DE10048870C2 - Gehäuse für Kunststoff-, Metallpulver-, Keramikpulver- oder Lebensmittelverarbeitungsmaschinen und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gehäuses - Google Patents
Gehäuse für Kunststoff-, Metallpulver-, Keramikpulver- oder Lebensmittelverarbeitungsmaschinen und Verfahren zur Herstellung eines derartigen GehäusesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse, das
insbesondere für Doppel- und Mehrschneckenextruder geeignet
ist, wobei das Gehäuse hauptsächlich zum Einsatz in der
kunststoff-, metallpulver-, keramikpulver- und
lebensmittelverarbeitenden Industrie gelangt. Dabei können in
das Gehäuse insbesondere Doppel- und Mehrschnecken
aufgenommen werden, wobei das Gehäuse miteinander verbundene
Bimetall-Rohrkörper umfasst.
Bei der Verarbeitung von Kunststoffmassen, Lebensmitteln und
ähnlichem, insbesondere Materialien, die in pulverförmiger
Form vorliegen, werden häufig Doppel- und
Mehrschneckenextruder verwendet. Dabei ist es erforderlich,
für die Extruder massive Bimetall-Zylinder mit möglichst
verschleißfester innerer Schicht vorzusehen, um ein
Verschleißproblem möglichst gering zu halten.
Es ist bekannt, Gehäuse für Doppel- und Mehrschneckenextruder
dadurch herzustellen, dass Vollstahlrundprofile ausgebohrt
und einer Oberflächenhärtung, zum Beispiel durch Nitrieren,
unterzogen werden. Dabei wird bisweilen zum Beispiel durch
Aufspritzen von Hartwerkstoffen mittels des Plasmaverfahrens
oder des Elektrodenauftragsverfahrens die Innenwandung der
Bohrung verstärkt.
Aus der DE 30 43 306 A1 ist ein Doppelschneckenextruder bekannt,
der aus einem Schneckengehäuse und einem darin einsetzbaren
Bimetalleinsatz mit einer verschleißfesten Schicht aufgebaut
ist. Die beiden zylindrischen, parallel zueinander
angeordneten Teile des Einsatzes sind an ihren
Berührungsstellen miteinander und zusätzlich mit außerhalb
des Einsatzes liegenden Balken durch ein herkömmliches
Verfahren verschweißt bzw. verlötet. Dazu werden die
ursprünglichen Zylinder in ihrer Längsrichtung aufgeschnitten
und entlang ihren freien und bearbeiteten Längskanten
anschließend verbunden. Als Verbindungsverfahren kommen dabei
ausschließlich schmelzmetallurgische Verfahren zum Einsatz.
Anschließend ist eine Nachbearbeitung erforderlich, um Risse
in der Hartlegierung oder Poren im Verbindungsbereich sowie
einen Verzug aufgrund des schmelzmetallurgischen Verfahrens
auszugleichen. Die schmelzmetallurgische Verbindung erstreckt
sich nicht durch die verschleißfeste Schicht, die in einem
Nachbearbeitungsschritt verbunden wird.
Aus der DE 23 27 684 C3 ist ein Gehäuse für Doppel- und
Mehrschneckenextruder bekannt, bei dem mehrere Bimetall-
Rohrkörper achsparallel miteinander verbunden sind. Die
innere Schicht der Bimetall-Rohrkörper ist als
verschleißfeste und/oder korrosionsbeständige Schicht
ausgebildet. Dabei besteht das Gehäuse ausschließlich aus den
Bimetall-Rohrkörpern, wobei diese Bimetall-Rohrkörper eine
einzig und allein die Festigkeitsfunktion übernehmende
Wandstärke aufweisen. Dadurch wird vermieden, dass sich ein
deutlicher Verzug beim Verbinden der Bimetall-Rohrkörper
entlang ihren in axialer Richtung verlaufenden Schnittkanten
ausbildet. Die Bimetall-Rohrkörper werden ebenfalls durch
Schweißen miteinander verbunden. Dabei werden zunächst die
nicht verschleißfesten Schichten der Bimetall-Rohrkörper
durch einen gewöhnlichen schmelzmetallurgischen Vorgang
(Schweißen, Löten) miteinander verbunden. Der im Bereich der
Hartlegierung verbleibende nicht verbundene Spalt wird in
einem Nachbearbeitungsschritt verschlossen, um das Eindringen
der korrosiven Kunststoffe oder andere Fremdkörper in den
Spalt zwischen den Verschleißschichten der Bimetall-
Rohrkörper mit der Gefahr der Zerstörung des Grundwerkstoffs
der Bimetall-Rohrkörper zu vermeiden.
Andere bekannte Herstellungsverfahren für Doppelzylinder mit
nahtloser Innenoberfläche umfassen das Vorbereiten von
Bohrungen in einem Stahlgehäuse. In diese vorbereiteten
Bohrungen wird eine Hartlegierungsschicht entweder
eingeschweißt, mittels Flammspritzen eingebracht und HIP-
verdichtet (Heiß-Isostatisches Pressen) oder
Metall/Karbidpulvermischungen werden in einen Zwischenraum
zwischen Gehäusebohrungen und Voll- oder Hohlkernen
eingefüllt und mit dem HIP-Verfahren mit den Gehäusebohrungen
verbunden.
Ein solches Verfahren zur Innenauskleidung eines Hohlraums
ist in der DE 39 27 854 C2 beschrieben. Dabei wird ein
vorbereiteter Hohlraum, ggf. in der Form von achsparallelen,
mit einander verbundenen Zylindern, vorbereitet, in diesen
ein Dorn eingefügt, dessen Außendurchmesser geringfügig
kleiner ist als der endgültige Innendurchmesser des Hohlraums
und auf dessen Außenseite im Voraus eine Legierung auf Nickelbasis
aufgebracht ist. Anschließend werden die
Stirnflächen des Hohlraums verschlossen und der verbleibende,
die Legierung enthaltende Raum, evakuiert. Durch Anwenden der
Heiß-Isostatischen Presstechnik wird die auf den Dorn
aufgebrachte Legierung mit dem Grundkörper vereinigt und
anschließend das Dornmaterial entfernt, so dass die Legierung auf
Nickelbasis mit der gewünschten Schichtdicke und
Oberflächenbeschaffenheit auf der Innenoberfläche des
Hohlraums verbleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für
einen Doppel- bzw. Mehrschneckenextruder vorzusehen, das
hochfeste Eigenschaften aufweist und dennoch frei von
unerwünschten Spalten oder Hohlräumen ist, in die das Produkt
oder Fremdkörper eindringen können.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zu dessen Herstellung ist
durch Anspruch 15 angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zylindrische
Grundkörper aufzutrennen und die vorbereiteten Trennflächen
(z. B. plan geschliffene Flächen) zu verbinden, indem ein
Diffusionsverfahren angewendet wird, das die Zylinder nicht
nur im Metallbereich, sondern auch im Bereich einer
Hartlegierung nahtlos miteinander verbindet. Dies ermöglicht
es, hochfeste Stähle für den Metallbereich zu verwenden, die
bislang wegen der notwendigen hohen Vorwärmtemperaturen zum
konventionellen oder Elektronenstrahlschweißen, also den
herkömmlichen Verbindungsarten, nicht eingesetzt werden
konnten. Zusätzlich wird durch die nahtlose Oberfläche im
Bereich der Verbindung ein Eindringen von Fördergut in
eventuell verbleibende Spalte verhindert. Damit wird
einerseits vermieden, dass eine Korrosion im Bereich des
Gehäuses durch korrosive Rückstände des zubearbeitenden
Materials während des Betriebs hervorgerufen wird bzw. dass
das Fördergut selbst durch sich ablösende Partikel beschädigt
wird. Neben dem Vorteil der dichten Verbindung bietet das
erfindungsgemäße Gehäuse auch die Möglichkeit, herkömmlich
nicht schweißbare Werkstoffe für die Grundrohrkörper zu
verwenden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die übrigen
Ansprüche gekennzeichnet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Schicht
des Gehäuses aus hochfestem Stahl. Diese zum herkömmlichen
oder Elektronenstrahlschweißen nicht einsetzbare Stähle
(aufgrund ihrer Vorwärmtemperatur) besitzen
Festigkeitseigenschaften, die denen der herkömmlichen
Werkstoffe überlegen sind.
Bevorzugter Weise besteht die äußere Schicht aus Stahl, der
über 0,3% Kohlenstoff und andere Legierungselemente enthält.
Diese Stähle bieten besondere hochfeste Eigenschaften.
Vorteilhafter Weise ist die äußere Schicht aus Stahl, der
eine Vorwärmung auf über 150°C bei herkömmlichen
Schweißverfahren erfordert. Dies entspricht beispielsweise
den erwähnten Stählen, die über 0,3% Kohlenstoff und andere
Legierungselemente enthalten, die bislang aufgrund der hohen
Vorwärmtemperaturen nicht für den Einsatz als Grundrohrkörper
geeignet waren.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die äußere
Schicht aus austenitischem oder austenistischem/ferritischem
Chrom-Nickelstahl gebildet. Diese Stähle haben sich
hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften als besonders
geeignet für die äußere Schicht der Bimetall-Grundrohrkörper
herausgestellt.
Alternativ dazu kann die äußere Schicht aus einer
austenitischen Nickellegierung ausgebildet sein. Auch diese
weist hervorragende Festigkeitseigenschaften auf. Neben einer
hohen Korrosionsbeständigkeit weist eine Nickellegierung eine
gute Beständigkeit gegenüber schwefelhaltigen Gasen auf. Auch
Chrom-Nickel-Stähle weisen, abhängig von der Art der
Kaltverformung, hohe Festigkeit und Härte auf und bieten eine
hohe Korrosionsbeständigkeit. Der Zusatz von Nickel erhöht
die Resistenz gegen Säuren und Laugen.
Beispielhafte Werkstoffe für die äußere Schicht des Gehäuses
sind C 60 E, C 45 E, 38 MnVS 6, 46 MnVS 6, 51 CrV4, X5 CrNi
18 10, X5 CrNiMo 17 12 2, X2 CrNiMoN 22 5 3 oder
NiCrMo 22 9 Nb, wobei die Bezeichnung nach DIN 17006
verwendet wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die innere Schicht
des Gehäuses als Hartlegierungsschicht ausgebildet. Dies
bietet die Möglichkeit, hohe Verschleißfestigkeit des
Bereichs des Gehäuses, der in unmittelbarem Kontakt mit dem
Fördergut ist, sicherzustellen. Dadurch wird die Lebensdauer
des Gehäuses, auch bei starker Beanspruchung durch
mechanische und/oder chemische Einwirkung, erhöht.
Vorteilhafter Weise ist die innere Schicht des Gehäuses als
eine korrosionsbeständige bzw. korrosionsträge Schicht
gestaltet. Dadurch wird ebenfalls einem raschen Verschleiß,
der mit einem zwingend erforderlichen Austausch des Gehäuses
und damit Anlagenstillstandszeiten verbunden ist, vorgebeugt.
Zusätzlich wird verhindert, dass aufgrund von sich ablösenden
Partikeln oder ähnlichem Produktverunreinigungen auftreten.
Vorteilhafter Weise ist die innere Schicht als
hochverschleißbeständige Schicht ausgebildet. Dadurch wird
die Gefahr von unerwünschter mechanischer Abnutzung stark
reduziert.
Beispiele für die innere Schicht des Gehäuses sind Fe-Cr-Ni-
C-B-Mo-Legierungen mit Metallkarbiden/-boriden oder eine Ni-
Cr-Co-B-Si-Legierung mit oder ohne Wolframkarbiden.
Beispielhafte Zusammensetzungen für Legierungen für die
innere Schicht sind die folgenden:
Vorteilhafter Weise sind die Rohrkörper achsparallel
miteinander verbunden. Dies ist insbesondere im Fall von
zylindrischen Rohrkörpern eine häufig gewählte
Anordnungsweise, da dadurch die Mischung der zu bearbeitenden
Materialien zuverlässig und gut durchgeführt werden kann.
Dabei können die Rohrkörper im wesentlichen zylindrisch
und/oder konisch ausgeführt sein. Selbstverständlich können
die Rohrkörper in diesen Formen auch nicht achsparallel
miteinander verbunden werden, wenn die Anwendung dies
erfordert. Im Falle von konischen Rohrkörpern bietet sich
ferner die Möglichkeit, den Achsabstand der Rohrkörper über
die Zylinderlänge entsprechend der kleiner werdenden Bohrung
der Rohrkörper zu variieren, so dass im Bereich der engeren
Öffnung die Achsen weniger weit beabstandet sind als im
Bereich der größeren Öffnung. Allerdings können auch
zylindrische Rohrkörper, die einen gleichbleibenden
Durchmesser über ihre Länge aufweisen, in dieser Weise
verbunden werden.
Bei der Herstellung des Bimetall-Rohrkörper-Gehäuses wird im
Rahmen des Diffusionsverbindens der Rohrkörper entlang ihrer
Auftrennkanten in vorteilhafter Weise ein Heiß-Isostatisches
Pressen (HIP) eingesetzt.
Dabei sind nach einer bevorzugten Ausführungsform die
Rohrkörper mit Metallkernen während des Diffusionsverbindens
ausgefüllt, wobei an der Oberfläche der Metallkerne eine
Trennschicht vorhanden ist, um ein Verbinden der Metallkerne
mit den Rohren zu vermeiden.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der
beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
Fig. 1 einen in Axialrichtung aufgeschnittenen Bimetall-
Rohrkörper zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses
im Querschnitt zeigt;
Fig. 2 ein aus Bimetall-Rohrkörpern gemäß Fig. 1
zusammengesetztes, erfindungsgemäßes Gehäuse eines
Doppelschneckenextruders im Querschnitt zeigt; und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines aus Bimetall-
Rohrkörpern zusammengesetzten, erfindungsgemäßen Gehäuses
eines Doppelschneckenextruders im Querschnitt zeigt, wobei
die Achsen der Bimetall-Rohrkörper zueinander nicht parallel
ausgerichtet sind.
In Fig. 2 und 3 ist jeweils ein Gehäuse für einen
Doppelschneckenextruder gezeigt. Selbstverständlich ist es
möglich, mehrere, also insbesondere mehr als zwei einzelne
Rohrkörper 1 zusammen anzuordnen, so dass ein
Mehrfachschnecken-Extrudergehäuse entsteht.
Die Gehäuse 2, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, weisen
jeweils zwei Rohrkörper 1 auf, die entlang einer Nahtstelle 3
verbunden sind. Die Rohrkörper 1 bestehen jeweils aus einer
äußeren Schicht 5 und einer inneren Schicht 6, wobei die
äußere Schicht 5 aus hochfesten Werkstoffen, beispielsweise
Stahl mit über 0,3% Kohlenstoff und anderen
Legierungselementen, besteht. Andere geeignete Werkstoffe für
die äußere Schicht 5 sind austenitischer/ferritischer Chrom-
Nickelstahl oder eine austenitische Nickellegierung. Die
inneren Schichten der Rohrkörper 1, die mit Referenzziffer 6
bezeichnet sind, sind in der Regel als eine
korrosionsbeständige bzw. korrosionsträge und
hochverschleißbeständige Hartlegierungsschicht gestaltet.
Geeignete Werkstoffe hierfür sind Fe-Cr-Ni-C-B-Mo-Legierungen
mit Metallkarbiden oder -boriden oder Ni-Cr-Co-B-Si-
Legierungen mit oder ohne Wolframkarbiden.
Wie es in Fig. 2 bzw. 3 gezeigt ist, sind die Rohrkörper 1
entlang einer Nahtstelle 3 miteinander verbunden. Dabei wird
ein Verfahren eingesetzt, das die Rohrkörper 1 durch
Diffusionsverbinden aneinander fügt. Dadurch können die
Rohrkörper 1 sowohl in ihrer äußeren Schicht 5 als auch in
der inneren Schicht 6 durchgängig miteinander verbunden
werden, ohne mehrere einzelne Verfahren anwenden zu müssen.
Dies wäre bei Verwendung herkömmlicher Verbindungstechniken
aufgrund der Werkstoffbeschaffenheiten erforderlich. Ein
Beispiel für ein Diffusions-Verbindungsverfahren ist das
Heiß-Isostatische Pressen.
Wie aus Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die
Verbindungen nicht nur bis in die Nähe der
Hartlegierungsschicht ausgebildet, sondern durchgängig, so
dass der Innenraum 7 der Gehäuse 2 nach dem Verbinden keine
Nahtstellen aufweist.
Aus Fig. 2 ist ferner zu entnehmen, dass die Bimetall-
Rohrkörper vor oder nach dem Zusammensetzen zusätzlich mit
Kühlbohrungen 4 versehen werden können.
Die Außenform des Gehäuses 2 ist nicht auf die in Fig. 2
bzw. 3 dargestellte Ausführungsform beschränkt. Vielmehr
können beliebige Ausführungsformen durch entsprechende
Bearbeitung, meist nach dem Verbinden der einzelnen,
ursprünglichen Bimetall-Rohrkörper, hergestellt werden.
Ebenso ist festzuhalten, dass die in den dargestellten
Ausführungsformen kreiszylindrischen Rohrkörper auch als
kegelförmige Rohrkörper mit sich veränderndem Querschnitt
ausgebildet werden können. Auch dem Zusammensetzen der
einzelnen Rohrkörper miteinander ist, wie aus Fig. 2 bzw.
3 zu entnehmen ist, prinzipiell keine Grenze gesetzt.
Vielmehr kann diese den Anforderungen der Verarbeitungsanlage
bzw. dem zu verarbeitenden Fördergut angepasst werden.
Beispielsweise können, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, die
Rohrkörper 1 achsparallel miteinander verbunden werden. Eine
Schrägstellung der Achsen der Rohrkörper zueinander, wie es
in Fig. 3 dargestellt ist, ist ebenfalls denkbar. Dies gilt
gleichermaßen für zylindrische als auch für kegelförmige
Rohrkörper. Auch eine Mischung von zylindrischen und
kegelförmigen Rohrkörpern zur Gestaltung eines Gehäuses ist
denkbar.
Anhand von Fig. 1 und 2 wird nunmehr die Herstellungsweise
eines Doppelschneckenextrudergehäuses beschrieben. Die
Beschreibung lässt sich einfach auch auf Gehäuse mit mehr als
zwei Rohrkörpern übertragen.
Zunächst wird gewalztes oder geschmiedetes Rundmaterial, das
die erforderlichen Festigkeitseigenschaften aufweist, außen
z. B. rund auf einen Durchmesser bearbeitet, beispielsweise
durch Drehen, der etwas größer als der fertige
Außendurchmesser des Bimetallzylinders ist. Anschließend wird
innen eine Bohrung eingebracht, wobei der Durchmesser
ebenfalls an die konstruktiven Vorgaben angepasst wird. Dazu
eignet sich beispielsweise die Verwendung einer
Tieflochbohrmaschine.
Dieses dickwandige Rohr wird mit einer vorgegebenen Menge an
Hartlegierungspulver gefüllt, die ausreicht um die gewünschte
Schichtdicke, einschließlich einer Bearbeitungszugabe, zu
erhalten. Das Legierungspulver wird hinsichtlich seiner
chemischen Zusammensetzung abhängig von den Anforderungen
(Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit) an das fertige Gehäuse
gewählt. Anschließend werden die Stirnseiten des Rohres mit
Stahlrondellen verschlossen, um ein Ausfließen des
Hartlegierungspulvers beim Transport oder während des
Beschichtungsprozesses zu vermeiden.
Dieses nicht gasdicht verschlossene Rohr mit
Hartlegierungspulver wird anschließend rotierend in einem
Gasofen oder induktiv mit einem Linieninduktor
(beispielsweise) auf eine Temperatur aufgeheizt, die über dem
Schmelzpunkt des eingefüllten Hartlegierungspulvers und unter
dem Schmelzbereichs des Rohrstahles liegt.
Durch eine Beschleunigung des heißen Rohrs mit dem
schmelzflüssigen Hartlegierungsbad auf eine hohe Drehzahl
wird die flüssige Hartlegierung über den Umfang und die Länge
der Bohrung gleichmäßig verteilt. Beim anschließenden
Abkühlungsprozess wird sichergestellt, dass die Hartlegierung
als wenige Millimeter dicke Innenschicht in dem Stahlzylinder
unter hoher Querbeschleunigung weitgehend frei von Lunkern
und ähnlichem aufgebracht wird und einen festen
Diffusionsschmelzverbund mit dem Trägerstahlrohr eingeht.
Dadurch entstehen die Bimetall-Rohrkörper.
Anschließend werden die herkömmlich hergestellten Bimetall-
Rohrkörper, hier in zylindrischer Form, bearbeitet, und zum
Verbinden vorbereitet. Dazu werden die Bimetall-Rohrkörper
aufgetrennt, beispielsweise der Länge nach oder in einer
anderen Richtung, und bearbeitet, so dass Trennflächen
entstehen, die ein spaltfreies Zusammensetzen der Bimetall-
Rohrkörper miteinander ermöglichen.
Um die Prozessbohrung, also die Innenbohrung der Zylinder,
beim anschließendem Verbindungsvorgang frei zu halten, werden
passgenau beschichtete Metall- oder Keramikkerne hergestellt
und in die Bohrungen eingeführt. Diese Kerne sind
beschichtet, damit ein Diffusionsverbund der Kerne mit der
Hartlegierung in den Bohrungen vermieden wird.
Anschließend werden die Rohrkörper, die die Innenbeschichtung
aufweisen, mit den Kernen zu den Doppel- und
Mehrfachzylindern (in diesem Beispiel) bzw. zu Mehrfachkegeln
zusammengestellt. Eine gasdichte Kapsel, beispielsweise eine
Metallkapsel, wird angebracht. Das Rohrkörperbauteil mit der
Kapsel wird evakuiert, gasdicht abgeklemmt und verschweißt.
Dadurch wird vermieden, dass beim nachfolgenden
Diffusionsverbinden, beispielsweise durch Heiß-Isostatisches
Pressen (HIP-Prozess) ein unerwünschter Oxidfilm entsteht,
der die Verbindung der eingekapselten Teile verhindern würde.
Gleichzeitig wird ein Aufblähen der Kapsel beim Aufheizen
verunmöglicht.
Die Kapsel wird dann, um den eigentlichen Verbindungsvorgang
durchzuführen, in ein beheizbares Hochdruckgefäß gestellt,
das anschließend verschlossen wird. Das Gefäß wird mit
geeignetem inertem Gas gefüllt. Geeignete Gase sind
beispielsweise Argon oder Stickstoff. Es erfolgt anschließend
eine Aufheizung auf Temperaturen von 950°C bis 1150°C,
wodurch das eingeschlossene Gas einen hohen Druck von über
1000 bar hervorruft. Dieser hohe Druck und die Temperatur
wirken auf die in dem Hochdruckgefäß liegende Kapsel ein, was
dazu führt, dass Spalten und Hohlräume in der Kapsel
verschlossen werden und eine Diffusionsverbindung der
zusammengestellten Rohrkörper stattfindet.
Schließlich wird nach dem Abkühlen die Bimetallzylinder-
Kapsel entnommen und bearbeitet. Die Außenkapsel wird
entfernt, die Kerne werden aus den Bohrungen ausgestoßen bzw.
mechanisch oder chemisch herausgearbeitet. Anschließend kann
das Gehäuse, das in der vorliegenden Ausführungsform als
Bimetallzylinder beschrieben ist, fertig bearbeitet werden.
Es sind somit keinerlei zusätzlichen Bearbeitungsschritte
nötig, um die verschiedenen Schichten der Rohrkörper jeweils
miteinander zu verbinden. Vielmehr geschieht dies alles in
einem einzigen Schritt, nämlich dem des Diffusionsverbindens.
Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt darin, dass auch
bei der Wahl von hochfesten Werkstoffen bzw. von mit
herkömmlichen Verfahren nicht schweißfähigen Werkstoffen für
die Rohrgrundkörper Bimetallzylinder bzw. Bimetallkegel mit
einander verbunden werden können, wobei nur ein einziger
Verbindungsschritt benötigt wird und gleichzeitig vermieden
wird, dass unerwünschte Spalten oder Hohlräume im Bereich der
Verbindung entstehen.
Claims (17)
1. Gehäuse (2) für Doppel- und Mehrschneckenextruder für
Kunststoff-, Metallpulver-, Keramikpulver- und
Lebensmittelverarbeitungsmaschinen mit mehreren
aufgetrennten, miteinander verbundenen Bimetall-
Rohrkörpern (1) mit einer inneren (6) und einer äußeren
(5) Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bimetall-
Rohrkörper (1) diffusionsverbunden sind.
2. Gehäuse (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Schicht (5) aus hochfestem Stahl ist.
3. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (5) aus
Stahl besteht, der über 0,3% Kohlenstoff und andere
Legierungselemente enthält.
4. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (5) aus
Stahl besteht, der eine Vorwärmung auf über 150°C bei
herkömmlichen Schweißverfahren erfordert.
5. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (5) aus
austenitischem oder austenitischem/ferritischem Chrom-
Nickelstahl besteht.
6. Gehäuse (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (5) aus einer
austenitischen Nickellegierung besteht.
7. Gehäuse (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Schicht aus C 60 E, C 45 E, 38 MnVS 6,
46 MnVS 6, 51CrV4, X5 CrNi 18 10, X5 CrNiMo 17 12 2, X2
CrNiMoN 22 5 3 oder NiCrMo 22 9 Nb nach DIN 17006
besteht.
8. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (6)
eine Hartlegierungsschicht ist.
9. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (6)
korrosionsbeständig/korrosionsträge ist.
10. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (6)
hochverschleißbeständig ist.
11. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dass die innere Schicht (6) aus einer Fe-Cr-Ni-C-B-Mo-
Legierung mit Metallkarbiden/-boriden oder einer Ni-Cr-
Co-B-Si-Legierung mit oder ohne Wolframkarbiden
besteht.
12. Gehäuse (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die innere Schicht (6) aus einer
der folgenden Legierungen besteht:
13. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkörper (1)
achsparallel miteinander verbunden sind.
14. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkörper (1) im
Wesentlichen zylindrisch und/oder konisch ausgeführt
sind.
15. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses mit mehreren
miteinander verbundenen Bimetall-Rohrkörpern für
Kunststoff-, Metallpulver-, Keramikpulver- und
Lebensmittelverarbeitungsmaschinen, umfassend die
Schritte:
- - Fertigen mehrerer Grundrohrkörper;
- - Beschichten der Innenfläche der Grundrohrkörper mit einer Hartlegierung zu Rohrkörpern;
- - Auftrennen der Rohrkörper;
- - Diffusionsverbinden der Rohrkörper an ihren Auftrennkanten.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schritt des Diffusionsverbindens ein Verbinden
der Rohrkörper durch Heiß-Isostatisches Pressen
umfasst.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rohrkörper während des
Schritts des Diffusionsverbindens mit Metallkernen
ausgefüllt sind, an deren Oberfläche eine Trennschicht
vorhanden ist.
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