Draht

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Draht ist ein universell einsetzbaresVerbindungsmittel.Hier wurde kräftiger Draht mehrfach umHolzmastundStahlbeton-Pfostengewickelt und anschließend mithilfe eines zwischen die Wicklungen geschobenenFlachstahlsverdrillt.
Edelstahldraht auf einer Spule

Drahtist in der Regel ein dünn und lang geformtes, biegsamesMetallmit oftkreisförmigemQuerschnitt.Weitere Querschnittsformen zeigen Flach-, Vierkant- oder Profildrähte. Feiner Draht wird in der Regel auf Rollen (Spulen,Haspeln,Spindeln) gewickelt, stärkerer wird in Bunden gehalten. Selten wird der Begriff „Kunststoffdraht “auch für stärkereKunststoff-Filamenteverwendet. Einzelne Drähte können in einer Drahtweberei zu einemDrahtseilmiteinander verflochten werden, um eine höhereZugfestigkeitzu erreichen.

Metalle, die in der Drahtherstellung oft genutzt werden, sindEisen,Kupfer,Messing,Aluminium,Silber,Gold,Titanundrostfreier Stahlsowie unterschiedlichste Kupferlegierungen.In kleineren Mengen wird mittlerweile auchMagnesiumzu Drähten verarbeitet und findet Anwendung alsBiomaterialoder in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.

Fülldrahtwird Metalldraht mit einerSeeleausFlussmittelgenannt. Meist handelt es sich um Messingdraht zumHartlöten,dessenC-Profil-Schenkel durch verpressendes Walzen das Flussmittelpulver relativ fest umschließt, seltener um Schweißdraht. DrahtförmigesLötzinn,in dem ein, selten mehrere Kanäle mit Flussmittelfüllung verlaufen, wird nur sehr selten Fülldraht genannt.

Auch Polymer-Monofilmit einer gewissen Steife kann als Draht bezeichnet werden.Nylondrahtwird in der Dekoration und zum Fädeln von Schmuckketten verwendet, PE-Draht alsKeder,Schweißdraht ausPVCzum Verbinden von Bodenfliesen aus PVC.

Typologie

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Bezeichnung nach Durchmesserd
Stahldrahtzug Nichteisen-Metalldrahtzug (NE-Metall)
  • Grobzug:d= 20 mm – 4,0 mm
  • Mittelzug:d= 4,0 mm – 1,6 mm
  • Feinzug:d= 1,6 mm – 0,7 mm
  • Kratzenzug:d< 0,7 mm
  • Grobzug:d= 15 mm – 1,38 mm
  • Mittelzug:d= 1,38 mm – 0,4 mm
  • Feinzug:d< 0,4 mm

Herstellung

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Ziehstein im Schnittmodell

Drahtziehenist ein seit dem Mittelalter genutztes Verfahren, bei dem grober Draht durch eine kleine Öffnung eines Werkzeuges, dem sogenanntenZiehstein,gezogen wird und so dünner und länger wird. In derFertigungstechnikist das Drahtziehen der wichtigste Anwendungsfall desDurchziehens.Als eigenständigen Beruf gab es denDrahtzieher.

Man unterscheidet in der Herstellung unter anderem dasKaltziehen,dasWalzenund daselektrolytischeBehandeln. Beim Drahtziehen wird ein früher durchSchmieden,heute durch Walzen entstandener grober Draht kalt durch die sich verjüngende Öffnung einesZieheisens,ZiehsteinsoderWalzgerüstesgezogen. Er wird länger und dünner, ohne dass es zu Materialverlusten kommt. Von Produktionsgang zu Produktionsgang zieht man ihn durch immer kleinere Öffnungen, bis der Draht schließlich die gewünschte Abmessung hat – meistens rund. Ursprünglich wurde Draht mit Muskelkraft gezogen, in einer körperlich anstrengenden Arbeit, zu der es bis ins späte Mittelalter keine Alternative gab.

In der industriellen Fertigung wird der Draht von einer sogenannten Ziehscheibe durch den Ziehstein gezogen. Moderne Drahtziehmaschinen (Mehrfachzüge) haben dabei bis zu 31 Stufen und sindregelungstechnischsehr anspruchsvoll, da alle Ziehstufen in einem Verband gefahren werden.

Das Ziehen ist eine plastische Verformung und führt, wenn es kalt erfolgt, zurKaltverfestigung.Oft muss daher zwischen den Ziehstufen eine Erwärmung (Spannungsarmglühen) erfolgen. Eine wichtige Besonderheit haben hierbei Drähte ausKupfer.Nach Erreichen der Endfestigkeit(ca. 450 N/mm²) kann man diesen Drahttyp fast beliebig ohne Zwischenglühen weiterziehen. Somit werden Kupferdrähte vom Gießdraht (z. B. 12 mm ⌀) bis zum fertigen Produkt ohne eine Wärmebehandlung gezogen. Ob der Draht hart oder weichgeglüht zur Auslieferung kommt, richtet sich nach der Anwendung.

Zum Ziehen von Metalldrähten werden häufig Ziehsteine eingesetzt. Diese sind meist rund und haben eine Öffnung in der Mitte. Der Draht läuft erst durch den Einlaufkegel, der den Versatz zum vorhergehenden Ziehstein oder zur Handzuführung ausgleicht. Anschließend wird der Draht im Reduzierkegel verjüngt und in der nachfolgenden Kalibrierzone kaltverfestigt. Zuletzt läuft der Draht aus dem Auslaufkegel, der den Versatz zur Aufspulhaspel oder zum nächsten Ziehstein ausgleicht. Das Ziehsteinherz, auch Ziehkern genannt, bestand früher aus gehärtetem Stahl oder HSS (Schnellarbeitsstahl), heute ist er ausHartmetall,PKD (polykristalliner Diamant,Kunstdiamant) oder Naturdiamant gefertigt. Da diese Materialien spröde sind und da beim Drahtziehen eine Zugdruckbelastung auftritt, ist es notwendig, dass das Ziehherz in einer Fassung aus Stahl oder Edelstahl (VA) eingefasst wird.

Rechnergesteuerte Zugfestigkeitsprüfung
Älteres, mechanisches Prüfgerät für Zug- und Stauchbelastungen von Drähten

Die Geometrie des Ziehkerns ist an denWerkstoffund den Ziehprozess in mehreren Aspekten angepasst. Die Länge der Kontakt- und Umformzone und der Öffnungswinkel des Konus definieren den Umformgrad, den der Draht in einem Ziehstein erfährt. Der Öffnungswinkel liegt meist zwischen 6° und 8° und der Umformgradaufgrund der Querschnittsreduktion vonaufzwischen 10 % und 90 %.[1]

Draht wird im Nasszug- oder im Trockenzugverfahren gefertigt. Beim Nasszug wird der Draht mit Ziehmittel oder Öl benetzt, wodurch sich die Reibung im Ziehstein verringert und der Draht gekühlt wird, so dass sich dieKaltverfestigungreduziert. Dies führt zu besseren Drahtoberflächen und ermöglicht eine höhere Ziehgeschwindigkeit. Da die Maschine flüssigkeitsdicht hergestellt werden muss, ist sie häufig teurer. Je nach Anwendungsfall muss der Draht getrocknet werden, bevor er weiter bearbeitet oder verkauft wird. Es ist auch möglich, dass der Draht mit dem Ziehmittel oder Öl reagiert.

Als Ziehmittel wird häufig eineWasser-Öl-Emulsionmit etwa zwei Prozent Ölanteil verwendet. In kleineren Mengen wird auch Ziehwachs verwendet, das unter dem Druck und Temperatureinfluss im Ziehstein die Reibung verringert.

Vierkantdraht, Profildraht

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Galvanisch beschichteter Vierkantdraht auf einer Spule (Rolle)

Eine besondere Form des Drahtes ist der Vierkantdraht oder Profildraht. Dieser Draht hat einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt und wird in der Regel aus Runddraht hergestellt. Die Werkzeuge zur Herstellung von Vierkant-Profildrähten heißen Türkenköpfe und bestehen aus vier imrechten Winkelsymmetrisch zueinander angeordneten Rollen (Walzen), die auf den Draht beim Durchlaufen von vier Seiten her einen gleichmäßigen Umformdruck ausüben.

Die Bezeichnung „Türkenkopf “bezieht sich auf die Anordnung der Rollen (Schleppwalzen), die wie ein Türkenkopf-Knoten angeordnet, das heißt wie die Knoten der im türkischen Kulturkreis traditionell gebundenen Kopftücher (Turbane).

Abnehmer dieser Vierkantdrähte, die vorwiegend aus Kupferlegierungen hergestellt werden, sind unter anderem Hersteller vonSteckverbindernderEinpresstechnik,die aus den quadratischen Drähten kurze Pins schneiden und in Stecker und Steckverbinder einbauen.
Oft ist dieser Vierkantdrahtgalvanischmit Zinn oder Edelmetallen beschichtet.

Auch beim Wickeln vonLautsprecher-Spulen wird gelegentlich Vierkantdraht – manchmal sogar sechseckiger – verwendet, um eine größere Querschnittsfläche im engen Spalt des Permanentmagneten unterbringen zu können. Auch im Elektromaschinenbau (größere Transformatoren, Drosseln, Generatoren und Motoren) erlaubt Vierkantdraht, den Wickelraum in höherem Maße auszunützen. (Im Extremfall wird die Wicklung sogar aus Blechen, dann meist in der Breite der Spulenkörper hergestellt, aber das wird dann nicht mehr als „Draht “bezeichnet.)

Weitere Beispiele für Profildraht sindOberleitungen(Rillenfahrdraht).

Geschichte

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Drahtzieherei.Rechts die Ziehscheibe, in der Mitte der Ziehstein, links ein Abhaspel
Sechssträngiges Armband aus tordiertem Golddraht,Depotfund von Burton(Wales),mittlere Bronzezeit,1300–1150 v. Chr.

Im 3. Jahrtausend v. Chr. während der2. Dynastiewurde in ÄgyptenGolddraht hergestellt, indem dünne Streifen aus Blech geschnitten und durch Öffnungen in Steinen gezogen wurden. Gezogener Golddraht ist in Mitteleuropa in der mittlerenBronzezeitnachweisbar (Goldhort von Gessel,14. Jahrh. v. Chr.).[2] Seit dem 5. Jahrhundert n. Chr. bis zum 14. Jahrhundert war das aus Eisendraht hergestellteKettenhemddie wichtigste Schutzausrüstung von Kriegern. Tausende von Drahtringen wurden miteinander zu Kettenpanzern verflochten.

Die Ursprünge der deutschen Drahtherstellung liegen im Bereich desSauerlandes.Insbesondere um die StadtAltena,in der sich heute dasDeutsche Drahtmuseumbefindet, waren schon im Mittelalter viele Drahtzieher angesiedelt. Man nutzte dort dieWasserkraftder zahlreichen Bäche, um die Ziehmaschinen anzutreiben, was seit dem 14. Jahrhundert belegt ist.

Ediktdes preußischenKönigs Friedrich II.,indem er den Drahtfabrikanten in derGrafschaft Markdie„Werbungsfreiheit “gewährt

Ein entscheidender Schritt bei der Drahterzeugung wurde Anfang des 15. Jahrhunderts getan, als der spätere KaiserSigismund1412–1414 und 1418–1433 in einem Handelskrieg gegen die venezianischen Kaufleute deren Überlegenheit im mitteleuropäischen undLevante-Handel brach und die deutschen, vor allem inNürnbergangesiedelten Unternehmen stärkte. Unter den deutsch-italienischen Handelsgesellschaften war das UnternehmenGruber-Podmer-Stromerdeswegen besonders erfolgreich, weil es 1415 nach 15-jähriger Entwicklungsarbeit vollmechanisch-halbautomatische Drahtziehmaschinen herstellte, die mit Wasserkraft betrieben wurden. Für einige Generationen hatte Nürnberg fast ein europäisches Monopol für die Herstellung und den Vertrieb von Draht und aus Draht gefertigten Endprodukten: Nadeln, Kettchen, Nägel, Angelhaken, Mausefallen, Vogelkäfige, Fischreusen, Drahtnetze und Drahtsiebe verschiedenen Kalibers für Erz-, Pulver- und Papiermühlen.[3]

Im 19. Jahrhundert wurden Windenscheiben-Grobzüge eingeführt, die das kontinuierliche Ziehen des Drahtes erlaubten. Die Qualität des Drahtes verbesserte sich entscheidend; die Produktionsmenge stieg enorm. Die Wasserkraft der zahlreichen Bachläufe im märkischen Sauerland und in Oberfranken war eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass die Region seit dem 16. Jahrhundert zum Zentrum der deutschen Drahtproduktion wurde und es auch noch blieb, als ihreErzvorkommenerschöpft waren.

Verwendung

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Architektur und Bauwesen

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Moderne Architektur sowie Bauleistungen sind ohne Draht nicht denkbar. So sind zum Beispiel die elastischen und zugfestenMoniereisendes allgegenwärtigenStahlbetonsgewalzter Draht, mittlerweile auch als rostfreierBetonrippenstahl;imSpannbetonbefinden sich Drahtseile. Drahtseile revolutionierten auch denBrückenbau,ermöglichten Stand- undHochseilbahnensowie transparente Dachkonstruktionen, wie etwa das Dach desOlympiastadions in München.Drahtgewebe und Drahtgeflechte finden immer häufiger als Fassadenelemente, Verkleidungen oder Zäune Verwendung. Schweißelektrodenbestehen ebenso aus Draht wie u. a. zur Rohrinstallation erforderlichesLötzinnbzw.Hartlot.

Bergbau

ImBergbauwerdenDrahtgeflechtealsVerzugsmattenzur Absicherung desStreckenausbausgegen Steinschlag verwendet. Außerdem kommenFörderseileaus Draht zum Transport von Personal und Material beiFördergerüstenundFördermaschinenzum Einsatz.

Elektrizität

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Kupferdrähte in einerLitzenleitung

Ohne Draht wären maßgebliche Erfindungen und Entdeckungen besonders des 19. und 20. Jahrhunderts nicht möglich gewesen. Genannt seien das Prinzip desElektromagnets,das Messen von Temperaturen und auftretenden Kräften mit Draht.

Metalldrähte werden häufig zum ÜbertragenelektrischerSignale (zum Beispiel imComputer) und zum Übertragen von elektrischem Strom verwendet (sieheelektrischer Leiter). Solche Drähte bestehen meist ausKupfer,jedoch auch aus Aluminium.Oberleitungenbestehen aus einer Kupferlegierung.

Metalldrähte mit einer isolierenden Ummantelung (meist Kunststoff) werden auchKabeloderLeitunggenannt. Zum Wickeln vonTransformatoren,Spulenund Überträgern verwendet man oftlackiertenKupferdraht (Kupferlackdraht); dieser Draht ist durch eine Lackschicht elektrisch isoliert.

Kupfer-, Nickel- und Eisendrähte verschiedener Profile werden auch zu Anschlüssen von elektronischen Bauelementen und zu Kontaktstiften vonSteckverbindernverarbeitet – das sind kurze Draht-Stifte, die millionenfach in jeglicher Art von Steckern eingebaut werden. Dazu werden häufig Vierkantdrähte – also Drähte mit einem quadratischen Querschnitt – verwendet. Weitere verwandte Querschnitte sind Flach- und Runddrähte. Im Elektronikbereich sind Drähte oft galvanisch beschichtet, zum Beispiel mit Zinn, Silber oder Edelmetallen.

In der Elektrotechnik und in Elektronikbauteilen wird Draht aus verschiedenen Metallen verarbeitet, zum Beispiel:

In anglo-amerikanischen Ländern werden noch heute die Kupferdrahtdurchmesser nach dem SystemAmerican Wire Gauge(AWG) angegeben, welches wenig endanwenderorientiert die Anzahl der Ziehschritte des Kupferdrahtes darstellt.

Weitere Verwendungen

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Kaltgestauchte Schrauben, ein typisches Stahldrahtprodukt, rechts eine Ausschussproduktion aus minderwertigem Draht
Stahldraht-Coils im Außenlager einesKaltwalzwerks
StahldrahtcoilsundHaspelim Außenlager einer Drahtfabrik

Stahlwolle,Drahtkorn für die Hochdruckreinigung, vieleWerkzeugeund vor allem auchBefestigungselementewie(Befestigungs-)Schrauben,Muttern,Nieteund die auchNägelgenanntenDrahtstiftesind Drahtprodukte.

Darüber hinaus kommt Draht zum Einsatz:

Draht und Sprache (Metaphern mit Draht)

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  • AlsDrahtzieherwird eine Person bezeichnet, die im Hintergrund wie einMarionettenspielerdie Fäden zieht, also Handlungsabläufe bestimmt.
  • Auf Draht seinbedeutet, gut informiert zu sein.
  • Der heiße Drahtist eine (gut unterrichtete) Nachrichtenverbindung.
  • Nerven wie Drahtseilemeint, sich nicht aus der Ruhe bringen zu lassen.
  • Drahtigist der Körper eines sehr schlanken doch kraftvollen Menschen.
  • Mitdrahtloswird Steuerung und Übertragung perFunkbezeichnet.
  • Alsverdrahtenwird der Vorgang des Verbindens elektrischer/elektronischer Bauteile bezeichnet.[4]
  • Verdrahtenkann auch das Unzugänglich-Machen von Bereichen durch Maschen- oder Stacheldraht bezeichnen.[4]
  • MitDrahteselist gemeinhin einFahrradgemeint.
  • AlsHeißer Draht(engl.: hotline) wurde während des Kalten Krieges eine ständige Fernschreibeverbindung zwischen derSowjetunionund denVereinigten Staatenbezeichnet.
  • Weiß der Maurer keinen Rat, nimmt er Drahtein Spruch aus dem Maurerhandwerk.

Kunst

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Drahtskulptur vonBettina Lüdicke

BerühmteNagelbilderstammen vonGünther Uecker,die im Wesentlichen aus Drahtstiften bestehen. Ein weiteres Werk ist derNagelvogel PhönixvonHubert Berke.Darüber hinaus sind einige besonders originelle Drahtkunstwerke vonAxel Fischer, Birgit Happ, Doro Jung, Rolf Nickel,Ren Rongund Udo Sanderaus den 1980er- und 1990er-Jahren bekannt geworden. Aktuell entwickelt sich Drahtkunst auch als eine Art dreidimensionale Zeichnung im Raum, wie sieFritz PanzeroderMarkus Moserpraktizieren. Es fällt auf, dass Draht auf verschiedene Art und Weise in der Kunst eingesetzt wird, etwa um Skulpturen fast schwerelos wirken zu lassen, als Mittel für räumliche Zeichnungen oder als Werkstoff im Verbund mit anderen Materialien.

Im Kunsthandwerk oder auch für Schmuck wird häufigSilberdraht verwendet, weil dieser seinen Glanz über lange Zeit behält und korrosionsbeständig ist. Der Draht besteht häufig aus einer Silber-KupferLegierung. Beispielsweise steht die Bezeichnung 935/000 dafür, dass 935 Teile des Gewichts Silber und 65 Teile Kupfer sind. Für einen wärmeren Glanz kann eine wenige Mikrometer dickeGoldschichtgalvanischaufgebracht werden.

Einzelnachweise

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  1. ↑Wright, Roger N.:Wire technology: process engineering and metallurgy.Butterworth-Heinemann/Elsevier, Burlington, MA 2011,ISBN 978-0-12-382093-8,S.22.
  2. ↑Robert Lehmann,Carla Vogt: Naturwissenschaftliche Analysen am Goldschatz von Gessel. In: Berichte zur Denkmalpflege in Niedersachsen, Hameln, 2012, S. 30.
  3. ↑Wolfgang von Stromer:Innovation und Wachstum im Spätmittelalter: Die Erfindung der Drahtmühle als Stimulator,inTechnikgeschichte 44(1977), Springerverlag, als E-BookISBN 978-3-7091-4374-2.S. 89–121.
  4. ↑abhttps://www.duden.de/rechtschreibung/verdrahten

Siehe auch

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Literatur

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  • Martina Düttmann, Stephan Sensen (Hrsg.):Draht. Vom Kettenhemd zum Supraleiter.Mönnig, Iserlohn 2001,ISBN 3-933519-15-2.
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Wiktionary: Draht– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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