DE2151618A1

DE2151618A1 - Verfahren und vorrichtung zum beschichten bzw. behandeln eines elektrisch leitenden faserstranges aud duennen fasern

Info

Publication number: DE2151618A1
Application number: DE19712151618
Authority: DE
Inventors: Jochen Vetter
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1971-10-16
Filing date: 1971-10-16
Publication date: 1973-04-26
Also published as: FR2156258B3; FR2156258A1; DK141970B; JPS4847437A; DE2151618C3; FI53988B; FI53988C; DK141970C; NL7213630A; BE790167A; US3896010A; CH584766A5; NO133410C; GB1410028A; IT967931B; DD100285A5; AT316249B; NO133410B; DE2151618B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten bzw. Behandeln eines elektrisch leitenden Faserstranges aus dünnen Fasern

Die kontinuierliche galvanische Beschichtung von elektrisch leitenden Fasersträngen bzw. -bündeln mit einer großen Zahl von dünnen Einzelfäden (ca. 1o 000) bereitet bekanntlich Schwierigkeiten, da die äußeren Fäden des Bündels die im Kern liegenden Fäden - entsprechend der Wirkung des Faraday'sehen Käfigs - elektrisch abschirmen. Um diese Faserbündel zu galvanisieren, versuchte man bisher, die Faserbündel zu entdrallen, so daß die Einzelfäden im Elektrolytbad etwa nebeneinander zu liegen kommen.(S.V. Sara: "Fabrication and properties of graphitefiber, nickel-matrix composites", 14th National Sampe Symposium November 1968, Union Carbide Corp. Carbon Products Division).. Bei diesem Verfahren stellten sich verschiedene Mangel ein, wie z.B. eine mechanische Beschädigung der Einzelfäden, eine örtliche Verarmung an entladungsfähigen Ionen des Elektrolyten sowie eine ungleichmäßige Metallabscheidung am Umfang der Einzelfäden.

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Die Aufgabe der Erfindung "besteht nun darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Beschichten "bzw. Behandeln eines dünnen elektrisch leitenden Faserstranges bzw. -bündeis quasi unendlicher Länge zu schaffen, bei dem die vorgehend genannten Nachteile weitgehend vermieden werden. An allen Einzelfäden im Faserbündel soll sich demnach möglichst dicht und gleichmäßig Metall aus dem Elektrolyt abscheiden, ohne daß eine mechanische Behandlung (Entdrallen) und eine Beschädigung der Einzelfäden zu befürchten ist. Das Verfahren soll ferner in einem Arbeitsgang in einer möglichst einfachen Vorrichtung, durchführbar sein, um eine weitgehende Automation zu gewährleisten.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Faserstrang als Kathode geschaltet und so durch eine mit einer Anodt ausgestatteten Wirbelkammer gezogen wird, daß er durch einen kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführen Tlektrolytstrahl aufgefächert wird. Erfindungsgemäß soll ferner der in der Wirbelkammer galvanisierte Faserstrang so gezogen werden, daß er anschließend eine als Kathode geschaltete Walze berührt.

Der als Kathode geschaltete Faserstrang durchläuft also die Wirbelkammer, in die eine Elektrolytflüssigkeit gesprüht wird. Diese wird so radial nach innen auf den Faserstrang gespritzt, daß der Strang etwa über die Länge der Wirbelkammer aufgefächert wird. Da der Elektrolytstrahl infolge ssiner Vorbelführung an

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der Anode gleichzeitig Stromleiter ist, findet an den Stellen, die der Strahl erreicht, eine Metallabscheidung statt. Der Elektrolyt erreicht vorteilhaft auch die Fasern im Kern des Faserbündels, ohne daß abschirmende Außenfasern dazwischenliegen. Die Auffächerung des faseretranges durch den Elektrolytstrahlwirbel gewährleistet eine statistisch gleichmäßige, optimale Abscheidung. Die Heranführung von frischem Elektrolyt verhindert ferner, daß örtlich eine Verarmung an entladungsfähigen Ionen eintritt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darüber hinaus darin gesehen, daß jede beliebige Elektrolytflüssigkeit Verwendung finden kann (z.B. alkalische oder saure Cu-Elektrolyt; Ni-SuIfamat, etc.).

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nach der Erfindung im wesentlichen darin, daß die aus elektrisch nicht-leitfähigem Material bestehende Wirbelkammer einen innen von einer Buchse begrenzten Eingraum aufweist, der eine ringförmige Anode aufnimmt und in den die Elektrolytzufuhr einmündet.

Um eine gute Verwirbelung des Elektrolytstrahls zu erreichen, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, im Mantel der Buchse radial gerichtete, im wesentlichen sich in Längsrichtung erstreckende Schlitze (Düsen) am Umfang gleichmäßig verteilt anzuordnen.

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7sur Stioisbeauisell]agung des in der Wirbelkantmer zu galvanisierenden Faserstraitges ist eine stit der Kathode einer Stromquelle in Verbindiuig stehende ¥alze vorgesehen über die der galvanisierte Faserstrang geführt wird.

Die Busen, durch welche die Elektrolytfliissigkeit vom Kingrauia ztUB Faserstrang austritt, können kreisrund oder schlitzförmig ausgebildet' sein, ilire Form muß äedocli gewälu·!eisten_t daß eine entsprechende, zur Auffächerung des Fasc;rstranges erforderliche Durcliwirlielung gewährleistet ist. Eine Bewegung der Busen sowie eine Fulsierraig des Elektrolyts kann erforderlichenfalls einen zusätzlichen Yorteil "bringen.

Bie Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Ist nicht nur auf das Galvanisieren von Fasersträngen "beschränktί es ist auch möglich, die Vorrichtung zum elektrolytischen itzen oder Spulen von Faserbündeln einzusetzen.

Bie Erfindung Ist anhand eines Beispiels schematisch dargestellt.

Fig. Λ zeigt eine erfindungsgensäße Vorrichtung In Gesamtansicht,

. Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Wirbelkammer.

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ORIGINAL INSPECTED

yon einer Abwickelspule 1 läuft der aus ca. io ooo einzelnen Kohlenstoffaserfäden bestehende Faserstrang 2 in etwa in axialer Richtung durch eine Wirbelkammer 3 und über eine Walze ¹Y zu einer Aufwickelspule 5- Em Ringraum 6 der in Fig. 2 näher beschriebenen Wirbelkammer 3 ist eine ringförmige Anode 7 angeordnet, die über eine mit einem Amperemeter A versehene elektrische Leitung 8 mit einer Stromquelle 9 iß Verbindung steht, deren Spannung mit einem Spannungsmesser V gemessen wird, In den Hingraum 6 führt außerdem eine Zufuhrleitung io, über die der Elektrotyt E mittels eine? Pumpe 11 von einem Vorratsbehälter Ί2 durch die Düsen 13 gegen den Faserstrang 2 gefördert wird. Die vom B'asersbx'ang abfließende, überflüssige Elektrolytflüssigkeit tropft in den Vorratsbehälter ab. Nachdem der Faserstrang 2 in der Wirbelkammer 3 beschichtet worden ist, wird er über die Walze ^ geführt, die über eine elektrische Leitung 14 der Kathode der Stromquelle 9 angeschlossen ist. Durch die Berührung des Faserstranges mit dieser Walze wird erreicht, daß der Faserstrang als Kathode wirksam wird. Der galvanisierte Faserstrang wird schließlich nach (nicht eingezeichnetem) Trocknungsvorgang in Pfeilrichtung auf die Aufwickelspule 5 aufgewickelt.

Die Wirbelkammer 3 (i"ig. 2) besteht im wesentlichen aus zwei miteinander verbundenen Gehäuseteilen 15 und 16 aus elektrisch nicht leitendem Material, die den Ringraum 6 bildet. Der Gehäuseteil 15 weist eine Scheibe auf, an deren In der Achse A" liegenden Bohrung sich eine Buchse 15a anschließt. Der Mantel dieser Buchse

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weiat aec.hss am Umfang gleichmäßig verteilte Düsen 15 auf, die etwa nach einer JJinuHlinie achsparallel (Achse ti!) verlaufen, rhie auf der Achse A¹ projezierte Länge-entspricht; in etwa der Höhe der Anode 7· Die Eor-ji «ier Dü£5i)n kann Jedoch bfeLiebitS ausgeführt werdenj en können Bonrungen, ÜchLibze beliebiger Form angeordnet sein, die jedoch gewährleisten müssen, daß der sich in der Achse A¹ bewegende Faserstrang am ganzen Umfang gleichmäüig vom turbulenten Elektrolytstrahl angesprüht und autgefächert wird.

Die ringförmige Anode 7 **is auch der Wandteil dea zweiten GehäuseteiLs 16 sitzen auf der »Scheibe des Gehäuseteil« Vj auf. Die Berührungsflächen der beiden Gehäuseteile 15 und Ί6 sind mit Dichtungen 17 und 18 versehen, die somit den Ringraum 6 entsprechend abdichten. Im Gehäuseteil 16 sind ferner Bohrungen 1o' und 19 für die Zufuhrleitung 1o des Elektrolyts sowie für die Anodenleitung 8 vorgesehen. Die Bohrungen 2o sind für die Gehäuseschrauben vorgesehen.

im Rahmen der Erfindung sind noch andere Ausführungsformen der Wirbelkammer, insbesondere der Düsen denkbar, durch welche der Effökt der Auffächerung des B'aserstranges mit Hilfe des Elektrolytstrahles erzielt wird. So könnten beispielsweise die Düsen bewegbar, deren Querschnitt veränderbar oder die ringförmige Anode während des Betrieben im Umfang verstellbar sein.

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Claims

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HAßCHIHEHFABR IE AUGÜBUHG-MÜIiNBERG
Al: ti eiißcßcl 1 schaft

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Ilüncnen, den 7. OHohor 1971

P a 1 e η t a η κ ρ r ü c h v

;.' VerIaIn¹PU »um Beschichten und Behandeln dünner elektrisch leitenden Fas erstränge quasi unendlicher Länge, dadurcli gekennzeichnet, daß der Faserstrang als Lathode geschaltet und so durch eine mit einer Anode ausgestatteten Wirbelkammer gezogen wird, daß er duch einen kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführten Elektrolytstrahl aufgefächert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der in der Wirbelkammer galvanisierte Faserstrang so gezogen wird, daß er anschließend eine als Kathode geschaltete Walze "berührt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elektrisch nicht leitendem Material "bestehende Wirbelkammer (3) einen innen von einer Buchse (15a) begrenzten Kingraum (6) aufweist, der eine ringförmige Anode (7) aufnimmt und in den die Elektrolytzufuhrleitung (1o) einmündet.

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WSPHCTS)
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel der Buchse (15a) radial gerichtete, sich im wesentlichen in Längsrichtung erstreckende Schlitze (püsen 13) gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strombeaufschlagung des in der Wirbelkammer zu galvanisierenden Faser stranges (2) eine mit der
fc Kathode der Stromquelle (9) in Verbindung stehende Walze (4) vorgesehen ist.
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