Title:
Draht-Weichglühvorrichtungen und Draht-Weichglühverfahren
Kind Code:
T5


Abstract:

Ziel ist, die Streuung der Quetschstärke zwischen Drähten und Kabelschuhen zu begrenzen. Eine Weichglühvorrichtung umfasst ein Kühlflüssigkeitsreservoir, das mit einer Kühlflüssigkeit befüllbar ist, eine außerhalb des Kühlflüssigkeitsreservoirs angeordneten, ersten leitfähigen Rolle zum Anlegen einer Spannung an den Draht während sie den Draht führt, und eine im Kühlflüssigkeitsreservoir angeordnete, zweite leitfähige Rolle zum Durchströmen des Drahts mit Strom, während sie den Draht, der über die erste leitfähige Rolle zugeführt wird, führt. Die Weichglühvorrichtung umfasst des Weiteren einen Füllstandsdetektor zum Erfassen des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir. Eine Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle wird basierend auf einem Ergebnis der Erfassung mit dem Füllstandsdetektor geregelt.




Inventors:
Kobayashi, Eiji (Mie, Yokkaichi-shi, JP)
Application Number:
DE112012004425T
Publication Date:
08/21/2014
Filing Date:
02/29/2012
Assignee:
Sumitomo Wiring Systems, Ltd. (Mie, Yokkaichi-shi, JP)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Horn Kleimann Waitzhofer Patentanwälte, 80339, München, DE
Claims:
1. Draht-Weichglühvorrichtung mit:
einem Kühlflüssigkeitsreservoir, das mit einer Kühlflüssigkeit befüllbar ist,
einer außerhalb des Kühlflüssigkeitsreservoirs angeordneten, ersten leitfähigen Rolle zum Anlegen einer Spannung an den Draht während sie den Draht führt,
einer im Kühlflüssigkeitsreservoir angeordneten, zweiten leitfähigen Rolle zum Durchströmen des Drahts mit Strom, während sie den Draht, der über die erste leitfähige Rolle zugeführt wird, führt,
einem Füllstandsdetektor zum Erfassen des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir, und
einem Glühpfadlängenregler zum Regeln der Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle, basierend auf einem Ergebnis der Erfassung mit dem Füllstandsdetektor.

2. Draht-Weichglühvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Glühpfadlängenregler Folgendes aufweist:
eine Füllstands-Justiereinrichtung zum Einstellen des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir, und
wobei das Einstellen des Füllstands mit der Füllstands-Justiereinrichtung basierend auf dem Erfassungsergebnis des Füllstandsdetektors derart geregelt ist, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir in einem bestimmten Bereich bleibt.

3. Draht-Weichglühvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Glühpfadlängenregler Folgendes aufweist:
eine Rollenpositions-Justiereinrichtung zum Einstellen der Position der ersten leitfähigen Rolle relativ zur zweiten leitfähigen Rolle, und
wobei das Einstellen der Position der ersten leitfähigen Rolle mit der Rollenpositions-Justiereinrichtung basierend auf dem Erfassungsergebnis des Füllstandsdetektors derart geregelt ist, dass der Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir in einem bestimmten Bereich bleibt.

4. Draht-Weichglühverfahren, mit den Schritten:
(a) Zuführen eines Drahtes von einer außerhalb eines Kühlflüssigkeitsreservoirs angeordneten, ersten leitfähigen Rolle zu einer im Kühlflüssigkeitsreservoir angeordneten, ersten leitfähigen Rolle, während der Draht zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle mit Strom durchströmt wird,
(b) Kühlen des Drahtes mit Kühlwasser im Kühlflüssigkeitsreservoir, und
(c) Regeln einer Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle, basierend auf einer Änderung des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zum Weichglühen von Drähten zur Verwendung als Elektrokabel.

TECHNISCHER HINTERGRUND

In der Automobil- und in anderen Industrien werden Elektrokabel, z. B. mit verdrillten, ausgeglühten Kupferdrähten, als Verdrahtungsmaterial für elektrische Kommunikations- und andere Zwecke eingesetzt. Um ein Elektrokabel an Elektrogeräte anzuschließen wird der an ein Ende des Elektrokabels gequetschte Kabelschuh in einen Steckverbinder gesteckt, der dann mit einem Steckverbinder des Elektrogeräts verbunden wird.

Ausgeglühte Kupferdrähte wie die oben erwähnten werden durch Prozesse des Ausziehens von Drähten, des Weichglühens ausgezogener Drähte usw. hergestellt. Patentdokument 1 offenbart eine Technologie zum Weichglühen von Drähten.

Nach Patentdokument 1 erfährt ein Draht Joulesche Erhitzung während er eine Heizzone zwischen zwei Vorschubrollen durchläuft und wird dann in einer Unterwasserkühlzone gekühlt.

VORBEKANNTE DOKUMENTEPATENTDOKUMENTE

  • Patentdokument 1: JP H08-92778A

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGVON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN

Wenn ein Kabelschuh an ein Drahtende gequetscht wird, dann ist es erforderlich, einen gewissen Stärkegrad der Quetschverbindung zwischen dem Draht und dem Kabelschuh sicherzustellen. Bei starker Streuung der Quetschstärke wird es jedoch schwer, einen bestimmten Stärkegrad der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen sicherzustellen.

Entsprechend ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Streuung der Quetschstärke zwischen Drähten und Kabelschuhen einzuschränken.

MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE

Zur Lösung des oben identifizierten Problems dient in einem ersten Aspekt eine Draht-Weichglühvorrichtung mit einem Kühlflüssigkeitsreservoir, das mit einer Kühlflüssigkeit befüllbar ist, einer außerhalb des Kühlflüssigkeitsreservoirs angeordneten, ersten leitfähigen Rolle zum Anlegen einer Spannung an den Draht während sie den Draht führt, einer im Kühlflüssigkeitsreservoir angeordneten, zweiten leitfähigen Rolle zum Durchströmen des Drahts mit Strom, während sie den Draht, der über die erste leitfähige Rolle zugeführt wird, führt, einem Füllstandsdetektor zum Erfassen des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir, und einem Glühpfadlängenregler zum Regeln der Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle, basierend auf einem Ergebnis der Erfassung mit dem Füllstandsdetektor.

Ein zweiter Aspekt ist eine Draht-Weichglühvorrichtung nach dem ersten Aspekt, wobei der Glühpfadlängenregler eine Füllstands-Justiereinrichtung zum Einstellen des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir aufweist, und wobei das Einstellen des Füllstands mit der Füllstands-Justiereinrichtung basierend auf dem Erfassungsergebnis des Füllstandsdetektors derart geregelt ist, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir in einem bestimmten Bereich bleibt.

Ein dritter Aspekt ist eine Draht-Weichglühvorrichtung nach dem erstem Aspekt, wobei der Glühpfadlängenregler eine Rollenpositions-Justiereinrichtung zum Einstellen der Position der ersten leitfähigen Rolle relativ zur zweiten leitfähigen Rolle aufweist, und wobei das Einstellen der Position der ersten leitfähigen Rolle mit der Rollenpositions-Justiereinrichtung basierend auf dem Erfassungsergebnis des Füllstandsdetektors derart geregelt ist, dass der Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir in einem bestimmten Bereich bleibt.

Zur Lösung des oben identifizierten Problems dient in einem vierten Aspekt ein Draht-Weichglühverfahren, mit folgenden Schritten:

  • (a) Zuführen eines Drahtes von einer außerhalb eines Kühlflüssigkeitsreservoirs angeordneten, ersten leitfähigen Rolle zu einer im Kühlflüssigkeitsreservoir angeordneten, ersten leitfähigen Rolle, während der Draht zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle mit Strom durchströmt wird,
  • (b) Kühlen des Drahtes mit Kühlwasser im Kühlflüssigkeitsreservoir, und
  • (c) Regeln einer Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle, basierend auf einer Änderung des Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir.

EFFEKT DER ERFINDUNG

Gemäß des Draht-Weichglühverfahrens nach dem ersten Aspekt kann die Schwankung der Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle basierend auf einem Messergebnis des Füllstandsdetektors begrenzt werden, um die Glühpfadlänge zu regeln, wodurch die Stärkevariation der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen eingeschränkt wird.

Nach dem zweiten Aspekt kann die Schwankung der Glühpfadlänge dadurch begrenzt werden, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir in einem bestimmten Bereich gehalten wird.

Nach dem dritten Aspekt kann die Schwankung der Glühpfadlänge dadurch begrenzt werden, dass der Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir in einem bestimmten Bereich gehalten wird.

Gemäß des Draht-Weichglühverfahrens nach dem vierten Aspekt kann die Schwankung der Glühpfadlänge des Drahtes zwischen der ersten leitfähigen Rolle und der zweiten leitfähigen Rolle durch Anpassung eines Füllstandes der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir begrenzt werden, um die Glühpfadlänge zu regeln, wodurch die Stärkevariation der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen eingeschränkt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Weichglühen eines Drahtes W gemäß des technischen Hintergrundes.

2 ist eine Abbildung, die den Zusammenhang zwischen den Glühbedingungen (Glühtemperatur × Glühdauer) und der Bruchlast bzw. der Bruchlängung darstellt.

3 ist eine Abbildung, die den Zusammenhang zwischen dem Füllstand der Kühlflüssigkeit, der Temperatur der Kühlflüssigkeit, dem Stickstoffgehalt und der Bruchlast zeigt.

4 ist eine Abbildung, die die Ergebnisse aus 3 nach Stufe jedes Einflussfaktors sortiert.

5 ist eine schematische Darstellung einer Draht-Weichglühvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.

6 ist ein Flussdiagramm, das den durch die vorhergehende Draht-Weichglühvorrichtung ausgeführten Prozess darstellt.

7 ist eine schematische Darstellung einer Draht-Weichglühvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

8 ist ein Flussdiagramm, das den durch die vorgenannte Draht-Weichglühvorrichtung ausgeführten Prozess darstellt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Im Folgenden werden Draht-Weichglühvorrichtungen und Draht-Weichglühverfahren gemäß bestimmter Ausführungsformen beschrieben.

Hintergrund

Zunächst wird der Hintergrund der technischen Entwicklung beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Weichglühen eines Drahtes W gemäß des technischen Hintergrundes.

Die Vorrichtung 100 zum Weichglühen des Drahtes W umfasst einen Wasserbehälter 110, eine erste leitfähige Rolle 120, und eine zweite leitfähige Rolle 122.

Im Wasserbehälter 110 befindet sich Kühlflüssigkeit 112. Der Wasserbehälter 110 wird anfänglich durch einen Anwender oder anderes Personal mit Flüssigkeit gefüllt, bis ein vorher festgelegter Füllstand erreicht ist.

Die erste leitfähige Rolle 120 und die zweite leitfähige Rolle 122 sind ringförmige Bauteile, die den Draht W zu führen vermögen. Die zweite leitfähige Rolle 122 befindet sich im Wasserbehälter 110, und die erste leitfähige Rolle 120 ist außerhalb des Wasserbehälters 110 über der zweiten leitfähigen Rolle 122 angeordnet.

Nachdem der gezogene oder anderweitig verarbeitete Draht W in die Kühlflüssigkeit 112 im Wasserbehälter 110 eingetaucht wird, während er die erste leitfähige Rolle 120 und die zweite leitfähige Rolle 122 umläuft, verlässt der Draht W den Wasserbehälter 110 um anschließend aufgerollt zu werden.

Eine Heizspannungsquelle wird mit der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 verbunden, um eine Spannung an den Draht W anzulegen und zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 einen Strom durch den Draht fließen zu lassen.

Zusätzlich wird ein zylindrisches Bauteil 130 bereitgestellt, das den Draht W dort umgibt, wo er zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 verläuft. Das untere Ende des zylindrischen Bauteils 130 ist in der Kühlflüssigkeit 112 eingetaucht. In das zylindrische Bauteil 130 wird fortwährend Stickstoff so eingespeist, dass der Raum innerhalb des zylindrischen Bauteils 130 ständig mit Stickstoff gefüllt ist. Der Stickstoff dient dazu, die Oxidation des Drahtes W während seines Erhitzens zu verhindern.

Der Draht W wird zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 durch Joulesche Erwärmung weichgeglüht. Der dadurch erhitzte Draht W wird durch das Eintauchen in die Kühlflüssigkeit 112 auch abgekühlt, um anschließend aufgerollt zu werden. Auf diese Weise wird ein Draht W oder geglühter Kupferdraht zur Nutzung als Kernstück eines Elektrokabels oder dgl. hergestellt.

Man betrachte nun den Fall, dass mehrere von durch einen derartigen Weichglühprozess gefertigten Drähten W verdrillt werden, um ein Elektrokabel mit den verdrillten Drähten als Kernstück zu bilden. Wenn ein Kabelschuh an dieses Elektrokabel gequetscht wird, ist es erforderlich, einen gewissen Stärkegrad der Quetschverbindung bzw. Klemmverbindung zwischen Draht und Kabelschuh sicherzustellen. Aus dem Blickwinkel der Begrenzung der Stärkevariation der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen war es beabsichtigt, einen gewissen Stärkegrad der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen sicherzustellen.

Angesichts der positiven Korrelation zwischen der Stärke der Quetschverbindung des Drahtes an den Kabelschuh und der Bruchlast des Drahtes W zog der Erfinder der vorliegenden Anmeldung die Begrenzung der Streuung in der Bruchlast in Betracht. Zuerst experimentierte der Erfinder der vorliegenden Anmeldung mit dem Verhältnis zwischen den Weichglühbedingungen (Glühtemperatur × Glühdauer) und der Bruchlast sowie der Bruchlängung. Hierbei bezeichnet die Bruchlast die Last [N], bei der der Draht W bricht, wenn er in seine Längsrichtung gezogen wird, und die Bruchlängung ist die dauerhafte Längenänderung, bei der der Draht W bricht, wenn er in seine Längsrichtung gezogen wird (das Verhältnis in Prozent (%) des Ausmaßes der Längenänderung zur ursprünglichen Länge).

Unter der Annahme, dass die vorbezeichnete Draht-Weichglühvorrichtung 100 eingesetzt wird, kann die Glühtemperatur durch die nachstehenden Gleichungen theoretisch bestimmt werden.

Zuerst wird die elektrische Energie [Wh], die dem Draht W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 zugeführt wird, durch die folgende Gleichung bestimmt, wobei S [m] die Distanz zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 112 ist, V1 [m/min] ist die Geschwindigkeit des Drahtes W, V [V] ist die zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 angelegte Spannung, und I [A] ist der Strom der durch den Draht W fließt. W [Wh] = {S [m]/V1 [m/min]/60 [min/h]} × V [V] × I [A](Gl. 1)

Ebenso wird die Wärmemenge Q [cal], die dem Draht W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und der zweiten leitfähigen Rolle 122 zugeführt wird, wie folgt ausgedrückt: Q [cal] = W [Wh] × 0,2389 [cal/Ws] × 3600 [s/h](Gl. 2)

Des Weiteren ist die vorbezeichnete Wärmemenge Q [cal] wie folgt gegeben, falls die Umgebungstemperatur Ti [°C] ist, die Glühtemperatur T2 [°C] ist, die spezifische Wärmekapazität des Drahtes W c [cal/g°C] ist und die Masse des Drahtes W m [g] ist: Q [cal] = m [g] × c [cal/g°C] × (T2 [°C] – T1 [°C])(Gl. 3)

Es ist daher möglich, Q [cal] aus den Gleichungen 1 bzw. 2 zu ermitteln, was wiederum in Gleichung 3 substituiert werden kann um die theoretische Glühtemperatur T2 [°C] zu bestimmen.

Unter den vorbezeichneten Gegebenheiten und falls der Draht W durch die in 1 gezeigte Weichglühvorrichtung 100 weichgeglüht wird, ist die Beziehung zwischen den Weichglühbedingungen (Glühtemperatur × Glühdauer, auf der Horizontalachse von 2) und der Bruchlast (auf der Vertikalachse von 2) und der Bruchlängung wie in 2 dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich ist beeinflusst die Veränderung der Weichglühbedingungen die Bruchlast in hohem Maße. Daher erscheint es wünschenswert, die Variation der Weichglühbedingungen einzuschränken, sofern die Streuung der Bruchlast begrenzt werden soll.

Der Bereich der Weichglühbedingungen, in dem sich die Bruchlast stark ändert, überlappt großenteils mit dem Bereich der Weichglühbedingungen, in dem sich die Bruchlängung stark ändert. Je wirksamer die Weichglühbedingungen sind, desto kleiner ist zudem die Bruchlast und desto größer ist die Bruchlängung. Aus diesem Grund ist es ferner wünschenswert, die Variation der Weichglühbedingungen einzuschränken, um so die Bruchlast und die Bruchlängung gleichzeitig zu maximieren.

Danach experimentierte der Erfinder der vorliegenden Anmeldung, um herauszufinden, wie sehr die Variation der Weichglühbedingungen die Streuung der Bruchlast beeinflusst, wenn die vorbezeichnete Weichglühvorrichtung 100 eingesetzt wird.

Zuerst wurde bestimmt, was die Variation der Weichglühbedingungen in der vorbezeichneten Weichglühvorrichtung 100 verursacht hatte. Es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit V1 des Drahtes W, die angelegte Spannung V [V] und die Stromstärke I [A] in der Weichglühvorrichtung 100 im hohen Maße konstant gehalten werden können. Die Menge der Kühlflüssigkeit 112 im Wasserbehälter 110 wird jedoch aufgrund von Verdampfung des Kühlmittels 112 durch Wärme, durch Haftung der Kühlflüssigkeit 112 am Draht W usw. verringert. Da der Draht W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 120 und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 112 offensichtlich erhitzt wird, ändert die Fluktuation des Füllstandes der Kühlflüssigkeit 112 die Glühpfadlänge S des Drahtes W, was die Glühdauer beeinflusst. Auf der Grundlage des oben Gesagten nahm der Erfinder der vorliegenden Anmeldung an, dass die Variation der Weichglühbedingungen größtenteils der Fluktuation des Füllstandes der Kühlflüssigkeit 112 zuzuschreiben ist.

Demzufolge wurde der Füllstand der Kühlflüssigkeit 112 als Einflussfaktor aufgefasst, d. h. der Füllstand wurde zwischen normal (ein vorbestimmter Standard-Füllstand), mittel (zwei Zentimeter unterhalb des Standard-Füllstandes) und niedrig (vier Zentimeter unterhalb des Standard-Füllstandes) variiert, um herauszufinden wie sich das auf die Bruchlast auswirkt.

Als weitere Einflussfaktoren wurde die Temperatur der Kühlflüssigkeit 112 zwischen niedrig und hoch abgewechselt, und der Stickstoffgehalt wurde ebenso zwischen hoch, normal und niedrig variiert um zu bestimmen wie die Bruchlast dadurch beeinflusst wird.

Gemäß einer Versuchskonzeption wurden durch Auswahl von Kombinationen aus dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 112, der Temperatur der Kühlflüssigkeit 112 und des Stickstoffgehalts Versuche durchgeführt, was die Ergebnisse in 3 ergab. Es ist festzustellen, dass jedes Versuchsergebnis in 3 den Mittelwert der Bruchlast aus drei Einzelversuchen zeigt. 4 zeigt diese Ergebnisse nach Stufe jedes Einflussfaktors sortiert.

Anhand 4 wurde herausgefunden, dass die Fluktuation des Füllstandes der Kühlflüssigkeit 112 die Bruchlast stärker beeinflusst als die Temperaturänderung der Kühlflüssigkeit 112 oder die Änderung im Stickstoffgehalt.

Auf der Grundlage des oben Gesagten fand der Erfinder der vorliegenden Anmeldung heraus, dass es wünschenswert ist, den Flüssigkeits-Füllstand in der Weichglühvorrichtung 100 aus 1 innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten, um die Streuung der Quetschstärke von Drähten und Kabelschuhen, d. h. die Streuung der Bruchlast, einzuengen. Außerdem fand der Erfinder heraus, dass letztlich die Glühpfadlänge S des Drahtes W innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden sollte, da die Fluktuation des Füllstandes die Glühpfadlänge S des Drahtes W verändert.

Draht-Weichglühvorrichtungen und Draht-Weichglühverfahren Im Folgenden werden Draht-Weichglühvorrichtungen und Draht-Weichglühverfahren beschrieben, die vom Erfinder der vorliegenden Anmeldung vor dem Hintergrund der vorbezeichneten Erkenntnisse ersonnen wurden.

Erste Ausführungsform

Zuerst beschrieben ist eine Vorrichtung 10 zum Weichglühen eines Drahtes W gemäß einer ersten Ausführungsform. 5 ist eine schematische Darstellung, die die Vorrichtung 10 zum Weichglühen des Drahtes W zeigt. Die Weichglühvorrichtung 10 beinhaltet ein Kühlflüssigkeitsreservoir 20, eine erste leitfähige Rolle 30, eine zweite leitfähige Rolle 32, einen Füllstandsdetektor 40 und einen Glühpfadlängenregler 50.

Das Kühlflüssigkeitsreservoir 20 ist als nach oben offenes Hohlgefäß gestaltet, in dem Kühlflüssigkeit 22 enthalten ist. Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser wird als Kühlflüssigkeit 22 eingesetzt.

Die erste leitfähige Rolle 30 und die zweite leitfähige Rolle 32 sind ringförmige Bauteile, die den Draht W zu führen vermögen. Die zweite leitfähige Rolle 122 befindet sich im Wasserbehälter 20, und die erste leitfähige Rolle 30 ist außerhalb des Wasserbehälters 20 vertikal über der zweiten leitfähigen Rolle 122 angeordnet. Dabei wird die zweite leitfähige Rolle 122 unter Berücksichtigung der zum Weichglühen des Drahtes W erforderlichen Strecke in einer oberen Position ausreichend weit über dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 positioniert.

Nachdem der gezogene oder anderweitig verarbeitete Draht W in die Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 eingetaucht wird, während er durch die erste leitfähige Rolle 30 und die zweite leitfähige Rolle 32 geführt wird, verlässt der Draht W das Kühlflüssigkeitsreservoir 20 um anschließend aufgerollt zu werden.

Zusätzlich wird eine Heizspannungsquelle mit der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 verbunden, um eine Spannung anzulegen und durch den Draht W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 einen Strom fließen zu lassen.

Zusätzlich wird ein zylindrisches Bauteil 38 bereitgestellt, das den Draht W dort umgibt, wo er zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 verläuft. Das untere Ende des zylindrischen Bauteils 38 ist in der Kühlflüssigkeit 22 eingetaucht. In das zylindrische Bauteil 38 wird fortwährend Stickstoff so eingespeist, dass der Raum innerhalb des zylindrischen Bauteils 38 ständig mit Stickstoff gefüllt ist. Der Stickstoff dient dazu, die Oxidation des Drahtes W während seines Erhitzens zu verhindern.

Der Draht W wird zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 durch Joulesche Erwärmung weichgeglüht. Der dadurch erhitzte Draht W wird durch das Eintauchen in die Kühlflüssigkeit 22 auch abgekühlt, und wird anschließend aufgerollt.

Die Weichglühvorrichtung 10 umfasst den Füllstandsdetektor 40 und einen Glühpfadlängenregler 50, um die Streuung der Glühpfadlänge S des Drahtes W einzuschränken.

Der Füllstandsdetektor 40 ist darauf ausgelegt, den Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zu erfassen. Als Füllstandsdetektor 40 genügt ein optischer oder Ultraschallsensor, der Spiegelung an der Flüssigkeitsoberfläche ausnutzt, oder ein Detektor in Elektrodenausführung, der auf dem sich beim Eintauchen der Elektroden in Flüssigkeit ergebenden Leitungseffekt basiert. Alternativ wird auch ein Detektor, bei dem der Füllstand durch die Position eines Schwimmers auf der Flüssigkeitsoberfläche erkannt wird, den Zweck erfüllen.

Der Glühpfadlängenregler 50 ist darauf ausgelegt, die Glühpfadlänge S des Drahtes W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch den Füllstandsdetektor 40 zu regeln. Dabei ergibt sich eine hinreichend niedrige Temperatur des in der Kühlflüssigkeit 22 eingetauchten Bauteils, obwohl durch den Draht W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 ein Strom fließt. Entsprechend wird angenommen, dass der Draht W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der Flüssigkeitsoberfläche der Kühlflüssigkeit 22 weichgeglüht (geglüht) wird. Das heißt also, dass die Glühpfadlänge S des Drahtes W durch den Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der Flüssigkeitsoberfläche der Kühlflüssigkeit 22 bestimmt wird. Demzufolge muss zur Begrenzung der Streuung der Glühpfadlänge S so angepasst werden, dass der Füllstand innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, oder die Position der ersten leitfähigen Rolle 30 muss angepasst werden.

Der Glühpfadlängenregler 50 beinhaltet eine Füllstands-Justiereinrichtung 52 und eine Reglereinheit 60.

Die Füllstands-Justiereinrichtung 52 ist darauf ausgelegt, den Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch den Füllstandsdetektor 40 anzupassen. Insbesondere beinhaltet die Füllstands-Justiereinrichtung 52 eine Wasserversorgungsleitung 54, die mit einer Kühlflüssigkeitsquelle (d. h. einem Vorratstank) (nicht dargestellt) verbunden ist, und eine Wasserversorgungspumpe 56, die inmitten der Wasserversorgungsleitung 54 eingebaut ist. Der Zulauf der Wasserversorgungsleitung 54 ist so angeordnet, dass Kühlflüssigkeit 22 in das Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zugeführt werden kann. Bei Anschaltung kann die Wasserversorgungspumpe 56 Kühlflüssigkeit 22 in das Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zuführen. Es ist festzustellen, dass die zur Beschickung mit Kühlflüssigkeit dienende Wasserversorgungspumpe 56 durch ein Magnetventil oder dgl. ersetzt werden kann, falls die durch die Wasserversorgungsleitung 54 fließende Kühlflüssigkeit 22 unter Druck gesetzt wird. Die Füllstands-Justiereinrichtung 52 ist jedenfalls darauf ausgelegt, den Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 dadurch anzupassen, dass die Kühlflüssigkeit 22 dem Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zugeführt wird.

Es ist festzustellen, dass die Füllstands-Justiereinrichtung 52 ebenso ein Abflussrohr zum Abführen der Kühlflüssigkeit 22 aus dem Kühlflüssigkeitsreservoir 20 sowie ein Magnetventil oder dgl., das im Abflussrohr eingebaut ist, umfassen kann. Das ermöglicht es, dem Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zugeführte, überschüssige Kühlflüssigkeit 22 abzuführen. Während der Zuführung des Drahtes W wird die Kühlflüssigkeit 22 in der Regel allerdings nur aufgrund von Verdampfung oder Haftung der Kühlflüssigkeit 112 am Draht W schwinden. Entsprechend wird sich kein Problem ergeben wenn so eine Abflussanordnung entfällt.

Es ist festzustellen, dass das Kühlmittelreservoir 20 nicht notwendigerweise mit Kühlflüssigkeit 22 wiederaufgefüllt werden muss, um den Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 in einem bestimmten Bereich zu halten. Beispielsweise kann die Kapazität des Kühlflüssigkeitsreservoirs 20 durch Eintauchen eines separaten Objekts in das Kühlflüssigkeitsreservoir 20 angepasst werden.

Basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch den Füllstandsdetektor 40 regelt die Regeleinheit 60 den Abgleich durch die Füllstands-Justiereinrichtung 52, um den Füllstand der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 in einem bestimmten Bereich zu halten.

Die Regeleinheit 60 beinhaltet einen Mikroprozessor, sowie einen Hauptspeicher und einen Hilfsspeicher, die an den Mikroprozessor angeschlossen sind. Der Hauptspeicher umfasst ein RAM (Random Access Memory), usw., und der Hilfsspeicher umfasst ein nichttemporäres Speichergerät, wie beispielsweise Flash-Speicher, ein EPROM (Erasable Programmable ROM), ein Festplatten-Gerät, usw. Der Hilfsspeicher speichert ein Programm mit Anweisungen für den Mikroprozessor. Der Mikroprozessor regelt den Abgleich durch die Füllstands-Justiereinrichtung 52 durch Lesen des Programms und Ausführung der nachstehend beschriebenen Prozessschritte.

6 ist ein Flussdiagramm, das den durch die Regeleinheit 60 ausgeführten Prozess darstellt.

Zuerst wird in Schritt S1 der Füllstand über den Füllstandsdetektor 40 beschafft.

Danach wird in Schritt S2 bestimmt, ob der Füllstand einen ersten Referenzfüllstand unterschreitet. Der erste Referenzfüllstand ist ein durch einen Anwender oder anderes Personal voreingestellter Wert, der im Hilfsspeicher der Regeleinheit 60 gespeichert wird. Der erste Referenzfüllstand ist ein Wert, der einem Bereich der Weichglühbedingungen (einem Wertebereich der Glühpfadlänge S) entsprechend zum Erreichen der Zielbruchlast geeignet festgelegt ist, und bevorzugt ist er als eine Position gesetzt, die der Obergrenze des Wertebereichs der Glühpfadlänge S entspricht. Der Bereich der Weichglühbedingungen (der Wertebereich der Glühpfadlänge S) selbst wird experimentell oder empirisch gemäß der erforderlichen Bruchlast usw. bestimmt. Falls das Ergebnis im Schritt S2 JA ist, dann schreitet der Prozess am Schritt S3 fort, und falls das Ergebnis NEIN ist, dann schreitet der Prozess zum Schritt S4 fort. Es ist festzustellen, dass der Prozess entweder an Schritt S3 oder S4 fortgesetzt werden kann, falls der Füllstand dem ersten Referenzfüllstand entspricht.

In Schritt S3 erteilt die Regeleinheit 60 der Wasserversorgungspumpe 56 eine EIN-Anweisung. Dies veranlasst die Wasserversorgungspumpe 56 dazu, damit zu beginnen, dem Kühlflüssigkeitsreservoir 20 Kühlflüssigkeit 22 zuzuführen. Während die Kühlflüssigkeit 22 zugeführt wird, steigt der Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 an. Danach kehrt der Prozess zurück zu Schritt S1.

Falls andererseits in Schritt S2 festgestellt wird, dass der Füllstand den ersten Referenzfüllstand nicht unterschreitet, dann fährt der Prozess an Schritt S4 fort.

In Schritt S4 wird ermittelt, ob der Füllstand einen zweiten Referenzfüllstand überschreitet. Der zweite Referenzfüllstand ist ebenfalls ein durch einen Anwender oder anderes Personal voreingestellter Wert, der im Hilfsspeicher der Regeleinheit 60 gespeichert wird. Der zweite Referenzfüllstand ist ein Wert, der einem Bereich der Weichglühbedingungen (einem Wertebereich der Glühpfadlänge S) entsprechend zum Erreichen der Zielbruchlast geeignet festgelegt ist, und bevorzugt ist er als eine Position gesetzt, die der Untergrenze des Wertebereichs der Glühpfadlänge S entspricht. Der zweite Referenzfüllstand kann dem ersten Referenzfüllstand entsprechen. Falls das Ergebnis in Schritt S4 JA ist, dann schreitet der Prozess fort an Schritt S5, und falls das Ergebnis NEIN ist, dann kehrt der Prozess an Schritt S1 zurück. Es ist festzustellen, dass der Prozess entweder an Schritt S4 oder S5 fortgesetzt werden kann, falls der Füllstand dem zweiten Referenzfüllstand entspricht.

In Schritt S5 wird der Wasserversorgungspumpe 56 eine AUS-Anweisung erteilt. Dies veranlasst die Wasserversorgungspumpe 56 damit aufzuhören, die Kühlflüssigkeit 22 zuzuführen. Danach kehrt der Prozess zurück zu Schritt S1.

Durch Wiederholung des vorgenannten Prozesses wird der Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zwischen dem ersten Referenzfüllstand und dem zweiten Referenzfüllstand gehalten.

Es ist festzustellen, dass die Regeleinheit 60 teilweise oder insgesamt in Hardware ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten, als Regeleinheit 60 genügt jede Anordnung, die den Betrieb der Füllstands-Justiereinrichtung 52 gemäß dem Ergebnis der Erfassung durch den Füllstandsdetektor 40 regeln kann.

Ferner, falls zum Beispiel der Füllstandsdetektor so ausgelegt ist, dass ein EIN-Signal (oder ein AUS-Signal) bei normalen Betriebsbedingungen ausgegeben wird, und ein AUS-Signal (oder ein EIN-Signal) ausgegeben wird, falls der Füllstand einen vorbestimmten Wert unterschreitet, dann kann der Betrieb der Wasserversorgungspumpe 56 basierend auf einem Signal geregelt werden, das dem AUS-Signal (oder dem EIN-Signal) des Füllstandsdetektors entspricht.

Gemäß der so aufgebauten Draht-Weichglühvorrichtung 10 und dem zugehörigen Verfahren zum Weichglühen eines Drahtes W wird der Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 zwischen dem ersten Referenzfüllstand und dem zweiten Referenzfüllstand gehalten. Das ermöglicht es, den Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 22, d. h. die Glühpfadlänge S des Drahtes W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32, in einem bestimmten Bereich zu halten. Dies begrenzt die Streuung der Glühpfadlänge S des Drahtes W, und schränkt demzufolge die Streuung der Bruchlast ein, d. h. des Stärkegrades der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen.

Zweite Ausführungsform

Im Folgenden wird eine Vorrichtung 10B zum Weichglühen eines Drahtes W gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden identischen Komponenten bezüglich der ersten Ausführungsform identische Bezugszeichenzugewiesen, und ihre weitere Beschreibung wird weggelassen. 7 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung 10B zum Weichglühen des Drahtes W zeigt. Die Weichglühvorrichtung 10B beinhaltet ein Kühlflüssigkeitsreservoir 20, eine erste leitfähige Rolle 30, eine zweite leitfähige Rolle 32, einen Füllstandsdetektor 40 und einen Glühpfadlängenregler 50B.

Das Kühlmittelreservoir 20, die erste leitfähige Rolle 30, die zweite leitfähige Rolle 32 und der Füllstandsdetektor 40 sind identisch mit jenen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.

Der Glühpfadlängenregler 50B beinhaltet einen Rollenpositions-Justiereinrichtung 70 zur Einstellung der Position der ersten leitfähigen Rolle 30 relativ zur zweiten leitfähigen Rolle 32 sowie eine Regeleinheit 60B. Die Rollenpositions-Justiereinrichtung 70 umfasst einen Linearmotor oder dgl., der eine Linearposition regeln kann und über der ersten leitfähigen Rolle 30 angeordnet ist. Sie ist außerdem dafür ausgelegt, die zweite leitfähige Rolle 32 in einer Weise zu unterstützen die es ermöglicht, die Position der zweiten leitfähigen Rolle 32 vertikal über der ersten leitfähigen Rolle 30 zu bewegen und zu justieren.

Die Regeleinheit 60B ist dafür ausgelegt, den Betrieb der Rollenpositions-Justiereinrichtung 70 zu steuern, die zur Justierung der Position der ersten leitfähigen Rolle 30 basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch den Füllstandsdetektor 40 dient, um den Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und dem Füllstand des Kühlmittels 22 im Kühlflüssigkeitsreservoir 20 in einem bestimmten Bereich zu halten.

Ähnlich der vorhergehenden Regeleinheit 60 ist die Regeleinheit 60B als eine Anordnung umgesetzt, die einen Mikroprozessor sowie einen Hauptspeicher und einen Hilfsspeicher aufweist, die an den Mikroprozessor angeschlossen sind.

8 ist ein Flussdiagramm, das den durch die Regeleinheit 60B ausgeführten Prozess darstellt.

Zuerst wird in Schritt S11 der Füllstand durch den Füllstandsdetektor 40 ermittelt. Der Füllstand wird hierbei als kontinuierlicher oder diskreter Wert gewonnen.

Im folgenden Schritt S12 wird der Rollenpositions-Justiereinrichtung 70 gemäß des ermittelten Füllstandes eine Anweisung bezüglich der Position der ersten leitfähigen Rolle 30 erteilt, wodurch die erste leitfähige Rolle 30 dazu veranlasst wird, sich an die der Anweisung entsprechenden Position zu bewegen. Die Positionsanweisung an die Rollenpositions-Justiereinrichtung 70 realisiert einen Bereich von Weichglühbedingungen (einen Wertebereich der Glühpfadlänge S) der sich dazu eignet, die Zielbruchlast zu bewirken. Diese Position berechnet sich beispielhaft als Differenz zwischen dem ermittelten Füllstand und einem passenden Füllstand, der als geeignet vorgegeben ist, die Zielbruchlast zu bewirken. Die erste leitfähige Rolle 30 wird zur Position bewegt, die relativ zum Füllstand der gewünschten Glühpfadlänge S entspricht. Danach kehrt der Prozess zurück zu Schritt S11.

Durch Wiederholung des vorgenannten Prozesses wird der Abstand zwischen dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 und der ersten leitfähigen Rolle 30 in einem bestimmten Bereich gehalten.

Es ist festzustellen, dass die Regeleinheit 60B teilweise oder insgesamt in Hardware ausgeführt werden kann. Das heißt, dass als Regeleinheit 60B jede Anordnung genügt, die den Betrieb der Rollenpositions-Justiereinrichtung 70 gemäß dem Ergebnis der Erfassung durch den Füllstandsdetektor 40 regeln kann.

Gemäß der Vorrichtung 10B und dem zugehörigen Verfahren zum Weichglühen eines Drahtes W wird der Abstand zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und dem Füllstand der Kühlflüssigkeit 22 dadurch in einem bestimmten Bereich gehalten, dass die erste leitfähige Rolle 30 entsprechend der Fluktuation des Füllstandes bewegt wird. Das hält die Glühpfadlänge S des Drahtes W zwischen der ersten leitfähigen Rolle 30 und der zweiten leitfähigen Rolle 32 in einem bestimmten Bereich und begrenzt, wie oben, die Streuung der Glühpfadlänge S des Drahtes W, und schränkt demzufolge die Streuung der Bruchlast ein, d. h. des Stärkegrades der Quetschverbindung zwischen Drähten und Kabelschuhen.

Varianten

Es ist festzustellen, dass die bezüglich der vorhergehenden Ausführungsformen und Varianten beschriebenen Elemente bedarfsgemäß kombiniert werden können, sofern sie zueinander passen.

Nachdem die vorliegende Erfindung im Detail dargestellt wurde, bleibt festzustellen, dass die vorhergehende Beschreibung in jeder Hinsicht veranschaulichend zu verstehen und die vorliegende Erfindung nicht darauf festgelegt ist. Es wird davon ausgegangen, dass zahllose hier nicht veranschaulichte Varianten denkbar sind, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.