EP0799647B1 - Vorrichtung zum Beschichten eines Drahtes mit einem Gleitmittel - Google Patents

Vorrichtung zum Beschichten eines Drahtes mit einem Gleitmittel Download PDF

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EP0799647B1
EP0799647B1 EP97103220A EP97103220A EP0799647B1 EP 0799647 B1 EP0799647 B1 EP 0799647B1 EP 97103220 A EP97103220 A EP 97103220A EP 97103220 A EP97103220 A EP 97103220A EP 0799647 B1 EP0799647 B1 EP 0799647B1
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EP
European Patent Office
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lubricant
wire
felt
metering
recess
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EP97103220A
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Gerhard Boockmann
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Original Assignee
Boockmann GmbH
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    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H71/00Moistening, sizing, oiling, waxing, colouring or drying filamentary material as additional measures during package formation

Definitions

  • Wires such as electro-insulated winding wires for the production of electrical engineering products, are known to have good lubricity so that they can be used in the manufacture of Windings can be positioned easily and precisely. In addition, due to the slidability of the wire, the electrical insulation layer is protected during processing.
  • Another known method uses aqueous emulsions instead of solutions of the paraffins or dispersions of paraffins are used, which causes the emission of organic solvents is avoided, but the dosage of the emulsions with the help of a felt difficult. Such processes are therefore not suitable for applying precisely defined amounts of paraffin on the wire surface. They also require an additional drying process.
  • Devices for solvent-free application of lubricant to wires with a lubricant reservoir, an application felt, in contact with which the wire to be coated continuously expires, and a metering device, which in a controlled amount of lubricant in liquid Form from the lubricant reservoir to the application felt are known.
  • the problem of such devices is usually the metering device.
  • Such metering devices the very small quantities of the liquid lubricant from the lubricant reservoir to the application felt are extremely sensitive to solid dirt particles such as tinder is inevitable when changing dimensions or downtime of the painting system and in the Lubricant reservoir can fall.
  • DE-A-4 134 070 describes a device for coating a wire with a Lubricant known, in which the lubricant by means of a strand of material wrapped around the wire is applied, which has been soaked with the lubricant and with a lower Feed speed as the wire to be coated is advanced.
  • This well-known Device requires relatively high, especially when retrofitting slow systems Investment costs and is in systems with very small wire spacing (harp system) difficult to adjust.
  • those discussed at the beginning Melting devices have the advantage that they enable a very compact design.
  • the object underlying the invention was now a device for coating a wire with a lubricant, especially in the form of a melt get, which is as simple as possible and against solid dirt particles is insensitive.
  • this object is achieved with a device for coating a wire a lubricant reservoir, an application felt, in contact with which the one to be coated Wire runs continuously, and a dosing device in a controlled amount Lubricant liquid is conveyed from the lubricant reservoir to the application felt, dissolved, and this device is characterized according to the invention in that the metering device has at least one metering pin, which has a recess and at regular intervals alternating with the depression on the one hand in the lubricant liquid in the Dip lubricant reservoir and on the other hand touches the application felt so that with each Touch a substantially equal amount of lubricant is sucked into the application felt.
  • the metering pen is expediently filled with the liquefied or dissolved lubricant is sufficiently firm and has been in contact with the application felt for a long time to suck the entire amount of lubricant from the recess into the application felt, although it is for the solution to the task would also be sufficient if only one part was touched each time the amount of lubricant absorbed in the recess is transferred to the application felt, provided that this transferred amount is substantially the same with each touch, to get a constant concentration of lubricant in the application felt.
  • the device for applying solvent-free lubricant is particularly suitable using a wax melt.
  • the device makes itself without valves for the Dosage is required, the surface tension of the solution or in particular melt of the lubricant in order to use the recess on the dosing pin, its volume is precisely predetermined, an exactly measured amount of lubricant in a predetermined time cycle transferred from the lubricant reservoir to the application felt.
  • the depression on the dosing pen can be designed in a wide variety of ways for example, a blind hole, an open simple slot or an open cross slot.
  • the device can be designed particularly simply and inexpensively if the dosing pins Common lens or round head screws, flat head screws or Allen screws are, their Slots and blind holes in the screw head serve as recesses for the dosing pins.
  • Common lens or round head screws, flat head screws or Allen screws are, their Slots and blind holes in the screw head serve as recesses for the dosing pins.
  • Lentil or round heads or Allen screw heads are suitable.
  • Flat heads can sometimes due to the formation of a meniscus from molten wax as prove problematic.
  • the arrangement of the recess on the dosing pen is not critical per se, as long as it is guaranteed is that the recess is completely in this when immersed in the lubricant liquid is submerged. However, it is useful to deepen the area in the area of a free end of the Arrange dosing pin as this is immersion in the lubricant and Dabbing on the application felt is easier.
  • the alternating immersion of the recess on the dosing pen in the lubricant and dabbing on the application felt to release the lubricant liquid from the recess into the Sucking application felt is expediently carried out with the aid of a lever and a synchronous motor, expediently a low voltage psychron motor.
  • the temporal Distance of immersion of the free lever end with the recess in the lubricant liquid determined, and the combination of the immersion frequency with the dimension of the recess results the lubricant dosage of the application felt.
  • dosing pins can be provided per lubricant reservoir, which are immersed in the lubricant liquid either simultaneously or in succession.
  • the lever can be a series of juxtaposed and interconnected Wear dosing pins, the free ends of which go into the lubricant at the same time as the recesses Immerse in the lubricant reservoir.
  • a major advantage of the device according to the invention is that it is a has simple, inexpensive and insensitive construction and that even substantial quantities for solid particles in the lubricant liquid, such as in the wax melt, the dosage practically do not interfere. Tinder settles in the lubricant reservoir and can Occasional maintenance can be removed without the risk of scale particles Clogged passages such as valves or the like.
  • a lubricant melt such as wax melt
  • Lubricant reservoir continuously or intermittently in the form of lubricant to supply a solution in particular a melt and so the lubricant level in the Keep lubricant reservoir essentially the same.
  • the touch of the application felt with the lubricant-filled recess of the dosing pen it is advisable every 5 to 10 minutes, preferably every 1 to 3 min. The frequency required depends on the desired Application quantity, the speed of the wire to be coated, the capacity the recess on the dosing pen and other device parameters.
  • the dosing pins only need a very small width dimension, which is not just one compact system enables, but also with wire systems a small wire spacing makes possible, so that the devices according to the invention are particularly suitable for such Harp systems are suitable for coating several wires running parallel to each other.
  • the application felt suitably has a volume of 1 to 10 cm 3 per metering pen and depending on the wire to be coated. If there is an order felt for several wires, multiply the volume by the number of wires.
  • the application felts have to be replaced from time to time, which can be accelerated if the felts are pre-impregnated with the lubricant and calibrated to approximately the equilibrium level by pressing.
  • a 0.5 mm copper wire is coated at 150 m / min.
  • the dosing pen delivers 5 mg wax per stroke to the application felt.
  • the dosing pen makes a stroke every 2 min.
  • the result is a lubricant coating of approx. 13 mg / m 2 .
  • the dosing pins can touch the application felt from any direction to the lubricant suck into the felt from the recess of the dosing pen.
  • the Dosing pen touch the application felt from above, from below or from the side. Is constructive However, it is probably easiest to place the lubricant reservoir below the application felt arrange and let the dosing pen touch the felt from below.
  • the Device according to the invention in the area of the application felt, expediently in the area in which the running wire is in contact with the application felt, the one to be coated Wire heating device.
  • the wire heating device is a device that frictional heat on the surface of the running wire generated, as this avoids an additional heat source from the outside becomes. The heat generated on the surface of the wire is said to drain the energy into the wire Compensate so far that solidification of the lubricant is avoided.
  • a particularly simple and thus advantageous embodiment of this feature of the invention Apparatus is that the friction heat generating device Wire in the area of the application felt in the form of at least one loop, below The flexible strand of material is pressed onto the wire surface. By pressing on on the wire surface during the continuous passage of the wire through the material strand loop Frictional heat generated. The amount of frictional heat generated can by the number of loops of the material strand surrounding the wire, the contact pressure, the Thickness and the material of the material strand can be controlled.
  • a braided strand such as that used in the textile sector, is used as the strand of material Available like viscose.
  • it is a round braided hollow strand made of cotton from 21 individual cores, which in turn from a yarn consist of two twisted threads with a weight of 24 mg / m. But it also comes of course, numerous other materials.
  • the strand of material is arranged stationary, usually the running wire wrapped around several times. You can expediently pull the strand of material shortly before the start fasten the contact between the running wire and the application felt, after the exit of the strand of material and the wire from the application felt at the other end a weight of the material strand is attached to a tensile force and thus a contact pressure to get on the surface of the wire.
  • the system shown in FIG. 1 has three coating stations running parallel to one another A, B and C for the coating of two parallel wires.
  • Each of the Coating stations A, B and C have their own heated lubricant reservoir 1, in which there is liquid wax as a lubricant.
  • the lubricant reservoir With the help of the control box 6 with control and transformer, the temperature of the lubricant reservoir and control the drive cycle.
  • FIGS. 2 and 3 partially broken away, is a coating station in perspective another embodiment of the invention for coating six wires in one Played harp system. Corresponding parts are the same in FIGS. 2 and 3 Reference numerals as shown in Fig. 1.
  • the device has a lubricant reservoir 1, the molten wax as Contains lubricant. About the rectangular pipe 2 and the opening 7, the lubricant reservoir 1 Refilled with lubricant in the molten state. The connection between the rectangular pipe 2 and the opening 7 in the bottom of the lubricant reservoir 1 sealed by the seal 8.
  • the felt holder 4 with six felts 9 is arranged above the lubricant reservoir 1, run through the six wires 5 to be coated.
  • the felts 9 protrude with a part 10 its lower end over the front wall 11 of the lubricant reservoir 1 inwards out.
  • a lever 12 is rotatable about an axis of rotation 13 arranged such that the metering pins 15 attached to band springs 14 of the lever 12 Dip alternately into the lubricant melt and the protruding part 10 of the felts 9 dab or touch, which when immersed in the melt in the wells of the Metering pins 15 captured amount of wax is transferred to the felts 9 by this The amount of wax is sucked out of the recess of the dosing pen by the absorbent felt becomes.
  • a synchronous motor 17 which drives the eccentric 18.
  • the latter causes the lever 12 to move about its axis of rotation 13 into the two end positions, with the dosing pins 15 immersed in the wax melt in one end position and dab the excess 10 of the felts 9 in the other end position.
  • a thermostat 19 In the housing 16 is schematically shown a thermostat 19, with the help of which the temperature control entire device so that the lubricant up to the point where the wires 5th leave the felts 9 in the liquid state.
  • heating cartridges 33 is in addition to those described above Share another cable channel 20, a mounting profile 21 and one of the heating cartridges 33 shown.
  • Fig. 3 is also the lever 12 with the metering pins 15 in its two end positions shown, the end position with submerged dosing pins 15 and the End position with dosing pins resting on the felt 9 is shown in dashed lines.
  • FIGS. 5a and 5b on the other are two embodiments represented by dosing pins according to the invention.
  • the one shown in Figs. 4a and 4b Embodiment of a metering pin has a lens head 23 with a on a stem 22 Well 24 in the form of an open simple slot.
  • FIGS. 5a and 5b has accordingly on a stem 22 'a lens head 23' with a central recess 24 'in the form of a cruciform Blind hole.
  • Standard slotted or Allen screws can be used as dosing pins.
  • the Any recesses in the dosing pins for holding the liquid lubricant can be used To have shape.
  • the modified coating station shown in FIG. 6 corresponds to that shown in FIG. 3, which is why the same reference numbers have been used for the same components.
  • Carrier bolt and the capillary tube designated 27 is around the continuously running Wire 5 in the area of contact between wire 5 and application felt 9 is a flexible strand of material 25 looped in the form of four loops.
  • One end of the strand 25 is fixed with a clamping screw 28.
  • a Weight 29 attached at the other end of the strand 25 so that the wire 5 surrounding loops of the strand of material the surface of the running wire are pressed and thus generate frictional heat.
  • the strand of material according to FIG. 6 is guided around a deflecting mandrel 30 behind the application felt 9 and has a clamp spring 31 at its end. There is also a monitoring lever 32 intended.

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Description

Drähte, wie elektroisolierte Wickeldrähte zur Herstellung elektrotechnischer Erzeugnisse, müssen bekanntermaßen eine gute Gleitfähigkeit besitzen, damit sie bei der Herstellung von Wicklungen leicht und genau positioniert werden können. Außerdem soll durch die Gleitfähigkeit des Drahtes die Elektroisolationsschicht bei der Verarbeitung geschützt werden.
Zum Gleitfähigmachen von Drähten sind verschiedene Verfahren bekannt. Überwiegend werden als Gleitmittel Paraffinwachse oder Paraffinöle verwendet. Im Falle von Wachsen werden diese in Form einer Schmelze oder einer Lösung in Benzin oder einem anderen organischen Lösemittel über einen Filz auf den noch warmen Draht aufgebracht. Bei Verwendung von Lösungen muß das Lösemittel verdampft werden, was wirtschaftliche Einbußen durch Lösemittelverluste und beträchtliche Belastung der Luft im Arbeitsbereich mit sich bringt.
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden statt Lösungen der Paraffine wäßrige Emulsionen oder Dispersionen der Paraffine verwendet, wodurch die Emission organischer Lösungsmittel vermieden wird, doch ist die Dosierung der Emulsionen mit Hilfe eines Filzes schwierig. Solche Verfahren eignen sich daher nicht zur Aufbringung genau definierter Paraffinmengen auf der Drahtoberfläche. Außerdem erfordern sie einen zusätzlichen Trocknungsvorgang.
Vorrichtungen zum lösemittelfreien Gleitmittelauftrag auf Drähten mit einem Gleitmittelvorratsbehälter, einem Auftragsfilz, in Berührung mit welchem der zu beschichtende Draht kontinuierlich abläuft, und einer Dosiereinrichtung, die in geregelter Menge Gleitmittel in flüssiger Form aus dem Gleitmittelvorratsbehälter zu dem Auftragsfilz befördert, sind bekannt. Das Problem solcher Vorrichtungen ist im Regelfall die Dosiereinrichtung. Als solche werden bekannterweise mit Magnetspulen betriebene Ventile oder elektromagnetisch oder pneumatisch angetriebene Kolbenpumpen verwendet. Derartige Dosiereinrichtungen, die sehr kleine Mengen des flüssigen Gleitmittels von dem Gleitmittelvorratsbehälter zu dem Auftragsfilz befördern müssen, sind äußerst empfindlich gegen feste Schmutzpartikel, wie zum Beispiel Zunder, der beim Dimensionswechsel oder Stillstand der Lackieranlage unvermeidlich ist und in den Gleitmittelvorratsbehälter fallen kann.
Aus der DE-A-4 134 070 ist eine Vorrichtung zum Beschichten eines Drahtes mit einem Gleitmittel bekannt, bei der das Gleitmittel mittels eines um den Draht geschlungenen Materialstranges aufgetragen wird, der mit dem Gleitmittel getränkt wurde und mit einer geringeren Vorschubgeschwindigkeit als der zu beschichtende Draht vorgerückt wird. Diese bekannte Vorrichtung erfordert insbesondere bei der Nachrüstung langsamer Anlagen relativ hohe Investitionskosten und ist an Anlagen mit sehr geringen Drahtabständen (Harfensystem) schwierig anzupassen. Gegenüber dieser bekannten Vorrichtung haben die eingangs diskutierten Schmelzvorrichtungen den Vorteil, daß sie eine sehr kompakte Bauweise ermöglichen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, eine Vorrichtung zum Beschichten eines Drahtes mit einem Gleitmittel insbesondere in der Form einer Schmelze zu bekommen, die eine möglichst einfache Bauweise besitzt und gegen feste Schmutzpartikel unempfindlich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Beschichten eines Drahtes mit einem Gleitmittelvorratsbehälter, einem Auftragsfilz, in Berührung mit welchem der zu beschichtende Draht kontinuierlich abläuft, und einer Dosiereinrichtung, die in geregelter Menge Gleitmittelflüssigkeit aus dem Gleitmittelvorratsbehälter zu dem Auftragsfilz befördert, gelöst, und diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung wenigstens einen Dosierstift aufweist, der eine Vertiefung besitzt und in geregelten Zeitabständen abwechselnd mit der Vertiefung einerseits in die Gleitmittelflüssigkeit in dem Gleitmittelvorratsbehälter eintaucht und andererseits den Auftragsfilz so berührt, daß bei jeder Berührung eine im wesentlichen gleiche Gleitmittelmenge in den Auftragsfilz gesaugt wird.
Zweckmäßig wird der Dosierstift nach dem Füllen der Vertiefung mit dem verflüssigten oder gelösten Gleitmittel ausreichend fest und lange mit dem Auftragsfilz in Berührung gebracht, um die gesamte Gleitmittelmenge aus der Vertiefung in den Auftragsfilz zu saugen, obwohl es für die Lösung der Aufgabe auch ausreichen würde, wenn bei jeder Berührung stets nur ein Teil der in der Vertiefung aufgenommenen Gleitmittelmenge auf den Auftragsfilz übertragen wird, vorausgesetzt, daß diese übertragene Menge bei jeder Berührung im wesentlichen gleich ist, um eine konstante Konzentration an Gleitmittel in dem Auftragsfilz zu bekommen.
Besonders geeignet ist die Vorrichtung zum lösemittelfreien Aufbringen von Gleitmittel etwa unter Verwendung einer Wachsschmelze. Die Vorrichtung macht sich, ohne daß Ventile für die Dosierung erforderlich sind, die Oberflächenspannung der Lösung oder insbesondere Schmelze des Gleitmittels zunutze, um mit Hilfe der Vertiefung an dem Dosierstift, deren Rauminhalt genau vorbestimmt wird, eine exakt bemessene Gleitmittelmenge in vorbestimmtem Zeittakt aus dem Gleitmittelvorratsbehälter auf den Auftragsfilz zu übertragen.
Die Vertiefung an dem Dosierstift kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein und beispielsweise ein Sackloch, ein offener einfacher Schlitz oder ein offener Kreuzschlitz sein. Die Vorrichtung läßt sich besonders einfach und kostengünstig gestalten, wenn die Dosierstifte übliche Linsen- oder Rundkopfschrauben, Flachkopfschrauben oder Imbusschrauben sind, deren Schlitze und Sacklöcher im Schraubenkopf als Vertiefungen der Dosierstifte dienen. Besonders eignen sich Linsen- oder Rundköpfe oder Imbusschraubenköpfe. Flachköpfe können sich manchmals gegebenenfalls wegen der Bildung eines Meniskus aus geschmolzenem Wachs als problematisch erweisen.
Die Anordnung der Vertiefung an dem Dosierstift ist an sich nicht kritisch, solange gewährleistet ist, daß die Vertiefung beim Eintauchen in die Gleitmittelflüssigkeit vollständig in dieser untergetaucht wird. Zweckmäßig ist es aber, die Vertiefung im Bereich eines freien Endes des Dosierstiftes anzuordnen, da dies das Untertauchen in der Gleitmittelflüssigkeit und das Auftupfen auf den Auftragsfilz erleichert.
Das abwechselnde Untertauchen der Vertiefung an dem Dosierstift in der Gleitmittelflüssigkeit und das Auftupfen auf den Auftragsfilz, um die Gleitmittelflüssigkeit aus der Vertiefung in den Auftragsfilz zu saugen, erfolgt zweckmäßig mit Hilfe eines Hebels und eines Synchronmotors, zweckmäßig eines Niederspannungssychronmotors. Durch die Drehzahl wird der zeitliche Abstand des Eintauchens des freien Hebelendes mit der Vertiefung in die Gleitmittelflüssigkeit bestimmt, und die Kombination der Eintauchfrequenz mit der Abmessung der Vertiefung ergibt die Gleitmitteldosierung des Auftragsfilzes.
Selbstverständlich können mehrere Dosierstifte pro Gleitmittelvorratsbehälter vorgesehen sein, die entweder gleichzeitig oder nacheinander in die Gleitmittelflüssigkeit eintauchen. Beispielsweise kann der Hebel eine Reihe nebeneinander angeordneter und miteinander verbundener Dosierstifte tragen, deren freie Enden mit den Vertiefungen gleichzeitig in die Gleitmittelflüssigkeit in dem Gleitmittelvorratsbehälter eintauchen.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie eine einfache, kostengünstige und unempfindliche Bauweise hat und daß selbst wesentliche Mengen an festen Partikeln in der Gleitmittelflüssigkeit, wie in der Wachsschmelze, die Dosierung praktisch nicht beeinträchtigen. Zunder setzt sich im Gleitmittelvorratsbehälter ab und kann bei gelegentlicher Wartung entfernt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß Zunderteilchen Durchgänge, wie Ventile oder dergleichen, verstopfen.
Da im Regelfall ca 1 bis 10 mg/min geschmolzenes oder gelöstes Gleitmittel auf den Auftragsfilz übertragen werden sollen, um die erwünschte Gleitmittelmenge auf dem zu beschichtenden Draht zu bekommen, ist es zweckmäßig, das Volumen der Vertiefung pro Dosierstift im Bereich von 0,001 bis 0,01 cm3 zu halten. Kleinere Volumina können aufgrund der Kapillarwirkung Probleme beim Absaugen durch den Auftragsfilz ergeben. Größere Volumina können problematisch sein, die Flüssigkeit beim Auftauchen aus der Gleitmittelflüssigkeit in der Vertiefung zu halten.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt für den lösungsmittelfreien Gleitmittelauftrag bestimmt ist, verwendet man vorzugsweise eine Gleitmittelschmelze, wie Wachsschmelze, so daß es zweckmäßig ist, sowohl den Gleitmittelvorratsbehälter als auch den Auftragsfilz so zu beheizen, daß ein vorzeitiges Erstarren der Gleitmittelschmelze verhindert wird. Um ein kontinuierliches Arbeiten über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, dem Gleitmittelvorratsbehälter kontinuierlich oder intermittierend Gleitmittelflüssigkeit in der Form einer Lösung insbesondere einer Schmelze zuzuführen und so den Gleitmittelspiegel in dem Gleitmittelvorratsbehälter im wesentlichen gleich zu halten. Die Berührung des Auftragsfilzes mit der gleitmittelgefüllten Vertiefung des Dosierstiftes erfolgt zweckmäßig alle 0,5 5 bis 10 min, vorzugsweise alle 1 bis 3 min. Die erforderliche Frequenz hängt von der erwünschten Auftragsmenge, der Ablaufgeschwindigkeit des zu beschichtenden Drahtes, dem Fassungsvermögen der Vertiefung am Dosierstift und anderen Vorrichtungsparametern ab.
Die Dosierstifte benötigen nur eine sehr geringe Breitenabmessung, was nicht nur eine kompakte Anlage ermöglicht, sondern auch bei Harfensystemen einen geringen Drahtabstand möglich macht, so daß sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen besonders für solche Harfensysteme zum Beschichten mehrerer parallel zueinander ablaufender Drähte eignen.
Der Auftragsfilz hat zweckmäßig ein Volumen von 1 bis 10 cm3 je Dosierstift und je und je zu beschichtendem Draht. Wenn ein Auftragsfilz für mehrere Drähte vorliegt, multipliziert man die Volumenangabe mit der Anzahl der Drähte. Die Auftragsfilze müssen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden, was beschleunigt werden kann, wenn man die Filze mit dem Gleitmittel vorimprägniert und durch Auspressen auf annähernd den Gleichgewichtsstand kalibriert.
Zur Berechnung des Gleitmittelauftrags wird zunächst durch Auftupfen des verwendeten Dosierstiftes auf einen noch nicht mit Gleitmittel gesättigten und zuvor gewogenen Filz die mit jeder Berührung auf den Auftragsfilz übertragbare Gleitmittelmenge ermittelt. Beispielsweise bie Vewendung einer Linsenkopfschraube mit einem M3-Kreuzschlitz werden ca. 5 mg, bei einer Schlitzschraube M3 ca. 3 mg pro Berührung übertragen. Die auf dem Draht aufgetragenen Gleitmittelmenge bei Verwendung einer lösungsmittelfreien Gleitmittelschmelze errechnet sich dann nach folgender Gleichung: M = m x 1000t x V x D x π worin
M =
Gleitmittelmenge pro Quadratmeter Drahtoberfläche in mg/m2
t =
Minuten pro Hub der Hebeldosierstifte
m =
Masse Gleitmittel pro Hub
V =
Drahtablaufgeschwindigkeit in m/min
D =
Drahtdurchmesser in Millimeter
In einem Anwendungsbeispiel wird ein Kupferdraht von 0,5 mm mit 150 m/min lackiert. Der Dosierstift gibt je Hub 5 mg Wachs an den Auftragsfilz ab. Der Dosierstift macht alle 2 min einen Hub. Es ergibt sich eine Gleitmittelbeschichtung von ca. 13 mg/m2.
Die Dosierstifte können den Auftragsfilz aus beliebiger Richtung berühren, um die Gleitmittelflüssigkeit aus der Vertiefung des Dosierstiftes in den Filz zu saugen. Beispielsweise kann der Dosierstift den Auftragsfilz von oben, von unten oder von der Seite berühren. Konstruktiv ist es allerdings wohl am einfachsten, den Gleitmittelvorratsbehälter unterhalb des Auftragsfilzes anzuordnen und den Dosierstift den Filz von unten berühren zu lassen.
Gelegentlich'treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Probleme auf, wenn die Auftragsfilze einen nachlassenden Andruck an den zu beschichtenden Draht durch Abrieb auf ihrer Oberfläche nicht mehr kompensieren können, da ihr Rückstellvermögen begrenzt ist. Dies bedeutet, daß die Auftragsfilze in solchen Fällen häufig, wie im Abstand von wenigen Tagen, erneuert werden müssen.
Ein anderes Problem kann beim Beschichten von kälteren Drähten auftreten. Wenn die Drahttemperatur so weit unter dem Schmelzpunkt des Gleitmittels liegt, daß die Wärmeleitfähigkeit der Filze nicht mehr ausreicht, die dem Filz entzogene Energie zu kompensieren, bildet sich um den Draht herum eine Röhre erstarrten Gleitmittels, so daß die Penetration zur Oberfläche des Drahtes unterbunden wird. Dieses Problem tritt in der Praxis häufig bei Drahtlackiermaschinen mit vertikaler Anordnung des Ofens auf, bei der der Ofenausgang gewöhnlich mehrere Meter oberhalb der Aufenthaltsebene für das Bedienungspersonal liegt. Die Probleme des Gleitmittelauftrags auf den kalten Draht können aber auch bei Verfahren auftreten, die von Gleitmittellösungen ausgehen, weil durch Verdampfung des Lösungsmittels um den Filz eine Übersättigung der Lösung und damit Verstopfung des Filzes um den Draht herum beobachtet werden kann.
Zur Beseitigung solcher gegebenenfalls auftretender Probleme ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich des Auftragsfilzes, zweckmäßig im Bereich, in welchem der ablaufende Draht in Berührung mit dem Auftragsfilz steht, eine den zu beschichtenden Draht erwärmende Einrichtung hat. Besonders bevorzugt ist es, wenn diese den Draht erwärmende Einrichtung eine Einrichtung ist, die Reibungswärme auf der Oberfläche des ablaufenden Drahtes erzeugt, da damit eine zusätzliche Wärmequelle von außen vermieden wird. Die auf der Oberfläche des Drahtes erzeugte Wärme soll den Energieabfluß in den Draht so weit kompensieren, daß ein Erstarren des Gleitmittels vermieden wird.
Eine besonders einfache und damit vorteilhafte Ausgestaltung dieses Merkmals der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Reibungswärme erzeugende Einrichtung ein den Draht im Bereich des Auftragsfilzes in Form wenigstens einer Schleife umgebender, unter Spannung auf die Drahtoberfläche gepreßter flexibler Materialstrang ist. Durch das Aufpressen auf die Drahtoberfläche wird beim kontinuierlichen Durchlauf des Drahtes durch die Materialstrangschleife Reibungswärme erzeugt. Die Menge der erzeugten Reibungswärme kann durch die Anzahl der den Draht umgebenden Schleifen des Materialstranges, den Anpreßdruck, die Dicke und das Material des Materialstranges gesteuert werden.
Als Materialstrang kommt beispielsweise eine Flechtlitze, wie sie im textilen Bereich zur Verfügung steht, wie aus Viskose, in Betracht. Beispielsweise handelt es sich dabei um eine rundgeflochtene Hohllitze aus Baumwolle aus 21 Einzelseelen, die wiederum aus einem Garn aus zwei verzwirnten Fäden mit einem Gewicht von 24 mg/m bestehen. Es kommen aber auch natürlich zahlreiche andere Materialien in Betracht.
Der Materialstrang ist stationär angeordnet, wobei er gewöhnlich den ablaufenden Draht mehrfach umschlingt. Zweckmäßigerweise kann man den Materialstrang kurz vor dem Beginn der Berührung zwischen dem ablaufenden Draht und dem Auftragsfilz befestigen, wobei nach dem Austreten des Materialstranges und des Drahtes aus dem Auftragsfilz am anderen Ende des Materialstranges ein Gewicht befestigt ist, um eine Zugkraft und damit einen Anpreßdruck an der Oberfläche des Drahtes zu bekommen.
Beispielsweise genügt bei einer Drahttemperatur von 30 °C, einer Lackiergeschwindigkeit von 30 m/min, einem Drahtdurchmesser von 1 mm und einer Wachsschmelztemperatur von 80 °C eine fünfmalige Umschlingung und Belastung mit einem Gewicht von 200 g, um stetige vollständige Benetzung sicherzustellen.
Durch die Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert. In dieser bedeuten
Fig. 1
eine perspektivische Darstellung einer Drahtbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung mit drei Beschichtungsstationen,
Fig. 2
eine perspektivische Darstellung einer Beschichtungsstation nach der Erfindung zur gleichzeitigen Beschichtung von sechs Drähten in einem Harfensystem,
Fig. 3
eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Beschichtungsstation,
Fig. 4a
eine Seitenansicht und
Fig. 4b
eine Draufsicht auf den Teil eines erfindungsgemäßen Dosierungsstiftes mit der Vertiefung nach einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 5a
einen senkrechten Schnitt,
Fig. 5b
eine Draufsicht eines Dosierstiftes nach einer anderen Ausführungsform der - Erfindung und
Fig. 6
eine Seitenansicht einer abgewandelten Beschichtungsstation nach der Erfindung.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage besitzt drei parallel zueinander laufende Beschichtungsstationen A, B und C für die Beschichtung von jeweils zwei parallellaufenden Drähten. Jede der Beschichtungsstationen A, B und C besitzt einen eigenen beheizten Gleitmittelvorratsbehälter 1, in dem sich flüssiges Wachs als Gleitmittel befindet. Über die Rechteckrohrleitung 2 und das Vorratsbecken 3, das auch zur Filzkalibrierung dient, werden die Gleitmittelvorratsbehälter mit flüssigem Gleitmittel versorgt. Jede Beschichtungsstation A, B und C besitzt zwei Filzhalter 4 mit dem Auftragsfilz, durch den der zu beschichtende Draht 5 läuft. Mit Hilfe des Schaltkastens 6 mit Steuerung und Transformator läßt sich die Temperatur der Gleitmittelvorratsbehälter und der Antriebstakt steuern.
In den Fig. 2 und 3 ist, teilweise weggebrochen, perspektivisch eine Beschichtungsstation nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Beschichtung von sechs Drähten in einem Harfensystem wiedergegeben. Entsprechende Teile sind in den Fig. 2 und 3 mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 wiedergegeben.
Die Vorrichtung besitzt einen Gleitmittelvorratsbehälter 1, der geschmolzenes Wachs als Gleitmittel enthält. Über die Rechteckrohrleitung 2 und die Öffnung 7 wird der Gleitmittelvorratsbehälter 1 mit Gleitmittel in geschmolzenem Zustand nachgefüllt. Die Verbindung zwischen der Rechteckrohrleitung 2 und der Öffnung 7 im Boden des Gleitmittelvorratsbehälters 1 ist durch die Dichtung 8 abgedichtet.
Oberhalb des Gleitmittelvorratsbehälters 1 ist der Filzhalter 4 mit sechs Filzen 9 angeordnet, durch die sechs zu beschichtende Drähte 5 hindurchlaufen. Die Filze 9 ragen mit einem Teil 10 ihres unteren Endes über die Vorderwand 11 des Gleitmittelvorratsbehälters 1 nach innen hinaus. In dem Gleitmittelvorratsbehälter 1 ist ein Hebel 12 um eine Drehachse 13 drehbar derart angeordnet, daß die an Bandfedern 14 des Hebels 12 befestigten Dosierstifte 15 alternierend in die Gleitmittelschmelze eintauchen und den überstehenden Teil 10 der Filze 9 betupfen oder berühren, wobei die beim Eintauchen in die Schmelze in den Vertiefungen der Dosierstifte 15 eingefangene Wachsmenge auf die Filze 9 übertragen wird, indem diese Wachsmenge durch den saugfähigen Filz aus der Vertiefung des Dosierstiftes herausgesaugt wird.
In dem Gehäuse 16 befindet sich ein Synchronmotor 17, der den Exzenter 18 antreibt. Letzterer bewirkt die Bewegung des Hebels 12 um seine Drehachse 13 in die beiden Endstellungen, wobei in der einen Endstellung die Dosierstifte 15 in die Wachsschmelze eintauchen und in der anderen Endstellung den Überstand 10 der Filze 9 betupfen. In dem Gehäuse 16 ist schematisch noch ein Thermostat 19 abgebildet, mit Hilfe dessen die Temperaturregelung der gesamten Vorrichtung so erfolgt, daß das Gleitmittel bis zu dem Zeitpunkt, wo die Drähte 5 die Filze 9 verlassen, im flüssigen Zustand vorliegt. Das heißt, daß die gesamte in den Fig. 2 und 3 abgebildete Beschichtungsstation in einem Außengehäuse angeordnet ist, dessen Innenvolumen durch Heizpatronen 33 erhitzt ist. In Fig. 3 ist zusätzlich zu den obenbeschriebenen Teilen noch ein Kabelkanal 20, ein Befestigungsprofil 21 und eine der Heizpatronen 33 dargestellt.
In Fig. 3 ist außerdem der Hebel 12 mit den Dosierstiften 15 in seinen beiden Endstellungen dargestellt, wobei die Endstellung mit untertauchenden Dosierstiften 15 ausgezogen und die Endstellung mit an den Filzen 9 anliegenden Dosierstiften gestrichelt dargestellt ist.
In den Fig. 4a und 4b einerseits und den Fig. 5a und 5b andererseits sind zwei Ausführungsformen von Dosierstiften nach der Erfindung dargestellt. Die in den Fig. 4a und 4b dargestellte Ausführungsform eines Dosierstiftes besitzt auf einem Stiel 22 einen Linsenkopf 23 mit einer Vertiefung 24 in Form eines offenen einfachen Schlitzes.
Die in den Fig. 5a und 5b dargestellte Ausführungsform besitzt entsprechend auf einem Stiel 22' einen Linsenkopf 23' mit einer mittigen Vertiefung 24' in Form eines kreuzförmigen Sackloches.
Als Dosierstifte können handelsübliche Schlitz- oder Imbusschrauben verwendet werden. Die Vertiefungen in den Dosierstiften zur Aufnahme des flüssigen Gleitmittels können beliebige Form haben.
Die in Fig. 6 dargestellte abgewandelte Beschichtungsstation entspricht derjenigen, die in Fig. 3 dargestellt ist, weswegen für gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern verwendet wurden.
Zusätzlich zu den in Verbindung mit Fig. 3 diskutierten Bauteilen und den mit 26 bezeichneten Trägerbolzen und dem mit 27 bezeichneten Kapillarrohr ist um den kontinuierlich ablaufenden Draht 5 im Bereich der Berührung zwischen Draht 5 und Auftragsfilz 9 ein flexibler Materialstrang 25 in der Form von vier Schleifen geschlungen. Das eine Ende des Materialstrangs 25 ist mit einer Klemmschraube 28 fixiert. Am anderen Ende des Materialstranges 25 ist ein Gewicht 29 befestigt, so daß die den Draht 5 umgebenden Schleifen des Materialstranges auf die Oberfläche des ablaufenden Drahtes gepreßt werden und so Reibungswärme erzeugen.
Hinter dem Auftragsfilz 9 ist der Materialstrang gemäß Fig. 6 um einen Umlenkdorn 30 geführt und besitzt an seinem Ende eine Klemmfeder 31. Außerdem ist ein Überwachungshebel 32 vorgesehen.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Beschichten eines Drahtes mit einem Gleitmittel mit einem Gleitmittelvorratsbehälter (1), einem Auftragsfilz (9), in Berührung mit welchem der zu beschichtende Draht (5) kontinuierlich abläuft, und einer Dosiereinrichtung, die in geregelter Menge Gleitmittelflüssigkeit aus dem Gleitmittelvorratsbehälter (1) zu dem Auftragsfilz (9) befördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (12) wenigstens einen Dosierstift (15) aufweist, der eine Vertiefung (24, 24') besitzt und in geregelten Zeitabständen abwechselnd mit der Vertiefung (24, 24') einerseits in die Gleitmittelflüssigkeit in dem Gleitmittelvorratsbehälter (1) eintaucht und andererseits den Auftragsfilz (9) so berührt, daß bei jeder Berührung eine im wesentlichen gleiche Gleitmittelmenge in den Auftragsfilz (9) gesaugt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (24, 24') des Dosierstiftes (15) ein Sackloch, eine offener einfacher Schlitz oder ein offener Kreuzschlitz ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierstift (15) die Vertiefung (24, 24') an seinem freien Ende (23, 23') aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierstift (15) in Form einer üblichen Schraube vorliegt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (24, 24') des Dosierstiftes (15) ein Volumen von 0,001 bis 0,01 cm3 besitzt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierstifte (15) an einem in zwei Endstellungen verschwenkbaren Hebel (12) befestigt sind, wobei die Dosierstifte (15) in der einen Endstellung mit ihrer Vertiefung (24, 24') in die Gleitmittelflüssigkeit in dem Gleitmittelvorratsbehälter (1) eintauchen und in der anderen Endstellung den Auftragsfilz (9) berühren.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitmittelvorratsbehälter (1) beheizt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragsfilz (9) beheizt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dosierstifte (15) an einem gemeinsamen Halter (12, 14) angeordnet sind und jedem Dosierstift (15) ein Auftragsfilz (9) oder ein Abschnitt eines gemeinsamen Auftragsfilzes zugeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitmittelvorratsbehälter (1) eine Einrichtung (2, 7) zur kontinuierlichen oder intermittierenden Zufuhr von Gleitmittelflüssigkeit aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zeitgebereinrichtung (17, 18) aufweist, die alle 0,5 bis 10 min eine Berührung des Auftragsfilzes (9) durch den Dosierstift (15) ergibt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auftragsfilzes (9) eine den zu beschichtenden Draht (5) erwärmende Einrichtung (25) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den Draht erwärmende Einrichtung (25) eine Reibungswärme auf der Oberfläche des ablaufenden Drahtes (5) erzeugende Einrichtung ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungswärme erzeugende Einrichtung (25) ein den Draht (5) im Bereich des Auftragsfilzes (9) in Form wenigstens einer Schleife umgebender, unter Spannung auf die Drahtoberfläche gepreßter flexibler Materialstrang ist.
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