DE1521220C - Verfahren und Vorrichtung zur all seitigen Behandlung einer Vielzahl kiel ner Rollkorper - Google Patents

Description

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet, - bei der als Trägerorgan ein im wesentlichen rotationssymmetrischer Behälter, vorzugsweise eine Trommel oder ein Trog, vorgesehen ist-und die ferner mit Mitteln versehen ist, um den Behälter in Rotation zu versetzen. Vorzugsweise ist dabei die Lage der Behälterachse vertikal und der Behälter mit einem vorzugsweise runden Boden versehen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise mit Mitteln zur Kühlung des Behälters versehen. Besonders vorteilhaft sind Vorrichtungen mit einem den Behälter bildenden mehrwandigen Trog und einem zwischen der Innenwand und der Außenwand des Troges angebrachten Kühlsystem sowie einer am Boden des Troges koaxial zur Trogachse angebrachten Hohlwelle, dadurch die die Zuführung und Abführung des Kühlmittels erfolgt und über die die Energie übertragen wird, um den Trog in Rotation zu versetzen, und ferner mit Mitteln zur Zuleitung des Kühlmittels in die Hohlwelle und zur Ableitung des Kühlmittels aus der Hohlwelle. In -\ manchen Fällen kann es aber auch zweckmäßig sein, ) Mittel zur Erwärmung des Behälters von außen vor₇ zusehen. Solche Mittel zur Erwärmung von außen können vorteilhaft aus Mitteln zur Erzeugung einer Gasentladung, vorzugsweise einer Glimmentladung, auf der Außenwand des Behälters bestehen.

Vorteilhaft kann bei Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Behälter selbst als Entladungsgefäß ausgebildet sein. In diesem Falle ist es auch möglich, den Behälter innerhalb eines Kühlmittels, also beispielsweise in einem Kühlwasserreservoir, rotieren zu lassen. Vorzugsweise wird dann die Außenwand des Behälters mit Leitblechen versehen, die derart geformt sind, daß das Kühlmittel bei Rotation des Behälters in eine Bewegung versetzt wird, bei der eine gute Wärmekonvektion gewährleistet ist. Beispielsweise können solche Leitbleche in Form einer den Behälter umgebenden Spirale ausgebildet sein, wodurch bei Rotation des Behälters eine Strömung des Kühlmittels in Richtung der Behälterachse erzielt wird.

_Λ Vorzugsweise sind Vorrichtungen zur Durchfuhr. J) rung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch mit einem in einem feststehenden Entladungsgefäß drehbar angeordneten Behälter versehen. In diesem Fall ist die Ausbildung des Behälters als mehrwandiger Trog in der bereits beschriebenen Form besonders vorteilhaft. Vorzugsweise ist eine solche Vorrichtung mit außerhalb des Entladungsgefäßes angeordneten Antriebsmitteln zur Erzeugung der Rotation des Behälters und mit einer die Entladungsgefäßwand durchstoßenden Welle zur Verbindung der Antriebsmittel mit dem Behälter sowie mit Mitteln zur vakuumdichten Durchführung der Welle durch die Entladungsgefäßwand versehen.

Innerhalb des Behälters, vorzugsweise koaxial zur Behälterachse, ist dabei zweckmäßig eine vorzugsweise rotationssymmetrische Elektrode angeordnet. Vorzugsweise ist diese Elektrode mit einem Pol einer Spannungsquelle und der Behälter mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden.

,Die Elektrode und/oder der Behälter sind vorzugsweise über isolierte, mit einem Schutzspaltsystem versehene Stromdurchführungen durch die Entladungsgefäßwand mit der Spannungsquelle verbunden.

Dabei ist vorzugsweise ein in den Behälter hineinragendes, die Entladungsgefäßwand durchstoßendes Rohr vorgesehen, das die Elektrode und gleichzeitig deren Stromzuführung bildet und zusätzlich als Gas-' leitung, vorzugsweise zur Gasabführung, dient und dessen Rohröffnung vorzugsweise mit einem feinmaschigen Netz aus elektrisch leitendem Material abgedeckt ist.

An Hand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Erfindung am

ίο Beispiel eines Verfahrens zur Nitrierung von Kugelschreiberkugeln im folgenden näher beschrieben.

In dem Entladungsgefäß 1 ist der Trog 2 mittels der Kugellager 2, 4 und 5 drehbar angeordnet. Die Anordnung der Kugellager ist so getroffen, daß der Trog bis zu relativ hohen Umdrehungszahlen in dem Entladungsgefäß rotieren kann, ohne daß Störungen der Laufruhe des Trogs zu befürchten sind. Als Trägerorgan für die zu nitrierenden Kugelschreiberkugeln ist die Innenwand 6 dieses Trogs 2 vorgesehen.

Um die Kugelschreiberkugeln auf dieser Innenwand zu verteilen, werden die Kugeln bei Beginn des Verfahrens, während der Trog sich noch in Ruhe befindet, zunächst auf den die Innenwand .6 nach unten abschließenden Boden 7 geschüttet, und daraufhin wird der Trog in Rotation versetzt. Dadurch werden zunächst die auf dem Boden 7 befindlichen Kugeln in eine Drehbewegung versetzt, wodurch auf die Kugeln einwirkende Fliehkräfte erzeugt werden, so daß sich die Kugeln längs der Innenwand 6 ausbreiten. Bei weiterer Erhöhung der Drehzahl des Trogs steigen die Kugeln immer mehr an der konisch sich erweiternden Innenwand 6 empor, bis von einer bestimmten Drehzahl ab die Innenwand 6 einschließlich des Bodens 7 nur mit einer Lage Kugeln bedeckt ist. Mit der Erhöhung der Drehzahl werden gleichzeitig auch die auf die Kugeln einwirkenden Fliehkräfte immer größer, so daß die Kugeln fest auf der das Trägerorgan bildenden Innenwand gehalten werden und sich nur längs der Ebene des Trägerorgans bewegen können. Um zu vermeiden, daß die Kugeln über den oberen Rand des Trogs hinauslaufen können, ist die Innenwand 6 am oberen Ende mit einem überstehenden Rand 9 versehen.
Es ist zu beachten, daß das Anlassen des Trogs und die Erhöhung der Drehzahl desselben, insbesondere im Bereich von gegenüber der mittleren Betriebsdrehzahl relativ niedrigen Drehzahlen möglichst langsam und stetig erfolgen sollen, damit während des gesamten Steigerungsvorgangs der Drehzahl die Haftreibung der Kugeln auf dem Trägerorgan erhalten bleibt. Denn um die Kugeln in die gewünschte Drehbewegung zu versetzen, müssen auf dieselben Beschleunigungskräfte übertragen werden, und diese Beschleunigungskräfte sollen die maximal zulässigen Haftreibungskräfte nicht überschreiten. Sobald die mittlere Betriebsdrehzahl des Trogs erreicht ist und die Kugeln mit einer Lage auf der Innenwand 6 verteilt sind, kann mit der Nitrierung der Kugeln begonnen werden.

Im vorliegenden Fall werden die Kugeln unter der Einwirkung einer elektrischen Glimmentladung nitriert. Zu diesem Zweck wird nach Erreichung der mittleren Betriebsdrehzahl zwischen der Elektrode 10 und der Innenwand 6 eine elektrische Glimmentladung erzeugt. Der Ablauf des Nitrierprozesses erfolgt dann wie bei den bekannten Glimmnitrierverfahren. Die Innenwand 6 muß hierzu zumindest zeitweise negative Spannung führen, also als Kathode geschal-

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tet sein. Die Betriebsspannung zur Erzeugung der förmig ausgebildet. Dadurch, daß die öffnung dieses Glimmentladung wird von der regelbaren deich- von dem Stromleiter gebildeten Gasabführungsrohrs Spannungsquelle 11 geliefert. Statt einer solchen am unteren Ende des Trogs liegt, wird die Gasregelbaren Gleichspannungsquelle kann auch eine strömung gezwungen, an der Kathode bzw. längs der Gleichspannungsquelle mit konstanter Spannung und 5 zu nitrierenden Kugeln entlang zu strömen, wodurch ein regelbarer Vorwiderstand 12 verwendet werden. eine ständige Versorgung der die Kugeln umgeben-Ferner ist es natürlich wie bei den bekannten Glimm- den Gasatmosphäre mit Frischgas und eine gute nitrierverfahren auch möglich, zur Stromversorgung Durchspülung des Entladungsgefäßes sowie eine anstatt einer Gleichspannungsquelle eine Wechsel- schnelle Entfernung etwa auftretender unerwünschter Spannungsquelle zu verwenden. Eine Verwendung io Gase gewährleistet ist. Die Rohröffnung des die Gaseiner Wechselspannungsquelle zur Stromversorgung abführungsleitung bildenden rohrförmigen Stromkommt insbesondere dann in Frage, wenn während leiters 13 ist zur Verhinderung der Ausbildung einer der Nitrierung von der Elektrode 10 Material abge- Entladung innerhalb des Rohrs mit einem oder mehstäubt und auf die zu vergütenden Kugeln aufge- reren feinmaschigen Netzen 18 abgedeckt,
stäubt werden soll. Es ist weiterhin auch möglich, die 15 Ein besonderes Problem ist die Vermeidung einer elektrische Energie in Form von Impulsen zuzu- Überhitzung der kleinen Kugelschreiberkugeln. Einer führen und zu diesem Zweck anstatt der Gleich- solchen Überhitzung wird durch Kühlung der kathospannungsquelle 11 einen Impulsgenerator vorzu- dischen Innenwand 6 entgegengewirkt. Diese Kühlung sehen. " ist aber schwierig, weil sie während des Betriebs und

Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbei- 20 daher während der Rotation des Trogs 2 aufrechtspiel führt der gesamte Trog 2 und das Entladungs- erhalten werden muß. Zu diesem Zweck ist der gefäß 1 negatives, also kathodisches Potential. Zur Trog 2 als mehrwandiger Trog ausgebildet und mit Zuführung dieses kathodischen Potentials ist der einer die Innenwand 6 umgebenden trogförmigen Mitnegative Pol der Gleichspannungsquelle 11 mit dem telwand 19 sowie einer diese Mittelwand umgebenden Entladungsgefäß 1 verbunden. Der positive Pol der 25 ebenfalls trogförmigen Außenwand 20 und ferner Gleichspannungsquelle 11 ist über den vorzugsweise mit einer am Boden dieser trogförmigen Außenwand regelbaren Vorwiderstand 12 mit dem Stromleiter 13 koaxial zur Trogachse angebrachten Hohlwelle 21 verbunden, der mittels der -mit einem Schutzspalt- versehen, innerhalb der ebenfalls koaxial zur Trogsystem versehenen isolierten Stromdurchführung 14 achse ein in den Boden der trogförmigen Mittelwand durch den Deckel 15 des Entladungsgefäßes hin- 3° 19 mündendes Rohr 22 vorgesehen ist. Die trogdurchgeführt ist. Im Inneren des Entladungsgefäßes förmige Mittelwand 19 und die trogförmige Außenragt der Stromleiter 13 in den Trog 2 hinein und wand 20 sind so ausgebildet und angeordnet, daß bildet mit seinem in den Trog 2 hineinragenden Teil zwischen der Innenwand 6 und der Mittelwand 19 die Anode 10. sowie zwischen der Mittelwand 19 und der Außen-

Zur Durchführung des Nitrierprozesses wird längs 35 wand 20 die beiden ebenfalls trogförmigen Hohl-

der Innenwand 6 eine Glimmentladung erzeugt, die die räume 23 und 24 entstehen, die miteinander nur über

Innenwand 6 vollständig bedeckt. Die Bemessung der am oberen Ende der Mittelwand 19 angebrachten

Entladungsleistungsdichte dieser Glimmentladung an Verbindungskanäle 25 in Verbindung stehen. Der

der kathodisches Potential führenden Innenwand 6 Hohlraum 23 steht über das Rohr 22 und in der

sowie den mit dieser Innenwand elektrisch in Ver- 40 Fortsetzung 26 der Hohlwelle 21 vorgesehene Kanäle

bindung stehenden und somit gleichfalls kathodisch 27 sowie über die Übertragungsvorrichtung 28 mit

geschalteten Kugeln erfolgt in äquivalenter Weise wie der Kühlmittelzuführleitung 29 in Verbindung. Der

bei den bekannten Glimmnitrierverfahren. Es ist Hohlraum 24 steht über einen zwischen der Hohl-

jedoch zu beachten, daß eine Überhitzung der relativ welle 21 und dem Rohr 22 gebildeten Hohlraum 30

kleinen Kugelschreiberkugeln vermieden wird. 45 und über in der Hohlwelle vorgesehene Kanäle 31

Die Nitrierung wird in strömendem Gas, Vorzugs- sowie über die Übertragungsvorrichtung 28 mit der weise in Ammoniak oder einer Mischung aus Stick- Kühlmittelabführleitung 32 in Verbindung. Die feststoff und Wasserstoff, durchgeführt. In dem in der stehende Übertragungsvorrichtung 28 zur Zuführung Figur gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Gas des Kühlmittels in die rotierende Welle und zur Abüber die Zuleitung 16 dem Entladungsgefäß züge- 50 führung aus derselben ist nur prinzipiell dargestellt, führt. Die Gasströmung führt über einen von dem Sie besteht im wesentlichen aus einer Anordnung, die Unterteil und dem Deckel des Entladungsgefäßes zwei die Welle ringförmig umgebende Hohlräume 33 sowie einem an dem Trog 2 besonders vorgesehenen und 34 bildet, die gegeneinander und gegen die Rand 17 begrenzten Spalt in den eigentlichen Ent- Welle mittels der ebenfalls nur prinzipiell dargestellladungsraum. Dieser enge Spalt und der Rand 17 sind 55 ten Dichtungen 35, 36 und 37 abgedichtet sind, und zur Verhinderung des Eindringens von durch Katho- von denen der eine mit der Kühlmittelzuführleitung denzerstäubung abgestäubten Partikeln in die Kugel- 29 und der andere mit der Kühlmittelabführleitung lager vorgesehen. Die Wirkung des Randes 17 und 32 in Verbindung steht. Mit Hilfe dieser Ubertrades von diesem begrenzten Spalts, also die Verhinde- gungsvorrichtung 28 sowie der beschriebenen Ausrung des Eindringens von Partikeln in die Kugel- 60 bildung des Trogs 2 und der Welle 21 ist es möglich, lager, wird durch die Gasströmung noch unterstützt, die als Kathode betriebene Innenwand 6 und damit weil das durch die Zuführungsleitung 16 einströ- auch die auf dieser Innenwand befindlichen Kugelmende Gas in entgegengesetzter Richtung zu etwa schreiberkugeln während der Rotation der Trommel eindringenden Partikeln durch den von dem Rand 17 in genügendem Maße zu kühlen. Zu diesem Zweck begrenzten Spalt strömen muß. Dadurch wird das 65 wird über die Kühlmittelzuführleitung 29 ein Kühl-Eindringen von Partikeln in die Kugellager voll- mittel zugeführt, das über den Hohlraum 34 und die ständig verhindert. Zur Abführung des Gases aus Kanäle 27 zunächst in das Rohr 22 fließt und von dem Entladungsgefäß ist der Stromleiter 13 rohr- dort aus durch den Hohlraum 23 an der Außenseite

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der Innenwand 6 entlangströmt und dabei diese In- erscheinungen, also beispielsweise auf Grund von

nenwand abkühlt. Das erwärmte Kühlmittel fließt Oberflächenoxydation oder Korrosion zwischen der

dann über die Verbinduhgskanäle 25 und den Hohl- Kugel und einer sie umgebenden Schutzschicht. Auch

raum 24 durch die Hohlwelle 21 bzw. den Hohlraum Fette verhindern einen gleichmäßigen Tintenfluß.

30 wieder ab und gelangt über die Kanäle 31 sowie 5 Die anfangs verwendeten Stahlkugeln, die durch

den Hohlraum 33 in die Kühlmittelabführleitung 32. Verunreinigungen und Korrosion der Oberfläche

Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß die Mittel- nach kurzem Gebrauch in inhomogenen Tintenfluß

wand 19 sowie das Rohr 22 vorzugsweise aus einem und Verschmierung Anlaß gaben, wurden bald durch

Material bestehen sollte, dessen Wärmeleitfähigkeit Kugeln aus rostfreiem Stahl ersetzt, ohne daß sich

möglichst gering ist, damit von dem durch die Hohl- io die Schreibeigenschaften der Kugelschreiber dadurch

räume 24 und 30 abfließenden bereits erwärmten wesentlich verbesserten. Man ging dann auf Kugeln

Kühlmittel möglichst wenig Wärme auf das Kühl- aus Korund und Kugeln aus eloxiertem Aluminium

mittel im Hohlraum 23 sowie das durch das Rohr 22 und in letzter Zeit auch auf Wolframkarbid- und

zufließende Kühlmittel übertragen wird. sogar auf Diamantkugeln über. Diese Kugeln erhöhen

Es ist noch zu bemerken, daß die Abdichtung 38 15 zwar den Preis des Kugelschreibers bzw. der Minen zur vakuumdichten Durchführung der Welle 21 durch nicht unbeträchtlich, die Unregelmäßigkeit des Tindie Wand des Entladungsgefäßes 1 nur prinzipiell tenflusses wird jedoch auch durch sie nicht in bedargestellt ist. Vakuumdichte Durchführungen für friedigendem Maße beseitigt. Außerdem sind die rotierende Wellen sind bereits in verschiedenen Aus- Wolframkarbid- und Diamantkugeln wegen ihrer führungsformen bekanntgeworden und bedürfen da- 20 außerordentlich großen Härte insbesondere für her hier keiner näheren Erläuterung. weiche ungeleimte Papiersorten ungeeignet.

Zur Erzielung einer allseitig gleichmäßigen Behänd- Genaue Untersuchungen haben ergeben, daß die '") lung der zu behandelnden Teile, im vorliegenden Schwierigkeiten mit Kugelschreiberkugeln ihren Fall also einer allseitig gleichmäßigen Nitrierung der Grund in den Verunreinigungen haben, die auch Kugelschreiberkugeln, sind auf die Teile einwirkende 25 nach der das Herstellungsverfahren abschließenden Bewegungskräfte zu erzielen, die diesen Teilen eine Reinigung dieser Kugeln auf der Kugeloberfläche Bewegung relativ zum Trägerorgan, im vorliegenden verbleiben. Es hat sich herausgestellt, daß die üb-Fäll zu der Innenwand 6, verleihen. Diese Bewe- liehen Oberflächenreinigungsverfahren mechanischer gungskräfte können beispielsweise dadurch erzeugt und chemischer Art weder einzeln noch in Kombiwerden, daß die Drehzahl des Trogs 2 gegenüber der 30 nation in der Lage sind, eine genügende Reinigung mittleren Betriebsdrehzahl abwechselnd erhöht und der Oberfläche von Kugelschreiberkugeln zu bewirerniedrigt wird. Es ist aber auch möglich, die Dreh- ken. Das ist letzten Endes die Ursache für alle zahl während der ersten Hälfte der Behandlungszeit Schwierigkeiten, die auch die besten Kugelschreiber stetig langsam zu steigern und während der zweiten heute noch bereiten.

Hälfte der Behandlungszeit wieder stetig abfallen zu 35 Mit dem vorliegenden Verfahren gelingt es dalassen. Andere Möglichkeiten bestehen in der stufen- gegen, eine vollständig reine Kugeloberfläche durch weisen Erhöhung der Drehzahl oder der Erzeugung Behandlung in einer vorzugsweise durch Glimmentvon Unstetigkeiten bei sonst konstant gehaltener ladung ionisierten Atmosphäre zu erzielen, die bei Drehzahl. Man kann daneben die Bewegungskräfte unmittelbar an die Reinigung anschließender oder auch durch eine besondere Ausbildung des Trogs 40 oleichzeitig mit derselben durchgeführter Obererzeugen, flächenvergütung der Kugelschreiberkugeln dauernd

Auf jeden Fall müssen die zu bestäubenden Teile aufrechterhalten werden kann,

möglichst ständig, zumindest aber zeitweise auf Die Aufrechterhaltung einer völlig reinen Ober-

der Oberfläche des Trägerorgans in Bewegung ge- fläche der Kugeln kann noch dadurch unterstützt

halten werden. Denn durch diese ständige Bewegung 45 werden, daß die Kugeln unmittelbar nach einer

kommen immer wieder andere Oberflächenteile der Vakuumbehandlung in einer ionisierten Atmosphäre,

zu behandelnden Teile in den unmittelbaren Einfluß beispielsweise einer -Glimmentladungsbehandlung im

der Glimmentladung, so daß sich im Mittel eine Vakuum, in eine Flüssigkeit, die konservierend wirkt

gleichmäßige Behandlung aller Oberflächenteile er- und deren Oberflächenspannung wesentlich geringer

gibt. 50 als die von Wasser ist, beispielsweise in ein Fettalko-

Däs Verfahren hat sich insbesondere für die Ver- holsulfonat wie Türkischrotöl, eingebracht werden,

gütung von Kugelschreiberkugeln sehr gut bewährt. Dabei saugen sich die noch verbliebenen Poren in

Die an Kugelschreiberkugeln gestellte Hauptanfor- der Oberfläche mit dieser Flüssigkeit voll, und weiter

derung ist bekanntlich die Gewährleistung eines überziehen sich die Kugeln mit einer dünnen Flüs-

gleichmäßigen Tintenflusses. Die Tinte bzw. Färb- 55 sigkeitsschicht, die auf Grund der Verankerung in

masse wird von der Kugelschreiberkugel durch den Poren außerordentlich fest auf der Oberfläche

Drehung derselben beim Schreiben von dem Färb- haftet und eine vollständig glatte, korrosionsge-

behälter auf das Schreibpapier übertragen. Der Tin- schützte und benetzbare Kugeloberfläche ergibt,

tenfluß wird dabei durch die Schwerkraftwirkung der Werden Kugelschreiberkugeln nach dem vorlie-

Tinte und die Kapillarität des Spaltes zwischen der ^6o genden Verfahren behandelt, so ist es nicht erforder-

Kugel und dem Käfig bewirkt. Es ist klar, daß diese lieh, für die Kugeln besonders hochwertiges Material

den Tintenfluß aufrechterhaltenden Kräfte sehr ge- zu verwenden. Vielmehr ist bei Behandlung nach

ring sind und daß sich daher schon geringfügige Ver- dem vorliegenden Verfahren jeder Stahl als Material

unreinigungen der Kugeloberfläche und geringfügige für die Kugelschreiberkugeln geeignet, und es er-

Abweichungen der Kugeloberfläche von der Kugel- ⁶5 geben sich trotz der Verwendung billigen Stahls bei

form störend bemerkbar machen. Solche Verunreini- nach vorliegendem Verfahren behandelten Kugel-

gungen und Unregelmäßigkeiten der Kugeloberfläche schreiberkugeln bessere Eigenschaften als sie die be-

entstehen hauptsächlich auf Grund von Korrosions- kannten Kugelschreiberkugeln aufweisen.

Sehr zweckmäßig ist es auch, die Käfige von Kugelschreiberkugeln ebenfalls einer Behandlung nach dem vorliegenden Verfahren zu unterziehen. Insbesondere empfiehlt sich eine Vakuumreinigungsbehandlung mit anschließender Tränkung in einem Fettalkoholsulfonat wie Türkischrotöl oder einem mindestens ein Fettalkoholsulfonat enthaltendes Gemisch. Durch eine solche Behandlung der Käfige werden die Eigenschaften der damit ausgestatteten Kugelschreiber weiter verbessert.

Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß das vorliegende Verfahren auch keineswegs auf Teile von Kugelschreibern beschränkt ist, sondern auch zur gleichmäßigen Behandlung von anderen Teilen, insbesondere von Rollkörpern wie Kugeln und Walzen, sehr gut geeignet ist. In Betracht kommen insbesondere Kugeln und.Walzen für Kugel- bzw. Walzenlager.

Es kann beispielsweise eine Nitrierung, Karburierung, Borierung oder Silizierung solcher Teile oder auch eine reduzierende Behandlung mit Wasserstoff vorgenommen werden. Weiter können die zu behandelnden Teile aber auch einer Oberflächenreinigung, beispielsweise in einer Wasserstoffatmosphäre, und Glühprozessen, beispielsweise in einer Edelgasatmosphäre, unterzogen werden. In vielen Fällen empfiehlt es sich, die notwendigen Behandlungstemperaturen unmittelbar an der Oberfläche der behandelten Teile durch kathodische Erhitzung in einer im anomalen Kathodenfall betriebenen Glimmentladung zu erzeugen. Die Oberflächenbehandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich besonders für die Oberflächenvergütung, hauptsächlich für die Nitrierung und Karburierung von Kugelschreiberkugeln und Kugellagerkugeln sowie von Walzen für Walzenlager praktisch außerordentlich gut bewährt. Die Kugeln wurden beispielsweise bei einer Behandlung in einer Atmosphäre aus Ammoniak und Wasserstoff vollständig gleichmäßig nitriert, wie eingehende Untersuchungen an Schliffbildern gezeigt haben. Auch mikroskopische Untersuchungen der Oberflächen der behandelten Kugein zeigten die völlige Gleichmäßigkeit der Oberflächenbehandlung.

Es ist ferner auch gelungen, durch Kathodenzerstäubung der Oberfläche des Trägerorgans Material von dieser Oberfläche abzustäuben und unmittelbar auf die auf der Oberfläche des Trägerorgans sich bewegenden Kugeln zu übertragen, so daß die Kugeln nach der Durchführung des Verfahrens mit einer gleichmäßigen Oberflächenschicht aus dem Material des Trägerorgans überzogen waren.

Um eine erfolgreiche Tränkung der Teile durchzuführen, ist es wünschenswert, daß die Abstäubung

. pro cm² mindestens 1 mg ist, wozu erforderlichenfalls ein Gas mit schwerem Atomgewicht in den Prozeß mit zugeleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 weil die Kugeln eine Auflagefläche haben müssen. Patentansprüche: Für das Überziehen von Keramik- oder Metallteilchen mit einem Metall ist bereits vorgeschlagen wor-

1. Verfahren zur allseitigen Behandlung der den, ein Bett aus diesen Teilchen in einem rotieren-Oberfläche einer Vielzahl kleiner Kugeln und 5 den Reaktionsgefäß langsam zu bewegen, dabei eine Walzen in einer unter der Wirkung einer elektri- Agglomeration der Teilchen zu verhindern und die sehen Glimmentladung ionisierten Gasatmosphäre zur Behandlung der Teilchenoberflächen erforderinnerhalb eines bewegten Gefäßes, dadurch liehen Dämpfe von unten her in das Bett einzuleiten, gekennzeichnet, daß das Gefäß um eine Dieses bekannte Verfahren läßt sich aber für die symmetrisch zur Innenwandung angeordnete ver- io Oberflächenbehandlung von Rollkörpern in einer tikale Achse rotiert mit einer Drehzahl, die aus- Gasatmosphäre unter der Wirkung einer elektrischen reicht, um die Teile unter der Wirkung der Flieh- Glimmentladung nicht anwenden, denn die Glimmkraft auf einen Bereich der Innenwandung in entladung entsteht nur ah der Oberfläche des Bettes einer Lage auszubreiten, wobei die Drehzahl und durchdringt keineswegs das ganze Bett, so daß zyklisch variiert und die Lage aller Teile auf der 15 keine Gewähr gegeben werden könnte, alle Rollkör-

. Innenwandung geändert wird. per an sämtlichen Stellen ihrer Oberfläche gleich-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- mäßig zu behandeln.

kennzeichnet, daß mindestens der bei maximaler Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstel-

Drehzahl die Teile tragende Bereich der Innen- lung war daher, ein Verfahren zu finden und eine

wandung die metallische Kathode der Glimm- 20 Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens an-

entladung bildet und die dort ausgebreiteten Teile zugeben, mit deren Hilfe in einem bewegten Gefäß einem Gasionenbombardement ausgesetzt werden.. eine allseitig gleichmäßige Behandlung der Ober-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- fläche einer Vielzahl von kleinen Rollkörpern wie kennzeichnet, daß die auf einem Bereich der Kugeln und Walzen in einem ionisierten gasförmigen Innenwandung des Gefäßes ausgebreiteten Teile 25 Medium vorgenommen werden kann.

mit diffusionsfahigen ionisierten Elementen aus Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge-

der Gasatmosphäre bombardiert werden. kennzeichnet, daß das Gefäß um eine symmetrisch

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zur Innenwandung angeordnete vertikale Achse rotiert kennzeichnet, daß Kugelschreiberkugeln aus mit einer Drehzahl, die ausreicht, um die Teile unter einem Stahl, vorzugsweise mit einem Chromgehalt 30 der Wirkung der Fliehkraft auf einen Bereich der zwischen 5 und 20 %, in einer stickstoffhaltigen Innenwandung in einer Lage auszubreiten, wobei die Gasatmosphäre an der Oberfläche allseits ioni- Drehzahl zyklisch variiert und in jedem Zyklus die friert werden. Lage aller Teile auf der Innenwandung gegenüber

5. Vorrichtung zur Durchführung des'Verfah- dem vorhergehenden Zyklus geändert wird. Es ist rens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 35 dabei zweckmäßig, daß mindestens der bei maxigekennzeichnet, daß ein im wesentlichen rotations- maler Drehzahl die Teile tragende Bereich der Insymmetrischer metallischer Behälter, Vorzugs- nenwandung die metallische Kathode der Glimmentweise eine Trommel oder ein Trog, mit gegen- ladung bildet und die dort ausgebreiteten Teile einem über der Umgebung gasdichten Zu- und Abführ- Gasionenbombardement ausgesetzt Averden. Dadurch leitungen für ein Behandlungsgas vorgesehen ist, 40 können die Rollkörper mit diffusionsfahigen ionisierder einen in seiner Drehzahl regelbaren Antrieb ten Elementen bombardiert werden. .

für eine Rotationsbewegung besitzt mit einem Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders bei Steuerorgan zur zyklischen Änderung der Dreh- der Behandlung von Teilen von Kugelschreibern, inszahl, welcher Behälter an einem Teil seiner In- besondere von Käfigen und/oder Kugeln von Kugelnenwandung eine zur Rotationsachse symmetri- 45 Schreibern, mit großen Vorteilen verbunden. Vorsehe gekrümmte Ausbreitfläche im Anschluß an zugsweise werden dabei in einer stickstoffhaltigen die Bodenfläche aufweist,, und koaxial zur Ro- Gasatmosphäre die Kugelschreiberteile, die aus einer tationsachse mit einer gegen dert Behälter isolier- Stahllegierung mit einem Chromgehalt zwischen 5 ten, gasdichten Stromeinführung versehen ist, die und 20% bestehen,, in einer stickstoffhaltigen Gasan einer im Behälter angeordneten Elektrode ver- 50 atmosphäre an der Oberfläche allseits ionitriert..
bunden ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durch-

6. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- führung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, kennzeichnet, daß Mittel zur Kühlung des Be- daß ein im wesentlichen rotationssymmetrischer mehälters vorgesehen sind. tallischer Behälter, vorzugsweise eine Trommel oder

/ 55 ein Trog, mit gegenüber der Umgebung gasdichten Zu- und Abführleitungen für ein Behandlungsgas

^: , vorgesehen ist, der einen in seiner Drehzahl regelbaren Antrieb für eine Rotationsbewegung besitzt ■ . mit einem Steuerorgan zur zyklischen Änderung der

Die Erfindung bezieht sich auf ,ein Verfahren und 60 Drehzahl, welcher Behälter an einem Teil seiner

eine Vorrichtung zur allseitigen Behandlung einer Innenwandung, eine zur Rotationsachse symmetrische

Vielzahl kleiner Rollkörper wie Kugeln und Walzen. gekrümmte Ausbreitfläche im Anschluß andieBoden-

Zur allseitigen Behandlung der Oberfläche eines fläche aufweist, und koaxial zur Rotationsachse mit

Rollkörpers, beispielsweise zur Oberflächenbehand- einer gegen den Behälter isolierten, gasdichten Strom-

lung einer Kugel unter der Wirkung einer ionisierten 65 einführung versehen ist, die an einer im Behälter an-

Gasatmosphäre, müssen die Vergütungselemente auf geordneten Elektrode verbunden ist. Zweckmäßiger-

alle Oberflächenteile gleichmäßig einwirken können. weise werden Mittel zur Kühlung des Behälters vor-

Das ist jedoch bei ruhenden Kugeln nicht möglich, gesehen.