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Einrichtung zur Rundung von 1Vletallpulver, insbesondere blättchenförmiger
Beschaffenheit Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Maschine zum Runden der
einzelnen Teilchen von Metallpulvern, insbesondere solcher flacher oder schuppenförmiger
Beschaffenheit.
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Die neue Maschine zeichnet sich durch große Einfachheit in der Bauart
und große Leistungsfähigkeit in der Zeiteinheit aus. Auch gelingt es mit ihrer Hilfe,
sogar Pulver, die aus sehr widerstandsfähigem Material, «-ic z. B Siemens-Martin-Stahl,
bestehen, auf einen hohen Grad der Rundung zu bringen. Die Leistungsfähigkeit der
Maschine wird auch noch durch den Umstand wirksam unterstützt, daß man mit ihrer
Hilfe in der Lage ist, einen kontinuierlichen Betrieb durchzuführen. Dabei kann
der letztere gleichzeitig zur \-erbesserung der Beschaffenheit des eingeführten
Pulvers benutzt werden, indem während des Rundungsvorganges bis zu einem praktisch
nicht unerheblichen CTrade eine Trennung zwischen den stärker und den weniger gerundeten
Teilen durchgeführt wild, indem die bereits höher gerundeten Teilchen die Mühle
schneller passieren als die weniger gerundeten. Die für den Rundungsvorgang schädliche
Vermengung wenig oder gar nicht gerundeter Teilchen mit den bereits stärker gerundeten
wird dadurch herabgesetzt und dadurch wiederum der beabsichtigte Vorgang verbessert.
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Man kann ferner durch Bemessung der Baulänge der Maschine die durchschnittliche
Zeitdauer des Verweilens der einzelnen Pulverteilchen in ihr in weitgehendem Maße
regulieren und dadurch den Grad der Rundung des Pulvers bei einmaligem Durchtritt
durch die Mühle beeinflussen.
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Des weiteren kann auch die Entleerung der Maschine ohne Zuhilfenahme
besonderen Blaswindes während des Betriebes erfolgen. wodurch abermals beträchtliche
Ersparnisse an Zeit und an dem Aufbau der Apparatur erzielt werden können.
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Endlich kann die neue Maschine aber auch so durchgebildet werden,
daß tote Räume und Ecken, in denen sich Pulver ablagern könnte, das auf diese Weise
dem Rundungsvorgang entzogen wird, vermieden werden. Dabei kann die Mühle auch mit
einer indifferenten Atmosphäre gefüllt werden, .da die .der Absperrung bei Auswechslung
des Beschickungs-oder des Auffangegefäßes dienenden Abschlußorgane so ausgebildet
sind, daß sich auch in ihnen keine Pulvermengen ablagern können.
Die
neue Maschine besitzt ein zylindrisches geschlossenes Gehäuse, eine in Längsrichtung
durch dieses geführte schnell gedrehte Achse und auf dieser Triebarme, welche die
Pulverteilchen erfassen und ihrerseits bis dicht an die Gehäusewand herangeführt
sind, so daß sie die Pulverteilchen auf kurzem Wege in einer zur @ Drehachse etwa
lotrechten Ebene unter einem spitzen Winkel gegen die Gehäusewand schleudern.
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Mühlen zur Zerkleinerung spröder Stoffe mit einem zylindrischen Gehäuse
und mit einer in Richtung der Längsachse gelagerten, mit Schlagarmen besetzten Welle,
welche die Mahlgutteile gegeneinander schleudern und dadurch deren Zerkleinerung
herbeiführen, sind bereits bekannt.
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Das Ziel der vorliegenden Maschine ist demgegenüber nicht die Zerkleinerung,
sondern die Formgebung der aus Metall bestehenden Pulverteilchen.
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Die Abb. i und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung;
die Abh. 3 bis 5 dienen zur Veranschaulichung der Wirkungsweise.
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Die Maschine besteht gemäß Abb. i und 2 aus einem kreisrunden Gehäuse
i, das seitlich durch die Deckel 2 und 3 verschlossen ist. Der Länge nach wird das
Gehäuse durch eine drehbare Welle q. durchsetzt, welche von einer zweiten Welle
5, die hier nur angedeutet ist, in schnelle Umdrehung versetzt wird. Auf der Welle
q. sind eine Anzahl von Treibarmen 6 aufgekeilt, die gegeneinander zweckmäßig im
Kreise versetzt sind. In die Deckel 2 und 3 sind die Hahnkörper 7 und 8 eingelassen.
Diese besitzen etwa diagonal verlaufende Bohrungen 9 und io. Das zu rundende Pulver
befindet sich in dem abgebrochen gezeichneten Vorratsbehälter ii und gelangt durch
eine möglichst kontinuierlich arbeitende Beschickungsvorrichtung, beispielsweise
eine mit Hilfe der Riemenscheibe 13 angetriebene Schnecke 12, in den Anschlußstutzen
14 und von diesem durch die Bohrung io in das Gehäuse i. Der Austritt des Pulvers
erfolgt durch die Bohrung 9 des Hahnes 7 in den Anschlußstutzen 15 und von dort
in das nur teilweise gezeichnete Auffangegefäß 16.
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Das im linken Ende der Maschine eintretende Pulver wird durch die
Treibarme 6 erfaßt, läuft an den Armen 6 entlang bis zu deren äußerem Ende, alsdann
fliegt es in freiem Flug etwa in Richtung der Tangente (vgl. den Pfeil 17 in Abb.
2) gegen die Wandung des Gehäuses i.
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Denkt man sich das Pulverteilchen als ein Plättchen P (vgl. Abb. 3
bis 5), so trifft dieses im Punkt 8 gegen die Gehäusewandung i. Es erfährt _ dort
einen Schlag, dessen Richtung lotrecht zur Gehäusewandung steht und durch den Pfeil
i9 angedeutet ist. Das Plättchen wird infolgedessen an der Aufschlagstelle krummgeschlagen,
so daß es eine Form etwa mach Abb. d. erhält.
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Denkt man sich die Masse des Plättchens P in seinem Schwerpunkt G
vereinigt, so sieht man ferner, daß zwischen der Aufschlagstelle und der Lage des
Schwerpunktes G ein Hebelarm a entsteht. Das Teilchen P erhält also gleichzeitig
ein Drehmoment, entsprechend dem Pfeile 2o, durch welches es zur Abwälzung an die
Wandung z gebracht wind, soweit es nicht in Richtung des Pfeiles 21 infolge des
teilweise elastischen Aufpralles reflektiert wird und von neuem gegen die Wandung
des Gehäuses fliegt. Alsdann wiederholt -sich dasselbe Spiel, wie es bereits geschildert
ist, nur an einer anderen Stelle des Gehäuses, bis endlich die Flugkraft des Teilchens
P erschöpft ist und dasselbe nach unten fällt, um dann von neuem durch die Treibarme
6 erfaßt zu werden. Das Teilchen rundet sich allmählich von allen Seiten und nimmt
die Form wie in Abb. 5 an, um schließlich in ein kugelförmiges Gebilde übergeführt
zu werden. Diese Betrachtung, welche die sich abspielenden Vorgänge natürlich nur
in großen Zügen erläutert, zeigt, daß das Auftreffen des Pulverteilchens gegen die
Gehäusewand unter einem spitzen Winkel, im übrigen aber in einer zu der Drehachse
5 lotrechten Ebene von Wichtigkeit ist. Würde nämlich das Pulverteilchen lotrecht
oder angenähert lotrecht gegen die Gehäusewand geschleudert werden, so würde es
einen mehr oder weniger zentralen Stoß erfahren und würde an den Kanten nach allen
Richtungen hin gestaucht, aber nicht einseitig gerundet werden.
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Es ist deshalb wichtig, daß die Treibarme 6 so gestaltet sind, daß
das Pulverteilchen die für den Rundungsvorgang wichtige Richtung beim Abfliegen
erhält. Ein Treibarm, der etwa nur die halbe Länge desjenigen besäße, wie in Abb.
2 gezeichnet, würde z. B. das Pulverteilchen, wenn es in der Tangente abfliegt,
unter einem wenig spitzen Winkel, beinahe inder Senkrechten gegen die Gehäusewand
schleudern. Auch hätte das Teilchen vom Augenblick, wo es die mechanische Führung
verläßt bis zur Wand des Gehäuses einen verhältnismäßig großen Weg zurückzulegen,
so daß es durch die im Gehäuse befindliche Luft, namentlich wenn es sich um sehr
kleine Teile handelt, erheblich gebremst werden und in seiner Flugbahn durch Zusammentreffen
mit anderen Pulverteilchen gestört werden würde.
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Dabei ist auch noch zu berücksichtigen, daß die Teilchen nicht genau
in der Tangente
vors den Treibarmen abfliegen, weil sie in Richtung
des Treibarmes ebenfalls eine Geschwindigkeit besitzen, welche mit der tangentialen
Richtung gemäß dem Parallelogramm der Geschwindigkeiten zusammenzusetzen ist, um
die tatsächliche Richtung, die etwa nach außen hin von der Tangente abweicht, zu
ermitteln.
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Die Betrachtungen zeigen, daß es für den Vorgang von Bedeutung ist,
daß die Treibarme 6 möglichst lang gemacht werden, d. h. dicht bis an die Gehäusewandung
heran= reichen. Sie erfüllen dann auch noch den weiteren Zweck, zu verhindern, daß
sich größere unbewegte Pulvermassen am Böden des Gehäuses i ablagern.
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Durch die Zufuhr des ungerundeten Pulvers durch die Öffnung io (Abb.
i) ergibt sich eine gewisse Häufung des Pulvers an der linken Seite der Maschine.
Durch das Herumwirbeln der Arme 6 wird dasselbe jedoch verteilt und tritt auf diese
Weise eine Wanderung von links nach rechts durch die Maschine an, bis es durch die
Öffnung 9 die Maschine verläßt. Je länger das Gehäuse i gewählt wird, um so länger
verweilt daher das Pulver in der Maschine, um so länger wird es dem Rundungsprozeß
unterworfen. Durch richtige Wahl der Abmessungen kann man daher dafür sorgen, daß
das Pulver bei seinem Austritt aus der Maschine bereits die gewünschte Form angenommen
hat.
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Je runder die einzelnen Teilchen bereits geworden sind, um so williger
folgen sie dem durch die Abb. 3 bis 5 veranschaulichten Rundungsprozeß, um so geringer
ist aber auch der Widerstand, den sie an der Atmosphäre in der Mühle finden. Endlich
beginnen sie aber auch rein mechanisch mehr oder weniger in der Mühle zu rollen.
Die weiter gerundeten Teilchen treten daher schneller durch die Mühle hindurch als
diejenigen, bei welchen die Rundung noch nicht so weit vorgeschritten ist. Dieser
Umstand unterstützt natürlich die beabsichtigte Wirkung, da es nur eine Kraftvergeudung
bedeuten würde, wenn man bereits hinreichend gerundete Teilchen noch länger in der
Maschine bewegen wollte.
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Will man den Durchgang der Pulverteile durch die Maschine beschleunigen,
so kann man den Flügeln 6 oder einem Teil derselben eitle flach schraubenförmige
Steigung geben, so daß die Teilchen nicht nur im Kreise umhergewirbelt werden, sondern
gleichzeitig eine seitliche Bewegung nach der Ausgangsseite hin erhalten.
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Je gleichmäßiger die in die Maschine eingeführten Pulverteilchen bezüglich
ihrer Größe und Gestalt bemessen sind, um so gleichmäßiger geht der Rundungsvorgang
vor sich, um so vorteilhafter gestaltet sich der Arbeitsvorgang, da sich dann die
einzelnen Teilchen am wenigsten in ihren Bahnen gegenseitig stören.
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Bei geeigneter Abdichtung der Welle 4 an den Deckeln a und 3 kann
man auch die Maschine mit indifferentem Gas füllen, was für die Reinheit vieler
Metallpulver von Wichtigkeit ist. Werden alsdann die Gefäße i i oder 16 ausgewechselt,
so ist erforderlich, das Gehäuse nach außen hin gasdicht abzusperren. Diesem Zweck
dienen die Hähne und B.
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;Ulan kann natürlich den Betrieb auch so durchführen, insbesondere
wenn man den Rundungsvorgang auf längere Zeit erstrecken will, daß man den Hahn
7 in Zeitabständen öffnet und schließt. Während der Schließ.ungszeit empfiehlt es
sich dann, die Beschickungsschnecke 12 stillzusietzen. Infolge der erst axial, dann
radial verlaufenden Bohrung g des Hahnes 7 können sich in dieser größere Pulvermengen
nicht ansammeln, da sie einfach nach unten wieder hinäusgleiten. Dies ist wichtig,
da sonst Bestandteile des Pulvers dem Rundungsvorgang entzogen werden. Die Gefahr,
daß sich in dem Austrittsorgan Pulveransammlungen bilden, ist natürlich gegeben,
da dieses am Boden des Gehäuses angeordnet sein muß; andererseits ermöglicht aber
diese Anordnung am Boden des Gehäuses die einfache mechanische Entleerung der Maschine
ohne Blaswind.
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Die Anordnung des Abschlußorgans im Deckel ergibt ferner den Vorteil,
daß das Gehäuse i aus einem graden zylindrischen Rohre ohne jegliche Unterbrechung
bestehen kann. Dadurch wird das Entlangrollen der Pulverteilchen an der Gehäusewandung
stoß- und störungsfrei ermöglicht.
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Man ist ferner auch in der Lage, die Wandung durch einen in der Zeichnung
nicht dargestellten Mantel aus gehärtetem Stahlblech auszukleiden oder selbst daraus
herzustellen.