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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen elektrolytischen Aufbringen einer Metallschicht auf biegsame, strangförmige Werkstücke, wie Drähte und Bänder, durch mehrfaches Führen des Werkstückes durch ein oder mehrere Bäder, wobei das Werkstück in jeder Badstufe auf zwei parallel übereinander angeordneten Walzen vorzugsweise in Rillen in mehreren nebeneinanderliegenden Schlingen geführt ist und die eine Walze stromleitend ist und durch Kontakt dem Werkstück Strom zuführt und die badseitig angeordnete Walze in ein Bad eintauchbar ist.
Es ist vor allem beim Verzinnen von Kupferdraht auf galvanischem Wege bekannt, den Draht in mehreren nebeneinanderliegenden Schleifen horizontal durch das Bad zu ziehen. Der Draht wird dabei durch Düsen durch die Wand des Bades gezogen. Der austretende Elektrolyt wird in die Badwanne zurückgepumpt. Der Draht muss dabei gespannt geführt werden, damit er richtig durch die Düsen geführt werden kann. Das hat zur Folge, dass der Draht an den Umlenkstellen verformt, gedehnt und beansprucht wird. Vor allem die Oberfläche, eben die aufgebrachte Metallschicht, kann dabei rissig werden. Auch der Platzbedarf einer derartigen Anlage ist beträchtlich. Da der Draht während des Verzinnens gespannt ist, neigt er zum Reissen. Das Neueinfädeln einer Drahtcharge ist sehr umständlich und zeitraubend.
Es ist ferner bei dicken Drähten und Bändern bekannt, diese zu einer Spirale zu formen und diese Spirale auf einer sich drehenden Walze schraubenförmig fortbewegen zu lassen. Die Drahtspirale taucht dabei mit ihrem unteren Bereich in ein Galvanisierbad. Diese Methode ist nur für Draht- und Bandstärken anwendbar, die, einmal spiralenförmig verformt, diese Gestalt während der gesamten Verzinnungszeit beibehalten. Für dünne Drähte ist dieses Verfahren nicht anwendbar. Dünne Drähte würden die aufgezwungene Spiralform nicht beibehalten.
Das Aufbringen einer Metallschicht auf Drähte, insbesondere das Verzinnen von Kupferdrähten, erfolgt auch durch Ziehen eines Zinndrahtes durch ein Bad von geschmolzenem Zinn. Durch galvanisches Verzinnen ist man in der Lage, dünnere Schichten aufzubringen als beim sogenannten Feuerverzinnen. Bei der galvanischen Verzinnung bereitet das gleichmässige dünne Aufbringen ohne Risse und Leckstellen Schwierigkeiten. Die bekannten Vorrichtungen zum galvanischen Drehtverzinnen haben den Nachteil, dass das Einführen des Drahtes in die Vorrichtung zeitraubend ist. Ein Badwechsel bereitet gleichfalls Schwierigkeiten.
Da auch kleinere Drahtoder Bandmengen unterschiedlichen Durchmessers mit einer Metallschicht in kurzen Zeitabständen hintereinander verzinnt werden sollen, ist es sehr störend, wenn das Einführen des Drahtes in die Galvanisiervorrichtung einen relativ grossen Zeitaufwand benötigt.
Diese Nachteile beseitigt die Erfindung dadurch, dass die Vorrichtung zwei etwa senkrecht übereinander angeordnete Walzen aufweist, von denen die badseitig angeordnete als Mitläuferwalze und die andere als angetriebene stromführende Walze ausgebildet ist, wobei die beiden Walzen in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, dass das zu bearbeitende Werkstück die Antriebskraft von der einen auf die andere Walze vorspannungsfrei überträgt.
Auf den beiden Walzen können viele Schlingen nebeneinander geführt werden, ohne viel Platz zu beanspruchen. Der Draht kann daher sehr oft in das Bad eingeführt und durch das Bad durchgeführt werden. Die Strecke, auf der das Bad durchlaufen wird, ist sehr gross, der Platzbedarf im Verhältnis zur Strecke sehr klein. Durch die Zwangsführung auf einer oberen und unteren Walze kann auch ein dünner Draht spiralförmig entlang den Walzen durch das ganze Bad geführt werden. Das Ein- und Austauschen des Drahtes in und aus dem Bad hat sich als vorteilhaft für eine gleichmässige Verteilung der Auflageschicht erwiesen. Dadurch, dass die obere Walze angetrieben ist, und sich die Zugkraft zum Antrieb der Mitläuferwalze auf viele Drahtstücke verteilt, ist es nicht nötig, den Draht mit einer grossen Vorspannung, die Drahtrisse verursachen kann, durch die Vorrichtung zu ziehen.
Vielmehr ist der Draht praktisch ohne Vorspannung auf den Walzen geführt. Dadurch wird auch vermieden, dass der Draht oder ein anderes Werkstück einer zu grossen Verformung ausgesetzt ist, die zu Rissen der aufgalvanisierten Metallschicht führen kann. Ferner wird dadurch die Gefahr eines Reissens des Drahtes oder des Werkstückes vermieden. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass mindestens die Antriebswalze in Achsrichtung, u. zw. in der Richtung in der der Draht weiterläuft, einen abnehmenden Durchmesser der Lauffläche für das Werkstück aufweist. Wenn im folgenden von Draht gesprochen wird, kann es sich sinngemäss auch um ein anderes bandförmiges Werkstück wie Band od. dgl. handeln.
Durch das Abnehmen des Durchmessers wird erreicht, dass die Drahtschlingen grösser werden, je öfter der Draht in das Bad eingeführt wird. Auch wird dadurch die Durchmesserzunahme des Drahtes durch die aufgalvanisierte Schicht ausgeglichen, so dass die Drahtspannung keinesfalls zunehmen kann. Die obere Walze treibt den Draht durch eine dauernde Berührung an der Oberfläche unter nur geringem Druck an. Der Draht wird ohne grosse Spannung gezogen und geschoben. Zwischen den beiden Walzen ist der Draht nicht gespannt. Der Draht kann daher eventuell auftretende Spannungen in einer Schlinge während des Weiterlaufens selbsttätig ausgleichen, da ein Schlupf zwischen den einzelnen nicht gespannten Drahtschlingen möglich ist. Es hat sich gezeigt, dass durch die Variation des Durchmessers der Walze Drahtrisse erfolgreich vermieden werden können.
Überdies wird durch den geringen Auflagedruck und das Vermeiden von zu grossen Formarbeiten des Drahtes die aufgalvanisierte Metallschicht geschont. Vorteilhaft ist dabei, dass der Walzendurchmesser in Achsrichtung mindestens um die auf das Werkstück aufgebrachte Schichtdicke abnimmt. Die untere Walze kann gleichfalls mit abnehmendem Durchmesser ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, wenn die untere Walze in unabhängig auf einer
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Achse laufende Führungsräder geteilt ist. Jede Drahtschlinge läuft dabei auf einem Führungsrad. Das Führungsrad passt sich automatisch der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenteiles an, der die jeweilige Drahtschlinge antreibt.
Auch durch diese Massnahme werden Spannungen in der Drahtführung erfolgreich verhindert. Vorteilhaft ist es, wenn die untere Walze mit einem Badmischer, einem Flügelrad, Propeller od. dgl. verbunden ist. Die sich drehende untere Walze wälzt dadurch automatisch das Bad um und sorgt für eine gleichmässige Verteilung des Elektrolyten und ein gleichmässiges Aufbringen der Metallschicht.
Die Erfindung wird an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne sich darauf zu beschränken. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht durch eine Galvanisierstufe im Schnitt, Fig. 2 dazu eine Ansicht von vorne.
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und einer weiteren nachfolgenden Spülung in der Wanne-21--. Der Draht-9-, auf den galvanisch ein metallischer Überzug aufgebracht werden soll, wird in jeder Stufe über eine obere Antriebswelle --2-- und eine untere Walze --11-- geführt, was insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Die obere Walze --2-- ist durchlaufend mit Rillen--12--versehen. Die untere Walze --11-- setzt sich aus einzelnen
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und die eine Rille--14--aufweisen.
Der Draht wird von der ersten Rille der oberen Walze--2--in die Rille--14--des ersten Führungsrades, weiter in die zweite Rille des oberen Rades, dann in die Rille des zweiten Führungsrades usw. schleifenartig ohne Spannung geführt. Von der letzten Rille der Antriebswalze --2-- wird der Draht dann weiter zur nächsten Antriebswalze der nächsten Stufe geführt. Die Achse--25-und die Achse--26--der oberen Walze sind durch eine Tragsäule --22-- vebunden. Auf dieser Tragsäule ist ferner ein Abstreifer--27--befestigt. Dieser Abstreifer ist, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, länger als der Durchmesser der Antriebswalze--2--bzw. der unteren Walze Neben dem Abstreifen sichert er, dass der Draht in der durchgezogenen Schlaufenform und nicht in der strichliert gezeigten Form verläuft.
In der strichliert gezeigten Form würde der Draht grösseren Biegebeanspruchungen ausgesetzt sein, die zu einer Verletzung der aufgalvanisierten Oberfläche führen können. Die Tragsäulen --22-- sämtlicher Stufen bei mehrstufigen Ausführungen sowie die Achsen--26--und damit die oberen und unteren Walzen samt Abstreifer sämtlicher Stufen sind auf einem durchgehenden Träger --17-- befestigt, der auf einer Hebesäule --16-- gelagert ist. Mit Hilfe dieser Hebesäule--16--kann der Träger --17-- und damit die den Draht führenden Walzen--2 und 11--so weit angehoben werden, dass sich die unteren Walzen --11-- oberhalb der Wannen befinden. In diesem herausgefahrenen Zustand kann der Draht einfach in Schlaufen über die Walzen aller Stufen gelegt werden.
Da die Walzen ausserhalb der Badwannen sind, wird dieses Einlegen durch das Bad nicht behindert. Die Badwannen können je nach Bedarf weggeführt und ausgetauscht werden. Nachdem der Draht eingelegt ist, wird mit der Hebesäule--16--der Träger--17--wieder abgesenkt und die unteren Walzen --11-- gelangen in ihre Bäder. über eine Konsole--24--sind an der Wanne--20--ein oder zwei
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Kontakt auf die einzelnen Drahtschleifen weitergeleitet. Der Gegenpol wird in bekannter Weise in das Bad gehängt. Bei Anheben der Hebesäule--16--wird das Kontaktrad--28--von den Kontakten--23-- sofort getrennt. Die angehobenen Drähte können daher nie unter Strom stehen.
Der Draht--9--ist zwischen den oberen Walzen--2--und den unteren Walzen--11--bzw. deren Führungsrädern--13--ohne wesentliche Spannung schleifenförmig geführt. Damit diese spannungsfreie Führung mit Sicherheit erreicht wird und auch trotz der aufgalvanisierten Schicht beibehalten wird, nimmt der Durchmesser der Führungsfläche der Rillen--12--in Laufrichtung des Drahtes ab, u. zw. um 0, 03 mm/Rille. Diese Durchmesseränderung kann je nach Erfordernis bzw. nach der aufgebrachten Schichtdicke variiert werden. Die oberen Walzen --2-- sind über einen Regelmotor und eine starre Welle über Übersetzungsgetriebe --6-- gemeinsam angetrieben. Die Führungsräder--13--der unteren Walze --11-- werden durch den Draht--9--mitgezogen.
Da jedes Rad getrennt laufen kann, kann zwischen den einzelnen Führungsrädern--13--ein Schlupf vorhanden sein.
Sie können daher keine Spannung der Drahtschlaufen verursachen. Mit den Führungsrädern verbunden ist ein Flügelrad--15--, welches für die durch Mischung und Strömung der Badflüssigkeit sorgt. Der einmal eingeführte Draht läuft störungsfrei durch sämtliche Bad-, Entfettungs-und Spülstufen. Die beschriebene Drahtführung auf zwei Walzen ist nicht nur in der Galvanisierungsstufe, sondern auch in der Entfettungsstufe und in den Spülstufen angewendet. Es können selbstverständlich je nach Erfordernis mehr oder weniger Stufen eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, verschieden geartete Metallschichten in mehreren Bädern eventuell unter Zwischenschaltung mehrerer Spülstufen aufzubringen.