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Erzeugung von metalipulver für Bronzefarben. Den Gegenstand der Erfindung
bildet ein Verfahren und eine Einrichtung, um feine Metallteilchen in Blattform
vorzugsweise mit glänzender Oberfläche, wie dies z. B. für die Herstellung sogenannter
Bronzefarben erforderlich ist, zu bringen.
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Man hat bereits mehrfach versucht, mit verschiedenen Hilfsmitteln,
wie z. B. Walzen u. dgl., Metallpulver zu plätten und zu glätten, ohne jedoch zu
dem gewünschten Erfolg zu kommen.
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Die Ursache des Mißerfolges lag zunächst in der Unzulänglichkeit der
angewandten Werkzeuge gegenüber der außerordentlichen
Feinheit des
Pulvers, dessen Korngröße beispielsweise ein tausendstel Millimeter beträgt.
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Selbst bei Anwendung der besten Arbeitsmethoden ist man nicht imstande,
beispielsweise, wie bereits vorgeschlagen, zwei gegeneinanderwirkende Walzen von
einiger Ausdehnung derartig genau zu schleifen, daß zwischen denselben nicht Körner
von der angeführten Größenordnung hindurchschlüpfen können, ohne der Bearbeitung
unterzogen zu werden.
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Man hat auch versucht, mit Hilfe von Kugelmühlen Metallpulver zu bearbeiten.
Indessen handelt es sich dabei um die Zerkleinerung und das Zerreiben der einzelnen
Metallteilchen, welche gemäß der Erfindung gerade vermieden werden soll.
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Gemäß der Erfindung gelingt es auch, sehr feine Metallpulver zu plätten
und zu glätten, man kann sogar denselben gleichzeitig einen erheblichen Oberflächenglanz
erteilen.
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Dies wird erreicht durch die gleichzeitige Anwendung mehrerer erfinderischer
Maßnahmen.
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Der Gegenstand des ersten Teiles der Erfindung besteht darin, die
Werkzeuge zum Plätten der Metallteilchen derartig auszugestalten, daß trotz der
vorhandenen Ungenauigkeiten bei der Herstellung der zum Plätten benutzten Werkzeuge
eine ausreichend innige Berührung zwischen den Arbeitsflächen stattfindet, die den
gewünschten Erfolg herbeiführt.
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Aber auch damit allein ist der volle Erfolg noch nicht zu erzielen.
Noch ein weiterer Umstand spielt eine wesentliche Rolle, nämlich die Menge des Metallpulvers,
das im Verhältnis zur Größe und den Abmessungen insbesondere der wirksamen Oberfläche
der Apparatur in diese hineingebracht wird.
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Bringt man nämlich eine übermäßige Menge in die Apparatur ein, so
lagern sich die einzelnen Teilchen übereinander und bilden zwischen den Werkzeugen
gewissermaßen ein elastisches Kissen, durch welches der Vorgang des Plättens mehr
oder weniger verhindert wird. Die beste Wirkung erzielt man, wenn die Plättwerkzeuge
nur mit einer ganz dünnen Schicht Pulver, am vorteilhaftesten nur mit einer Lage
der Pulverteilchen an der wirksamen Oberfläche bedeckt sind.
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Ferner spielt auch die Zeit, innerhalb welcher der Plättvorgang durchgeführt
wird, eine beachtenswerte Rolle.
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Es liegt nahe, bei der Genauigkeit, mit welcher derartige Plätteinrichtungen
ausgeführt werden müssen, zur Ersparnis von Kosten die Zahl der plättenden Organe
möglichst zu beschränken und dafür das Metallpulver der Einwirkung derselben längere
Zeit zu überlassen, indem man darauf rechnen kann, daß in letzterer ein Durchplätten
sämtlicher Teile stattfinden wird.
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Versuche haben jedoch gezeigt, daß dies keinen guten Erfolg ergibt.
Man gelangt vielmehr zu. Pulvern, von denen ein Teil überhaupt nicht geplättet ist,
während ein weiterer Teil zu größeren Stückchen zusammengeschweißt ist und nur ein
geringer Teil die gewünschte Form angenommen hat.
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Um das Zusammenschweißen einzelner Pulverteilchen zu verhindern, ist
es ferner erforderlich, daß der zwischen den Werkzeugen auftretende Druck oder die
Schlagwirkung der Härte bzw. Zähigkeit des zu verarbeitenden Metallpulvers angepaßt
wird.
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Es empfiehlt sich daher, den Werkzeugen eine möglichst große wirksame
Oberfläche zu geben, um die Zeitdauer des Arbeitsganges abzukürzen, dadurch ergibt
sich naturgemäß die Schwierigkeit, daß die Apparatur einen erheblichen Umfang annimmt.
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Gemäß der Erfindung wird jedoch auch diese mit einfachen Mitteln behoben.
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Die Abb. i und z dienen zur näheren Erläuterung der dargelegten Verhältnisse
bezüglich der Formgebung der Apparatur. Die Abb. 3 und ¢ gebenAusführungsbeispiele
von Einrichtungen zur Ausübung des neuen Verfahrens.
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Abb. i zeigt in schematischer Darstellung die Wirkungsweise einer
Apparatur, bei welchereinmal die Größenverhältnisse zwischen den einzelnen Teilchen
mit Rücksicht auf die Mängel bei der Herstellung nicht in Einklang miteinander stehen,
das andere Mal, wie ein richtiges Zusammenarbeiten erreicht wird.
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Bei noch so sorgfältiger Herstellung der Oberflächen, zwischen denen
das Plätten erfolgen soll, lassen sich gewisse Ungenauigkeiten nicht vermeiden,
im allgemeinen kann man sagen, daß bereits eine sehr große Genauigkeit in der Herstellung
erreicht ist, wenn die Apparatur bis auf ein hundertstel Millimeter der mathematisch
genauen Form angenähert ist, d. h. die Ungenauigkeiten liegen unterhalb der Grenze
von einem hundertstel Millimeter, sie können daher neun tausendstel Millimeter ausmachen,
d. h. es können- neun Körner von der Größe eines tausendstel Millimeters gleichzeitig
hindurchschlüpfen, ohne daß eine Einwirkung auf dieselben ausgeübt wird. Steht einer
solchen Unebenheit zufälligerweise auch solch eine gleiche Unebenheit des zur Gegenwirkung
bestimmten Körpers gegenüber, so kann durch die auf diese Weise vergrößerte Lücke
natürlich die doppelte Anzahl von Teilchen hindurch: schlüpfen, ohne @erfaßt zu
werden. Je größer die Flächen der Werkzeuge sind, welche einander
gegenüberstehen,
um so mehr wächst diese Gefahr. Es ist daher zweckmäßig, um der Ungenauigkeit entgegenzuwirken,
den Werkzeugen möglichst solche Form zu geben; daß sie sich, mathematisch genommen,
am besten nur in einem Punkte berühren. Das geschieht beispielsweise, wenn eine
Kug-el als Werkzeug zur Anwendung gelangt. Aberauch damit ist der Erfolg noch nicht
sichergestellt, wenn nicht gemäß der Erfindung zwischen den Größenverhältnissen
der Werkzeuge das richtige Verhältnis besteht. In der schematischen Abb. i stellt
i eine Platte vor, deren Unebenheiten stark übertrieben gezeichnet sind. Läßt man
auf dieser Platte eine Kugel 2 von der dargestellten Größe entlangrollen, so wird
es unvermeidlich sein, daß zwischen dieser und den Vertiefungen in der Platte i,
beispielsweise in der gezeichneten Lage, ein Hohlraum 3 entsteht, in welchem das
zu plättende Pulver der Einwirkung der Kugel 2 ganz oder teilweise entzogen sein
wird.
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Mathematisch ausgedrückt beruht dies darauf, daß der Krümmungsradius
der Kugel 2 größer ist als derjenige der Unebenheit in, der Oberfläche der Platte
i. Die ungünstige @Virkung wird natürlich noch verstärkt, wenn in der Kugel 2 ebenfalls
noch entsprechende Unebenheiten vorhanden sind.
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Gemäß der Erfindung wählt man daher den Krümmungsradius der Kugel
entsprechend kleiner, so wie es die Walze oder Kugel ¢ zeigt. Die Bildung von schädlichen
Hohlräumen 3 wird alsdann vermieden, und die gewünschte Einwirkung auf das Pulver
erfolgt.
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Ganz entsprechend liegen natürlich die Verhältnisse, wenn, wie in
Abb.2 dargestellt, der Körper i :ebenfalls eine gekrümmte Oberfläche besitzt.
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Wie schon vorher ausgeführt ist, ist es zweckmäßig, für einen notwendigen
Anpressungsdruck zu sorgen. Dies geschieht dadurch, daß diese kleinen Kugeln zum
freien Fall und zum Schlag gegeneinander oder gegen die Unterlage mit genügender
Weite gebracht werden; die Höhe des Falles kann auch durch die Zugkraft einer Feder
ersetzt werden.
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Man wird also je nach der Größe der Apparatur und je nach der Genauigkeit,
mit welcher dieselbe hergestellt werden kann, die Abmessungen der einzelnen Organe
am besten durch Versuche festzustellen haben.
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Danach richtet sich auch die Menge des Pulvers, welches man gleichzeitig
in Bearbeitung nehmen kann. Auch diese Menge wird am besten durch Versuch festgestellt.
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Selbst bei einer großen Anzahl von Kugeln kann man den oben ,angegebenen
Bedingungen nur genügen, wenn man diese auf eine verhältnismäßig geringe Menge Material
im Vergleich zum Gewicht der Kugeln wirken läßt, da immer nur sehr wenig Pulver
sich zwischen den einzelnen Berührungsstellen während des Vorganges befinden soll.
Diese Menge läßt sich aber sehr erheblich steigern" wenn man durch Aufwirbeln des
Pulvers im freien Raum des Gehäuses dafür sorgt, daß immer nur die gerade notwendige
Menge sich zwischen den Arbeitsflächen befindet.
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Eine besonders gute Wirkung wird erreicht, wenn die Pulverteilchen
nicht nur gewalzt oder geschlagen bzw. gehämmert werden, sondern auch gleichzeitig
eine gleitende Bewegung zwischen den Werkzeugen stattfindet. Dadurch wird die Oberfläche
geglättet und ein erhöhter Glanz erzielt.
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Die praktische Ausführung der Erfindung wird in der Weise bewirkt,
daß man eine große Anzahl der beschriebenen Werkzeuge innerhalb eines geschlossenen
Gehäuses zur Plättung des Pulvers auf dieses durch Schlag-oder Fallwirkung zur Einwirkung
bringt.
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Man kann gemäß der Erfindung zur Plättung Einrichtungen benutzen,
bei denen beispielsweise eine große Anzahl von Hämmerchen o. dgl. Anwendung finden,
die durch ihr Schwergewicht oder durch Federkraft die erforderliche Anpressung erhalten
und in zweckentsprechender )Veise beweglich gelagert sind.
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Die Abb. 3 zeigt in schematischer Darstellung als Ausführungsbeispiel
eine derartige Anordnung. In einem rotierenden zylindrischen Gehäuse 5, das innen
eine wellenfärmige Oberfläche besitzt, ist ein feststehender Arm 6 angeordnet, auf
welchem nebeneinander eine Reihe von Blattfedern 7 angenietet ist. Diese Federn
7 tgagen an ihrem äußeren Ende kleine Stahlwalzen oder Kugeln 8, welche in den Federn
drehbar gelagert sind. Die Walzen oder Kugeln legen sich gegen die innere Wandung
des Gehäuses 5. Bei der Drehung des letzteren werden infolge der welligen Beschaffenheit
der Innenoberfläche die Walzen oder Kugeln 8 jeweils ein Stückchen angehoben und
fallen dann wieder herunter, um gegen die Wandung zu schlagen. Sie treffen dabei
auf das in das Gehäuse 5 eingeschüttete Metallpulver und plätten dieses durch Schlag-
und Walz-,virkung. Im Innern des Gehäuses 5 ist außerdem ein um die Achse 9 schnell
rotierendes Schaufelrad i o eingebaut, welches Luftwirbel erzeugt und dadurch dauernd
einen: Teil des fletallpulvers aufwirbelt.
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Noch einfacher und ebenfalls von guter Wirksamkeit ist die in Abb.
q. ebenfalls schematisch dargestellte Einrichtung, welche den verschiedenen angegebenen
Zwecken genügt.
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Diese besteht im wesentlichen aus einer
Trommel i
i, die um eine Achse 12 drehbar angeordnet ist. An dieser Trommel i i ist eine Reihe
von Zwischenwänden 13 angeordnet, die ein Stück nach innen hineinragen, zweckmäßig
in Richtung auf die Achse 12. In diese Trommel wird das zu plättende Pulver in entsprechender
Menge mit einer richtigen Anzahl von Stahlkugeln. 1q., die einen geeigneten Durchmesser
besitzen, gefüllt. Die Trommel wird dann um die Achse 12 in Drehung versetzt.
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Die Menge des Pulvers und die Menge der Stahlkugeln werden zweckmäßig
durch Versuche festgestellt. Jedenfalls darf nur ein Teil der Trommel i i durch
beide ausgefüllt werden. Bei der Drehung der Trommel i i werden Pulver und Stahlkugeln
miteinander gemengt und jedesrnal durch die Zwischenwände 13 ein Stück mitgenommen,
bis sie dann infolge der wachsenden Schrägstellung der einzelnen Zwischenwände 13
abgleiten und nach unten fallen. Dabei findet dann zwischen den Kugeln und der Trommel
mit ihren Zwischenwänden die gewünschte Plätturig der einzelnen Pulverteilchen statt.
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Bei richtiger Wahl der Abmessungen der einzelnen Teile gegeneinander
und der zur Verwendung gelangenden Pulver- und Kugelmengen wird eine trotz der außerordentlich
einfachen Einrichtung überraschend gute und verhältnismäßig schnelle Plätturig der
einzelnen Pulverteilchen erreicht.
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Die Zwischenwände 13 nehmen auch das Pulver mit und schütten es, entsprechend
wie es mit den Stahlkugeln geschieht, sobald sie weit genug nach oben gedreht sind,
herunter, dadurch wird das Pulver aufgewirbelt, und es gelangen immer neue Teilchen
zwischen die Stahlkugeln bzw. zwischen die Stahlkugeln und die Wandung des
Gehäuses. Die Stärke des Schlages, welcher durch die Stahlkugeln ausgeübt wird,
kann dabei in weiten Grenzen durch die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel i i und
die Anordnung der Scheidewände 13 reguliert werden. Im übrigen richtet sich die
Höhe und Stärke des Falles der Stahlkugeln nach der Anzahl der Scheidewände 13 und
nach deren Höhe.
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Versuche haben gezeigt, daß mit Hilfe von Stahlkugeln, die einen Durchmesser
von 3 bis 5 mm besitzen und von denen etwa i 5ooo Stück auf ein Kilogramm Metallpulver
zur Anwendung gebracht werden, sehr gute Resultate erzielt werden.
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Diese zahlreichen Kugeln ergeben eine große Arbeitsoberfläche, so
daß eine feine Verteilung des Pulvers zwischen den einzelnen Arbeitsflächen erfolgt.
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Die Einrichtung kann natürlich unter Wahrung des Prinzips in mannigfacher
Weise abgeändert werden.
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So kann z. B. auch das Gehäuse i i feststehend angeordnet werden,
während nur die Wände 13 in Umdrehung versetzt werden und dergleichen mehr.