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Verfahren zur Erzeugung von Metallpulvern für Bronzefarben Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von Metallpulvern, deren einzelne Teilchen blattförmige
Gestalt besitzen und die als sogenannte Bronzefarben in den Handel kommen.
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Die Erfindung stellt eine Verbesserung! bzw. eine weitere Durchbildung
der in dem Patent 410 514 beschriebenen Verfahren bzw. Einrichtung vor.
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Es handelt sich bei dem neuen Verfahren darum, bereits stark zerkleinerte
Metallteilchen in die Form kleiner und vor allen Dingen sehr dünner Blättchen überzuführen,
und zwar mit Hilfe sehr zahlreicher kleiner Werkzeuge mit scharf gekrümmter Oberfläche,
am besten Stahlkugeln, zwischen denen sich immer nur mäßige Mengen der Metallteilchen
befinden.
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Die bereits früher versuchte Bearbeitung von Metallen in Kugelmühlen
führte zu keinem brauchbaren Ergebnis, weil diese gleichzeitig dazu benutzt werden
sollten, das Metall überhaupt erst zu ;feinen Teilchen durch Schlag und Reibung
zu zerkleinern und infolgedessen Schläge zur Anwendung gebracht werden mußten, die
so grob waren, daß auch verhältnismäßig grobe Metallteile zerteilt wurden. Erst
recht werden daher dadurch die feinen Teilchen zertrümmert, deren Erhaltung für
das Entstehen einer Bronzefarbe von Wichtigkeit ist. Besteht doch die Eigenart der
Bronzefarbe gerade darin, daß sie aus sehr dünnen Blättchen bestimmter Größenordnung
zusammengesetzt ist. Bei zu weitgehender Zerteilung derselben verliert das Pulver
das charakteristische Gefüge der Bronzefarbe, und es bleibt nur ein im Verhältnis
dazu unansehnliches Pulver zurück.
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Zu Mißerfolg trug auch noch die in derartigen Kugelmühlen unvermeidliche,
in starkem Maße auftretende Zerreibung bei, die ebenfalls zu unansehnlichen Pulvern
führt. Endlich besaßen aber auch die hierbei verwandten Kugeln nicht die erforderliche
scharfe Krümmung, weil sie zur Austeilung der vorerwähnten groben Schläge auch verhältnismäßig
große Dimensionen erhalten mußten und letztere zur Erfassung und Ausplättung bereits
sehr dünn gewordener Teilchen nicht geeignet sind.
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Gemäß der Erfindung gelingt es, den Arbeitsprozeß in kontinuierlichem
Betriebe durchzuführen. Man erhält auf diese Weise ein besonders gleichmäßiges Endprodukt;
ein Umstand, der für die Güte der Bronze von Bedeutung ist. Gleichzeitig erreicht
man aber auch eine größere Leistungsfähigkeit des Verfahrens; die Ausbeute in der
Zeiteinheit wird vergrößert. Des weiteren wird das Öffnen der Apparatur vermieden.
Dies ist insofern wichtig, als die Bronze durch den Zutritt äußerer Luft, besonders
in erwärmtem Zustand, leidet. Man ist in der Lage, die Apparatur mit indiffereutem
Gas zu füllen und die verheeren.-den
Explosionen, welche sich gerade
bei der Herstellung von Aluminiumbronze häufig gezeigt haben, zu verhüten. Man ist
dadurch auch wiederum in die Lage versetzt, die Bronze noch feiner auszuplätten,
ohne daß sie nach der Entfernung aus der Maschine bei Berührung mit der Luft oxydiert
oder gar zu brennen anfängt, wie dies häufig bei Aluminiumbronze beobachtet worden
ist.
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Die geschilderten Vorteile werden dadurch erreicht, daß die Ausstreckung
der Metallpulverteilchen bzw. das Plätten in einer Maschine erfolgt, durch welche
ein kontinuierlicher Windstrom bestimmter Stärke geblasen wird, und zwar in der
Weise, daß er an der Eintrittsstelle des Metallpulvers in die Maschine einfließt
und dieselbe am entgegengesetzten Ende verläßt. Dieser Windstrom wird so bemessen,
daß, er die hinreichend ausgeschlagenen Pulverteilchen aus der Plättvorrichtung
herausträgt und in eine @Ausscheidevorrichtung überführt, in welcher die feinen
Pulverteilchen vom Winde geschieden und gesammelt werden.
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Ähnliche Einrichtungen hat man bereits in der Zerkleinerungstechnik
benutzt, ohne jedoch zu den eigenartigen Auswirkungen der Erfindung zu gelangen,
was sich schon aus dem Grunde erklärt, daß die älteren Einrichtung für andere Zwecke
bestimmt waren.
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Die Plättvorrichtungen gemäß der Erfindung werden praktisch in gestreckter
Form, zweckmäßig als längere Trommel, ausgeführt. Da während des Plättvorgangs die
einzelnen Pulverteilchen fortgesetzt aufgewirbelt werden und die bereits zu dünnen
Blättchen ausgeplätteten Teilchen eine erheblich erhöhte Schwebefähigkeit erhalten,
so wirkt sich der durchgeleitete Wind in der Weise aus, daß -er die geplätteten
Teilchen bei ihrer Wanderung vom einen Ende der Plätttrommel zum andern unterstützt,
um schließlich die bereits hinreichend dünn gewordenen Blättchen überhaupt aus der
Trommel zu entfernen. Die schneller ausgeplätteten Teilchen verbleiben daher kürzere
Zeit in der Plättmaschine als diejenigen, welche nicht so schnell von den Plättwerkzeugen
erfaßt worden sind. Man gte;-langt auf diese Weise zu dem Ergebnis, daß am Eingang
der Plätttrommel, an welchem sowieso die urgeplätteten Pulverteile zugeführt werden,
hauptsächlich nicht oder wenig geplättetes Pulver zu finden ist, während nach dem
anderen Ende der Plätttrommel hin in steigendem Maße die Ausstneckung der Pulverteilchen
eine größere ist.
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Es liegt auf der Hand, daß, durch diese Gruppierung der Teilchen eine
außerordentlich gleichmäßige und auch wirtschaftlich gute Ausstreckung der Teilchenerfolgt.
Dazu trägt auch noch der Umstand bei, daß die fertig ausgeschlagenen Teilchen auf
schnellstem Wege aus der Maschine heraustreten und nicht unnötig darin verbleiben.
Ein unnützer Aufenthalt könnte zu einer zuweitgehenden Bearbeitung führen und belastet
außerdem die Maschine in unwirtschaftlicher Weise, indem deren Kraftverbrauch gesteigert
wird. Anderseits kann aber auch unter Umständen die Erfassung der noch nicht hinreichend
ausgeschlagenen Pulverteilchen durch die Plättwerkzeuge behindert werden.
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Für die Durchführung des Plättvorgangs ist es in hohem Maße förderlich,
daß dem Pulver geringe Mengen Fett zugesetzt werden. Dadurch wird aber anderseits
das Zusammenhaften einzelner Pulverbeilchen begünstigt, zumal feine Metallpulverteilchen
bereits ohne Fett die Neigung haben, aneinanderzuhaften.
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Ein weiterer Fortschritt der Erfindung besteht demgegenüber darin,
daß auch diesen Verhältnissen Rechnung getragen wird. Es kann nämlich vorkommen,
daß bereits mehr oder weniger stark ausgeschlagene Pulverteilchen sich aneinander
anlagern und infolge dessen gewissermaßen seinen größeren Körper bilden, auf den
der durch die Maschine geleitete Wind nicht den genügenden Einfluß auszuüben vermag.
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Auch die Plättwerkzeuge, vornehmlich fallende Stahlkugeln, sind in
der Lage, die nur langsam schwebenden Teilchen im Fallre zu erfassen und zu Boden
zu schlagen. Ferner bildet auch die Plätttrommel, namentlich wenn sie eine gestreckte
Form besitzt, und dies ist zur Durchführung einer günstigen Plättwirkung meist der
Fall, einen verhältnismäßig ungünstigen Raum für die Durchführung einer Windsichtung,
zumal dieser Raum durch aufgewirbeltes Pulver in sehr verschiedenen Formen gefüllt
ist und auch von den fallenden Stahlkugeln durcheilt wird.
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Man erhält daher eine noch bessere Wirkung, wenn man die Sichtung
in einem besonders hierfür vorgesehenen Apparat außerhalb der Plätttrommel vornimmt
und durch einen stärkeren Windstrom planmäßig nicht nur die bereits hinreichend
dünn ausgeschlagenen Blättchen, sondern auch mehr oder weniger unfertig bearbeitete
Pulverteilchen ausbläst, in dem Sichter voneinander scheidet und die noch nicht
genügend.ausgeschlageneh Teilchen wieder in die Plätttrommel zurückleitet, um sie
dort erneut seiner Bearbeitung zu unterziehen. Dadurch werden auch die zwar fertig
ausgestreckten, aber zusammenhaftenden Blättchen aus der Plätttrommelentfernt.
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Man erhält auf diese Weise abermals eine gesteigerte Gleichmäßigkeit
des Endprodukts und eine vermehrte Ausbeute.
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Man kann diese gemäß einem weiteren Teil
der Erfindung
auch' noch dadurch weiter steigern, daß man den Plättvorgang an sich mehrstufig
ausführt, indem man die Pulverteilchen im ersten Teil des Verfahrens mit Werkzeugen
bearbeitet, - die energischere Schläge auszuteilen in der Lage sind, also beispielsweise
indem man größere Stahlkugeln verwendet oder deren Fallhöhe vergrößert. Nachdem
die Pulverteilchen vorgestreckt sind, werden sie dann mit Werkzeugen .schwächerer
Wirkung bis zur Fertigstellung weitergestreckt. Praktisch lädt sich dies beispielsweise
in der Weise ausführen, daß, man zwei Plätttrommeln verwendet, welche mit verschieden
großen Stahlkugeln gefüllt sind, und daß man die in der Vorstufe bearbeiteten Teilchen
aus der einen Trommel in die- andere überführt.
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Diese Ausführungsform der Erfindung besitzt den Vorteil, daß man in
der Lage ist, bei Anwendung eines außerhalb der Plätttrommel angeordneten Windsichters
die in die Plätttrommel zur weiteren Bearbeitung zurückkehrenden Teilchen ausschließlich
den mit geringerer Energie arbeitenden Plättwerkzeugen zuzuführen. Eine Rückführung
in den Bereich der stärker wirkenden Plättwerkzeuge würde sich schädlich bemerkbar
machen, da dann die bereits stark vorgearbeiteten Teilchen eine zu kräftig wirkende
Weiterbearbeitung erfahren würden. Durch die geschilderte Arbeitsmethode erhält
man aber ferner noch den Vorteil, daß sich in der zweiten Plätttrommel dauernd ein
verhältnismäßig gleichmäßiges Pulvergemenge befindet.
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Durch die Anordnung der Windsichtung außerhalb der Plätttrommel ist
man ferner in der Lage, dieser eine wesentlich kürzere Baulänge zu geben, weil es
nicht darauf ankommt, daß die Pulverteilchen beim Verlassen der Trommel bereits
sämtlich vollkommen ausgeplättet sind, werden sie doch aus dem Windsichter erneut
weiterer Bearbeitung zugeführt, sofern dies noch nicht der Fall ist.
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Die verkürzte Baulänge der Maschine bedeutet aber außer der Materialersparnis
und den konstruktiven Vorteilen noch den weiteren Vorteil, daß die zur gleichmäßigen
Arbeit der Maschine erforderliche Pulverfüllung entsprechend geringer ausfällt.
Auch gestaltet sich natürlich die Reinigung der Maschine wesentlich leichter.
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Die Abb. i und 2 veranschaulichen in schematischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel einer Maschine zur Durchführung des neuen Verfahrens mit Hilfe
einer Vor- und einer Nachplättvorrichtung und einem besonderen Windsichter. Abb.2
zeigt einen Schnitt in Richtung A-B.
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Das ungeplättete Pulver gelangt hier aus dem Vorratsbehälter i durch
eine Transportsch-necke z über die 'Rohrleitung 3 in .die drehbar gelagerte, mit
den Stahlkugeln 5 gefüllte Plätttrommel ¢. Diese ist an den Stirnseiten durch Siebe
6 und 7 verschlossen, welche zwar das Pulver hindurchtreten lassen, jedoch die Stahlkugeln
zurückhalten. Das in der Trommel ¢ vorgeplättete Pulver tritt durch das Sieb 7 in
eine mit umlaufenden Schaufeln 9 versehene Kammer 8, die es auf eine schräg gestellte,
feststehende Zunge i i werfen. Von der letzteren rutscht das Pulver in die Rohrleitung
i o, die zu der zweiten rotierenden Trommel 12 führt.
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In dieser befinden sich kleinere Stahlkugeln 15, denen die
Aufgabe zufällt, bei der Drehung der Trommel 12 den Plättvorgang zu vollenden. Auch
hier sind an den Stirnseiten der Trommel Siebte 13 und 14 vorgesehen, welche die
Stahlkugeln in der Trommel zurückhalten.
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Der Antrieb für die Trommeln 4 und 12 ist hier nicht gezeichnet, da
er mit der eigentlichen Erfindung nichts zu tun hat. Er kann auf irgendeine geeignete
Art und Weise erfolgen. Der durch die Trommel 12 hindurchgeleitete Wind wird mit
Hilfe seines Gebläses 16 erzeugt, dieses drückt denselben durch die Rohrleitung
17, welche mit dem Rohr i o in Verbindung steht, durch die Trommel 12 hindurch.
Der Wind nimmt die Pulverteilchen geeigneter Schwebefähigkeit durch das Sieb 14
mit hindurch und bläst dieselben durch die Rohrleitung 18 in den Vorraum i 9 des
Windsichters 2o hinein. Der Windlichter besteht hier aus einer großen, nechteckige<n
Kammer, in welcher die schräg gestellten Leitbleche 21 angeordnet sind. Das Pulver
fällt in der Kammer i 9 zu Boden und gleitet über das obere Gleitblech 21 herunter,
um der Reihe nach die stufenförmig angeordneten Leitbleche zu berieseln. Der Wind
tritt aus dem Vorraum i9 in eine Kammer 24 über und von dort gemäß den Pfeilen 23
zwischen den Leitblechen 2 i hindurch, indem er den Strom des herabrieselnden Pulvers
durchschneidet und diejenigen Teilchen aussichbet, welche bereits die gewünschte
Form angenommen haben. Die einzelnen Teile des Windstromes vereinigen sich nach
dem Durchtritt zwischen den Blechen 2 i wieder in ,einem Sammelraum 25 und schaffen
das fertige Pulver in den Zyklon 26 oder eine andere geeignete Einrichtung, in der
es aus dem Tragwind ausgeschieden wird, um zu Boden zu fallen und in einem auswechselbaren
Transportgefäß 27 aufgefangen zu werden.
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Der von dem Pulver befreite Wind tritt aus dem Zyklon 26 durch die
Leitung 28 in das Gebläse 16 zurück, um von dort seinen Kreislauf fortzusetzen.
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Das durch den Sichter 2o ausgeschiedene,
noch unfertige
Material wandert durch einen am Boden des Sichters angeordneten Auslaß über die
Rohrleitung 29 in die Leitung i o und die Trommel 12 zurück.
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Die ganze Einrichtung bildet eine geschlossene Apparatur und kann
daher mit indifferentem Gas gefüllt werden.
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Falls es erforderlich, können zwischen Leitung 28 und Zyklon 26 noch
besondere Schlauchfilter o. dgl. vorgesehen werden, um den Windstrom von den letzten
Metallpulverteilchen zu befreien.
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Will man die aus dem Zyklon ä6 abgeschiedenen Bronzepulver noch schärfer
bezüglich der Größenordnung trennen, so kann man eine Mehrzahl von Auffanggefäßen
27 unter Zwischenschaltung besonderer Siebeinrichtun--gen vorsehen.
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An die Stelle des Windsichters 2o kann natürlich auch eine entsprechend
geibautd Siebvorrichtung treten, oder es kann auZex dem Windsichter noch eine Siebvorrichtung
angeordnet werden.