DE2739347C2

DE2739347C2 - Verfahren zum Heiß-Biegen eines im wesentlichen geraden Drahtstückes

Info

Publication number: DE2739347C2
Application number: DE2739347A
Authority: DE
Inventors: Venanzio Bizzarri; Enar Hallstahammar Högfors
Original assignee: Bulten Kanthal AB
Current assignee: Bulten Kanthal AB
Priority date: 1976-09-03
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1986-11-06
Also published as: SE420981B; SE7609774L; GB1537628A; US4175228A; JPS609987B2; DE2739347A1; JPS5331555A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen eines im wesentlichen geraden Drahtstückes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der US-PS 15 41 924 ist ein Verfahren zum Biegen von Molybdän- oder Wolframdraht bekannt bei dem das Drahtstück an seinen Enden mit einer Stromquelle verbunden, bis auf Rotglut elektrisch erhitzt und dann mittels einer Form in die gewünschte Gestalt gebogen wird. Während des Biegevorganges wird die Aufheizung aufrechterhalten.

Beim Kontakt des heißen Drahtstückes mit der Form kann es zu Verunreinigungen des gebogenen Drahtstükkes kommen, was zu Qualitätseinbußen führt und sowohl die Glühfunktion wie die Standzeit der Wendel beeinträchtigt Ferner neigen die zwangsweise auch bis auf Erweichungstemperatur erhitzten Drahtstückenden beim Formvorgang zu einem unerwünschten Abknikken.

Auch bei den aus der DE-OS 17 52 367 und dem DE-GM 17 84 253 bekannten Verfahren können Verun reinigungen der gebogenen Wenael nicht vermieden werden, daß das aufgeheizte Drahistück zum Biegen mit einem Dorn oder Formwerkzeugen in Kontakt gelangt Insbesondere sind aufgrund der angewendeten Aufheizung die Drahtenden ebenfalls auf Erweichungstempe- ratur erhitzt, was zu einem unerwünschten Abknicken der Drahtenden und damit verbundenen Schwierigkeiten beim Formvorgang führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drahistück aus einem spröden Material zu einer mindestens eine Windung aufweisenden Wendel umzuformen, die weitgehend frei von Verunreinigungen sein soll, um beim Einsatz als Glühwendel eine einwandfreie Funktion sowie hohe Standzeit zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird in Verbindung mit-den Merkma- Ien des Oberbegriffs erfindungsgemäß mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst

Da nur der Mittelteil des Drahtstückes auf Erweichungstemperatur erhitzt ist ist ein Abknicken der Drahtenden ausgeschlossen. Daher wird bei einer Be wegung mindestens einer Klemmvorrichtung auf einem der gewünschten Windung entsprechenden Weg ein gleichmäßiges Verbiegen des Drahtstückmittelteils erzielt, ohne daß dieses mit einer Form oder einem Dorn in Kontakt gelangt. Eine Verunreinigung des Draht- Stückmaterials beim Biegevorgang ist daher ausge schlossen, so daß weder Funktionsbeeinträchtigungen noch geringe Standzeiten bei einem Einsatz als Glühwendel zu erwarten sind.

Der elektrische Strom wird vorteilhaft über die aus wärmeleitfähigem Material bestehenden Klemmvorrichtungen dem Drahtstück zugeführt Eine Aufheizung der Drahtenden auf Erweichungstemperatur ist so sicher unterbunden. Derartige Klemmvorrichtungen können aus Metall, Graphit Silikon-Karbid oder einem ähnlichen intermetallischen Material gefertigt sein.

Das Merkmal des Anspruches 3 gibt den zu beachtenden Parameter hinsichtlich der vorzusehenden Relativbewegung der Klemmvorrichtungen an. Die für einen vorteilhaften Temperaturverlauf über die freie Drahtlänge zu beachtenden Parameter sind im Anspruch 4 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Zu der nachfolgenden Beschreibung wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. ί schematisch eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

. Fi g. 2a bis 2d den Bewegungsablauf des Heiß-Bie-

* düngen.

In die beiden aus Metall hergestellten Klemmvorrich- :: tungen 1,2 (F i g. 1) wird ein Drahtstück 3 eingespannt :. Das Drahtstück 3 besteht im Ausführungsbeispiel vor- : zugsweise aus Molybdän-Disilizid, insbesondere aus ei-M nem Material, das unter dem Warenzeichen »KANTHAL-SUPER« handelsüblich ist Das zur Wen- ^: del gebogene Drahtstück wird als Widerstandselement

in einer Zündvorrichtung für Gase oder in ähnlichen '■:·■ Vorrichtungen eingesetzt Die zwischen den Klemm- ;; vorrichtungen 1, 2 liegende freie Drahtlänge beträgt ■:·;' zwischen 40 mm und 100 mm, vorzugsweise 57 mm, wo- ; bei der Drahtdurchmesser 0,4 mm bis ^Λ. ,0 mm, Vorzugs- ·:; weise 0,5 mm, beträgt Diese Maßangaben gelten für i| eine fertiggestellte Wendel gemäß F i g, 2d mit einein-■' halb Windungen und einem Außendurchmesser von 3 mm bis 12 mm. Die Klemmvorrichtungen 1, 2 sind ■; über elektrische Verbindungen 4, 5 mit einer Strom^r;: quelle 6 verounden, wobei der Heizstrom, z. B. Wechsel- d strom, über die Klemmvorrichtungen selbst dem Drahtig ; stück 3 zugeführt werden kann.

Die Stromstärke ist so gewählt, daß das Drahtmittel-■■ teil 3a des eingespannten Drahtstückes Erweichungs-

temperatur erreicht, z. B. ca. 1300⁰C bis 1600⁰C für das <; i entsprechende Widerstandsmaterial· während die in Klemmvorrichtungen 1, 2 aus wärmeleitfähigem Material gehaltenen Drahtenden 3b und 3c auf einer unter-

■ . halb des Erweichungspunktes liegenden Temperatur : gehalten werden, hier z. B. unterhalb von 1300⁰C, da die

\'.. in dem Widerstandsmaterial der Drahtenden entstehen-' de Wärme durch jede der Klemmvorrichtungen 1, 2 abgeführt wird. Durch Abstimmung der Länge und Dik-

; ke des Drahtstücke.s und der Stromstärke ergibt sich ein Temperaturgefälle zwischen den Drahtenden und dem Drahtmittelteil. Die Höchsttemperatur tritt im Draht-

■ mittelteil auf, wobei ein symmetrisches Temperaturge- : fälle beiderseits des Drahtmittelteiles eingestellt ist

;U Sobald eine derartige Wärmeverteilung in dem

Drahtstück erzielt ist, wird mindestens eine der Klemmvorrichtungen 1 bzw. 2 längs eines vorbestimmten Weges geführt, der der Form der gewünschten Windung (Wendel) entspricht. Bei dieser Bewegung ist eine Drehung jeder der Klemmvorrichtungen 1 und 2 um eine senkrecht zum Drahtstück stehende Achse erforderlich. Die Bewegung der Klemmvorrichtungen zueinander soll vorzugsweise so sein, daß in jedem Moment der Bewegung auf die beiden Übergänge vom Drahtmittelteil 3a zu den Drahtenden 3b und 3c ein gleich großes Biegemoment ausgeübt wird. Die Drahtenden 36 und 3c des Drahtstückes bleiben dabei wegen ihrer niedrigen Temperatur während des Biegevorganges immer gerade. Aufgrund des symmetrischen Temperaturverlaufes verläuft auch der Biegevorgang symmetrisch zum Drahtmittelstück.

Im allgemeinen werden entweder beide oder nur eine der Klemmvorrichtungen 1, 2 längs eines vorbestimmten Weges geführt Soll das Drahtstück in ein Drahtelement mit vorzugsweise drei (vgl. F i g. 2a bis 2d) 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 (z. B. auf einer Spirale mit variabler Exzentrizität) und dabei um eine zu der gewünschten Windungs achse parallele Achse gedreht werden. Dabei wird das Drahtmittelteil 3a gebogen und erhält über seine Länge eine sich allmählich vergrößernde, gleichmäßige K'-immung, die im wesentlichen in einer zu der genannter. Achse senkrechten Ebene liegt, wobei aber die Drahtenden 3b, 3c stets gerade bleiben. Während dieses Vorganges werden die Klemmvorrichtungen 1 und 2 relativ zueinander in einer Richtung, die parallel zur erwähnten Achse Hegt, etwas versetzt (F i g. 2a bis 2d).

Die Klemmvorrichtungen 1, 2 können auch beide zwangsläufig längs eines vorbestimmten Weges mit im wesentlichen spiralförmiger Ausbildung und allmählich abnehmenden Radius in entgegengesetztem Umlaufsina geführt werden, oder alternativ kann eine der Klemmvorrichtungen auf einem kreisförmigen Weg geführt werden, während die andere Klemmvorrichtung (automatisch oder handgesteuert) entgegen dem Umlaufsinn längs eines spiralförmigen Weges (mit großer Steigung) geführt wird. Die Pfeile P\ und Pz in den F i g. 2a bis 2d geben die Richtung an, in der jede der Klemmvorrichtungen während des Biegens ,geführt wird.

Durch die angegebene elektrische Aufheizung und die erfindungsgemäß eingestellte Wärmeverteilung über die Drahtlänge mit während des Biegevorganges starren Drahtenden 36 und 3c kann die Ausbildung der Windungen leicht gesteuert werden und so eine fertige Wendel von ausgezeichneter Qualität und frei vcn Verunreinigungen erhalten werden. Dabei kann der gewünschte Windungsverlauf reproduzierbar eingestellt werden, und es können die Windungen um verschiedene Achsen zentriert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen eines im wesentlichen geraden Drahtstückes aus einem im kalten Zustand spröden Material, beispielsweise Molybdän, zu einer mindestens eine Windung aufweisenden Wendel, wobei die Eiciden (3b, 3c) des Drahtstückes (3) mit einer Stromquelle (6) verbunden werden und das Drahtstück (3) vor dem Biegen auf seine Materialerweichungstemperatur elektrisch erhitzt wird und diese Aufhetzung während des Biegens durch Aufrechterhalten des Stromflusses beibehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (3b, 3c) des Drahtstückes (3) vor dem Biegen in relativ zueinander bewegliche Klemmvorrichtungen (1, 2) eingespannt werden, daß nur der zwischen den Enden (3b, 3c) liegende Mittelteil (3a) des Drahtstükkes (3) auf die Materialerweichungstemperatur erhitzt wird und die Enden (3b, 3c) des Drahtstückes (3) unterhalb der Erweichungstemperatur gehalten werden und daß mindestens eine der Klemmvorrichtungen (1, 2) auf einem der gewünschten Windung entsprechenden Weg geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom über die aus wärmeleitfähiigem Material bestehenden Klemmvorrichtungen! (1, 2) dem Drahtstück (3) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß durch die relative Bewegung der Klemm von ich tungen (1, 2) zueinander auf die zwischen dem Mittelteil (3a; wjd den Enden (3b, 3c) liegenden Abschnitte des Drahtstückes (3) gleich starke Biegemomente ausgeüi Λ werdea

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß durch Abstimmung der Länge und Dicke des Drahtstückes (3) und der Stromstärke ein zur halben Länge des Drahtstückes (3) symmetrisches Temperaturgefälle eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine eier Klemmvorrichtungen (1, 2) in einer nahezu ebenen Bahn geführt wird und derart um eine zu der gewünschten Windungsachse parallele Achse gedreht wird, daß das Drahtmittelteil (3a) gebogen wird und über seine Länge eine allmählich zunehmende gleichmäßige Krümmung erhält, die im wesentlichen in einer zu der parallelen Achse senkrechten Ebene liegt, und daß die Klemmvorrichtungen (1,2) gleichzeitig relativ zueinander in einer Richtung parallel zu der parallelen Achse versetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Klemmvorrichtungen (1,2) unter gleichzeitiger Drehung um parallele Achsen längs eines Weges geführt werden, wobei die Führungswege entgegengesetzten Umlaufsinn haben und im wesentlichen spiralförmig mit allmählich abnehmendem Radius ausgebildet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Klemmvorrichtungen (1, 2) exzentrisch auf einer Welle befestigt, auf einem im wesentlichen kreisförmigen Weg geführt wird, während die andere Klemmvorrichtung (2,1) längs eines spiralförmigen Weges mit entgegengesetztem Umlaufsinn geführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Draht vorwiegend aus Molybdän-Silizid besteht und daß sein Durchmesser 0,4 mm bis 1,0 mm beträgt

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Länge des verwendeten Drahtstückes (3) zwischen den Klemmvorrichtungen 40 mm bis 100 mm beträgt

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß das Drahtstück über eineinhalb Windungen mit einem Außendurchmesser von 3 mm bis 12 mm gebogen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das Mittelteil (3a) des Drahtstückes auf einer Temperatur zwischen 1300⁰C und 1600° C gehalten wird.