ITMO20130180A1 - Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico - Google Patents

Description

APPARECCHIO PER AZIONE ELETTROLITICA SU FILO METALLICO.

Campo di applicazione

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, ossia un apparecchio che nel funzionamento toglie i residui superficiali di lavorazione di ossidi e patine da un filo metallico prodotto in un gruppo di trafilatura in continuo con il decapaggio o applica una azione di ossidazione, annerimento od anche elettrodeposizione. L'apparecchio potendo essere autonomo, cioà ̈ operare come macchina separata dal gruppo di trafilatura, come su fili con conformazione la più varia, od in esso gruppo integrato per eseguire l'azione elettrolitica sul filo metallico nella fase di produzione più opportuna.

Arte nota

Lo stato della tecnica comprende varie soluzioni di vasche ad azione elettrolitica per il decapaggio del filo prodotto negli impianti in continuo, esse sono costituite prevalentemente da vasche con soluzione d'attacco elettrolitica ove il filo viene fatto evoluire più volte, nel suo moto di produzione in continuo, mediante rinvìi plurimi ed in successione nel percorso del filo così da mantenere il filo nella soluzione elettrolitica per un tempo predeterminato a consentirne l'azione di decapaggio sul filo, che necessariamente avviene tramite il notevole volume della soluzione elettrolitica presente nella vasca. Questa forma costruttiva causa una notevole dimensione delle vasche di decapaggio per la necessità di mantenere in esse una notevole lunghezza di filo in produzione, vista la lentezza d'azione del decapaggio e la opposta elevata velocità di produzione del filo metallico in continuo dell'impianto con spire multiple mantenute nella vasca e sviluppate nella lunghezza della stessa.

Nella tecnica, dal documento FR 2 648 734, à ̈ noto superare la conformazione delle vasche di decapaggio suddetta mediante l'adozione di una cella elettrolitica in cui il filo prodotto in continuo entra e funge da elettrodo della cella. L'altro elettrodo essendo costituito con una conformazione tubolare, tagliata superiormente, per l'inserimento del filo da decapare, entro cui il filo scorre alla velocità di produzione prevista dall'impianto. Tale cella elettrolitica opera con tensioni elevate e la dimensione del tubo non può essere ridotta a valori minimi, così da permettere la riduzione della tensione, per il pericolo di formazione di archi di scarica tra il filo e l'elettrodo tubolare, che creerebbe così corto circuito e la perdita di azione di decapaggio della cella.

Infatti, il limite principale della soluzione in esso documento anteriore descritta sta nella conformazione della cella, cioà ̈ dell'elettrodo metallico tubolare che, per operare ad una capacità discreta di decapaggio o pulizia del filo che l'attraversa, deve operare a tensioni tra l'elettrodo ed il filo elevate. La apparecchiatura in esso descritta opera su produzioni di filo dell'ordine di 1-2 mm di diametro partendo da filo d'origine di 7-8 millimetri. Nel caso di fili a conformazione non cilindrica, invece dei fili per elettrotecnica dichiarati, la cella elettrolitica suddetta presenta detti limiti impedendo la corretta esecuzione della pulizia e dei decapaggio con fili irregolari nello sviluppo laterale e longitudinale, come i fili dei fermagli metallici ripiegabili.

Infine, gli apparecchi noti ad oggi, per quanto detto più sopra non permettono una versatilità nel tipo da filo metallico da trattare, essendo legati alla conformazione del volume della cella elettrolitica ove gli elettrodi operano.

Infine, nelle apparecchiature note le azioni di differente trattamento elettrochimico, con soluzione elettrolitica appropriata, come il decapaggio, l'ossidazione, l'annerimento ed anche l'elettrodeposizione di metalli, deve avvenire su differenti apparecchiature dedicate ciascuna alla differente azione di trattamento senza avere una possibile conversione con la medesima apparecchiatura che possa, all'occorrenza, svolgere differenti azioni elettrolitiche.

Tale stato della tecnica à ̈ suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alla possibilità di realizzare un apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, che supera i suddetti limiti della tecnica nota, realizzando una nuova conformazione di cella elettrolitica per l'apparecchio di decapaggio e pulizia del filo metallico che possa essere adattata allo specifico filo trattato ed al suo stato di partenza.

Il problema tecnico, quindi, che sta alla base della presente invenzione à ̈ quello di un apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, che permetta una versatilità nella variazione di tipologia di filo trattato ed, inoltre, che realizzi l'operazione trattamento elettrolitico impiegando tensioni tra l'elettrodo nel bagno ed il filo contenute.

Uno scopo insito nel problema tecnico precedente à ̈ quello di realizzare conformazioni dell'elettrodo che si possa adattare a molteplici conformazioni di filo metallico da trattare, inoltre, che nelle stesse permetta tensioni e correnti non dissimili tra i vari tipi di elettrodo.

Un ulteriore e non ultimo scopo della presente invenzione à ̈ quello di permettere oltre al decapaggio anche altre operazioni quali l'annerimento ed il rivestimento del filo col suo ossido od anche la elettrodeposizione di metalli.

Un altro scopo orientato alla versatilità di applicazione dell'apparecchio della presente invenzione, ma non meno importante, di cui al problema tecnico sopra esposto, riguarda l'inserimento dell'apparecchio in una linea continua di trafilatura di filo metallico, cioà ̈ rendendolo parte della linea medesima ed evitando, così, le operazioni di svolgimento e riavvolgimento di filo da bobine, tipico della lavorazione fuori linea.

Infine, una ulteriore parte del problema tecnico e di completamento di quanto esposto più sopra riguarda la rigenerazione dell'elettrodo in corrispondenza al continuo passaggio di filo metallico per il trattamento ed alla sua agevole e rapida sostituzione.

Sommario dell'invenzione

Questo problema à ̈ risolto, secondo la presente invenzione, da un apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, comprendente una vasca entro cui à ̈ posto a scorrere il filo metallico in trattamento; nella vasca essendo presente come elettrolita una soluzione di attacco del filo in trattamento; un elettrodotto che avvolge a distanza il filo; una azione elettrolitica à ̈ applicata tra il filo metallico in trattamento, collegato ad un capo di un circuito elettrico, e l'elettrodo disposto nella soluzione di attacco per attivare l'azione elettrolitica, collegato all'altro capo del circuito elettrico; caratterizzato da ciò che l'elettrodo à ̈ composto di materiale ad elevata conduzione elettrica ed à ̈ posizionato a breve distanza, meno di due millimetri, dalla superficie in trattamento; la soluzione elettrolitica impiegata risulta interposta tra l'elettrodo e la superficie del filo metallico in trattamento ad attivare l'azione elettrolitica, ma anche a costituire meato d'isolamento tra elettrodo e filo metallico in trattamento.

In una ulteriore forma costruttiva l'elettrodo presenta fili in fibra di carbonio associati ad esso ed immersi sotto la linea di livello nella vasca di trattamento.

Più ancora, in una specifica realizzazione i fili in fibra di carbonio sono disposti liberi come una spazzola in prossimità della superficie del filo metallico in trattamento.

Inoltre, in una ulteriore forma costruttiva, i fili in fibra di carbonio sono disposti immersi in un tessuto o calza in prossimità della superficie del filo metallico in trattamento.

Più ancora, in una specifica realizzazione perfezionata i fili in fibra di carbonio sono riuniti a formare una calza, costituente un elettrodo immerso nella soluzione elettrolitica sotto al livello di essa.

Inoltre, in una ulteriore forma costruttiva il tessuto o la calza é realizzato a tubino ed il filo metallico in trattamento à ̈ introdotto e circondato da esso elettrodo a tubino.

Più ancora, in una specifica realizzazione, il tessuto o la calza é realizzato a striscia avvolta a formare un tubino avvolto sul filo metallico in trattamento e fermato da anelli interrotti.

Inoltre, in una ulteriore forma costruttiva, l'elettrodo, realizzato in materiale comunque conduttore la corrente elettrica, à ̈ rivestito di materiale isolante tessuto, interposto tra esso ed il filo metallico in trattamento, potendo così essere accostato alla superficie in trattamento del filo metallico.

Più ancora, in una specifica realizzazione, i fili in fibra di carbonio sono immersi in un filo in materiale isolante o costituiscono il filo stesso, completamente in fibra di carbonio, così a costituire un elettrodo sotto forma di filo, che à ̈ disposto avvolto a spirale su un tratto di filo metallico in trattamento, immerso nella vasca con la soluzione elettrolitica adatta al trattamento voluto; il filo costituente l'elettrodo à ̈ rilasciato da una lato del tratto da una bobina di svolgimento ed à ̈ raccolto, cioà ̈ avvolto, dal lato opposto su una bobina di riavvolgimento.

Infine, il filo costituente l'elettrodo suddetto à ̈ avvolto a spirale sul filo metallico in trattamento e viene riavvolto con moto in direzione contraria al moto di avanzamento del filo metallico in trattamento.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione, nella realizzazione di un apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, risulteranno dalla descrizione, fatta di seguito, di esempi di realizzazione dati a titolo indicativo e non limitativo con riferimento alle otto tavole di disegno allegate.

Breve descrizione dei disegni

- La Figura 1 rappresenta una vista schematica di fianco di un apparecchio, secondo il presente trovato, nella forma costruttiva con funzionamento separato da un impianto di produzione di filo in continuo;

- Figura 2 rappresenta una vista schematica in pianta dell'apparecchio di Figura 1 precedente;

- Figura 3 rappresenta una vista schematica in sezione longitudinale della vasca dell'apparecchio di Figure precedenti;

- Figure 4 rappresenta una sezione schematica S-S di Figura 3 a mostrare la posizione del filo in trattamento all'interno della vasca ed il livello della soluzione elettrolitica;

- Figura 5 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una prima forma costruttiva di elettrodo secondo il trovato della presente invenzione, comprendente filamenti in fibra di carbonio distribuiti sulla lunghezza del tratto di filo entro la suddetta vasca, disposti immersi nella soluzione elettrolitica ed in contatto col filo;

- Figura 6 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una seconda disposizione di elettrodo suddetto, variante della prima forma costruttiva, con i filamenti in fibra di carbonio, distribuiti sulla lunghezza del tratto di filo metallico entro la suddetta vasca, accostati al filo in posizione inferiore allo stesso;

- Figura 7 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una terza disposizione di elettrodo suddetto, ulteriore variante della prima forma costruttiva, con i filamenti in fibra di carbonio, distribuiti sulla lunghezza del tratto di filo entro la suddetta vasca, accostati al filo metallico e allineati in posizione verticale e distanziati dal filo stesso;

- Figura 8 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una terza disposizione di elettrodo suddetto, variante della prima forma costruttiva, con i filamenti in fibra di carbonio, riuniti in due strisce di treccia accostate al filo in lunghezza, nel suo tratto di passaggio nella vasca;

- Figura 9 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una quarta disposizione di elettrodo suddetto, ulteriore variante della prima forma costruttiva, con i filamenti in fibra di carbonio, riuniti in una striscia di treccia a fasciare il filo in lunghezza, nel suo tratto di passaggio nella vasca, anche con avvolgimento inferiore, ma distanziato da esso;

- Figura 10 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una seconda forma costruttiva di elettrodo secondo il trovato della presente invenzione, comprendente una sezione a coppie di tamponi metallici dell'elettrodo rivestiti in tessuto isolate, comunque poroso, esteso sulla lunghezza del tratto di filo metallico entro la suddetta vasca;

- Figura 11 rappresenta una sezione schematica, analoga alla sezione S-S di Figura 3, in cui à ̈ raffigurato una terza forma costruttiva di elettrodo secondo il trovato della presente invenzione, comprendente una sezione tubolare dell'elettrodo in tessuto isolante con inseriti fili in fibra di carbonio, sotteso sulla lunghezza del tratto di filo metallico entro la suddetta vasca;

-- Figura 12 rappresenta una vista schematica in pianta limitata della quinta forma costruttiva con l'elettrodo a sezione tubolare;

- Figura 13 rappresenta una sezione schematica ingrandita T-T di Figura 12 del filo in trattamento e dell'elettrodo a sezione tubolare;

- Figura 14 rappresenta una vista schematica in pianta limitata di una variante della terza forma costruttiva con l'elettrodo a sezione tubolare qui avvolto da una striscia di materiale in tessuto isolante con inseriti fili in fibra di carbonio; - Figura 15 rappresenta una sezione schematica ingrandita T-T di Figura 14 del filo metallico in trattamento e dell'elettrodo a sezione tubolare avvolto da striscia di materiale in tessuto isolate con inseriti fili in fibra di carbonio;

- Figura 16 rappresenta una vista schematica in pianta della vasca dell'apparecchio di una quarta forma costruttiva di elettrodo a spirale avvolta sul filo metallico in trattamento, in cui sono raffigurate le bobine di svolgimento e riavvolgimento dell'elettrodo avvolto a spirale sul filo;

- Figura 17 rappresenta la conformazione schematica dell'elettrodo a spirale avvolto sul filo metallico in trattamento e della bobina motorizzata di raccolta di esso elettrodo in moto opposto al moto di scorrimento del filo nella vasca di trattamento elettrolitico.

Descrizione dettagliata di preferite forme di realizzazione

Nelle Figure 1 e 2 sono visibili un banco 1 , come struttura di supporto, le parti costituenti l'apparecchio 2 nella forma costruttiva per un uso separato da una linea di trafilatura e produzione in continuo. Sul banco sono presenti una bobina 3 di svolgimento del filo metallico 4 da trattare, una bobina 5 di riavvolgimento del filo, dei rinvìi 6 di guida del filo 4 in una posizione prefissata sul banco 1 ; il percorso del filo à ̈ completato da un dispositivo di riavvolgimento 7, che posiziona il filo sulla bobina 5, per un corretto completamento degli strati della stessa. L'apparecchio 2 comprende una vasca 8, entro cui il filo metallico 4 scorre alla quota prefissata ed à ̈ immerso nella soluzione elettrolitica per il trattamento elettrochimico richiesto; la vasca 8 termina con un gruppo di asciugatura 9; il filo uscito dal gruppo di asciugatura della vasca 8 entra subito dopo nella vasca di lavaggio 10 e da questa esce attraverso un ulteriore gruppo di asciugatura 11 , prima di impegnare il rinvio 6 a valle ed il dispositivo di riavvolgimento 7. Alla vasca 8 un tubo 12 immette la soluzione elettrolitica di trattamento, che mantiene il livello imposto dagli stramazzi 13 d'estremità della vasca e la soluzione in eccesso viene raccolta in un rispettivo vano di scarico 14, presente a monte ed a valle dei detti stramazzi 13; un corrispondente tubo 15 convoglia la soluzione in eccesso da detti vani di scarico nel serbatoio 16 di raccolta della soluzione elettrolitica di trattamento. Nello stesso modo la vasca di lavaggio 10 presenta un tubo 17 che immette l'acqua di lavaggio nella vasca, gli stramazzi 18 d'estremità della vasca mantengono il livello e l'acqua in eccesso viene raccolta in rispettivi vani di scarico 19, presenti a monte ed a valle dei detti stramazzi 18; un corrispondente tubo 20 convoglia la soluzione in un serbatoio/impianto di raccolta e/o trattamento dell'acqua di lavaggio, qui non raffigurato.

Nelle Figure 3 e 4 si vede come il filo metallico 4 attraversi la vasca 8, sempre alla medesima quota determinata dalla quota degli stramazzi 13 e dal punto ribassato di passaggio del filo 4 in essi stramazzi; la soluzione elettrolitica in eccesso fluisce attraverso gli stramazzi 13 nei vani di scarico 14, mantenendo sempre lo stesso livello L nella vasca 8 determinato dagli stramazzi e permettendo al filo metallico 4 di rimanere immerso nella soluzione per tutta la lunghezza della vasca 8, cioà ̈ nel tratto compreso tra gli stramazzi 13.

Nelle Figure 5, 6 e 7 si può notare una prima forma costruttiva caratterizzata da elettrodo 21 , come visibile nella Figura 2 precedente, supportato nella lunghezza della vasca da bracci 22. Ciascun elettrodo à ̈ formato da spazzole lineari 23 disposte allineate al percorso del filo metallico 4 nella vasca 8. Ciascuna spazzola termina con una pluralità di fili in fibra di carbonio 24 che si estendono in prossimità del filo metallico 4 nel suo percorso entro la vasca 8, tra gli stramazzi 13 ed immerso nella soluzione elettrolitica di trattamento; le spazzole presentano immersi solo i fili conduttori in fibra di carbonio e possono essere in contatto col filo in trattamento, come visibile nella Figura 5, ma il moto del filo metallico 4 ed il conseguente ondeggio dei filamenti di carbonio limitano le scariche elettriche in corto circuito, realizzando al contempo l'azione elettrolitica desiderata. Nella Figura 6 le spazzole lineari 23 sono disposte ad angolo acuto tra loro, generalmente compreso tra 5 e 100 gradi di inclinazione, e posizionate immerse nella zona sottostante il filo metallico 4 in trattamento senza realizzare un contatto, permettendo così anche di effettuare trattamento elettrochimico di deposizione o rivestimento del filo metallico in trattamento con metalli presenti nella soluzione di trattamento; mentre nella Figura 7 le spazzole lineari sono poste parallele tra loro ed accostate verticalmente ai lati del filo metallico in trattamento, così realizzando i trattamenti analoghi della disposizione di Figura 6, precedente. L'impiego di una singola spazzola, sia in contatto sia distanziata dal filo metallico 4, risulta penalizzato dalla impossibilità di realizzare l'azione elettrolitica completa nella superficie di filo 4 in trattamento opposta ai fili in fibra di carbonio 24 della spazzola lineare 23 ad esso affacciata od accostata. Con una singola spazzola lineare si à ̈ riscontrato, nelle opportune sperimentazioni, una diminuzione dell'effetto di azione elettrolitica, mentre con qualsiasi angolo di inclinazione relativo tra le due spazzole 23, l'azione della coppia di spazzole e di fili in fibra di carbonio 24 si à ̈ dimostrata soddisfacente su tutta la superficie del filo metallico 4 in trattamento, anche angolarmente distante alla zona ove sono affacciati i filamenti in carbonio delle spazzole. Come detto il corpo delle spazzole non à ̈ immerso nella soluzione di attacco, cioà ̈ à ̈ sempre superiore al livello L della soluzione nella vasca.

Nelle Figure 8 e 9 si può notare una variante della prima forma costruttiva caratterizzata da elettrodo 21 , come visibile nella Figura 2 precedente, supportato nella lunghezza della vasca da bracci 22. Ciascun elettrodo à ̈ formato da supporto lineare 25 disposto allineato al percorso del filo metallico 4 nella vasca 8. Ciascun supporto 25 termina con una calza 26 con fili in fibra di carbonio: essa à ̈ presente in prossimità del filo metallico 4, su entrambi i fianchi del filo, nel suo percorso entro la vasca 8, tra gli stramazzi 13 ed immerso nella soluzione elettrolitica di trattamento. Nella Figura 9 i supporti lineari 25 dell'elettrodo sono connessi tra loro con la calza continua 27 con fili in fibra di carbonio, immersa nella zona di fianco e sottostante il filo metallico 4 in trattamento senza realizzare un contatto, permettendo così anche di effettuare trattamento elettrochimico di deposizione o rivestimento del filo metallico in trattamento con metalli presenti nella soluzione di trattamento; mentre nella Figura 8 le calze 26 sono poste parallele tra loro ed accostate verticalmente ai lati del filo metallico in trattamento qui la calza 27 à ̈ unica tra i due supporti 25 dell'elettrodo, così realizzando in entrambi i casi trattamenti analoghi della disposizione di Figura 6, 7, precedenti.

Nella seconda forma costruttiva illustrata nella Figura 10 una coppia di elettrodi lineari 28 à ̈ accostata lateralmente al filo metallico 4 immerso nella soluzione elettrolitica di livello L; gli elettrodi sono sostenuti da bracci 22, come gli elettrodi della forma costruttiva a spazzola 23 o calza 27, 27, e presentano un rivestimento in materiale isolante 29 tessuto, o comunque permeabile, così da lasciar passare la soluzione elettrolitica tra l'elettrodo 28 ed il filo metallico 4 in trattamento senza realizzare un contatto effettivo tra elettrodo e filo. Vantaggiosamente, il materiale isolante 29 presenta uno spessore da pochi decimi di millimetro a pochi millimetri e nelle sperimentazioni à ̈ risultato utile un materiale tessuto in PEEK (polietheretherchetone), per l'elevata resistenza al calore senza carbonizzare che lo contraddistingue. Con questa forma costruttiva l'avvolgimento dell'azione elettrochimica à ̈ completo e realizzato alla minima distanza consentita dallo spessore del materiale isolante stesso. Inoltre, il materiale isolante 29 à ̈ fissato al corpo di ciascun elettrodo 28 mediante elementi di fissaggio 30 che consentono la sostituzione del materiale isolante, se eccessivamente usurato per lo strisciamento sul filo metallico 4 in trattamento. Ciascun elettrodo 28 può vantaggiosamente essere costruito con grafite o simile materiale conduttore inattaccabile dalla soluzione elettrolitica impiegata. Inoltre, la disposizione degli elettrodi 28 può essere distanziata di uno o due millimetri rispetto alla superficie del filo, così da consentire i trattamenti analoghi a quelli della forma costruttiva precedente, compresa l'elettrodeposizione. Ancorché sia possibile in questo forma costruttiva di sostituire gli elettrodi, la manutenzione col cambio del materiale isolante usurato avviene fuori linea, permettendo di arrestare una linea di trafilatura in continuo per un breve periodo; oppure, anche evitare l'arresto, per la sostituzione di un elettrodo 28 che si renda necessaria, della linea di produzione se nella vasca ne sono disposti più tratti, di coppie di elettrodi 28 rivestiti, in successione: la sostituzione avviene ogni singolo tratto di elettrodo mantenendo il filo 4 in moto continuo.

Nella terza forma costruttiva di Figure da 11 a 15 tra due bracci 22 à ̈ sotteso un elettrodo avvolto 31 sul filo 4 in trattamento, realizzato con un tubino 32 di rivestimento, costituito da materiale isolante tessuto con inseriti vari filamenti in fibra di carbonio, così da rendere il tessuto elettricamente conduttivo; il tubino 32 deve essere inserito in un capo del filo 4 in trattamento, così da necessitare l'arresto dell'apparecchio per l'introduzione del filo metallico 4 nel tubino suddetto; il tubino 32 col filo all'interno, poi, viene fissato tra due bracci 22 del tratto di elettrodo 31 a tubino immerso nella vasca 8. Nella variante costruttiva di Figure 14 e 15 un tubino 33 à ̈ realizzato per avvolgimento di un tratto di tessuto isolante 34, sempre con i fili in fibra di carbonio al suo interno, che viene fissato così avvolto da una striscia con anelli interrotti 35, disposti in posizioni intermedie tra i bracci 22 di estremità di un elettrodo a tubino avvolto 36.

Nelle Figure 16 e 17 à ̈ illustrata una quarta forma costruttiva in cui un filo in materiale isolante 37 con all'interno fili di fibra di carbonio, così da renderlo conduttore, viene svolto da una bobina 38 ed avvolto a spirale con varie spire attorno al filo metallico 4 in trattamento all'interno della vasca 8; una successiva bobina 39, motorizzata da un motoriduttore elettrico 40, avvolge il filo in materiale isolante 37, che à ̈ stato in contatto con le proprie spire sul filo metallico 4 in trattamento; vantaggiosamente, il moto di avvolgimento ed avanzamento S del filo in materiale isolante 37 à ̈ in opposizione al moto di avanzamento A del filo metallico 4 in trattamento nella vasca con la soluzione elettrolitica 8.

Il funzionamento dell'apparecchio di decapaggio ad azione elettrolitica sul filo metallico 4 avviene come di seguito specificato per le varie forme costruttive descritte. Il filo metallico 4 sotteso entro la vasca di trattamento 8 risulta immerso per la sua lunghezza e bagnato dalla soluzione elettrolitica tra gli stramazzi 13; il continuo apporto di soluzione elettrolitica dal tubo 12 permette il mantenimento del livello entro la vasca 8, anche se dagli stramazzi deborda la soluzione mantenendone il livello. La soluzione elettrolitica che deborda viene raccolta nei vani di scarico 14, e con i tubi 15 viene defluisce nel serbatoio 16, così può essere rimessa in circolo da una pompa, non raffigurata, che preleva la soluzione elettrolitica dal serbatoio e la rimanda nella vasca di trattamento elettrolitico. Così il filo 4 che passa entro la vasca viene assoggettato all'azione di elettrodi specifici, descritti nelle varie forme costruttive, connessi ad un conduttore del circuito elettrico attivante l'azione elettrolitica e l'altro conduttore elettrico del circuito à ̈ posto in contatto col filo metallico 4 in trattamento. In questo modo à ̈ possibile effettuare sul filo metallico 4, che transita nella vasca di trattamento 8, vari tipi di trattamento elettrolitico come il decapaggio, l'annerimento o ricopertura della superficie con il suo ossido ed anche l'elettrodeposizione di metalli sulla superficie stessa del filo 4, in modo intermittente sull'apparecchio di Figura 1 o simile, oppure in modo continuo in una linea di produzione continua con il filo metallico 4 che attraversa un apparecchio, come quello di Figura 1 però privo delle bobine 3 e 5 e del dispositivo di riavvolgimento 7.

Nella prima forma costruttiva di Figure 5, 6 e 7 gli elettrodi trasmettono l'azione elettrolitica alla soluzione mediante i fili in fibra di carbonio 24 delle spazzole 23: i fili sono di diametro piccolissimo così da avere una elevata superficie bagnata dalla soluzione elettrolitica ed il campo di azione verso la superficie del filo metallico risulta molto accentuata. Nel posizionamento dei fili in fibra di carbonio in contatto con il filo metallico 4 in trattamento viene realizzato con la disposizione di Figura 5, peraltro il contatto non à ̈ continuo e viene mediato dalla interposizione della soluzione elettrolitica stessa così da minimizzare archi elettrici da corto circuito, per la fluttuazione continua dei fili in fibra di carbonio, dovuto ai moti combinati della soluzione e del filo metallico. Questa disposizione permette un ottimo risultato nella azione di decapaggio, mentre se applicata ai trattamenti di annerimento del filo metallico col suo ossido, ossidazione od anche di elettrodeposizione lascia sulla superficie trattata del filo metallico striature e irregolarità anche visibili ad occhio nudo, ma che possono comunque essere accettate in relazione alla qualità estetica richiesta alla superficie trattata.

Peraltro, la disposizione delle spazzole 23 di Figure 6 o 7 à ̈ più efficace per i trattamenti di annerimento, ossidazione ed elettrodeposizione in quanto l'azione elettrolitica permane assai efficace senza la formazione delle irregolarità superficiali rilevate col contatto dei fili in fibra di carbonio 24 sul filo metallico 4.

La versione costruttiva con gli elettrodi 25 con calza 26 affiancata al filo 4, di Figura 8, o con calza unita 27 e continua sotto al filo, di Figura 9, presentano un utilizzo simile alle spazzole 23 di Figure 6 e 7 precedenti.

Analogamente a quanto descritto per la forma costruttiva con spazzole 23, la forma costruttiva con elettrodi rivestiti 28 risulta vantaggiosa per tutti i trattamenti, con un solo limite della continuità della superficie esterna del filo metallico 4, che deve permanere e non deve presentare asperità nella lunghezza del filo metallico mentre scorre entro i due elettrodi 28 affacciati nel caso di accostamento a contatto degli elettrodi rivestiti contro il filo metallico 4 in trattamento. Inoltre, nella sperimentazione si à ̈ riscontrato la necessità di un preventivo degrassaggio superficiale del filo metallico in trattamento ad evitare rapido imbrattamento del rivestimento in materiale isolante 29 nel contatto di scorrimento su si esso, che altrimenti richiede una rapida sostituzione. Peraltro, à ̈ stato sperimentato che à ̈ possibile operare con i detti elettrodi rivestiti 28 a breve distaza, cioà ̈ non a contatto ma uno o pochissimi millimetri, con la superficie del filo metallico 4. In questo modo anche i trattamenti di annerimento del filo metallico col suo ossido, ossidazione od anche di elettrodeposizione diventano possibili e realizzati con una buona qualità superficie, cioà ̈ privi dei difetti suddetti.

Nella forma costruttiva di elettrodo a tubino 32 chiuso o 34 avvolto, di Figure da 11 a 15, l'azione elettrolitica viene attivata per l'effetto di cella elettrolitica che si stabilisce in modo costante tra i fili in fibra di carbonio, immersi nel tessuto isolante del tubino stesso, ed il filo metallico 4, che à ̈ l'altro polo del circuito elettrico. Il sottile strato di soluzione elettrolitica, legato alla sottile intercapedine tra il diametro interno del tubino e la superficie stessa del filo metallico permette una efficace azione elettrolitica senza peraltro generare direttamente contatto tra i fili in fibra di carbonio e la superficie del filo metallico 4 in trattamento. In questo modo si realizza l'azione di decapaggio, o di annerimento del filo metallico col suo ossido, ossidazione od anche di elettrodeposizione.

Come detto nella descrizione delle Figure, il tubino 32 necessita della introduzione del filo metallico con apparecchio fermo, cioà ̈ à ̈ più adatto ad un apparecchio di trattamento fuori linea di produzione o trafilatura, mentre la forma costruttiva con il tubino avvolto 34 e gli anelli interrotti di chiusura 35 rende agevole e rapida la sostituzione del tubino anche con il filo metallico 4 teso nella vasca di trattamento 8, cioà ̈ non richiede di operare da un capo del filo in trattamento. Questa forma costruttiva risulta adatta ad apparecchi disposti ed operanti in una linea di produzione continua.

Infine, nella forma costruttiva di Figure 16 e 17 il filo metallico 4 in trattamento può avere una forma qualsiasi anche con asperità nella lunghezza del filo stesso, così il filo in materiale isolante 37 misto con fili in fibra di carbonio, che costituisce l'elettrodo, realizza nel suo avvolgimento a spirale una azione elettrolitica simile alla conformazione dell'elettrodo a tubino descritto con il vantaggio notevole del ricambio continuo del filo 37 costituente l'elettrodo a spirale. Così questa forma costruttiva risulta vantaggiosa per l'inserimento dell'apparecchio ad azione elettrolitica in una linea di produzione funzionate in continuo, in quanto la sostituzione del filo isolante 37 con fili in fibra di carbonio, costituente l'elettrodo, avviene in continuo per rilascio del filo isolante 37 dalla bobina 38 ed il suo riavvolgimento nella bobina 39 posta in rotazione da un motoriduttore elettrico 40. In questo modo si realizza, anche con questa forma costruttiva, l'azione di decapaggio, o di annerimento del filo metallico col suo ossido, ossidazione od anche di elettrodeposizione.

I vantaggi nel uso di un apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo l’invenzione, possono essere riassunti in quanto segue. Rispetto alla tecnica nota l'apparecchio descritto risulta di dimensioni assai ridotte in quanto l'azione di trattamento elettrolitico richiesto si realizza in vasche piccole rispetto a quelle utilizzate con più rinvii nelle produzioni in continuo. Inoltre, la realizzazione di una apparecchio come descritto, che opera in modo discontinuo, permette di operare fuori linea su lotti di prodotti variabili, cioà ̈ con ma massima flessibilità e rapidità possibile. Infatti un apparecchio descritto esegue il trattamento desiderato immettendo nella vasca 8 la soluzione elettrolitica adatta al trattamento stesso, pertanto con la sostituzione della soluzione elettrolitica il medesimo apparecchio può svolgere differenti trattamenti; più ancora, à ̈ possibile usare nello stesso apparecchio differenti elettrodi e conformazioni di elettrodi, così da rendere più pratica ed efficace l'azione elettrolitica desiderato sul filo metallico 4 in trattamento.

Dalla verifica funzionale effettuata si à ̈ visto che la quantità di fibre di carbonio presenti à ̈ correlata alla capacità d'azione del trattamento dello specifico elettrodo utilizzato, per la maggiore superficie bagnata che ogni fibra, di diametro infinitesimo, sviluppa nella somma con le superficie delle altre fibre in carbonio costituenti la spazzola 23, la calza 26 o 27, od inserite nel materiale isolante del filo isolante 37. L'elettrodo 28, invece essendo di superficie fissa, circa parallelepipeda, se realizzato con la parte conduttrice l'elettricità superficiale ed ottenuta con una superfice metallica o rivestimento in materiale conduttore, come un tessuto con fibre di carbonio immerse, sono queste ultime a determinare la capacità di azione elettrolitica più o meno efficace sulla superficie in trattamento. Comunque, con l'utilizzo dell'apparecchio descritto, sia per trattamenti fuori linea di produzione o trafilatura, od all'interno di gruppi di trafilatura medesimi risulta molto più efficace ed economico dei trattamenti noti, in quanto la superficie bagnata dell'elettrodo dalla soluzione impiegata à ̈ direttamente correlata alla quantità di fili in fibre di carbonio utilizzata ed alla possibilità di mantenere una posizione a distanza infinitesimale dalla superfìcie del filo metallico 4 in trattamento.

Ovviamente, all'apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, sopra descritto, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche, tutte peraltro contenute nel ambito di protezione della presente invenzione quale definita dalle seguenti rivendicazioni. Inoltre, seppur meno convenientemente, l'elettrodo 28 può essere realizzato in materiale isolante rivestito di metallo o di fibra di carbonio o di tessuto isolante con immerse fibre di carbonio per la conduzione della corrente nella soluzione elettrolitica del trattamento.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 , Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, comprendente una vasca (8) entro cui à ̈ posto a scorrere il filo metallico (4) in trattamento; nella vasca essendo presente come elettrolita una soluzione di attacco del filo in trattamento; un elettrodotto che avvolge a distanza il filo; una azione elettrolitica à ̈ applicata tra il filo metallico in trattamento, collegato ad un capo di un circuito elettrico, e l'elettrodo disposto nella soluzione di attacco per attivare l'azione elettrolitica, collegato all'altro capo del circuito elettrico; caratterizzato da ciò che l'elettrodo (21 , 28, 31 , 33, 37) à ̈ composto di materiale ad elevata conduzione elettrica ed à ̈ posizionato a breve distanza, meno di due millimetri, dalla superficie in trattamento; la soluzione elettrolitica impiegata risulta interposta tra l'elettrodo e la superficie del filo metallico (4) in trattamento ad attivare l'azione elettrolitica, ma anche a costituire meato d'isolamento tra elettrodo e filo metallico in trattamento.
2. 2, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 1 , in cui l'elettrodo (21 , 31 , 33, 37) presenta fili in fibra di carbonio associati ad esso ed immersi sotto la linea di livello (L) nella vasca (8) di trattamento.
3. 3, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 2, in cui i fili in fibra di carbonio (24) sono disposti liberi come una spazzola (23) in prossimità della superficie del filo metallico (4) in trattamento.
4. 4, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 2, in cui i fili in fibra di carbonio sono disposti immersi in un tessuto o calza (26, 27, 32, 34) in prossimità della superficie del filo metallico (4) in trattamento.
5. 5, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 4, in cui i fili in fibra di carbonio sono riuniti a formare una calza (26, 27), costituente un elettrodo immerso nella soluzione elettrolitica sotto al livello (L) di essa.
6. 6, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo una delle rivendicazioni 4 o 5 precedenti, in cui il tessuto o la calza (32) é realizzato a tubino ed il filo metallico (4) in trattamento à ̈ introdotto e circondato da esso elettrodo a tubino (31).
7. 7, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo una delle rivendicazioni 4 o 5 precedenti, in cui il tessuto o la calza é realizzato a striscia avvolta (33) a formare un tubino avvolto (34) sul filo metallico in trattamento e fermato da anelli interrotti (35).
8. 8, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 1 , in cui l'elettrodo (28), realizzato in materiale comunque conduttore la corrente elettrica, à ̈ rivestito di materiale isolante tessuto (29), interposto tra esso ed il filo metallico (4) in trattamento, potendo così essere accostato alla superficie in trattamento dei filo metallico.
9. 9, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 2, in cui i fili in fibra di carbonio sono immersi in un filo (37) in materiale isolante o costituiscono il filo stesso, completamente in fibra di carbonio, così a costituire un elettrodo sotto forma di filo (37), che à ̈ disposto avvolto a spirale su un tratto di filo metallico (4) in trattamento, immerso nella vasca (8) con la soluzione elettrolitica adatta al trattamento voluto; il filo costituente l'elettrodo (37) à ̈ rilasciato da una lato del tratto da una bobina di svolgimento (38) ed à ̈ raccolto, cioà ̈ avvolto, dal lato opposto su una bobina di riavvolgimento (39).
10. 10, Apparecchio per azione elettrolitica su filo metallico, secondo la rivendicazione 9, in cui il filo costituente l'elettrodo (37) Ã ̈ avvolto a spirale sul filo metallico (4) in trattamento e viene riavvolto con moto (S) in direzione contraria al moto di avanzamento (A) del filo metallico (4) in trattamento.