DE2313834A1 - Bewegliches metallschmelze-kontaktsystem zur uebertragung eines gluehstromes - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIP!.. ING. W. F-ITiIE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

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Licenoia Talalmanyokat Ertekesitö Vallalat
Budapest/Ungarn

BEWEGLICiIES METALLSCHMELZE-KONTAKTSYSTEM ZUR ÜBERTRAGUNG EINES GLÜHSTROMES

Die Erfindung bezieht sich auf ein bewegliches Kontaktsystem mit einer Metallschmelze zur Übertragung eines Glühstromes auf feste Metallgüter, Werkstücke und Halbfabrikate in technologischen Verfahren, wie Anlassen mit einer Metallschmelze, Löten, Stumpfschweissen, Wärmebehandeln, Spannungsfreiglühen, Homogenisieren, Härten, Enthärten, Weichglühen, Ausscheidungshärten, bei welchen der Joule-Effekt des durch Metallgegenstände fließenden Stromes zu deren Ausglühen angewendet und

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zur Stromübertragung eine Metallschmelze als Kontakt verwendet werden.

Bei Glühverfahren für Halbfabrikate und Fertigprodukte aus sich fortlaufend bewegendem Metall bzw. aus Legierungen, wie z.B. Bänder, Drähte, Stangen, Röhren für verschiedene technologische Bearbeitungen, wie Anlassen mit geschmolzenem Metall, Löten, Stumpfschweissen, Wärmebehandeln usw. wird des öfteren der Joule-Effekt des durch diese Gegenstände strömenden Stromes angewendet. In solchen Fällen bedeutet die Lösung oder wenigtens die Auswahl eines die Zuleitung des Stromes, zum Werkstück gewährleistenden, für diesen Zweck am besten geeigneten Kontaktsystems ein besonderes Problem.

Eine bekannte Lösung besteht in einer Stromübertragung über rollende Kontakte wie Rollen oder Walzen. Ein weiteres übliches Verfahren besteht im Einführen des sich fortlaufend bewegenden Erzeugnisses in ein geschmolzenes Metallbad , wobei die Zuleitung des Stromes zum Werkstück durch das geschmolzene Metall an der Eintauchstelle erfolgt. Im ersten Fall entstehen bei der Stromübertragung zwischen Kontaktrollen infolge von rauhen, ungleichmäßigen Oberflächen, welche zuweilen auch mehr oder weinger mit Oxyden überzogen sein können, oder infolge der notwendigen hohen Oberflächenbelastung Schwierigkeiten, Im zweiten Fall bringt das Einführen des Werkstückes in die Metallschmelze bzw. dessen Herausheben aus dem Metallbad Schwierigkeiten in der Konstruktion. Es muß nämlich irgendein Leitungssystem gefunden werden, welches das Versenken der Bänder, Drähte, Röhren, Stangen usw. und auch deren Herausheben aus dem Bad ermöglicht. -

Ziel der Erfindung ist es, die Schwierigkeiten bei bekannten Kontaktsystemen zu beseitigen.

Dieses Ziel wird mit einem Kontaktsystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Metallschmelze fortlaufend von unten nach oben getrieben wird

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und während der fortlaufenden Aufwärtsströmung das sich übe^v- ihr bewegende auszuglühende Gut erreicht.

Das neue Kontaktsystem arbeitet so, daß die zu glühenden Bänder, Drähte, Stangen usw. über ein einfaches Führungssystem, wie eine Gleitbahn, Rollenbahn, usw. waagerecht oder nahezu waagerecht vorgeschoben werden. Inzwischen bewegt sich das Gut über eine in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit an zwei, gegebenenfalls an drei Stellen in einer Rohrleitung von unten nach oben strömende und an der oberen Auslaßöffnung der Rohrleitung austretende Metallschmelze. Die von unten nach oben strömende, sich bewegende Metallschmelze erreicht und berührt das sich darüber bewegende Gut und fällt sodann in den Schmelzbehälter zurück, wo dann eine Pumpe die Metallschmelze wieder zur Berührungsstelle zurücktreibt. Auf diese Weise ergibt das ständig bewegte Metallschmelzbad einen bestimmten, sicheren elektrischen Kontakt mit den über dem Bad gleitenden Werkstücken, ohne daß für ein Eintauchen in das Bad gesorgt werden müßte.

Je ein Pol der Stromquelle für den Glühstrom wird an zwei bzw. drei voneinander isolierte sich bewegende geschmolzene Metallkontakte oder nur an einen oder zwei derartige Kontakte, sowie an einen herkömmlichen Kontakt angeschlossen. Der Glühstrom fließt durch den geschmolzenen, sich bewegenden Metallkontakt in das die zwei bzw. drei Kontakte überbrückende Gut, sei dies ein Band, Draht, eine Stange oder ein Rohr. Das erfindungsgemäße bewegliche Metallschmelze-Kontaktsystem bietet die folgenden Vorteile:

(a) Das System bietet bessere Stromübertragungsverhältnisse als dies in sowohl den mechanischen gleitenden, rollenden Kontaktsystemen als auch den bereits bekannten Systemen mit Tauchen in ein Metallschmelzebad der Fall war. Was den ersten Fall betrifft, so ist es klar, daß die Stromübertragung auf ein sich schnell fortbewegendes Werkstück mit rauher Oberfläche und oft verwickeltem Querschnitt mit Hilfe eines

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Metallschraelzkontaktes mit größerer Sicherheit vor sich geht, als mit Hilfe eines mechanischen Systems. Gegenüber den bereits früher bekannten-Metallschmelzebädern ist die Stromübertragung eine bessere, da das sich schnell bewegende Metallschmelzebad das Anhaften von Verunreinigungen, Schlacke usw. an dem Werkstück verhindert. Außerdem kann mit dem neuen Verfahren die Stromübertragung bzw. die Berührung von Werkstück und Metallschmelze auf eine äußerst kurze Strecke beschränkt werden. Somit wird das über den Joule-Effekt erhitzte Werkstück nur eine geringe Wärmemenge an die Metallschmelze abgeben, so daß diese nicht überhitzt wird. Damit wird die Gefahr einer übermäßigen Verdampfung" oder Oxydation beseitigt.

(b) Bei den bekannten, mit Eintauchen in ein Metallschmelzebad arbeitenden Kontaktsystemen mußte der Strom durch einen bigsamen Draht oder ein Band geleitet werden. Es mußte für ein entsprechendes Leitungssystem für das Eintauchen des Gutes in das Metallschmelzebad, und sodann für das Herausheben des Gutes aus demselben gesorgt werden. Für stärkere Röhren oder Stangen konnte das Problem nicht gelöst werden. Mit dem neuen Metallschmelze-Kontaktsystem konnten diese Schwierigkeiten beseitigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand des folgenden Beispiels erläutert.

Ein mit Mangan legiertes 1 mm starkes und Io mm breites o,2 % Kohlenstoff enthaltendes Stahlband der ungarischen Norm C 52 soll vor dem Walzen auf Endabmessungen ,ausgeglüht werden, da es infolge des vorangehenden Kaltwalzens zu hart und für weitere Bearbeitung unbrauchbar wurde. Nach der Erfindung geht das Ausglühen folgenderweise vor sich: Das kaltgewalzte, glatte Band mit glänzender Oberfläche gelangt von einer Rolle in eine zur Lötung von gedruckten Stromkreisen verwendete mit einer stehenden Welle arbeitende Lötanlage für

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Schwallötung. DieseLötanüage liefert den ersten Kontakt des erfindungsgemäßen beweglichen Metallschmelze-Kontaktsystems. In dieser Lötanlage bewegt sich geschmolzenes Blei derart, daß das sich über der Schmelze bewegende Band von der im Blei entstehenden stehenden Welle auf einer Länge von etwa 5q mm berührt wird. In das geschmolzene Blei reicht eine aus l8/8 •Chromnickelstahl gefertigte Elektrode hinein. An dieser Elektrode ist der eine Pol der Stromquelle für den Gleitstrom angeschlossen. Die Stromquelle hat eine Spannung von 4o V. Das Bad bewegt sich ohne Richtungsänderung zwischen Graphitplatten und erreicht nach einem Abschnitt von 2ooo mm eine dem ersten Kontakt ähnliche Anlage, welche dann die zweite Berührung ergibt. Zwischen denbeiden Punkten fließt auf einem Abschnitt von 2ooo mm ein Strom von etwa 180 A. Der Joule-Effekt aufgrund dieses Stromes erhitzt das Band auf 7oo ° C.

Das Band bewegt sich zwischen den beiden Berührungssteilen mit einer solchen Geschwindigkeit, daß jeder Punkt des Bandes die Strecke von 2ooo mm in 2o see. durchläuft. Das den zweiten Kontakt verlassende Band bewegt sich gleichfalls zwischen Graphitplatten fort. Die Aufgabe der Graphitplatten besteht außer der Portbewegung des Bandes darin, daß an dem Band haftende Blei zu entfernen. Das sich zwischen den Graphitplatten fortbewegende Band gelangt in ein Abschreckbad aus öl. Hier ist die Berührung des Bades mit dem Band auf dieselbe Weise gewährleistet wie vorangehend in der Bleischmelze.

Zum besseren Verständnis des im Beispiel erläuterten Metallschmelze-Kontaktsystems sei hier die zur Lötung von gedruckten Stromkreisen verwendete mit stehenden Wellen arbeitende Schallötanlage beschrieben. Diese Anlage besitzt einen wärmeisolierten und elektrisch geheizten Behälter mit einem Passungsvermögen für Metallschmelze von etwa 150 bis 5oo kg. Die hauptsächliche Aufgabe der Anlage besteht darin, die Metallschmelze mit Hilfe einer kleinen Pumpe derart im Kreislauf zu halten, daß über das in der Metallschmelze

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untergebrachte Leitungssystem zwischen den in der Schmelze versenkten vier Führungsplatten die Metallschmelze vom Boden des Bades in die Richtung'der Oberfläche strömt;. Zwei der Führungsplatten sind etwas zueinander geneigt und bilden somit einen Konfusor, dessen 5 bis Io mm weite öffnung 5 bis 15 mm über die Oberfläche des ruhenden Bades reicht. Die mit Hilfe der Pumpe durch den Konfusor getriebene Metallschmelze stürzt über die öffnung des Konfusors in das Bad zurück, wo sie von der Pumpe wieder in die Leitung und dann in den Konfusor getrieben wird. Die über die Ausflußöffnung des Konfusors fortlaufend stürzende Metallschmelze bildet eine aus der nahezu waagerechten Schmelzeoberfläche ständig Io bis 15 mm hoch hinausragende, 5o bis 6o mm breite von den Abmessungen bzw. vom Zweck der Anlage abhängende Länge, eine sogenannte stehende Welle. Diese aus der nahezu waagerechten Oberfläche austretende Welle wird ohne das sich über ihr , fortbewegende Gut von unten her fortlaufend berühren, ohne dieses zu einer Richtungsänderung zu zwingen und somit die fortlaufende Stromübertragung sicherstellen.

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Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE

1. Bewegliches Kontaktsystem mit einer Metallschmelze zur Übertragung eines Glühstromes auf feste Metallgüter, Werkstücke und Halbfabrikate in technologischen Verfahren, wie Anlassen mit einer Metallschmelze, Löten, Stumpfschweißen, Wärmebehandeln, Spannungsfreiglühen, Homogenisieren, Härten, Enthärten, Weichglühen, Ausscheidungshärten, bei welchen der Joule-Effekt des durch Metallgegenstände fließenden Stromes zu deren Ausglühen angewendet und zur Stromübertragung eine Metallschmelze als Kontakt verwendet werden, da d u r c h g ekennzeichnet, daß die Metallschmelze-fortlaufend von unten nach oben getrieben wird und während derf ortlauf enden Aufwärtsströmung das sich über ihr bewegende auszuglühende Gut erreicht.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeiehn et, daß zur Sicherstellung einer Berührung mit dem sich bewegenden Metallschmelzekontakt ein bei* mitstehenden Wellen arbeitenden Löteinrichtungen verwendetes Schmelzantriebssystem derart verwendet wird, daß das zu ausglühende Gut während seiner Vorschubbewegung mit der die stehende Welle bildenden Schmelzoberfläche in Berührung kommt und die Stromübertragung durch dieses System erfolgt.

3* - Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, daß zur Übertragung *des Glühstromes drei sich voneinander unabhängige bewegende Metallschmelzekontakte verwendet werden und die Pole der Stromquelle für den Glühstrom derart an die drei Kontakte angeschlossen werden, daß der eine Pol der Stromquelle an je einen am Anfang und einen am Ende des Ausglühabschnittes des Werkstückes angeordneten Kontakt und der andere Pol an einen

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mittleren Kontakt angeschlossen ist, um die Entstehung eines Potentialunterschiedes an den Teilen des Werkstückes außerhalb des Ausglühabschnittes zu verhindern.

4. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch- gekennzeichnet, daß der Glühstrom derart durch einen Abschnitt des auszuglühenden Werkstückes geführt wird, daß zur Zuleitung des Glühstromes an einer Stelle oder gegebenenfalls an zwei Stellen des Abschnittes der sich bewegende Metallschmelzekontakt und an einer oder mehreren anderen Stellen ein bekanntes Kontaktsystem verwendet wird.

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