CH221652A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Drähten, Klein- oder Hohlprofilen unmittelbar aus geschmolzenen Metallen. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Drähten, Klein- oder Hohlprofilen  unmittelbar aus geschmolzenen Metallen.    Das heute allgemein übliehe Verfahren  zur Herstellung von Metalldrähten verlangt  das Giessen von     Blöcli:en    und deren mehrmals  wiederholtes Erhitzen,     Verwalzen        und    even  tuell Ziehen, bis die nötigen Dimensionen er  reicht sind.

   Da aber der ganze     Arbeitsvorgang     dieses Verfahrens bei solchen Temperaturen  erfolgt, bei welchen das behandelte     -Metall    be  reits eine beträchtliche Festigkeit erreicht  hat, so kann diese Verarbeitung nur vermit  telst stark konstruierter und teurer Einrich  tungen erzielt werden,     unter    Aufwand grosser  Energiemengen und Arbeitskräfte, was auch  entsprechend grosse Räume erfordert.  



  Wenn man aber die Metalle bei einer  ihrem Schmelzpunkt möglichst nahen Tem  peratur verarbeitet, also so lange ihre Festig  keit am kleinsten ist und sie somit die     ge-          wünsehte    Form am leichtesten annehmen, so   -erden die erforderlichen Einrichtungen  leichter, einfacher und billiger, der Aufwand  an Energiemengen und Arbeitskräften sowie  der Raumbedarf bedeutend reduziert, was zu    einer erheblichen Verbilligung des Produktes  führt. Das dabei erzeugte Produkt kann als  gewöhnliche Marktware verwendet oder als  Halbfabrikat zwecks Veredelung einer zu  sätzlichen Verarbeitung     unterzogen.    werden.

      Das erfindungsgemässe Verfahren besteht  darin, dass das in einer geschlossenen Pfanne  enthaltene flüssige Metall in einem Kühler  in plastischen Zustand übergeführt und in  diesem Zustand vermittels Druckluft durch  eine     Düse    gepresst     wird.    Die teilweise Er  starrung des     Metalles    vor der Düse wird  vorteilhaft so geregelt, dass das austretende  Erzeugnis eine genügende Festigkeit erreicht  hat, um seine erreichten Abmessungen und  Form beibehalten zu können, bis es ausser  halb der Düse vollständig erstarrt.

      Kennt man die Abhängigkeit der Festig  keit eines     Metalles    von seiner Temperatur bis  zu seinem Schmelzpunkt, so lässt sich daraus  auch für jede gewünschte Anfangsfestigkeit  des Erzeugnisses die erforderliche Düsentem-      peratur und der auf die Pfanne zu bebende  Luftdruck ermitteln.  



  Die weitere Erstarrung des so erhaltenen  Erzeugnisses kann durch rasches (Ab  schrecken) oder langsames Abkühlen erfol  ben, je nachdem, welche von der Abküh  lungsgeschwindigkeit abhängige Struktur des  behandelten Metalles man erzielen Rill.  



  An Hand der Zeichnung, die zwei Aus  führungsbeispiele der     erfindungsgemässen     Einrichtung zum Durchführen des Verfah  rens darstellt, wird auch das erfindungsge  mässe Verfahren erläutert.  



  Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Ausfüh  rungsbeispiel der Einrichtung für Metalle.  welche rasch abgekühlt werden müssen,  während Fig. 2 ein solches für langsame Ab  kühlung zeigt.  



  Zur Hersstellung von Drähten, Klein- oder  Hohlprofilen aus Metallen, die schnell abge  kühlt werden müssen, um eine gute Struktur  zu erhalten, weist die Einrichtung gemäss  Fig. 1 eine entsprechend dem Schmelzpunkt  des verwendeten Metalles ausgefütterte  Pfanne 1 auf, die durch einen Deckel 2 her  metisch abgeschlossen ist. Diese Pfanne 1  hat oben die Druckluftzuleitung 3 und unten  einen als Kühler ausgebildeten Ansatz 4, an  welchem eine Düse 5 aus einem harten Stoff  mit höherem Schmelzunkt als der des ver  wendeten Metalles befestigt ist. Mittels eines  automatischen Temperaturreglers 6 wird die  Düse 5 vermittels des Brenners 7 auf die  der gewählten Anfangsfestigkeit des zu er  zeugenden Drahtes entsprechende Tempera  tur vorgewärmt.

   Das in den Behälter einge  füllte flüssige Metall fliesst in den als Küh  ler ausgebildeten Ansatz 4 und wird hier in       einen     Zustand übergeführt, so  dass das Metall nicht von selbst bis zur Düse  gelangen kann. Durch Offnen des Ventils  8 kann Druckluft oder ein Schutzgas unter  genübendem Drucke in die Pfanne 1 einströ  men und damit die Pfanne unter Druck ge  setzt werden, so dass das teilweise erstarrte  Metall mit der gewünschten Geschwindigkeit  aus der Düse 5 austritt. Dieser Druck wird  durch ein in das Druckrohr 3 eingebautes    Flügelrad 9 oder eine Venturischeibe oder  dergleichen über eine das Ventil 8 steuernde  Übersetzung auf Durchlass eines konstanten  Luftquantums reguliert, entsprechend der  Ausflussgeschwindigkeit des Metalles aus der  Düse 5.

   Ein Manometer 10 in Deckel 2     er-          möchcht    die Kontrolle des Arbeitsvorganges.  Der Gasdruck in der Pfanne 1 kann auch  in Abhängigkeit von der Erzeugungsge  schwindigkeit des Drahtes 16 in der Weisse  reguliert werden, dass man zum Beispiel     mit-          telst    Zählwerkes an der Oberfläche des     Leit-          körpers    17 die auftretenden Drahtwindungen  zählt; wenn eine vorbestimmte Anzahl Win  dungen pro Zeiteinheit unterschritten wird,  öffnet sieh das Ventil 8, während es sich  schliesst, wenn diese Windungszahl pro Zeit  einheit überschritten wird.  



  Der Kühler 4 muss eine dem Erstarrungs  grad des Metalles vor der Düse 5 und der  erzeugten Drahtmenge entsprechende Wärme  menge abführen. L m einerseits seine     Ab-          messungen    zu     beschränken,        anderseits    eine  die Temperaturregulieruug der Düse be  schleunigende Wirkung zu erreichen, ist  künstliche     Kühlung    11 vorgesehen, welche  gemeinsam mit dem     Brenner    7 durch den .  Temperaturregler 6 gesteuert wird.

   Die Form  der Düse 5 bestimmt die Form und Dimen  sionen des Erzeugnisses; sie erhält einen  zweckentsprechenden Dorn zur Herstellung  von     Hohlkörpern,    wie Rohren und     derglei-          ehen.    Die Düse 5 mündet in den Behälter  1?, der mit einer     kühlenden    Flüssigkeit an  gefüllt ist oder mit einer solchen, deren Ver  dampfung ein für das behandelte Metall       günstiges        Schutzgas    erzeugt.

   Diese     Flüssig-          keit    wird dem Behälter 1? durch das Rohr  13 zugeführt und durch den Niveauregler 14  auf konstanter Höhe     gehalten.    Das     erzeugte          Schutzgas    entweicht durch das Rohr 1 5 und  kann nach seiner     Kondensierung        zurückge-          wonnen    werden.

   Diese     Flüssigkeit    kann im  voraus zum     Sieden    gebracht werden, damit  der     Behälter    12 vor     Beginn    des Prozesses mit       Schutzgas        angefüllt    ist.     Statt    dessen kann  der Behälter 12 ganz mit     einem        Schutzgas     oder mit einer kühlenden     Flüssigkeit    gefüllt      werden.

   Nach einer gewissen Entfernung  von der Düse 5 trifft der erzeugte Draht 16  auf die Spitze eines konisch geformten     Leit-          lkörpers    17, wird von diesem abgelenkt, glei  tet an der Oberfläche des Körpers l7 ent  lang bis auf dessen Basis, wo er fortschrei  tend abgebogen wird, also schraubenförmig  um den Körper 17 läuft, um sich in Form  eines Ringes l8 auf dessen Basis zu legen.  Um die Abmessungen des Ringes 18 zu be  schränken, kann die Basis des Körpers l7  als Hohlzylinder ausgebildet werden.  



  Die Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zur  Herstellung von Drähten, Klein- oder Hohl  profilen, die langsam abgekühlt werden müs  sen. Auch diese Einrichtung weist die Pfanne  l mit Deckel 2, die Druckluftzuleitung 3 mit  dem Ventil 8 und den Kühler 4 mit der  Düse 5, sowie den Temperaturregler 6 auf,  von dem aus der Brenner 7 und die Kühl  mittelzufuhr ll gesteuert wird. Der aus der  Düse 5 austretende glühende Draht l6 be  schreibt hier eine durch die Anordnung der  Düsenöffnung bestimmte, schräg aufwärts  gerichtete Wurfbahn, so dass er am Scheitel  punkt seiner Wurfbahn     zwischen    zwei iso  liert aufgestellten metallischen Führungen  19 und 20 frei durchgeht und auf die Trans  portbahn 21 gelangt.

   Die Transportbahn 21  dient als Schrittmacher für die von den Ab  kühlungsverhältnissen des Erzeugnisses ab  hängigen Produktionsgeschwindigkeit und  kann als verstellbare Rutsche oder Rollbahn,  oder als Transportband mit abgestimmter  Geschwindigkeit ausgeführt werden. Wird  die Produktionsgeschwindigkeit des Drahtes  16 kleiner als die Geschwindigkeit des Trans  portbandes 21, so kommt der Draht 16 in  Berührung mit der untern Führung 19, wel  che vorteilhaft als rotierende Scheibe ausge  führt wird, um bei Beginn des Prozesses den  Draht 16 auf das Transportband 21 zu lei  ten.

   Der Draht 16 erdet die     Scheibe    19 und  schaltet dadurch ein Einschaltrelais 22 auf  die Stromquelle     213.    Hierdurch wird vom  Hilfsmotor 24 das Steuerventil 25 allmählich  geöffnet, bis der in der Pfanne 1 zunehmende  Luftdruck die Wurfweite des Drahtes 16 so    erhöht hat, dass letzterer seinen Kontakt     mit     der Scheibe 19     und    somit den Stromkreis des  Einschaltrelais 22 unterbricht und der Servo  motor 24 in der erreichten     Stellung    des  Steuerventils 25 zum Stillstand kommt.

    Steigt hingegen die Produktionsgeschwindig  keit des Drahtes 1-6 über die Geschwindig  keit des Bandes 21, so kommt der Draht 16  mit der     obern    isolierten Führung 20 in Be  rührung, welche über Erde das Einschalt  relais 26 auf die Stromquelle     23    einschaltet.  Dieses Einschaltrelais schaltet den Hilfs  motor 24 in umgekehrter Drehrichtung ein  und das Steuerventil 25 vermindert allmäh  lich den Luftdruck in der Pfanne 1, bis die  Wurfweite des Drahtes 16 genügend abge  nommen hat. Der Draht 16     unterbricht    sei  nen Kontakt mit der Führung 20, das Ein  schaltrelais 26 unterbricht den Stromkreis  des Hilfsmotors 24 und das Steuerventil 25  kommt in der erreichten Stellung zum Still  stand.

   Der glühende Draht 16, wird auf sei  ner Bahn von der Düse 5 bis zum Ende des  Transportbandes 21 von der umgebenden  Luft abgekühlt, kann aber auch von einem  gasförmigen oder flüssigen     Kühlmittel    ab  gekühlt Werden. Am Ende des Transport  bandes 21 läuft der Draht 16 durch die Füh  rung 27 auf den konisch geformten     Leitkör-          per    17, auf dessen Basis er sich, wie bereits  beschrieben, von selbst zu einem Ring 18  aufwickelt.  



  Das beschriebene Verfahren und die be  schriebenen Einrichtungen zu seiner Ausfüh  rung eignen sich zur Erzeugung von Dräh  ten,     Klein-    oder Hohlprofilen     aus    den ver  schiedensten Metallen und Legierungen, aus  weichem Metall, wie Aluminium, Kupfer,  Silber und deren Legierungen,     wie    auch aus  hartem Metall, z. B. Stahl.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung von Drähten, Klein- oder Hohlprofilen unmittelbar aus ge schmolzenen Metallen, dadurch gekennzeich net, dass das in einer geschlossenen Pfanne enthaltene flüssige Metall in einem Kühler in plastischen Zustand übergeführt und in diesem Zustand mittels Drucklutft durch eine Düse gepresst wird. UNTERANSPRÜCHE: l. Verfahren nach Patentanspruch 1, da durch gelkennzeichnet, dass vermittelst eine Temperaturreglers die Drise automatisch auf eine der gewünschten Austrittsfestigkeit des Erzeugnisses entsprechende Temperatur ge rebelt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch.

   I, da durch gekennzeichnet, dass der Luftdruck in der Pfanne automatisch auf konstante Aus- flussbeschwindigkeit des Erzeugnisses regu liert wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Ausflussge schwindigkeit des Erzeugnisses durch einen in die Druckleitung eingebauten Regler konstant ghalten wird welcher ein in das Druckrohr eingebautes Ventil steuert. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Ausflussge schwindigkeit des Erzeugnisses elektrisch ge- rebelt wird. 5.

   Verfahren nach Patentansprueh I, da durch gekennzeiehnet, dass das aus der Duise austretende glühende Erzeugnis zwecks Ver gütung unmittelbar in einen abgeschlossenen Behälter geleitet wird, welcher mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit von einem Niveauregler auf konstante Höhe reguliert wird. 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass durch die Ver dampfung der Flüssigkeit ein Schutzgas er zeugt wird. 8. Verfahren nach Unteranspruch, 7, da durch geennzeichnet, dass das Schutzgas nach seinem Entweichen durch Kondensation zu- rüekgewonnen wird. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das aus der Düse ausgepresste glühende Erzeugnis eine Wurf bahn beschreibt, deren Anfangsrichtung durch die Lage der Düsenöffnung bestimmt wird und nach Erreichung des Seheitel punktes von einer Bahn aufgenommen wird. auf welcher das Erzeugnis allmählich abge kühlt wird. l0. Verfahren nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Neigung einer festen Rutschbahn so eingestellt wird, dass die Geschwindigkeit des Erzeugnisses auf ihr annähernd der Ausfltussgeschwindiglkeit des Erzeugnisses aus der Düse gleich ist. ll.

   Verfahren nach Unteransprueb 9, da durch gekennzeiclhnei dass die Geschwindig- kit einer das Erzeugnis aufnehmenden Transportbaln annähernd der Austrittsge schwindigkeit des Erzeugnisses aus der Düse gleich gehalten wird. l2. Verfahren nach Unteranspruch 9. da durch gekennzeichnet, dass das glühende Er- zeugniüber eine Bahn von solcher Länge geführt wird, dass die erwünschte Abkühihlung des Erzeugnissez erreicht wird. l3. Verfahren nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis durch die umgebende Luft gekühlt wird. 14. Verfahren nach Unteranspruch l2.

   dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlun durch ein flüssiges Küihlnmittel erfolgt, das der Bahn wenigstens auf einem Teil ihrer Länge zugeführt wird. ha. Verfahren nach Unteranspruch 12. dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung dnrch ein gasförmiges Kühlmittel erfolgt. PATENTANSPRUCH II: Einrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine zur Aufnahme des flüssigen Me talles bestimmte, druckfest verschliessbare Pfanne, eine Kühilvorrichtung, eine Düse und eine Aufnahmevorrichtung für das fertige Erzeugnis.

   UNTERANSPRÜCHE: 16. Einrichtung nach Patcnlansprtiel. 11, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Regel v orrichtun- für den Crasdrucl-:# in der Pfanne. 17. Einrichtung nach. Unteranspruch 16, dadurch gel@ennzeiclniet, dass die Regelvor- richtung in Abhängigkeit von der Ausfluss geschwindigkeit des Erzeugnisses steht. 18. Einrichtung nach Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfluss geschwindigkeit elektrisch gemessen wird. l9.

   Einrichtung nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler auf ein Regelventil in der Druckgaszuleitung einwirkt. 20. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Regel vorrichtung für die Temperatur des Erzeug nisses vor der Düse. 21. Einrichtung nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvor richtung auf die Zufuhr des Kühlmittels zur Kühlvorrichtung einwirkt. 22. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Abschreckvorrich tung für das Erzeugnis. 23. Einrichtung nach Unteranspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Düse ein mit einer Abschreckflüssigkeit ge fülltes Aufnahmegefäss für das Erzeugnis anschliesst. 24.

   Einrichtung nach Unteranspruch 23, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung zur Konstanthaltung des Niveaus der Ab schreckflüssigkeit. 25. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen Aufnahmekegel zwecks Stapelung des fertigen Erzeugnisses in Ringform. 2'6. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Bahn für die Auf nahme und Abkühlung des fertigen Erzeug nisses. 27. Einrichtung nach Unteranspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn eine feststehende Rutschbahn von einer der Aus trittsgeschwindigkeit des Erzeugnisses ange passten einstellbaren Neigung ist. 28.

   Einrichtung nach Unteranspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn eine Rollbahn ist. 29. Einrichtung nach Unteranspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn aus einem mit der Austrittsgeschwindigkeit des Erzeugnisses laufenden endlosen Transport band besteht. 30. Einrichtung nach Unteransprüchen 18 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahn eine Kontaktvorrichtung für die Re gelung der Ausflussgeschwindigkeit vorge schaltet ist. 31.

   Einrichtung nach Unteranspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt vorrichtung aus zwei isoliert aufgestellten, metallischen Führungsflächen besteht, zwi schen denen das Erzeugnis hindurchge- schleudert wird und deren Berührung mit dem Erzeugnis den Stromkreis eines Hilfs motors zur Veränderung des die Ausflussge- schwindigkeit des Erzeugnisses bestimmen den Gasdruckes in einem oder andern Sinne schliesst. 32. Einrichtung nach Unteranspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der metallischen Führungsflächen als umlau fende Scheibe ausgeführt ist, die dazu dient, bei Beginn des Prozesses das Erzeugnis auf die Bahn zu führen.