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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallüberzügen nach dem Spritzverfahren.
Es ist bekannt, Metallüberzüge nach dem Spritzverfahren dadurch herzustellen, dass man die Werkstücke unter Lagenveränderung innerhalb eines Behälters der Einwirkung der gegebenenfalls auch in Bewegung versetzten Düse des Metallspritzapparates aussetzt.
Dieses Verfahren geht von der Voraussetzung aus, dass ein gleichmässiger, allseitiger Überzug nur erreicht werden könne, wenn man jedes einzelne Werkstück so an der Spritzdüse vorbeibewegt, dass der Zerstäubungsstrahl der letzteren nacheinander alle Flächen desselben so lange bestreichen muss, bis die gesamte Oberfläche des Werkstückes von dem Spritzstrahl getroffen worden ist.
Es liegt auf der Hand, dass eine solche Arbeitsweise namentlich bei sehr kleinen Gegenständen (Massenartikeln) nicht viel weniger unwirtschaftlich und zeitraubend ist, als wenn die Bestrahlung derselben einzeln von Hand ausserhalb eines Behälters vorgenommen würde. Daher war das Metallspritzverfahren zur Herstellung von Metallüberzügen auf Kleinmetallwaren den übrigen Metallisierungsmethoden, z. B. dem galvanischen, dem Tauch-, dem Sherardisierungsprozess usw., gegenüber im Nachteile.
Die vorliegende Erfindung geht nun von der Feststellung aus, dass es zur Erzielung gleichmässiger, allseitiger Überzüge auf Kleinmetallwaren nach dem Spritzverfahren keineswegs nötig ist, dass eine geordnete Bestrahlung aller einzelnen Flächen der Arbeitsstücke bis zur vollständigen Bedeckung der Gesamtoberfläche jedes derselben einsetzen muss.
Es hat sich vielmehr gezeigt, dass man sehr brauchbare, im wesentlichen regelmässige und den Überzügen der sonstigen üblichen Metallisierungsverfahren mindestens gleichwertige Metallhäute nach dem Spritzverfahren auf Massenartikeln, namentlich metallischen Kleinwaren erhalten kann, wenn man dieselben in grosser Anzahl und völlig ungeordnet innerhalb eines Behälters so in fortgesetzter Lagenveränderung erhält, dass sie möglichst oft und am besten im freien Fall durch die von dem Spritzstrahl bestrichene Luftzone des Behälters und den von
Metallnebeln und sehr feinem Metallstaub geschwängerten heissen Luftraum des Behälters hindurchgetrieben werden.
Das Hindurchfallen der Werkstücke durch die von dem Spritzstrahl bestrichene, der Düse mehr oder minder nahe Luftzone gestattet nämlich in viel höherem Masse, als es möglich ist, wenn ein von Hand gehaltenes Werkstück direkt und aus nächster Nähe von einem kompakten Metallstrahl getroffen würde, auf ganz kurze Einwirkungszeit die Be- streichung fast der Gesamtheit der Oberfläche des Werkstückes. Bei dem nicht unerheblichen
Druck des Strahles wird das Werkstück ausserdem noch, und namentlich wenn es nicht allzu schwer ist, während des Hindurchfallen durch die vom Strahl beherrschte Zone selbsttätig gewendet, gedreht oder sonstwie aus seiner Fallrichtung herausgebracht, so dass oft in einem einzigen Bruchteil einer Sekunde das ganze Werkstück allseitig getroffen worden und mit einer gleichmässig dünnen Metallhaut überzogen ist.
Aber auch, wenn unter der grossen Anzahl der in dem Behälter untergebrachten Werkstücke der Zufall das eine oder andere nicht durch die Zone des Spritzstrahles bringen würde, so wird es doch fortgesetzt in dem von Metalldämpfen und Metallstaub erfüllten Luftraum herumgeworfen und überzieht sich dabei mit einer hauchdünnen, sehr fest anhaftenden Metallhaut, die oft eine Legierung mit dem Grundmetall des Werkstückes eingeht und allein schon genügt, es z. B. gegen Oxydationswirkungen zu schützen. Da die überwiegende Anzahl der Werkstücke aber der Kombination obiger Wirkungen ausgesetzt ist, so erklärt es sich, wenn man nach dem Verfahren Metallüberzüge erhält, die denen anderer Erzeugungsmethoden mindestens gleichwertig sind.
In den Fig. i bis 3 der Zeichnung ist eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung in einer beispielsweisen Ausfühlungsform dargestellt. a ist eine, sich um eine wagrechte Achse drehende, auf Rollen b sich abwälzende Blechtrommel, die zweckmässig polygonalen Querschnitt besitzt. Die Umfangswände der Trommel sind mit Durchlochungen a1 und aussen zweckmässig mit Wärmeschutzmitteln a2 versehen. Die Trommel, die durch eine Beschickungstür c zugängig ist, besitzt im Innern radiale Vorsprünge, Rippen oder Wände d, welche dazu dienen, die zu metallisierenden
Werkstücke bei der Drehung der Trommel mitzunehmen, so dass die Werkstücke nahezu bis zum oberen Umfangspunkt angehoben werden und dann frei herunterfallen.
Eine der Trommelstirnseiten ist mit einer mittleren Öffnung e ausgestattet, durch welche der Spritzstrahl des verwendeten Spritzapparates in das Trommelinnere hineinbläst. Dieses Hineinblasen des Spritzstrahles kann in wagrechter Richtung geschehen, wenn es sich
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darum handelt, die im Trommelinnern befindlichen Gegenstände nur zu verzinken. Soll aber ein anderes Metall als Zink für die Metallisierung verwendet werden, oder aber handelt es sich darum etwa stärkere Überzüge auf dem Werkstück zu erzeugen, so empfiehlt es sich, den Spritzstrahl schräg nach der unteren Hälfte der Trommel hin gerichtet auf die dortselbst liegenden Werkstücke einwirken zu lassen, wobei der Spritzstrahl von dem einen nach dem anderen Trommelende hin wandert.
Letztere Massnahme kann in der Weise bewirkt werden, dass eine quer vor der zentralen Öffnung e der Aussenseite der Trommelstirnwand angeordnete Welle f oszillierende Bewegungen macht, die durch einen Halter g auf den an ihm be festigen Spritzapparat i übertragen werden, welcher zweckmässig in Form der bekannten Schoopschen Drahtspritzpistole gewählt wird.
Der-Srpitzstrahl der Drahtspritzpistole i wandert-also bei den Bewegungen der Welle f zwischen den Richtlinien A-B von dem einen nach dem andern Trommelende hin und her, wobei die gleichzeitige Drehung der Trommel es ermöglicht, dass alle in ihrer unteren Hälfte untergebrachte und in der Zone des Spritzstiahles befindliche Werkstücke unmittelbar von dem Spritzstrahl getroffen werden. Eine fortgesetzte Lagenveränderung der Werkstücke wird aber dabei durch die Rippen oder Wände d bewerkstelligt, welche die Gegenstände bis in die Nähe des oberen Umfangspunktes der Trommel heben und dann in freiem Fall herabfallen lassen.
Bei diesem Herabfallen verändern die Gegenstände nicht nur ihre Lage gegenüber ihrer früheren Stellung zueinander und auf dem Trommelboden, sondern sie gelangen auch in die von dem Spritzstrahl getroffene Luftzone und in den mit herumwirbelnden Metallstaub und Metallnebeln durchsetzten Luftraum in der oberen Trommelhälfte. So wird namentlich beim Verzinken durch die Sublimationsfähigkeit des feinen Zinkstaubs schon bei Temperaturen von 120 C ein Metallniederschlag, eine Art Legierung mit der Oberfläche der Werkstücke herbeigeführt, welche genügt, um z. B. eiserne Massenartikel vor dem Rosten auch an solchen Stellen zu schützen, welche nicht direkt von dem Spritzstrahl getroffen worden sind.
Selbstverständlich kann man durch eine genügend lang bemessene Bearbeitung der Werkstücke in der vorgeschilderten Weise fast mit Sicherheit ein vollständiges Überziehen der Gegenstände durch die Wirkung des Spritzstrahles erreichen, was von Bedeutung für die Metalle ist, die nicht wie Zink sich schon in verhältnismässig geringer Wärme sublimieren.
Die Wärme im Trommelinnern, welche bei der Verzinkung das Entstehen von Zinkdämpfen aus dem herumwirbelnden Metallstaub zur Folge hat, wird durch die das Schmelzen des Metalldrahtes im Düsensystem des Spritzapparates bewirkende Stichflamme erzeugt. Die Wärmeschutz bekleidung a2 verhindert die Ausstrahlung der im Trommelinnern herrschenden Temperaturen, die durchwegs zwischen 120 und 1500 C schwanken. Es steht selbstverständlich nichts im Wege, nötigenfalls die Temperatur im Trommelinnern durch Aussen-oder Innenbeheizung der Trommel zu erhöhen. Auch empfiehlt es sich, die Trommel mit einem kastenartigen Umbau h zu versehen, der vorn durch eine beispielsweise verschiebbare Tür k zwecks Beschickung und Leerung der Trommel geöffnet werden kann.
Man kann in der gleichen Trommel, in der die Metallisierung der Werkstücke stattfindet, auch die vorauszugehende Reinigung derselben mittels Sandstrahlgebläses vornehmen.
Zu dem Zwecke kann man unterhalb der Trommel in dem kastenartigen Umbau h eine perforierte Platte h1 vorsehen, die nach oben einen trichterförmigen Auslauf abschliesst.
Dieser endet in einer Saugdüse m, an die ein Schlauch n angeschlossen ist. Der Schlauch n mündet in einer ebenfalls auf der Welle f befestigten Druckdüse p, welcher durch einen
Schlauch q und eine Rohrleitung r Druckluft zugeführt wird.
Bevor das Überziehen der in die Trommel gelegten Gegenstände mit Metall geschieht, wird nun Sand auf die Platte h1 geschüttet. Wird dann die Trommel geschlossen und Druckluft in die Sandstrahldüse p eingelassen, so wird der Sand von der Saugdüse m angesaugt und durch die Sandstrahldüse p auf die in der Trommel befindlichen Gegenstände geschleudert, wobei der Sandstrahl zwischen A-B von einem Trommelende nach dem anderen wandert und die durch die Drehung der Trommel fortwährend ihre Lage verändernden
Gegenstände abstrahlt. Die oszillierenden Bewegungen der Welle f werden durch ein Kurbelgetriebe t, u, v, v1 von der Antriebsachse t aus erzeugt.
Ist die Reinigung beendet, so wird die Sandstrahldüse durch Lösung einer Schraube des auf der Welle f befindlichen Halters verschiebbar gemacht und dann auf der Welle./* beiseite geschoben. Nunmehr wird der Metallspritzapparat i an die Stelle der Sandstrahl- düse p geschoben, auf der Welle f befestigt und so beginnt alsdann der Metallisierungsprozess in der schon beschriebenen Weise,
Die Entstaubung des Apparates kann mit Hilfe eines Rohres s'erfolgen, dem Druck- luft zugeführt wird. Das Rohr s'mündet in eine Ejektordüse auf der Decke des kastenartigen Umbaues h. Der Staub wird dann durch die Ejektordüse innerhalb einer Rohrleitung z ins Freie befördert,