DE2239547B2 - Verfahren und Vorrichtung zum galvanischen Überziehen von zu einer Litze verwürgten Einzeldrähten mit einer Schicht eines anderen Metalles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum galvanischen Überziehen von zu einer Litze verwürgten Einzeldrähten mit einer Schicht eines anderen Metalls. Zur Verbesserung oder Änderung der Oberflächeneigenschaften von Drähten und Litzen ist es bekannt, auf Drähte auf galvanischem Wege eine Oberflächenbeschichtung aufzubringen. So ist es beispielsweise bekannt, Drähte aus verschiedensten Metallen und ihre Legierungen mit anderen Metallen galvanisch zu beschichten, um dadurch andere metallurgische, physikalische und elektrische Eigenschaften — dies sind z. B. Korrosionsschutz, bessere Lötfähigkeit, bessere Oberflächenleitfähigkeit als auch optische Effekte — zu erreichen. Ferner ist es bekannt, aus einer Anzahl von Drähten Litzen zu verwürgen, um vor allem die guten Biegeeigenschaften eines dünnen Drahtes mit den Leitfähigkeitseigenschaften eines dickeren Drahtes, der sich durch die Summe der Querschnitte der Einzeldrähte ergibt, zu verbinden. Unter Litze im Sinne der Erfindung fällt auch die aus Metalldrähten bestehende Umflechtung eines oder mehrerer isolierter Leiter, die beispielsweise bei Abschirmkabeln oder Hohlleitern, Antennenleitungen, Koaxialleitern u.dgl. üblich ist. Überlicherweise 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 Verwürgen der Drähte oder Formen der Litze die Beschichtung beschädigt werden kann.

Weiter ist das Überziehen einer fertigen Litze galvanisch mit Zinn bekannt. Überlicherweise werden Litzen daher derart galvanisiert, daß sie unter gleichmäßiger Spannung durch ein Bad durchgezogen werden. Die Litze wird daher zwar oberflächlich galvanisiert, verliert aber dabei wesentlich an Flexibilität, weil durch die Galvanisierung zwischen den durch die Zugspannung beim Ziehen durch das Bad aneinanderliegenden Litzen sich Gaivanisierungsbriicken zwischen den einzelnen Drähten bilden. Bei Auseinandernehmen der Litzen nach der Galvanisierung zeigt es sich, daß dadurch, daß die Litzen unter Spannung durch das Bad gezogen wurden, an den Stellen, an welchen die Litzen aneinanderliegen, ungalvanisierte Stellen auftreten. Das nachträgliche Galvanisieren von verwürgten hochwertigen Litzen ist daher bisher nicht anwendbar.

Bisher war man der Meinung, daß ein hochwertiges Galvanisieren nach dem Verlitzen nicht möglich sei. Ein Grund für das Urteil der Fachwelt kann darin liegen, daß üblicherweise die galvanisch zu beschichtenden Drähte unter Spannung durch die Galvanisierungsanlage geführt wurden. Dabei wurden die Drähte der Litze fest aufeinander gedrückt, so daß die Vermutung nahe gelegen 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 Korrosionen, schlechten Kontakten od. dgl. Anlaß geben kann.

Diese Nachteile und Vorurteile beseitigt die vorliegende Erfindung dadurch, daß den Einzeldrähten beim Durchlaufen des Bades eine andauernde Relativbewegung zueinander dadurch erteilt wird, daß die Litze teilweise spannungsfrei, mit wechselnder Spannung und mit wechselnder Krümmung geführt wird.
Die Gefahr einer teilweisen Nichtgalvanisierung wird dadurch herabgesetzt und die Relativbewegung der Einzeldrähte zueinander beim Galvanisieren sowie eine Verschiebung der Einzeldrähte zueinander, wenn auch nur in geringfügigem Ausmaße, während der Galvanisierung erreicht. Alle Drahtstellen werden dadurch galvanisiert. Auch wird eine Verschiebung und Lockerung der Litzendrähte während des Galvanisierungsvorganges erreicht, so daß die Drähte nicht zusammen galvanisiert werden und die Litze flexibel bleibt. Es können auf die Art Litzen aus Drähten verschiedenster

so Dimensionen und Profile verwürgt werden. Beispielsweise wurden Kupferdrahtlitzen aus Drähten von 0,05 bis 030 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 Kupferdrähten 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 mit Walzen zum mehrfachen Führen der Litze in nebeneinanderliegenden Schlingen durch

ein oder mehrere Bäder vorgeschlagen, wobei sie je Bad zwei parallel in Abstand senkrecht übereinander angeordnete, vorzugsweise mit Rillen versehene Walzen aufweist, von denen die ins Bad eintauchbare als Mitläuferwalze und die andere als angetriebene, stromführende Walze ausgebildet ist

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 Platzbödarf im Verhältnis zur Strecke sehr klein. Durch die Zwangsführung auf den 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 Litzen.drähte untereinander. Das Ein- und Austauchen der Litze in und aus dem Bad hat sich als vorteilhaft für eine gleichmäßige Verteilung der Auflageschicht erwiesen. Dadurch, daß die obere Walze angetrieben ist, und sich die Zugkraft zum Antrieb der Mitläuferwalze auf viele Litzenstücke verteilt, ist es nicht nötig, die Litze mit einer großen Vorspannung durch die 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 der Achsrichtung, 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, je öfter die Litze in das Bad eingeführt wird, es wird die Durchmesserzunahme der Litze durch die aufgalvaninierte Schicht ausgeglichen, eine Litzenspannung auf jeden Fall vermieden. Durch die vielfache Berührung ist nur eine geringe Druck- und Re'bungsübertragung 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 taschen Änderung des Krümmungsradius zwischen den einzelnen Walzen meanderförmig. Durch den geringen Auflagedruck und das Vermeiden zu großer Formarbeiten der galvanisierten Litze wird die aufgalvanisierte Metallschicht geschont. Der Walzendurchmssser nimmt dabei in Achsrichtung mindestens um die auf das Werkstück aufgebrachte Schichtdicke ab.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Mitläuferwalze in unabhängig auf einer Achse laufenden Führungsräder geteilt ist Jede Litzenschlinge läuft dabei auf einem Führungsrad. Das Führungsrad paßt sich automatisch der Antriebsgeschwindigkeit des Walzenteiks an, während die jeweilige Litzenschlinge antreibt. Auch dadurch werden Spannungen erfolgreich vermieden.

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne sich darauf zu beschränken.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht durch eine Galvianisierungsstufe im Schnitt,

F i g. 2 eine Seitenansicht dazu von vorne,

Fig.3 zeigt eine Ansicht von oben auf eine vollständige Galvanisierungsaniage,

F i g. 4 zeigt in Ansicht von oben eine Litze, die durch Verdrehen gebildet ist und

Fig.5 einen mit einer Isolierlitze ummantelten isolierten Draht.

F i g. 1 und 2 zeigen im Detail eine Galvanisierstufe der in Fig.3 gezeigten Galvanisierungsaniage. 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. Die litze 9 auf die galvanisch ein metallischer Überzug aufgebracht werden soll, wird in jeder Stufe über eine

ίο obere Antriebswalze 2 und eine untere Walze 11 geführt, was insbesondere aus den F i g. 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 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 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 Tragsäule ist ferner ein Abstreifer 27 befestigt Dieser Abstreifer ist, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, länger als der Durchmesser der Antriebswalze 2 bzw. der unteren Walze 11. Neben dem Abstreifen sichert er, daß die Litze in der durchgezogenen Schlaufenform und nicht in der strichliert gezeigten Form verläuft. In der strichliert gezeigten Form würde die Litze 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 die Litze führenden Walzen 2 und 11 so weit 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 dei Badewannen sind, wird dieses Einlegen durch das Bad nicht behindert. Die Badwannen 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

so Bäder. Über eine Konsole 24 sind an der Wanne 20 ein oider zwei oder mehrere gefederte Kontakte befestigt. Auf diese Schleifkontakte 23 läuft ein Kontaktrad 28 beim Absenken des Trägers 17 auf, welches leitend auf dler 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 23 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 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 Führungsflächen 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 Führungsräder 13 der unteren Walze 11 werden durch die Litze 9 mitgezogen. Da jedes Rad getrennt laufen kann, kann zwischen den einzelnen Führungsrädern 13 ein Schlupf vorhanden sein. Sie können daher keine Spannung der Litzenschlaufen 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 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 beispielsweise möglich, verschieden geartete Metallschichten in mehreren Bädern eventuell unter Zwischenschaltung mehrerer Spülstufen aufzubringen. In F i g. 4 ist eine aus einzelnen Kupferdrähten mit einem Durchmesser von 0,1 mm durch Verdrillen gebildete Litze gezeigt, die mit einer Schichte von Zinn durch ein einmaliges Durchlaufen auf der beschriebenen Maschine versehen worden ist. Die Litze wurde dabei unverzinnt verdrillt. F i g. 5 zeigt eine Kupferleiter 29 mit einer Isolierschichte 30, der mit einer Abschirmungsummantelung 31, einem Kupferdrahtgeflecht außen umgeben ist. Der fertige, mit der Kupferdrahtummantelung versehene Draht wurde durch die Galvanisierungsanlage geführt und in einem Zuge beschichtet.

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 geflochten werden und danach galvanisiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum galvanischen Überziehen von zu einer Litze verwürgten Einzeldrähten mit einer Schicht eines anderen Metalls, dadurch gekennzeichnet, daß den Einzeldrähten beim Durchlaufen des Bades eine andauernde Relativbewegung zueinander dadurch erteilt wird, daß die Litze teilweise spannungsfrei, mit wechselnder Spannung und mit wechselnder Krümmung geführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Walzen zum mehrfachen Führen der Litze in nebeneinanderliegenden Schlingen durch ein oder mehrere Bänder, dadurch gekennzeichnet, daß sie je Bad zwei parallel in Abstand senkrecht übereinander angeordnete, vorzugsweise mit Rillen versehene Walzen aufweist, von denen die ins Bad eintauchbare als Mitläuferwalze (11) und die andere als angetriebene, stromführende Walze (2) ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Antriebswalze (2) in der Achsrichtung, in der die Litze weiterläuft, einen abnehmenden Durchmesser der Lauffläche für die Litze aufweist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, 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) geteilt ist.