DE2346253C3 - Flüssigkeitskühlvorrichtung zur raschen Erstarrung des schmelzflüssigen Überzuges eines feuerdickverzinnten Drahtes - Google Patents
Flüssigkeitskühlvorrichtung zur raschen Erstarrung des schmelzflüssigen Überzuges eines feuerdickverzinnten DrahtesInfo
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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)
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 derUnge 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-
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2346253A1 DE2346253A1 (de) | 1975-04-03 |
DE2346253B2 DE2346253B2 (de) | 1975-11-06 |
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