DE2207719A1 - Verfahren und vorrichtung zum feuerverzinnen von elektrischen schaltungsdraehten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum feuerverzinnen von elektrischen schaltungsdraehtenInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Feuerverzinnen von elektrischen Schaltungsdrähten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Feuerverzinnen von elektrischen Sehaltungsdrähten.
Das kontinuierliche Überziehen eines Kupferdrahiss mit einer
dicken Lotschicht aus Zinn oder Mischzinn ist bekannt. Der Draht wird hierbei in senkrechter oder nahezu senkrechter
Richtung aufwärts durch ein Lotbad und darauf folgend durch ein, die Überzugsstärke regelndes Element mit allseitigem
Spiel geführt. Bei einer bekannten Vorrichtung zum kontinuierlichen Überziehen eines Kupferdrahtes wird der Draht durch
eine Ansaugdüse geführt, durch die der Draht mit einen vorbestimmten
seitlichen Spiel von etwa 0,4 mm in die Vorrichtung eintritt} er durchläuft sodann eine Gegenstromstreeke, in der
flüssiges Lot von einem Lotbehälter entgegen der Brahtbewegimgsrichtung
fließt. Letztlich verläßt der Draht das Lotbad durch eine Abstreifdüse, die den Draht mit einem seitliehen Spiel
von wenigstens 0,2 mm umgibt.
Eine derartige Vorrichtung zum Dick- bzv/. Feuerverzinnen eines
Kupferdrahtes hat sich gut bewährt. Ss besteht indessen der Nachteil, daß nach einer gewissen Betriebszeit der Vorrichtung
die Lotschicht unregelmäßig wird. An der Drahtaustrittsstelle des Zinnbades bildet sich ein den Draht ummantelnder kleiner
aus flüssigem Zinn bestehender Kegel mit konkaven Kegelmantelflachen
aus, der sogenannnte Austrittskegel. Dieser Austritts-
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kegel muß und soll bei konstanter Draht-Durchzugsgeschwindigkeit
durch das Zinnbad unveränderlich sein, denn nur dadurch kann letztlich eine sehr gleichmäßige Zinnauflage auf
die Oberfläche des Drahtes bewerkstelligt werden.
Ausgehend von einem Verfahren zum kontinuierlichen Oberziehen
eines Kupferdrahtes mit einer dicken Lotschicht aus Zinn oder Mischzinn, bei welcher der Draht senkrecht oder
nahezu senkrecht aufwärts durch ein Lotbad geführt wird und darauf folgend das Lotbad durch ein-düsenf öriaiges Organ verläßt,
besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, durch verfäirensmäßig es Handeln sowie durch Schaffung einer
zur Ausübung des Verfahrens dienenden Vorrichtung eine stets gleichmäßige Lotschicht auf den Draht aufzutragen. Diese Aufgabe
wird gemäß dem erfinderischen Verfahren dadurch gelöst, daß man während des Überziehens des Drahtes mit einer Lotschicht
die Oberflächenspannung im Bereich der Drahtaustrittsstelle des Zinn- bzw. Lotbades konstant hält.
Verfährt man derart, so erhält man einen stets gleichbleibenden, den Draht ummantelnden Austrittskegel. Die gewünschte Schichtdicke
wird hierbei durch die Y/ahl der Durchzugsgeschwindigkeit
des Drahtes durch das Zinnbad geregelt; die Schichtstärke kann so von wenigen /u bis zu einigen Hundertstel Millimeter eingeregelt
werden. Wichtig ist es hierbei, daß die Durchzugsgeschwindigkeit des Drahtes sowie die Temperatur des Lotbades
weitgehend konstant bleibt.
Eine konstante Oberflächenspannung des Lotbades kann auf verschiedenen
verfahrensmäßigen Wegen erzeugt werden. Vorzugsweise wird derart verfahren, daß man den nahen Bereich um die Austrittsstelle
des Drahtes aus dem Lotbad abkapselt und in dem abgekapselten Raum ein die Badoberfläche beaufschlagendes vorgewärmtes
Zinnoxyd lösendes Mittel zuführt. Als Oxyd lösendes Mittel ist Zinkchlorid geeignet. Durch diese verfahrensmäßige
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Maßnahme erhält man eine weitgehend konstante Oberflächenspannung
im Bereich der Drahtaustrittsstelle und somit einen stets gleichmäßigen, den Draht ummantelnden Austrittskegel,
und zwar ohne größeren Aufwand an mechanischen Mitteln. Die im Bereich des abgekapselten Saumes sich ansammelnden
Oxydreste τ/erden nach einer vorbestimmten Zeit mechanisch
entfernt.
Zur Erzeugung einer gleichmäßigen Oberflächenspannung bzw. zum Verhindern einer Zinn-Oxyd-BiIdung ist es auch möglich,
durch den abgekapselten Raum ein Innertgas zu führen. Dadurch wird einer Oxydbildung an der Oberfläche des Lotb&des
entgegengewirkt. Hierbei besteht indessen der liachteil, daß
an der Drahtaustrittsstelle des abgekapselten Raumes Innertgas entweicht, so daß dieses Verfahren nur mit der Hinnahme
mehr oder weniger größerer Verluste an Innertgas zu betreiben ist. Letztlich besteht an sich die Möglichkeit, eine konstante
Oberflächenspannung im Bereich der Drahtaustrittsstelle des Lotbades durch mechanische Mittel zu bewerkstelligen.
Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß man dem flüssigen Zinn eine Zirkularströmung aufzwingt und zwar derart, daß der
Rotationsvektor mit der Drahtachse zusammenfällt. Dadurch wird bewerksteiligt, daß durch die auftretenden Zentrifugalkräfte
an der Oberfläche des Zinnbades die Oxydhaut ständig nach außen getrieben wird; sie kann vom Rand des Zinnbades
durch mechanische Mittel entfernt werden. Indessen ist dieses mechanisch arbeitende Verfahren schwierig zu betreiben, weil
im Bereich des Drahtaustritts aus dem Zinnbad schwer überschaubare Strömungsverhältnisse herrschen, die sich störend
auf die Bildung eines gleichmäßigen den Draht ummantelnden Austrittskegel auswirken,
Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, bei der der nahe Bereich der Austrittsstelle des Drahtes aus dem Lotbad
abgekapselt und in den abgekapselten Raum ein, die Badober-
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fläche beaufschlagendes Zinnoxyd lösendes Mittel eingeführt wird, besteht gemäß der Erfindung darin, daß der
abgekapselte Raum im Bereich der Drahtaustrittsstelle aus dem Lotbad durch einen in das Zinnbad eintauchenden nicht
metallischen Rohrstutzen gebildet ist," wobei in dem Rohrstutzen oberhalb des Badspiegels ein, eine zentrische
Drahtführungsöffnung aufweisender Einsatz befestigt ist
und entweder durch den Rohrstutzen oder durch den Einsatz ein Kanal geführt ist, der mit einem Zinnoxyd lösendes
Mittel enthaltenden Vorratsbehälter in Verbindung steht. Eine derartige Vorrichtung ist mit wenigen Mitteln und mit
einem geringen Aufwand zu erstellen. Vorteilhaft besteht der Einsatz aus einem Kunststoffstopfen, wobei exzentrisch zur
Drahtführungsbohrung der Kanal für die Zuführung des Zinnoxyd lösenden Mittels eingebracht ist. Der Kunststoffeinsatz
wird von der vom Zinnbad ausgehenden Wärmestrahlung erwärmt,
bo daß auch das durch den Kunststoffstopfen geleitete Zinnoxyd lösende Mittel erwärmt wird, bevor es auf den Badspiegel des
Zinnbades gelengt. Der Kunststoffstopfen besitzt einen tellerförmigen
Plansch, der dem Badspiegel zugekehrt ist, wobei die dem Zinnbad abgekehrte Fläche des Flansches unter der Ausmündung
des Zuführungskanals für das Zinnoxyd lösende Mittel gelegen und als Rinne ausgebildet ist. Das Zinnoxyd lösende
Mittel sammelt sich in der Rinne rind tropft über den peripheren Rand des Flansches auf den Badspiegel des Zinnbades. Durch
diese Ausbildung des Stopfens wird eine gute, d.h. gleichmäßige Verteilung des Zinnoxyd lösenden Mittels im Bereich der Austrittsstelle
des Drahtes aus dem Zinnbad bewerkstelligt. Anstelle des Oxyd lösenden Mittels kann durch den Kanal auch
ein Innertgas dam Zinnbad zugeführt werdem, wobei auch hier durch den in das Zinnbad eintauchenden Rohrstutzen ein übermäßiger
Verlust an Innertgas vermieden wird.
Anhand der Zeichnungen wenden das erfinderische Verfahren
sowie zwei zur Ausübung des Verfahrens dienende und mit Vorzug zur Anwendung kommende Vorrichtungen näher erläutert.
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In einem Lotbad 1 mit einer regelbaren elektrischen Heizung 2 wird ein zu verzinnender Kupferdraht 3 über Führungsrollen
4 und Umlenkrollen 5 der Verzinnungsvorrichtung 6 zugeführt. Der Kupferdraht ist bereits vorbehandelt, d.h. metallisch
gereinigt und mit einem Lotflußmittel beschichtet* Zur Konstanthaltung der Oberflächenspannung des Zinnbades,und
zwar im Bereich der Drahtaustrittsstelle 7 bzw. zur Bildung
eines gleichmäßigen Austrittskegel 71 dient die Verzinnungsvorrichtung 6. Im einzelnen besteht die Verzinnungsvorrichtung
hier vorzugsweise aus einem durchsichtigen Werkstoff, z.B. aus Quarzglas, gefertigten Rohrstutzen 8, der et.v/a 10 mm
tief in das Zinnbad eintaucht. Der Rohrstutzen trägt, einen aus Kunststoff bestehenden Einsatz 9 mit einer Drahtaustrittsdüse
9' sowie einen dazu exzentrisch angeordneten Kanal 10. Der Einsatz besitzt einen, dem Zinnbadspiegel 11 zugekehrten
Plansch 12, wobei die Planschoberseite 13 unter der Mündung 14· des Kanals 10 gelegen ist. Wie ersichtlich, ist. die Plansehflache
13 in Porm einer Rinne gebildet. Aus einem Vorratsbehälter
14 gelangt ein Zinnoxyd lösendesMittel, vorzugsweise Zinkchlorid, in eine Steuer- und Regeleinheit 15* die ein
nicht dargestelltes elektromagnetisch arbeitendes Dosierventil aufweist, und durch die das Oxyd lösende Mittel kontinuierlich
oder in Schüben über eine Rohrleitung 16 in den Zanal
10 gelangt. Durch die vom Zinnbad ausgehende Wärmestrahlung und Wärmeleitung über den Rohrstutzen 8, erwärmt sieh auch der
Einsatz 9· Das über die Leitung 16 dem Kanal 10 zufließende
Oxyd lösende Mittel wird im Einsatz und im Bereich der Rinne 13 vorgewärmt und tropft - wie dargestellt - über den Rand
13' des Flansches auf die Zinnbadoberfläche 11. Durch diese
Maßnahme wird die Oberflächenspannung des Zinnbades im Bereich der Austrittsstelle 7 des Drahtes 3 weitgehenösfc konstant
gehalten. Wesentlich ist es hierbei, daß dor Zinnbadspiegel ständig ruhig bleibt. Zu diesem Zweck ist entweder
im Rohrstutzen 12, vorzugsweise jedoch im Einsäte 9 eine
Entlüftungsbohrung 22 eingebracht, durch die die Brüden des
Zinnoxyd lösenden Mittels ungehindert abziehen können.
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Die Schichtstärke des Zinns ist hierbei weitgehendst von der
Durchzugsgeschwindigkeit ν des Drahtes abhängig. Die Dicke der Zinnauflage beträgt im allgemeinen 5-15 /u. Die Verzinnungsvorrichtung
6 ist vorteilhaft mittels einer Traverse 17 am Zinnbad gehalten.
Figur 2 zeigt eine Verzinnungsvorrichtung für einen Kupferdraht 3, "bei der die Oberflächenspannung des Zinnbädes 1 durch
Zuführung eines Innertgases konstant gehalten wird. Auch hier ist ein Rohrstutzen 8 vorgesehen, der in das Zinnbad 1 eintaucht.
Dadurch wird der nahe Bereich um die Austrittsstelle 7' des Drahtes aus dem Zinnbad abgekapselt. Im Einsatz 9 "be- «
findet sich exzentrisch zur Drahtaustrittsdüse 9' ein Zuführungskanal 10, hier für die Zuleitung eines Innertgases, beispielsweise Stickstoff, in dem durch den Einsatz 9 weitgehendst
abgeschlossenen Raum 18 oberhalb des Zinnbadspiegels 11. Das von einem Druckvorratsbehälter 19 über ein Reduzierventil 20
und einer Rohrleitung 21 dem Raum 18 zugeführte Innertgas ist hinsichtlich der Menge und des Druckes so eingeregelt, daß im
abgekapselten Raum oberhalb des Zinnbadspiegels 11 ein geringfügiger Überdruck herrscht. Durch diese Maßnahme soll verhindert
werden, daß durch die Drahtaustrittsdüse 9' Luft an die Zinnbadoberfläche gelangen kann. Es entweicht somit ständig eine
geringfügige Menge Innertgas durch den engen Ringspalt zwischen der Oberfläche des Drahtes 3 und der Düsenmünäung 9'·
Die Ringspaltbreite ist indessen gering und beträgt nicht mehr als 0,2 mm. Durch den im Raum herrschenden Überdruck
ist der Badspiegel hier geringfügig tiefer gelegen als der den Rohrstutzen 8 umgebende äußere Badspiegel 11'. Der Rohrstutzen
8 ist aus einem nicht metallischen Y/erkstoff, vorzugsweise
aus Quarz, gebildet, so daß dadurch die Möglichkeit zur Beobachtung des VerzinnungsVorganges gegeben ist.
11 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
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Claims (11)
- PatentansprücheVerfahren zum Feuerverzinnen von elektrischen Schaltungsdrähten, insbesondere eines Zupferdrahtes, mit einer dicken Lotschicht aus Zinn oder Mischzinn, bei welcher der Draht senkrecht oder nahezu senkrecht aufwärts durch ein Lotbad geführt wird und darauf folgend das Lotbad durch ein düsenförmiges Organ verläßt, dadurch gekennzeichnet , daß man während des Überziehens des Drahtes mit einer Lotschicht die Oberflächenspannung im Bereich der Drahtaustrittsstelle des Zinn- bzw. Lotbades konstant hält.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man den nahen Bereich um die Austrittssseile des Drahtes aus dem Lotbad abkapselt und in äen abgekapselten Raum ein, die Drahtoberfläche beaufschlagendes vorgewärmtes, Zinnoxyd lösendes Mittel zuführt.
- 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Zinnoxid lösendes Mittel Zinkcblorid verwendet.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man dem abgekapselten Raum ein Innertgas zuführt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man dem flüssigen Zinn eine Zirkularströmung aufzwingt, und zwar derart, daß der Rotationsvektor mit der Bad- · achse an der Austrittsstelle des Drahtes aus dem Zinnbad zusammenfällt .
- 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Ansprüchen 1bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der abgekapselte Raum (18) im Bereich der Drahtaustrittsstelle (7) aus dem Lotbad (1) durcheinen in das Zinnbad eintauchenden nicht metallischen Rohrstutzen (12) gebildet ist, wobei in dem Rohrstutzen oberhalb des Badspiegels (11) ein eineVPA 9/730/2005 309835/0684zentrische Drahtführungsöffnung (9') aufweisender Einsatz (9) befestigt ist und entweder durch den Rohrstutzen oder durch den Einsatz ein Kanal geführt ist, der mit einem, Zinnoxyd lösenden Mittel enthaltenden Vorratsbehälter (H) in Verbindung steht.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß durch den Rohrstutzen (12) oder durch den Einsatz (9) eine Entlüftungsbohrung (22) zum Abzug der Brüden geführt ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Rohrstutzen (12) aus Quarz oder Quarzglas gebildet ist.
- 9. Vorrichtung nach Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Einsatz aus einem Kunststoffstopfen besteht, wobei exzentrisch zur Drahtführungsbohrung (91) ein Kanal (10) für die Zuführung des Zinnoxyd lösenden Mittels eingebracht ist.
- 10. Vorrichtung nach Ansprüchen 6 bis.9» dadurch gekennzeichnet , daß der Kunststoffstopfen (9) einen teile: förraigen Plansch (12) aufweist, der dem Badspiegel (11) zugekehrt ist, wobei die dem Zinnbad abgekehrte Fläche (13) des Flansches unter der Ausmündung (H) des Zuführungskanals (10) für das Zinnoxyd lösende Mittel gelegen ist.
- 11. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal (10) im Einsatz (9) des Rohrstut;;ens (8) an eine Innertgasleitung (21) angeschlossen ist.VJVi Ί/Ί V:/MO1;309835/0664
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