DE3617833C1 - Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Hohlkoerpern - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen HohlkoerpernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von rotations
symmetrischen Hohlkörpern, insbesondere Rohren oder Rohrluppen,
durch Aufsprühen einer vernebelten Schmelze eines Metalls oder einer
Legierung auf eine zylindrische Auffangfläche, zwischen der und dem
Sprühnebel eine Relativbewegung in Umfangsrichtung des herzustellenden
Hohlkörpers erzeugt wird und das aufgesprühte Metall kontinuierlich
von der zylindrischen Auffangfläche abgelöst wird.
Es ist bekannt, Hohlkörper, insbesondere Rohre oder Rohrluppen, durch
Aufsprühen einer vernebelten Schmelze eines Metalls oder einer Le
gierung auf eine zylindrische Auffangfläche zu erzeugen, zwischen der
und dem Sprühnebel eine Relativbewegung im Umfangsrichtung des her
zustellenden Hohlkörpers erzeugt wird.
So verwendet man bisher als Auffangfläche einen runden, um seine
Längsachse rotierenden, beiderends gelagerten Dorn, wenn ein Rohr im
Sprühverfahren hergestellt werden soll. Der Dorn muß hierbei minde
stens die Länge des zu erzeugenden Hohlkörpers aufweisen. Falls der
Sprühstrahl nicht so breit ist, wie die Länge des fertigen Hohlkör
pers beträgt, muß der Dorn zusätzlich zu seiner Rotationsbewegung
relativ zum Sprühkopf in Längsrichtung bewegt werden. Die Strecke, um
die der Dorn in Längsrichtung bewegt wird, entspricht aber der Länge
des fertigen Hohlkörpers. Werden mehrere Sprühköpfe verwendet, rich
tet sich die Länge der Längsbewegung des Dorns nach dem Abstand zwi
schen den Sprühköpfen.
Der durch Sprühen auf den Dorn als Auffangfläche hergestellte Hohl
körper, der gegenwärtig bis zu 8 Meter lang sein kann, muß nach
Fertigstellung von dem mehr als 8 Meter langen Dorn gelöst werden.
Dies ist nur mit Hilfe einer aufwendigen Löseeinrichtung möglich.
Nachteilig ist ferner, daß bei Herstellung eines langen Hohlkörpers
ein mindestens ebenso langer Dorn verwendet werden muß. Dieser Dorn
muß vor jedem Sprühvorgang in seiner gesamten Länge vorgewärmt wer
den, was eine entsprechende Vorrichtung erfordert und zudem einen ho
hen Energieverbrauch bedeutet.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Arbeitsweise ist, daß ein auf
wendiger Dornumlauf erforderlich ist, weil vermieden werden muß,
daß die Dorne ihre Geradheit verlieren. Schließlich können mit dem
bekannten Verfahren nur Hohlkörper einer relativ begrenzten Maximal
länge hergestellt werden, weil die Verwendung sehr langer Dorne den
technischen Aufwand unverhältnismäßig vergrößert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, das die
Nachteile der bekannten Arbeitsweise vermeidet. Dieses neue Verfah
ren besteht nach der Erfindung darin, daß - ausgehend von dem ein
gangs genannten Verfahren - das aufgesprühte Metall bzw. die Legie
rung kontinuierlich von der zylindrischen Auffangfläche abgelöst
wird.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß es möglich ist, Hohl
körper von praktisch unbegrenzter Länge und auf wirtschaftliche Weise
herzustellen, wenn man eine kontinuierliche Arbeitsweise anwendet.
Die kontinuierliche Arbeitsweise wurde bisher nicht in Betracht ge
zogen, weil man die dabei auftretenden Schwierigkeiten - nämlich
das kontinuierliche Ablösen des Werkstücks von der Unterlage - für
unüberwindbar hielt.
Es hat sich nun gezeigt, daß eine (quasi) kontinuierliche Ablösung
von der Auffangfläche stattfindet, wenn dieser, gemäß der Erfindung,
eine in Achsrichtung des in der Herstellung befindlichen Hohlkörpers
wirkende Oszillationsbewegung erteilt wird. Auf diese Weise wird ver
hindert, daß sich das Werkstück auf der Auffangfläche festsetzt.
Gleichzeitig findet eine Transportbewegung in Längsrichtung statt.
Die Oszillation der Auffangfläche stört nicht den im Sprühverfahren
erfolgenden Aufbau des Hohlkörpers, insbesondere nicht den Zusammen
halt des bereits fertigen Werkstückteils mit dem in der Herstellung
befindlichen. Dies ist nach der der Erfindung zugrundeliegenden Er
kenntnis möglich, weil die Metalltröpfchen ihren Flüssigkeitscharak
ter beim Auftreten auf die Auffangfläche verlieren und sich verfe
stigen. Das angelagerte verfestigte Material löst sich unter der
Wirkung der Oszillation von der Auffangfläche.
Ausgehend von der grundlegenden Erkenntnis, wie sie vorstehend er
läutert wurde, kann das Verfahren auf verschiedene Weise durchgeführt
werden. Entsprechend unterscheiden sich die dafür benötigten Vor
richtungen.
Die Erfindung wird anhand der Abbildungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung,
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 mit senkrecht angeordnetem Dorn.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Tiegel 2 mit
geschmolzenem Metall 1 oder einer Legierung auf, aus dem das Metall
oder die Legierung mit Hilfe eines aus einer Düse 4 und einer ring
förmigen Gaszuführung 3 bestehenden Vernebelungssystems auf eine
Auffangfläche 8 aufgesprüht wird. Die Auffangfläche 8 ist ein waage
recht angeordneter, fliegend gelagerter runder Dorn, der von einem
(nicht gezeigten) Drehantrieb in rotierende Bewegung um seine Längs
achse versetzt wird. Der Sprühnebel 5, der aus dem Vernebelungssy
stem austritt, trifft im Bereich des Sprühkegels auf den Dorn 8 auf
und bildet dort einen Hohlkörper 6, der den sich drehenden Dorn 8
umgibt. Da der durch relativ kalte Gasstrahlen vernebelten Schmelze
im Fluge so viel Wärme entzogen wird, daß die Kondensation bei der
Ablagerung stattfindet, bildet sich ein festes Werkstück, weil die
Temperatur der Auffangfläche und damit auch des sich darüber
aufschichtenden Materials unterhalb des Schmelzpunktes des
vernebelten Materials gehalten wird.
Damit der Hohlkörper 6 sich von dem Dorn 8 abnehmen läßt, wird er,
wie bei B veranschaulicht, in eine in seiner Längsrichtung
verlaufende Oszillationsbewegung versetzt. Die hierzu erforderliche
Vorrichtung, die, ebenso wie der Drehantrieb, in der Zeichnung nicht
dargestellt ist, befindet sich am (in der Figur) nach rechts
verlaufenden Abschnitt des Dornes 8.
Die Oszillationsvorrichtung sorgt nicht nur für das Ablösen des
durch Sprühen erzeugten Hohlkörpers 6 vom Dorn 8, sondern auch für
eine Transportbewegung in Richtung A. Dies wird dadurch erreicht,
daß man den in Richtung A gerichteten Teil der Oszillationsbewegung
mit größerer Geschwindigkeit erfolgen läßt als den in der dazu
entgegengesetzten Richtung.
Es ist aber auch denkbar, wie in der Fig. 1 dargestell, eine Abzieh
vorrichtung 11 für das erstarrte Rohrende vorzusehen, die mit glei
cher Drehzahl und Drehrichtung wie der Dorn 8 rotiert und das Rohr
ende mit einer Zange 12 erfaßt und in Richtung A zielt. Selbstver
ständlich kann statt der Zange ein herkömmlicher Rollentreibapparat
Verwendung finden.
Um die Oxidation des vernebelten Metalls/Legierung zu vermeiden, wird
der Arbeitsvorgang unter Schutzgas in einem Behälter 9 durchgeführt.
Der vom konisch (nicht dargestellten) verjüngten freien Ende 8 a des
Dorns 8 ablaufende Hohlkörper 6 passiert eine bei 7 angedeutete Gas
dichtung, die das Eindringen von Sauerstoff in das Gehäuseinnere
verhindert. Das Material, das sich nicht auf dem Dorn ablagert, son
dern in den unteren Teil des Gehäuses fällt, wird von einem Schneckenförderer
10 abtransportiert.
Das fertige Werkstück 6, das mit Fortschreiten des Herstellungsvor
gangs ständig länger wird, wird in dem nach links führenden Bereich
auf einem (nicht gezeigten) Rollgang abgestützt, der auch die Drehung
des Werkstücks in Umfangsrichtung zuläßt.
Es kann zweckmäßig sein, zu Beginn des Sprühvorgangs zunächst ein
Hohlkörper-Anfangsstück herzustellen, was zwar bei rotierendem Dorn,
aber ohne Oszillationsbewegung des Dorns erfolgt. Ist das Anfangs
stück mit der erforderlichen Wandstärke durch Sprühen fertiggestellt,
wird es durch Einschalten des Oszillationsantriebes vom Dorn gelöst
und in Austragrichtung - Pfeil A - transportiert, bis das Ende des
Anfangsstücks Platz für die Herstellung des unmittelbar anschließen
den Hohlkörperstücks gemacht hat. Dann wird - unter Abschaltung des
Oszillationsantriebes oder seiner Drosselung - der nächste Abschnitt
durch Sprühen hergestellt.
Anstatt die Auffangfläche, nämlich den Dorn, während der Herstellung
des Hohlkörpers rotieren zu lassen, ist es auch möglich, den Dorn mit
einer oder mehreren auf einem Ring verteilten, ggf. rotierenden
Düse zu umgeben, aus der bzw. aus denen die flüssige Schmelze in
vernebeltem Zustand aufgebracht wird. Das Ablösen und der Abtransport
des hohlkörperförmigen Werkstücks erfolgt auch in diesem Fall durch
oszillierende Bewegungen, die dem Dorn aufgegeben werden oder mit
Hilfe einer Abriebvorrichtung.
Wenn aus Düsenringen oder aus um den Dorn rotierenden Düsen das ver
nebelte Metall aufgebracht wird, kann der Dorn auch eine von der
Waagerechten abweichende Lage haben. Zum Beispiel kann der Dorn in
der Austragrichtung geneigt sein, wenn dadurch die Ablöse- und Aus
tragwirkung verstärkt oder verbessert wird. Es ist auch denkbar, den
Dorn senkrecht anzuordnen und das fertige Werkstück nach unten abzu
transportieren. Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt.
Gleiche Teile sind hierbei gleich beziffert.
Es ist auch möglich, das fertige Rohr in einem Bogen geführt in die
horizontale Lage zurückzufahren.
Claims (14)
1. Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Hohlkörpern,
insbesondere von Rohren oder Rohrluppen, durch Aufsprühen einer
vernebelten Schmelze eines Metalls oder einer Legierung auf eine
zylindrische Auffangfläche, zwischen der und dem Sprühnebel eine
Relativbewegung in Umfangsrichtung des herzustellenden Hohlkör
pers erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aufgesprühte Metall kontinuierlich von der zylindrischen
Auffangfläche abgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auffangfläche eine in Achsrichtung des in der Herstel
lung befindlichen Hohlkörpers wirkende Oszillationsbewegung er
teilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Ablösen des Hohlkörpers der in Richtung zur Entnahme
seite der Auffangfläche gerichtete Teil der Oszillationsbewe
gung mit kleinerer Energie als der in entgegengesetzter Richtung
erfolgende Teil der Oszillationsbewegung erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Sprühzone zunächst ohne Oszillation der Auffangflä
che ein Hohlkörper-Anfangsstück erzeugt wird, wonach der Ablö
se- und Abtransportvorgang durch Aufbringen der in Achsrichtung
des Hohlkörpes auf das Anfangsstück einwirkenden Oszillations
bewegung herbeigeführt und so lange aufrechterhalten wird, bis
Raum für die Herstellung eines übergangslos anschließenden wei
teren Hohlkörperstücks geschaffen ist und daß dann dieses wei
tere Stück ohne Oszillationsbewegung der Auffangsfläche herge
stellt wird, wonach die genannten Vorgänge in periodischem
Wechsel fortgesetzt werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auffangfläche (8) ein zylindrischer Dorn ist, der nur
an einem Ende in einer Halterung befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Dornes (8) der zwei- bis dreifachen Breite der
Sprühzone (5) entspricht.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (8) zu seinem freien Ende (8 a) hin konisch ver
läuft.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberfläche des Dornes (8) mindestens im Bereich der
Sprühzone (5) aus hochwarmfestem Werkstoff, wie Keramik, Stahl,
Stahlguß oder dergleichen, besteht.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Dorn (8) eine Abziehvorrichtung (11) für den erstarrten
Hohlkörper (6) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abziehvorrichtung aus in einem ggf. rotierenden Käfig
gelagerten Schrägrollen besteht.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (8) rotationsfest gehalten und mit einem den Dorn
im Abstand umgebenden Düsenring versehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Düsenring um den Dorn (8) rotierbar gelagert ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (8) und/oder der Düsenring mit einem eine
oszillierende Drehbewegung um die Längsachse des Dorns (8)
erzeugenden Antrieb verbunden sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn senkrecht angeordnet ist.
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