DE2346253C3 - Flüssigkeitskühlvorrichtung zur raschen Erstarrung des schmelzflüssigen Überzuges eines feuerdickverzinnten Drahtes - Google Patents

Description

gen, so daß der Draht berührungsfrei hindurchgeführt werden kann. Der frisch verzinnte Draht wird durch die Druckkammer und den Flüssigkeitsbehälter berührungsfrei hindurchgeführt, so daß die noch schmelzflüssige und damit empfindliche Zinnschicht nicht beschädigt wird. Im Flüssigkeitsbehälter erfolgt eine rasche Abkühlung der Zinnschichi durch intensive Wärmeabfuhr an eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser. Ein durch Schwerkrafteinwirkung bedingtes Auslaufen der Kühlflüssigkeit nach unten wird sicher verhindert, indem über den Gaszufuhrstutzen ein Gas, beispielsweise Luft, in die Druckkammer geleitet wird und dadurch in der Druckkammer ein Überdruck erzeugt wird, der dem Druck der Flüssigkeitssäule im Flüssigkeitsbehälter das Gleichgewicht hält. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es, daß durch die intensive Wärmeabfuhr die vom Draht frei zu durchlaufende Kühlstrecke so weit verkürzt werden kann, daß Schwingungen des Drahtes die gleichmäßige Umfangsverteilung der Zinnschicht nicht mehr beeinflussen. Eine zusätzliche Verringerung der Amplituden der Drahtschwingung wird durch die Dämpfungswirkung der Kühlflüssigkeit erreicht.

Vorzugsweise werden am Flüssigkeitsbehälter ein Zulaufstutzen und ein Ablaufstutzen vorgesehen. Bei durchströmender Kühlflüssigkeit kann eine bessere Kühlwirkung erzielt und die Größe des Flüssigkeitsbehälters erheblich verringert werden. Vorteilhah sind im Boden des Flüssigkeitsbehälters und im Boden der Druckkammer stutzenartige Fortsätze vorgesehen, in welche die öffnungen für die Durchführung des Drahtes in Form kreisrunder Bohrungen eingebracht sind. Hierdurch wird der Ringspalt zwischen Bohrungswand und Draht in axialer Richtung verlängert und eine bessere Abdichtung erzielt.

Besonders vorteilhaft ist der Deckel des Flüssigkeitsbehälters nach unten hin trichterförmig ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird vom Draht abtropfende Kühlflüssigkeit aufgefangen und in den Flüssigkeitsbehälter zurückgeführt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Flüssigkeitskühlvorrichtung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eino mit durchfließender Kühlflüssigkeit betriebene Flüssigkeitskühlvorrichtung und

F i g. 2 den Einsatz der in F i g. 1 dargestellten Flüssigkeitskühlvorrichtung in einer Drahtverzinnungsanlage-

F i g. 1 zeigt einen I lüssigkeitsbehälte·· 1, der mantelseitig mit einem Zulaufstutzen 2 und einem Ablaufstutzen 3 versehen ist. Der Boden 4 des Flüssigkeitsbehälters 1 besitzt in der Mine einen sich stutzenartig nach oben erstreckenden Fortsatz 5, welcher eine Bohrung 6 aufweist. Nach oben ist der Flüssigkeitsbehälter 1 durch einen abnehmbaren Deckel 7 verschlossen, der nach unten hin trichterförmig ausgebildet ist und in dessen Mitte eine Bohrung P eingebracht ist. Unter dem Flüssigkeitsbehälter 1 ist cine Druckkammer 9 angeordnet, die über einen Flansch 10 gasdicht mit dem Boden 4 des Flüssigkeitsbehälurs 1 verbunden ist. Im Mantel der Druckkammer 9 im ein Gas/ufuhrungssuit/en 11 vorgesehen. Der Boden 12 der Druckkamme· 9 besitzt in der Mitte einen sich stutzenartig nach oben crMrekkenden Fortsatz IJ, welcher eine Bohrung 14 aufweist Die Durchmesser der Bohrungen 8. 6 und 14 sind so f\s bemessen, daß ein Draht 15 berührungsfrei hindurchgeführt werden kann.

F i g. 2 zeigt den Einsatz der vorstehend beschriebenen Flüssigkeitskühlvorrichtung in einer Drahtverzinnungsanlage. Der Draht 15 durchläuft hierbei nach seiner Reinigung ein Zinnbad 16, wird über eine Umlenkrolle 17 geführt und verläßt das Zinnbad 16 in senkrechter Richtung nach oben. Das überschüssige Zinn wird anschließend durch eine Abstreifdüse 18, die in einer beheizbaren Halterung 19 liegt, abgestreift, wobei die der gewünschten Zinnschichtdicke entsprechende Zinnmenge besonders vorteilhaft durch ein Wellenprofil der Abstreifdüse 18 gleichmäßig über den Umfang des Drahtes 15 verteilt wird. Durch die Oberflächenspannung des flüssigen Zinns vergleichmäßigt sich die noch schmelzflüssige Zinnschicht vom Wellenprofil zum runden Querschnitt Nach Verlassen der Abstreifdüse 18 tritt der Draht 15 nach einer gewissen Laufstrecke durch die Bohrung 14 des stutzenartigen Fortsatzes 13 in die Druckkammer 9 ein. die über den Gaszufuhrstutzen 11 von Luft mit einem Überdruck Ap\ gegenüber der Atmosphäre durchströmt wird. Der an die Druckkammer 9 anschließende Flüssigkeitsbehälter 1 wird über den Zulaufstutzen 2 und den Ablaufstutzen 3 ständig von Wasser durchströmt, wobei die Wassertemperatur — je nach Anforderung an Glätte und Glanz des Zinnüberzuges — 10 bis 90°C betragen kann. Im Anschluß an die Druckkammer 9 tritt der Draht 15 durch die Bohrung 6 des stutzenartigen Fortsatzes 5 in den Flüssigkeitsbehälter 1 ein und verläßt ihn nach oben durch die Bohrung 8 im Deckel 7. Die schmelzflüssige Zinnschicht, deren Wellenprofil sich bei Durchlaufen der Strecke L vergleichmäßigt hat, erstarrt bei Durchlaufen der Wasserkühlstrecke W durch die intensive Wärmeabfuhr so rasch, daß der Draht 15 unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Deckel 7 über eine Umlenkrolle 20 geführt werden kann. Vom Draht 15 abtropfende Flüssigkeit wird über den trichterförmigen Deckel 7 in den Flüssigkeitsbehälter 1 zurückgeführt. Eventuell auf dem Draht 15 verbliebene Flüssigkeitsreste werden durch ein Druck- oder Warmluftgebläse 21 entfernt.

Die in die Druckkammer 9 mit einem Überdruck Δρ\ gegenüber der Atmosphäre eingeleitete Luft strömt durch den Ringspalt zwischen der Bohrung 14 und dem Draht 15 wieder aus, wobei sie einen von der Größe des Ringspaltes abhängigen Strömungswiderstand zu überwinden hat. Hierdurch wird in der Druckkammer 9 stets ein Überdruck

Δρα <Δρι

gegenüber der Atmosphäre aufrechterhalten. Dieser Überdruck Api hält der Wassersäule von der Höhe W stets das Gleichgewicht, so daß durch den Ringspalt zwischen der Bohrung 6 und dem Draht 15 kein Wasser aus dem Flüssigkeitsbehälter 1 austreten kann.

Die erfindungsgemäUe FlüSMgkeitskühlvorrichtung eignet sich insbesondere für Verzinnungsanlagen, bei welchen, wie vorstehend beschrieben, ein Draht senkrecht nach oben aus einem Zinnbad herausgeführt wird. Ein Finsat? in Verzinnungsanlagen, bei welchen der Draht schräg oder senkrecht nach unten geführt wird, ist jedoch auch möglich

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

23 48 Patemansprüche:

1. Flüssigkeitskühlvorrichtung zur raschen Erstarrung des schmelzflüssigcn Überzuges eines feuer dkkverzinnten Drahtes, die einen Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeitszufuhr und einer Durchtrittsöffnung im Boden für den Draht aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (1) nach oben mit einem Deckel (7) mit einer Öffnung (8) abgedeckt ist. daß unterhalb des Flüssigkeitsbehälters (1) eine Druckkammer (9) angeordnet ist, die einen Gaszufuhrstutzen (11) aufweist und mit dem Boden (4) des Flüssigkeitsbehälters (1) gasdicht verbunden ist, daß im Boden (12) der Druckkammer (9) eine Öffnung (14) vorgesehen ist und daß die Öffnungen (8 und 14) und die öffnung (6) im Boden des Flüssigkeitsbehälters (1) zur berührungsfreien Druchführung des Drahtes (15) fluchtend übereinanderliegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Flüssigkeitsbehälter (1) für den Flüssigkeitszu- und -ablauf manielseitig ein Zulaufstutzen (2) und ein Ablaufstutzen (3) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (6,14) im Boden (4) des Flüssigkeitsbehälters (1) und im Boden (12) der Druckkammer (9) für die Durchführung des Drahtes (15) als nach innen weisende stutzenartige Fortsätze (5. 13) mit kreisrunden Bohrungen ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekkel (7) des Flüssigkeitsbehiilters (1) nach unten hin trichterförmig ausgebildet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitskühlvorrichtung zur raschen Erstarrung des schmelzflüssigen Überzuges eines feuerdickverzinnten Drahtes, die einen Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeitszufuhr und einer Durchtrittsöffnung im Boden für den Draht aufweist.

Bei der Feuerdickverzinnung von Drähten wird der Draht nach entsprechender Vorbehandlung durch ein Zinnbad geführt. Die im Zinnbad aufgebrachte Zinnschicht wird anschließend noch im schmelzflüssigen Zustand in einer Wärmezone oder mittels einer Abstreifdüse bezüglich Umfang und Längsachse des Drahtes gleichmäßig verteilt. Nach erfolgter Glättung soll die schmelzflüssige Zinnschicht möglichst rasch zur Erstarrung gebracht werden, damit eine ungünstige Beeinflussung der gleichmäßigen Verteilung und insbesondere der Zentrizität der Zinnschicht aufgeschlossen wird.

Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen den schmelzflüssigen Übeivug feuerdickverzinnter Drähte rasch zur Erstarrung /u bringen. Aus der DT-I'S Ib 21 338 ist es beispielsweise bekannt, einen Dr.arn senkrecht nach oben aus einem Zinnbad herauszuführen und nach erfolgter Gl.ifuiig in einer Wärmezoiii oder durch eine Abstreifdiiw die Zinnschicht in einer Kühlzone durch Konvektion und Wärmeabfuhr an die Umgebungsluft bis zur F.istarrung abzukühlen. Die ungünstigen Wärmeübertr.atrungsverhältnisse bei erzwungener Konvektion in Luf machen jedoch den F.nsatz langer Drahtkühlstrecken notwendig, die vom Draht freigespannt ohne Abstützung durchlaufen werden müssen, da jede Krafteinwirkung beispielsweise durch Führungsrollen eine Verformung der noch nicht

, erstarrten Zinnschicht zur Folge hätte. Abhängig von dem Drahtmaterial, dem Drahtdurchmesser, der Drahtceschwindigkeit, der Drahtspannung und derU_nge der Kühlstrecke stellen sich im Bereich der Kuhlstrekke selbsterregte Transversalschwingungen verschiede-

ner Frequenz und Amplitude des Drahtes ein. Hierdurch wird die noch schmelzflussige Zinnschicht Beschleunisungskräften wechselnder Größe und Richtung ausgesetzt die eine ein- oder zweiseitige Exzentrizität der°Zinnschicht bewirken können. Durch eine exzentri-

„ sehe d h sichelförmige Ausbildung der Z.nnschicht ist eine'gute Lötbarkeit des Drahtes jedoch nicht mehr

^Se.Aus deTDT-OS i 7 <56 214 ist es andererseits bekannt, einen Draht senkrecht nach unten durch ein Zinnbad und durch eine Bodenabstreifdüse hindurch in ein Wasserbad zu führen und im Wasserbad nach erfolgter Erstarrung der aufgebrachten Zinnschicht zu einer Aufwickelspule hin umzulenken. Hierdurch wird der Draht in Mner relativ kurzen Drahtkühlstrecke rasch abge-2<; kühlt Da ein Draht nicht umgelenkt werden kann, solange die aufgebrachte Zinnschicht noch schmelzflüssig ist ist die Kühlung durch Wasserbäder jedoch auf solche Fälle beschränkt, in welchen der Draht nach unten durch ein Zinnbad geführt wird

In der GB-PS 10 30 967 wird eine Hussigkeitskuhlvorrichtung beschrieben, welche die rasche Abkühlung eines senkrecht aus einem Zinnbad herausgeführten Drahtes ermöglicht. Hierbei wird der Draht durch eine Sprühkammer hindurchgeführt, in welcher mehrere ,5 Sprühdüsen die Drahtoberfläche mit einem Gemisch aus Wasser und Luft besprühen. Bei dieser Flüssigkeitskühlvorrichtung besteht jedoch die Gefahr, daß Wassertropfen den Draht entlang nach unten hin ablaufen und die gleichmäßige Verteilung der aufgebrachten noch schmelzflüssigen Zinnschicht ungünstig beeinflussen Außerdem regen die auf den Draht gerichteten Sprühdüsen den Draht zu Schwingungen an, was, wie bereits beschrieben wurde, eine sichelförmige Ausbildung der Zinnschicht bewirkt.

Durch die US-Patentschrift 36 64 293 ist weiterhin ' eine Flüssigkeitskühlvorrichtung zur raschen Erstarrung des schmelzflüssigen Überzuges eines feuerdickverzinnten Drahtes bekannt. Die Flüssigkeitskühlvorrichtung ist oberhalb des Schmelzbadspiegels angeordnet und mit einer Flüssigkeitszufuhr versehen und weist in ihrem Boden eine Durchtrittsöffnung für den Draht

auf. , ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung für feuerdickverzinnte Drähte zu

schaffen, welche die rasche Abkühlung einer schmelzflüssigen Zinnschicht ohne Beeinflussung ihrer Zentnzität ermöglicht. , .

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer r-lussigkeitskühlvorrichtung der eingangs genannten Art

dadurch gelöst, daß der Flüssigkeitsbehälter nach oben mit einem Deckel mit einer öffnung abgedeckt ist, daß unterhalb des Flüssigkeitsbehälters eine Druckkammer angeordnet ist, die einen Gaszufuhrstutzen aufweist und mit dem Boden des Flüssigkeitsbehälters gasdicht

verbunden ist, daß im Boden der Druckkammer eine öffnung vorgesehen ist und daß die öffnungen im Dekkel und im Boden des Flüssigkeitsbehälters sowie im Boden der Druckkammer fluchtend übereinanderlie-