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Verfahren und Vorrichtung zum schmelzflüssigen Überziehen von Rohren,
Stäben u. dgl. mit Metallen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Überziehen langgestreckter Gegenstände, wie Rohre und Stäbe, und bezieht sich
insbesondere auf eine verbesserte und vereinfachte Methode zur Erzielung festhaftender,
gleichmäßiger und homogener Oberzüge aus Blei und ähnlichen überzugsmaterialien.
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Wenn auch verschiedene Verfahren zur Aufbringung von Schutzüberzügen
auf Wellen, Stäben, Rohren u. a. bereits vorgeschlagen wurden, bei denen beispielsweise
auch stabförmige Körper durch ein Überzugsbad und anschließend durch eine Abstreifvorrichtung
geführt werden, so haben diese jedoch den Nachteil der Umständlichkeit und Unwirtschaftlichkeit
und genügen daher insgesamt nicht den Ansprüchen an allgemeine Verwendbarkeit. Einige
dieser Verfahren z. B. arbeiten mit Einrichtungen, um das Überzugsmaterial unter
Druck zu halten, wodurch eine kostspielige Einrichtung mit Pumpen, Ventilen u. dgl.
nötig wird, während andere sehr umständliche Systeme für horizontale Bewegung der
Rohre, Stäbe u. dgl. durch das Metallbad anwenden.
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Wieder andere Verfahren, bei denen die zu überziehenden Gegenstände
schräg. von oben in den Schmelzbadbehälter eingebracht werden, benutzen komplizierte
Führungsmechanismen, die die Gegenstände mit entgegengesetzter Neigung wieder aus
dem Behälter leiten. Es findet hier in stärkerem Maße ein Tauch- als ein Durchlaufvorgang
statt, wobei in nachteiliger Weise ein Abstreifen erst erfolgt, wenn der Gegenstand
bereits wieder aus dem Bad gehoben ist, das zudem noch durch den unzweckmäßigen
Tauchvorgang einer großen Materialmenge bedarf, um eine ausreichende Badtiefe zu
erzielen.
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Ferner sind noch Vorrichtungen bekannt, bei denen die Gegenstände
senkrecht von unten in das Schmelzbad eingeführt werden, wozu in nachteiliger Weise
Stopfbuchsen erforderlich sind.
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Davon abgesehen sind bei diesem bekannten Verfahren weder wirksame
Möglichkeiten vorgesehen, um Oxyde und Fremdstoffe, die in das Bad eingeschleppt
werden können, abzuscheiden und zu entfernen, noch um eine genaue Dickenregelung
und Kontrolle der Gleichmäßigkeit und Einheitlichkeit des Überzuges zu gewährleisten.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu seiner
Durchführung vorgeschlagen, das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß
die in ihrer gesamten Länge oberhalb des eine Flußmittelschicht tragenden Badspiegels
schräg in das Bad eingeführten langgestreckten Gegenstände unterhalb des Badspiegels
durch eine Seitenwand des Behälters aus dem Bad herausgeführt, anschließend gekühlt
und auf ihrem gesamten Umfang durch radial einwirkenden Druck verfestigt werden.
Diese Verfahrensweise erleichtert die Entfernung von Oxyden und Fremdstoffen von
der Oberfläche der zu überziehenden Gegenstände und schützt gleichzeitig die Oberfläche
vor neuer Oxydbildung unmittelbar vor dem Eintritt in das Bad. Die Abscheidung dieser
und anderer Fremdstoffe an der Oberfläche des Bades erleichtert erheblich deren
Entfernung und verhindert deren Einschleppung in die Überzugsschicht, wodurch bedenkliche
Mängel entstehen würden. Die Abdichtung des Schmelzbades am Auslauf erfolgt durch
den Überzug selbst.
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Mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung werden Lückenbildungen und
andere Fehlstellen, wie sie durch Arbeitsunterbrechung auftreten können, und die
Einbettung von Fremdstoffen wirksam verhindert und eine bessere, festhaftende überzugsschicht
auf dem Gegenstand gewährleistet, und zwar sowohl in mechanischer wie in chemischer
Beziehung.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung führt zu stabileren und gleichmäßigeren,
fehlerfreien Überzügen bei wesentlicher Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit.
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An Hand von Zeichnungen wird die Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar Fig. 1
eine Draufsicht auf das Beispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig.
2 einen Längsschnitt nach der Linie 2-2 durch die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig.
3 einen Querschnitt durch den Badraum nach der Linie 3-3 gemäß Fig. 1, Fig. 4 und
5 Querschnitte aus Fig. 2 nach den Linien 4-4 bzw. nach 5-5, Fig. 6 eine Schnittdarstellung
der Rohrführung am Austrittsende des überziehungsbades und Fig. 7 einen Querschnitt
nach der Linie 7-7 in Fig.6. Das Überzugsbad 10 befindet sich in einem U-förmigen
Behälter 11, der ein Stück mit zwei Seitenwänden 12 bildet. Der Einlaßteil des Behälters
11 ist mit einer Stirnwand 13 versehen, in der sich eine Öffnung 14 befindet, durch
die das zu überziehende Rohr 15 eingeführt wird. Das Austragsende des Behälters
11 weist eine Stirnwand 16 auf, in deren Öffnung 18 ein Führungsstück 17 angeordnet
ist. Durch die Öffnung 18 verläßt das Rohr das Bad 10.
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Während des Betriebes befindet sich geschmolzenes Überzugsmaterial
19, z. B. Blei, im Behälter 11, der derart geneigt ist, daß die Oberfläche des Schmelzbades
19 unterhalb des tiefsten Punktes der Öffnung 14 liegt und sich bis gut oberhalb
des höchsten Punktes der Öffnung 18 in der Wand 16 sowie dem dazugehörigen Führungsstück
17 erstreckt. Nach diesem Ende hin ist der Behälter 11 zweckmäßig konisch erweitert
ausgebildet.
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Hier können Einrichtungen zur Heizung des Behälters 11 vorgesehen
sein, um das überzugsmaterial flüssig zu halten.
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Da das Rohr 15 in einem Winkel durch das Schmelzbad 19 geleitet wird,
wie in Fig. 2 gezeigt, so werden einander folgende Abschnitte derselben mit ihren
Unterseiten zuerst in das Bad eingebracht. Die Badoberfläche wird also in einem
elliptischen Querschnitt von der eingeführten Röhre durchstoßen. Vor dem Überziehen
wird das Rohr gründlich durch Überschichten der Schmelzbadoberfläche mit einem geeigneten
Flußmittel 20, z. B. Zinkchlorid, gereinigt, durch das das Rohr zunächst laufen
muß, ehe es in das eigentliche überzugsmaterial gelangt. Der Vorteil bei Verwendung
eines Flußmittels liegt in der wirksamen Entfernung von Fremdmaterial einschließlich
einer Oxydationsschicht des Rohres und schützt auch die gereinigte Oberfläche vor
neuer Oxydation vor Aufbringung des Überzuges.
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Außerdem gelangen die zurückbleibenden Fremdstoffe nicht in die Schmelze,
sondern schwimmen auf der Oberfläche, von der sie leicht entfernt werden können.
Gewünschtenfalls kann das Rohr natürlich auch auf mechanische Weise gereinigt und
dann vor Badeintritt mit einem geeigneten Flußmittel, wie beschrieben, benetzt werden,
damit beim Überzug im Schmelzbehälter 11 eine bessere Bindung erreicht wird. Dies
ist besonders in Fällen zu empfehlen, bei denen sich stärkere Oxydbildungen auf
der Oberfläche des Rohres befinden.
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Um eine genaue Regelung der aufzubringenden Überzugsdicke zu gewährleisten,
solange das Rohr 15 durch das gescholzene Material 19 läuft, ist am Ausgang
des Bades ein Führungsstück 17 vorgesehen. Dieses Führungsstück 17 besteht aus einem
Rohrabschnitt 21 mit einem Bund 22, wie in Fig. 6 dargestellt. Dieser Bund steht
in festem Kontakt mit der Stirnwand 16 des Behälters 11 durch einen Flanschring
24, der auf einem ringförmigen Bord 25 der Wandung 16 verbolzt ist. Um ein Auslaufen
des geschmolzenen Materials zu verhindern, ist eine Hochtemperaturpackung 23, z.
B. aus Asbest, zwischen dem Bund 22 und der Wandung 16 eingesetzt. Der Innendurchmesser
des Rohrabschnittes 21 bestimmt die Dicke des Überzuges auf dem Rohr 15. Um eine
gleichmäßige Dicke des Überzuges zu gewährleisten, sind über den ganzen Innenumfang
des Rohrabschnittes eine Anzahl Längsrippen 26 mit verhältnismäßig dünnem Profil
angeordnet, die das durchlaufende Rohr 15 genau in dem Rohrabschnit 21 zentrieren.
Die Rippen befinden sich im wesentlichen innerhalb des Badbereiches, so daß das
geschmolzene Material noch um und hinter die Rippen fließen kann. wenn das Rohr
15 durchläuft, um einen gleichmäßigen und fortlaufenden Überzug über das ganze Rohr
zu bilden, ohne daß Längsnähte oder Rillen auftreten, die die Zentrierung durch
die Rippen erkennen ließen. .
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Sobald das Rohr 15 mit dem Überzug 15' die Führung 17 verläßt, tritt
es durch eine als Wassermantel ausgebildete Kühleinrichtung 28, die genau axial
mit dem Rohrabschnitt 21 ausgerichtet ist und von einem äußeren Gehäuse 29 umgeben
wird. Dieses äußere Gehäuse 29 von im wesentlichen zylindrischer Form weist an seinem
einen Ende einen Flansch 31 auf, der mit der Stirnwand 16 des Bades 10 mittels einer
dazwischengelegten Scheibe 32 fest verbunden ist. Diese Scheibe besitzt eine mittlere
Öffnung 33, die den Bord 25 umschließt, und ist mit der Stirnwand 16 des Bades durch
Bolzen 34 verbunden und mit dem Flansch 31 durch Bolzen 34', so daß das Bad 10 und
das Gehäuse 29 eine zusammenhängende Einheit bilden.
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Die Kühleinrichtung 28 ist zylindrisch ausgebildet und besitzt eine
innere Wand 35, die das überzogene Rohr 15 unmittelbar umgibt, und eine äußere Wand
36, zwischen denen der Kanal 37 für die Wasserzirkulation verläuft. Dieser
Kanal 37 wird nach hinten und vorn in axialer Richtung durch die Flansche 38 und
39 abgeschlossen. Der Flansch 38 ist mit dem Flansch 40 des Rohrabschnittes 21 verschraubt,
so daß der Kühlmantel 28 genau mit dem Rohrabschnitt 21 ausgerichtet ist.
Zur Ausrichtung der Kühleinrichtung 28 mit Rohrabschnitt 21 und der Eingangsöffnung
1.4 im Bad 10 dienen drei Bolzen 41, die um 120° versetzt mit
dem Flansch 39 des Kühlmantels 28 verbunden sind und sich nach außen durch die Wand
des Gehäuses 29 erstrecken. Durch die Einstellung im Verein mit diesen Bolzen 41
vermittels der Muttern 41 ist eine richtige und genaue Ausrichtung des Kühlmantels
und des Rohrabschnittes 21 gewährleistet. Ein geeignetes Kühlmittel wird durch den
Kanal 37 in Umlauf gesetzt und genügt, um eine ausreichende Kühlung des Überzuges
15 zu bewirken. Um die erforderliche Glättungsoperation zu ermöglichen, sind Druckrollen
30 innerhalb des Gehäuses 29 vorgesehen. Für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels
sind Anschlüsse 43 und 44 vorhanden.
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Wenn das überzogene Rohr die Kühlzone durchlaufen hat, tritt es in
die Glättungszone 30 ein, die je ein Paar Rollen 45, 46 und 47 und um 90° versetzt
dazu zwei Rollenpaare 48 und 49 aufweist. Jede dieser Rollen hat eine konkave Außenfläche,
deren Krümmungsradius dem Radius des Überzuges 15' entspricht, der auf dem Rohr
aufgebracht worden ist. Die waagerechten und senkrechten Rollenpaare sind derartig
gegeneinander versetzt angeordnet, daß alle Teile des Überzuges im wesentlichen
in gleicher Weise dem Glättungsdruck unterworfen werden.
Die oberen
Rollen der Paare 45 bis 47 sind in einer Winkelstütze 50 mit Seitenwänden 51 und
52 durch quer hindurchgehende Achsschenkel 53 gelagert (Fig.5). Der rechteckige
Bauteil 50 wird in dem äußeren Gehäuse 29 durch ein Paar Stellschrauben 54
und 55 gehalten, die mit Gewinde in die Wandung des Gehäuses 29 eingreifen und drehbar
in dessen Abschlußwänden 56 und 57 befestigt sind. Jede der Stellschrauben 54 und
55 ist zur Einstellung der Rollen mit Handrädern 54' und 55' versehen, um den gewünschten
Druck auf den Überzug 15' einstellen zu können. Die unteren Rollen 45 bis 47 sind
in gleicher Weise in einer Winkelstütze 58 gelagert, die in dem Gehäuse 29 durch
ein Paar Stellschrauben 59 und 60 einstellbar befestigt ist.
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Die querlaufenden oder waagerechten Rollen 48 und 49 sind in derselben
Weise gelagert und befestigt wie die senkrecht angeordneten Rollen, die oben beschrieben
wurden, und ebenso durch vier Stellschrauben einstellbar, von denen nur zwei in
Fig. 5 dargestellt sind, nämlich die Stellschrauben 61 und 62. Vermittels dieser
Anordnung können die waagerechten und senkrechten Rollen bezüglich des Rohres
15 und genau mit der Durchlauföffnung im Mantel 28 und der Einlaßöffnung
14 im Behälter 11 justiert werden. Die Rollen haben die Aufgabe, alle Unebenheiten
und Formänderungen zu glätten, die der überzug aufweisen mag, wenn er die Kühlvorrichtung
28 verläßt, und gewährleisten demgemäß einen glatten, einheitlichen und gleichmäßigen
Überzug. Zugleich wird sowohl eine feste mechanische wie auch eine chemische Bindung
erzielt.
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Um das Rohr 1.5 gleichmäßig durch die Maschine zu führen, können irgendwelche
geeigneten Fördermittel verwendet werden, z. B. eine Gliederkette 64 in Verbindung
mit Kettenrädern 65. Bei der Verwendung einer solchen Kette 64 ist beispielsweise
eine Klemmvorrichtung 66 mit einer Klemmschraube 67 um das Rohr befestigt und mit
der Kette durch ein Glied 68 gekoppelt, das schwenkbar durch einen Zapfen mit der
Klemmvorrichtung 66 verbunden ist und an seinem äußeren Ende hakenförmig für das
Eingreifen der Kette 64 geformt ist. Diese übertragungsmittel bilden ein einfaches
und wirksames Hilfsmittel, um das Rohr zu ziehen, wobei insbesondere dem Rechnung
getragen ist, daß das überzogene Rohr nicht beschädigt wird. Die Klemmvorrichtung
kann leicht und bequem gelockert und wieder rückwärts verschoben werden, wenn das
Glied 68 am Ende des Fördersystems angekommen ist und möglichst wenig Zeit darüber
vergehen soll, die Klemmvorrichtung 66 in die Ausgangsstellung zu bringen, um den
nächsten Abschnitt des Rohres durch die Vorrichtung zu ziehen.
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Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die erläuterte erfindungsgemäße
Vorrichtung ein einfaches und mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durchführbares
Verfahren zum Überziehen von Stäben, Rohren u. dgl. ermöglicht. Ferner ist bei dieser
Vorrichtung nur eine geringe oder gar keine Wartung erforderlich, um sie in Betrieb
zu halten. Einer Änderung der Rohrquerschnitte kann durch Auswechseln der Durchlauforgane
17, 28 und 45 bis 49 in einfachster Weise Rechnung getragen werden.
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Wenn gewünscht, kann die Vorrichtung auch ein ringförmiges Formstück
70 enthalten, das zwischen dem Mantel 28 und dem Rollenteil 30 angeordnet ist und
zur Beseitigung eines kleinen Teiles des überzuges 15' dient, um dadurch zusätzlich
eine genauere Regelung der Dicke der Plattierung zu schaffen.