zur Vorderseite 23 und durch die Drahtöffnung 21 aus der Abblasdüse 10. Die aus der Abblasdüse 10 austretende Luftströmung bzw. der Druckluftstrahl bildet an der Vorderseite 23 der Abblasdüse 10 eine dynamische Abdichtung 25 des Gehäuses 2. In Drahtförderrichtung 15 nach der Abblasdüse 10 wird der Draht 12 üblicherweise von einer Ausziehscheibe (nicht gezeigt) aufgenommen und unter Zug aus der Drahtziehmaschine 1 (vgl. Fig. 1) gefördert.
Fig. 3 zeigt die Abspüldüse 9 gemäß Fig. 2 mehr im Detail. Das Führungsteil 17 ist axial, d.h. parallel zur Drahförderrichtung 15, gegenüber dem Düsenkörper 14 verschiebbar, was durch ein in einem zylindrischen Abschnitt des Führungsteils 17 vorgesehenes Außengewinde 26, welches in ein im Düsenkörper 14 vorgesehenes Innengewinde 27 einschraubbar ist, ermöglicht wird. Der Führungsteil 17 ist somit durch Drehen mit Sitz im Innengewinde 27 des Düsenkörpers 14 axial so verschiebbar, dass zwischen Düsenkörper 14 und Führungsteil 17 verschiedene Ringquerschnittsflächen für die Düsenöffnung 20 freigegeben werden und der Querschnitt der Düsenöffnung 20 somit einstellbar ist. Die unterschiedlichen Einstellungen führen bei gegebenem Ziehmitteldurchfluss (Druck) zu unterschiedlichen Fluidgeschwindigkeiten und damit auch zu verschieden großen Wandschubspannungen am Draht, sodass auf Spezifikationsänderungen beim Drahtziehen reagiert werden kann. Zusätzlich stellt eine Gegenmutter 28 mit einem Innengewinde zum Sitz auf dem Außengewinde 26 des Führungsteils 17 ein Bedienungshilfsmittel dar, um den Führungsteil 17 zu drehen, ohne dass dessen Außengewinde 26 mit der Hand berührt werden muss. Durch Festziehen die Gegenmutter 28 kann der Führungsteil 17 in einer bestimmten axialen Position fixiert werden.

Claims

Drahtziehmaschine (1) zur Herstellung eines gezogenen Drahtes (12), insbesondere eines gezogenen Aluminiumdrahtes, mit einem Gehäuse (2), wobei im Inneren des Gehäuses (2) mehrere Ziehsteine (4, 6) angeordnet sind, wobei im Bereich einer Drahtaustrittsöffnung (8) des Gehäuses (2) in Drahtförderrichtung (15) nach sämtlichen Ziehsteinen (4, 6) eine Abspüldüse (9) angeordnet ist, welche zur Erzeugung eines Strahls eines Spülfluids zur Spülung des Drahtes (12) eingerichtet ist, wobei in Drahtförderrichtung (15) nach der Abspüldüse (9) eine Abblasdüse (10) zur Erzeugung eines Luftstrahls zur Reinigung des Drahtes (12) von verbleibendem Spülfluid angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspüldüse (9) zur Erzeugung eines im Wesentlichen gegen die Drahtförderrichtung (15) gerichteten Strahls eines Spülfluids eingerichtet ist, dass die Abblasdüse (10) zur Erzeugung eines im Wesentlichen gegen die Drahtförderrichtung (15) gerichteten Luftstrahls eingerichtet ist, wobei ein in Drahtförderrichtung (15) vor der Abspüldüse (9) angeordneter Endziehstein (6) von der Drahtaustrittsöffnung (8) ins Innere des Gehäuses (2) versetzt und auf einer Linie mit der Abspüldüse und der Abblasdüse ausgerichtet angeordnet ist, wobei die Abspüldüse (9) eine den Draht (12) umgebende und gegen die Drahtförderrichtung (15) gerichtete Ringdüse ist, welche zur berührungslosen Lagerung des Drahtes (12) eingerichtet ist, wobei die berührungslose Lagerung bedeutet, dass der Draht (12) schwimmend auf einem durch den Strahl gebildeten Spülfluidpolster in der Abspüldüse gelagert wird, wenn die Ringdüse mit Spülfluid unter Druck gespeist wird.
Drahtziehmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspüldüse (9) zur Führung eines erzeugten, im Wesentlichen gegen die Drahtförderrichtung (15) gerichteten, den Draht (12) vollständig umgebenden Strahls eines Spülfluids ringsum parallel zu einer Längsachse des Drahtes (12) und entlang der Drahtoberfläche eingerichtet ist.
Drahtziehmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid ein zur Kühlung des Drahtes (12) verwendetes Ziehmittel ist.
Drahtziehmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblasdüse (10) direkt in der Drahtaustrittsöffnung (8) des Gehäuses (2) angeordnet ist, so dass die Drahtaustrittsöffnung (8) durch den Luftstrahl der Abblasdüse (10) dynamisch abgedichtet ist.
Drahtziehmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblasdüse (10) eine den Draht (12) umgebende und gegen die Drahtförderrichtung (15) gerichtete Ringdüse ist.
Drahtziehmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt einer Düsenöffnung (20) der Abspüldüse (9) für den Zulauf eines Spülfluids zum Draht (12) einstellbar ist.
Drahtziehmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt einer Düsenöffnung (20) der Abblasdüse (10) für den Zulauf eines Luftstrahls zum Draht (12) einstellbar ist.
Drahtziehmaschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung (20) zwischen einem Düsenkörper (14) mit einem sich zumindest teilweise im Wesentlichen konisch gegen die Drahtförderrichtung (15) verjüngenden Innenraum (16) für den Transport eines Spülfluids bzw. eines Luftstrahls und einem zumindest teilweise in dem Innenraum (16) angeordneten Führungsteil (17) gebildet ist, wobei das Führungsteil (17) gegenüber dem Düsenkörper (14) parallel zur Drahtförderrichtung (15) verstellbar angeordnet ist.
Drahtziehmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (17) ein Außengewinde (26) aufweist mit welchem es in einem Innengewinde (27) des Düsenkörpers (14) um eine Achse parallel zur Drahtförderrichtung (15) verschraubbar ist.
Drahtziehmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Außengewinde (26) des Führungsteils (17) eine Gegenmutter (28) aufgeschraubt ist, mittels der das Führungsteil (17) gegenüber dem Düsenkörper (14) fixierbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines gezogenen Drahtes (12), insbesondere eines gezogenen Aluminiumdrahtes, in einer Drahtziehmaschine (1) mit einem Gehäuse (2), wobei im Inneren des Gehäuses (2) mehrere Ziehsteine (4, 6) angeordnet sind, wobei der Draht (12) nach Passieren sämtlicher Ziehsteine (4, 6) der Drahtziehmaschine (1), einschließlich eines Endziehsteins (6), in einem Strahl von Spülfluid aus einer Abspüldüse (9) gereinigt wird, wobei nach der Reinigung des Drahtes (12) auf dem Draht (12) verbleibendes Spülfluid mittels eines Druckluftstrahls aus einer Abblasdüse (10) von dem Draht (12) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl von Spülfluid entgegen der Drahtförderrichtung (15) gerichtet ist, dass der Druckluftstrahls entgegen der Drahtförderrichtung (15) gerichtet ist, wobei der Endziehstein in Drahtförderrichtung (15) vor der Abspüldüse (9) und von einer Drahtaustrittsöffnung (8) ins Innere des Gehäuses (2) versetzt und auf einer Linie mit der Abspüldüse (9) und der Abblasdüse (10) ausgerichtet angeordnet ist, wobei die Abspüldüse (9) eine den Draht (12) umgebende und gegen die Drahtförderrichtung (15) gerichtete Ringdüse ist, welche mit Spülfluid unter Druck gespeist wird, sodass der Draht in der Abspüldüse (9) berührungslos, schwimmend auf einem durch den Strahl gebildeten Spülfluidpolster gelagert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl den Draht (12) in der Abspüldüse (9) vollständig umgibt und ringsum parallel zu einer Längsachse des Drahtes (12) und entlang der Drahtoberfläche geführt wird.