DE4316672C1 - Einrichtung zur Herstellung von metallischen Körpern durch Aufsprühen - Google Patents
Einrichtung zur Herstellung von metallischen Körpern durch AufsprühenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von metallischen
Körpern durch Aufsprühen einer vernebelten Schmelze eines Metalls mit
einem Gehäuse, das einen Tiegel, eine Vernebelungseinrichtung sowie
eine Materialabführeinheit zumindestens teilweise umhüllt, und das mit
Dichtungen versehene Durchtritte für die Werkstückhaltevorrichtung und
das Werkstück aufweist.
Aus der DE-PS 36 17 833 ist ein Verfahren sowie eine zu seiner
Durchführung erforderliche Vorrichtung zum Herstellen von Körpern
bekannt, durch Aufsprühen einer vernebelten Schmelze eines
Metalls oder einer Legierung auf eine Auffangfläche, zwischen der und
dem Sprühnebel eine Relativbewegung in Umfangrichtung des
herzustellenden Körpers erzeugt wird. Um die Oxidation des vernebelten
Metalls/Legierung zu vermeiden, wird in der genannten Schrift der
Arbeitsvorgang unter Schutzgas in einem Behälter durchgeführt. Der vom
Ende der Werkstückhaltevorrichtung ablaufende Körper passiert im
Bereich des Behälterdurchtritts eine Gasdichtung, die das Eindringen von
Sauerstoff in das Gehäuseinnere verhindern soll. Die in der Figur nur
angedeutete und im Patent nicht weiter beschriebene Dichtung ist nicht
geeignet, die an dieser Stelle auftretenden Probleme zu lösen.
Im rauhen hüttenmännischen Betrieb wird immer wieder Luft angesaugt, so
daß es zur Oxidation des Sprühnebels kommt. Darüber hinaus gelangen
erstarrte Metallpartikel durch die Durchtrittsöffnung aus dem Gehäuse
heraus mit der Folge hohen Wartungsaufwandes und Nichteinhaltung
geltender Umweltbestimmungen bzw. -normen.
Aus der JP 02-198 657 A (Patents Abstracts of Japan C-771, Vol. 14/No.
480 vom 19. 10. 1990) ist ferner eine Rohrbeschichtungsvorrichtung bekannt,
die ein Gehäuse aufweist, das doppelwandige, das Rohr umgebende
Durchtrittsschleusenkammern besitzt, die an einer Einrichtung zur
Erzeugung eines Unterdruckes angeschlossen sind.
Schließlich ist es aus der DE 31 16 368 A1 bekannt, bei Zerstäubungs
vorrichtungen Durchtrittsblenden vorzusehen, die drehbar gelagert
sind.
Die Erfindung hat sich daher das Ziel gesetzt, eine gattungsgemäße
Einrichtung zu schaffen, die mit einfachen konstruktiven Mitteln ein
sicheres Verschließen der Durchtrittsöffnung für die Werkstückhalterung
bzw. das Werkstück gewährleistet.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale
des Hauptanspruchs.
Hierzu zählen zum einen die konstruktiv mechanischen Maßnahmen bezüglich
der Abdichtung im Bereich der Durchtritte wie das sichere Einstellen der
Druckverhältnisse.
Es wird eine Heißdichtung vorgeschlagen, die aus einer
Berührungsdichtung und einem Schutzschild besteht und drehend in den
Durchtritten des Gehäuses gelagert ist.
Die Schutzschilde sind dabei aus metallischen Lamellen aufgebaut, die
den überwiegenden Teil der während des Aufsprühens im Innenraum des
Gehäuses sich befindenden metallischen Partikel auffangen. Da diese
Dichtung sich mit den Werkstücken dreht, kommt es nicht zu Anhäufungen
gerade im oberen Bereich des Werkstücks.
Die Berührungsdichtung ist in einer Weiterbildung aus bürstenförmigen
Segmenten aufgebaut. Um eine axiale sichere Dichtheit zu erreichen,
können einzelne Bürstensegmente versetzt hintereinander angeordnet
werden. Um den durch die axiale Bewegung des Werkstücks und die
thermischen Belastungen auftretenden Verschleiß zu mindern, werden
Führungsbolzen vorgeschlagen, die die Distanzierung bzw. den
Anpreßdruck auf die Werkstückoberfläche einstellbar gestalten lassen.
Die Berührungsdichtung kann in einer anderen Ausgestaltung aus Lamellen
bestehen. Die Lamellen sind dabei segmentartig ausgebildet und zur
einfachen Anpassung an verschiedene Durchmesser versetzt angeordnet. Sie
weisen dabei eine Schaufelform auf, deren Seitenkanten parallel geführt
sind und deren Stirnseite sich der Werkstückoberfläche anpaßt.
Die Schaufel- oder Bürstensegmente sind an Führungen aufgehängt.
Aufgrund der extrem hohen thermischen Belastung und der stark
verschmutzten Umgebung wird vorgeschlagen, diese Führungen in Form von
Hebeln auszubilden mit kopfseitig angeordneten Lagern.
Die einzelnen Segmente werden durch elastische Elemente in Richtung
Werkstück geführt. Vorzugsweise kommen Federn zum Einsatz, es sind aber
auch pneumatische, hydraulische oder elektrische Verschiebelemente
vorsehbar. Die Federn sind vorzugsweise als Zugfedern ausgebildet. In
einer besonderen Ausführungsform werden die einzelnen Anlenkpunkte der
Führungen an die Segmente als Halterung für eine ringförmig angeordnete
Zugfeder verwendet. Diese Federn sind voreinstellbar und berücksichtigen
die Fliehkraft der einzelnen Segmente während der Drehung der Ringe mit
der gleichen Geschwindigkeit wie das Werkstück. Diese
Drehgeschwindigkeit liegt etwa in der Größenordnung von
100 U/min.
Der mit den Dichtungen versehene Ring kann dabei durch einen gesonderten
Antrieb gedreht werden.
Der Ring ist in den Durchtritten des Gehäuses sowohl axial wie radial
gelagert. Darüber hinaus ist er mit Öffnungen versehen, durch den der
Innenraum zwischen dem Schutzschild und der Berührungsdichtung in
Unterdruck versetzbar ist. Es wird dabei so viel Volumen abgesaugt, daß
kein Sauerstoff in den Innenraum der Sprühanlage gelangt und
gleichzeitig nicht zuviel metallischer Nebel abgesaugt wird.
Der Führungsbolzen zur sicheren Distanzierung der Berührungsdichtung
weist entweder kopfseitig ein rollendes Element auf oder ist zur
Vermeidung zu großen Verschleißes mit einer vorzugsweise keramischen
Schutzschicht versehen.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt.
Dabei zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Sprüheinrichtung,
Fig. 2 den schematischen Aufbau einer Dichtung,
Fig. 3 Schnitt der Vorderansicht einer Berührungsdichtung.
In der Fig. 1 ist eine Aufsprüheinrichtung 10 dargestellt mit einem
Gehäuse 11, das von einem Tiegel 12 durchdrungen wird und eine Düse 13
aufweist, an der Gaszuführungen 14 münden. Der an der Düse entstehende
Sprühstrahl ist schematisch dargestellt. Im unteren Bereich des
Gehäuses 11 ist eine Materialabfuhr 15 vorgesehen. Etwa in der Mitte
des Gehäuses 11 befindet sich ein Druchtritt 16 für eine
Halteeinrichtung und ein Durchtritt 17 für eine Zieheinrichtung. Der
Werkstückhalter ist mit 18 bezeichnet und die Werkzeugzieheinrichtung
mit 19. Das Werkstück selbst mit W.
In den Durchtritten 16 und 17 sind Dichtungen angeordnet, und zwar
zum Gehäuseinneren weisend eine als Schild ausgebildete Lochscheibe
21 und nach außen weisend eine als Berührungsdichtung ausgebildete
Lochscheibe 22. Die Lochscheiben 21 und 22 sind in einem drehbar
gelagerten Ring 23 vorgesehen, wobei die Lagerung die Positionsnummer
24 erhalten hat.
Der Werkstückhalter bzw. das Werkstück W, die Lochscheiben 21, 22
und der Ring 23 umhüllen einen Raum 33, der an eine mit einer Pumpe 31
verbundenen Ableitung 32 einer Saugeinrichtung 30 in Verbindung steht.
In der Fig. 2 ist ein Dichtungsbereich weiter detailliert. Zu den
bereits genannten Positionen zeigt die Lochscheibe 21 Lamellensegmente
25, die zumindest teilweise sich überdeckend hintereinander angeordnet
sind.
Weiterhin sind weitere Bauteile Berührungsdichtung 22 benannt, und zwar
die Elemente 26, an denen in Richtung Werkstück W weisend Drähte 27
angeordnet sind.
Die Ableitung 32 mündet in einer Ringkammer 36, welche gebildet wird
durch das Gehäuse 11 und den Ring 23 sowie Dichtungen 34 und 35. Im
Ring 23 sind dabei Öffnungen 29 vorgesehen, so daß ungehindert Gas aus
dem Raum 33 abgesaugt werden kann.
Weiterhin ist ein Antrieb 50 vorgesehen, der am Gehäuse angeordnet ist
und den Ring 23, der im vorliegenden Beispiel an seiner Stirn einen
Zahnkranz aufweist, antreibt.
In der Fig. 3 ist die Draufsicht des durch den Antrieb 50 drehbaren
Ringes 23 dargestellt, und zwar in Blickrichtung auf die Lochscheibe 22,
hier in Form von als Schaufeln 28 ausgebildeten Elementen 26. Die
einzelnen Schaufeln werden über eine Anpreßeinheit 40 gegen das
Werkstück W gedrückt, hier in Form von Federn 43. Die Schaufeln 28
weisen dabei Nuten 45 auf, in denen Führungsbolzen 44 angeordnet sind,
die an einer Führung 41, hier in Form von Führungsarmen 42 befestigt
sind.
Positionsliste
10 Aufsprüheinrichtung
11 Gehäuse
12 Tiegel
13 Düse
14 Gaszuführungen
15 Materialabfuhr
16 Durchtritt Halteeinrichtung
17 Durchtritt Zieheinrichtung
18 Werkstück
19 Werkstück Zieheinrichtung
21 Lochscheibe (Schild)
22 Lochscheibe (Berührungsdichtung)
23 Ring
24 Lagerung
25 Lamellensegment
26 Elemente
27 Drahtbüschel
28 schaufelförmige Bauteile
29 Öffnungen im Ring
30 Saugeinrichtung
31 Pumpe
32 Ableitung
33 Raum
34 Dichtung 1
35 Dichtung 2
36 Ringkammer
11 Gehäuse
12 Tiegel
13 Düse
14 Gaszuführungen
15 Materialabfuhr
16 Durchtritt Halteeinrichtung
17 Durchtritt Zieheinrichtung
18 Werkstück
19 Werkstück Zieheinrichtung
21 Lochscheibe (Schild)
22 Lochscheibe (Berührungsdichtung)
23 Ring
24 Lagerung
25 Lamellensegment
26 Elemente
27 Drahtbüschel
28 schaufelförmige Bauteile
29 Öffnungen im Ring
30 Saugeinrichtung
31 Pumpe
32 Ableitung
33 Raum
34 Dichtung 1
35 Dichtung 2
36 Ringkammer
Claims (14)
1. Einrichtung zur Herstellung von metallischen Körpern durch
Aufsprühen einer vernebelten Schmelze eines Metalls mit einem
Gehäuse, das einen Tiegel, eine Vernebelungsvorrichtung sowie eine
Materialabführeinheit zumindestens teilweise umhüllt und das mit
Dichtungen versehene Durchtritte für die Werkstückhaltevorrichtung
und das Werkstück aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß Ringe (23) vorgesehen sind, die über Lager (24) in den Durchtritten (16, 17) des Gehäuses (11) drehbar gelagert sind, daß an jedem Ring (23) mindestens zwei parallel und zu einander beabstandet angeordnete als Dichtung wirkende Lochscheiben (21, 22) vorgesehen sind, und
daß eine Saugeinrichtung (30) mit dem Raum (33) zwischen den Lochscheiben (21, 22) zur Erzeugung eines Unterdrucks verbunden ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß Ringe (23) vorgesehen sind, die über Lager (24) in den Durchtritten (16, 17) des Gehäuses (11) drehbar gelagert sind, daß an jedem Ring (23) mindestens zwei parallel und zu einander beabstandet angeordnete als Dichtung wirkende Lochscheiben (21, 22) vorgesehen sind, und
daß eine Saugeinrichtung (30) mit dem Raum (33) zwischen den Lochscheiben (21, 22) zur Erzeugung eines Unterdrucks verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Gehäuseinneren (11) zugeordnete Lochscheibe (21)
mindestens eine Reihe tortenstückähnlicher Segmente (25) aufweist,
die in Form eines Schutzschildes sich vom Ring (23) bis zum
Werkstück (W) oder zur Werkstückhalterung (18) erstrecken.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (25) metallische Lamellen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Gehäuseinneren (11) abgewandete Lochscheibe (22) als
Berührungsdichtung ausgebildet ist und dabei radial zum Werkstück
(W) oder zur Werkstückhalterung (18) bewegbare Elemente (26)
aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (26) zu Büscheln zusammengefaßte Drähte (27) sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (26) der Außenkante des Werkstücks (W) angepaßte
schaufelförmige Bauteile (28) sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtbüschel (27) oder die Schaufeln (28) durch Führungen
(41) gehaltert sind, die eine gleichmäßige Berührung der Stirn der
Lochscheibe (22) mit dem Werkstück (W) ermöglichen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung (41) einenends am Ring (23) und andernends an den
Elementen (26) schwenkbar befestigte Arme
(42) sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung (41) im Bereich der Mitte der in Segmente
aufgeteilten Elemente (26) an Federn (43) angeschlossen sind, die
die Elemente (26) in Richtung des Werkstücks (W) drücken.
10. Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federn (43) als Zugfedern ausgebildet sind, die
miteinander verbunden einen geschlossenen Ring bilden.
11. Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (26) mittig einen in
Richtung Werkstück weisenden Führungsbolzen (44) zum Einstellen
des Berührungsdrucks auf das Werkstück (W) aufweisen.
12. Einrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungsbolzen (44) kopfendig verschleißarm ausgebildet
ist, durch Auftragen einer Karbidschicht.
13. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringe (23) gleichmäßig im Mantel verteilte Öffnungen (29) aufweisen und
daß die Außenfläche der Ringe (23) mit zwei Dichtungen (34, 35) und dem Gehäuse (11) eine Ringkammer (36) bilden, die mit der Saugeinrichtung (30) in Verbindung steht.
daß die Ringe (23) gleichmäßig im Mantel verteilte Öffnungen (29) aufweisen und
daß die Außenfläche der Ringe (23) mit zwei Dichtungen (34, 35) und dem Gehäuse (11) eine Ringkammer (36) bilden, die mit der Saugeinrichtung (30) in Verbindung steht.
14. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringe (23) mit Antrieben (50) in Verbindung stehen, die
eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück (W) und der Dichtung
verhindern.
Priority Applications (5)
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