DE1621335C - Vorrichtung zum Dickverzinnen von Kupferdrahten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kon- daß sich keine allseitig gleichmäßige Überzugsschicht

tinuierlichen Überziehen eines Kupferdrahtes mit am Draht ausbildet.

einer dicken Lotschicht aus Zinn oder Mischzinn, Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

bei welcher der Draht in senkrechter oder nahezu besteht darin, eine Vorrichtung zum allseitigen

senkrechter Richtung aufwärts durch ein Lotbad 5 gleichmäßigen Überziehen von Kupferdrähten, wie

und darauffolgend durch ein, die Überzugsstärke solche in elektrischen Schaltkreisen, z. B. in der

regelndes Element mit allseitigem Spiel geführt Fernsprechtechnik, Anwendung finden, mit einer

wird. relativ dicken Lotschicht zu schaffen. Ausgehend

Bekanntlich werden zur Erleichterung und Be- von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art schleunigung des Lötvorganges, vor allem bei auto- ίο wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst matischen Kurzzeitlötverfahren, Kupferdrähte mit durch eine über Seitenbohrungen mit einem Lotbad einem Überzug aus Reinzinn oder Mischzinn ver- in Verbindung stehenden Ansaugdüse, durch die der sehen. Für das Kurzzeitlöten ist es wesentlich, daß Draht mit einem Spiel von 0,4 mm in die Vorrichdie Überzugsschicht den Draht gleichmäßig und mit tung eintritt, einer sich daran anschließenden Gegeneiner Stärke von mindestens sieben Mikrometer 15 stromstrecke mit einem Spiel von vorzugsweise ummantelt. Solche gleichmäßigen Zinnschichten 1,5 mm, die am Anfang und am Ende eine Verlassen sich zwar auf galvanischem Wege herstellen, jüngung auf ein Spiel von 0,2 mm besitzt und in der indessen sind die hierzu erforderlichen Anlagen flüssiges Lot vom Lotbehälter entgegen der Drahtrecht aufwendig. bewegungsrichtung fließt, sowie einer Abstreifdüse

Es wurde schon versucht, einen Kupferdraht 20 mit einem Spiel von wenigstens 0,2 mm.
durch Feuerverzinnen mit einem möglichst gleich- Unter Zuhilfenahme dieser erfinderischen Vormäßigen Zinnüberzug zu versehen. Der Draht wird richtung läßt sich ein Kupferdraht mit einer weitnach dem Verlassen des Zinnbades durch Abstreif- gehendst gleichmäßigen, aber auch relativ dicken düsen geführt, deren Durchmesser mindestens um Lotschicht überziehen. Beim Hindurchführen des die doppelte gewünschte Schichtstärke größer ist als 25 Drahtes durch die mit dem Lotbad in Verbindung der Durchmesser des Drahtes. Hierbei kommt es stehende Ansaugdüse, fließt das Lot über Seitenjedoch vor, daß sich der Draht beim Durchgang bohrungen dem Draht kontinuierlich zu. Es bildet durch die Abstreif düse oftmals einseitig an die sich hier eine erste vergleichsweise dünne Grund-Düseninnenwandung anlegt, so daß eine ungleich- schicht. Beim Durchziehen des Drahtes durch die mäßige Zinnauflage entsteht. Bei einer anderen be- 30 Gegenstromstrecke wird der Draht weiter mit Lot kannten Vorrichtung zum kontinuierlichen Über- beaufschlagt, wobei nunmehr die Lotschicht anziehen von metallischem Draht- und Bandmaterial wächst. Nach dem Verlassen der Gegenstromstrecke mit schmelzflüssigem Metall, z. B. auch mit Zinn, durchläuft der Draht das Lotbad und darauffolgend wird der Draht senkrecht nach dem Durchlaufen ein die Überzugsstärke regelndes Element, nämlich einer Zentriereinrichtung durch eine Öffnung im 35 die Abstreifdüse. Die angegebenen Größen des seit-Boden eines Schmelzbehälters gezogen. Letzterer liehen Spieles des Drahtes durch die verschieden-Behälter beinhaltet das schmelzflüssige Lot. Nach artigen Düsen und der Gegenstromstrecke wurden dem Verlässen des Schmelzbehälters wird der Draht als optimal günstig erkannt. Die Ansaugdüse, die durch eine in geringem Abstand über dem Schmelz- untere Verjüngung der Gegenstromstrecke und die behälter angeordnete Einrichtung zur Regelung der 40 Abstreifdüse sind, wie an sich bekannt, aus einem Überzugsstärke geleitet, welche aus einem vom vom Lot nicht benetzbaren Material gebildet. Damit Überzugsmaterial nicht benetzbaren Material ge- eine Abkühlung des Lotes beim Durchlaufen der bildet ist. Der Boden des Schmelzbehälters besitzt - Vorrichtung vermieden wird, ist die Gegenstromeine von allen Seiten schräg nach oben verlaufende, strecke beheizbar. Soll eine sehr dicke Lotschicht kegelförmige Drahtführungsöffnung. Beim Anlauf- 45 gleichmäßig auf den Draht aufgebracht werden, so Vorgang ist die Drahtführungsöffnung vom Bad- ist es empfehlenswert, mehrere Einzelvorrichtungen, spiegel des Metallbades überdeckt, derart, daß das bestehend aus jeweils einer Ansaugdüse, einer Überzugsmetall den Draht benetzt. Sodann wird der Gegenstromstrecke und einer Abstreifdüse, hinter-Metallspiegel im Schmelzbehälter bis knapp unter. einanderliegend anzuordnen, durch welche der zu den Rand der Drahtführungsöffnung abgesenkt. Das 5° verzinnende bzw. vorverzinnte Draht sukzessive gegeschmolzene Überzugsmetall haftet am Draht und führt wird.

wird mit diesem nach oben weiter durch die Ein- Die Erfindung wird an Hand zweier Zeichnungen

richtung zur Regelung der Überzugsstärke gezogen. näher erläutert. In diesen zeigt

Letztere Einrichtung ist in Form eines Düsenringes Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Verzin-

mit zylindrischer Bohrung gebildet und besitzt zum 55 nungseinrichtung nach der Erfindung im Schnitt und

Überziehen eines Stahldrahtes mit schmelzflüssigem Fig. 2 eine Anordnung zur Durchführung des

Aluminium oder Zink ein allseitiges Spiel von Verzinnungsverfahrens nach der Erfindung.

1,27 mm. Diese bekannte Vorrichtung ist indessen Im folgenden wird eine Verzinnungsvorrichtung

zum Dickverzinnen von Kupferdrähten, wie solche beschrieben, die zur Verzinnung eines 0,5 mm dicken

insbesondere in Schwachstrom-Schaltkreisen zur An- 60 Kupferdrahtes eingerichtet ist. Das Unterteil 1 der

wendung kommen, nicht geeignet. Während des Verzinnungsvorrichtung der Fig. 1 ist nach unten

Durchführens derartiger Kupferdrähte mit einem durch die Dichtung 2 und durch die darüber ange-

Durchmesser von etwa 0,5 bis 1,5 mm durch die ordnete Ansaugdüse 3 abgedichtet. Die Dichtung 2

Vorrichtung treten Schwingungen auf, so daß sich besitzt eine zentrische Bohrung von 0,7 mm, durch

der Draht auch hier einseitig an die Düsenwandung 65 die der Kupferdraht in die Verzinnungsvorrichtung

anlegt. Auch Schwankungen der Viskosität des eingeführt wird. Dichtung 2 und Ansaugdüse 3 sind

flüssigen Überzugsmaterials, z. B. bedingt durch aus einem vom Lot nicht benetzbaren Material,

geringfügige Temperaturschwankungen, führen dazu, beispielsweise aus einem hochtemperaturfesten

Kunststoff, hergestellt. Dadurch ergibt sich eine völlige Abdichtung gegenüber der über der Dichtung stehenden Lotschmelze. Die Ansaugdüse 3 besitzt eine Bohrung von etwa 0,9 mm, durch die der Kupferdraht hindurchgeführt wird. Aus der die Ansaugdüse umgehenden Lotschmelze gelangt flüssiges Lot durch die Seitenbohrungen 5 in die vom Draht durchlaufene Bohrung. In dem Unterteil 1 der Vorrichtung ist das Rohr 6 befestigt, dessen Innendurchmesser 2 mm beträgt. Da schon in der Ansaugdüse sich eine Lotschicht an den Kupferdraht 4 ansetzt, .wird Lot aus dem Unterteil 1 der Vorrichtung mit dem Draht 4, der in der Richtung 7 bewegt wird, herausgefördert. Dadurch kann flüssiges Lot aus dem Behälter 8, der über dem Rohr 6 angebracht ist, durch das Rohr entgegen der Drahtbewegungsrichtung 7 in den Unterteil 1 der Vorrichtung fließen. Daraus ergibt sich die Gegenstromstrecke 6. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Lotschichtauftrages hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn am unteren Ende der Gegenstromstrecke 6 eine Düse 9 ^ aus einem vom Lot nicht benetzbaren Material und /am oberen Ende eine Düse 10 angeordnet werden. Der engste Querschnitt der Düse 9 und 10 beträgt 0,7 mm. Nach der Gegenstromstrecke 6 gelangt der Draht in die Abstreifdüse 11, die sich von 0,9 auf 0,7 mm verjüngt. Der Lotbehälter 8 ist so bemessen, daß die dort enthaltene Lotschmelze für die Verzinnung einer Drahtrolle ausreicht. Zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur des Lotbades wird die Gegenstromstrecke 6 beispielsweise durch eine elektrische Widerstandsheizung 12 beheizt.

Eine vorteilhafte Anordnung der Verzinnvorrichtung besteht darin, daß, wie F i g. 2 zeigt, der Kupferdraht von einer Rolle 13 abgespult und über eine Umlenkrolle 14 durch ein Lotmittelbad 15 geführt wird. Danach durchläuft der Draht die Verzinnungsvorrichtung 16 und die Nachschmelzvorrichtung 17. Verzinnungsvorrichtung 16 und Nachschmelzvorrichtung 17 sind in der in Fig. 1 dargestellten Weise ausgeführt. Nach der Nachschmelzvorrichtung 17 durchläuft der Draht noch die Kühleinrichtung 18, die aus einem Rohr besteht, das von Druckluft durchströmt wird. Über die Umlenkrolle 19 wird der Draht darauf auf die Rolle 20 aufgewickelt.

Die in Fig. 2 dargestellte Hintereinanderanordnung einer Verzinnvorrichtung 16 und einer Nachschmelzvorrichtung 17 führt zu einer völlig einwandfreien verzinnten Oberfläche des Kupferdrahtes und vermeidet die bei der Verwendung einer einzigen Vorrichtung noch zeitweilig, insbesondere bei höheren Durchzugsgeschwindigkeiten des Drahtes auftretenden Unregelmäßigkeiten auf der Drahtoberfläche. Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung die günstigste Durchzugsgeschwindigkeit eines Drahtes von 0,5 mm Durchmesser bei etwa 35 bis 38 cm pro Sekunde liegt. Bei dieser Geschwindigkeit wird eine Mindestschichtdicke von 7 Mikrometer erreicht. Zur Verzinnung von Drähten mit stärkerem Durchmesser wurden verschiedene Ansaugdüsen, Gegenstromstrecken und Abstreifdüsen hergestellt und mit den entsprechenden Drähten erprobt. Dabei hat es sich gezeigt, daß die günstigste Durchzugsgeschwindigkeit von Drähten mit stärkerem Durchmesser als 0,5 mm niedriger liegt als die günstigste Durchzugsgeschwindigkeit für einen Draht

ίο von 0,5 mm Durchmesser. Für einen Draht mit einem Durchmesser von 1 mm wurde die günstigste Durchzugsgeschwindigkeit zu etwa 20 bis 26 cm pro Sekunde ermittelt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Überziehen eines Kupferdrahtes mit einer dicken Lot-Schicht aus Zinn oder Mischzinn, bei ,welcher der Draht in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung aufwärts durch ein Lotbad und darauffolgend durch ein die Überzugsstärke regelndes Element mit allseitigem Spiel geführt wird, g e kennzeichnet durch eine über Seitenbohrungen (5) mit einem Lotbad in Verbindung stehenden Ansaugdüse (3), durch die der Draht mit einem Spiel von etwa 0,4 mm in die Vor-. richtung eintritt, einer daran anschließenden Gegenstromstrecke (6) mit einem Spiel von etwa 1,5 mm, die am Anfang und Ende eine Verjüngung auf ein Spiel von 0,2 mm besitzt und in der flüssiges Lot von einem Lotbehälter (8) entgegen der Drahtbewegungsrichtung (7) fließt, sowie einer Abstreifdüse (11) mit einem Spiel von wenigstens 0,2 mm.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdüse (3), die untere Verjüngung der Gegenstromstrecke (6) und die Abstreifdüse (11) aus einem vom Lot nicht benetzbaren Material bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegestromstrecke (6) beheizbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ansaugdüse (3) ein Lötmittelbad (15) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Abstreifdüse (11) ein von Druckluft durchströmtes und den Draht (4) umgebendes Rohr (18) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren, hintereinanderliegenden Einzelvorrichtungen, jeweils eine Ansaugdüse (3), einen Gegenstromstrecke (6) und eine Abstreifdüse (11) aufweisend, besteht. '..-.'■-.<

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen