DE1496794C - Verfahren zur Herstellung von kunststoffummantelten Hohlleitungs abschnitten, Koaxialleitungsabschmt ten oder dergleichen und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Anschlußverbindungen ermöglicht, wobei die Herstellung unter Verwendung ein und desselben unveränderbaren Kernes erfolgen soll, um die Einhaltung genau der gleichen Innenmaße zu gewährleisten.

Für das Niederschlagen einer Schicht aus Edelmetall, z. B. aus Silber, kann als alkalischer Elektrolyt eine Cyansalzlösung und für das Niederschlagen einer Schicht aus Buntmetall, z. B. Kupfer oder Zinn, können als alkalische Elektrolyte Pyrophosphat-, Äthylendiamin-, Monoäthanolamin-, oder Stannatlösungen dienen.

Durch das Verlöten des niedergeschlagenen Metalls an Tiefverbindungs- oder Stoßstellen der Dornflächen wird die mechanische Festigkeit der niedergeschlagenen Metallschicht und des Fertigteils erhöht.

Eine zur zweckmäßigen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung enthält einen Zentraldorn und Flanschdorne aus rostfreiem Chromstahl bzw. Dielektrikum und ist gekennzeichnet durch ein Widerlager in Form von Begrenzungsmuttern od. dgl. zur Verbindung der Flanschdorne mit dem zentralen Dorn in der. Ebene der Stirnseite des Domes beim Metallniederschlagen und Umpressen der niedergeschlagenen Metallschichten in Kunststoff sowie ein an Stelle eines der Flanschdorne einsetzbares, eine Bohrung für den Durchgang des Domes aufweisendes zusätzliches Widerlager, das so ausgebildet ist, daß das Loslösen der niedergeschlagenen Metallschichten vom darauf aufgepreßten Kunststoff beim Abschieben des Fertigteils vom Dorn verhindert wird. Durch die Erfindung werden unter anderem noch folgende Vorteile erzielt:

Erstens die Möglichkeit der Anwendung von Chromstählen in Apparateteilen, d. h. von technologisch wertvolleren Stählen als den Chromnickelstählen, die sehr weich, unmagnetisch und der Härtung unzugänglich sind.

Zweitens die Erzielung gleichmäßigerer Ablagerungen der Metalle in Vertiefungen, Auskehlungen, Nuten und anderen schwer zugänglichen Bereichen der Form. Die Erfindung ermöglicht einerseits alle wesentlichen Vorzüge galvanoplastischer und plastmassenbildender Prozesse zu vereinigen, andererseits alle grundlegenden Nachteile bekannter galvanoplastischer Prozesse zu vermeiden, nämlich die Ausnutzung nichtumkehrbarer Dorne, das Anschweißen von Flanschen, die Bildung dicker Kupferschichten sowie die mechanische Bearbeitung der Oberflächen schwacher Winkelbereiche u. dgl.

Beispiel 1

Zum Niederschlagen einer Primärschicht von Edelmetall, z. B. aus Silber, wird ein Cyansalzelektrolyt folgender Zusammensetzung angewandt:

Silber (metallisches) 45 bis 80 g/l

Kaliumcyanid. 50 bis 80 g/I

Kaliumkarbonat bis zu 50 g/l

Stromdichte bis zu 1,0 bis 3,0 A/dm².

Dieser Elektrolyt gewährleistet die Gewinnung einer glänzenden Silberfläche, die spiegelbildlich der Dornfläche entspricht, sowie eine gute Verbindung der Silberschicht in den Winkelverbindungen der Flächen mehrteiliger Dorne.

Beispiel 2

Zum Niederschlagen einer Primärschicht von Buntmetall, zum Beispiel Kupfer, kann einer der drei Elektrolyte folgender Zusammensetzung benutzt wer" den:

a) Kupfersulfat CuSO₄ · 5 H₂O 5,0 g/l

Kaliumpyrophosphat K₄P₂O₇ · 3 H₂O... 100,0 g/l

Ammoniak NH₃ 0,5 g/l

Zitronensäure C₈H₈O₇ · H₂O 1,5 g/l

pH = 8,Obis9,O;i = 5O°C;
Stromdichte bis zu 0,2-0,3 A/dm².

b) Kupfersulfat CuSO₄ · 5 H₂O 50,0 g/l

Natriumpyrophosphat Na₄P₂O₇ · 10 H₂O 200,0 g/l

Dinatriumphosphat Na₂HPO₄ · 12 H₂0. 50,0 g/l pH = 8,5; t = 5O⁰C;
Stromdichte bis zu 1,0 · 1,5 A/dm².

c) Kupfersulfat CuSO₄ · 5 H₂O .... 180 bis 250 g/l Äthylendiamin

NH₂ · CH₂ · CH₂ · NH₂ 90 bis 125 g/l

Ammoniumsulfat (NH₄)₂SO₄ ... 60 g/l

pH = 7,5 bis 10,0; t = 20 bis 4O⁰C;
Stromdichte bis zu 2 bis 3 A/dm².

Diese Elektrolyte gewährleisten ebenfalls die Erzeugung einer glatten glänzenden Kupferfläche und ein gutes Niederschlagen des Kupfers in den Winkelverbindungen der Flächen mehrteiliger Dorne.

Beispiel 3

Für die Herstellung von z. B. 0,3 bis 0,5 mm dicken Kupferschichten kann der Äthylendiamin-Elektrolyt nach Beispiel 2 c) oder ein Pyrophosphat-Elektrolyt folgender Zusammensetzung verwendet werden:

Kupferpyrophosphat Cu₂P₂O₄ · 3 H₂O.. 110 g/l

Kaliumpyrophosphat K₄P₂O₇ · 3 H₂O .. 404 g/l

Zitronensäure C₆H₈O₇ · H₂O 10 g/l

Ammoniak NH₃ 3 g/l

pH = 7,5 bis 8,6; t = 50° C;

Stromdichte bis zu 2,5 bis 3 A/dm².

Beispiel 4

a) Beim Fällen von Kupfer aus einer Äthylendiaminlösung gemäß Beispiel 2 c) auf eine primäre Silberschicht ist es nicht notwendig, einen Zwischenelektrolyt zu verwenden, da die Kupferniederschläge aus Äthylendiaminlösungen auf der Silberschicht gut haften.

b) Beim Fällen von Kupfer aus einem Pyrophosphat-Elektrolyt nach Beispiel 3 auf eine primäre Silberschicht wird zuvor eine dünne Kupferschicht aus der Pyrophosphatlösung nach Beispiel 2 a) oder 2 b) mit einer niedrigeren Kupferkonzentration oder aus einer Äthylendiaminlösung oder auch aus einem zum Verkupfern benutzten Cyanelektrolyt aufgetragen.

Beispiel 5

Wenn die Gestaltung des Hohlleiterkanals des anzufertigenden Apparateteils derart kompliziert ist, daß es unmöglich ist, diesen vollständig auf galvanoplastischem Wege herzustellen, wird das Fällen des Metalls gleichzeitig mit einer Verbindung der metallischen Anschlußstücke, die im Voraus auf mechanischem Wege angefertigt wurden, durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die zuvor hergestellten metallisehen Anschlußstücke auf galvanischem Wege mit einem Metall bedeckt, das eine hohe Stromleitfähigkeit besitzt und an den aus alkalischen Elektrolyten erzeugten galvanischen Niederschlägen gut haftet.

5 6

Um die mechanische Festigkeit der Einzelteile zu wodurch eine genaue Lage der Dorne 1 und 3 zueinerhöhen, wird das an den Tief-, Verbindungs- oder ander bei der Montage gewährleistet wird.
Stoßstellen der Oberflächen mehrteiliger Dorne ge- Die zusätzlichen Begrenzungsmuttern 7 und 8 fällte Metall verlötet. Zu diesem Zweck wird auf der drücken die Flanschdorne 3 und 4 oder ähnliche Oberfläche der Kupferschicht eine dünne Zinnschicht 5 Elemente fest an die Stirnseiten oder an die anderen zum Beispiel aus einem Pyrophosphat- oder Stannat- Flächen des Zentraldornes 1. Dadurch wird ein Teil-Elektrolyten niedergeschlagen. abbau der Vorrichtung, z. B. der Abbau der Spannmutter 9 und der Kappen 11, 12 und 13, vor dem

B e i s ρ i e 1 6 Löten und das darauffolgende Auftragen des Kunst-

lo stoffes durch Umpressen unter Druck bei höherer

Wenn zur Herstellung der Außenflächen von Einzel- Temperatur ermöglicht.

teilen Gießharze, z. B. Epoxydgießharz, verwendet Wenn das Umhüllen mit Kunststoff durch Auswerden, so verstärkt man die Haftung dieser Gieß- gießen von Bindemitteln, z. B. von Epoxydharzen erharze an der Kupferschicht dadurch, daß man auf die folgt, so braucht man vor dem Ausgießen einen Abbau Metalloberfläche zuvor eine Klebschicht, z. B. einen 15 der Vorrichtung, vor allem der Dielektrikumteile 10 Phenolformaldehydklebstoff, aufträgt. bis 13 nicht vorzunehmen. Die Anschlagmuttern 7

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren und 8 geben die Möglichkeit, einen getrennten Abbau

in seiner Anwendung zur Herstellung eines Hohl- der Flanschdorne 3 und 4 oder der koaxialen hohlen

leiterabschnittes mit einem Thermistorenmeßkopf Anschlußstücke der Vorrichtung durch vorheriges

unter Beschreibung der hierzu benutzten Vorrichtung 20 Lösen der Kappen 11, 12 und 13 durchzuführen,

an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Dadurch wird die Haftung der Bindemittel an der

F i g. 1 einen Längsschnitt der angewandten Vor- niedergeschlagenen Metallschicht am Umfang der

richtung und Flansche, der koaxialen hohlen Anschlußstücke und

Fig. 2 einen Längsschnitt eines angefertigten anderer analoger Flächen gesichert.

Hohlleiterabschnittes mit einem Zentraldorn. 25 Um ein Loslösen der niedergeschlagenen Metall-

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, besteht die Vorrich- schichten von den Kunststoffüberzügen beim Enttung aus dem zusammengesetzten Zentraldorn 1, der fernen des Zentraldornes 1 zu verhüten, ist die Vorbeispielsweise mit Nieten 2 zusammengehalten wird, richtung mit einem zusätzlichen Widerlager 16 (F i g. 2) aus den Flanschdornen 3 und 4, aus der Hülse 5, die versehen, das keine Verschiebung der Metallschicht die Lage des zu verbindenden koaxialen hohlen An- 30 des Hohlleiterkanals hinsichtlich des ihn umhüllenden Schlußstückes 6 zentriert, aus zusätzlichen Begren- Kunststoffes 17 zuläßt. Das Widerlager 16 wird an Stelle zungsmuttern 7 und 8, aus einer Spannmutter 9 mit des Flanschdornes 3 eingebaut und hat eine Zentralder Schutzkappe 10, aus den Kappen 11, 12 und 13, bohrung für den Durchgang des Domes 1.
welche die nichtbehandelten Flächen der Dorne schüt- Mit Hilfe der zusätzlichen Dorne 3 und 4, z. B. des zen und aus dem Stopfen 14 zum Entfernen des 35 Flanschdornes 4, kann man gleichzeitig mit dem Hohl-Elektrolyts. leiterkanal und den Flanschen die koaxialen Aus-

Die Dorne 1, 3 und 4, die Nieten 2, die Begrenzungs- lasse 18, die Blindwand 19 des Kanals, die stufenmuttern 7 und 8 sowie die Spannmutter 9 sind aus förmige Oberfläche 20 des Hohlleiterkanals und bei rostfreien Chrom- oder aus Werkzeugstählen herge- entsprechender komplizierter Form der Zentraldorne stellt. Die Schutzkappen 10, 11, 12 und 13 bestehen 40 auch die Nuten, Verbindungsbohrungen sowie andere zweckmäßigerweise aus einem dielektrischen Kunst- Teile von Hohlleiterkanälen herstellen. Unter Ausnutstoff, wie Polyäthylen. zung der Zentraldorne entsprechender Form kann man

Die gegenseitige Lage der Bestandteile des zu- Kanäle beliebiger Gestaltung, beispielsweise von s~\

sammengesetzten Zentraldornes 1 kann auch mit rechteckigem und kreisförmigem Querschnitt sowie \J

Hilfe von Stiften fixiert werden. 45 H- und -förmiger Querschnitte, ferner geradlinige,

Der Zentraldorn 1, der den Hohlleiterkanal gestal- gebogene, gewundene und andere Kanäle herstellen,

tet, hat in seinem verlängerten Teil, welcher den Dorn deren Querschnitt sich allmählich oder stufenweise

mit dem Flanschdorn 3 verbindet, einen Ansatz 15 längs der Achse des Hohlleiterkanals ändert. Man kann

von rechteckigem Querschnitt. Dieser Ansatz paßt erfindungsgemäß Hohlleitungsabschnitte mit zwei oder

dicht in die Öffnung des Flanschdornes 3 hinein, 50 mehreren Hohlleiterkanälen herstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

schichten mit Kunststoff und Entfernen der Dorne Patentansprüche: auf mechanischem Wege aus dem Fertigteil. Eine Vor richtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist

1. Verfahren zur Herstellung von kunststoff um- Flanschdorne und einen Zentraldorn aus Metall und mantelten Hohlleitungsabschnitten, Koaxiallei- 5 einem Dielektrikum auf.

tungsabschnitten od. dgl., dadurch gekenn- Dieses Verfahren und diese Vorrichtung ermöglichen zeichnet, daß auf einen der Innenform des zu jedoch keine Serienfertigung von Apparateteilen kombildenden Hohlleiters entsprechenden Dorn aus plizierter Formgebung und genügender mechanischer rostfreiem Chromstahl, der von Flanschdornen Festigkeit. Die bekannte Vorrichtung gibt keine und einer Hülse begrenzt ist, die die Lage des zu io Möglichkeit, Apparateteile durch Umpressen mit verbindenden koaxialen Anschlußstücks zentriert, Kunststoff unter höheren Drücken und Erhitzen der ein oder mehrere Metallbeläge aus alkalischen mit Metall überzogenen Dorne auf höhere Tempera-Elektrolyten hoher Streufähigkeit auf den Dorn und türen anzufertigen und die Dorne aus den Fertigteilen die zu verbindenden Elemente niedergeschlagen zu entfernen. Um das Entfernen eines Domes zu erwird, daß das niedergeschlagene Metall an den »5 leichtern, wurde dieser zuerst erwärmt oder abge-Tiefverbindungs- oder Stoßstellen der Dornflächen kühlt; in einigen Fällen wurde der ganze Dorn oder verlötet wird, daß der Metallüberzug dann, erfor- seine einzelnen Teile aufgelöst. Beim bekannten Verderlichenfalls unter Zwischenschaltung einer Klebe- fahren wird auch die Unversehrtheit der Dorne bei schicht aus Formaldehyd od. dgl., mit Kunststoff, mehrmaliger Anwendung nicht gewährleistet, da in wie Eproxyharz od. dgl., bei höherer Temperatur 20 den benutzten sauren Lösungen mehrteilige Dorne, umpreßt wird und dann der fertige Hohlleiter unter auch wenn sie aus Chrom-Nickel-Legierungen ange-Verwendung eines den Metallüberzug abstützenden fertigt sind, korrodieren. Zudem ist die Herstellung f~ Widerlagers von dem Dorn abgeschoben wird. von maßhaltigen Dornen aus Chromnickelstahl sowie

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- auch aus Titan- oder Aluminium-Legierungen äußerst rens nach Anspruch 1, enthaltend einen Zentral- 35 arbeitsaufwendig.

dorn und Flanschdorne aus rostfreiem Chromstahl Das einleitend angeführte Verfahren wird erfin-

bzw. Dielektrikum, gekennzeichnet durch ein dungsgemäß so ausgebildet, daß auf einen der Innen-Widerlager in Form von Begrenzungsmuttern (7, 8) form des zu bildenden Hohlleiters entsprechenden od. dgl. zur Verbindung der Flanschdorne (3, 4) Dorn aus rostfreiem Chromstahl, der von Flanschmit dem zentralen Dorn (1) in der Ebene der 30 dornen und einer Hülse begrenzt ist, die die Lage des Stirnseite des Dornes beim Metallniederschlagen zu verbindenden koaxialen Anschlußstücks zentriert, und Umpressen der niedergeschlagenen Metall- ein oder mehrere Metallbeläge aus alkalischen Elekschichten in Kunststoff sowie ein an Stelle eines der trolyten hoher Streufähigkeit auf den Dorn und die Flanschdorne (3) einsetzbares, eine Bohrung für zu verbindenden Elemente niedergeschlagen wird, den Durchgang des Dornes (1) aufweisendes zu- 35 daß das niedergeschlagene Metall an den Tiefversätzliches Widerlager (16), das so ausgebildet ist, bindungs- oder Stoßstellen der Dornflächen verlötet daß das Loslösen der niedergeschlagenen Metall- wird, daß der Metallüberzug dann, erforderlichenfalls schichten vom darauf aufgepreßten Kunststoff (17) unter Zwischenschaltung einer Klebeschicht aus Forbeim Abschieben des Fertigteils vom Dorn (1) maldehyd od. dgl., mit Kunststoff, wie Epoxyharz verhindert wird. 40 od. dgl., bei höherer Temperatur umpreßt und dann

der fertige Hohlleiter unter Verwendung eines den

Metallüberzug abstützenden Widerlagers von dem

Dorn abgeschoben wird. ζ

Das galvanoplastische Niederschlagen von Metallen v-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 45 aus alkalischen Elektrolyten hoher Streufähigkeit, z. B. komplizierter Apparateteile, die mehrschichtige Wände Silbercyanid-Elektrolyten, ist zwar an sich bekannt und Kanäle verschiedener Form aufweisen, nämlich (vgl. Machu in »Moderne Galvanotechnik«, 1954, von kunststoffummantelten Hohlleitungs- und Ko- S. 536, Abs. 3), wird aber nicht in der erfindungsaxialleitungsabschnitten od. dgl., sowie eine Vorrich- gemäßen Weise und für die erfindungsgemäßen Zwecke tung zur Durchführung dieses Verfahrens. 50 angewandt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- Bei der Herstellung von Apparateteilen mit sehr kom-

fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der ge- plizierter Gestaltung der stromleitenden Flächen ist nannten Apparateteile auch sehr komplizierter Gestal- es zweckmäßig, das Metall sowohl auf den Dorntung mit ausreichender mechanischer und Korrosions- flächen als auch auf den zusammenzufügenden Flächen festigkeit, hoher elektrischer Leitfähigkeit, einer be- 55 der im voraus angefertigten metallischen Anschlußsonders reinen metallischen Oberfläche und einer stücke des Apparateteils gleichzeitig niederzuschlagen, hohen Maßgenauigkeit des Kanalquerschnittes sowie Der Einbau vorgefertigter metallischer Anschlußstücke der metallisierten Anschlußflächen unter Verringerung in galvanoplastisch herzustellenden Apparateteilen ist des Verbrauchs an Buntmetallen und des Gewichtes zwar bekannt, jedoch nur zur galvanoplastischen Herder Bauelemente sowie unter Senkung des Arbeits- 60 stellung nahtloser Hohlkörper unter Anwendung aufwandes zu entwickeln. leicht ausschmelzbarer Kerne aus Woodscher Legierung

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von appa- oder graphitiertem Wachs (vgl. »Galvanotechnik«, rativen Bauelementen mit mehrschichtigen Wänden 1949/50, S. 1456, Abschnitt hh). Demgegenüber wird und Kanälen verschiedener Gestalt, beispielsweise durch die vorliegende Erfindung die Herstellung eines von Hohlleiterteilen mit zweischichtigen Wänden aus 65 Verbundkörpers aus einer mechanisch nicht genügend Kupfer und Plasten, durch galvanoplastisches Nieder- festen elektrisch hochleitenden Metallschicht mit einem schlagen des Metalles auf den nichtisolierten metalli- die genügende mechanische Festigkeit liefernden sehen Flächen der Dorne, Überziehen dieser Metall- Dielektrikum unter gleichzeitiger Herstellung von