DE1621335B2 - Vorrichtung zum Dickverzinnen von Kupferdraehten - Google Patents
Vorrichtung zum Dickverzinnen von KupferdraehtenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kon- daß sich keine allseitig gleichmäßige Überzugsschicht
tinuierlichen Überziehen eines Kupferdrahtes mit am Draht ausbildet.
einer dicken Lotschicht aus Zinn oder Mischzinn, Die der Erfindung zugrunde hegende Aufgabe
bei welcher der Draht in senkrechter oder nahezu besteht darin, eine Vorrichtung zum allseitigen
senkrechter Richtung aufwärts durch ein Lotbad 5 gleichmäßigen Überziehen von Kupferdrähten, wie
und darauffolgend durch ein, die Überzugsstärke solche in elektrischen Schaltkreisen, z. B. in der
regelndes Element mit allseitigem Spiel geführt Fernsprechtechnik, Anwendung finden, mit einer
wird. relativ dicken Lotschicht zu schaffen. Ausgehend
Bekanntlich werden zur Erleichterung und Be- von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art
schleunigung des Lötvorganges, vor allem bei auto- ίο wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst
matischen Kurzzeitlötverfahren, Kupferdrähte mit durch eine über Seitenbohrungen mit einem Lotbad
einem Überzug aus Reinzinn oder Mischzinn ver- ' in Verbindung stehenden Ansaugdüse, durch die der
sehen. Für das Kurzzeitlöten ist es wesentlich, daß Draht mit einem Spiel von 0,4 mm in die Vorrichdie
Überzugsschicht den Draht gleichmäßig und mit tung eintritt, einer sich daran anschließenden Gegeneiner
Stärke von mindestens sieben Mikrometer 15 stromstrecke mit einem Spiel von vorzugsweise
ummantelt. Solche gleichmäßigen Zinnschichten 1,5 mm, die am Anfang und am Ende eine Verlassen
sich zwar auf galvanischem Wege herstellen, jüngung auf ein Spiel von 0,2 mm besitzt und in der
indessen sind die hierzu erforderlichen Anlagen flüssiges Lot vom Lotbehälter entgegen der Drahtrecht aufwendig. bewegungsrichtung fließt, sowie einer Abstreifdüse
Es wurde schon versucht, einen Kupferdraht 20 mit einem Spiel von wenigstens 0,2 mm.
durch Feuerverzinnen mit einem möglichst gleich- Unter Zuhilfenahme dieser erfinderischen Vor-
durch Feuerverzinnen mit einem möglichst gleich- Unter Zuhilfenahme dieser erfinderischen Vor-
mäßigen Zinnüberzug zu versehen. Der Draht wird richtung läßt sich ein Kupferdraht mit einer weit- m
nach dem Verlassen des Zinnbades durch Abstreif- gehendst gleichmäßigen, aber auch relativ dicken ^
düsen geführt, deren Durchmesser mindestens um Lotschicht überziehen. Beim Hindurchführen des
die doppelte gewünschte Schichtstärke größer ist als 35 Drahtes durch die mit dem Lotbad in Verbindung
der Durchmesser des Drahtes. Hierbei kommt es stehende Ansaugdüse, fließt das Lot über Seitenjedoch
vor, daß sich der Draht beim Durchgang bohrungen dem Draht kontinuierlich zu. Es bildet
durch die Abstreifdüse oftmals einseitig an die sich hier eine erste vergleichsweise dünne Grund-Düseninnenwandung
anlegt, so daß eine ungleich- schicht. Beim Durchziehen des Drahtes durch die mäßige Zinnauflage entsteht. Bei einer anderen be- 30 Gegenstromstrecke wird der Draht weiter mit Lot
kannten Vorrichtung zum kontinuierlichen Über- beaufschlagt, wobei nunmehr die Lotschicht anziehen
von metallischem Draht- und Bandmaterial wächst. Nach dem Verlassen der Gegenstromstrecke
mit schmelzflüssigem Metall, z. B. auch mit Zinn, durchläuft der Draht das Lotbad und darauffolgend
wird der Draht senkrecht nach dem Durchlaufen ein die Überzugsstärke regelndes Element, nämlich
einer Zentriereinrichtung durch eine Öffnung im 35 die Abstreifdüse. Die angegebenen Größen des seit-Boden
eines Schmelzbehälters gezogen. Letzterer liehen Spieles des Drahtes durch die verschieden-Behälter
beinhaltet das schmelzflüssige Lot. Nach artigen Düsen und der Gegenstromstrecke wurden
dem Verlassen des Schmelzbehälters wird der Draht als optimal günstig erkannt. Die Ansaugdüse, die
durch eine in geringem Abstand über dem Schmelz- untere Verjüngung der Gegenstromstrecke und die
behälter angeordnete Einrichtung zur Regelung der 40 Abstreifdüse sind, wie an sich bekannt, aus einem
Überzugsstärke geleitet, welche aus einem vom vom Lot nicht benetzbaren Material gebildet. Damit
Überzugsmaterial nicht benetzbaren Material ge- eine Abkühlung des Lotes beim Durchlaufen der
bildet ist. Der Boden des Schmelzbehälters besitzt - Vorrichtung vermieden wird, ist die Gegenstrom- J
eine von allen Seiten schräg nach oben verlaufende, strecke beheizbar. Soll eine sehr dicke Lotschicht I
kegelförmige Drahtführungsöffnung. Beim Anlauf- 45 gleichmäßig auf den Draht aufgebracht werden, so
Vorgang ist die Drahtführungsöffnung vom Bad- ist es empfehlenswert, mehrere Einzelvorrichtungen,
spiegel des Metallbades überdeckt, derart, daß das bestehend aus jeweils einer Ansaugdüse, einer
Überzugsmetall den Draht benetzt. Sodann wird der Gegenstromstrecke und einer Abstreifdüse, hinter-Metallspiegel
im Schmelzbehälter bis knapp unter einanderliegend anzuordnen, durch welche der zu
den Rand der DrahtführungsöfEnung abgesenkt. Das 50 verzinnende bzw. vorverzinnte Draht sukzessive gegeschmolzene
Überzugsmetall haftet am Draht und führt wird.
wird mit diesem nach oben weiter durch die Ein- Die Erfindung wird an Hand zweier Zeichnungen
richtung zur Regelung der Überzugsstärke gezogen. näher erläutert. In diesen zeigt
Letztere Einrichtung ist in Form eines Düsenringes Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Verzin-
Letztere Einrichtung ist in Form eines Düsenringes Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Verzin-
mit zylindrischer Bohrung gebildet und besitzt zum 55 nungseinrichtung nach der Erfindung im Schnitt und
Überziehen eines Stahldrahtes mit schmelzflüssigem Fig. 2 eine Anordnung zur Durchführung des
Aluminium oder Zink ein allseitiges Spiel von Verzinnungsverfahrens nach der Erfindung.
1,27 mm. Diese bekannte Vorrichtung ist indessen Im folgenden wird eine Verzinnungsvorrichtung
1,27 mm. Diese bekannte Vorrichtung ist indessen Im folgenden wird eine Verzinnungsvorrichtung
zum Dickverzinnen von Kupferdrähten, wie solche beschrieben, die zur Verzinnung eines 0,5 τητη dicken
insbesondere in Schwachstrom-Schaltkreisen zur An- 60 Kupferdrahtes eingerichtet ist. Das Unterteil 1 der
Wendung kommen, nicht geeignet. Während des Verzinnungsvorrichtung der Fig. 1 ist nach unten
Durchführens derartiger Kupferdrähte mit einem durch die Dichtung 2 und durch die darüber ange-Durchmesser
von etwa 0,5 bis 1,5 mm durch die ordnete Ansaugdüse 3 abgedichtet. Die Dichtung 2
Vorrichtung treten Schwingungen auf, so daß sich besitzt eine zentrische Bohrung von 0,7 mm, durch
der Draht auch hier einseitig an die Düsenwandung 65 die der Kupferdraht in die Verzinnungsvorrichtung
anlegt. Auch Schwankungen der Viskosität des eingeführt wird. Dichtung 2 und Ansaugdüse 3 sind
flüssigen Überzugsmaterials, z. B. bedingt durch aus einem vom Lot nicht benetzbaren Material,
geringfügige Temperaturschwankungen, führen dazu, beispielsweise aus einem hochtemperaturfesten
Kunststoff, hergestellt. Dadurch ergibt sich eine völlige Abdichtung gegenüber der über der Dichtung
stehenden Lotschmelze. Die Ansaugdüse 3 besitzt eine Bohrung von etwa 0,9 mm, durch die der
Kupferdraht hindurchgeführt wird. Aus der die Ansaugdüse umgehenden Lotschmelze gelangt
flüssiges Lot durch die Seitenbohrungen 5 in die vom Draht durchlaufene Bohrung. In dem Unterteil 1 der
Vorrichtung ist das Rohr 6 befestigt, dessen Innendurchmesser 2 mm beträgt. Da schon in der Ansaugdüse
sich eine Lotschicht an den Kupferdraht 4 ansetzt, _wirdJLot^aus dem Unterteil 1 der Vorrichtung
mit dem Draht 4, "der in der Richtung 7 bewegt wird, herausgefördert. Dadurch kann flüssiges Lot aus
dem Behälter 8, der über dem Rohr 6 angebracht ist, durch das Rohr entgegen der Drahtbewegungsrichtung
7 in den Unterteil 1 der Vorrichtung fließen. Daraus ergibt sich die Gegenstromstrecke 6. Zur
Erzielung eines gleichmäßigen Lotschichtauftrages hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn am
unteren Ende der Gegenstromstrecke 6 eine Düse 9 aus einem vom Lot nicht benetzbaren Material und
am oberen Ende eine Düse 10 angeordnet werden. Der engste Querschnitt der Düse 9 und 10 beträgt
0,7 mm. Nach der Gegenstromstrecke 6 gelangt der Draht in die Abstreifdüse 11, die sich von 0,9 auf
0,7 mm verjüngt. Der Lotbehälter 8 ist so bemessen, daß die dort enthaltene Lotschmelze für die Verzinnung
einer Drahtrolle ausreicht. Zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur des Lotbades wird
die Gegenstromstrecke 6 beispielsweise durch eine elektrische Widerstandsheizung 12 beheizt.
Eine vorteilhafte Anordnung der Verzinnvorrichtung besteht darin, daß, wie F i g. 2 zeigt, der Kupferdraht
von einer Rolle 13 abgespult und über eine Umlenkrolle 14 durch ein Lotmittelbad 15 geführt
wird. Danach durchläuft der Draht die Verzinnungsvorrichtung 16 und die Nachschmelzvorrichtung 17.
Verzinnungsvorrichtung 16 und Nachschmelzvorrichtung 17 sind in der in Fig. 1 dargestellten Weise
ausgeführt. Nach der Nachschmelzvorrichtung 17 durchläuft der Draht noch die Kühleinrichtung 18,
die aus einem Rohr besteht, das von Druckluft durchströmt wird. Über die Umlenkrolle 19 wird der
Draht darauf auf die Rolle 20 aufgewickelt.
Die in Fig. 2 dargestellte Hintereinanderanordnung einer Verzinnvorrichtung 16 und einer Nachschmelzvorrichtung
17 führt zu einer völlig einwandfreien verzinnten Oberfläche des Kupferdrahtes und
vermeidet die bei der Verwendung einer einzigen Vorrichtung noch zeitweilig, insbesondere bei höheren
Durchzugsgeschwindigkeiten des Drahtes auftretenden Unregelmäßigkeiten auf der Drahtoberfläche.
Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung die günstigste Durchzugsgeschwindigkeit
eines Drahtes von 0,5 mm Durchmesser bei etwa 35 bis 38 cm pro Sekunde liegt. Bei dieser Geschwindigkeit
wird eine Mindestschichtdicke von 7 Mikrometer erreicht. Zur Verzinnung von Drähten mit
stärkerem Durchmesser wurden verschiedene Ansaugdüsen, Gegenstromstrecken und Abstreifdüsen
hergestellt und mit den entsprechenden Drähten erprobt. Dabei hat es sich gezeigt, daß die günstigste
Durchzugsgeschwindigkeit von Drähten mit stärkerem Durchmesser als 0,5 mm niedriger liegt als die
günstigste Durchzugsgeschwindigkeit für einen Draht von 0,5 TTiTTi Durchmesser. Für einen Draht mit
einem Durchmesser von 1 mm wurde die günstigste Durchzugsgeschwindigkeit zu etwa 20 bis 26 cm pro
Sekunde ermittelt.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Überziehen eines Kupferdrahtes mit einer dicken Lotschicht
aus Zinn oder Mischzinn, bei welcher der Draht in senkrechter oder nahezu senkrechter
Richtung aufwärts durch ein Lotbad und darauffolgend durch ein die Überzugsstärke regelndes
Element mit allseitigem Spiel geführt wird, gekennzeichnet durch eine über Seitenbohrungen
(5) mit einem Lotbad in Verbindung stehenden Ansaugdüse (3), durch die der Draht
mit einem Spiel von etwa 0,4 mm in die Vorrichtung eintritt, einer daran anschließenden
Gegenstromstrecke (6) mit einem Spiel von etwa 1,5 mm, die am Anfang und Ende eine Verjüngung
auf ein Spiel von 0,2 mm besitzt und in der flüssiges Lot von einem Lotbehälter (8) entgegen
der Drahtbewegungsrichtung (7) fließt, sowie einer Abstreifdüse (11) mit einem Spiel
von wenigstens 0,2 mm.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdüse (3), die untere
Verjüngung der Gegenstromstrecke (6) und die Abstreifdüse (11) aus einem vom Lot nicht
benetzbaren Material bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegestromstrecke (6) beheizbar
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ansaugdüse (3) ein
Lötmittelbad (15) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Abstreifdüse (11)
ein von Druckluft durchströmtes und den Draht (4) umgebendes Rohr (18) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren, hintereinanderliegenden
Einzelvorrichtungen, jeweils eine Ansaugdüse (3), einen Gegenstromstrecke (6) und eine Abstreifdüse (11) aufweisend, besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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