DE1027035B - Verfahren zur Verbesserung der Herstellung duenner Draehte durch elektrolytisches AEtzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Verfahrens, nach diem ein gezogener Draht durch anodisches Polieren auf einen bestimmten Querschnitt verjüngt wird. Mittels einer Regeleinrichtung werden hierbei die bei jedem gezogenen Draht unvermeidliehen Querschnittsschwainkungen durch stärkeres bzw. schwächeres Ätzen ausgeglichen. Die Steuerung geschieht auf elektronisdhem Wege.

Besonders bei der Wolfram- und Molybdändrahtfabrikation werden Drähte bis herunter zu 7 μ Durchmesser durch Ziehen mittels Diamantziehsteine hergestellt. Soll ein Draht bestimmter Stärke erzeugt werden, so wird der letzte Ziehstein entsprechend dem gewünschten Durchmesser ausgesucht. Da dier Querschnitt des damit gezogenen Drahtes nicht nur vom Durchmesser des Ziehsteines, sondern auch von Ziehtemperatur, Ziehgeschwindigkeit, Drahtzug und prozentualer Verjüngung des Drahtes abhängt, ist die Herstellung eines Drahtes von bestimmtem Durchmesser mehr oder weniger von dem Fingerspitzengefühl des Ziehers abhängig. Es ist hierbei unvermeidlich, daß ein nochmaliges Ziehen notwendig ist oder der Draht zu dünn geworden ist und für einen anderen Zweck zurückgestellt werden muß.

Die Erfindung beruht auf dem an sich bekannten Verfahren, einen etwas zu dick ausgefallenen Draht durch elektrolytisches Ätzen zu verjüngen. Dieses Verfahren wird wenig angewandt, da durch das Ätzen Querschnittsschwankungen verstärkt werden. Die dünnen Stellen eines Drahtes werden nämlich in starkerem Maße abgetragen als die dicken.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das elektrolytische Ätzen auf elektronischem Wege entsprechend der gewünschten Drahtstärke und den vorhandenen Querschnittsschwankungen zu regeln. Hierzu wird das »Registriergerät für Widerstandsänderungen (Querschnittsschwankungen) von Drähten zwischen 10 und 250 μ Durchmesser« (Kersting, W^Tollanky: Draht, 5 [1954], S. 418) als Steuerglied benutzt. Für die Anwendung in der Fabrikation kornmen hauptsächlich folgende zwei Verfahren in Betracht.

A. Entsprechend Abb. 1 läuft der Draht von der Spule 1 ab. Über Umlenkrollen, die gleichzeitig als Kontakte dienen, wird der Draht durch das elefctro-Iytische Bad 2 geführt. Nach dem Spülen und Trocknen 4 wird bei 5 laufend der Widerstand des Drahtes gemessen. Anschließend wird der Draht aufgespult, 6. Das elektronische Gerät 7, dessen Wirkungsweise in oben angeführter Arbeit veröffentlicht ist, mißt laufend den Widerstand des geätzten Drahtes und vergleicht diesen Wert mit einer entsprechend dem gewünschten Querschnitt fest eingestellten Größe. Bei Abweichungen wird auf elektromechanischen!

Verfahren zur Verbesserung

der Herstellung dünner Drähte

durch elektrolytisches Ätzen

Anmelder:

DipL-Phys. Gerhard Wollank,
Aachen, Boxgraben 73 a

Dipl.-Phys. Gerhard Wollank, Aachen,
ist als Erfinder genannt worden

oder elektronischem Wege 8 der. Strom für das Bad vergrößert oder verkleinert. Mit dieser Anordnung können hohe Ansprüche auf die Gleichmäßigkeit des Drahtes nicht befriedigt werden. Bei diesem Verfahren werden nämlich Querschnittsschwankungen, die sich auf weniger als 1 m Drahtlänge erstrecken, nicht ausgeglichen. Wenn zufällig der Abstand zwischen einer dickeren und einer dünneren Stelle des Drahtes gleich der Entfernung zwischen der Ätz- und der Meßstrecke ist, wird der Querschnittsunterschied sogar etwas verstärkt. Auf so kurzen Strecken treten jedoch nur kleine Querschnittsunterschiede (unter 0,3 °/o) auf, die bei dieser Anordnung nicht ausgeglichen werden. Oft ändert sich der Querschnitt eines Drahtes im Laufe von mehreren 100 m Länge allmählich um 1 bis 3°/o. Dieser Fehler wird durch ein Verfahren nach Abb. 1 so weit behoben, daß nur noch Schwankungen unter Va'/o auftreten können. Diese Konstanz reicht für viele Zwecke aus. Sollen auch die kleineren Querschnittsschwankungen, die bei weniger als 1 ni Drähtlänge auftreten, ausgeglichen werden, so ist folgendes abgeänderte Verfahren angebracht.

B. Zusätzlich zu der Anordnung nach A werden auch vor dem Ätzen die Quersennittsschwankungen des unbehan del ten Drahtes gemessen (9 und 10 in Abb. 2). Diese Werte werden nach dem Durchlaufen eines mit dem Drahtablauf gekoppelten elektronischen Verzögerungsgliedes 11 mit den Widerstandsänderungen des Drahtes nach der Behandlung 5 und 7 verglichen. Bei diesem Verfahren wird wie unter A der Strom des Bades direkt von 7 über 8 so gesteuert, daß der Draht den vorgegebenen Durchmesser erhält. Über 12 werden zusätzlich die eingangs vorhandenen Querschnittsschwankungen so ausgeregelt, daß an der Ausgangsseite die Querschnitts Schwankungen möglichst klein sind. Die Verkopplung von 7 zu 12 ist

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nötig, um zu vermeiden, daß eine bei 9 gemessene Querschnittsverstärkung so stark abgetragen wird, daß sie bei 5 als Querschnittsverminderung auftreten würde.

Wähnend die elektronischen Geräte 7, 8 und 10 bis 12 nach dem heutigen Stand der Technik leicht gebaut werden können, wirft die Kontakt- bzw. Widierstandsabnahme 5 und 9 einige Schwierigkeiten auf, wenn bei einem rauhen Fabrikationsbetrieb keine Störungen auftreten sollen. Eine Abnahme des Widerstandes auf induktivem Wege dürfte ungeeignet sein, da die Erfindung hauptsächlich für Drähte unter 300 μ Durchmesser Interesse und Anwendung finden wird. Bei Drähten.über 300 μ Durchmesser läßt sich der Drahtquerschnitt auch auf induktivem Wege gut messen. Die in der oben angeführten Veröffentlichung angewandte Kontaktgabe über Ouecksilbernäpfe dürfte für Fabrikationsgeräte neben anderen Nachteilen schon aus Gesundheitsgründen nicht in Frage kommen. Nach einer anderen bereits bekannten Art läuft der Draht zur Kontaktgabe über Wolfram stifte, die dabei stark verschleißen und ein Kräuseln des Drahtes verursachen. Erfindungsgemäß werden zur Kontaktgabe kleine Walzen angewandt (Abb. 3). Ein Beschädigen (Kräuseln) des Drahtes tritt hierbei nicht auf. Da der Durchmesser der Walzen nur etwa 10 mm beträgt und für einen Kontakt zwei Walzen leicht aufeinandergedrückt werden, wird zu dem zwischen den Walzen laufenden Draht ein guter Kontakt gegeben, und die Meßlänge- wird genau eingehalten.

Die Walzen α (Abb. 3) bestehen aus unter dem Handelsnamen »Widia« bekanntem Hartmetall oder anderem hartem Material und sind am Umfang geschliffen. An den Enden der Walzen ist deren Durchmesser durch eine angeschliffene Phase b etwas geringer, wodurch das Einlegen des Drahtes erleichtert wird. Auf die Achsen der Walzen sind Kugellager c geschrumpft, die in die Böcke d und e eingepaßt sind. Jeweils auf einem Ende der Achse, das etwas abgerundet ist, schleift eine weiche Feder/, die die Kugellager elektrisch überbrückt. Eine oder mehrere in die Achse gestochene Rillen schützen den Kontakt vor Fett. Der Lagerbock e der unteren Walze ist starr mit der Grundplatte g verbunden. Der Lagerbock d der oberen Walze ist bei h drehbar so gelagert, daß die beiden Walzen sich dicht berühren. Die obere Walze drückt durch eine in Abb. 3 nicht eingezeichnete Feder je nach Drahtstärke auf den Draht und die untere Walze. Die beschriebene Kontaktvorrichtung eignet sidh zur Widerstandsabnahme bei Drähten von weniger als 10 μ bis zu solchen von über 300 μ Durchmesser.

Die Erfindung hat folgende Vorteile: In nur einem Arbeitsgang wird sofort die gewünschte Drahtstärke erreicht, ohne daß ein spezieller Ziehstein erforderlich ist. Querschnittsschwankungen werden weitgehendst geglättet. Auf diese Weise können zum Beispiel bei Glühlampen unterschiedliche Belastungen und Frühausfälle verringert werden. Der durch anodisches Polieren behandelte Draht hat eine sehr saubere Oberfläche und ist zum Vergolden und. wegen seiner Gleichmäßigkeit zum Röhrenbau sehr geeignet. Durch eventuelles mehrmaliges Ätzen lassen sich mit dem beschriebenen Verfahren auch etxrem dünne Drähte herstellen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Herstellung gleichmäßig dünner Drähte durch elektrolytisches Ätzen, dadurch gekennzeichnet, daß durch Messen des Drahtwiderstandes nach dem Ätzen die Stromstärke für den Ätzvorgang elektronisch gesteuert wird.

2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Erzielung dünner Drähte mit äußerst geringen Ouerschnittsschwankungen, dadurch gekennzeichzeichnet, daß durch gleichzeitiges Messen des Drahtwiderstandes vor und nach dem Ätzen die Stromstärke für den Ätzvorgang elektronisch gesteuert wird.

3. Kontaktvorrichtung für die Abnahme des Drahtwiderstandies zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei durch Federdruck aufeinandergedrückten Walzen aus möglichst hartem und am Umfang geschloffenem Material besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen auf elektrisch durch einen Schleifkontakt überbrückten Kugeln gelagert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Randdurchmesser der Walzen durch eine angeschliffene Phase etwas verringert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 709 957/383 3.