DE1803877C3 - Stromzuführungswalze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromzuführungswaize mit einem hohlen Walzenkörper, in dessen beide Enden jeweils eine nach außen vorstehende Lagerhülse aus Stahl mit einer Endscheibe ebenfalls aus Stahl eingesetzt ist, welche von einer Walzenwelle aus Kupfer durchsetzt ist, die mit einer Durchgangsbohrung für eine in den Walzenkörper einzuleitende Kühlflüssigkeit und an ihren beiden freien Enden mit einem Kollektorring versehen ist, wobei der Walzenkörper außen eine Hartchromschicht und eine Innenschicht aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, die zur Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes über scheibenförmige Verbindungselemente mit der Walzenwelle verbunden ist, aufweist.

Wenn ein Metallstreifen fortlaufend mit Zink elektrisch plattiert, wird, so wird eine Stromzuführungswaize mit dem Metallstreifen in Berührung gebracht. Die Stromzuführungswaize wird durch eine geeignete Antriebsvorrichtung angetrieben, so daß sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, die der Geschwindigkeit des sich durch die Anlage bewegenden Metallstreifens gleicht, und sie leitet den Plattierungsstrom durch den Metallstreifen zu einem äußeren Kreis. Ein Plattierungsstrom von etwa 16 000 Ampere bei etwa 18 Volt wird durch diese Stromzuführungswaize hindurchgeschickt.

Bisher waren derartige Stromzuführungswalzen massive Gebilde aus reinem Nickel oder Kupfer. Eine derartige massive Walze aus reinen Metallen, wie z. B. Nickel oder Kupfer, zur Erzielung einer hohen elektrischen Leitfähigkeit hatte eine %'ergleichsweise geringe Härte, wodurch die Walze gegen mechanische Beschädigungen höchst anfällig war. Infolge der hohen Material- und Arbeitskosten waren diese bekannten Stromzuführungswalzen unwirtschaftlich.

Außerdem ist es schwierig, diese massiven Stromzuführungswalzen zu kühlen, wenn eine große Wärmemenge in denselben erzeugt wird. Diese und weitere Nachteile bildeten fast unvermeidliche Nachteile der herkömmlichen Stromzuführungswalzen.

Aus der GB-PS 5 82 153 ist auch bereits eine Stromzuführungswaize der eingangs genannten Bauart bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Slromzuführungswalze wird der hohle Walzenkörper ausschließlich von einem Kupferzylinder gebildet, dessen Oberfläche mit einer Chromschicht versehen ist. Da dieser Kupferzylinder nur eine verhältnismäßig geringe H?rte aufweist, muß er über seine Länge mit mehreren scheibenförmigen Verbindungselementen abgestützt werden, wobei diese Verbindungselemente einen durch die geringe mechanische Festigkeit des Kupferzylinders bedingten Maximalabstand nicht überschreiten dürfen. Mit zunehmender Länge der Stromzuführungswaize ist daher eine zunehmende Anzahl von Verbindungselementen erforderlich. Die Stromzuführungswaize weist demzufolge einen komplizierten und zerklüfteten Aufbau auf, welcher die Zirkulation der Kühlflüssigkeit im Innern des hohlen Walzenkörpers behindert und damit eine Verschlechterung der Kühlwirkung bedingt, so daß es bei hohen Stromstärken infolge einer Überhitzung der Stromzuführungswaize zu ernsthaften Betriebsstörungen kommen kann.

Bei einer in der FR-PS 14 82 946 beschriebenen Stromzuführungswaize weist der hohle Walzenkörper einen ähnlichen Aufbau auf. so daß er mit den nämlichen Nachteilen behaftet ist.

Bei diesen bekannten Ausführungsformen kann die durch den zerklüfteten Aufbau bedingte schlechte Zirkulation der Kühlflüssigkeit, die geringe mechanische Festigkeit des Walzenkörpers und die Weichheit der Walzenoberfläche zu einer frühzeitigen Zerstörung der Stromzuführungswaize führen.

Aus der DT-PS 10 55 914 ist ferner eine Stromzuführungswaize bekanntgeworden, die einen hohlen Walzenkörper aufweist, der von einem Stahlzylinder gebildet wird, auf den eine Kupferschicht aufgeschweißt ist, deren Oberfläche mit einer Chromschicht versehen ist. Da die Kupferschicht auf der Außenseite des Stahlzylinders angeordnet ist, ist sie vor äußeren mechanischen Beanspruchungen ebenso mangelhaft geschützt wie dies bei den vorstehend beschriebenen Bauarten bekannter Stromzuführungswalzen der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromzuführungswaize der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die mechanisch widerstandsfähig ist, eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, relativ leicht zu kühlen ist und wirtschaftlich herzustellen ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

gelöst, daß der Walzenkörper aus einer auf den End-

scheiben der Lagerhülse aufsitzenden Traghülse aus Stahl besteht, die außen die Hartchrcmschicht trägt und deren Innenflächen wenigstens auf einem Abschnitt mit der Schicht aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgekleidet ist, und daß die Walzenwelle zweiteilig ausgebildet ist. von denen jedes Teil nur bis zu dem entsprechenden Verbindungselement in den hohlen Innenraiim der Traghülse hineinragt.

Diese Merkmale unterstützen sich gegenseitig, indem einerseits infolge der Traghülse aus Stahl eine vorzügliche Stabilität des Walzenkörpers erzielt wird, so daß dieser von die Zirkulation der Kühlflüssigkeit behindernden Stützeinbauten weitgehend frei sein kann, und indem andererseits durch die Bauelemente aus elektrisch gut leitendem Metall hohe Ströme übertragen werden können.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfincluna sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnurg näher erläutert, die einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform zeigt.

Gemäß der Zeichnung ist eine aus Kupfer mit 99,9⁰Zn Reinheit hergestellte hohle Walzenwelle 1 vorgesehen, und eine Lagerhülse 2 aus Baustahl ist fest auf die Außenfläche der Walzenwelle 1 aufgesetzt. Endscheiben 3 und 3' verbinden die I.agerhülse 2 mit einer hohlen Traghülse 4, um alle Elemente 1 bis 4 miteinander so zu verbinden, daß eine zusammengesetzte Stromzuführungswalze gebildet wird. Die Traghülse 4 ist aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt für Maschinenkonstruktionen hergestellt, und die Endscheiben 3 und 3' sind aus gewöhnlichem gewalzten Baustahl hergestellt. Alle Verbindungen zwischen den Endscheiben 3 und 3' und der Traghülse 4 und zwischen den Endscheiben 3 und 3' und der Lagerhülse 2 sind geschweißt. Die Umfangsfiäche der Traghülse 4 ist elektrisch mit einer Hartchromschicht 5 plattiert, und die Innenfläche der Traghülse 4 ist mit einer Auskleidung 6 aus Kupfer mit einer Reinheit von 99,9 ⁰Zo versehen, die eine Dicke von etwa 5 mm aufweist. Diese Kupferauskleidung 6 ist über ein Zwischengeschäftes Verbindungselement? an das innere Ende der Walzenwelle 1 hart angelötet.

Eine Kühlflüssigkeitsquelle 14 ist mit der hohlen Walzenwelle 1 verbunden, so daß Kühlflüssigkeit durch diese hindurchgeleitet werden kann. Eine ergänzende Vorrichtung (nicht gezeigt) ist am nicht dargestellten anderen Ende der Stromzuführungswalze vorgesehen. Diese Kühlvorrichtung ist von allgemein bekannter Art und wird hier nicht näher beschrieben, da ihre Arbeitsweise dem Fachmann bekannt sein dürfte.

Obwohl die Zeichnung nur die linke Hälfte der Stromzuführungswalze zeigt, dürfte Verständlich sein, daß die nicht gezeigte rechte H'älfte der Stromzuführungswalze eine ähnliche Konstruktion aufweist wie die linke Hälfte. Weiterhin sind ein Kollektorring 8 und Bürsten 9 vorgesehen, die die Stromzuführungswalze am äußeren Ende der Walzenwelle 1 berühren, um den Strom, der durch den zu plattierenden Metallstreifen hindurchtritt, zu Anschlüssen 10 zu leiten. Ein Abschnitt 11 der Lagerhülse 2 ist auf einem nicht gezeigten Lager in einer allgemein bekannten Art gelagert. Mit 12 und 13 sind Hohlräume innerhalb der Walzenwelle 1 bzw. der Traghülse 4 bezeichnet.

Wenn die gezeigte Stromzuführungswalze in einer Elcktroplattierungsanlage verwendet wird, so wird der durch den zu plattierenden Metallstreifen (nicht gezeigt) fließende elektrische Strom zuerst durch die Hartchromschicht 5 auf der hohlen Traghülse 4. dann durch die Traghülse 4 selbst und anschließend durch die innere Kupferauskleidung 6 geleitet. Der Strom gelangt dann durch das Verbindungselement 7. die Walzenwelle 1, den Kollektorring 8, die Bürsten 9 und eine Gruppe der leitenden Anschlüsse 10 zu einer Sammelschiene (nicht gezeigt).

Wie dies vorstehend beschrieben wurde, ist die Stromzuführungswalze gemäß der Erfindung so konstruiert, daß die äußeren Umfangsabschnitte. die den zu plattierenden Metallstreifen berühren und einer mechanischen Beschädigung ausgesetzt sind, aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellt sind, der eine plattierte äußere Hartchromschicht 5 aufweist. Der innere Abschnitt der Walze ist mit einer Auskleidung 6 aus reinem Metall mit geringerer Härte und guter elektrischer Leitfähigkeit versehen. Dadurch entsteht eine Stromzuführungswalze von überragender Qualität, die einen höheren Widerstand gegen äußere physische Beschädigung aufweist als die herkömmlichen massiven Stromleitwalzen aus reinem Metall und die eine gleichwertige elektrische Leitfähigkeit wie die herkömmlichen Walzen besitzt. Die Stromzuführungswalze gemäß der Erfindung ist wegen des geringen Anteils an teuren Werkstoffen auch wirtschaftlich herzustellen.

Da es leicht ist, eine Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, durch die Hohlräume 12 und 13 in der Walzenwelle I bzw. im Walzenkörper hindurchzuleiten, kann die in der Stromzuführungswalze erzeugte Wärme auf einfache und billige Weise abgeleitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stromzuführungswaize mit einem hohlen Walzenkörper, in dessen beide Enden jeweils eine nach außen vorstehende Lagerhülse aus Stahl mit einer Endscheibe ebenfalls aus Stahl eingesetzt ist, welche von einer Walzenwelle aus Kupfer durchsetzt ist, die mit einer Durchgangsbohrung für eine in den Walzenkörper einzuleitende Kühlflüssigkeit und an ihren beiden freien Enden mit einem Kollektorring versehen ist, wobei der Walzenkörper außen eine Hartchromschicht und eine Innenschicht aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, die zur Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes über scheibenförmige Verbindungselemente mit der Walzenwelle verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper aus einer auf den Endscheiben (3, 3') der Lagerhülse (2) aufsitzenden Traghülse (4) aus Stahl besteht, die außen die Hartchromschicht (5) trägt und deren Innenfläche wenigstens auf einem Abschnitt mit der Schicht aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (6) ausgekleidet ist, und daß die Walzenwelle (1) zweiteilig ausgebildet ist, von denen jedes Teil nur bis zu dem entsprechenden Verbindungselement (7) in den hohlen Innenraum der Traghülse (4) hineinragt.

2. Stromzuführungswaize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Innenfläche der Traghülse (4) angeordnete Auskleidung (6) aus Kupfer besteht.

3. Stromzuführungswaize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheiben (3, 3') mit der Lagerhülse (2) und der Traghülse (4) verschweißt sind.