DE1258311B

DE1258311B - Method and device for applying coatings to ferromagnetic metal parts by means of whirl sintering

Info

Publication number: DE1258311B
Application number: DE1960M0045165
Authority: DE
Inventors: Horst-Guenter Eishold
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1960-04-30
Filing date: 1960-04-30
Publication date: 1968-01-04

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

B44dB44d

Deutsche Kl.: 75 c-5/01 German class: 75 c -5/01

M45165VIb/75c
30. April 1960
4. Januar 1968M45165VIb / 75c
April 30, 1960
4th January 1968

Es ist bekannt, Gegenstände mit Überzügen zu versehen, dadurch, daß man sie beispielsweise in ein Bad oder Wirbelbett des Uberzugsgutes eintaucht. Bei dem bekannten Wirbelsinterverfahren werden die zu überziehenden metallischen Werkstücke an einer Drahtaufhängung befestigt, vorgewärmt, in ein Wirbelbett getaucht und auf diese Art und Weise z. B. mit einer Kunststoffschicht versehen. Diese Arbeitsweise ist jedoch für kleine Werkstücke in der Größenordnung von beispielsweise Büroklammern und Schnallen u. dgl. unwirtschaftlich und bringt den grundsätzlichen Nachteil, daß die Metallteile an der Berührungsstelle mit der Drahtaufhängung bzw. -befestigung nicht vom Kunststoff überzogen werden. An diesen Stellen setzt naturgemäß die Korrosion ein, wodurch der überzogene Gegenstand trotz des Schutzüberzuges bald unbrauchbar wird. Besonders für kleine Werkstücke wäre deshalb eine Arbeitsweise, bei der die Teilchen in hohen Stückzahlen in einem Arbeitsgang mit einem allseitig geschlossenen Kunststoffüberzug versehen werden können, von großem Vorteil.It is known to provide objects with coatings, for example by being in a Immersed in the bath or fluidized bed of the material to be coated. In the known fluidized bed sintering process, the Metallic workpieces to be coated attached to a wire suspension, preheated, in a fluidized bed submerged and in this way z. B. provided with a plastic layer. This way of working however, for small workpieces it is on the order of, for example, paper clips and Buckles and the like are uneconomical and have the fundamental disadvantage that the metal parts on the The point of contact with the wire suspension or attachment is not covered by the plastic. At these points, of course, corrosion sets in, which means that the coated object despite the Protective coating soon becomes unusable. Especially for small workpieces, a working method would therefore be in which the particles in large numbers in one operation with a closed on all sides Plastic coating can be provided, of great advantage.

Zwar ist es bekannt, Metallteile mittels Magnetspulen zu befördern, wobei die Magnetisierung durch eine Drehstromanlage erzeugt wird. Jedoch zeigt die Praxis, daß die zu transportierenden Teilchen auf die Wand der Fördereinrichtung auftreffen. Dadurch werden ebenfalls Fehlstellen im Überzug erzeugt oder eine Beschädigung desselben hervorgerufen.Although it is known to convey metal parts by means of magnetic coils, the magnetization by a three-phase system is generated. However, practice shows that the particles to be transported on the Strike the wall of the conveyor. This also creates flaws in the coating or damage to it.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf kleine ferromagnetische Metallteile mittels Wirbelsinterns, wobei die wie üblich etwa auf die Schmelztemperatur des Uberzugsgutes erhitzten Metallteile in an sich bekannter Weise von durch Magnetspulensysteme erzeugten Magnetfeldern durch das Bad oder aus dem Bad heraus bewegt werden.The invention describes a method for applying coatings to small ferromagnetic Metal parts by means of vortex sintering, which as usual is approximately at the melting temperature of the material to be coated heated metal parts in a manner known per se from magnetic fields generated by magnetic coil systems be moved through or out of the bath.

An Hand schematischer Zeichnungen seien das Verfahren und die Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert.Using schematic drawings, let the process and the facilities for implementation of the procedure explained in more detail.

Fig. 1 stellt eine vollständige Einrichtung zum Überziehen der f erromagnetischen Metallteile in Verbindung mit einer elektronischen Schaltung dar;Fig. 1 shows a complete device for Coating the ferromagnetic metal parts in association with an electronic circuit;

F i g. 2 stellt das Schema einer mechanisch betriebenen Steuerung für die einzelnen Verfahrensschritte dar, die an Stelle der elektronischen Steuerung nach F i g. 1 benutzt werden kann.F i g. 2 shows the scheme of a mechanically operated control for the individual process steps represents, which in place of the electronic control according to F i g. 1 can be used.

Die in einem Vorratsspeicher 1 geordneten zu überziehenden ferromagnetischen Metallteile 2 werden zunächst mit Hilfe einer diesen Speicher umgebenden elektrischen Heizwindung 3, die sich in einem isolierten Gehäuse 4 befindet, etwa auf die Schmelz-Verfahren und Einrichtung zum Aufbringen von Überzügen auf ferromagnetische Metallteile
mittels WirbelsinternsThe arranged in a storage tank 1 to be coated ferromagnetic metal parts 2 are first of all with the help of an electrical heating coil 3 surrounding this memory, which is located in an insulated housing 4, for example on the melting process and device for applying coatings to ferromagnetic metal parts
by means of vortex sintering

Anmelder:Applicant:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,

6000 Frankfurt, Reuterweg 146000 Frankfurt, Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Horst-Günter Eishold, 6000 FrankfurtHorst-Günter Eishold, 6000 Frankfurt

temperatur des Überzugsgutes vorgewärmt. Die aufgeheizten Teilchen 2 fallen dosiert, d. h. nacheinander in einen unter dem Vorratsgefäß 1 befindlichen ZylinderS. Die hierzu erforderliche Dosierungsvorrichtung 6, die am unteren Ende des Vorratsgefäßes 1 angebracht ist, wird über ein Zeitsteuergerät 7 und einen damit gekoppelten Impulsverstärker 8 in einem bestimmten Takt gesteuert. Die Zylinder 5, die in ihrem unteren Teil ein Wirbelbett 9 mit dem Überzugsgut 10 enthalten, können aus Metall, Kunststoff, Glas oder anderem Material bestehen. In dieses Überzugsgut 10 fällt das Werkstück 2 hinein. Durch eine mehreren Zylindern 5 gemeinsame Leitung 11 und 14 mit einem Gebläse 12 wird über eine elektrische Heizung 13 Luft angesaugt, die dann erwärmt mit einer bestimmten Menge, die durch Drosselklappen 15 eingestellt werden kann, in das Wirbelbett 9 gedrückt wird. Das zu überziehende ferromagnetische Metallteil fällt — wie schon erwähnt — einzeln in den Zylinder 5 und gelangt in das Wirbelbett 9. Hier wird es von dem Überzugsgut 10 überzogen. Nach einer einstellbaren Zeit t_v von der die Dicke des Überzuges auf dem ferromagnetischen Metallteil abhängt, wird vom Zeitsteuergerät 7 über die Gitterleitung 16 das Gitter der ersten Röhre 17 auf ein Potential gebracht, das die Röhre zündet, wodurch der Stromkreis Netz-Röhre 17-und unterste Magnetspule 18 - Netz geschlossen wird. Das durch die Spule 18 erzeugte Magnetfeld reißt das fertig überzogene Teilchen aus dem Wirbelbett mit einer bestimmten Beschleunigung heraus. Nach einer zweiten bestimmten Zeit t₂ wird über die Leitung 19 das Gitter der zweiten Röhre 20 auf ein Potential gebracht, das die Röhre 20 zündet, den Stromkreis Netz-Röhre 20 - nächsthöhere Spule 21-Netz schließt, so daß die Anziehungskraft der Spule 21preheated temperature of the material to be coated. The heated particles 2 fall in a metered manner, ie one after the other into a cylinder S located under the storage vessel 1. The dosing device 6 required for this, which is attached to the lower end of the storage vessel 1, is controlled in a specific cycle via a time control device 7 and a pulse amplifier 8 coupled to it. The cylinders 5, which in their lower part contain a fluidized bed 9 with the coating material 10 , can consist of metal, plastic, glass or other material. The workpiece 2 falls into this coating material 10. Air is sucked in via an electric heater 13 through a line 11 and 14 common to several cylinders 5 with a fan 12, and air is then heated and pressed into the fluidized bed 9 with a certain amount that can be adjusted by throttle valves 15. The ferromagnetic metal part to be coated falls - as already mentioned - individually into the cylinder 5 and reaches the fluidized bed 9. Here it is covered by the material 10 to be coated. After an adjustable time t _v on which the thickness of the coating on the ferromagnetic metal part depends, the time control device 7 brings the grid of the first tube 17 to a potential via the grid line 16, which ignites the tube, whereby the network-tube circuit 17- and lowermost solenoid 18 - network is closed. The magnetic field generated by the coil 18 tears the completely coated particle out of the fluidized bed with a certain acceleration. After a second specific time t ₂ , the grid of the second tube 20 is brought to a potential via the line 19, which ignites the tube 20, the circuit network-tube 20 - next higher coil 21-network closes, so that the attraction of the coil 21

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ihrerseits nun das Teilchen gerade dann im Feld der Spule 18 erfaßt, kurz bevor das Feld der Spule 18 dem Teilchen eine Beschleunigung mit entgegengesetztem Vorzeichen erteilen würde. Über den Kondensator 22 wird gleichzeitig mit dem Zünden der Röhre 20 die Röhre 17 gelöscht, so daß nach der Zeit t₂ die zweite Spule 21 allein auf das Teilchen wirkt.in turn, the particle is then detected in the field of the coil 18 just before the field of the coil 18 would give the particle an acceleration with the opposite sign. At the same time as the ignition of the tube 20, the tube 17 is extinguished via the capacitor 22, so that after the time t ₂ the second coil 21 acts solely on the particle.

Derselbe Vorgang wiederholt sich nach der Zeit t₃, nach der über die Leitung 23 das Gitter der dritten Röhre 24 aufgeladen wird, so daß die Röhre zündet und den Stromfluß durch die dritte Spule 25 bewirkt, wobei wiederum das Löschen der Röhre 20 über den Kondensator 26 erfolgt. Mittels des Feldes der vierten Spule 27, das durch den Stromfluß über die Röhre 28, die nach der Zeit i₄ über die Leitung 29 ein Gitterpotential erhält, so daß sie zündet, erzeugt wird, wird das überzogene ferromagnetische Teilchen aus dem Zylinder 5 herauskatapultiert. Der Kondensator 30 löscht wiederum die Röhre 24, so daß die Spule 27 allein wirkt. Die Löschung der vierten Röhre 28 erfolgt über den Kondensator 31. Nach einer Zeit t₅ wird über die Leitung 32 das Gitter der fünften Röhre 33 auf ein Potential gelegt, das die Röhre 33 zündet. In diesem Augenblick hat das überzogene Teilchen bereits den Zylinder verlassen und bewegt sich infolge der in ihm enthaltenen Beschleunigung senkrecht nach oben dem Vorratsgefäß wieder entgegen. Der Spannungsstoß, der durch das Zünden der Röhre 33 an einem Relais 34 auftritt, wird dazu benutzt, das Ventil 35 einer Preßluftleitung 36 seitlich oberhalb der Zylinder 5 zu öffnen. Die Preßluftleitung 36 besitzt Öffnungen 37, aus denen ein Preßluftstrom senkrecht zur Bewegungsrichtung des überzogenen Teilchens austritt, um das Teilchen aus seiner senkrechten Bahn frei fallend in ein (nicht gezeichnetes) gegebenenfalls gekühltes Auffanggefäß abzulenken. Der Gleichrichter 38 sowie der Ohmsche Widerstand 39 dienen dazu, daß die Röhre 33 nicht auf den Spulensatz 27 zurückwirkt. Vermöge des Kondensators 40 wird die Röhre sogleich wieder gelöscht. Damit fällt das Relais 34 wieder ab, das Preßluftventil 35 wird geschlossen und damit der Luftstrom aus den Düsen 37 unterbrochen. Nach einer Zeit t₆ beginnt der Vorgang aufs neue. Die Zeiten t_t bis t₆ werden im Zeitsteuergerät 7 vorher eingestellt. Die Klemmen n_v n₂ bezeichnen die Netzanschlüsse. Die Klemmen α bis g in F i g. 1 bezeichnen die Stellen, an denen anstatt der elektronischen Steuerung, wie sie soeben beschrieben wurde, die mechanische Steuerung gemäß F i g. 2 angeschlossen werden kann. Die KlemmenH₁ und W₂, Fig. 2, bezeichnen wieder den Netzanschluß und die Klemmen« bis g in Fig. 1 sind identisch mit den Klemmen α bis g in Fig. 2. Über einen Zeitgeber 41 und über einen Ohmschen Widerstand 42 wird in bestimmt vorgegebenen Zeiten t_x bis t_e ein Elektromotor 43 derart angetrieben, daß er wiederum in den genau angegebenen Zeiten eine Schaltwalze 44 über eine Treibvorrichtung 45 derart betätigt, daß die Schaltkontakte 46 nacheinander über die Kontakte a' bis f den Stromkreis über die Kontakte α bis g und über das Netz It_x, n₂ schließen, so daß das Verfahren in gleicher Weise abläuft wie bei der elektronischen Steuerung nach Fig. 1. Die Achse 47 der Schaltwalze 44 ist über die Leitung 48 mit dem Netz verbunden. Die Überbrückung 49 stellt die Verbindung zwischen dem Kontakt «₂ mit den Kontakten a' bis f her, während Kontakt g über die Leitung 50 direkt mit n_x dem Netzkontakt verbunden ist.The same process is repeated after the time t ₃ , after which the grid of the third tube 24 is charged via the line 23, so that the tube ignites and causes the current to flow through the third coil 25, the tube 20 again being extinguished via the capacitor 26 takes place. The coated ferromagnetic particle is catapulted out of the cylinder 5 by means of the field of the fourth coil 27, which is generated by the current flow through the tube 28, which _{receives a grid potential via the line 29 after the time i 4 so that it ignites.} The capacitor 30 in turn extinguishes the tube 24 so that the coil 27 acts alone. The fourth tube 28 is quenched via the capacitor 31. After a time t ₅ , the grid of the fifth tube 33 is placed on a potential via the line 32, which ignites the tube 33. At this moment the coated particle has already left the cylinder and, as a result of the acceleration it contains, is moving vertically upwards towards the storage vessel. The voltage surge which occurs at a relay 34 due to the ignition of the tube 33 is used to open the valve 35 of a compressed air line 36 laterally above the cylinder 5. The compressed air line 36 has openings 37 from which a compressed air flow emerges perpendicular to the direction of movement of the coated particle in order to deflect the particle falling freely from its vertical path into a (not shown) possibly cooled collecting vessel. The rectifier 38 and the ohmic resistor 39 serve to ensure that the tube 33 does not react on the coil set 27. By virtue of the capacitor 40, the tube is immediately extinguished again. The relay 34 thus drops out again, the compressed air valve 35 is closed and the air flow from the nozzles 37 is thus interrupted. After a time t ₆ , the process begins again. The times t _t to t ₆ are set in the time control device 7 beforehand. The terminals n _v n ₂ designate the network connections. The terminals α to g in FIG. 1 denote the points at which instead of the electronic control, as has just been described, the mechanical control according to FIG. 2 can be connected. The terminals H ₁ and W ₂ , Fig. 2, again designate the mains connection and the terminals to g in FIG. 1 are identical to the terminals α to g in FIG In certain predetermined times t _x to t _e an electric motor 43 is driven in such a way that it in turn actuates a switching drum 44 via a drive device 45 in the precisely specified times in such a way that the switching contacts 46 successively via the contacts a ' to f the circuit via the contacts α to g and close via the network It _x , n ₂ , so that the method proceeds in the same way as in the electronic control according to FIG. The bridge 49 establishes the connection between the contact « ₂ with the contacts a ' to f , while the contact g is connected via the line 50 directly to n _x the network contact.

Durch die aufgezeigten Schaltungen wird ermöglicht, daß Reihen von Uberzugseinrichtungen in beliebiger Zahl hintereinandergeschaltet im gleichen Takt gesteuert werden können.The circuits shown make it possible that rows of coating devices in any Numbers connected in series can be controlled in the same cycle.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, einmal das in mehrere Kammern 9 aufgeteilte Wirbelbett in einer großen Kammer unterzubringen, über der die einzelnen Zylinder 5 mit ihren Spulensätzen angebracht sind.It is within the scope of the invention, once the fluidized bed divided into several chambers 9 in one To accommodate large chamber, above which the individual cylinder 5 is attached with their coil sets are.

Claims

Patent claims:

1. Process for applying coatings to small ferromagnetic metal parts by means of Vortex sintering, characterized in that, as usual, approximately to the melting temperature of the material to be coated, heated metal parts in a manner known per se by magnet coil systems generated magnetic fields are moved through the bath or out of the bath.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic metal parts falling from a metering device, optionally after heating, into a fluidized bed and under the action of a magnetic field surrounding the fluidized bed according to an adjustable Dwell time to be conveyed out again.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the ferromagnetic Metal parts as they snap out of the fluidized bed into a controlled air jet Collecting vessel are steered.

4. The method according to claim 3, characterized in that the collecting vessel for cooling is used.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the control of the individual Process steps are carried out electronically.

6. Device for performing the method according to claims 1 to 5, characterized in that that the coating material used to produce the coatings is in the lower part of a preferably cylindrical container is housed and a system of solenoids surrounds the length of the container.

7. Device according to claim 6, characterized in that over the openings of the cylindrical Container dosing devices are attached, each at predetermined times the ferromagnetic metal parts to be coated into the openings of the cylindrical Discard container.

8. Device according to claim 7, characterized in that the metering devices are surrounded with heating coils.

9. Device according to claims 6 to 8, characterized in that between the openings the cylinder-shaped container and the dosing devices were pressurized with air Nozzles for deflecting the discharged coated particles are arranged.

10. Electronic control for carrying out the method according to claim 5, characterized in that that each coil of a magnet coil system with the DC voltage source is connected in series with a triode, the control grid of which

is connected to a voltage source via a time control device and each after a adjustable time for the passage of current is open, the coil in question in the circuit switches on until a suitably selected capacitor on the anode blocks the tube and the current does not flow through the relevant coil.

11. Electronic control according to claim 10, characterized in that a partially mechanical Control arrangement is used, which switches on a motor via a timer, which is a switching drum drives, which means that the coils of the magnet coil sets, which are only used for a short time, are included Voltage are supplied.

Considered publications:
Patent No. 12359 of the Office for Inventions and Patents in the Soviet zone of occupation in Germany.

1 sheet of drawings