CH660696A5

CH660696A5 - Apparatus for the production of microwire

Info

Publication number: CH660696A5
Application number: CH4120/83A
Authority: CH
Inventors: Alexandr Vasilievic Stepanenko; Vladimir Grigorievich Voitov; Viktor Sergeevich Karpitsky; Svyatoslav Alexan Bartashevich
Original assignee: Bruss Polt I
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1987-06-15
Also published as: DE3327288A1; SE8304189L; SE8304189D0; FR2550107A1; JPS6044913A; DE3327288C2; FR2550107B1; JPH0354804B2; SE445896B; US4620432A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Mikrodraht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Industriezweigen, z. B. in der elektrotechnischen und elektronischen Industrie, Rechentechnik, im Maschinenbau, in der Medizin, in der chemischen Industrie und Landwirtschaft Anwendung finden.

Der gegenwärtige Trend zur Mikrominiaturisierung auf allen Gebieten der Technik stellt erhöhte Anforderungen an die Produktion vom hochqualitativen Mikrodraht mit minimalem Durchmesser.

Jedoch wird die Möglichkeit der Mikrodrahtherstellung mittels existierender Vorrichtungen infolge der Anwendung einer wesentlichen Zugkraft, die für einen stabilen Fertigungsvorgang bei der Mikrodrahtherstellung erforderlich ist, eingeschränkt.

Bekannt ist eine Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung, die ein Umformungswerkzeug mit zwei Elementen enthält, wobei in den Spalt zwischen deren Arbeitsflächen ein Mikro-drahtknüppel eingeführt wird, mit einem Antrieb zu einer axial hin- und hergehenden Bewegung, der mindestens mit dem einen Element des Umformungswerkzeugs verbunden ist. Ausserdem enthält die genannte Vorrichtung ein Drahtziehmittel, das nach dem Umformungswerkzeug angeordnet ist.

Bei der bekannten Vorrichtung treten jedoch infolge des zwangsläufigen Ziehens bedeutende Zugspannungen im Mikrodraht auf, wodurch ein Mikrodrahtabreissen verursacht und die Produktivität des Fertigungsprozesses herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung zu schaffen, die dank ihrer konstruktiven Ausführung gestattet, die Gefahr eines Mikrodrahtabreissens zu senken und damit die Produktivität des Fertigungsprozesses zu erhöhen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente des Umformungswerkzeugs in Form einer ersten zylindrischen Walze ausgebildet ist und mit der Arbeitsfläche des anderen Elementes konkav ausgebildet ist und mit der Arbeitsfläche der ersten Walze den Spalt bildet, und die Vorrichtung mit einem zweiten Antrieb zur Drehbewegung versehen ist, der mit der ersten Walze mechanisch gekoppelt ist.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Zugspannungen im Mikrodrahtwerkstoff vermindert, wodurch die Gefahr eines Mikrodrahtabreissens verringert, die Herstellung von Mikrodraht mit kleinerem Durchmesser ermöglicht und die Produktivität des Fertigungsprozesses erhöht wird.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung an Hand von Ausführangsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen zeigt:

Eig. 1 den Getriebeaufbau einer erfindungsgemässen Vorrichung zur Mikrodrahtherstellung in einer Ausführungsvariante, in der das eine Element des Umformungswerkzeugs in Form einer zylindrischen Walze und das andere in Form einer Backe ausgebildet ist;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1 mit einem abmontierten Antrieb;

Fig. 3 den Getriebeaufbau einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung in einer Ausführungsvariante, in der die zylindrische Walze durch Bandagen und die Backe durch ein endloses Metallband umgeben sind;

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 3 mit einem abmontierten Antrieb;

Fig. 5 den Getriebeaufbau einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung in einer Ausführungsvariante, in der die beiden Elemente des Umformungswerkzeugs in Form von zylindrischen Hohlwalzen ausgebildet sind;

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeils C in Fig. 5 mit abmontierten Antrieben; und

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII—VII in Fig. 6.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung enthält ein Umformungswerkzeug 1 (Fig. 1,2), das aus zwei Elementen besteht, die als eine zylindrische Walze 2 und eine Backe 3 (Schuh) ausgebildet sind, welche Arbeitsflächen 4 und 5 besitzen. Die Arbeitsfläche 5 der Backe 3 ist konkav (krummlinig) gestaltet und umgibt einen Teil der Arbeitsfläche 4 der Walze 2 unter Verringerung des Spaltes dazwischen in der Drehrichtung der Walze 2 und in der Zugrichtung des Knüppels 6 des Mikrodrahtes 7. Die Walze 2 ist mit ihren Zapfen 8,9 in Lagerungen 10,11 gelagert und über eine Kupplung 12 mit einem Antrieb 13 zur Drehbewegung verbunden. Ausserdem ist die Walze 2 mit einem Antrieb 14 zu einer axial hin- und hergehenden Bewegung verbunden.

Gemäss einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung ist die Walze 2 vom Umformungswerkzeug 1 von zwei Ringen 15,16 (Fig. 3,4) umgeben, die aus einem elastischen Reibungsmaterial, beispielsweise Gummi oder Polyurethan gefertigt sind. Die Backe 3 ist von einem endlosen Metallband 17 umgeben, dessen Aussenfläche 18 als Arbeitsfläche dient.

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Das Band 17 ist um Trommeln 19, 20,21 gespannt, die in Lagerungen 22,23 gelagert sind.

Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung sind die beiden Elemente des Umformungswerkzeugs 1 in Form von zylindrischen Hohlwalzen 24,25 (Fig. 5, 6, 7) mit den Arbeitsflächen 26,27 ausgebildet. Das Umformungswerkzeug 1 enthält Axialwellen 28,29, die mit der Innenfläche der zugeordneten Walzen 24, 25 mittels elastischer Trennwände 30, 31 verbunden sind, die die Wellen 28,29 umgeben. Die Welle 28 ist in Lagerungen 32, 33 gelagert und über eine Kupplung 34 mit dem Antrieb 13 verbunden. Die Welle 29 ist in Lagerungen 35, 36 gelagert und über eine Kupplung 37 mit einem Antrieb 38 zur Drehbewegung verbunden. Die Walzen 24,25 sind mit Antrieben 39,40 zu einer axial hin-und hergehenden Bewegung verbunden. Die Anzahl der Trennwände 30,31 richtet sich nach den Abmessungen der Walzen 24,25.

Die Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung gemäss Fig. 1,2 funktioniert folgendermassen:

Der Knüppel 6 des Mikrodrahtes 7 wird in den Spalt zwischen den Arbeitsflächen 4 und 5 der zylindrischen Walze 2 und der Backe 3 eingeführt. Dann wird der Antrieb 13 zur Drehung der Walze 2 in Fertigungslaufrichtung eingeschaltet. Gleichzeitig wird der Antrieb 14 zu einer axial hin- und hergehenden Bewegung der Walze 2 entlang ihrer Drehachse eingeschaltet. Unter der Einwirkung der Antriebe 13 und 14 vollführt die Arbeitsfläche 4 der Walze 2 eine zusammengesetzte Bewegung infolge der gleichzeitigen Drehung der Walze 2 und deren hin- und hergehenden Bewegung entlang ihrer Drehachse. Im Ergebnis entstehen zwischen der Arbeitsfläche 4 der Walze 2, dem Knüppel 6 und der Arbeitsfläche 5 der Backe 3 Reibungskräfte, unter deren Einwirkung der Knüppel 6 abwechselnd in die eine und in die andere Richtung mit einem Umwalzhub S 2:

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umgeformt, wobei d — der Ausgangsdurchmesser des Knüppels 6 ist, und gleichzeitig in Fertigungslaufrichtung verlagert wird. Durch das gleichzeitige Umwälzen und die Verlagerung wird der Knüppel 6 allmählich bis zur Bildung eines runden Mikrodrahtes 7 umgeformt, dessen Durchmesser mit der Grösse des minimalen Spaltes zwischen den Arbeitsflächen 4 und 5 der Walze 2 und der Backe 3 übereinstimmt.

Der Fertigungsvorgang bei der Herstellung des Mikrodrahtes 7 läuft kontinuierlich bis zum Abschalten der Antriebe 13 und 14 ab.

Durch die Drehung und Axialbewegung der Walze 2 wird eine teilweise Selbstverlagerung des Knüppels 6 in der Formänderungszone gefördert, wodurch die Zugspannungen im Werkstoff des zu erzeugenden Mikrodrahtes 7 verringert werden.

Die Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung gemäss Fig. 3 und 4 funktioniert folgendermassen:

Die Antriebe 13 und 14 werden eingeschaltet. Durch die Berührung der Ringe 15 und 16 mit dem endlosen Metallband 17, d.h. durch die entstehenden Reibungskräfte, vollführt das Band 17 ebenfalls eine zusammengesetzte Bewegung. Durch die elastischen Eigenschaften der Ringe 15 und

16 wird die hin- und hergehende Bewegung des Bandes 17 gegenphasig und synchron relativ zur gleichen Bewegung der Walze 2.

Die erläuterte Vorrichtung gestattet die Zugspannungen im Werkstoff des zu erzeugenden Mikrodrahtes 7 durch die synchrone Drehung der beiden Arbeitsflächen 4 und 18 der Walze 2 und des Bandes 17 weiter zu vermindern sowie die Formgebungsverhältnisse für den Mikrodraht 7 durch die Synchronisation der hin- und hergehenden Axialbewegungen der Arbeitsflächen 4 und 18 der Walze 2 und des Bandes

17 zu verbessern. Im übrigen funktioniert die Vorrichtung ähnlich wie beim Beispiel nach Fig. 1 und 2.

Die Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung gemäss Fig. 5, 6, 7 funktioniert folgendermassen:

Die Antriebe 13 und 38 zur Drehbewegung werden eingeschaltet, wodurch die zylindrischen Hohlwalzen 24 und 25 über die Axialwellen 28, 29 und die elastischen Trennwände 30, 31 in Drehbewegung gesetzt werden. Gleichzeitig werden die Antriebe 39 und 40 zu einer hin- und hergehenden Bewegung eingeschaltet, durch die die Walzen 24 und 25 entlang deren Drehachsen gegenphasig relativ zueinander verlagert werden.

Durch die Hohlausführung der Walzen 24 und 25, d.h. die Verringerung ihrer Trägheitsmassen, sowie durch die Verringerung der Anzahl der Reibflächen wird der synchrone Betrieb des Umformungswerkzeugs 1 verbessert und die Frequenz der hin- und hergehenden Bewegungen der Arbeitsflächen 26 und 27 der Walzen 24 und 25 vergrössert. Dadurch werden die Zugspannungen im Werkstoff des zu erzeugenden Mikrodrahtes 7 noch weiter verringert, wodurch die Abreissgefahr gesenkt und die Produktivität des Prozesses erhöht wird. Im übrigen funktioniert die Vorrichtung ähnlich wie die der ersten beiden Beispiele.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, den Mikrodraht aus unterschiedlichen Metallen und Legierungen herzustellen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

660 696 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung, mit einem Umformungswerkzeug (1), das aus zwei Elementen besteht, wobei in den Spalt zwischen deren Arbeitsflächen (4, 5) der Knüppel (6) des Mikrodrahtes (7) eingeführt wird, und einen ersten Antrieb (14) zu einer hin- und hergehenden Bewegung besitzt, der mindestens mit dem einen Element des Umformungswerkzeugs (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente des Umformungswerkzeugs (1) in Form einer ersten zylindrischen Walze (2) ausgebildet ist und die Arbeitsfläche (5) des anderen Elementes (3) konkav ausgebildet ist und mit der Arbeitsfläche (4) der ersten Walze (2 bzw. 24) den Spalt bildet, und die Vorrichtung mit einem zweiten Antrieb (13) zur Drehbewegung versehen ist, der mit der ersten Walze (2 bzw. 24) mechanisch gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Element des Umformungswerkzeugs (1) in Form einer Backe (3) ausgebildet ist, deren Arbeitsfläche (5) einen Teil der Arbeitsfläche (4) der ersten Walze (2) unter Verringerung des Spaltes dazwischen in der Drehrichtung der ersten Walze (2) umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformungswerkzeug (1) mindestens zwei Ringe (15,16) enthält, die die erste Walze (2) im gleichen Abstand von deren Mitte umgeben, und ein endloses Metallband (17) besitzt, das die Backe (3) umgibt und mit den Ringen (15,16) in Berührung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (15, 16) aus einem elastischen Reibungsmaterial bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Element des Umformungswerkzeugs (1) in Form einer zweiten zylindrischen Walze (25) ausgebildet ist, mit einem dritten Antrieb (38) zur Drehbewegung der zweiten Walze (25), dass die erste und zweite Walze (24,25) hohl ausgebildet und von zwei Axialwellen (28,29) durchsetzt sind, die über Trennwände (30,31) mit der Innenfläche der jeweiligen hohlen Walze (24,25) in Verbindung stehen.