DE2239547A1

DE2239547A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer litze aus metalldraehten, wobei die draehte mit einer galvanisch aufgebrachten oberflaechenbeschichtung eines anderen metalles versehen sind

Info

Publication number: DE2239547A1
Application number: DE2239547A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ascher
Original assignee: Karl Neumayer Erzeugung und Vertrieb Von Kabeln Draehten Isolierten Leitungen und Elektromaterial Wien GmbH
Current assignee: Karl Neumayer Erzeugung und Vertrieb Von Kabeln Draehten Isolierten Leitungen und Elektromaterial Wien GmbH
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1973-02-22
Also published as: SE396415B; DE2239547C3; IT962091B; JPS4834734A; CH554944A; NL7211162A; AT312075B; FR2150117A5; DE2239547B2; CA992490A; BE787590A; GB1368182A; US3919069A

Description

PATENTANWALT . £ £ O 3 3 4 I

DR. HERMANN FAY

DIPL.-,'HYS.

79 Ulm /Donau

Eniineerstr. 21,TeI. 64944

Karl Neumayer

Erzeugung und 'Vertrieb von Kabeln, Drähten, isolierten Leitungen und Elektromaterial Gesellschaft mit beschränkter Haftung, in Wien

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Litze aus Metalldrähten, wobei die Drähte mit einer galvanisch aufgebrachten Oberflächenbeschichtung eines anderen Metalles versehen sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Litze aus Metalldrähten, wobei die Drähte mit einer galvanisch aufgebrachten Oberflächenbeschichtung eines anderen Metalles versehen sind. Zur Verbesserung oder Änderung der Oberflächeneigenschaften uron Drähten und Litzen ist es bekannt, auf Drähte auf galvanischem Wege eine Oberflächenbescjjichtung aufzubringen. So ist es beispielsweise bekannt, Drähte aus verschiedensten Metallen und ihren Legierungen mit anderen Metallen galvanisch zu beschichten, um dadurch andere Metallurgische, physikalische und elektrische Ii-

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ORIGINAL INSPECTED

genschaften - dies sind zum Beispiel Korrisionsschutz, bessere Lötfähigkeit, bessere Oberflächenleitfähigkeit als auch optische Effekte - zu erreichen. Ferner ist es be«* kannt, aus einer Anzahl von Drähten Litzen zu verwUrgen, um vor allem die guten Biegeeigenschaften eines dünnen Drahtes mit den Leitfähigkeitseigenschaften eines dickeren Drahtes, der sich durch die Summe der Querschnitte deijteinzeldrähte ergibt, zu verbinden. Unter Litze im U Sinne der Erfindung fällt auch die aus Metalldrähten bestehende Umflechtung eines oder mehrerer isolierter Leiter, die beispieslwebe bei Abschirmkabeln oder Hohlleitern, Antennenleitungen, Koaxialleitern und dgl. Üblich ist. üblicherweise wurden bisher die Litzen aus Drähten verwürgt, die einzeln vor dem Formen der Litze mit einer galvanisch aufgebrachten Oberflächenbeschichtung versehen wurden. Beispielsweise werden verzinnte Kupferdrahtlitzen aus einzelnen verzinnten Drähten verwürgt. Dies hat den Nachteil, daß ein vielfaches der Litzenlänge an einzelnen Drähten durch eine Galvanisierungsanlage laufen muß und überdies beim VerwUrgen der Drähte oder Firmen der Litze die Beschichtung beschädigt werden kann. Bisher war man der Meinnng, daß ein Galvanisieren nach dem Verlitzen nicht möglich sei. Sin Grund für das Urteil der Fachwelt kann darin liegen, daß üblicherweise die galvanisch zu beschichtenden Drähte unter Spannung durch die Galvanisierungeanlage geführt wurden. Dabei wurden die Drähte der Litze fest

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aufeinander gedrückt, sodaß die Vermutung nahegelegen ist» daß zumindest ein Teil der Litze, nämlich die Stellen, wo die Drähte sich berühren, und in Folge der Spannung nicht voneinander können, nicht galvanisiert werden, was nach Entspannung dazu führt, daß am Draht nicht galvanisierte und nicht durch eine Oberflächenbeschichtung verbesserte oder geschützte Drahtstellen vorhanden sind, was zu Koros^ionen, schlechten Kontakten oder dgl. Anlaß geben kann.

Diese Nachteile und Vorurteile beseitigt die vorliegende Erfindung dadurch, daß blanke, bereits zu einer Litze verwürgte Einzeldrähte gemeinsam durch eine Drahtgalvanisierungsanlage laufen und gemeinsam galvanisiert werden, wobei den Einzeldrähten der zu galvanisierenden Drähte eine andauernde Relativbewegung zueinander beim Durchlaufen des Bades erteilt wird. Nach dem Erfindungsvorschlag erfolgt die Galvanisierung erst nach dem Formen der Litze. Da die Länge der Litze geringer ist, als die Gesamtlänge der Drähte, aus denen die Litze hergestellt ist, kann die fertige Litze wesentlich rascher die GaI-vanisierungsanlage durchlaufen als die Einzeldrähte. Das Galvanisieren kann daher wesentlich rascher erfolgen, Überdies hat die Litze üblicherweise eine größere Festigkeit als Einzeldrähte. Die Gefahr von Drahtrissen während des Galvanisierens wird dabei wesentlich herabgesetzt. Eine Beschädigung der Beschichtung beim Verlitzen ist ausgeschlossen, da die Oberflächenbeschichtung erst nach der Verlitzung aufgebracht wird.

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Es hat sich gezeigt, daß die galvanische Beschichtung der fertigen Litze nach dem Erfindungsvorschlag absolut möglich ist. Es hat sich sogar als Vorteil herausgestellt, daß die Beschichtung an der Oberfläche größer ist. Beispielsweise bei einer Zinnschichte auf einer Kupferlitze ist es vorteilhaft, wenn gerade an der Oberfläche, also dort, wo Anlötungen erfolgen, die Zinnschichte stärker gehalten werden kann.

Aber auch die inneren Litzendrähte sind ausreichend verzinnt. Die stärkere Verzinnung an der Oberfläche bewirkt, bessere Lötfähigkeit» Das Verfahren läßt sich Jedoch nicht nur mit Kupferdrähten, sondern auch mit allen anderen Metalldrähten, und nicht nur Bit Zinn, sondern auch mit Silber und ähnlichen Auflagen durchführen.

Um die Gefahr einer tailweisen Nichtgalvanisierung herabzusetzen und die Relativbewegung der Einzeldraht· zueinander beim Galvanisieren zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß die verlitzten Drähte teilweise spannungsfrei durch die Galvanisierungsanlage laufen. Bs ist weiter zweckmäßig, wenn die verlitzten Drähte mit wechselnder Spannung durch die Galvanisierungeanlage laufen, weil dadurch eine Verschiebung der Einzeldraht· zueinander, wenn auch nur in geringfügigem Ausmaße, während der Galvanisierung erreicht wird unlalle Drahtseil«! damit galvanisiert werden, Dem gleichen Zweck kann die

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Maßnahme dienen, daß die verlitzten Drähte mit wechselnder Krümmung durch die Galvanisierungsanlage laufen. Auch dadurch wird eine Verschiebung und Lockerung der Litzendrähte während des Galvanisierungsvorganges erreicht. Es können auf die Art Litzen aus Drähten verschiedenster Dimensionen und Profilen verwürgt werden. Beispielsweise wurden Kupferdrahtlitzen aus Drähten von 0,05 bis 0,30 mm in verschiedener Anzahl (beispielsweise 18 Drähte von 0,10 mm 0 oder 26 Drähte von 0,20 mm 0 zu Litzen verwürgt und danach nach dem beschriebenen Verfahren galvanisch beschichtet. Das gleiche Verfahren wurde für eine Drahtumflechtung von kunststoffisolierten Leitungen angewendet. Die Abschirmung wurde dabei aus blanken Dupferdrähten geflochten und auf einer Durchlaufgalvanikmaschine, die noch näher beschrieben wird, fertig verzinnt. Statt Kupferdrähten können jedoch ohne weiteres auch Aluminiumdrähte, Eisendrähte oder andere Drähte verwendet werden, es kann eine Beschichtung aus Silber, Zink, Zinn oder einem anderen Metall, welches eine Galvanisierung zuläßt, gewählt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird insbesondere eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei irelcher die Litze, oder ein anderer bandförmiger Körper, durch mehrfaches Führen des Werkstückes durch ein oder mehrere Bäder mit einer elektrolytisch aufgebrachten Metallschichte versehen wird, wobei die Litze in jeder Badstufe auf zwei paralell übereinander angeordneten Rollengruppen vorzugsweise in

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Rillen in mehreren nebeneinander liegenden Schlingen geführt ist und die eine Rollengruppe stromleitend ist und durch Kontakt dem Werkstück Strom zuführt und die badseitig angeordnete Rollengruppe in ein Bad eintauchbar ist. Solche Vorrichtungen sind bekannt. Um die Litze zumindest teilweise spannungsfrei durch die Galvanisierungsanlage laufen zu lassen, wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung zwei, etwa senkrecht Übereinander angeordnete Walzen aufweist, von denen die badseitig angeordnete als Hitläuferwalze und die andere als angetriebene, stromführende Walze ausgwbildet ist, wobei die beiden Walzen voneinander distanziert angeordnet sind und die Litze die Antriebskraft von der einen auf die andere Walze überträgt.

Auf den beiden Walzen können viele Schlingen nebeneinander geführt werden ohne viel Platz zu beanspruchen. Die Litze kann dabei sehr oft in das Bad eingeführt und durch das Bad durchgeführt werden. Die Strecke, auf der das Bad durchlaufen wird, ist sehr groß, der Platzbedarf im Verhältnis zur Strecke sehr klein. Durch die ZwangsfUhrung auf d«a oberen und den unteren Rollen wird die Litze spiralförmig entlang den Walzen durch das Bad geführt, wobei die Krümmung der Litze dauernd geändert wird. Dadurch ergibt sich laufend eine Verschiebung der einzelnen Litzendrähte untereinander. Das Sin- und Austauchen der Litze in und aus dem Bad hat sich als vorteilhaft für eine gleichmäßige Verteilung der Auf-

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lageschicht erwiesen. Dadurch, daß die ©b@r© Walze angetrieben ist, und sich die Zugkraft zum Antrieb der Mitläuferwalze auf viele Litzenstücke verteilt, ist ss nicht nötig, die Litze mit einer großen Vorspannung durch di® Vorrichtung zu ziehen. Vielmehr ist die Litze praktisch ohne Vorspannung auf- und zwischen den Walzen geführt« Dadurch wird die Litze immer wieder entlastet und sämtliche Litzenstellen können galvanisch beschichtet werden. Dies wird insbesondere auch dadurch erreicht, daß mindestens die Antriebswalze in Achsrichtung und zwar in der Richtung in der die Litze weiterläuft, einen abnehmenden Durchmesser der Lauffläche für die Litze aufweist. Durch das Abnehmen des Durchmessers wird erreicht, daß die Litzenschlingen größer werden, ^s öf&er die Litze in das Bad eingeführt wird, es ^iFd di© Durchmesserzunahme der Litze durch die aufgalvanisierte Schichte ausgeglichen, eine Litzenspannung auf jeden Fall vermieden. Durch die vielfache Berührung ist nur eine geringe Druck- und Reibungsübertragung an der Oberfläche notwendig und es tritt fast keine und wechselnde Spannung auf. Die Litze ist zwischen den Walzen nicht gespannt, sie verformt' sich sogar in Folge der raschen Änderung des Krüanungsradius zwischen den einzelnen Walzen meanderfSrmig. Durch den geringen Auflagedruck und das Vermeiden zu großer Fornarbeiin der galvanisierten Litze wird die aufgalvanisierte Metallschicht geschont. Der Walzendurchaesser nimmt dabei in Achsrichtung mindestens um die auf das Werkstück aufgebrachte Schichtdick· ab.

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Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Mitläuferwalze in unabhängig auf einer Achse laufenden FUhrungsräder geteilt ist. Jede Litzenschlinge läuft dabei auf einem Führungsrad. Das Führungsrad paßt sich automatisch der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenteiles an, während die jeweilige Litzenschlinge antreibt. Auch dadurch werden Spannungen erfolgreich vermieden. Mit dieser Vorrichtung lassen sich nicht nur Litzen, sondern andere drahtförmige oder bandiBrmige Werkstücke, also Drähte, Bänder, usw. mit einer galvanischen Auflage beschichten.

Die Erfindung ist an Hand von in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsBeispielen näher erläutert, ohne sich darauf zu beschränken.

Fig. 1 zeigt eine Seitansicht durch eine Galvanisierungsstufe im Schnitt, Fig. 2 eine Seitensicht dazu von vorne, Fig. 3 zeigt eine Ansicht von oben auf eine vollständige Galvanisierungsanlage, Fig. U zeigt in Ansicht von oben eine Litze, die durch Verdrehen gebildet ist und Fig. 5 einen mit einer Isolierlitze ummantelten isolierten Draht.

Fig. 1 und 2 zeigen im Detail ftine Galvanisierstufe der in Fig. 3 gezeigten Galvanisierungsanlage. Diese Anlage besteht aus einer Entfettungsstufe mit einem Entfettungsbad in der Wanne 18, einer nachfolgenden SpUlstufe mit

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einem Spülbad in der Wanne 19» des galvanischen Bades 1 in der Wanne 20 und einer weiteren nachfolgenden Spülung in der Wanne 21. Die Litze 9 auf die 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 Figuren 1 und 2 ersichtlich ist. Die obere Walze 2 ist durchlaufend mit Rillen 12 versehen. Die untere Walze 11 setzt sich aus einzelnen Führungsrädern 13 zusammen, die sich auf einer Achse 25 unabhängig voneinander drehen können und die eine Rille 14 aufweisen«, Die Litze wird von der ersten Rille dar oberen Walze 2 in die Rille 14 des ersten Führungsrades, weiter in die zweite Rille des oberen Rades, dann in die Rille des zweiten Führungsrades usw. schleifenartig ohne Spannung geführt. Von der letzten Rille der Antriebswalze 2. wird die Litze 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 Trag-

säule ist ferner ein Abstreifer 27 befestigt. Dieser Abstreifer ist, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, länger als der Durchmesser der Antriebswalze 2 bzw. der unteren Walze 11. N©ben dem Abstreifen sichert er, daß die Litze in der durchgezogensn Schlaufenform und nicht in der. strich'liert gezeigten Form verläuft. In der strichliert gezeigten Fsra würde die Litze größeren Biegebeanspruchungen ausgesetzt sein, dia zu einer Yerlötzüng der aufgalvanisierten Obarfläch© führen können« Die Trag-

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säulen 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 die Litze führenden Walzen 2 und 11 soweit angehoben werden, daß sich die unteren Walzen 11 oberhalb der Wannen befinden. In diesem herausgefahrenen Zustand kann die Litze einfach in Schlaufen über die Walzen aller Stufen gelegt werden. Da die Walzen außerhalb der Badewannen sind, wird dieses Einlegen durch das Bad nicht behindert. Die Badewannen können je nach Bedarf weggeführt und ausgetauscht werden. Nachdem die Litze 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 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 Litzenschleifen weitergeleitet. Der Gegenpol 29 wird in bekannter Weise in das Bad gehängt. Bei Anheben der Hebesäule 16 wird das Kontaktrad 28 von den Kontakten sofort getrennt. Die angehobenen Litzen können daher nie unter Strom stehen. Die Litze 9 ist zwischen den oberen Walzen 2 und den unteren Walzen 11 bzw. deren FUhrungs-

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rädern 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 der Litze ab und zwar um 0,03 mm pro Rille. Diese Durchmesseränderung kann je nach Erfordernis bzw. nach der aufgebrachten Schichtdicke variiert werden. Die oberen Walzen 2 sind über einen Regelmotor und eine starre Welle über Übersetzungsgetriebe 6 gemeinsam angetrieben. Die RUhrungsräder 13 der unteren W_alze 11 werden durch die Litze 9 mitgezogen. Da jedes Rad getrennt laufen kann, kann zwischen den einzelnen Führungsrädern 13 ein Schlupf vorhanden

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sein. Sie können daher keine Spannung der Litzenschlaufen verursachen. Mit den Führyngsrädern verbunden ist ein Flügelrad 15, welches für die Durch-Mischung und Strömung der Bandflüssigkeit sorgt. Der einmal eingeführte Draht läuft störungsfrei durch sämtliche Bad- Entfettungs- und Spülstufen. Die beschriebene Litzenführung 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 beispieslweise möglich, verschieden geartete Metallschichten in mehreren Bädern eventuell unter Zwischenschaltung mehrerer Spülstufen aufzubringen. In Fig. 4 ist eine aus einmelnen Kupferdrähten mit einem Durchmesser von 0,1 mm durch Verdrillen gebildete Litze

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gezeigt, die mit einer Schichte von Zinn durch ein einmaliges Durchlaufen auf der beschriebenen Maschine versehen worden ist. Die Litze wurde dabei unverzinnt verdrillt. Fig. 5 zeigt einen Kupferleiter 29 mit einer Isolierschichte 30, der mit einer Abschirmungsummantelung 31» einem Kupferdrahtgeflecht außen umgeben ist. Der fertige, «it der Kupferdrahtummantelung versehene Draht wurde durch die Galvanisierungsanlage geführt und in einem Zuge beschicktet.

Selbstverständlich können für die Ausführung der Litze Drähte beliebiger Dimensionen und verschiedener Materialien wie Aluminium, Eisen, Legierungen, Bronze, usw.

verwendet werden. Ebenso können alle galvanisch aufbringbaren Metalle zur Galvanisierung Verwendung finden. Die Litzen können nur aus Drähten geflochten sein oder auch Über einen Träger, der flexibel ist, gefloctten werden und danch galvanisiert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Litze aus Metalldrähten, wobei die Drähte mit einer galvanisch aufgebrachten Oberflächentieschichtung eines anderen Metalles versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß blanke, bereits zu einer Litze verwürgte Einzeldrähte &28,31) gemeinsam durch eine Drahtgalvanisierungsanlage laufen und gemeinsam galvanisiert werden, wobei den Einzeldrähten der zu galvanisierenden Drähte eine andauernde^ Relativbewegung zueinander beim Durchlaufen des Bades erteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verlitzten Drähte (9,28,31) teilweise spannungsfrei durch die Galvanisierungsanlage laufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verlitzten Drähte (9,28,31) mit wechselnder Spannung durch die Galvanisierungsanlage laufen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verlitzten Drähte (9,28,31) mit wechselnder Krümmung durch die Galvanisierungsanlage laufen.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch mehrfaches Führen des Werkstückes,( Litzen, Drähten, Bänder, usw.) durch ein oder mehrere Bäder, wobei der Werkteil in Jeder Badstufe auf zwei parallel übereinander angeordneten Walzen vorzugsweise in Rillen in mehreren nebeneinander liegenden Schlingen geführt ist und die eine Walze stromleitend ist und durch Kontakt dem Werkstück Strom zuführt und die badseitig angeordnete Walze in ein Bad eintauchbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei etwa senkrecht übereinander angeordnete Walzen aufweist, von denen die badseitig angeordnete als Nitläuferwalze (11) und die andere als angetriebenen, stromführende Walze (2) ausgebildet ist, wobei die beiden Walzen voneinander distanziert angeordnet sind und die Litze die Antriebskraft von der einen auf die andere Walze überträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Antriebswalze (2) in Achsrichtung, und zwar in t»t Richtung, in der die Litze weiterläuft, einen abnehmenden Durchmesser der Lauffläche für die Litze aufweist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn- , zeichnet, daß der Walzendurchmesser in Achsrichtung
mindestens um die auf die Litze aufgebrachte Schichtdicke abnimmt, wobei vorzugsweise die Mitläuferwalze
(11) in unabhängig auf einer Achse laufende Führungsräder (13) getiilt ist.

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