DE2453327C2

DE2453327C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen eines Behälters mit Metallpulver

Info

Publication number: DE2453327C2
Application number: DE2453327A
Authority: DE
Inventors: John Joseph Putnoe Bedfordshire Dunkley
Original assignee: Davy International Ltd
Current assignee: Kvaerner Engineering and Construction UK Ltd
Priority date: 1973-11-14
Filing date: 1974-11-11
Publication date: 1982-12-30
Also published as: JPS5643921B2; GB1484670A; DE2453327A1; US3955606A; JPS5090488A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Füllen eines Behälters, insbesondere einer lylindrischen Preßhülle, mit Metallpulver unterschiedlicher Partikelgröße, bei dem das Pulver am Behälterboden beginnend und dann dem Füllungsgrad nach oben folgend unter Erzeugung einer unterschiedlichen radialen Konzentration der Partikelgröße in den Behälter eingeleitet wird.

Dieses Verfahren ist aus der DE-OS 20 15 450 bekannt. Man erreicht mit diesem Verfahren, daß die bei der Produktion von Metallpulver anfallenden Sorten unterschiedlicher Partikelgrößen besser ausgenutzt werden können, ohne daß die Oberflächenbeschaffenheit des fertigen Erzeugnisses unter dem Vorhandensein größerer Pulverpartikel leidet.

Das bekannte Verfahren arbeitet mit zwei Pulversorten, die sich in der Partikelgröße unterscheiden. Aus zwei Vorratsbehältern werden durch zwei vertikal und horizontal gestaffelte Auslässe die beiden Pulversorten in den zu füllenden und während der Füllung rotierenden Behälter eingeleitet. Der Auslaß für das Metallpulver der kleineren Partikelgröße befindet sich dabei in einem größeren radialen Abstand von der Behälterachse als der Auslaß für das Pulver mit der größeren Partikelgröße. Auf diese Weise entstehen in dem Behälter zwei konzentrische Schichten. Die für die Oberflächenbeschaffenheit verantwortliche äußere Schicht weist die kleinen Partikelgrößen auf.

Eine notwendige Voraussetzung für das bekannte Verfahren war eine Vortrennung des zu verarbeitenden Metallpulvers in einen Teil mit kleiner Partikelgröße und einen anderen Teil mit gröberer Partikelgröße. Das bekannte Verfahren hatte darüber hinaus zur Voraussetzung, daß der zu füllende Behälter während des Füllvorgangs rotierte. In apparativer Hinsicht mußten zwei Vorratsbehälter mit zwei Auslässen und ein Drehantrieb für den Behälter vorgesehen sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eint Vereinfachung sowohl des Verfahrens als auch der Vorrichtung.

Das die Aufgabe lösende Verfahren besteht erfindungsgemäß darin, daß das Pulver in Form eines divergierenden, kontinuierlichen und in der Horizontalebene kreisförmigen Vorhangs eingeleitet wird, wobei die Achse des Vorhangs und die Längsachse des Behälters koaxial zueinander liegen, so daß der Vorhang gegen die Innenwand des Behälters so abgesetzt wird, daß die kleineren Partikelgrößen des Pulvers eine äußere Schicht bilden, die die größeren Partikelgrößen umgibt

In apparativer Hinsicht wird nur noch ein einziger Vorratsbehälter mit einem einzigen Auslaß am unteren Ende benötigt und zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Auslaß kreisförmig und ein konischer Einsatz in den Auslaß von unterhalb des Vorratsbehälters her so einfahrbar ist, daß der Teil mit größtem Durchmesser außerhalb des Auslasses verbleibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 3 und 4 genannt.

Die durch die Erfindung erreichte Vereinfachung besteht primär darin, daß eine Vortrennung des Metallpulvers in unterschiedliche Partikelgrößen entfalten kann, daß die Änderung der Verteilung unterschiedlicher Partikelgrößen innerhalb des Erzeugnisses kontinuierlich verläuft und daß der apparative Aufwand geringer geworden ist.

Die Erfindung ermöglicht eine zweckmäßigere Verwendung von Pulver, daß durch Atomisieren eines Stromes von geschmolzenem Metall gewonnen wurde, denn dessen Partikel schwanken in der Größe in einem weiten Bereich. Bislang war es notwendig, dieses Pulver zu sieben, um wenigstens jene Pulveranteile zurückzuhalten, deren Partikelgröße für eine zufriedenstellende Oberflächenbeschaffenheit des aus solchem Pulver hergestellten Produktes zu groß war.

Dagegen ist nun ein weit größerer Anteil derartigen Metallpulvers verwendbar, ohne daß hierzu das aufwendigere bekannte Verfahren nötig wäre, weil sich die größeren Partikel automatisch mehr zur Mitte des Behälters hin absetzen, während die kleineren Partikel die größeren außen umgeben.

Auch ist die Verwendung einer Mischung aus feinem Metallpulver und sauberen Metallschleifspänen möglich, d. h. Spänen, die beim Metallschneiden oder bei der spanabhebenden Bearbeitung von Metall anfallen. Diese Mischung wird in den Vorratsbehälter gegeben, und bei der Einleitung der Mischung in den Behälter entsteht wieder die beschriebene Verteilung der gröberen und feineren Partikel.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Pulver-Vorratsbehälter;

F i g. 2 eine Seitenansicht' eines Pulver-Vorratsbehälters, der in einem festen Rahmen vertikal verschiebbar ist; und

Fig.3 und 4, Diagramme mit Meßergebnissen zur

,Erläuterung der Erfindung. .

i Nach Fig. 1 weist ein Vorratsbehälter 1 für das Pulver einen zylindrischen Topf aus Metallblech auf, der an einem Paar zylindrischer Gußstücke 2 und 3 sowie einer zylindrischen Düse 4 angeschraubt ist Die Gußstücke 2 und 3 besitzen mehrere radiale Rippen zum Halten mittiger Lagerelemente 5, 5a Die am unteren Ende des Vorratsbehälters 1 angeordnete Düse besitzt einen hohlen Zentrieransatz 6, dessen unteres Ende eine Öffnung 7 bildet Ein konischer Einsatz 8 >st an einem Erde einer Stange 9 befestigt, die sich durch die Öffnung 7 erstreckt und in den Lagerteilen 5, 5a gehalten ist Der obere Endabschnitt 10 der Stange ist mit Gewinde versehen und trägt eine Mutter 11, die auf einem Abstandselement 12 aufsitzt, das an seinem unteren Ende an dem zylindrischen Gußstück 2 anliegt. Durch Drehen der Mutter 11 wird die Stange axial im Vorratsbehälter 1 verschoben, so daß der Einsatz 8 ebenfalls verschoben und sein oberes Ende in die öffnung 7 eingefahren oder aus der öffnung 7 freigegeben wird. Die die öffnung bildende Begrenzung und die Schrägfläche des Einsatzes 8 bilden einen Ringkanal 14, der als Auslaß aus dem Vorratsbehälter dient

Wenn der Vorratsbehälter Metallpulver enthält, fließt es durch den Ringkanal am unteren Ende desselben in Form eines kontinuierlichen, divergierenden Vorhangs aus. Zum Füllen eines Behälters mit Pulver kann der Vorratsbehälter am oberen Ende des Behälters angeordnet werden, so daß der divergierende Pulvervorhang, der aus dem Auslaß des Vorratsbehälters austritt gegen die Innenwand des Behälters gerichtet ist. Das auf die Innenwand des Behälters treffende Pulver wird von dieser nach innen abgelenkt, wobei die feineren Partikel des Pulvers wesentlich weniger abgelenkt werden als die schwereren und groben Partikel. Man hat festgestellt, daß sich das Pulver in dem Behälter so ablagert, daß die feineren Partikel des Pulvers eine äußere Lage ergeben, die die schwereren, gröberen Partikel umgibt.

Wenn ein zylindrischer Behälter von beträchtlicher axialer Länge beschickt werden soll, dann sollte der Vorratsbehälter 1 am unteren Ende eines vertikalen Rohres 20 (Fig.2) befestigt werden. Das Innere des Rohres 20 steht in Verbindung mit dem Inneren des Vorratsbehälters 1 und der Auslaß aus dem Vorratsbehälter ist koaxial auf das offene Ende eines Behälters 21 ausgerichtet, der mit Pulver beschickt werden soll. Der Behälter 21 wird in einem Rahmen 22 gehalten, und das Rohr 20 wird auf einer horizontalen Bühne 23 befestigt, weiche mit Rollen 24 ausgerüstet ist, die auf vertikalen Schienen 25 am Rahmen 22 laufen. Ein Einfülltrichter 26 erstreckt sich in das Rohr 20, so daß Pulver in das Rohr eingefüllt werden kann, das dann in den Vorratsbehälter 1 durch den Trichter gelangt Die Bühne ?3 trägt wenigstens drei nicht dargestellte Muttern, die auf vertikalen Schrauben befestigt sind, deren obere Enden bei 27 angedeutet sind. Diese Schrauben werden gemeinsam durch Ketten 28 gedreht, die über Ritzel am oberen Ende der Schrauben laufen und von einem Motor 30 angetrieben werden.

Zum Füllen des Behälters 21 wird der Antriebsmotor 30 so eingeschaltet, daß die Bühne mit Rohr 20 und Vorratsbehälter 1 so lange abgesenkt werden, bis das untere Ende des Vorratsbehälters sich in den Behälter 21 erstreckt und über dem Boden des Behälters positioniert ist Dann wird Pulver durch den Trichter 26 und das Rohr 20 in den Vorratsbehälter 1 eingegeben, welches dann aus dem Vorratsbehälter in der Form eines zusammenhängenden, divergierenden Vorhangs von kreisförmigem Querschnitt in einer querliegenden Ebene austritt und auf die Innenwand de·- Behälters 21 trifft, und auf diese Weise beginnt den Behälter zu füllen. Der Motor wird dann so geschaltet, daß er den Vorratsbehälter 1 im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit anhebt, mit der die Höhe des abgesetzten Pulvers in dem Behälter 21 zunimmt Dieser Vorgang setzt sich fort, bis der Behälter im wesentlichen bis oben hin gefüllt ist Während des Füllens oder alternativ nach dem Füllen kann der Behälter mit einem unier diesem angeordneten Vibrator 31 gerüttelt werden. Die Vibration fördert die Verdichtung des Pulvers und ebnet die Oberfläche des Pulvers in dem Behälter.

Die sich ergebende Größenverteilung der Partikel in dem Behälter, ausgehend von der Außenwand nach innen, erweist sich als äußerst zufriedenstellend, weil dann, wenn der Behälter 21 nachfolgend in einer isostatischen Presse abgesetzt und das Pulver verdichtet wird, das sich ergebende Endprodukt einerseits frei von Verwindungen längs seiner Achse oder von sonstigen Fehlern ist und andererseits die feinen Pulverteilchen eine sehr gute Oberflächenbeschaffenheit ergeben.

Zum Vergleichen des beschriebenen Verfahrens mit dem Stand der Technik wurde ein Behälter gemäß der neuen Lehre mit Pulver beschickt, in einen anderen Behälter wurde das Pulver längs dessen Mittellinie eingeleitet. In beiden Fällen wurde ein Grobpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 250 Mikron verwendet Proben des Pulvers wurden dann aus der Mittellinie und dem äußeren Randbereich der Behälter entnommen und gesiebt Die festgestellten Meßergebnisse sind in den Fig.3 und 4 erläutert und in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Man sieht sogleich, daß die Mittellinienfüllung etwa rauheres Pulver auf der Oberfläche als in der Mitte ergibt, wohingegen die neuartige Ringfüllung im Randbereich ein sehr viel feineres Pulver ablagert als in der Mitte.

Kumulative Sieb-Analysen

Sieb	Mittellinienfüllung	Mitte	Ringfüllung	Mitte
Mikron	Ober		Ober
	fläche	100	fläche	100
1000	100	81,3	100	58,6
500	72,8	53,2	93,9	25,7
250	39,7	40,3	75,2	17,5
180	28,4	30,5	63,4	12,9
150	21,5	22,5	54,1	9,0
106	14,8	11,8	42,5	5,3
75	7,9	8,8	26,4	4,2
63	5,9	3,8	20,9	2,3
43	2,6	10,0

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Füllen eines Behälters, insbesondere einer zylindrischen Preßhülle, mit Metallpulver unterschiedlicher Partikelgröße, bei dem das Pulver am Behälterboden beginnend und dann dem Füllungsgrad nach oben folgend unter Erzeugung einer unterschiedlichen radialen Konzentration der Partikelgrößen in den Behälter eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver in Form eines divergierenden, kontinuierlichen und in der Horizontalebene kreisförmigen Vorhangs eingeleitet wird, wobei die Achse des Vorhangs und die Längsachse des Behälters koaxial zueinander liegen, so daß der Vorhang gegen die Innenwand des Behälters so abgesetzt wird, daß die kleineren Partikelgrößen des Pulvers eine äußere Schicht bilden, die die größeren Partikelgrößen umgibt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Vorratsbehälter mit einem Auslaß am unteren Ende, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (7) kreisförmig und ein konischer Einsatz (8) in den Auslaß (7) von unterhalb des Vorratsbehälters (1) her so einfahrbar ist, daß der Teil mit größtem Durchmesser außerhalb des Auslasses verbleibt

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (8) an einer Stange (9) befestigt ist, die sich koaxial durch den Auslaß (7) erstreckt und in Längsrichtung verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) mit einer Hebevorrichtung (27, 28, 30) vertikal verschiebbar ist.

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