DE1124192B - Duese zur Erzeugung insbesondere von Metallfaeden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

M34045VIa/31c

ANMELDETAG: 27. A P R I L 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. F E B RU AR 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrfachdüse zur Erzeugung gleichmäßiger Ströme aus fadenbildendem Material, wobei insbesondere an die Verwendung zur Herstellung metallischer Fäden gedacht ist.

Wenn geschmolzenes Metall durch eine Auslaßöffnung ausgepreßt wird, so werden leicht durch Unreinheiten oder Fremdkörper in den verwendeten geschmolzenen Metallen oder infolge von Oxydation der Bestandteile Störungen im Ausfluß verursacht.

Beim dann notwendigen Auswechseln der Düsen wird die Zufuhrleitung, an welcher die Düse befestigt ist, gewöhnlich so gedreht, daß ein Ausfließen geschmolzenen Metalls verhindert wird und in dieser Stellung eine neue Düse eingesetzt werden kann. Das Reinigen einer verstopften Düse erfolgt derart, daß man in die Düse in gedrehter Stellung oder auch in Arbeitsstellung einen Reinigungsdraht in die Düsen-Austrittsöffnung einführt. Bei diesen beiden Vorgängen bleibt zwangläufig die Maschine unproduktiv stehen, und das Bedienungspersonal ist der Gefährdung durch Verletzungen angesichts der hohen Temperatur des geschmolzenen Metalls und des Düsenkopfes ausgesetzt. Weiterhin kann häufiges Reinigen der Düsenöffnung durch Beseitigung des verschmutzenden Materials zu einer Ausweitung der Austrittsöffnung der Düse und Schwächung der Düse selbst führen.

Düsen, die aus mehreren meist konisch zusammenpassenden Teilen bestehen, sind an sich bekannt, jedoch soll dabei einmal eine günstigere Gestaltung der Düse selbst hinsichtlich ihrer Austauschbarkeit erreicht werden, und zum anderen erfordern diese Teile ein zusätzliches Zusammenkleben mit dem Ziel, ein einheitliches Ganzes zu bilden. In anderer bekannter Form werden die Innenteile durch aufgeschrumpfte Außenringe od. dgl. zusammengehalten, wobei die Auseinandernehmbarkeit zu Reinigungszwecken oder zum Auswechseln sehr beschränkt ist.

Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Mehrfachdüse im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein Düsenkernstück entgegen der Strömungsrichtung anhebbar ist und die in die Paßflächen eingearbeiteten Düsenkanäle windschief zur Düsenachse angeordnet sind, und weiterthin dadurch, daß mindestens einer der Düsenkanäle entlang mindestens einer der aneinanderliegenden Oberflächen zwischen Sitzstück und Stopfen verläuft.

Natürlich kann an dieser Anordnung auch nur ein Düsenkanal vorgesehen sein, obwohl normalerweise eine Düse oder ein Mundstück mit mehreren Austrittsöffnungen benutzt wird, die aus einem ring-Düse zur Erzeugung
insbesondere von Metallfäden

Anmelder:

Marvalaud Incorporated,
Westminster, Md. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Juni 1956

(Nr. 594 238 und Nr. 594 239)

Robert Barrett Pond, Westminster, Md.,

und George F. Mueller, Abington, Pa. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

förmigen Sitzstück mit konischer Bohrung und aus einem in diese eingepaßten Zapfen oder Kern besteht, der wie ein Keil in der konischen Bohrung sitzt. Dieser Zapfen kann aus mehreren Teilen bestehen, wobei eine Mehrzahl von Nuten entweder zwischen den Zapfenteilen oder um den Umfang verteilt entweder in der konischen Bohrung oder am konischen Zapfen oder beiden vorgesehen sind. Diese Nuten dienen als Auslaßkanäle, durch die das flüssige Gut in einzelnen Strahlen ausgestoßen werden kann. Die ausgepreßten Strahlen wandern entlang sich einander nicht überschneidender Wege. Alle der auf der Peripherie liegenden Kanäle verlaufen auf Ebenen, die jeweils geneigt sind gegenüber Ebenen, die radial zu dem Düsenkern gerichtet sind. Nach unten verjüngte Nachschubkammern dienen dazu, das flüssige Material in die Kanäle derart zu leiten, daß die Reibungskräfte auf einem Minimum gehalten werden. Während des Gebrauches kann der Kernzapfen oder können auch Teile desselben erfindungsgemäß senkrecht zum Sitzstück herausgehoben werden, um irgendwelche Verschmutzungen in den Öffnungen oder den Einlaufkammern in vorteilhafter Weise gemäß der erfinderischen Aufgabenstellung be-

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seitigen zu können. Außerdem ist durch windschiefe Anordnung der Kanäle Gewähr dafür gegeben, daß sich die ausgedüsten Fäden nicht überschneiden können und zusammenlaufen.

An Hand einer beispielsweisen zeichnerischen Darstellung wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. In dieser Darstellung zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil eines Düsenkopfes, in dem eine Düsenart nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Düsenkernes gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die abgewickelte Umfangsfläche des Düsenzapfens der Fig. 2 in der Darstellungsebene,

angrenzenden radialen Flächen bei jeder zweiten Nutung und von ungefähr 3V2° bei den übrigen dazwischenliegenden.

Ähnlich wie die Nuten 27 ergänzen sich die Kerb-5 nuten 25 mit der Bohrungswandung 23 zu Nachfüllkammern 31, die das geschmolzene oder flüssige Material zu den einzelnen Austrittsöffnungen leiten. Die Kanäle 25 verjüngen sich zu den Auslaßnuten 27 hin und können jeden beliebigen Querschnitt haben. Eine xo Neigung der Vertiefungen 25 im gleichen Neigungswinkel wie der der Nuten 27 hat an sich keinen bemerkenswerten Vorteil beim Arbeiten, ist aber wirtschaftlicher und erleichtert die Herstellung nicht unwesentlich. Bei der Durchleitung des flüssigen Ma-

Fig. 4 eine Teilansicht mit Schnitt eines weiteren 15 terials durch die Nachfüllkammern 31 zu den AusBeispieles einer Düsenkonstruktion; trittsöffnungen sind, wie gesagt, die auftretenden Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit Reibungskräfte sehr viel kleiner, als wenn man das nach der Erfindung. Material durch engere Kanäle pressen wollte. Auf In Fig. 1 ist das Unterteil oder das Endstück eines diese Weise sind also zum Auspressen keine hohen Düsenkopfes dargestellt, dessen zylindrische Seiten- ao Drücke erforderlich, und die Möglichkeit einer Unterwandung mit 9 und dessen Bodenwandung mit 11 brechung des Materialstromes kann dabei kaum einbezeichnet ist. In letzterer ist eine zentrische Öffnung treten. Es versteht sich von selbst, daß die Nuten zur Aufnahme der Düse 15 vorgesehen. auch so ausgebildet sein können, daß sie erforder-Diese Düse 15 setzt sich zusammen aus einem lichenfalls mehr als eine Austrittsöffnung mit ringförmigen Sitzstück 17 und einem keilförmig in as flüssigem Material beschicken können,
diesem sitzenden Kernstück 19. Das Sitzstück weist Bei der Montage der Teile wird das ringförmige am Außenumfang eine Mehrzahl im Abstand von- Sitzstück 17 zunächst in der Bohrung 13 der Auseinander verlaufender Nuten 21 auf oder kann auf preßleitung mit Preßsitz befestigt, dann eine Packung sonstige Art aufgebracht sein, z.B. durch Rändelung, oder eine Einlage 16 aus verformbarem, hitzebestänum ein einwandfreies Ineinandergreifen und dichte 30 digem Material, Z.B.Siliziumkarbid, mit einem Binde-Passung von Sitzstück und Futter 16 der Auslaßöff- mittel auf die innere Fläche des Düsenkopfes aufgenung zu gewährleisten, wobei das Sitzstück 17 eine tragen und um das Sitzstück 17 herumgepackt. Wenn zentrisch nach unten verjüngende konische Öffnung diese Teile in dieser Weise zusammengesetzt sind, 23 aufweist. werden sie einer Verfestigungsbehandlung unter-Der Kern 19 hat die Gestalt eines Kegelstumpfes 35 worfen, um der Packung eine feste Form zu geben. (Fig. 2), der einen Scheitelwinkel von weniger als Dann wird das Kernstück 19, das z. B. gegossen und 45°, vorzugsweise aber einen im Bereich von 35 bis gedreht ist, in die konische Bohrung 23 der Halterung 40° hat, um einen optimalen Keilsitz zu gewähr- eingesetzt. Alle Teile sind dann in der Stellung, wie leisten. Selbstverständlich muß der Kern 19 nicht sie Fig. 1 zeigt, bei der also die Nuten 25 und die kegelstumpfförmig sein, er kann ebensogut die Form 40 Nuten 27 des Kernes 19 mit der angrenzenden Inneneines Pyramidenstumpfes haben, wobei dann die fläche der Sitzöffnung 23 eine Mehrzahl von Nach-Halteröffnung entsprechend geformt sein muß. Auf füllkanälen bzw. Kammern und Auslaßöffnungen der Peripherie des Kernes 19 ist eine Vielzahl im bilden.

Abstand voneinander eingeschnittener, sich verjün- Bei Betriebsbeginn wird das Innere der Leitung

gender Nuten 25 vorgesehen, von denen jede an 45 mit Metallschmelze gefüllt, im allgemeinen unter Gasihrem unteren Ende in einen verhältnismäßig flachen druck, wobei das Gewicht, Gasdruck und Schwer- und schmalen Schlitz 27 ausläuft. kraft zusammenwirken, so daß das Kernstück 19 auf

Die Nuten 27 können beliebigen Querschnitt die konische Sitzfläche der Bohrung 23 wie ein Keil haben, sind aber vorzugweise auf ihre gesamte Länge festgepreßt wird. Dabei ist zu beachten, daß die von gleichmäßigem Querschnitt. Bei den Teilen ge- 50 Mantelfläche des Kernes 19 und die Sitzfläche der maß Fig. 1 ergänzen sich die Schlitze 27 mit der an- Sitzbohrung 23 glatt bearbeitete Flächen sind, damit liegenden Oberfläche der Sitzöffnung 23 zu allseitig eine einwandfreie flüssigkeitsdichte Anlage beider begrenzten Kanälen, durch die das geschmolzene Teile gewährleistet ist. Die Nuten 25 im Kern 19 lei- oder flüssige Material in einer Mehrzahl von Einzel- ten das flüssige Material in gewünschte Bahnen zu strahlen ausgepreßt werden kann. Da nun die Nuten 55 den Austrittsöffnungen, aus denen es in einer Mehr-27 auf einer sich nach unten verjüngenden Fläche zahl von Strängen austritt, und zwar in leicht geneigliegen, würde deren Anordnung in Ebenen, die radial ten, einander nicht überschneidenden Bahnen. Sofern zu dem Kern 19 gedacht sind, eine Überschneidung sich etwa eine oder mehrere der Austrittsöffnungen der ausgepreßten Stränge etwa am gedachten Scheitel- beim Arbeiten verstopfen sollten, genügt es, durch punkt des Konus, den der Kern 19 bildet, zur Folge 60 Einstecken eines Drahtes oder anderen Werkzeugs in haben. Um aber jede Möglichkeit eines solchen Über- den Schlitz 33 des Kernes 19 diesen kurz in der Bohschneidens zu vermeiden, ist die Achse jeder der rung 23 anzuheben. Dieses Abheben ermöglicht der Nuten 27 in einer Ebene 29 verlegt, die gegen eine Schmelze zwischen Kern und Sitz hindurchzufließen Ebene 30, die radial zum Zapfen 19 liegt, ange- und dabei irgendwelche etwa vorhandene Verschmutwinkelt ist. Der Neigungsgrad der Achsen der Nuten 65 zungen od. dgl. mit abzuspülen. Ist eine Verschmut-27 soll nur verhältnismäßig klein sein. Wie in Fig. 3 zung oder sonstige Verkrustung einmal gelöst, so setzt gezeigt, erzielt man gute Ergebnisse unter anderem sich der Kern infolge des auf ihm lastenden Druckes bei einer Neigung von ungefähr IV2⁰ gegenüber den von selbst wieder in seinen Sitz 23.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten abgewandelten Düsenkonstruktionen unterscheiden sich von der gerade beschriebenen in erster Linie durch die Stellung und Anordnung der Nuten. Dabei sind bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Mehrzahl nach unten verjüngter und im Kreisabstand getrennter Aussparungen 125, die den Nuten 25 der Düse nach Fig. 1 und 2 entsprechen, am inneren Wandumfang des ringförmigen Sitzstückes 117 vorgesehen, an Stelle in der äußeren Umfangsfläche des Kernes. An ihrem unteren Ende gehen diese Nuten 125 wieder in Schlitze 127 über, die den Schlitzen 27, wie oben erwähnt, ebenfalls entsprechen und die auch in einem Winkel zu Flächen verlaufen, die radial zum Sitzkörper 117 liegen. Im Zusammenbau ergänzen sich demnach Nuten 125 und Schlitze 127 mit der Wandung des Kernes 119 zu einer Mehrzahl von Kammern bzw. nach unten zu feinen Kanälen als Austrittsöffnungen.

Abgesehen von diesen konstruktionsmäßigen Unterschieden arbeiten die in den Fig. 1 und 4 gezeigten Düsen vollständig genauso, d. h., die Reibungskräfte werden auf einem Minimum gehalten, und das geschmolzene oder flüssige Material tritt in einer Vielzahl einzelner Stränge, die sich nicht überschneiden, aus.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 vereinigt die Anordnung der Nuten und Keilschlitze der in den Fig. 1 und 4 gezeigten Düsen. Das Kernstück 219 der in Fig. 5 gezeigten Düse ist also vollständig gleich wie der Kern 19 nach Fig. 1 und 2, während das Sitzstück 217 dem Sitzstück 117 nach Fig. 4 entspricht. Wie ersichtlich, bilden jeweils die Nuten 25 und 125 des Kernes 219 und des Sitzstückes 217 konisch verjüngte Flüssigkeitsnachfüllkammern, die jeweils am unteren Ende in eine Austrittsöffnung übergehen. Zwecks einwandfreier Ausrichtung von Nuten und Gegennuten in Kern und Sitzstück ist im Kern eine Nase 221 und im Sitzstück eine entsprechende Nut 223 zum Einrasten vorgesehen. Zusammenbau und Arbeitsweise der in Fig. 5 gezeigten Düse ist vollständig die gleiche wie die der vorbeschriebenen Ausführungsformen.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Düse der vorliegenden Erfindung leicht aus billigen und leicht verfügbaren Materialien und ohne die Verwendung irgendwelcher Spezialwerkzeuge und ohne besondere Fertigkeit hergestellt werden kann. Weiterhin können die oben beschriebenen Düsen leicht während des Arbeitens ohne Unterbrechung des Arbeitsganges und ohne Ausweitungen der Ausstoßöffnungen, wie sie bei den Düsen gewöhnlicher Bauart auftreten, gereinigt werden. Wenn die Trag- oder Sitzstücke bzw. die Kerneinsätze an ihrem Austrittsende oxydieren sollten, ist es nur erforderlich, ihre unteren Flächen zu schleifen oder auf sonstige Weise zu säubern, um die Oxydschicht zu entfernen, hierbei können sie entweder zusammen oder einzeln bearbeitet werden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Aus mehreren Teilen aufgebaute Mehrfachdüse, bestehend aus einer ringförmigen Fassung mit konischer Bohrung und einem eingepaßten, kegelstumpfförmigen Kernstück und aus von diesen Teilen begrenzten, sich verjüngenden Düsenkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (19) entgegen der Strömungsrichtung anhebbar ist und die in die Paßflächen eingearbeiteten Düsenkanäle (25/27) windschief zur Düsenachse angeordnet sind.

2. Mehrfachdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Düsenkanäle entlang mindestens einer der aneinanderliegenden Oberflächen zwischen Sitzstück (17) und Stopfen (19) verläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 64281.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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