DE2553819A1

DE2553819A1 - Vorrichtung und verfahren zum abschaeumen von fluessigkeiten, vorwiegend geschmolzenen metallen, wie loetmitteln

Info

Publication number: DE2553819A1
Application number: DE19752553819
Authority: DE
Inventors: John N Antonevich
Original assignee: Blackstone Corp
Current assignee: Valeo Engine Cooling Inc
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2553819C3; DE2553819B2; CA1026629A; US4007119A; JPS5232853A; GB1500930A

Description

Dr-Ιηα. E. BERKENFELD · Dipl.-Ing. H. BEKKiNFELD, Patentanwälte, Köln

AnI Aktenzeichen P V O I *J

zur Eingabe vom 21. NOVeitlber Ί SiVt) Uly/ Name d. AnmBLACKSTONE CORPORATION

B 115/5

Vorrichtung und Verfahren zum Abschäumen von Flüssigkeiten, vorwiegend geschmolzenen Metallen, wie Lötmitteln.

Mit dem Abschäumen von Flüssigkeiten, wie geschmolzenen Metallen, sind insbesondere dann große Schwierigkeiten verbunden, wenn bei einer Schmelze, zum Beispiel einem geschmolzenen Lötmittel, die Oberflächenspannung groß ist und eine dünne Oberflächenschicht von Oxidschlacke und anderen Verunreinigungen vorliegt. Viele Verfahren und Versuche sind bereits zur Lösung dieser Schwierigkeiten unternommen worden, ohne daß sie zu einer einfachen Vorrichtung geführt haben.

Am schwierigsten sind, wie bekannt, Lötbäder zu entschäumen, die zur Tauchlötung in einem voll automatischen Betrieb anfallen. Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diese Schwierigkeiten zu überwinden.

Es ist bekannt, die beim Tauchlöten in einem vollautomatischen Betrieb anfallenden Lötmittel, wie Zinkbäder, die eine hohe Temperatur und eine hohe Oberflächentemperatur aufweisen, über eine begrenzende Wand fortlaufend zu pumpen und kaskadenartig fließen zu lassen, um sie zu entschäumen und zu reinigen, um sie im Kreislauf wieder zu verwenden. Auf diese Weise kann indes nicht die Oberflächenschicht des Lötmittels bewegt und so eine saubere Oberfläche des Lötmittels erzielt werden. Das Problem liegt nämlich darin, daß wegen der hohen Oberflächenspannung die Oberfläche des Lötmittels an den Wänden des Löttiegels haften bleibt und das Lötmittel sich unterhalb dieser Oberflächenschicht bewegt, wobei die Oberfläche unberührt und ungebrochen bleibt. Die Verwendung von Rührhölzern, um die Oberflächenschicht mechanisch von dem Lötmittel zu entfernen ist zwar wirksam, aber man muß langsam vorgehen ,um ein Verspritzen des Lötmittels zu vermeiden. Die Verwendung von Schaumlöffeln hat, wie die Erfahrung lehrt, starkes Verspritzen des Lötmittels zur Folge. Das Abschäumen der Oberfläche

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ORIGINAL INSPECTED

eines geschmolzenen Lötmittels ist beim Ultraschallöten besonders schwierig, besonders wenn es sich um das Verlöten von großen Aluminiumteilen handelt, da durch das Zerstören der Aluminiumoxidhaut große Mengen an Oxiden anfallen und dadurch sich schnell eine Oberflächenschicht an Verunreinigungen aufbaut. Wiederholtes Tauchen von zu verlötenden Teilen in diese aus Oxiden bestehenden Oöerflächenschichten ergeben eine schlechte Lötung bzw. schlechte Lötfugen. Die bekannten Abschäumschaufeln bewegen sich in wenigen Sekunden über einen Weg von etwa 0,3 bis etwa 1,5 m, was nicht leicht durchzuführen ist. Außerdem neigen solche Schaufeln infolge peperiodisch auftretender Spannung leicht zu einem Bruch. Das Abschäumen der Oberflächen des geschmolzenen Lötmittels durch kaskadenartiges Führen über eine begrenzende Wand, ist nicht sehr wirksam und führt auch zur Erosion an Pumpen und Leitungen, so daß diese Teile schnell versagen und zu einer Verunreinigung der Lötvorrichtung führen. Bei einem ohne Fließmittel stattfindenden Ultraschallöten durch Tauchen in Lötmitteltöpfe/? führt eine starke Bewegung der Schaufeln oder ein fortlaufendes starkes Fließen des Lötmittels in vielen Fällen dazu, daß der Lötbehälter durch Störung des Ultraschallfeldes unwirksam wird.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend aufgezeigten beim Abschäumen auftretenden Nachteile zu überwinden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Abschäumvorrichtung, durch welche die Oberflächenschicht entfernt und eine saubere frische Oberfläche dadurch erzielt wird, daß man die Oberfläche des geschmolzenen Lötmittels durch zwei parallele Blätter durchbricht und die damit eingeschlossene Oberfläche ά nach einer Richtung bewegt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Oberflächenschicht der Schmelze periodisch durch zwei parallel und in einem Abstand voneinander liegenden Blättern durchbrochen, die Vorzugs-' weise parallel an den zwei längsten gegenüberliegenden Seitenwänden des Lötbehälters liegen, und die von den beiden Blättern eingeschlossene Schmelze nach einer Richtung auf eine der beiden längsten Seitenwänden hin bewegt wird, wodurch die auf der Oberfläche schwimmenden und in ihr enthaltenen Verunreinigungen sich

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zwischen dieser Seitewand und dem einen Blatt anhäufen. Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind zwei in einem Abstand voneinander und parallel zueinander verlaufende Blätter vorgesehen, deren Bewegungen zum Eintreten in die Oberflächenschicht synchronisiert sind; die Blätter werden von einer Seite zur anderen geführt und verlassen die Oberflächenschicht praktisch gleichzeitig und in paralleler Anordnung.

In der vorstehenden Beschreibung sind Zwecke und Ziele und Vorteile vorliegender Erfindung aufgeführt. Weitere der Erfindung zugrundeliegende Zwecke, Ziele und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung; es zeigen

Figur 1: eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Vorrichtung vorliegender Erfindung;

Figur 2: eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 3: eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform vorliegender Erfindung.

In der Zeichnung ist ein Tiegel 10 mit einem geschmolzenen Lötmittel 11 dargestellt, dessen Oberflächenschicht 12 Schlacke und sonstige Verunreinigungen enthält. Zwei parallel zueinander und in einem Abstand voneinander verlaufende Blätter 13 und 14 sind an ihren Enden an den parallel angeordneten Kurbelarmen 15 und befestigt, derart, daß die Blätter 13 und 14 parallel zu den langen Seitenwänden des Tiegels 10 liegen. Die Kurbelarme 15 und sind an einem Ende an die Kurbelscheiben 17 und 18 angelenkt, deren Welle 19 in einem Lager 20 frei drehbar ist, das nahe an einer Längsseite des Lötmitteltiegels 10 angeordnet ist. Das andere Ende der Kurbelarme 15 und 16 ist an den Kurbelscheiben 21 und 21 angelenkt, die wiederum auf gegenüberliegenden Enden der Antriebswelle 23 liegen, die durch den Motor 24 angetrieben wird, der wiederum an der anderen Längsseite des Schmelztiegels

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vorgesehen ist.

Beim Betrieb werden die Schaufeln 13 und 14 durch die Oberflächenschicht 12 des geschmolzenen Lötmittels 11 geführt; bei einer -mit Blick auf die Zeichnung- entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung des Motors 24 bewegen sich die Blätter nach rechts, wobei sie die zwischen ihnen liegende Oberflächenschicht nach rechts führen. Die beiden Schaufeln werden dann gleichzeitig aus der Oberfläche des Bades nach oben und -mit Blick auf die Zeichnung- nach links geführt und dann wieder in das Bad eingetaucht. Diese periodisch erfolgende Bewegung führt dazu, daß die Schlacke und andere Verunreinigungen nach der rechten Seitenwand des Tiegels geführt und dort gestapelt werden, so daß sie leicht entfernt werden können und dadurch eine im allgemeinen saubere Oberfläche zwischen den beiden Schaufeln gegeben ist, in welche dann der zu lötende Gegenstand getaucht werden kann.

Gemäß Figur 2 der Zeichnung rotieren die flachen Blätter 30 und auf den in einem Abstand voneinander und parallel zueinander angeordneten Wellen 32 und 33, die durch die Kette 34 miteinander verbunden sind, deren Antrieb über die Zahnräder 35 und 36 durch einen Motor-37 erfolgt, wobei die Blätter 3o und 31 gleichzeitig in die Oberfläche des Bades eintreten und wenn sie entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, bewegt sich die Oberflächenschicht nach rechts.

Gemäß der 8 Figur 3 der Zeichnung sind spiralförmige Schaufeln und 41 auf den parallelen Wellen 42 und 43 angeordnet, die durch eine Kette 44 verbunden sind, welche wiederum über dke die Zahnräder 45 und 46 von dem Motor 47 angetrieben werden. Die Kanten der Schaufeln 40 und 41 verlaufen parallel, so daß sie in die Badoberfläche eintreten, sich von der einen Seite zur anderen Seite der Oberfläche bewegen und, wenn sie die Oberfläche wieder parallel verlassen, die zwischen Ihnen befindliche Oberflächenschicht mit sich nehmen.

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In der vorgehenden Einzelbescheibung sind gewisse bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung berücksichtigt; die Erfindung soll jedoch nicht auf die anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungen beschränkt sein.

Patentansprüche

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD . Dicl.-lng. H. BERKtNFElD, Patentanwälte, Köln zur Eingabe vom 2 1 . November 1975 my/ Name d. Anm. BLACKS TONE CORPORATION . B 115/5 PATENTANSP rüche

1. Vorrichtung zum Abschäumen von Flüssigkeiten,wie geschmolzenen Lötmitteln, gekennzeichnet durch einen Tiegel (11), zwei in einem Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnete Blätter (13,14) und ein Getriebe, durch welches die Blätter (13,14) zyklisch und synchron in die Oberfläche der zu entschäumenden, im Tiegel (11) befindlichen Flüssigkeit eingeführt, die von den Blättern (14,13) eingeschlossene Flüssigkeit von einer Seite des Tiegels zur anderen Seite geführt und dann die Blätter (13,14) wieder aus der Flüssigkeit herausgeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei parallel zueinander aqigegenüberliegenden Seiten des Tiegels (11) angeordneten Wellen (19,23), an den Enden der Wellen vorgesehene Kurbelscheiben (18,17) sowie (21 und 22), zwei an den Scheiben (17,18 bzw. 21,22) angelenkte Kurbelarme (15,16), an welchen die Blätter (13,14) befestigt sind, und ein auf der Welle(23) angeordnetes Antriebsmittel (24) .

3. Vorrichtung nach Anspruch V, gekennzeichnet durch zwei parallel zueinander, an zwei gegenüber-liegenden Seiten des Tiegels angeordnete Wellen (32 und 33), auf diesen Wellen angeordnete Blätter (30,31), sowie Antriebsmittel, um die Wellen synchron zu drehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (30,31) flach und parallel verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (40,41) spiralförmig sind.

6. Verfahren zum Entschäumen von Flüssigkeiten, wie geschmolzenen Lötmitteln, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

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a) die Oberfläche der zu entschäumenden Flüssigkeit wird an zwei parallel zueinander und in einem Abstand voneinander liegenden die Flüssigkeit abgrenzenden Rändern durchbrochen,

b) die abgegrenzte Oberfläche der Flüssigkeit s wird nach einer Richtung bewegt,

c) die die Flüssigkeit abgrenzenden Ränder werden entfernt; und

d) die Verfahrensschritte a - c werden kontinuierlich wiederholt.

7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Flüssigkeit durch Eintauchen vonfcwei parallel zueinander und in einem Abstand voneinander angeordneten Blättern (13,14) durchbrochen wird, und die Blätter (13,14) synchron von einer Seite der Flüssigkeit zur anderen Seite geführt, aus der Flüssigkeit herausgehoben, wieder in die Ausgangslage zurückgeführt und diese Schritte zyklisch wiederholt werden.

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