DE1519538A1

DE1519538A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Fasern mit Metall

Info

Publication number: DE1519538A1
Application number: DE19651519538
Authority: DE
Inventors: Heywood David Main
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1964-02-03
Filing date: 1965-01-27
Publication date: 1970-04-16
Also published as: GB1038534A; US3486480A

Description

Patentanwälte " Dipl. Ing. F. «!hSaScr.ann, Dr. Ing. A. Wclckmann 1519538

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Nightingale Road, Derby, England.

Verfahren und Vorrichtung zum
Beschichten von Fasern mit Metall ·

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Beschichten von Fasern mit Metall.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Beschichten von Fasern mit Metall, umfassend das Durchziehen der Faser durch geschmolzenes Metall und das Umgeben dieser derart beschichteten Faser mit einer nicht mehr als 5 Gewichtsprozent Sauerstoff umfassenden Atmosphäre, um die Bildung einer Oxydschicht auf dem letallbelag zu verhindern oder zu verringern.

Die Faser kann von dieser Atmosphäre vor und nach dem Aufbringen dieses Metallbelags umgeben sein. Vorzugsweise wird die Faser
jedoch beim Aufbringen des Metallbelags dem Einfluss von Luft
oder Sauerstoff ausgesetzt.

Die Atmosphäre kann eines oder mehrere der Gase Argon, Stickstoff, Wasserstoff, Helium, Kohlensäure, Kohlenmonoxyd, Schwefelwasserstoff, Ammonia oder Chlor enthalten »der aus diesen bestehen·

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Das Metall kann Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, oder auch irgendein anderes Metall oder eine andere legierung sein, v/ie z.B. Kadmium, das im geschmolzenem Zustand an der luft sehr leicht oxydiert.

Die Paser kann eine Quarz^lasfaser sein. Die Paser wird beispielsweise aus einer Stange von Quarzglas und durch eine heisse Flamme gezogen. Diese Flamme kann durch die Verbrennung von Sauerstoff und Kohlengas erzeugt werden.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemassen Verfahrens, umfassend Mittel zum Durchziehen einer Faser durch eine Menge geschmolzenen Metalls und Mittel zum Umgeben der derart beschichteten Faser mit einer nicht mehr als 5 Gewichtsprozent umfassenden Atmosphäre.

Die Vorrichtung umfasst einen Behälter für geschmolzenes Metall, eine Düse, welche dieses geschmolzene Metall vom Behälter aufnimmt, Mittel zum Durchziehen einer Faser durch diese Düse und Mittel zum Umgeben der Faser mit der erwähnten Atmosphäre, nachdem sie durch die Düse durchgezogen worden ist.

Die Düse kann mittig in einer BeSchichtungskammer angeordnet sein, welche die erwähnte Atmosphäre enthält, sodass die Faser von dieser Atmosphäre vor und nach dem Beschichten umgeben ist.

Alternativerweise kann die Faser beim Eintreten in die Düse dem Einfluss von Luft oder Sauerstoff ausgesetzt sein und nach dem Verlassen der Düse von der Atmosphäre umgeben sein.

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Die Düse kann einen die Fasern durchlassenden Spalt haben und mit zwei Leitungen ausgestattet sein, welche geschmolzenes Metall Yom Behälter empfangen und mit dem Spalt kommunizieren.

Die Erfindung umfasst auch eine Faser, die im erfindungsgemäseen Verfahren oder mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Metall beschichtet ist.

Weitere Vorteile und Kennzeichen der Erfindung gehen aus der to. nden beispielsweisen Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Beschichten einer Faser mit Lietall;

Fig. 2 ist ein vergrösserter Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine ang-iwauw^ite AuF^ührungsform.

Eine Vorrichtung zum Beschichten ein-tr Faser :ai.t Metall umfasst einen Behälter 10 für geschmolzenes Metall 11, mit einem Auslass 12· Das geschmolzene Metall 11 kann Heinaluminium oder Aluminiumlegierung mit 0,01 Gewichtsprozent V/ismut sein. Das Metall 11 wird im Eehältjier 10 durch nicht dargestellte Mittel im geschmolzenen Zustand gehalten.

Eine zylindrische Beschichtungskammer 13 hat eine in dieser Kammer mittig angeordnete Düse 14. Die Düse 14 hat zwei Leitungen 15, 16, die mit dem Auslass 12 kommunizieren und daher geschmolzenes Metall aus dem Behälter 10 empfangen. Die Düse 14 hat auch einen Schlitz 17, welcher mit den Leitungen 15*16 in Verbindung steht.

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Eine Quarzglasstange 20 ist in Stellung auf einem Stützglied

21 festgeklemmt. Neben dem unterem Ende der Stange 20 ist ein Brenner 22 angebracht, der durch nicht dargestellte Mittel mit Sauerstoff und Kohlengas beliefert wird. Die Flamme des Brenners

22 erweicht das untere Ende der Stange 20 und gestattet es, von Hand eine Faser 23 vom unteren Ende der Stange zu ziehen.

Alternativ kann die Faser 23 von einer nicht dargestell-

ten Quelle geschmolzener Silika gezogen oder sie kann eine vorher erzeugte Silikafaser sein.

Die Faser 23 geht durch die Flamme des Brenners 22 und durch den Schlitz 1? durch und wird dann auf eine Aufnahmerolle 24 aufgewickelt. Beim Durchgehen durch den Spalt 17 v/ird die Faser

23 mit Metall beschichtet.

Die Beschichtungskammer 13 kommuniziert über ein Rohr 25 mit einer Flasche 26 für Stickstoff oder ein anderes der oben genannten Gase. Das Rohr 25 kann mit einem nicht gezeigten Ventil versehen sein, durch welches der Burchfluss durch das Rohr gesteuert wird, und hat auch ein nicht dargestelltes Strömungsmesser.

D& der Innenraum der Bescl.ichtungskammer 13 eine sauerstofffreie Atmosphäre enthält, wird das auf die Faser aufgebrachte Lie tail vor seinem Lrstarren nicht oxydieren.

Beim Durchgehen durch den Schlitz 17 nimmt die Faser 23 mitunter einen Tropfen 27 von Aluminium auf. Es hat sich herausgestellt, dass, wenn die Faser nicht von ---'.„ίο .L'.-Li; :„tLr i-.lt> 5 Gewichtsprozent Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre umgeben ist,

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dieser Tropfen 27 eine Oxydhaut bildet, welche bricht und einen Klumpen auf der Paser 23 hinterlässt. Die Bildung solcher Klumpen auf der Faser ist unerwünscht, da sie das Aufwickeln derselben auf die Rolle 24 erschwert und auch die Möglichkeit des Brechens der Faser beim Aufwickeln auf die Rolle 24 vergrösaert.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher eine Düse 14a in einer Wandung 28 einer halbzylindrischen Kammer 13a montiert ist, wobei diese Wandung 28 an den Rest der Kammer 13a durch Bolzen 29 angebaut ist.

Die Düse 14 hat einen Schlitz 17a, der mit Leitungen 15a, 16a kommuniziert, die ihrerseits mit einem nicht dargestellten Behälter für das geschmolzene Metall in Verbindung stehen. Das obere Ende des Schlitzes 17a ist gegen die Aussenluft offen. Das untere Ende des Schlitzes 17a kommuniziert mit dem Innenraum der Kammer 13a, die durch nicht dargestellte Mittel mit einem Gas, wie beispielsweise Stickstoff oder einem anderen der oben genannten Gase beliefert wird.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Faser während der Beschichtung mit Metall dem Einfluss der Luft ausgesetzt. Dies führt zur Bildung einer stärkeren metallbeschichteten Faser als sonst der Fall wäre. Dies beruht darauf, dass eine gewisse Menge von Sauerstoff vorhanden sein muss, um die zufriedenstellende Adhäsion der LJetallbeschichtung auf der Faser zu gewährleisten und wenn dieser Sauerstoff nicht der Luft entnommen werden kann, wird er der Faser selbst entnommen und führt dazu, dass ihre Zugfestigkeit fällt.

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...... Patentansprüche ·.····

Claims

Patentansprüche .

1. Verfahren zum Beschichten von Fasern mit Metall, umfassend das Durchziehen der Faser durch geschmolzenes Metall, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart "beschichtete Faser mit einer nicht mehr als 5 Gewichtsprozent Sauerstoff umfassenden Atmosphäre umgehen wird, um die Bildung einer Oxydschicht auf dem Metallbelag zu verhindern oder zu verringern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser von dieser Atmosphäre vor und nach dem Aufbringen dieses Metallbelags umgeben ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser beim Aufbringen des Metallbelags dem Einfluss der Luft oder Sauerstoff ausgesetzt ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre eines oder mehrere der Gase Argon, Stickstoff, Wasserstoff, Helium, Kohlensäure, Kohlenmonoxys, Schwefelwasaerstoff, Ammonia oder Chlor enthält oder aus diesen besteht·

5. Verfahren nach ehern der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser eine Quarzglasfaser ist.

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7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser von einer Quarzglasstange und euren eine heisse Flamme durchgebogen wird.

8. Vorrichtung zum Beschichten einer Faser mit Metall, umfassend Mittel zum Durchziehen einor easer durch eine Menge geschmolzenen Metalle, gekennzeichnet durch Mittel zum Umgeben der derart "beschichteten Faser mit einer nicht mehr als 5 Ge-'ohtsprozent umfassenden Atmosphäre.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Behälter (10) .für geschmolzenes Metall (11), eine Düse (14), welche dieses geschmolzene Metall vom Behälter (10) aufnimmt, Mittel zum Durchziehen einer Faser durch diese Düse und Mittel zum Umgeben aer Faser mit der erwähnten Atmosphäre, nachdem sie durch die Düse i-rcugezopen worden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» darren gekennzeichnet, dass die Düse mittig in einer Beschichtungkammer (13) angeordnet ist, welche die erwähnte Atmosphäre enthält, sodass die Faser von dieser Atmosphäre vor und nach lern Beschichten umgeben 1st.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Faser beim Eintreten in die Düse (14a) dem Einfluss von luft oder Sauerstoff ausgesetzt ist und nach dem Verlassen der Düse von der Atmosphäre umgeben ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11,dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (14) einen die Faser durchlassenden Spalt (17) hat und mit zwei Leitungen (15,16) ause:· stattet ist, v.elche geschmolzenes l/.etall vom Behälter (IC) em\-fan« en und mit dem Spalt (17) kommunizieren.

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