DE508375C

DE508375C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallueberzuegen

Info

Publication number: DE508375C
Application number: DEA47394D
Authority: DE
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1925-12-07
Filing date: 1926-04-01
Publication date: 1930-09-27
Also published as: FR615699A; CH122602A; US1710747A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen von Aletalldraht, -band oder von auf Laufbändern liegenden Metallteilen, überhaupt von allen für ein stetiges Arbeitsverfahren geeigneten Gegenständen mit korrosionsfreiem> Metall, beispielsweise zum Überziehen von Eisendraht mit Blei, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

ίο Es ist bekannt, das Gut kontinuierlich durch flüssige Metallbäder oder durch mit Metalldampf erfüllten Räumen streichen zu lassen, in denen es sich mit dem Metall überzieht. Es ist auch bereits bekannt, Metalldampf elektrisch niederzuschlagen.

Die Erfindung vereinigt die Kontinuität des Überziehens mit dem gerade für dieses rasch arbeitende Verfahren besonders geeigneten elektrischen Niederschlagen und

ao kennzeichnet sich wesentlich dadurch, daß das Gut durch eine mit dem Dampf des Überzugmetalls gefüllte Kammer streicht, wobei der Dampf und das Gut hohe elektrische. Spannung gegeneinander besitzen.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß das Überzugmetall außerhalb der Kammer flüssig gehalten wird, um durch eine Rohrleitung in den inneren Schmelztiegel gespeist zu werden, der vorzugsweise das durchstreichende Gut ringförmig umgibt, und {indessen Aufhängung man am besten die Zuleitungen seiner Heizspule benutzt.

Ferner wird die Kammer, die in bekannter Weise mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Unterdruck versehen ist, durch Ausblasen von Luft an der Ein- und Austrittsstelle gegen den Zutritt von Luft geschützt, wobei der Luftstrom am Einlaß Sand zur Reinigung des eintretenden Gutes mit sich führen kann, während derjenige an der Auslaßstelle dazu beiträgt, das überzogene Gut zu kühlen.

Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Die Vorrichtung dient besonders zum Überziehen von Eisendraht mit Blei. Sie umfaßt eine Kammer 1, in der das Überziehen vor sich geht, und die am Boden einen Einlaß 2 besitzt, durch den der zu überziehende Draht eingeführt wird; oben befindet sich ein Auslaß 3, durch den der fertig überzogene Draht aus der Vorrichtung austritt. Die Kammer 1, in der das Überziehen vor sich geht, hat im wesentlichen die Form eines eisernen Zylinders mil· einem abnehmbaren Deckel 4 am oberen Ende. Über die Mitte dieses Deckels befindet sich ein Rohr 5, das in den Auslaß 3 übergeht. Mitten unter dem Zylinderboden liegt ein dehnbares Rohr 6, das am Einlaß 2 endet.

Beim Arbeiten der Vorrichtung streicht der zu überziehende Draht aufwärts durch Jen Einlaß 2, das dehnbare Rohr 6, dann mit-

ten durch den -Zylinder, der den Hauptteil der Arbeitskamer ι bildet, endlich durch das Rohr 5 und dem Auslaß 3.

Sodann ist eine Einrichtung zur Etzeu- _ S gung einer Wolke von Blei- oder anderm Metalldampf in der Arbeitskammer 1 untergebracht, welcher die Eigenschaft hat, von selbst zu haften. Der Dampf wird durch folgende Teile der'Vorrichtung erzeugt: Am Deckel 4 hängt an Zuleitungsbolzen 7, 8 ein Schmelzgefäß 9 von ringförmiger Gestalt, durch dessen Mittelöffnung 10 der zu überziehende Draht nach oben streicht. Der Topf 9 ruht auf einer in der Mitte durchbohrten Scheiben, durch welche die Zuleitungsbolzen 7, 8 gesteckt sind. Das Schmelzgefäß 9 wird von einer Induktionsspule 12 umgeben, die in einen Stromkreis \^-on niedriger Spannung (6VoIt) bei hoher Stromstärke eingeschaltet ist; die Stromzuführung erfolgt durch die Zuleitungsbolzen 7 und 8. Die Induktionsspule 12 erhitzt das Blei bzw. das sonstige Metall in dem Schmelzgefäß 9, bis es Dampf an die in der Arbeitskämmen befindliche Luft abgibt.

Rings um die Induktionsspule 12 befindet sich ein Wärmeschutz 13 aus Graphit, um Überhitzung der Kammerwände nahe dem Schmelzgefäß 9 zu verhindern. Die Leitungsbolzen-7 und 8 hängen in Isolatoren 14, 14, die im Deckel 4 eingeschraubt sind. Diese Isolatoren können aus dem bekannten geschmolzenen Silikat hergestellt sein.

Jeder von ihnen ist von einem Zylinder 15 umgeben, dessen Zweck es' ist, die Verdichtung von Metalldampf auf den Isolatoren zu verhindern, deren Eintreten die Vorrichtung kurzschließen und wirkungslos machen würde. Der positive Pol des Niederspannungskreises wird vom Leitungsbolzen 7 gebildet, und der negative Pol vom Leitungsbolzen 8, wie aus .der Zeichnung deutlich zu ersehen ist.

Da das Blei oder das sonstige Metall in dem Schmelzgefäß 9 in Metalldampf umgewandelt wird,'so muß das Schmelzgefäß von Zeit zu Zeit frisch gefüllt werden. Zu diesem Zweck ist der obere Teil des Leitungsbolzens 8 hohl und durch ein Rohr 16 mit einem Füllbehälter Vj an einer passenden und handliehen Stelle verbunden. Das Gefäß-17 und das Rohr, τ 6 werden auf bekannte und nicht dargestellte Art und Weise in heißem Zustande gehalten. Der hohle Teil des Leitungsbolzens 8 endet unten in ein T-Stück 18, mit dem ein gebogenes Rohr uj verbunden ist, das in das Innere 'des Schmelzgcfäßes 9 führt. Muß das Schmelzgefäß gefüllt werden, so wird flüssiges Metall aus dem Behälter 17 durch das Rohr rf>, das Kniestück 18 und das So Rohr 19 in das Schmelzgefäß 9 gedrückt.

IJm <len Schmelzpunkt' des Bleis oder des sonstigen Metalls in dem Schmelzgefäß 9 zu erniedrigen und so die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich aus hoher Temperatur in der Arbeitskammer 1 ergeben und sonst anderweitig ausgeglichen werden müßten, sind Einrichtungen getroffen, um die Wolke metallischen Dampfes in der Kammer 1 unter vermindertem Druck zu halten. Diese Einrichtungen umfassen ein Saugrohr 20, das von dem Rohr 5. zu einer geeigneten Vakuumpumpe von bekannter Form und Arbeitsweise führt, die daher nicht gezeigt ist. Hierdurch wird die Luft aus der Kammer 1 abgesaugt, bis ein Druck von etwa 250 mm Quecksilbersäule erreicht ist, oder mit anderen Worten, bis ein Druck von annähernd 500 mm unter dem normalen Luftdruck am Meeresspiegel erreicht ist, der so gleichmäßig als möglich zu erhalten ist. "

Um die Wirksamkeit des Arbeitsraumes und des Dampfes darin zu erhöhen, sind ferner noch Einrichtungen getroffen, um das Innere der Kammer, worin sich metallischer Dampf befindet, von Wasserdampf zu befreien. Zu diesem Zweck führt eine Saugleitung 21 von dem dehnbaren Rohr 6 durch eine Trockenkammer 22 zu einer geeigneten Vakuumpumpe, welche dieselbe sein kann wie diejenige an der Leitung 20. Eine Pfanne 23 mit Phosphorpentoxyd oder einem andern wasseraufsaugendem Salz ist in der Trokkenkammer 22 aufgestellt und dient als Wasserentziehungsmittel zur Entfernung des Wasserdampfes aus dem Innern der Arbeitekammer.

Zur Reinigung des Drahtes unmittelbar vor seinem Eintritt in die Arbeitskammer 1 ist ein Sandstrahlgebläse am Einlaß 2 angeordnet. Dieses Sandstrahlgebläse besteht aus einem geeigneten Bläser von bekannter Form und Wirkungsweise, die daher nicht dargestellt ist, und einem Sandblasrohr 24, das sich in das Rohr 6 nahe beim Einlaß 2 derart öffnet, daß die Blasrichtung nach außen durch den Einlaß 2 geht; -hierdurch-wird der Draht unmittelbar vor seinem Eintritt in die Arbeitskammer r wirksam gereinigt und eine saubere Oberfläche zur guten Aufnahme des Bleis oder des sonstigen Überzugmetalls ge- »» sichert. Außerdem verhindert der austretende Strahl von Luft und Sand wirksam den Eintritt von Luft durch den Einlaß'2, und mau vermeidet so eine Störung 'des Unterdrucks in der Kammer ι. "5

Um den Überzug auf dem Draht, unmittelbar nachdem er aufgebracht ist, zu kühlen, ist ein Kühlluftgebläse angeordnet, das durch den Einlaß 3 nach außen bläst. Dieses besteht aus einem gebogenen Rohr 25, das mit dem Auslaß 3 so verbunden ist, daß ein Strom von kühler Luft zugleich mit Klein

Draht durch den Auslaß 3 nach außen streicht, wodurch der Überzug auf dem letzteren gekühlt wird. Der Luftstrom, der das Rohr 25 durchfließt, stammt aus einer geeigneten Luftpumpe von bekannter Form und Arbeitsweise, die daher nicht gezeigt ist. So wird der Eintritt von Luft und eine Störung des Unterdrucks in der Kammer 1 vermieden. ■

Natürlich muß die Kammer 1 sehr heiß gehalten werden, und um sie daher gut gegen Wärmeabfluß zu 'Schützen, umgibt man sie mit einer Vakuumkammer 26, in welcher eine möglichst vollständige Luftleere aufrechterhalten werden muß. Diesem Zweck dient eine Saugleitung 27, die aus dem Inneren der A-'akuumkammer 26 durch eine Trockenkammer 28 zu einer Vakuumpumpe führt, die von bekannter Bauart und Arbeitsweise, daher nicht besonders dargestellt ist. Die Trockenkammer 28 ist der Kammer 22 gleich und enthält ein gleiches wasserentziehendes Mittel. Um die Arbeitskammer 1 und die Vakuumkammer 26 oben am Deckel zu kühlen, ist eine Reihe Wasserrohre 29 oben auf der Außenfläche des Deckels 4 der Arbeitskammer aufgewunden und eine ähnliche Reihe Wasserrohre 30 ebenso auf dem- Deckel der Vakuumkammer 26.

Soweit die Vorrichtung bisher beschrieben ist, reicht sie zum Überziehen eines Drahtes mit Blei hin, wenn nur ein dünner Überzug mittels Verdichtung gewünscht wird. Braucht man dagegen einen dicken Überzug, so ist es höchst erwünscht, daß die Wolke metallischen Dampfes in der Kammer 1 von hoher elektrischer Spannung ist, die zur Folge hat, daß der Draht bei seinem Durchgang durch die Kammer mit unzähligen kleinsten Bleidampfteilchen förmlich bombardiert wird, die sich rasch anhäufen und eine dicke und haltbare Überzugsschicht ergeben. Diesem Zweck dient ein Hoch spannyngskr eis von etwa 2 000 Volt, dem der Dampf in der Kammer r selbst als Leiter angehört.

Überzieht man mittels Verdichtung allein, so kann man Atmosphärendruck anwenden, obwohl auch dann ein niedrigerer Druck rascheren Niederschlag zur Folge hat. Je niedriger der Druck, desto niedriger die Temperatur, bei der das Verfahren durchgeführt werden kann. Überzieht man aber elektrisch, entweder allein oder in Verbindung mit Niederschlag, so ist der Unterdruck wesentlich, und es muß verhältnismäßig hochgespannter Gleichstrom verwendet werden. Man hat dabei zwar die Wahl der Pole frei, jedoch ist es besser und führt zu rascherer Ablagerung, wenn man die Metallteilchen von der Kathode her aufschleudern läßt, d. h. wenn das Metall, das den Überzug erhalten soll, den positiven Pol bildet.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Angenommen, die Luftentleerungspumpen haben lange genug gearbeitet, um einen Unterdruck in der Kammer 1 und einen genügend niedrigen Druck .in der Vakuumkammer 26 zu erzeugen, und der Niederspannungskreis mit der Induktionsspule 12 habe lange genug gearbeitet, um das Blei oder das sonstige Metall in dem Schmelzgefäß 9 so weit zu erhitzen, daß Dampf in die Luft der Arbeitskammer 1 aufsteigt und so darin eine Wolke von Blei oder anderem metallischem Dampf erzeugt; so wird der Hochspannungskreis geschlossen und drückt der Dampfwolke eine hohe elektrische Spannung auf. Dann wird der zu überziehende Draht aufwärts durch die Vorrichtung geführt, z. B. durch einen Draht, der bereits seinen Überzug hat und der zu diesem Zweck -mit dem Anfang des neuen Drahtes verbunden ist.

Der eintretende Draht ist am Einlaß durch das Sandstrahlgebläse vollständig gereinigt, und sobald er die Stelle gerade über dem Schmelzgefäß 9 erreicht, bewirkt der Temperaturunterschied zwischen dem heißen ■ Dampf und dem kalten Draht ein Niederschlagen des Dampfes auf der Drahtoberfläche. Dies tritt bei Anwendung des Hochspannungskreises nicht eher ein, als bis das Bombardement des Drahtes mit unzähligen feinsten Dampfteilchen anfängt. Dieses Bombardement ist vom Temperaturunterschied unabhängig und beruht allein auf der hohen elektrischen Spannung des Metalldampfes. Es dauert auch nach Aufhören des Niederschlags an, und bis ein bestimmter Punkt des Drahtes bei seinem Aufwärtsgang das Rohr 5 erreicht hat, ist ein dicker Überzug von Blei oder einem sonstigen Metall auf dem Draht förmlich aufgehämmert und haftet fest daran. Die Eigenschaft des Metalldampfes, von selbst zu haften, ist, wenn sowohl Niederschlag als auch hohe elektrische Spannung zur Wirkung kommen, so rasch wirkend, daß Jie Durchgangsgeschwindigkeit des Drahtes durch die Vorrichtung nur durch die Möglichkeit begrenzt wird, den Draht zu handhaben.

Sobald erst einmal eine Wolke metallischen Dampfes erzeugt ist, dauert der Vorgang beständig fort, so lange, als das Metall im Schmelzgefäß 9 genügend ergänzt wird. Wenn der fertig überzogene Draht aus dem Auslaß 3 austritt, ist der Überzug durch den Luftstrom, der rings um den Draht mit diesem zugleich durch den Auslaß fließt, bereits abgekühlt.

Stopfbüchsen, deren Aufbau und Wirkungsweise bekannt und daher nicht, gezeigt ist, können an Stelle der nach außen gerichteten

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Luftströme am Einlaß 2 und am Auslaß- 3 !^rwendung finden, wenn es gewünscht wird. - Auch kann man die Rohre am Einlaß 2 und

;·'< Auslaß 3 etwa 6 m lang machen und braucht in diesem Falle weder Stopfbüchsen noch nach außen gerichtete Luftströme, um den Unterdruck in der Arbeitskammer aufrechtzuerhalten, und zwar deshalb, weil im Ver-

^: hältnis zu dem kleinen Durchmesser des Ein- und Auslasses derart große Längen es den Pumpen auch so ermöglichen, den Unterdruck in der Arbeitskammer zu halten. Ferner kann man, falls gewünscht, am Auslaß 3 eine Glättvorrichtung für den überzogenen

<5 Draht von bekannter und daher nicht dargestellter Bauart und Wirkungsweise anordnen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen von Metalldraht, -band oder von auf Laufbändern liegenden Metall-

'■■ teilen, bei dem das zu überziehende Gut durch eine Dampf des Überziehmetalls enthaltende Kammer streicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf teilchen auf das zu überziehende Gut niedergeschlagen werden, indem man sie durch Aufrechterhalten einer hohen elektrischen Poten-■tialdifferenz zwischen dem Dampf und · dem zu überziehenden Gut ionisiert.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, cladurch gekennzeichnet, daß die Kammer, durch die der Draht hindurchstreichen soll, zur Erhitzung und Verdampfung des Überziehmetalls an eine Stromquelle von niedriger Spannung und ferner zurErzeugung einer großen Potential differen ζ zwischen Metalldampf und Draht an eine weitere Stromquelle von hoher Spannung ange- 4a schlossen ist.
3. Vorrichtung .nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß das einem Schmelztiegel (9) innerhalb der Kammer (1) zuzuführende Überzugmetall außerhalb der Kammer in einem Vorratsbehälter (τγ) flüssig gehalten Avird, um durch eine Rohrleitung (16) nach Bedarf in den inneren Schmelztiegel gespeist zu werden.
4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel (9), aus dem die Metallwolke aufsteigt, das durchstreichende Gut ringförmig umgibt.
5· Vorrichtung nach Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel (9) an der Decke der Kammer (1) durch die Zuleitungen (7, S) für die Heizspule (12) aufgehängt ist.
6. \^xorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Einrichtung zur Erzeugung von Unterdruck in der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftbläscr (24) am Einlaß (2) der Kammer einen Luftstrom durch den Einlaß ■ nach außen bläst, um den Eintritt von Luft zu verhindern, wobei der Luftstrom eine gewisse Menge Sand mit sich führt, um das eintretende Metall zu reinigen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Einrichtung zur Erzeugung von Unterdruck in der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftbläser (25) am Auslaß (3) der Kammer einen Luftstrom durch den Auslaß nach außen bläst, um gleichzeitig Lufteintritt zu verhindern und das überzogene" Metall zu kühlen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungert