DE3327288A1

DE3327288A1 - Vorrichtung zur mikrodrahtherstellung

Info

Publication number: DE3327288A1
Application number: DE19833327288
Authority: DE
Inventors: Svjatoslav A. Minsk Barta&scaron;evi&ccaron;; Viktor S. Karpizkij; Aleksandr W. Stepanenko; Vladimir G. Woitow
Original assignee: Belarusian National Technical University BNTU
Current assignee: Belarusian National Technical University BNTU
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1985-02-07
Also published as: JPS6044913A; CH660696A5; SE445896B; SE8304189L; FR2550107B1; JPH0354804B2; DE3327288C2; FR2550107A1; US4620432A; SE8304189D0

Description

PATS NT A N WALTE _-*:;" : '" .;_{ft ΎηΉ 1cm}

26LLENTIN " -28,-Juli 1983

AWKiBRUCKKNSTR. 15 P 92 3o1 O O O Ί O O MÜNCHEN 2 -5- όύΔ/Δοο

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sioh. auf Wals» werke und Ziehbänke und betrifft insbesondere Vorrichtungen zur Herstellung.von Mikrodraht.

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen In-» dustriezweigen,und zwar in der elektrotechnischen und elektronischen Industrie, Rechentechnik, im Maschinenbau.,, iß der Medizin, in der chemischen Industrie und Landwirtschaft Annendung finden.

Der gegenwärtige Trend zur Mikrominiaturisierung auf XO allen Gebieten der Technik stellt erhöhte Anforderungen an die Produktion von hoohqualitativen Mikrodraht mit minimalem Durohmesser im Querschnitt.

Jedoch wird die Möglichkeit der Mikrodrahtherstellung mittels existierender Vorrichtungen infolge der Anwendung einer wesentlichen Zugkraft, die für einen stabilen Fertigungsvorgang bei der Mikrodrahtherstellung erforderlich ist, eingeschränkt.

Bekannt ist eine Vorriontung zur MikrodrahtherstellungCInternationale Anmeldung Nr. PCT/80 vom 12.12.79) 20

die ein Umforwobei mungswerkzeug mit zwei Elementen enthält,/in den Spalt zwischen deren Arbeitsflächen ein Mikrodrahtknüppel eingeführt wird, sowie einen Antrieb zu einer hin- und her- gehenden Bewegung besitzt, der mindestens mit dem einen Element des Umformungewerkzeugs verbunden ist. Außerdem enthalt die genannte Vorrichtung ein Drahtziehmittel, das hinter dem Umformungswerkzeug angeordnet ist.

Bei der genannten Vorrichtung treten jedoch infolge des zwangsläufig Ziehens bedeutende Zugspannungen im Mikrodraht auf,woduroh ein Mikrodrahtabreißen verursacht wird und die Produktivität des Fertigungsprozesses herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung zu schaffen, die denk ihrer konstruktiven Ausführung es ermöglicht, die Gefahr eines Mlkrodrahtabreißens zu senken und die Produktivität des tfertigungsprozesses zu erhöhen.

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Das wird dadurch erreicht, daß in einer Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung. die ein Umformungswerkzeug mit zwei Elementen enthält; In den Spalt zwischen deren Arbeitsflächen ein Mikrodrahtknüppel eingeführt wird, und einen Antrieb zu einer hin- und hergehenden Bewegung besitzt, der mindestens mit dem einen Element des Umforoiungswerkzeugs verbunden ist, erfindungsgemäß eines der Elemente des UmformungsWerkzeugs in Form einer zylindrischen Haupt walze ausgebildet ist und die Arbeitsfläche des anderen Elements krummlinig gestaltet ist und mit der Arbeitsfläche der zylindrischen Hauptwalze einen Spalt bildet, in den der Mikrodrahtknüppel eingeführt wird,

zur Ausrilhrung einer und die Vorrichtung mit einem Antrieo zur/ JDrenüewegung versehen ist, der mit der zylindrischen Hauptwalze mechanlsoh gekoppelt ist.

Vorteilhafterweise wird in der erf indungsgemäßen Vorrichtung das andere Element des Umformungswerkzeugs in Form einer Backe ausgestaltet, deren krummlinige Arbeitsfläche einen !Feil der Arbeitsfläche der zylindrischen Hauptwalze unter Verringerung des zwischen ihnen gebildeten Spaltes in der Drehriohtung der letzteren umgibt.

Vorteilhafterweise wird das Umformungswerkzeug in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mindestens zwei Bandagen versehen, die die zylindrische Hauptwalze im gleichen Abstand von deren Mitte umgeben, sowie mit einem endlosen Metallband ausgestattet, das die Backe umgibt und mit den Bandagen in Berührung steht.

VorteiLhafterueise werden die Bandagen aus einem elastischen Reibungsmaterial gefertigt.

Vorzugsweise wird das andere Element des Umformungswerkzeugs in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer zusätzlichen zylindrischen Hohlwalze ausgebildet und die Vorrichtung mit einem Antrieo zur/^liLD^wegung zusätzlich ausgerüstet, der mit der letzteren mechanisch gekoppelt ist, wobei die zylindrische Hauptwalze im Umformungswerkzeug hohl ausgebildet wird und das Umformungswerkzeug zusätzlich zwei Axialwellen enthält,^aede^von denen/innerhalb der jeweiligen zylindrischen Hohlwalze liegt,

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und mindestens mit zwei Trennwänden versehen ist, 4^⁶¹)⁵ von denen die jeweilige Axialwelle umgibt und mit der Innenfläche der jeweiligen zylindrischen Hohlwalze in Berührung steht.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Zugspannungen im Mikrodrahtwerkstoff vermindert, wodurch di© Gefahr eines Mikrodrahtabreißens verringert, die Herstellung von Mikrodraht mit kleinerem Durchmesser ermöglicht und die Produktivität des Fertigungsprozesses erhöht wird.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den Getriebeplan einer erfindungsgemäßen Vor-X5 richtung zur Mikrodrahtherstellung in einer Ausführungsvariante, in der das eine Element des Uinformungswerkzeugs in Form einer zylindrischen Walze und das andere in Form einer Backe auegebildet ist;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig, I Kit* einem abmontierten Antrieb;

Fig. 3 den Getriebeplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung in einer Ausführung^« Variante, in der die zylindrische Walze durch Bandagen und die Backe von einem endlosen Metallband umgeben sind; Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 3 mit einem abmontierten Antrieb;

Flg. 5 den Getriebeplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung in einer Ausführungsvariante, in der die beiden Elemente des Umformungswerkzeugs in Form von zylindrischen Hohlwalzen ausgebildet s ind;

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeils C in Fig. 5 mit abmontierten Antrieben;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung enthält ein Umformungswerkzeug 1 (Fig. 1,2), das aus zwei Elementen besteht, die als eine zylindrische Wal-

ze 2 und eine Backe 3 entsprechend ausgebildet sind, welch! Jubelt sf lache 4 bzw. 5 aufweisen. Die Arbeitsfläche 5 der Backe 3 ist krummlinig gestaltet und umgibt einen Teil der Arbeitsfläche 4 der Walze 2 unter Verringerung des dazwischenliegenden Spaltes in der Drehrichtung der Walze 2 und in der Zugriohtung des Knüppels 6 des Mikrodrahtes 7. Die Walze 2 ist mit ihren Zapfen 8, 9 in Lagerungen 10, 11 entsprechend gelagert und über eine Kupplung

Ausfuhrunö einer 12 mit einem Antrieb 13 zur/DreHbewegung verbunden ist.

Außerdem ist die Walze 2 mit einem Antrieb 14 zu einer hin- und hergehenden Bewegung verbunden.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung ist die Walze 2 im Umformungswerkzeug 1 duroh mindestens zwei Bandagen 15, 16 (Fig. 3,4) umgeben, die aus einem elastischen Reibungsmaterial beispielsweise Gummi bzw. Polyurethan gefertigt sind. Die Backe 3 ist von einem endlosen Metallband 1? umgeben, dessen Außenfläche 18 als Arbeitsfläche dient. Das Band 1? ist um Trommeln 19,20, 21 gespannt, die in Lagerungen 22, 23 gelagert sind.

Gemäß einer weiteren AusfuhrungsVariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung sind die beiden Elemente des Umformungswerkzeugs 1 in Form von zylindrischen Hohlwalzen 24, 25 (Fig. 5, 6, 7) mit den entsprechenden Arbeitsflächen 26, 2? ausgebildet. Das Umformungswerkzeug 1 enthält Axialwellen 28, 29, die mit der Innenfläche der entsprechenden Walzen 24, 25 mittels elastischer Trennwände 30, 31 verbunden sind, die die Wellen 28, 29 entsprechend umgeben. Die Welle 28 ist in

T₃Q Lagerungen 32, 33 gelagert und über eine Kupplung 34 mit dem Antrieb 13 verbunden. Die Welle 29 ist in Lagerungen 35, 36 gelagert und über eine Kupplung 37 mit einem An-

Ausführuna einer
trieb 38 zur/Drehbewegung verbunden. Die Walzen 24, 25 sind mit Antrieben 39, 40 zu einer hin- und hergehenden Bewegung verbunden. Die Anzahl der Trennwände 30, 31 richtet sich nach den Abmessungen der Walzen 24, 25.

Die Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung gemäß Fig. lTik funktioniert folgenderweise:

Der Knüppel 6 des Mikrodrahtes 7 wird in den Spalt

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zwischen den Arbeitsflächen 4 und 5 der zylindrischen Walze 2 und der Baoke 3 entsprechend eingeführt. Dann wird der Antrieb 15 zur Drehung der Walze 2 in Fertigungsablauf richtung eingeschaltet. Gleichzeitig wird der Antrieb 14 zu einer hin- und hergehenden Bewegung der Waise 2 entlang ihrer Drehachse eingeschaltet. Unter der Einwirkung der Antriebe 13 und 14 vollführt die Arbeitsfläche 4 der Walze 2 eine zusammengesetzte kruminlinige Bewegung infolge der gleichzeitigen Drehung der Walze 2 und deren hin- und hergehenden Bewegung entlang ihrer Drehachse· Im -Ergebnis entstehen zwischen der Arbeitsfläche 4 der Walze 2, dem Knüppel 6 und der Arbeitsfläche 5 der Backe 3 Reibungskräfte, unter deren Einwirkung der Knüppel abwechselnd in die eine und in die andere R Ic.titung mit einem Umwalzhub S ^. ^-κ- umgewalzt wird, wobei d - der Ausgangsdurchmesser des Knüppels 6 ist, und gleich« zeitig in Fertigungsablaufrichtung verlagert wird. Durch die gleichzeitige Umwälzung und Verlagerung wird der Knüppel 6 allmählich bis zur Bildung eines runden Mikrodrahtes 7 umgeformt, dessen Durchmesser mit der Größe des minimalen Spaltes zwischen den Arbeitsflächen 4 und 5 der Walze 2 und der Backe 3 entsprechend übereinstimmt.

Der Fertigungsvorgang bei der Herstellung des Mikrodrahtes 7 läuft kontinuierlich bis zum Abschalten der Antriebe 13 und 14 ab.

Erfindungsgemäß wird durch die Drehung der Walze 2 in Fertigungsablaufrichtung eine teilweise Selbstverlagerung des Knüppels 6 in der Formänderungszone gefördert, wodurch die Zugspannungen im Werkstoff des zu erzeugenden Mikrodrantes 7 verringert werden.

Die Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung gemäß Fig.3 und 4 funktioniert folgenderweise.

Die Antriebe 13 und 14 werden eingeschaltet. Durch die Berührung der Bandagen 15 und 16 mit dem endlosen Metallband 17, d.h. durch die entstehenden Reibungskräfte,

.führt das Band 17 ebenfalls eine zusammengesetzte krummlinige Bewegung^a/^uDuroh die elastischen Eigenschaften der Bandagen 15 und 16 ^ve/ ^au die hin- und hergehende Be-

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wegung des Bandes 17 gegenphasig und synchron relativ zur gleichen Bewegung der Walze 2.

Die erfindungagemäße Vorrichtung gestattet es, die Zugspannungen im Werkstoff des zu erzeugenden Mikrodrahtes 7 durch die synchrone Drehung der beiden Arbeitsflächen 4 und 18 der Walze 2 und des Bandes 17 entsprechend weiter zu vermindern sowie die Formgebungsverhältnisse für den Mikrodraht 7 durch die Synchronisation der hin- und hergehenden Axialbewegungen der Arbeitsflächen 4 und 18 der Walze 2 und das Bandes 17 entsprechend zu verbessern. Im übrigen funktioniert die Vorrichtung ähnlich wie oben beschrieben.
Die Vorrichtung zur Mikrodrahtherstellung gemäß Fig. 5,

6, 7 funktioniert folgenderweiae.

' Ausführung einer

Die Antriebe 13 und 38 zur /Drehbewegung werden eingeschaltet, wodurch die zylindrischen Hohlwalzen 24 und über die Axialwellen 28, 29 und die elastischen Trennwände 30, 31 in Drehbewegung gesetzt werden. Gleichzeitig werden

Ausführung
die Antriebe 39 und 40 zur/ einer η in- und hergehenden Bewegung eingeschaltet, wodurch die Walzen 24 und 25 entlang deren Drehachsen gegenphasig relativ zueinander verlagert werden.

Erfindungsgemäß wird durch die hohle Ausführung der Walzen 24 und 25» d.h. die Verringerung ihrer Trägheitsmassen, sowie durch die Verringerung der Anzahl der Reibflächen der synchrone Betrieb des Umformungswerkzeugs 1 verbessert und die Frequenz der hin- und hergehenden Bewegungen der Arbeitsflächen 26 und 27 der Walzen 24 und 25 vergrößert. Dadurch werden die Zugspannungen Im^- Werkstoff des zu erzeugenden ^O Mikrodrahtes 7 nooh weiter verringert, wodurch die Abreißgefahr gesenkt und die Produktivität des Prozesses erhöht wird. Im übrigen funktioniert die Vorrichtung ähnlich wie oben beschrieben.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, den Mikrobe draht aus unterschiedlichen Metallen und Legierungen herzustellen.

Claims

PATENTANWÄLTE .._."..-

ZELLENTIN Q Q O 7 "^

2WEIBRÜCKENSTR. 15 O O Z / Z O

8OOO MÜNCHEN 2

Belorusskij Politechnitscheskij 28. Juli 1983 Institut

Minsk / Sowjetunion '

P 92 3o1

VORKICHTUNG ZUR MlffiODfiAHTHERSTELLUMS

PATENTANSPRÜCHE
1,) Vorr iohtung zur Mikrodr eisherstellung, die

- ein Umformungswerkzeug (1) enthält, das aus zwei Elementen besteht, wobei in den Spalt zwischen deren Arbeite·» flächen (4, 5) ein Knüppel (6)eines Mikrodrahtes (7) eingeführt wird, und

- einen Antrieb (14) zu einer hin- und hergehenden Bewegung besitzt, der mindestens mit einem der Elemente des Umformungswerkzeugs (1) verbunden ist, dadurch gekennze ichnet, daß

- eines der Elemente des Umformungswerkzeugs (1) in Form einer zylindrischen Hauptwalze (2) ausgebildet ist und

- die Arbeitsfläche (5) des anderen Elements krummlinig ausgestaltet ist und mit der Arbeitsfläche (4) der zylindrischen Hauptwalze (2) einen Spalt bildet, in den der Knüppel (6) des Mikrodrahtes (7) eingeführt wird, und die Vorrichtung

- mit einem Antrieb (13) zur Ausführung einer Drehbewegung -ver sehen ist, der'mit der zylindrischen Haupt Wal ze (2) mechanisch gekoppelt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennze lohnet, daß

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- das andere Element des ümforraungswerkzeugs (1) in Form einer Baoke (3) aasgebildet ist, deren krummlinige Arbeitsfläche (5) einen Teil der Arbeitsfläche (4) der zylindrischen Hauptwalze (2) unter Verringerung des dazwischenliegenden Spaltes Inder Drehriohtung der letzteren umgibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ekennze lehnet, daß das Umformung swerkzeug (1)

- mindestens zwei Bandagen (15ι 16) enthält, die die zylindrische Hauptwalze (2) im gleichen Abstand von deren Mitte umgeben, und ein endloses Metallband (1?) besitzt, das die Baoke (3) umgibt und mit den Bandagen (15, 16) in Berührung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3»dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagen (15, 16) aus einem elastischen Reibungsmaterial gefertigt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element des Umformung swerkzeug s (1) in Form einer zusätzlichen zylindrischen Hohlwalze (25) ausgebildet ist, und die Vorrichtung

- einen Antrieb (JS^zurflffeWewe^&g zusätzlich enthält, der mit der letzteren meohanlsch gekoppelt ist,

- wobei die zylindrische Hauptwalze (24) des Umformungswerkzeugs (1) hohl ausgebildet ist, und das Umformungserkzeug (1) zusätzlich - zwei Axialwellen (28, 29) enthält, von denen jede innerhalb der jeweiligen zylindrischen Hohlwalze (24, 25) liegt, und

- mindestens zwei Trennwände (30, 31) besitzt,

von denen/aie jeweilige Axialwelle (28, 29) umgibt und mit der Innenfläche der entsprechenden zylindrischen Hohlwalze (24, 25) in Berührung steht.