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Verfahren und Vorrichtung zum Überziehen von langen Gegenständen durch Wirbelsintern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überziehen von langen Ge- genständen, z. B. Rohren, Stangen, Stäben, Drähten u. dgl. unter Ausnutzung der Vorteile des Wirbelsin- terverfahrens.
Das Wirbelsinterverfahren zum Überziehen von Gegenständen verschiedener Art besteht darin, pul- verförmiges Überzugsmaterial durch einen das Material durchdringenden Gasstrom in einen flüssigkeits- ähnlichen Schwebezustand (Wirbelschicht) zu versetzen und den vorher über die Schmelztemperatur des Überzugsmaterials erwärmten Gegenstand in diese Wirbelschicht einzutauchen. Bei Berührung der Par- tikel des Überzugsmaterials mit dem warmen Gegenstand schmelzen diese und vereinigen sich zu einem Überzug.
Die oben beschriebene Technik des Wirbelsinterverfahrens, bei welchem ein Gegenstand in einen oben offenen Wirbelbehälter vertikal eingetaucht wird, ist für die meisten Gegenstände gut anwendbar.
Probleme entstehen aber dann, wenn es erforderlich ist, sehr lange Gegenstände zu überziehen, da es sehr schwierig ist, diese in den Behälter einzubringen und in demselben zu bewegen. Während es noch möglich ist, Rohre von z. B. ungefähr 6 bis 12 m Länge in der bekannten Weise zu überziehen, werden bei grösseren Abmessungen die erforderlichen Dimensionen des Wirbelbehälters so unpraktisch und die erforderliche Handhabung der Rohre so schwierig, dass es unwirtschaftlich werden kann, das Wirbelsinterverfahren zu benutzen.
Ausserdem kann beim Eintauchen eines langen Gegenstandes in Richtung seiner Längsachse in der Wirbelschicht ein ungenügender Überzug entstehen, da sich in der Zeit zwischen dem Eintauchen des Anfanges und des Endes des Rohres die vorhandene Wärmekapazität auf die Dicke des Überzuges in der Weise bemerkbar macht, dass der Überzug am Rohranfang dicker wird als am Ende. Es ist daher äusserst schwierig, die bekannte Wirbelsintertechnik zum Überziehen von endlosen oder langen Gegenständen anzuwenden. Dies trifft insbesondere zu beim Überziehen von Drähten, ferner bei bestimmten kontinuierlichen Schweissverfahren zur Herstellung von Rohren, bei denen es vorteilhaft ist, den Gegenstand unmittelbar nach der Schweissung zu überziehen.
Wenn diese endlosen Gegenstände ausreichend elastisch sind, können sie mittels Rollen od. dgl., die in der Wirbelschicht angeordnet sind, in diese hineingeführt werden. Diese Massnahme ist aber nur eine ungenügende Verbesserung und auch nur auf sehr elastische Gegenstände wie Drähte anwendbar, da der Überzug in seinem noch weichen und verformbaren Zustand leicht beschädigt werden kann.
Gemäss der Erfindung wird zum Überziehen langer Gegenstände insbesondere Rohre, Stangen od. dgl. der erwärmte Gegenstand horizontal und in seiner Längsrichtung durch die Wirbelschicht hindurchbewegt wobei dem Gegenstand gegebenenfalls zusätzlich eine Drehbewegung um seine Längsachse erteilt wird.
Eine weitere Massnahme der Erfindung besteht darin, den Gegenstand in dem Mass in Längsrichtung fortschreitend zu erwärmen, wie er durch die Wirbelschicht hindurchbewegt wird, u. zw. auf eine Temperatur, die ausreicht, um eine Vereinigung der Partikel des Überzugsmaterials zu erreichen, die sich in Kontakt mit dem Gegenstand befinden. Zu diesem Zweck werden Heizeinrichtungen verwendet, die un-
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mittelbar in der Nähe der Einlassöffnung an der Aussenseite oder innerhalb des Behälters angeordnet werden können.
Das Erwärmen des Gegenstandes, entweder unmittelbar vor seinem Eintritt in die Wirbelschicht, oder während er sich in der Wirbelschicht befindet, erfolgt auf eine Temperatur oberhalb des Sinter-oder
Schmelzpunktes des Überzugsmaterials. Unter Schmelzpunkt wird dabei die Temperatur verstanden, bei der sich das Überzugsmaterial im wesentlichen zu dem vorgesehenen gleichmässigen Überzug des Gegen- standes vereinigt. Unter Sinterpunkt wird die Temperatur verstanden, bei der das Überzugsmaterial im wesentlichen klebfähig ist, um auf der Oberfläche des Gegenstandes zu haften.
Wenn der Gegenstand nur auf den Sinterpunkt des Überzugsmaterials erhitzt wird, bevor er mit diesem in Berührung kommt, kann es erforderlich sein, eine Nacherwärmung des Überzugsmaterials vorzunehmen,'um ein gleichmässiges Verfliessen und eine glatte Oberfläche des Überzugs zu erhalten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, dass mindestens an einer der Stellen, an denen der zu überziehende Gegenstand in die Wirbelschicht hinein-und her ausgeführt wird, ein zusätzlicher Gasfluss in die Wirbelschicht hineingerichtet wird, um einen Abfluss des Überzugsmaterials an diesen Stellen zu verhindern. Das Hineinströmen des zusätzlichen Gasstromes wird durch Aufrechterhalten eines unter dem Umgebungsdruck liegenden Druckes oberhalb der Wirbelschicht und/oder durch Zuführen eines zusätzlichen Gasstromes mit einem überatmosphärischen Druck erreicht.
Die Dicke des Überzugs kann durch Verändern der Durchlaufgeschwindigkeit des Gegenstandes durch die Wirbelschicht reguliert werden und wird ausserdem durch die Temperatur bestimmt, auf die der Gegenstand erwärmt worden ist. Ebenso kann der Grad der Aufwirbelung des Überzugsmaterials durch Ver- ändern der Gasgeschwindigkeit geregelt werden.
Wenn erforderlich, kann der Überzug durch Wiederholen des Vorganges des Hindurchführens des Gegenstandes in Längsrichtung durch die Wirbelschicht verstärkt oder verdickt werden, wobei natürlich eine erneute Erwärmung erforderlich ist.
Bevorzugte Formen des Verfahrens und der Einrichtung, mit denen das Verfahren ausgeübt werden kann sowie weitere Einzelheiten sind nachfolgend näher beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. l zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Wirbelbehälter, bei dem die Wirbelschicht des Überzugsmaterials durch einen reduzierten oder Unterdruck oberhalb der Wirbelschicht erreicht wird und der mit Rollen zum Einführen langer Gegenstände in die Wirbelschicht versehen ist, die gleichzeitig als Bewegungseinrichtung dienen, um den Gegenstand eine Bewegung in Längsrichtung und um seine Achse zu erteilen. Fig. 2 ist ein Ausschnitt einer Draufsicht, die das Winkelverhältnis zwischen der Antriebsrolle und dem zu überziehenden langen Gegenstand zeigt.
Fig. 3 ist ein vertikaler Schnitt durch einen erfindungsgemässen Wirbelbehälter, bei dem die Wirbelschicht durch einen Unterdruck oberhalb der Wirbelschicht und einen regelbaren überatmosphärischen Gasdruck unter der Wirbelschicht auf-
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;dass das Überzugsmaterial durch die Öffnungen herausströmt und ausserdem Heizvorrichtungen zum Erwärmen des zu überziehenden Gegenstandes, bevor er in die Wirbelschicht geführt wird. Fig. 4 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Wirbelbehälters gemäss Fig. 3, gedreht um 900, um die Einrichtungen zum Zuführen des pulverförmigen Überzugsmaterials in den Wirbelbehälter zu zeigen'. Fig. 5 ist ein vertikaler Schnitt durch eine ähnliche Einrichtung wie die in Fig. 3 dargestellte, jedoch mit andern Heizvorrichtungen zum Erwärmen des zu überziehenden Gegenstandes.
Fig. 6 stellt einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 3 ineinem etwas vergrösserten Massstab dar und zeigt eine Auflagerung für den überzogenen Körper, wenn er den Wirbelbehälter verlässt. Fig. 7 ist ein Schnitt im vergrösserten Massstab entlang der Linie 7-7 von Fig. 3.
Fig. l zeigt eine Einrichtung, bei der die Wirbelschicht aus pulverförmigem Überzugsmaterial allein durch die Anwendung eines reduzierten-oder Unterdruckes oberhalb der Wirbelschicht aufrechterhalten wird. Der Spiegel der Überzugsmasse befindet sich in ruhendem Zustand an der Stelle a und bei Aufwirbelung an der Stelle b. In dieser relativ einfachen Form der Einrichtung ist der Wirbelbehälter mit der Ziffer 10 bezeichnet. Der Behälter weist eine im wesentlichen hohe zylindrische Form auf, kann aber auch mit einem andern Querschnitt ausgebildet sein.
Der Behälter ist durch eine horizontale gasdurchlässige Platte 12 in eine obere Kammer 14 und eine untere Kammer 16 unterteilt, die die Gaskamer bildet ; diese ist mit der umgebenden Atmosphäre durch die Leitung 18 verbunden. Die Leitung weist ein Ventil 20 auf, welches gemäss der Arbeitsweise der dargestellten Einrichtung offengehalten wird und durch das infolge des Unterdruckes in der oberen Kammer 14 ein Luftstrom in die Kammer 16 eintritt, der durch die gasdurchlässige Platte 12 nach oben in das Über-
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zugsmaterial strömt. Die Platte 12 erlaubt den Durchfluss eines Gases nach oben, ohne dass die Überzugs- materialpartikel die Möglichkeit haben, durch die Platte hindurchzufallen, wenn die Einrichtung nicht in
Betrieb ist.
Die Art der Anordnung der Platte 12 in ihrer Lage ist nicht wesentlich. Bei der gezeigten Anordnung ist die Platte über zwei in Abstand voneinander angeordnete obere und untere Flanschen 21 und 22, die durch Schrauben, die mit 23 bezeichnet sind, zusammengehalten werden, mit den Wänden des Wirbelbehälters verbunden.
Der obere Teil des Wirbelbehälters weist einen Deckel 24 auf, der mit einer Öffnung 24a versehen ist, an die eine Leitung 25 angeschlossen ist. Diese führt zu einem Abscheider in der Form eines Zyklons
26, an dessen oberem Auslass eine Vakuumpumpe 27 oder andere Vorrichtungen zur Erzeugung eines verminderten Luftdruckes im oberen Teil der Kammer 14 angeschlossen sind. Es ist zwar in den Zeichnungen nicht dargestellt, aber es kann zweckmässig sein, die Querschnittsfläche des Wirbelbehälters, im oberen
Teil der Kammer 14 in Form eines sich nach oben erweiternden Konusseszu vergrössern.
Dadurch wird die Geschwindigkeit des Gases, sobald es die Wirbelschicht verlässt, derart herabgesetzt, dass etwa im Gas enthaltene Partikel in die Wirbelschicht zurückfallen und so bereits im Wirbelbehälter eine Verringerung der im Zyklon 26 auszuscheidenden feinen Partikel erfolgt. Durch eine am unteren Auslass des Zyklons 26 angeordnete Leitung werden die ausgeschiedenen Partikel in die Wirbelschicht zurückgeführt.
Die Wände 28 des Wirbelbehälters sind oberhalb der Platte 12 mit gegenüberliegenden Öffnungen 29 und 30 versehen, durch welche der zu überziehende lange Gegenstand hindurch in die Wirbelschicht geführt wird. Die Öffnungen sind von einer Grösse, dass Rohre oder Stangen verschiedenen Durchmessers hindurchgeführt werden können.
Wie bereits erwähnt, müssen die zu überziehenden Gegenstände auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden, bevor sie in die Wirbelschicht eingeführt werden, oder sobald wie möglich danach, um eine Vereinigung der Partikel des Überzugsmaterials auf dem Gegenstand zu erreichen. In Fig. 1 ist das Heizelement in Form einer elektrischen Induktionsspule 31 ausgebildet, die an der Aussenseite der Wand 28 und koaxial zu der Einlassöffnung 29 angeordnet ist. Wenn erforderlich, können die Gegenstände auch in einem Ofen erwärmt werden.
Auf gegenüberliegenden Seiten des Wirbelbehälters sind ferner Rollen 33 vorgesehen, um das im dargestellten Fall zu überziehende Rohr 32 zu lagern und anzutreiben. Die Rollen 33 weisen eine konkave Oberfläche auf, sind drehbar gelagert und schräg zu der Längsachse des Rohres 32 angeordnet. Diese Rollen werden durch nicht dargestellte Antriebsmittel angetrieben und erzeugen eine Längsbewegung des Rohres durch den Behälter ; ausserdem erteilen sie dem Rohr eine Rotationsbewegung.
Der Überzug, der auf das Rohr oder andere Gegenstände aufgebracht wird, kann unter Umständen noch nicht erstarrt sein, wenn der überzogene Gegenstand durch die Auslassöffnung 30 auf die dahinter angeordnete Rolle 33 gelangt. Bei dem Kontakt mit der Rolle kann der Überzug dann beschädigt werden.
Um dies zu vermeiden wird die Temperatur des Überzugs nach Verlassen des Wirbelbehälters herabgesetzt, so dass der Überzug hart wird. Dies erfolgt mittels einer als hohler Ring 34 ausgebildeten Wasserbrause, die koaxial zu der Auslassöffnung 30 angeordnet ist und durch welche das Rohr oder ein anderer Gegenstand hindurchgeführt wird.
Auch die Verwendung anderer Kühlmittel ist möglich. Mit 35 ist die Kühlwasser-Zuführleitung bezeichnet.
An der Einlassöffnung 29 können elastische Dichtungsmittel angeordnet werden, die das zu überziehende Rohr 32 dichtend umschliessen und verhindern, dass Pulver aus der Öffnung 29 austritt. Diese Dichtungsmittel sind so ausgebildet, dass sie der Vorwärmtemperatur des Rohres widerstehen. Als Material dazu ist z. B. Silikongummi und Polytetrafluoräthylen geeignet. Die Dichtungsmittel können ander Öffnung 30 nicht angeordnet werden, da sie sonst den Überzug abwischen oder auf andere Weise den noch weichen Überzug beschädigen.
Auf die Anordnung von besonderen Dichtungsmitteln kann gegebenenfalls auch verzichtet werden, da durch die Aufrechterhaltung des Unterdruckes in dem Behälter keine wesentlichen Mengen an Überzugsmaterial durch die Öffnungen herausfallen, sondern vielmehr Luft durch die Öffnungen in den Behälter hineingesaugt wird, die den Austritt des Überzugsmaterials verhindert.
Um den Zustand und die Stellung der Wirbelschicht zu überprüfen, ist die Wand 28 des Behälters mit sinem Schauglas 36 versehen.
An Stelle der blossen Verwendung eines Unterdruckes zum Zufilhren von Luft durch die Wirbelschicht, kann auch eine Kombination von Unterdruck mit Überdruck unterhalb der Wirbelschicht angewendet wer- len, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Figur ist der Wirbelbehälter etwa in der gleichen Form
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und Art wie in Fig. 1 gezeigt und mit 10a bezeichnet.
Der Behälter ist mittels einer gasdurchlässigen Platte 37 in die obere Kammer 38 und die untere Kam- mer 39 unterteilt. Die eine Wand der Kammer 39 weist eine Gaszuführungsöffnung 40 auf, die mit einer
Gaszuleitung 41 mit einem Regelventil 42 verbunden ist.
Das obere Ende des Behälters 10a ist mit einem Deckel 43 versehen, welcher in einer Auslassöffnung
44 endet, an die eine mit 45bezeichnete Leitung angeschlossen ist. Diese führt zu dem Abscheider 46, von welchem eine Leitung 47 ausgeht, die mit einer Vakuumpumpe oder andern Vorrichtungen 48 zur Ver- minderung des Druckes innerhalb des oberen Teiles des Behälters verbunden ist.
Der Behälter 10a ist mit Auslass- und Einlassöffnungen 50 und 51 versehen. Der Einlassöffnung 50 ist konzentrisch ein ringförmiger hohler Ring 52 zugeordnet. Dieser Ring 52 ist an der Aussenseite der Behäl- terwand angeordnet ; er kann aber auch an der Innenseite befestigt werden, wenn dies zweckmässig er- scheint. Der Ring 52 ist mit einer Vielzahl von feinen kreisförmig angeordneten Düsenöffnungen 53 ver- sehen, durch welche ein Gas unter Druck in einem konzentrischen Strom auf die Eingangsöffnung gerich- tet wird.
An der Auslassöffnung 51 ist ebenfalls ein hohler Ring an der Aussenseite des Behälters konzentrisch zu der Öffnung 51 vorgesehen und mit 55 bezeichnet. Der Ring 55 unterscheidet sich von dem Ring 52 nur insoweit, dass er eine nach einwärts gerichtete ringförmige Düsenöffnung 56 aufweist, durch die ein Konus von Luft in den Behälter hineingerichtet wird.
Die gegenüberliegend angeordneten und in axialer Richtung liegenden Ringe'52 und 55 sind von einer
Grösse, die das Hindurchführen von Rohren oder andern Gegenständen, die mit 57 bezeichnet sind, erlaubt. Vorzugsweise sind die Ringe in einer Grösse ausgebildet, dass die Rohre relativ eng umschlossen werden, obgleich die Funktion der Ringe auch erhalten bleibt, wenn das Überziehen von Rohren kleineren Durchmessers erfolgt, da die einwärts gerichteten Luftdüsen der Ringe und der Unterdruck innerhalb des Behälters 10a verhindern, dass Überzugsmaterial durch eine der Öffnungen, welche die Ringe umschliessen, austritt.
Zum Überziehen rohrförmiger Körper, wie hier gezeigt, werden deren Enden verschlossen, um zu verhindern, dass Überzugsmaterial in die Rohre eintritt. Diese Verschlüsse sind in der Darstellung als Kolben 58 ausgebildet, obgleich auch andere Verschlüsse ebenfalls für diesen Zweck vorgesehen werden können.
Für das Lagern der Rohre und ebenso für die Bewegung der Rohre in Längsrichtung durch die Wirbelschicht ist ein System von Rollen 59 vorgesehen. Diese Rollen sind mit ihrer Rotationsachse senkrecht oder schräg zu der Bewegungsrichtung des Rohres 57 angeordnet, wobei sie dem Rohr 57 gleichzeitig mit der Längsbewegung eine axiale Rotation erteilen.
Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind die Rollen 59 an ihrem Umfang mit einer Nut versehen, um eine sichere Lagerung des zu überziehenden Rohres 57 zu gewährleisten.
An der Auslassöffnung ausserhalb des Ringes 55 ist eine weitere Rolle 60 angeordnet, auf welcher das überzogene Rohr gelagert ist. Da das Rohr 57 beim Verlassen der Wirbelschicht einen Überzug aufweist, der sich bei der Bewegung bis zur Rolle 60 noch nicht voll verfestigt hat, ist die Rolle 60 mit einer weichen Lagerfläche versehen, z. B. in der Form eines luftgefüllten ballonförmigen Ringes. Durch das Aufliegen des Rohres auf dem Ballonreifen wird dieser zusammengepresst und bildet so einen weichen Lagerkanal, wie in Fig. 6 dargestellt. Dadurch wird der noch weiche Überzug gegen Abrieb und Beschädigung geschützt.
Ferner kann zur Verfestigung des Überzuges Kühlflüssigkeit auf das beschichtete Rohr aufgesprüht werden, bevor es die Lagerrolle 60 berührt. Die Kühlung des Überzuges kann auch mit gekühlter Luft oder andern Gasen erfolgen, die durch die Öffnung 56 des Ringes 55 austreten und zusätzlich das Herausfallen von Überzugsmaterial aus dem Behälter durch die Öffnung 51 verhindern.
Als Heizelement dient auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine Induktionsspule 64, die der Öffnung 50 und dem Ring 52 zugeordnet ist.
Das erfindungsgemässe Überzugsverfahren kannauchbel Anwendung nur eines Überdruckes zum Aufwirbeln des Überzugsmaterials durchgeführt werden, wenn durch die Ringe 52,55 ein Gasstrom mit entsprechend höherem Druck in den Behälter geblasen wird.
In Fig. 5 ist eine Konstruktion dargestellt, bei der das Heizelement für das zu überziehende Rohr innerhalb des Behälters in der Wirbelschicht angeordnet ist. Der Wirbelbehälter, der mit lOb bezeichnet ist, wird durch die gasdurchlässige Platte 65 in Kammern 66 und 67 unterteilt.
Mit 68 und 69 sind die gegenüberliegenden Einlass- und Auslassöffnungen bezeichnet, durch welche das Rohr 70 oder andere lange Gegenstände in Längsrichtung durch die Wirbelschicht geführt werden, wo-
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bei das Überzugsmaterial mit 71 bezeichnet ist. Dieser Zustand kann durch das Fenster 72 in der Wand des Behälters lOb beobachtet werden. 73 ist eine Luftdüse derselben Konstruktion wie die bereits beschriebe- ne und in Fig. 3 mit 55 bezeichnete.
An der Einlassöffnung 68 ist eine Dichtung vorgesehen, die das Austreten des Überzugsmaterialsdurch die Einlassöffnung verhindern soll. Diese Dichtung besteht aus einer, eine zentrale Öffnung 76 aufweisen- den elastischen bzw. dehnbaren Membran 74, welche an der Behälterwand durch einen Ring 75 befestigt ist. Die Öffnung 76 ist von einem kleineren Durchmesser als das zu überziehende Rohr und dehnt sich beim Hindurchführen desselben aus, wobei die Kanten der Öffnung eine gute Dichtung gegenüber dem
Rohr bilden.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Heizeinrichtung in der Form einer Induktionsspule 77 ausgebildet und innerhalb des Behälters 10b in axialer Zuordnung zu der Einlassöffnung 68 und der Auslass- öffnung 69 angeordnet. Durch die Spule 77 wird das Rohr 70 oder ein anderer Gegenstand erwärmt, nach- dem sie in den Behälter 10b gelangt sind und wobei die Lagermittel wie bei den andern Ausführungen ge- staltet sind.
In der Fig. 5 sind Ausscheider und Vakuumpumpe nicht dargestellt. Der obere Teil des Behälters kann auch offen ausgebildet sein, wobei dann ein Gas unter Überdruck durch die mit einem Ventil versehene Leitung 79 in die Kammer 66 eingeführt wird. Der Grad der Aufwirbelung des Überzugsmaterials kann durch das Ventil geregelt werden.
Die Menge des Überzugsmaterials verringert sich entsprechend der fortschreitenden Beschichtung. und es ist daher gemäss Fig. 4 eine Zuführeinrichtung für neues Material vorgesehen. Diese besteht aus einem Materialvorratsbehälter 83, der über Leitungen 84,82, 81 mit dem Wirbelbehälter 10a verbunden ist. Die Leitungen 84 und 82 sind gegeneinander koaxial verschiebbar.
Durch die Anordnung nicht dargestellter Einrichtungen in Verbindung mit dem Vorratsbehälter 83 kann dieser nach oben oder unten bewegt werden, wodurch eine Zuflussregelung ermöglicht wird. Die Zufuhr kann auch durch Aufwirbeln des Überzugsmaterials in die Leitung 81 und 82 geregelt werden.
Als Gas kann jedes beliebige Gas verwendet werden, das bei den erforderlichen Temperaturen und mit dem verwendeten Überzugsmaterial inert ist. Luft ist vollkommen ausreichend und wird aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt. Zur Vermeidung von Oxydation ist es unter Umständen vorteilhaft, Stickstoff oder andere nicht oxydierende Gase zu verwenden. Die Geschwindigkeit, mit welcher das Gas durch die Wirbelschicht strömt, soll nicht so gross sein, dass sie einen wahrnehmbaren Staub von Überzugsmaterial in dem oberen Bereich des Behälters erzeugt.
Bei Verwendung einer Heizspirale oder anderer Heizeinrichtungen wird die Temperatur des zu überziehenden Gegenstandes in dem Bereich, in welchem er mit dem pulverförmigen Überzugsmaterial in Berührung kommt, so geregelt, dass die Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Materials, aber unterhalb des Zersetzungspunktes desselben liegt. Wenn der Gegenstand erwärmt und in Längsrichtung sowie rotierend durch die Wirbelschicht bewegt wird, gelangt das Überzugsmaterial in alle Nuten und Spalten des zu überziehenden Gegenstandes, die in der Oberfläche desselben vorhanden sind, und es wird so jeder Teil des Gegenstandes mit dem Überzugsmaterial in Kontakt gebracht.
Die Drehbewegung des Gegenstandes ist auch insofern vorteilhaft, als sie die Anhäufung von pulverförmigem Material auf dem oberen Teil desselben verhindert.
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einem gleichmässigen Überzug durch den Übergang der Wärme des Gegenstandes in das Überzugsmaterial.
Bei einem langsamen Durchlauf des Gegenstandes kühlt sich der erwärmte Teil in der Wirbelschicht ab und der Überzug wird schnell verfestigt. Sofern dies eintritt, wird der Überzug relativ schwer und zeigt eine rauhe Oberfläche ; ausserdem ist der Überzug nicht völlig mit dem zu überziehenden Gegenstand vereinigt und unzusammenhängend. Wenn dies der Fall ist, ist es erforderlich, den überzogenen Gegenstand nochmals zu erwärmen, nachdem er die Wirbelschicht verlassen hat ; durch eine solche Nacherwärmung schmilzt die rauhe Oberflächenschicht, wobei sie sich in eine gleichmässige und glatte Schicht verwandelt.
Die Vorwärmtemperatur des zu überziehenden Gegenstandes muss eine der Sintertemperatur des Überzugsmaterials entsprechende Höhe aufweisen, u. zw. etwa gleich oder grösser ein als diese. Bei Verwendung von beispielsweise Polyäthylen zum Überziehen, das eine Schmelztemperatur von ungefähr 115 C aufweist, müssen, wie gefunden wurde, Metallgegenstände zum Überziehen vorteilhaft auf 150-300 C, vorzugsweise auf 220 - 2400C vorgewärmt werden.
Der maximal mögliche Bereich der Erhitzungstemperatur ist in der Praxis des erfindungsgemässen Verfahrens folgender :
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Die untere Grenze ist abhängig von dem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Überzugsmaterials, die obere Grenze von der Temperatur, bei der sich der zu überziehende Gegenstand verformt, schmilzt, oder bei der der Gegenstand oder das Überzugsmaterial sich zersetzen. Beim Auswählen der geeigneten Vor- wärmtemperatur müssen berücksichtigt werden : Die Wärmekapazität, die Masse des Gegenstandes ebenso wie die Zeitdauer, während der sich der Gegenstand in der Wirbelschicht befindet.
Zum Beispiel muss ein dünnwandiges Aluminiumrohr, das in einem Ofen vorgewärmt wird, höher erwärmt werden als ein dickwandiges Eisenrohr, um den Wärmeverlust bei der Überführung des Aluminiumrohres vom Ofen in das Wirbelbett auszugleichen.
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u. zw. in erster Linie thermoplastische Kunststoffe, wie Polyäthylen, Polyamid, Polyvinylchlorid usw., ferner Duroplaste, wie Epoxyharze, Phenolformaldehydharze, Alkydharze usw., aber auch mineralische und keramische Stoffe, Metalle, Glas, Email, Bitumen, Wachs od. dgl. Selbstverständlich können einzelne oder mehrere der genannten Materialien auch in Gemischen untereinander sowie mit Füllstoffen, Farben und sonstigen geeigneten Zusätzen versehen, Verwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Überziehen von Gegenständen mit einem Überzugsmaterial, das durch einen das Überzugsmaterial durchdringenden Gasstrom in einen flüssigkeitsähnlichen Schwebezustand versetzt wird, insbesondere mit einem in Pulverform überführbaren und unterhalb des Schmelzpunktes des zu überziehenden Gegenstandes schmelzbaren Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überziehen langer Gegenstände, insbesondere Rohre, Stangen od. dgl., der erwärmte Gegenstand horizontal und in seiner Längsrichtung durch die Wirbelschicht hindurchbewegt wird.