DE2739347A1

DE2739347A1 - Verfahren zum heiss-biegen eines im wesentlichen geraden drahtstueckes

Info

Publication number: DE2739347A1
Application number: DE19772739347
Authority: DE
Inventors: Venanzio Bizzarri; Enar Hoegfors
Original assignee: Bulten Kanthal AB
Current assignee: Bulten Kanthal AB
Priority date: 1976-09-03
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE2739347C2; SE7609774L; JPS5331555A; SE420981B; GB1537628A; JPS609987B2; US4175228A

Description

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Bulten - Kanthal AB | A 35 827 - wko

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Verfahren zum Heiß-Biegen eines im wesentlichin geraden Drahtstückes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heiß-Biegen eines im wesentlichen geraden Stück Drahtes aus einem in kaltem Zustand spröden Material, insb. aus kerami-

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schein,feuerfestem! Material wie beispielsweise ein Material, welches im wesentlichen Molybdän-Disilizid enthält, in ein Drahtelement mit geraden Enden und dazwischenliegenden Windungen. Derartige Drahtelemen-

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te finden Tals Glühwendel in Gaszündungsvorrichtungen oder in ähnlichen Vorrichtungen Verwendung.

Bisher wurden die Wendeln derartiger Drahtstücke durch Heiß-Verformung des Drahtstückes um einen Dorn . hergestellt, vorzugsweise aus Kohle (vgl. US - PS 3 812 324). Dieses bekannte Verfahren erlaubt natürlich eine zuverlässige Kontrolle der Wendelform, hat aber den Nachteil, daß Verunreinigungen von dem Dorn während des Heiß-Verformens auf das Drahtelement übertragen werden und so die Qualität des fertigen Drahtelementes beeinträchtigen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Heiß-Biegen eines im allgemeinen geraden Stück Drahtes ist dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtstück ohne die Verwendung eines Dprnes heiß gebogen wird, indem die Enden des Drahtstückes in zwei Klemmvorrichtungen, die ' - -;:·-

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relativ zueinander bewegbar sind, eingespannt wird, wobei das zwischen den Drahtenden befindliche Teilstück freiliegt. Das zu wendelnde Mittelstück wird vorzugsweise mittels eines den Draht durchfließenden elektrischen Stromes auf eine Temperatur erwärmt, bei der es erweicht, wobei die Drahtenden auf einer Temperatur gehalten werden, die niedriger liegt als die Erweichungstemperatur. Während dieser Erwärmung wird mindestens einer der beiden Klemmvorrichtungen eine Bewegung erteilt, durch welche die gewünschten Wendelformen des Drahtes erreicht werden.

Der Strom kann durch den Draht über die Klemmvorrichtungen fließen, falls diese aus elektrisch leitendem Material bestehen. Falls die Klemmvorrichtungen einen hohen Wärmeleitwert haben, können die Enden des Drahtstückes durch Wärmeleitung an den Klemmvorrichtungen auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden als das Mittelstück des Drahtes. Vorzugsweise bestehen die Klemmvorrichtungen aus Metall, Graphit, Silikon-Karbid oder einem ähnlichen intermetallischen Material.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2a bis 2d das Heiß-Biegen des Drahtstückes in eine Wendel mit 1 1/2 Windungen.

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In Pig. 1 sind die beiden aus Metall hergestellten Klemmvorrichtungen 1, 2 zu sehen, in die ein Drahtstück 3 eingespannt wird. Das Drahtstück 3 besteht in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus Molybdän-Disilizid, insb. aus einem Material, welches unter dem Warenzeichen KANTHAL-SUPER handelsüblich ist und dient nach dem Heiß-Biegen als Widerstandgelement in einer Zündvorrichtung für Gase oder in einer ähnlichen Vorrichtung. Die freien Teile des Drahtes, die sich zwischen den Klemmbacken 1, 2 befinden, sind 40 mm bis 100 mm lang, vorzugsweise 57 mm, und der Drahtdurchmesser beträgt 0,4 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,5 mm (Diese Größenangaben sind für eine fertiggestellte Wendel mit 1 1/2 Windungen nach Fig. 2d angenommen). Die Metallklemmteile 1, 2 sind über elektrische Verbindungen 4,5 mit den Anschlüssen einer Stromquelle 6 verbunden, so daß der Strom, z. B. Wechselstrom, über die Klemmvorrichtungen dem Drahtstück zugeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Stromstärke so gewählt, daß der mittlere Teil 3a des eingespannten DrahtStückes Erweichungstemperatur erreicht, z. B. ca. 1300 ⁰C bis 1600 ⁰C für das entsprechende Widerstandsmaterial, während die Endteile 3a und 3b des Drahtstückes auf einer unterhalb des Erweichungspunktes liegenden Temperatur gehalten werden, hier z. 3. unterhalb von 1300 ⁰C, da die in dem Widerstandsmaterial entstehende Wärme durch jede der Klemmvorrichtungen 1,2 abgeführt wird. Somit ergibt sich ein Temperaturgefälle zwischen den Drahtenden, die in den Klemmvorrichtungen eingespannt sind, und dem mittleren Teil des Drahtes.

Sobald eine derartige Wärmeverteilung in dem Drahtstück

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erreicht worden ist, wircT\ eine der Klemmvorrichtungen entlang eines vorherbestimmten Weges geführt, der der gewünschten Wendelausbildung entspricht. Bei dieser Bewegung ist eine gewisse Drehung jeder der Klemmvorrichtungen erforderlich (um eine senkrecht zum Draht stehende

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Achse). Die Bewegung der Klemmvorrichtungen zueinander soll vorzugsweise so sein, daß in jedem Moment der Bewegung auf die beiden übergänge vom mittleren Teil 3a des Drahtstückes zu seinen Enden 3b und 3c ein gleich großes Biegemoment ausgeübt wird. Die Enden 3b und 3c des Drahtstückes bleiben dabei wegen ihrer niedrigeren Temperatur während des Biegevorgangs immer gerade. Vorzugsweise werden Länge und Dicke des Drahtstückes und die Stromstärke so aufeinander abgestimmt, daß die Höchsttemperatur im mittleren Teil des DrahtStückes erreicht wird und daß ein symmetrisches Temperaturgefälle beiderseits des Drahtmittelstückes entsteht, so daß sich der Biegevorgang symmetrisch in bezug auf das Drahtmittelstück vollzieht. Im allgemeinen werden entweder beide oder nur eine der Klemmvorrichtungen entlang eines vorbestimmten Weges geführt. Soll das Drahtstück in ein Drahtelement mit vorzugsweise drei (vgl. Pig 2 a-d) oder fünf halben Windungen gebogen werden, kann eine oder beide der Klemmvorrichtungen z. B. durch exzentrische Befestigung auf einer Welle, auf einer annähernd in einer Ebene verlaufenden Bahn geführt werden (z. B. auf einer Spirale mit variabler Exzentrizität) und dabei um eine zu der gewünschten Wendelachse parallele Achse gedreht werden. Dabei wird das Drahtmittelstück 3a gebogen und erhält über seine Länge eine sich allmählich vergrößernde, gleichmäßige Krümmung, die im wesentlichen in einer zu der oben genannten Achse senkrechten Ebene liegt, wobei aber die Endteile 3b und 3c stets gerade bleiben. Während dieses Vorgangs werden die Klemmvorrichtungen relativ zueinander in einer Rich-

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tung, die parallel zu oben erwähnter Achse liegt,!"Versetzt (vgl. Pig 2 a-d). Die Klemmvorrichtungen 1, 2 können beide zwangsläufig entlang eines vorbestimmten Weges mit im wesentlichen spiraliger Ausbildung und allmählich abnehmendem Radius in entgegengesetztem Umdrehungssinn geführt werden, oder alternativ kann eine der Klemmvorrichtungen auf einem kreisförmigen Weg geführt werden, während die andere Klemmvorrichtung

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(automatisch oder handgesteuert) mit entgegengesetztem Umdrehungssinn entlang eines spiralförmigen Weges (mit' großer Steigung) geführt wird. Die Pfeile P₁ und P₂ in Fig. 2 a-d geben die Richtung an, in der jede der Klemmvorrichtungen während des Biegens geführt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die elektrische Aufheizung und die erfindungsgemäße Wärmeverteilung, bei der die Endteile 3b und 3c des Drahtstückes während des Biegevorgangs starr bleiben, die Ausbildung der Wendeln leicht gesteuert werden kann und so ein fertiges Drahtelement von ausgezeichneter Qualität und frei von Verunreinigungen erhalten wird.

Bei geeigneter Abstimmung der relativen Bewegungen der Klemmvorrichtungen kann der gewünschte Drahtverlauf

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erhalten werden"^ ckmn, wenn nur einige Windungen geformt werden sollen. Außerdem können die Windungen um verschiedene Achsen zentriert werden. Ein wichtiges Merkmal ist es, die Enden des Drahtstückes gerade zu halten, so daß der Biegevorgang kontrolliert und vorzugsweise symmetrisch verläuft.

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Claims

Dicl.-t.-.g-W. ^! ο: Jackisch

ii.L.itgurt N. Vöniuiitraße 40

Bulten - Kanthal AB A 35 827 - wko

Ol Hallstahammar 30. August 1977

Sweden

Ansprüche

1.Werfahren zum Biegen eines im wesentlichen geraden Drahtstückes aus einem in kaltem Zustand spröden Material in ein Drahtelement, welches gerade Enden mit dazwischenliegenden Windungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (3b, 3c) des Drahtstückes mittels zweier Klemmvorrichtungen (1, 2), die gegeneinander bewegbar angeordnet sind, eingespannt werden und der Draht in seinem zu wendelnden mittleren Teil (3a), der frei zwischen den Klemmvorrichtungen belassen wird, auf Erweichungstemperatur erhitzt wird, wobei die Drahtenden (3b, 3c) auf einer unterhalb der Erweichungstemperatur liegenden Temperatur gehalten werden und wobei wenigstens eine der Klemmvorrichtungen (1, 2) bei fortgesetztem Heizen entlang eines Weges geführt wird, der den gewünschten Windungen entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Klemmvorrichtungen (1, 2) ein elektrischer Strom durch das Drahtstück geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (3b, 3c) des DrahtStückes durch aus wärmeleitfähigem Material bestehende Klemmvorrichtungen (1, 2) auf einer niedrigeren Temperatur al3 der mittlere Teil (3a) des DrahtStückes gehalten werden.

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Ί. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die relative Bewegung der Klemmvorrichtungen zueinander ein gleich starkes Biegemoment auf die Teile des Drahtes, die zwischen dem Mittelteil (3a) und den stets gerade bleibenden Enden (3b, 3c) liegen, ausgeübt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Länge und die Dicke des Drahtstückes als auch die Stromstärke so aufeinander abgestimmt werden, daß sich an beiden Seiten der Drahtmitte

d. h. zentral zwischen den K]emmvorrichtungen,ein symmetrisches Temperaturgefälle ergibt und der Biegevorgang dadurch symmetrisch in bezug auf die Drahtmitte abläuft.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Biegen des Drahtstückes in ein Drahtelement, welches einige, insbesondere drei oder fünf Halbwindungen aufweist, wenigstens eine der Klemmvorrichtungen (1, 2) in einer nahezu ebenen Bahn geführt wird und derart um eine zu der gewünschten Wendelachse parallele Achse gedreht wird, daß das Drahtmittelstück (3a) gebogen wird und über seine Länge eine .-allmählich zunehmende gleichmäßige Krümmung erhält, d.ie im wesentlichen in einer zu der genannten Achse senkrechten Ebene liegt, wobei die Endteile (3b, 3c) immer gerade bleiben, und daß die Klemmvorrichtungen (1,2) dabei gleichzeitig relativ zueinander in einer Richtung, die parallel zu der genannten Achse liegt, versetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Klemmvorrichtungen (1, 2) zwangsläufig entlang eines vorbestimmten Weges unter gleichzeitiger Drehung um Achsen, die zu der genannter Achse pa-

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rallel liegen bewegt werden und die genannteiFührungswege entgegengesetzten Umlaufsinn haben, und im wesentlichen spiralförmig mit allmählich abnehmendem Radius ausgebildet sind.

8, Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Klemmvorrichtungen (1, 2) durch exzentrische Befestigung auf einer Welle auf einem im wesentlichen kreisförmigen Weg geführt wird, während die andere Klemmvorrichtung entlang eines spiralförmigen Weges mit entgegengesetztem Umlaufsinn geführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht vorwiegend aus Molybdän-Silizid besteht, und daß sein Durchmesser Ο,Ί mm bis 1,0 mm beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des verwendeten Drahtes, zwischen den Klemmvorrichtungen gemessen, ¹IO bis 100 mm beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht über 1 1/2 Windungen gebogen wird , -die

einen Außendurchmesser von 3 mm bis 12 mm aufweisen.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstück (3a) des Drahtes auf einer Temperatur zwischen 1300 ⁰C und 1600 ⁰C gehalten wird.

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