DE2034751C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Galvanisieren von biegsamem, strangförmigen Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Galvanisieren von biegsamem, strangförmigen Gut, insbesondere Drähte und Bänder, mit zwei, in jeder Badstufc parallel übereinander angeordneten, mit Rillen versehenen Walzen, wobei die obere als angetriebene Stromkontaktwalze dient und die untere in das Bad cintauchbare Walze eventuell in unabhängig auf einer Achse laufende Führungsräder geteilt ist.

Es ist vor allem beim Verzinnen von Kupferdrahl auf galvanischem Wege bekannt, den Draht in mehreren nebeneinanderliegciden Schleifen horizontal durch das Bad zu ziehen. Der Draht wird uabei durch Düsen durch die Wand des Bades gezogen. Der austretende Elektrolyt wird in die Badwanne zurückgepumpt. Der Draht muß dabei gespannt geführt werden, damit er richtig durch die Düsen geführt werden kann. Das hat zur Folge, daß der Draht an den Umlenkstellcn verformt, gedehnt und beansprucht wird. Vor allem die Oberfläche, eben die aufgebrachte Metallschicht kann dabei rissig werden. Auch der Platzbedarf einer derartigen Anlage ist beträchtlich. Da der Draht während des Verzinnens gespannt ist, neigt er zum Reißen. Das Neueinfädeln einer Drahtcharge ist sehr umständlich und zeitraubend.

Es ist ferner bei dicken Drähten und Bändern bekannt, diese zu einer Spirale zu formen und diese Spirale auf einer sich drehenden Walze schraubenförmig fortbewegen zu lassen. Die Drahtspirale taucht dabei mit ihrem unteren Bereich in ein Galvanisierbad. Diese Methode ist nur für Draht- und Bandslärken anwendbar, die, einmal spiralenförmig verformt, diese Gestalt während der gesamten Verzinnungszeit beibehalten. Für dünne Drähte ist dieses Verfahren nicht anwendbar. Dünne Drähte würden die aufgezwungene Spiralenform nicht beibehalten.

Ferner ist es bekannt, den Draht auf zwei parallel übereinander ungeordneten Walzen zu führen, wobei die obere als angetriebene Stromkomaktwalze dient und die liniere als in das Bad einlauchbare Walze in unabhängig auf einer Achse laufende Führungsräder geteilt ist.

Es ist ferner bekannt, den Draht auf zwei parallel übereinander angeordneten Walzen in mehreren nebeneinanderliegenden Schlingen zu führen. Der Draht wird von einer hinter der Galvanisierungsanlage liegenden Vorrichtung gezogen und läuft unter Spannung über die Walzen. Durch die Addition der Zugwiderstände sowie das Verdicken des Drahtes kann die aufgebrachte Schicht treten beträchtliche Spannun-

■° gen auf. Für dünne Drähte war dieses Verfahren daher nicht anwendbar, da diese Drähte gerissen wären.

Diese Nachteilie beseitigt die vorliegende Erfindung dadurch, daß zur Führung des Gutes ohne Vorspannung mindestens die obere Walze in der Gutlaufrichtung

ι⁵ einen abnehmbaren Durchmesser der Lauffläche für das Gut aufweist. Dadurch wird vermieden, daß der Draht oder ein anderes Werkstück einer zu großen Verformung ausgesetzt ist, die zu Rissen der aufgalvanisierten Metallschichte führen kann. Ferner wird dadurch die Gefahr eines Reißens des Drahtes oder des Werkstükkes durch eine FJaschenzugwirkung vermieden. Durch das Abnehmen des Durchmessers wird erreicht, daß die Drahtsciilingen größer werden, je öfter der Draht in das Bad eingeführt wird. Auch wird dadurch die Durchmes-

2^r> serzjnahme des Drahtes durch die aufgalvanisierte Schichte ausgeglichen, so daß die Drahtspannung keinesfalls zunehmen kann.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Walzendurchmesser in der Gutlaufrichlung mindestens um die auf das Gut

)<> aufgebrachte Schichtdicke abnimmt. Die obere Walze treibt den Draht durch eine dauernde Berührung an der Überfläche unter nur geringem Druck an. Der Draht wird ohne große Spannung gezogen und geschoben. Zwischen den beiden Walzen ist der Draht nicht

J5 gespannt. Der Draht kann daher eventuell auftretende Spannungen in einer Schlinge während des Weiterlaufens selbsttätig ausgleichen, da ein Schlupf zwischen den einzelnen nicht gespannten Drahtschlingen möglich ist. Es hat sich gezeigl, daß durch die Variation des

■to Durchmessers der Walze Drahlrisse erfolgreich vermieden werden können. Überdies wird durch den geringen Auflagedruck und das Vermeiden von /u großen Formarbeiten des Drahtes die aufgalvanisierte Metallschichte geschont.

4ί Vorteilhaft ist es, wenn die untere Walze mil einem Badmischer, einem Flügelrad, Propeller oder dgl verbunden ist. Die sich drehende unlere Walze w.il/i dadurch automatisch das Bad um und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Elektrolyten und ein gleichmäßiges Aufbringen der Metallschichte.

Um den Draht rasch und einfach einführen zu können, ohne in das Bad selbst eingreifen zu müssen und ferner, um Badwannen auswechseln zu können, sind die obere und die untere Walze gemeinsam im gleichen Abstand

w zueinander absenkbar und hochführbar. Zum Einführen des Drahtes in Schleifen werden die Walzen aus dem Bad herausgeführt. Außerhalb des Hades läßt sich der Draht rasch und einfach in Schleifen um die Walzen legen. Wenn die Walzen aus dem Bad ausgeführt sind, können Badwannen weggefiihrl und ausgetauscht werden. Is können mehrere liadwannen neben und/oder hintereiii.iiuler angeordnet und die Walzen wahlweise in jede der Wannen absenkbar sein. Dadurch hat man die Möglichkeil, einen Uadwechsel rasch

M vorzunehmen bzw. in verschiedenen Hadern μ arbeiten. Selbstverständlich kann ein Uadwechsel auch .lurch Auspumpen der Badflüssigkeit und Wechsel der liadfliissigkeit erfolgen. Damit die Stromzufuhr dann,

wenn die Walzen in die Arbeitslage abgesenkt sind, mit Sicherheit erfolgt und andererseits die Stromzufuhr dann, wenn die Waizen zum Wechseln der Drähte, Bäder oder dgl hochgeführt werden, unterbrochen ist, ist eine Stromkontaktbürste vorgesehen, auf die beim Absenken der unteren Walze in &i% Bad und dem parallelen Mitbewegen der oberen Walze der Stromabnehmer der oberen Walze aufläuft. Nach dem Auflaufen der oberen Walze auf die Stromkontaktbürste ist St om eingeschaltet Sofort bei Beginn des Hebens der Walze wird der StADm unterbrochen.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen und glatten Oberfläche sind eine oder mehrere an sich bekannte Ziehvorrichtungen mit Ziehstein zwischen zwei Galvanisierstufen angeordnet, durch die das Werkstück nach is einer Teilgalvanisierung durchgezogen wird und hinter welcher es weher galvanisiert wird. Das Ziehen durch den Ziehslein bewirkt eine Glättung der aufgebrachten Metallschicht^ Die Metallschichte wird auf das darunter liegende Metall aufgepreßt. Durch die nachfolgende Weitergalvanisierung wird sich beispielsweise beim Verzinnen von Kupferdrahl, Zinn vor allem dort abscheiden, wo der Zinnbelag dünner ist bzw. wo Löcher oder Risse entstanden sind. In der nächsten Ziehstufe wird die aufgebrachte Metallschichte wieder 2·; geglättet. Man erhält durch mehrmaliges Ziehen und Weilergalvanisieren eine gleichmäßige und fehlerlose aufgalvanisierte Metallschichte. Auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Draht zuerst einen Teil einer Walze schlingenförmig umlaufen, dann durch einen Ziehstein geführt werden, danach zur gleichen Walze zurückgeführt, wieder einen Ziehstein durchlaufen usw. Es ist natürlich auch möglich, daß ein Ziehstein zwischen zwei Walzen und zwei hintereinander angeordneten Rändern eingeschaltet wird. i^r>

Durch das Galvanisieren wird der Drahtdurchmesser vergrößert. Durch ein Ziehen wird der Draht gestreckt und verlängert. Dadurch ändert sich die Drahtführungsgeschwindigkeil der verschiedenen Stufen. Diese Änderung tritt bei jeder Stufe gleichmäßig auf, so daß die Geschwindigkeilsänderungen von Stufe zu Stufe immer gleich sind. Wenn alle Stufen eine einmal eingestellte Geschwindigkeit, bei der der Draht anstandslos galvanisiert und gezogen werden kann, ohne zu reißen, konstant einhalten, kann es zu keinen Drahtspannungen und zu keinem Drahtriß kommen. Um dies zu erreichen, sind alle angetriebenen Stufen (Entfettung, Beizung, Galvanisicrwalzen, Ziehstufen usw.) oder Teilgruppcn durch eine einzige Welle oder einen anderen starren Antrieb gemeinsam gesteuert. ■> <)

Die Drahtvorschub- und Ziehgeschwindigkeit wird vorteilhaft so groß gewählt, daß die aufgalvanisierte Schicht anschmilzt. Durch das Anschmelzen der Schicht und das gleichzeitige Andrücken beim Durchgat.g durch den Ziehstein wird eine gleichmäßige Oberfläche « erreicht.

Die Erfindung ist an Hand von in den Zeichnungen durgestellten Ausführungsbeispiclcn näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht durch eine Galvanisierslufe im Schnitt, bi)

F i g. 2 dazu eine Ansicht ν · · .e,

F i g. J zeigt eine Ansicht von oben auf eine vollständige GaI vanisierungsan lage,

Fig.4 zeigt schematisch in Seitenansicht eine Variante. (Γι

Fig. I und 2 zeigen im Detail eine Galvanisierstufe der in Fig. 3 gezeigten Galvanisierungsanlage. Diese Anlage besteht aus einer Entfettungsstufe mit einem Entfettungsbad in der Wanne 18, einer nachfolgenden Spülstufe mit einem Spülbad in der Wanne 19, des galvanischen Bades 1 in der Wanne 20 und einer weiteren nachfolgenden Spülung in der Wanne_21. Der Draht 9, auf den galvanisch ein metallischer Überzug aufgebracht werden soll, wird in jeder Stufe über eine obere Antriebswalze 2 und eine untere Walze 11 geführt, was insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist Die obere Walze 2 ist durchlaufend mit Rillen 12 versehen. Die untere Walze Ii setzt sich aus einzelnen Führungsrädern !3 zusammen, die sich auf einer Achse 25 unabhängig voneinander drehen können und die eine Rille 14 aufweisen. Der Draht wird von der ersten Rille der oberen Walze 2 in die Rille 14 des ersten Führungsrades, weiter in die zweite Rille des oberen Rades, dann in die Rille des zweiten Fünrungsrades usw. schleifenartig ohne Spannung geführt Von der letzten Rille der Antriebswalze 2 wird der Draht dann weiter zur nächsten Antriebswalze der nächsten Stufe geführt. Die Achse 25 und die Achse 26 der oberen Walze sind durch eine Tragsäule 22 verbunden. Auf dieser Tragsäule ist ferner ein Abstreifer 27 befestigt Dieser Abstreifer ist, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, langer als der Durchmesser der Antriebswalze 2 bzw. der unteren Walze 11. Neben dem Abstreifen sichert er, daß der Draht in der durchgezogenen Schlaufenforni und nicht in der strichliert gezeigten Form verläuft. In der strichliert gezeigten Form würde der Draht größeren Biegebeanspruchungen ausgesetzt sein, die zu einer Verletzung der aufgalvanisierten Oberfläche führen können. Die Tragsäulen 22 sämtlicher Stufen sowie die Achsen 26 und damit die oberen und unteren Walzen samt Abstreifer sämtlicher Stufen sind auf einem durchgehenden Träger 17 befestigt, der auf einer Hebesäule 16 gelagert ist. Mit Hilfe dieser Hebesäule 16 kann der Träger 17 und damit die den Draht führenden Walzen 2 und 11 soweit angehoben werden, daß sich die unteren Walzen 11 oberhalb der Wannen befinden. In diesem herausgefahrenen Zustand kann der Draht einfach in Schlaufen über die Walzen aller Stufen gelegt werden. Da die Walzen außerhalb der Badwannen sind, wird dieses Einlegen durch das Bad nicht behindert Die Badwannen können je nach Bedarf weggeführt und ausgetauscht werden. Nachdem der Draht eingelegt ist, wird mit der Hebesäule 16 der Träger 17 wieder abgesenkt und die unteren Walzen 11 gelangen in ihre Bäder Über eine Konsole 24 sind an der Wanne 20 ein oder zwei oder mehrere gefederte Kontakte befestigt. Auf diese Schleifkontakte 23 läuft ein Kontaktrad 28 beim Absenken des Trägers 17 auf, welches leitend auf der Achse 26 aufsitzt und den Strom, der für die Galvanisierung benötigt wird, für die leitende obere Walze 2 abnimmt. Der Strom wird durch Kontakt auf die einzelnen Drahtschleifen weitergeleitet. Der Gegenpol 29 wird in bekannter Weise in das Bad gehängt. Bei Anheben der Hebesäule 16 wird das Kontaktrad 28 vun den Kontakten 23 sofort gelrennt. Die angehobenen Drähte können daher nie unter Strom stehen. Der Draht 9 ist zwischen den oberen Walzen 2 und den unteren Walzen 11 bzw. deren Führungsrädern 13 ohne wesentliche Spannung schleifenförmig geführt. Damit diese spannungsfreie Führung mit Sicherheit erreicht wird und auch trotz der aufgalvanisierten Schicht beibehalten wird, nimmt der Durchmesser der Führungsfläche der Rillen 12 in Laufrichtung des Drahtes ab und zwar um 0,03 mm pro Rille. Diese Durchmesseränderung kann je nach Erfordernis bzw. nach der aufgebrachten Schichtdicke variiert werden. Die oberen

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Walzen 2 sind über einen Regelmotor und eine starre Welle über Übersetzungsgetriebe 6 gemeinsam angetrieben. Die Führungsräder 13 der unteren Walze 11 werden durch den Draht 9 mitgezogen. Da jedes Rad gelrennt laufen kann, kann zwischen den einzelnen Führungsrädern 13 ein Schlupf vorhanden sein. Sie können daher keine Spannung der Drahtschlaufen verursachen. Mit den Führungsrädern verbunden ist ein Flügelrad 15, welches für die Durchmischung und Strömung der Badflüssigkeit sorgt. Der einmal eingeführte Draht läuft störungsfrei durch sämtliche Bad-, Entfettungs- und Spülstufen. Die beschriebene Drahlführung auf zwei Walzen ist nicht nur in der Galvanisierungsstufe, sondern auch in der Entfettungsstufe und in den Spülstufen angewendet. Es können selbstverständlich je nach Erfordernis mehr oder weniger Stufen eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, verschieden geartete Metallschichten in mehreren Bädern eventuell unter Zwischenschaltung mehrerer Spülstufen aufzubringen. Eine weitere Möglichkeit der Anwendung der Vorschläge der Erfindung zeigt schematisch F i g. 4. Der Draht 9 gelangt von einer Vorratsspule 7 über eine Antriebswalze 2 in ein galvanisches Bad, wobei selbstverständlich, wenn dies erforderlich ist, Entfettung- und Spülstufen vorgeschallet werden können. Dort wird der Draht mit einer Metallschicht versehen. Er wird weiter über Ziehwalzen 3 durch einen Ziehstein 4 gezogen und gelangt dann über die nächste Antriebwalze 2 in das nächste

^r) galvanische Bad. Dies kann beliebig oft fortgesetzt werden bis zur letzten Ziehvorrichtung 3 und einem letzten Ziehstein, nachdem der Draht auf einer Aufwickelspule 8 gelagert wird. Sämtliche Antricbswalzen und angetriebenen Teile der Ziehvorrichtung

κι werden über eine gemeinsame Antriebswelle 5 über eine Übersetzung 6 gleichzeitig angetrieben. Die Ausführungsbeispiele lassen zahlreiche Variationen offen, die in den Rahmen der Erfindung fallen sollen. So können beispielsweise beliebige galvanische Bäder verwendet werden. Der Draht kann von etwa der Mitte einer Galvanisierungswalze der Ziehvorrichtung zugeführt werden und danach wieder auf die gleiche Galvanisierungswalze geleilet werden. Es können statt einem Ziehstein auch andere Kaltverformungseinrichtungen wie Walzen oder dgl. zum Glätten der Oberfläche vorgesehen werden. Damit können auch andere bandförmige, slrangförmige Ausbildungen, wie Profilschienen gezogen und mit einer Überzugsschichte versehen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Galvanisieren von biegsamem, strangförmigen Gut, insbesondere Drähte und Bänder, mit zwei, in jeder Badstufe parallel übereinander angeordneten, mit Rillen versehenen Walzen, wobei die obere Walze als angetriebene Stromkontaktwalze dient und die untere in das Bad eintauchbare Walze eventuell in unabhängig auf einer Achse laufende Führungsräder geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Gutes ohne Vorspannung mindestens die obere Walze in der Gutlaufrichtung einen abnehmenden Durchmesser der Lauffläche für das Gut aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzendurchmesser in der Gutlaufrichtung mindestens um die auf das Gut aufgebrachte Schichtdicke abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Walze mit einem Badmischer, insbesondere Flügelrad oder Propeller verbunden ist.