DE102017213359A1 - Coating lance head, coating lance and masking plate for thermal coating, and a corresponding coating system and method - Google Patents
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Abstract
Um einen Beschichtungslanzenkopf (100) beziehungsweise eine Beschichtungslanze (200) zum thermischen Beschichten einer metallischen Oberfläche (10) zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Einführrichtung (16) der Haltelanze (15) und der Mittelachsenausrichtung (17) des Heißgasstrahls (12) ein eingeschlossener Strahlwinkel (18) gebildet ist, welcher kleiner als 90° ist. Um weiterhin einen Maskierungsschild (300) zum Abschirmen von vorbestimmten Oberflächen eines Objekts (22) bei einem thermischen Beschichten zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Oberseite (25) zu der axialen Erstreckung (27) der Durchgangsöffnung (26) einen eingeschlossenen Öffnungswinkel (28) bildet, welcher größer als 75° ist und die Oberseite (25) zumindest im Bereich der Durchgangsöffnung (26) eine Antihafteigenschaft aufweist. Darüber hinaus wird ein entsprechendes Beschichtungssystem (400) und Verfahren vorgeschlagen.In order to provide a coating lance head (100) or a coating lance (200) for thermally coating a metallic surface (10), it is proposed that between the insertion direction (16) of the holding lance (15) and the center axis alignment (17) of the hot gas jet (12). an included beam angle (18) is formed, which is smaller than 90 °. In order to further provide a masking shield (300) for shielding predetermined surfaces of an object (22) in a thermal coating, it is proposed that the top (25) to the axial extent (27) of the through-hole (26) has an included opening angle (28 ), which is greater than 75 ° and the upper side (25) at least in the region of the passage opening (26) has an anti-adhesion property. In addition, a corresponding coating system (400) and methods are proposed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Beschichtungslanzenkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Beschichtungslanze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3 zum thermischen Beschichten einer metallischen Oberfläche. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Maskierungsschild zum Abschirmen vorbestimmter Oberflächen eines Objekts bei einem thermischen Beschichten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Beschichtungssystem und ein Verfahren zum thermischen Beschichten einer metallischen Innenraum-Oberfläche eines Objekts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a coating lance head according to the preamble of claim 1 and a coating lance according to the preamble of claim 3 for the thermal coating of a metallic surface. Furthermore, the invention relates to a masking shield for shielding predetermined surfaces of an object in a thermal coating according to the preamble of claim 4. Furthermore, the invention relates to a coating system and a method for thermally coating a metallic interior surface of an object according to the preamble of
Technisches GebietTechnical area
Thermisches Beschichten ist ein Verfahren, das dem thermischen Spritzen zuzuordnen ist. Dazu gehören unter anderem die Verfahren Pulver-Plasmaspritz-Verfahren, wie zum Beispiel Atmosphärisches Plasma-Spritzen (APS), und Draht-Plasma-Spritzverfahren, wie zum Beispiel Plasma-Transfer-Wire-Arc (PTWA), Rotating-Single-Wire-Spritzen (RSW). Daneben existieren weitere relevante thermische Beschichtungsverfahren wie Lichtbogen-Draht-Spritzen (LDS) und Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF). Diese unterscheiden sich grundsätzlich durch die Bereitstellung des kalten, also im festen Aggregatzustand, Beschichtungsmaterials als Pulver (APS) oder als Draht (RSW) oder Stab. Bei den Draht-Spritz-Verfahren muss das Beschichtungsmaterial vollständig aufgeschmolzen werden, um vom Zuführmaterial abgetrennt werden zu können und so als Partikel gegen die zu beschichtende Oberfläche beschleunigt zu werden. Beim Pulver-Spritz-Verfahren hingegen ist es möglich, aber nicht zwingend, die einzelnen Pulverpartikel lediglich anzuschmelzen und einen kalten, also festen, Kern zu erhalten. Zudem sind beim Pulver-Spritz-Verfahren die Form und Größe oder gar eine Zusammensetzung der Partikel frei einstellbar. In der Regel werden beim Pulver-Plasmaspritzen die Partikel im bis zu 15.000 K heißen Plasmastrahl aufgeschmolzen, über das Plasmagas beschleunigt und auf das zu beschichtende Werkstück beziehungsweise. die zu beschichtende Fläche aufgetragen. Dabei wird die Energie der Teilchen/Partikel über Spritzabstand beziehungsweise Plasmaparameter so eingestellt, dass die Partikel im gerade noch flüssigen beziehungsweise. teigigen Zustand auf die Oberfläche auftreffen, mit dem Auftreffimpuls ihre Energie an den Grundwerkstoff abgeben und direkt erstarren. Nachteilig ist eine Abhängigkeit der Ausrichtung und des Streuwinkels beziehungsweise des Streukegels des beschichtungswirksamen Kegelstrahls von dem Material, Größe und Form der zugeführten Partikel, sowie der Zuführrichtung und Zuführgeschwindigkeit.Thermal coating is a process associated with thermal spraying. These include, but are not limited to, powder plasma spraying processes, such as atmospheric plasma spraying (APS), and wire-plasma spraying techniques, such as plasma transfer wire-arc (PTWA), rotating single-wire. Spraying (RSW). In addition, there are other relevant thermal coating processes such as arc wire spraying (LDS) and high-speed flame spraying (HVOF). These differ in principle by the provision of the cold, that is in the solid state, coating material as a powder (APS) or as a wire (RSW) or rod. In the wire-spray method, the coating material must be completely melted in order to be able to be separated from the feed material and thus accelerated as a particle against the surface to be coated. By contrast, in the case of the powder-spray method, it is possible, but not mandatory, merely to melt the individual powder particles and to obtain a cold, that is to say solid, core. In addition, in the powder-spray method, the shape and size or even a composition of the particles are freely adjustable. In the case of powder plasma spraying, the particles are generally melted in a plasma jet of up to 15,000 K, accelerated through the plasma gas and onto the workpiece to be coated or coated. applied to the surface to be coated. In this case, the energy of the particles / particles is set via the spray distance or plasma parameters so that the particles are just in liquid or. doughy state hit the surface, with the impulse impart their energy to the base material and solidify directly. A disadvantage is a dependence of the orientation and the scattering angle or the scattering cone of the coating effective cone beam of the material, size and shape of the supplied particles, and the feed direction and feed rate.
Jedem der Verfahren zum thermischen Beschichten beziehungsweise Plasmastrahl-Beschichten ist gemein, dass ein Heißgasstrahl, welcher zumindest zum Teil ionisiertes Gas enthält, zum Beispiel eine Flamme, sowohl zum Erhitzen des zugeführten Materials als auch zum gerichteten Beschleunigen der Partikel eingerichtet ist. Hierbei ist zumeist eine Kathode und Anode vorgesehen, zwischen denen ein Lichtbogen zur Ionisierung und/oder Entzündung eines kalt oder vorgewärmt zugeführten Gases erzeugt wird. Alternativ wird ein Gas mit einer gewünschten Temperatur heiß zugeführt. Bei den Drahtspritz-Verfahren PTWA, RSW dient der zugeführte Draht als eine Anode, so dass hier zwischen Kathode (Brenner) und anodisch geschaltetem Draht ein Lichtbogen zum Abschmelzen des Drahtes genutzt wird. Beim LDS Verfahren (Zweidraht-Verfahren) wird ein Lichtbogen zwischen einem anodisch und einem kathodisch geschaltetem Draht gezündet und die beiden Drähte abgeschmolzen. Bei allen Draht-Verfahren wird dann ein Zerstäubergas (Druckluft beziehungsweise Inertgas wie Argon oder Stickstoff) zum Zerstäuben und Beschleunigen des Spritzgutes zur zu beschichtenden Oberfläche genutzt. Das thermische Beschichten unterscheidet sich vom Auftragschweißen vor allem dadurch, dass der Wärmeeintrag in die zu beschichtende Oberfläche zumindest so gering ist, dass diese nicht angeschmolzen wird, oder zumeist so gering ist, dass das Gefüge des zu beschichtenden Materials nicht verändert wird.Each of the methods of thermal coating or plasma jet coating has in common that a hot gas jet containing at least partly ionized gas, for example a flame, is arranged both for heating the supplied material and for directionally accelerating the particles. Here, a cathode and anode is usually provided, between which an arc for ionization and / or ignition of a cold or preheated gas is generated. Alternatively, a gas with a desired temperature is supplied hot. In the wire spraying method PTWA, RSW, the supplied wire serves as an anode, so that an arc is used here between the cathode (torch) and anodically switched wire for melting the wire. In the LDS method (two-wire method), an arc is ignited between an anodic and a cathodically switched wire and the two wires are melted. In all wire methods, a nebulizer gas (compressed air or inert gas such as argon or nitrogen) is used to atomize and accelerate the injection molding material to be coated. The thermal coating differs from cladding mainly in that the heat input into the surface to be coated is at least so low that it is not melted, or is usually so low that the structure of the material to be coated is not changed.
Stand der TechnikState of the art
Eine solche Beschichtungslanze und ein solcher Maskierungsschild sind beispielsweise aus
Unter Overspray wird teils der reine Staubanteil bezeichnet, der also lediglich zu einer Verunreinigung durch passives Anhaften, beispielsweise infolge statischer Ladung oder molekularbindend an frisch aufgetragenes noch angeschmolzenes Beschichtungsmaterial führt. Hauptsächlich aber wird Material, das beim Austauchen aus dem Beschichtungsbereich (zum Beispiel einer Zylinderlaufbahn) in Bereiche verspritzt wird, wo keine Beschichtung haften soll oder darf, wie beispielsweise Kurbelraum, Topdeck (Wasserräume, Ölkanäle und ähnliches) oder frei in den Raum verspritztes Material (zum Beispiel. beim Eintauchen und Austauchen des Brenners in beziehungsweise aus dem Zylinderrohr zwischen den einzelnen Beschichtungsüberläufen an den außerhalb des Zylinderrohrs liegenden Umkehrpunkten oder beim Umsetzten des Brenners in die nächste Zylinderbohrung beziehungsweise des nächsten zu beschichtenden Bereichs) als Overspray bezeichnet. Zusätzlich wird auch der Anteil des beschichtungswirksamen Kegelstrahls als Overspray bezeichnet, welcher aufgrund des in diesem Mantelrandbereich reduzierten Partikelanteils zu einer unerwünscht rauen Oberflächenbeschichtung führt. Im weiteren wird die letzte Definition verwendet und die engere erste Definition als Staub bezeichnet.Overspray is sometimes referred to as the pure dust content, which therefore merely leads to contamination by passive adhesion, for example due to static charge or molecular binding to freshly applied still fused coating material. Mainly, however, is material that is sprayed when dipping from the coating area (for example, a cylinder liner) in areas where no coating should or should adhere, such as Crankcase, top deck (water chambers, oil passages and the like) or material spewed freely into the room (for example, when immersing and dehumidifying the burner in and out of the cylinder tube between the individual coating overflows to the reversal points outside the cylinder tube or when transferring the burner into next cylinder bore or the next area to be coated) referred to as overspray. In addition, the proportion of the coating-effective cone beam is also referred to as overspray, which leads to an undesirably rough surface coating due to the reduced particle fraction in this jacket edge region. In the following, the last definition is used and the narrower first definition is called dust.
Es wird in der
Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Beschichtungslanze der eingangs genannten Art den Beschichtungsstrahl derart zu führen, dass eine Anlagerung von Partikeln des Beschichtungsstrahls an einem Maskierungsschild weitgehend vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, dass während des Betriebs der Beschichtungslanze und während sich die Beschichtungslanze in einer nicht beschichtenden Position, also außerhalb des zu beschichtenden Bereichs, befindet, der Beschichtungsstrahl bis zu einem Strahlende nicht auf eine Gegenfläche trifft oder mit einem flachen Winkel von unter 10° auf eine Gegenfläche trifft.The object of the invention is to guide the coating jet in the case of a coating lance of the type mentioned at the beginning in such a way that an accumulation of particles of the coating jet on a masking shield is largely avoided. This is achieved by the fact that during operation of the coating lance and while the coating lance is in a non-coating position, ie outside of the area to be coated, the coating jet does not strike a counterface up to a beam end or at a shallow angle of less than 10 ° hits a counter surface.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beziehungsweise im Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich indem zwischen der Einführrichtung der Haltelanze und der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls ein eingeschlossener Strahlwinkel gebildet ist, welcher kleiner als 90° ist.This object is achieved by the features specified in claim 1 and in claim 3, namely by an enclosed beam angle is formed between the insertion of the holding lance and the center axis alignment of the hot gas jet, which is smaller than 90 °.
Alternativ erreicht oder weiterhin begünstigt wird das Erreichen dieses Ziels mittels eines Maskierungsschilds durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale, nämlich, indem der Maskierungsschild eine Oberseite aufweist, welche zu der axialen Erstreckung der Durchgangsöffnung einen eingeschlossenen Öffnungswinkel bildet, welcher größer als 80° ist.Alternatively achieved or further favors the achievement of this goal by means of a masking shield by the features specified in claim 4, namely, by the masking shield has an upper surface which forms an enclosed opening angle to the axial extent of the passage opening, which is greater than 80 °.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Beschichtungslanzenkopf zum thermischen Beschichten einer metallischen Oberfläche vorgeschlagen, welcher zumindest die folgenden Elemente aufweist:
- - Plasmadüse zum Erzeugen eines Heißgasstrahls, wobei der Heißgasstrahl eine vorbestimmbare Temperatur, Geschwindigkeit und Mittelachsenausrichtung aufweist;
- - Zuführeinrichtung zum Zuführen von Beschichtungsmaterial in fester Phase hin zu dem Heißgasstrahl; und
- - Winkelhalterung zum Befestigen des Beschichtungslanzenkopfs an einer Haltelanze, wobei die Haltelanze eine Einführrichtung aufweist,
- - Plasma nozzle for generating a hot gas jet, wherein the hot gas jet has a predeterminable temperature, speed and center axis alignment;
- Feeding means for feeding solid phase coating material toward the hot gas jet; and
- Angle holder for fastening the coating lance head to a holding lance, the holding lance having an insertion direction,
Der Beschichtungslanzenkopf ist ein separates Bauteil, das zum Anschließen an eine Haltelanze eingerichtet ist. Hierzu weist der Beschichtungslanzenkopf Anschlüsse für die Versorgung des Beschichtungsstrahls auf, wie zum Beispiel einen Gasanschluss für das Gas (-gemisch) des Heißgasstrahls, einen Beschichtungsmaterialanschluss, Anschlüsse für Kühl- und Mantelgase (zum Beispiel Druckluft oder Inertgase), einen elektrischen Anschluss und gegebenenfalls einen oder mehrere Kühlmittelanschlüsse. Weiterhin weist der Beschichtungslanzenkopf bevorzugt einen oder mehrere Sensoren und/oder einen oder mehrere Anschlüsse für eine Erfassungseinrichtung auf, wodurch ein Überwachen zumindest eines Prozessparameters ermöglicht ist.The coating lance head is a separate component that is adapted for connection to a holding lance. For this purpose, the coating lance head has connections for the supply of the coating jet, such as a gas connection for the gas (mixture) of the hot gas jet, a coating material connection, connections for cooling and jacket gases (for example compressed air or inert gases), an electrical connection and possibly one or more coolant connections. Furthermore, the coating lance head preferably has one or more sensors and / or one or more connections for a detection device, which makes it possible to monitor at least one process parameter.
Der Beschichtungslanzenkopf weist eine Plasmadüse auf, welche zum Ausrichten und Beschleunigen des Heißgasstrahls eingerichtet ist. Die Plasmadüse ist über einen entsprechenden Gasanschluss mit Gas (-gemisch) für den Heißgasstrahl versorgbar. Weiterhin ist die Plasmadüse oftmals zum Erzeugen eines Lichtbogens als Anode und/oder Kathode ausgeführt. Die Plasmadüse ist zum reinen Gastransport oder zum Transport von einem bereits mit Partikeln bestückten Gas (-gemisch) eingerichtet. Die Form und Art der Plasmadüse ist dabei für den Fachmann dem allgemein bekannten Stand der Technik zu entnehmen. Aus der Art und Form der Plasmadüse ergibt sich neben der Form und Geschwindigkeit des Heißgasstrahls die Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls. In der Regel ist dies die Verlängerung der Mittelachse einer dazu rotationssymmetrischen Plasmadüse.The coating lance head has a plasma nozzle, which is set up for aligning and accelerating the hot gas jet. The plasma nozzle can be supplied via a corresponding gas connection with gas (mixture) for the hot gas jet. Furthermore, the plasma nozzle is often designed to generate an arc as the anode and / or cathode. The plasma nozzle is designed for the pure transport of gas or for the transport of a gas (mixture) already equipped with particles. The shape and type of the plasma nozzle can be seen by those skilled in the well-known prior art. From the type and shape of the plasma nozzle results in addition to the shape and velocity of the hot gas jet, the center axis orientation of the hot gas jet. As a rule, this is the extension of the central axis of a rotationally symmetrical plasma nozzle.
Die im Beschichtungslanzenkopf umfasste Zuführeinrichtung ist über einen Beschichtungsmaterialanschluss mit geeignetem Beschichtungsmaterial beschickbar, sodass das Beschichtungsmaterial mit gewünschter Geschwindigkeit und Ausrichtung dem Heißgasstrahl zuführbar ist. Beispielsweise resultiert aus einer gewünschten Ausrichtung der Zuführeinrichtung eine Zuführrichtung mit einem rechten Winkel, also etwa 90° zur Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls. Geeignete Materialien sind neben Metallen auch Keramiken oder Keramik-Metall-Mischungen beziehungsweise eher reibungsreduzierende Anteile wie beispielsweise Molybdänsulfid (MoS2) oder ähnliches enthaltende Metall-Mischungen. Das Beschichtungsmaterial wird pulverförmig, stabförmig oder drahtförmig bereitgestellt und durch den Heißgasstrahl aufgeschmolzen oder lediglich angeschmolzen. Bei einer in der Regel seitlichen Zuführung, zum Beispiel quer zu der Mittelachsenausrichtung, von einem pulverförmigen Beschichtungsmaterial weicht bei vielen Prozessführungen der Kegelstrahl des Beschichtungsmaterials von dem Heißgasstrahl versetzt und/oder geneigt zu der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls ab; und zwar weg von dem Auslass der Zuführeinrichtung. Auch diese Parameter lassen sich vom Fachmann dem allgemein bekannten Stand der Technik entnehmen und gegebenenfalls durch überschaubare Versuche reproduzierbar einstellen.The supply device included in the coating lance head can be charged with a suitable coating material via a coating material connection, so that the coating material can be fed to the hot gas jet at the desired speed and orientation. For example, results from a desired orientation of the feeder, a feed direction at a right angle, that is about 90 ° to the center axis orientation of the hot gas jet. Suitable materials are not only metals but also ceramics or ceramic-metal mixtures or rather friction-reducing components such as molybdenum sulfide (MoS 2 ) or the like containing metal mixtures. The coating material is provided in powder form, rod-shaped or wire-shaped and melted by the hot gas jet or merely fused. In a generally lateral feed, for example transversely to the central axis orientation, of a powdered coating material, in many process guides, the cone beam of the coating material deviates from the hot gas jet and / or inclined to the center axis orientation of the hot gas jet; away from the outlet of the feeder. These parameters can also be deduced by the person skilled in the art from the generally known state of the art and, if appropriate, adjusted reproducibly by manageable tests.
Der Beschichtungslanzenkopf weist zudem eine Winkelhalterung auf, über welche die Winkellage der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls, wie er durch die jeweils eingesetzte Plasmadüse definiert ist, zu der Einführrichtung einer Haltelanze festgelegt ist oder frei einstellbar ist. Bevorzugt umfasst die Winkelhalterung die oben bezeichneten Anschlüsse. Unabhängig davon weist die Winkelhalterung in einer Ausführungsform eine Anschlussfläche auf, die quer zu der Einführrichtung der Haltelanze ausgerichtet ist und mit einer korrespondierend ausgebildeten Gegenanschlussfläche, bevorzugt lösbar, verbindbar ist. Der Fachmann versteht, dass die Form und Neigung der Winkelhalterung frei wählbar ist und lediglich zu einer korrespondierend ausgebildeten Gegenanschlussfläche zum Einstellen oder zu der Einstellbarkeit der gewünschten Winkellage der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls angepasst sein muss. Bevorzugt sind in der korrespondierenden Anschlussfläche und Gegenanschlussfläche die Anschlüsse der in Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf oben beschriebenen Art vorgesehen, und besonders bevorzugt lassen sich die Anschlüsse des Beschichtungslanzenkopf und die korrespondierenden Gegenanschlüsse der Haltelanze beim miteinander Befestigen direkt miteinander verbinden. In einer Ausführungsform beispielsweise zur Verwendung für flüssige Medien wird zumindest ein Rückschlagventil beziehungsweise zumindest eine selbstschließende Leitung verwendet.The coating lance head also has an angle holder, via which the angular position of the center axis alignment of the hot gas jet, as defined by the respectively used plasma nozzle, is fixed to the insertion direction of a holding lance or is freely adjustable. Preferably, the angle bracket comprises the above-mentioned connections. Independently of this, in one embodiment, the angle holder has a connection surface which is aligned transversely to the insertion direction of the holding lance and can be connected to a correspondingly formed mating connection surface, preferably detachably. The person skilled in the art understands that the shape and inclination of the angle holder can be selected freely and must be matched only to a correspondingly formed mating connection surface for setting or adjusting the desired angular position of the center axis alignment of the hot gas jet. The connections of the type described above with respect to the coating lance head are preferably provided in the corresponding connection surface and mating connection surface, and particularly preferably the connections of the coating lance head and the corresponding mating connections of the holding lance can be connected directly to one another when fastening together. In one embodiment, for example for use with liquid media, at least one check valve or at least one self-closing line is used.
Die Einführrichtung der Haltelanze und damit des Beschichtungslanzenkopfs im Betrieb ist in vielen Anwendungsfällen, insbesondere beim Beschichten einer Innenraum-Oberfläche, wie einer Zylinderbohrung in einem Zylinderkurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, und anderen beengten Verhältnissen, deckungsgleich mit der axialen geraden Erstreckung der Haltelanze. Allerdings ist es für andere Anwendungsfälle gegebenenfalls vorteilhaft, die Haltelanze in einer Freiform zu verwenden. Dabei ist die Einführrichtung die für ein gewünschtes Beschichtungsergebnis erforderliche Bewegungsrichtung. Unter Umständen weicht die Trajektorie einer solchen Bewegungsrichtung von einer Geraden ab.The insertion of the holding lance and thus the coating lance head in operation is in many applications, especially when coating an interior surface, such as a cylinder bore in a cylinder crankcase of an internal combustion engine, and other cramped conditions, congruent with the axial straight extension of the holding lance. However, it may be advantageous for other applications to use the holding lance in a free form. The direction of insertion is the direction of movement required for a desired coating result. Under certain circumstances, the trajectory of such a direction of movement deviates from a straight line.
Zwischen der Einführrichtung und der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls liegt im Einsatz mittels der Winkelhalterung ein Strahlwinkel von weniger als 90° vor, bevorzugt weniger als 80°, besonders bevorzugt von weniger als 70° vor. Bevorzugt ist die Ausrichtung der Zuführeinrichtung entsprechend geneigt, so dass beispielsweise ein Winkel von etwa 90° zwischen der Mittelachsenausrichtung und der Zuführrichtung eingerichtet ist. Die Wahl des Strahlwinkels ist dabei bevorzugt von der Art und Neigung einer abschirmenden Oberseite eines Maskierungsschilds zu wählen, sodass der Beschichtungsstrahl bis zu einem Strahlende in einer nicht beschichtenden Position nicht auf eine Gegenfläche trifft oder mit einem flachen Winkel von unter 10° auf eine Gegenfläche trifft. Das Strahlende ist ein Ende des Kegelstrahls, ab dem in Strahlrichtung der Kegelstrahl nicht mehr beschichtungswirksam ist.Between the insertion direction and the center axis alignment of the hot gas jet is in use by means of the angle bracket, a beam angle of less than 90 ° before, preferably less than 80 °, more preferably of less than 70 ° before. Preferably, the orientation of the feed device is correspondingly inclined, so that, for example, an angle of approximately 90 ° between the center axis orientation and the feed direction is established. The choice of the beam angle is preferably to be selected by the type and inclination of a shielding top of a masking shield, so that the coating beam does not hit a counter surface up to a beam end in a non-coating position or strikes a counter surface at a shallow angle of less than 10 ° , The beam end is an end of the cone beam, from which the cone beam is no longer effective in coating in the beam direction.
Bei einem Zylinderkurbelgehäuse ist eine nicht beschichtende Position des Beschichtungsstrahls zum Beispiel eine Position in der Verlängerung der Rotationsachse einer zu beschichtenden Zylinderbohrung, bei welcher der Beschichtungsstrahl nicht auf eine Wandung der Zylinderbohrung gerichtet ist. Aufgrund der Kegelfächerung des Beschichtungsstrahls gilt diese Bedingung des Auftreffens auf eine Gegenfläche auch in einer Position, bei der ein Teil des Beschichtungsstrahls noch auf die Wandung der Zylinderbohrung gerichtet ist und ein anderer Teil bereits außerhalb der Zylinderbohrung ausgebracht wird. Je steiler der Strahlwinkel gewählt wird, desto steiler kann eine abschirmende Oberseite eines Maskierungsschilds vorgesehen werden und/oder desto geringer ist die radiale Abmessung des Maskierungsschilds auslegbar, weil die radiale Ausdehnung des Beschichtungsstrahls bis zu dem Strahlende geringer ausfällt.In a cylinder crankcase, a non-coating position of the coating jet is, for example, a position in the extension of the rotational axis of a cylinder bore to be coated, in which the coating jet is not directed to a wall of the cylinder bore. Due to the conical fan of the coating jet, this condition of impingement on a mating surface also applies in a position in which a part of the coating jet is still directed to the wall of the cylinder bore and another part is already applied outside the cylinder bore. The steeper the beam angle is selected, the steeper a shielding top side of a masking shield can be provided and / or the lower the radial dimension of the masking shield can be interpreted, because the radial extent of the coating beam is smaller up to the beam end.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Beschichtungslanzenkopfs bildet im Beschichtungsbetrieb das zugeführte Beschichtungsmaterial infolge der Beschleunigung mittels des Heißgasstrahls einen beschichtungswirksamen Kegelstrahl, und zwischen der maximal von der Einführrichtung der Haltelanze weggeneigten Mantellinie des Kegelstrahls und der Einführrichtung der Haltelanze ist ein eingeschlossener Maximalwinkel gebildet, welcher gleich oder kleiner 90° ist.According to an advantageous embodiment of the coating lance head, the supplied coating material forms a coating-effective cone beam in the coating operation due to the acceleration by means of the hot gas jet, and between the maximum inclined from the insertion of the holding lance mantle line of the cone beam and the insertion of the holding lance an enclosed maximum angle is formed, which is equal or smaller 90 ° is.
Der Beschichtungsbetrieb ist der Zustand, in welchem ein stabiler beschichtungswirksamer Kegelstrahl mittels des Heißgasstrahls und des Beschichtungsmaterials erzeugt wird. Dies ist unabhängig davon, ob eine Oberfläche beschichtet wird oder der Kegelstrahl abseits einer zu beschichtenden Oberfläche ausgebracht wird.The coating operation is the state in which a stable coating-effective cone jet is generated by means of the hot gas jet and the coating material. This is independent of whether a surface is coated or the cone beam is applied away from a surface to be coated.
Der beschichtungswirksame Kegelstrahl ist der Anteil des mittels des Heißgasstrahls beschleunigten Beschichtungsmaterials, das eine gewünschte oder zumindest im Rahmen der Toleranzen geduldete Beschichtung der zu beschichtenden Oberfläche erzeugen kann: Der beschichtungswirksame Kegelstrahl weist näherungsweise eine Kegelform auf, die schwerkraftbedingt und/oder infolge der Materialzuführung strahlendseitig eine Ellipse als Grundfläche Basis und/oder eine geneigte Kegelhöhe aufweisen kann. Die Kegelhöhe des Kegelstrahls kann dabei zu der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls versetzt und/oder weggeneigt sein. Dies ist in der Regel bei einem Pulver-Spritz-Verfahren der Fall, wenn das Pulver dem Heißgasstrahl seitlich zugeführt wird. Der beschichtungswirksame Kegelstrahl ist von einer Mantelfläche umgrenzt. Auf die genaue Lage der Mantelfläche kann beispielsweise geschlossen werden, indem das Ablagerungsbild einer punktuellen beziehungsweise einer oder mehrerer linienförmiger Beschichtungen betrachtet wird. Alternativ können seitliche Bildaufnahmen darüber Aufschluss geben. Der Fachmann kann bei der Ermittlung auf umfangreichen allgemein bekannten Stand der Technik zurückgreifen.The coating-effective conical jet is the proportion of the coating material accelerated by means of the hot gas jet, which can produce a desired coating or tolerated tolerances of the surface to be coated: The coating-effective cone jet has approximately a conical shape, the gravitational and / or due to the material supply a radiating side Ellipse may have base as base and / or an inclined cone height. The cone height of the cone beam can be offset and / or inclined away from the center axis alignment of the hot gas jet. This is usually the case in a powder-injection process when the powder is fed laterally to the hot gas jet. The coating-effective cone beam is bounded by a lateral surface. For example, the exact position of the lateral surface can be deduced by considering the deposit image of a punctiform or one or more linear coatings. Alternatively, lateral images can provide information. The person skilled in the art can refer to extensive well-known prior art in the determination.
Die Mantellinie, die von der Einführrichtung am weitesten weggeneigt ist, bildet mit der Einführrichtung den eingeschlossenen Maximalwinkel. Bei einer senkrechten Ausrichtung der Einführrichtung ist die maximal weggeneigte Mantellinie bei einer Schwenkung des Kegelstrahls von oben, als der Seite der Haltelanze, hin zur Waagerechten unterhalb der Kegelhöhe, und zumindest wenn der beschichtungswirksame Kegelstrahl einen Kreiskegel bildet, innerhalb der von der Einführrichtung und der Kegelhöhe aufgespannten Ebene. Bei einem beschichtungswirksamen Kegelstrahl mit einer zu dieser Ebene um die Kegelhöhe verdrehten elliptischen Grundfläche wird der Maximalwinkel von der Mantellinie gebildet, die in der Ebene liegt, in der die am weitesten nach unten von der Einführrichtung weggeneigte Mantellinie liegt. Der beschichtungswirksame Kegelstrahl weist also keine Linie auf, die weiter von der Einführrichtung weggeneigt ist als die Mantellinie, welche mit der Einführrichtung den Maximalwinkel einschließt.The generatrix, which is the most inclined away from the insertion direction, forms with the insertion direction the included maximum angle. In a vertical orientation of the insertion, the maximum flattened surface line is at a pivoting of the cone beam from above, as the side of the holding lance, to the horizontal below the cone height, and at least when the coating-effective cone beam forms a circular cone, within the of the insertion direction and the cone height spanned level. In the case of a coating-effective cone beam with an elliptical base surface rotated around the cone height with respect to this plane, the maximum angle is formed by the surface line lying in the plane in which the generatrix which slopes farthest downward from the insertion direction lies. The coating-effective cone beam thus has no line, which is further inclined away from the insertion direction than the surface line, which includes the maximum angle with the insertion direction.
Zwischen der Einführrichtung und der maximal weggeneigten Mantellinie liegt im Einsatz mittels der Winkelhalterung ein Maximalwinkel von 90° oder weniger vor, bevorzugt weniger als 80°, besonders bevorzugt von weniger als 70° vor. Die Wahl des Maximalwinkels ist dabei bevorzugt von der Art und Neigung einer abschirmenden Oberseite eines Maskierungsschilds zu wählen, sodass der beschichtungswirksame Kegelstrahl bis zu einem Strahlende in einer nicht beschichtenden Position nicht auf eine Gegenfläche trifft oder mit einem flachen Winkel von unter 10° auf eine Gegenfläche trifft.In use by means of the angle bracket, a maximum angle of 90 ° or less, preferably less than 80 °, particularly preferably less than 70 °, is present between the insertion direction and the maximum away-inclined surface line. The choice of the maximum angle is preferably to be selected by the type and inclination of a shielding top of a masking shield, so that the coating effective cone beam does not hit a counter surface up to a beam end in a non-coating position or with a shallow angle of less than 10 ° on a counter surface meets.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Anhaften von Partikeln an einer geneigten abschirmenden Oberseite eines Maskierungsschilds nahezu ausgeschlossen oder zumindest auf den Anteil des beschichtungswirksamen Kegelstrahls reduziert, der mit einem Winkel von über 10° auf eine Gegenfläche trifft.In this embodiment, adherence of particles to an inclined shielding top of a masking shield is almost impossible or at least to the proportion of the Reduces coating effective cone beam, which strikes an opposing surface with an angle of more than 10 °.
Bevorzugt wird eine Ablagerung zudem durch eine geeignete Absaugung oder Luftführung vermindert.Preferably, a deposit is also reduced by a suitable suction or air duct.
Der Beschichtungslanzenkopf ist bevorzugt für eines der folgenden Verfahren eingerichtet:
- - Atmosphärisches Plasmaspritzen (APS);
- - Rotating-Single-Wire-Spritzen (RSW);
- - Plasma-Transfer-Wire-Arc-Spritzen (PTWA);
- - Lichtbogen-Draht-Spritzen (LDS);
- - Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF); und
- - Flammspritzen
- - Atmospheric plasma spraying (APS);
- - Rotating Single Wire Injection (RSW);
- Plasma Transfer Wire Arc Injection (PTWA);
- - arc wire spraying (LDS);
- - high velocity flame spraying (HVOF); and
- - flame spraying
Bei dem Atmosphärischen Plasmaspritzen (APS) handelt es sich um ein Verfahren, bei dem ein Pulver im festen Aggregatzustand einem ionisierten Heißgasstrahl, zum Beispiel einer Flamme, seitlich, teilweise auch mit mehreren Eindüsungen, von hinten, von oben und/oder von unten zugeführt wird. Neben den Vorteilen einer äußerst variablen und kostengünstigen Prozessführung, wie sie eingangs beschrieben worden ist, hat dieses pulverbasierte Verfahren das Charakteristikum eines großen Öffnungswinkels des beschichtungswirksamen Kegelstrahls. Daher treffen beschichtungswirksame Partikel einer konventionellen Beschichtungslanze in aus einem zu beschichtenden Innenraum herausgefahrener Position auch bei einem flachen Öffnungswinkel einer konventionellen Durchgangsöffnung eines Maskierungsschilds mit einem relativ steilen Winkel auf. Im Resultat können diese Partikel an dieser konventionellen Durchgangsöffnung anhaften oder gelangen als Staubpartikel infolge des Öffnungswinkels wieder in den Bereich der zu beschichtenden Oberfläche. Dort können sie im weiterlaufenden Beschichtungsprozess in die aufgebrachte Schicht eingebettet werden und so zu großen Fehlstellen und somit Ausschuss führen. Auch in anschließenden Waschprozessen können diese nicht mehr oder nicht beschädigungsfrei gelöst werden. Damit erfüllt die Oberfläche nicht mehr die angestrebten Eigenschaften, insbesondere nicht für eine reduzierte Reibung. Herrschende Lehrmeinung war daher bisher, dass das Atmosphärische Plasmaspritzen allein mit einem in Einführrichtung direkt der zu beschichtenden Oberfläche folgenden Opferring mit guten Hafteigenschaften verwendbar sei. Mit der negativen Anwinkelung der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls oder sogar des Maximalwinkels des beschichtungswirksamen Kegelstrahls ist aber eine Lösung ohne Anhaftung und ohne die Gefahr eines Anhaftens von Staub im zu beschichtenden Bereich eines Werkstücks aufgefunden. Die Antihafteigenschaften des Maskierungsschilds müssen dabei nicht optimal sein, um ein Anhaften von Overspray zu minimieren. Damit ist die Vorrichtung sehr kostengünstig ausführbar. Diese Vorteile sind auch für die Draht-Spritz-Verfahren nutzbar, indem dort steilere Winkel der Durchgangsöffnung und/oder ein kostengünstigeres Antihaft-Material einsetzbar sind.Atmospheric plasma spraying (APS) is a process in which a powder in the solid state is supplied to an ionized hot gas jet, for example a flame, laterally, partly also with several injections, from behind, from above and / or from below , In addition to the advantages of a highly variable and cost-effective process control, as described above, this powder-based method has the characteristic of a large opening angle of the coating-effective cone beam. Therefore, coating effective particles of a conventional coating lance in a position extended out of an interior to be coated meet also at a shallow opening angle of a conventional through hole of a masking shield at a relatively steep angle. As a result, these particles can adhere to this conventional passage opening or, as dust particles, return to the area of the surface to be coated as a result of the opening angle. There they can be embedded in the ongoing coating process in the applied layer and thus lead to large defects and thus rejects. Even in subsequent washing processes, these can no longer be solved or not without damage. Thus, the surface no longer meets the desired properties, especially not for a reduced friction. Thus, the prevailing opinion until now was that atmospheric plasma spraying alone with a sacrificial ring with good adhesive properties following the surface directly to be coated in the insertion direction could be used. However, with the negative angling of the center axis orientation of the hot gas jet or even the maximum angle of the coating effective cone jet, a solution without adhesion and without the danger of dust adhering to the area of a workpiece to be coated is found. The non-stick properties of the masking shield need not be optimal in order to minimize the adhesion of overspray. Thus, the device is very inexpensive executable. These advantages can also be utilized for the wire-spray method, in that steeper angles of the through-opening and / or a more cost-effective non-stick material can be used there.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Beschichtungslanze zum thermischen Beschichten einer metallischen Oberfläche vorgeschlagen, welche zumindest die folgenden Elemente aufweist:
- - Plasmadüse zum Erzeugen eines Heißgasstrahls, wobei der Heißgasstrahl eine vorbestimmbare Temperatur, Geschwindigkeit und Mittelachsenausrichtung aufweist;
- - Zuführeinrichtung zum Zuführen von Beschichtungsmaterial in fester Phase hin zu dem Heißgasstrahl;
- - Haltelanze, wobei die Haltelanze eine Einführrichtung aufweist,
- - Plasma nozzle for generating a hot gas jet, wherein the hot gas jet has a predeterminable temperature, speed and center axis alignment;
- Feeding means for feeding solid phase coating material toward the hot gas jet;
- Holding lance, wherein the holding lance has an insertion direction,
Die Beschichtungslanze weist Leitungen für die Versorgung eines Beschichtungsstrahls auf, wie zum Beispiel eine Gasleitung für das Gas (-gemisch) des Heißgasstrahls, Leitungen für Kühl- und Mantelgase (zum Beispiel Druckluft oder Inertgase), eine Beschichtungsmaterialleitung, eine elektrische Leitung und gegebenenfalls einen oder mehrere Kühlmittelleitungen. Weiterhin weist die Beschichtungslanze bevorzugt einen oder mehrere Sensoren und/oder einen oder mehrere Anschlüsse für eine Erfassungseinrichtung auf, wodurch ein Überwachen zumindest eines Prozessparameters ermöglicht ist.The coating lance has lines for supplying a coating jet, such as a gas line for the gas (mixture) of the hot gas jet, lines for cooling and jacket gases (for example compressed air or inert gases), a coating material line, an electrical line and optionally one or several coolant lines. Furthermore, the coating lance preferably has one or more sensors and / or one or more connections for a detection device, whereby it is possible to monitor at least one process parameter.
Die Beschichtungslanze weist eine Plasmadüse auf, welche zum Ausrichten und Beschleunigen des Heißgasstrahls eingerichtet ist. Die Plasmadüse ist über eine entsprechende Gasleitung mit Gas (-gemisch) für den Heißgasstrahl versorgbar. Weiterhin ist die Plasmadüse oftmals zum Erzeugen eines Lichtbogens als Anode und/oder Kathode ausgeführt. Die Plasmadüse ist wie oben mit Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf beschrieben eingerichtet, und insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.The coating lance has a plasma nozzle, which is set up for aligning and accelerating the hot gas jet. The plasma nozzle can be supplied via a corresponding gas line with gas (mixture) for the hot gas jet. Furthermore, the plasma nozzle is often designed to generate an arc as the anode and / or cathode. The plasma nozzle is arranged as described above with respect to the coating lance head, and to that extent reference is made to the above description.
Die in der Beschichtungslanze umfasste Zuführeinrichtung ist über eine Beschichtungsmaterialleitung mit geeignetem Beschichtungsmaterial beschickbar, sodass das Beschichtungsmaterial mit gewünschter Geschwindigkeit und Ausrichtung dem Heißgasstrahl zuführbar ist. Geeignete Materialien und Ausrichtung der Zuführeinrichtung sind oben mit Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf beschrieben eingerichtet, und insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.The feeding device included in the coating lance can be charged with suitable coating material via a coating material line so that the coating material can be fed to the desired speed and orientation Hot gas jet can be supplied. Suitable materials and orientation of the feeder are set forth above with respect to the coating lance head, and to that extent reference is made to the above description.
Die Beschichtungslanze umfasst eine Haltelanze, welche dazu eingerichtet ist, die Plasmadüse und die Zuführeinrichtung während einer Bewegung zum Beschichten exakt ausgerichtet zu halten. Zudem umfasst die Haltelanze den Hauptteil der oben beschriebenen Leitungen und gegebenenfalls der oben beschriebenen Sensoren und/oder Anschlüsse.The coating lance comprises a holding lance which is adapted to keep the plasma nozzle and the feeder exactly aligned during a coating movement. In addition, the holding lance comprises the main part of the above-described lines and optionally the sensors and / or connections described above.
Die Einführrichtung der Haltelanze und damit der Beschichtungslanze im Betrieb ist in vielen Anwendungsfällen, insbesondere beim Beschichten einer Innenraum-Oberfläche, wie einer Zylinderbohrung in einem Zylinderkurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine, und anderen beengten Verhältnissen, deckungsgleich mit der axialen geraden Erstreckung der Haltelanze. Allerdings ist es für andere Anwendungsfälle gegebenenfalls vorteilhaft, die Haltelanze in einer Freiform zu verwenden. Dabei ist die Einführrichtung die für ein gewünschtes Beschichtungsergebnis erforderliche Bewegungsrichtung. Unter Umständen kann die Trajektorie einer solchen Bewegungsrichtung von einer Geraden abweichen.The insertion of the holding lance and thus the coating lance in operation is congruent with the axial straight extension of the holding lance in many applications, especially when coating an interior surface, such as a cylinder bore in a cylinder crankcase of an internal combustion engine, and other cramped conditions. However, it may be advantageous for other applications to use the holding lance in a free form. The direction of insertion is the direction of movement required for a desired coating result. Under certain circumstances, the trajectory of such a direction of movement may deviate from a straight line.
Die Beschichtungslanze ist derart eingerichtet, dass die Winkellage der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls, wie er durch die jeweils eingesetzte Plasmadüse definiert ist, zu der Einführrichtung einer Haltelanze festgelegt ist oder frei einstellbar ist.The coating lance is set up such that the angular position of the center axis orientation of the hot gas jet, as defined by the respectively used plasma nozzle, is fixed to the insertion direction of a holding lance or is freely adjustable.
Zwischen der Einführrichtung und der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls liegt im Einsatz ein Strahlwinkel von weniger als 90° vor, bevorzugt weniger als 80°, besonders bevorzugt von weniger als 70° vor. Der Strahlwinkel und die Zuführrichtung sind wie oben mit Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf eingerichtet, und insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.In use, a jet angle of less than 90 °, preferably less than 80 °, particularly preferably less than 70 °, is present between the introduction direction and the center axis alignment of the hot gas jet. The beam angle and the feeding direction are set as above with respect to the coating lance head, and to that extent reference is made to the above description.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Beschichtungslanze bildet im Beschichtungsbetrieb das zugeführte Beschichtungsmaterial infolge der Beschleunigung mittels des Heißgasstrahls einen beschichtungswirksamen Kegelstrahl, und zwischen der maximal von der Einführrichtung der Haltelanze weggeneigten Mantellinie des Kegelstrahls und der Einführrichtung der Haltelanze ist ein eingeschlossener Maximalwinkel gebildet, welcher gleich oder kleiner 90° ist.According to an advantageous embodiment of the coating lance formed in the coating operation, the supplied coating material due to the acceleration by means of the hot gas jet, a coating effective cone beam, and between the maximum of the insertion of the holding lantern inclined cantilever line of the cone beam and the insertion of the holding lance an enclosed maximum angle is formed, which is equal or smaller 90 ° is.
Die im vorigen Absatz genannten Merkmale sind oben mit Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf beschrieben und insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.The features mentioned in the previous paragraph are described above with respect to the coating lance head and to that extent reference is made to the above description.
Die Beschichtungslanze ist bevorzugt für eines der folgenden Verfahren eingerichtet:
- - Atmosphärisches Plasmaspritzen (APS);
- - Rotating-Single-Wire-Spritzen (RSW);
- - Plasma-Transfer-Wire-Arc-Spritzen (PTWA);
- - Lichtbogen-Draht-Spritzen (LDS);
- - Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF); und
- - Flammspritzen
- - Atmospheric plasma spraying (APS);
- - Rotating Single Wire Injection (RSW);
- Plasma Transfer Wire Arc Injection (PTWA);
- - arc wire spraying (LDS);
- - high velocity flame spraying (HVOF); and
- - flame spraying
Die im vorigen Absatz genannten Verfahren sind eingangs und weiterhin mit Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf beschrieben, und insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.The methods mentioned in the previous paragraph are described at the outset and continue with reference to the coating lance head, and to that extent reference is made to the above description.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Beschichtungslanze sind die Plasmadüse und die Zuführeinrichtung in einem Beschichtungslanzenkopf gemäß der obigen Beschreibung angeordnet.According to an advantageous embodiment of the coating lance, the plasma nozzle and the feed device are arranged in a coating lance head as described above.
Die Winkelhalterung weist in einer Ausführungsform eine Anschlussfläche auf, welche quer zu der Einführrichtung der Haltelanze ausgerichtet ist und mit einer korrespondierend ausgebildeten Gegenanschlussfläche der Haltelanze, bevorzugt lösbar, verbindbar ist. Der Fachmann versteht, dass die Form und Neigung der Winkelhalterung frei wählbar ist und lediglich zu einer korrespondierend ausgebildeten Gegenanschlussfläche zum Einstellen oder zur Einstellbarkeit der gewünschten Winkellage der Mittelachsenausrichtung des Heißgasstrahls angepasst sein muss. Bevorzugt sind in der korrespondierenden Anschlussfläche und Gegenanschlussfläche die Anschlüsse der in Bezug auf den Beschichtungslanzenkopf oben beschriebenen Art vorgesehen, und besonders bevorzugt lassen sich die Anschlüsse des Beschichtungslanzenkopf und die korrespondierenden Gegenanschlüsse der Haltelanze beim miteinander Befestigen direkt miteinander verbinden.In one embodiment, the angle holder has a connection surface, which is aligned transversely to the insertion direction of the holding lance and can be connected to a correspondingly formed mating connection surface of the holding lance, preferably detachably. The skilled person understands that the shape and inclination of the angle bracket is arbitrary and must be adapted only to a correspondingly formed mating connection surface for setting or adjustability of the desired angular position of the center axis alignment of the hot gas jet. The connections of the type described above with respect to the coating lance head are preferably provided in the corresponding connection surface and mating connection surface, and particularly preferably the connections of the coating lance head and the corresponding mating connections of the holding lance can be connected directly to one another when fastening together.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Maskierungsschild zum Abschirmen vorbestimmter Oberflächen eines Objekts bei einem thermischen Beschichten vorgeschlagen, welcher zumindest die folgenden Elemente aufweist:
- - Unterseite zur Auflage auf einer abzuschirmenden Oberfläche;
- - Oberseite, welche einer Beschichtungslanze zugewandt ist, wenn sich die Beschichtungslanze in einer herausgefahrenen Position befindet;
- - Durchgangsöffnung mit einer axialen Erstreckung von der Oberseite zu der Unterseite, durch welche eine Beschichtungslanze hindurchtauchbar ist, um das Objekt zu beschichten, wobei die Oberseite zu der axialen Erstreckung der Durchgangsöffnung einen eingeschlossenen Öffnungswinkel bildet, welcher größer als 75° ist;
- - Anti-Haftbeschichtung auf der Oberseite und ggf. auf der Unterseite im Bereich der Öffnung.
- - Bottom to rest on a surface to be shielded;
- - Top, which faces a coating lance, when the coating lance is in a retracted position;
- - Through opening with an axial extent from the top to the bottom, through which a coating lance is submersible to coat the object, the top to the axial extent of the passage opening forms an included opening angle which is greater than 75 °;
- - Anti-adhesive coating on the top and possibly on the bottom in the area of the opening.
In einer bevorzugten Ausführungsform grenzt die Oberseite radial außen spaltfrei an einen Außenbereich, wobei sich der Außenbereich von der Oberseite weg neigt und zu der Unterseite parallel verläuft oder zu der Unterseite hin neigt.In a preferred embodiment, the upper side radially adjoins gap-free outer walls, wherein the outer area slopes away from the upper side and runs parallel to the lower side or tilts towards the lower side.
Beispielsweise weist die Oberseite keinen Knick auf und ist so als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Oberseite einen oder mehrere Knicke auf, sodass die Oberseite in mehrere Teilflächen mit jeweils unterschiedlichem Winkel unterteilt ist. Der Öffnungswinkel ist dabei derjenige der zur Durchgangsöffnung direkt benachbarte oder die Gesamtsteigung der Teilflächen, bis zu deren Übergang zur nächsten Teilfläche oder dem Außenbereich sich der beschichtungswirksame Kegelstrahl bis zu seinem Strahlende erstreckt.For example, the top has no kink and is thus formed as a continuous surface. In a preferred embodiment, the upper side has one or more kinks, so that the upper side is subdivided into a plurality of partial surfaces each having a different angle. The opening angle is that of the directly adjacent to the passage opening or the total slope of the partial surfaces, up to the transition to the next partial surface or the outer region, the coating-effective cone beam extends to its radiant end.
Die Oberseite, und bevorzugt auch die Unterseite, weist zumindest in einem Teilbereich angrenzend an die Durchgangsöffnung eine Antihafteigenschaft auf, sodass infolge der Materialpaarung von der Oberseite und den Partikeln eine Anhaftung erschwert oder sogar verhindert wird. Der Teilbereich erstreckt sich radial zumindest bis zum Strahlende des Kegelstrahls.The upper side, and preferably also the lower side, has an anti-adhesion property at least in a partial area adjacent to the through-opening, so that, as a result of the pairing of materials from the upper side and the particles, adhesion is hindered or even prevented. The portion extends radially at least to the radiant end of the cone beam.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antihafteigenschaft dadurch erzielt, dass die Oberseite mit einer Antihaftbeschichtung versehen ist. Hierdurch wird eine Anhaftung von Spritzpartikeln und Staubpartikeln erschwert oder unmöglich. Der hier vorgeschlagene flache Winkel der Oberseite hat zudem den Vorteil, dass auf der Oberseite aufliegende Partikel nicht oder zumindest nicht leicht der Schwerkraft folgend in den Bereich der zu beschichtenden Oberfläche mit den oben genannten Nachteilen gelangen können, sondern vielmehr liegen bleiben oder sogar dem Impuls des Heißgasstrahls folgend sich radial weiter nach außen, also aufwärts, bewegen.In a preferred embodiment, the non-stick property is achieved by providing the top surface with a non-stick coating. As a result, adhesion of spray particles and dust particles is difficult or impossible. The flat angle of the upper side proposed here also has the advantage that particles lying on the upper side can not or at least do not easily reach the region of the surface to be coated with the disadvantages mentioned above, but rather remain lying or even impulse of the Hot gas jet following radially outward, ie upwards, move.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Unterseite zumindest im Bereich der Durchgangsöffnung, beispielsweise über einen Rand von mindestens 1 cm, oder über die gesamte Anlagefläche mit einer Antihaftbeschichtung versehen. Hierdurch wird ein Anhaften von Partikeln, die unwahrscheinlicherweise in den Spalt zwischen abzuschirmender Oberfläche und Maskierungsschild gelangen, verhindert.In a further preferred embodiment, the underside is provided with a non-stick coating, at least in the region of the passage opening, for example over an edge of at least 1 cm, or over the entire contact surface. As a result, adherence of particles that are unlikely to get into the gap between shielding surface and masking shield prevented.
Der Maskierungsschild unterscheidet sich von allem Vorbekannten dadurch, dass ein Opferring überflüssig ist, weil eine Anhaftung von Beschichtungsmaterial und eine Beschädigung der zu beschichtenden oder gerade beschichteten Bereiche durch in diese Bereiche gelangenden Staub beziehungsweise Overspray ausgeschlossen werden kann. Dies gilt vorteilhafterweise auch für ein Pulver-Spritz-Verfahren, wie zum Beispiel Atmosphärisches Pulverspritzen (APS).The masking shield differs from the prior art in that a sacrificial ring is superfluous because adhesion of coating material and damage to the areas to be coated or just coated can be precluded by dust or overspray reaching into these areas. This is also advantageous for a powder-spray process, such as atmospheric powder spraying (APS).
Die Unterseite des Maskierungsschilds ist zur Auflage auf eine zu schützende Oberfläche eingerichtet, zum Beispiel eine Topdeckfläche eines Zylinderkurbelgehäuses, in welcher unter Umständen Öffnungen für einen Wasserraum und Ölrückläufe vorgesehen sind.The underside of the masking shield is adapted to rest on a surface to be protected, for example, a Topdeckfläche a cylinder crankcase, in which openings are provided for a water chamber and oil spills under certain circumstances.
Die Oberseite ist einer Beschichtungslanze zugewandt, sodass die Oberseite in einem Zustand, in welchem ein Beschichtungsstrahl nicht vollständig auf eine zu beschichtende Oberfläche gerichtet ist, zum Teil von beschichtungswirksamen Partikeln getroffenen werden kann. Dieser Zustand wird hier als ausgetauchte Position bezeichnet.The upper side faces a coating lance, so that the upper side can be partially struck by coating-effective particles in a state in which a coating jet is not completely directed onto a surface to be coated. This condition is referred to here as a submerged position.
Durch den Maskierungsschild erstreckt sich eine Durchgangsöffnung, welche somit die Oberseite und Unterseite durchstößt. Diese ist zum einen dazu vorgesehen, einen Durchgang für die Beschichtungslanze zu bilden. Zum anderen bildet die Durchgangsöffnung eine Schablone, mit welcher beispielsweise ein exakt definierter Randbereich um den Eingang zu der zu beschichtenden Oberfläche des Objekts freigelassen wird. Dadurch wird dieser Randbereich ebenfalls beschichtet. Dieser beschichtete Randbereich führt zu einer Kantenbeschichtung. Diese Kantenbeschichtung begünstigt die mechanische Festigkeit der Beschichtung im Innenraum gegenüber einem Abfasen, das sich bei einer Nachbearbeitung eines Zylinderkurbelgehäuses üblicherweise an den Beschichtungsvorgang direkt oder indirekt anschließt. Dieser Randbereich ist derart einzurichten, dass er durch das Abfasen, beispielsweise vom Fräswerkzeug, vollständig entfernt wird. Andererseits darf der Randbereich nicht zu schmal oder zu unregelmäßig sein, weil sonst keine ausreichende mechanische Festigkeit erreicht wird und die verbleibende Beschichtung im Innenraum beschädigt werden kann. Alternativ ist der Durchmesser der Durchgangsöffnung exakt gleich dem oder kleiner als der Durchmesser des zu beschichtenden Zylinders.Through the masking shield extends a passage opening, which thus pierces the top and bottom. This is on the one hand intended to form a passage for the coating lance. On the other hand, the passage opening forms a template with which, for example, a precisely defined edge area around the entrance to the surface of the object to be coated is left free. As a result, this edge region is also coated. This coated edge area leads to an edge coating. This edge coating favors the mechanical strength of the coating in the interior compared to a chamfer, which usually follows the coating process directly or indirectly in a post-processing of a cylinder crankcase. This edge region is to be set up in such a way that it is completely removed by the bevelling, for example by the milling tool. On the other hand, the edge area must not be too narrow or too irregular, because otherwise sufficient mechanical strength is not achieved and the remaining coating in the interior can be damaged. Alternatively, the diameter of the passage opening is exactly equal to or smaller than the diameter of the cylinder to be coated.
Aus dem Stand der Technik sind Maskierungen bekannt, die einen Opferring aufweisen, der axial direkt an der abzuschirmenden Oberfläche angrenzt. Dieser Opferring weist explizit gute Hafteigenschaften für das Beschichtungsmaterial auf, um ein Herabfallen von Staub in den zu beschichtenden Innenraum und damit eine Beschädigung zu vermeiden. Aufgrund des engen Spielraums zwischen maximaler Randbreite und minimaler Randbreite und zudem der Verringerung der Hafteigenschaften durch ein Opferbeschichten müssen solche Opferringe sehr häufig ausgetauscht werden, beispielsweise nach ein bis sechs Beschichtungsvorgängen .Maskings are known from the prior art, which have a sacrificial ring, which is axially adjacent directly to the surface to be shielded. This sacrificial ring has explicitly good adhesion properties for the coating material in order to prevent dust falling into the interior to be coated and thus damage. Due to the narrow margin between maximum edge width and minimum edge width and also the reduction of adhesive properties by sacrificial coating such sacrificial rings must be replaced very often, for example, after one to six coating operations.
Eine Lösung dafür wird in der eingangs zitierten
Die axiale Erstreckung der Durchgangsöffnung ist bevorzugt eine Senkrechte zur von der Unterseite aufgespannten Ebene. Für abweichende Geometrien des zu beschichtenden Objekts kann davon aber entsprechend abgewichen werden. Bevorzugt ist bei einer Beschichtung des Lauffläche eines Zylinderkurbelgehäuses die axiale Erstreckung im Betrieb kongruent zu der Rotationsachse einer Zylinderbohrung.The axial extension of the passage opening is preferably a perpendicular to the plane spanned by the underside. For deviating geometries of the object to be coated, it may be deviated accordingly. In a coating of the running surface of a cylinder crankcase, the axial extent in operation is preferably congruent to the axis of rotation of a cylinder bore.
Hier wird nun vorgeschlagen, einen zu der axialen Erstreckung der Durchgangsöffnung eingeschlossenen Öffnungswinkel von größer 75°, bevorzugt größer 85°, vorzusehen. Um einen Maskierungsschild möglichst schmal zu halten, und dadurch kurze Zustellwege zu erhalten, ist es grundsätzlich nicht vorteilhaft, einen flacheren Winkel als 90°, also eine negative Neigung zur Unterseite hin, vorzusehen. Zudem ist es vorteilhaft, den Maskierungsschild in Verbindung mit einer Absaugung, also Unterdruck, oder einer Luftführung, also einer gerichteten Druckluftführung, zu verwenden. Dabei sollte der entstehende Staub von dem zu beschichtenden Innenraum weggeführt werden, vorteilhafterweise daher in einem Winkel kleiner als 90°.Here it is now proposed to provide an opening angle of greater than 75 °, preferably greater than 85 °, enclosed to the axial extension of the passage opening. In order to keep a masking shield as narrow as possible, and thereby obtain short delivery routes, it is generally not advantageous to provide a shallower angle than 90 °, ie a negative slope towards the bottom. In addition, it is advantageous to use the masking shield in conjunction with an exhaust, ie negative pressure, or an air duct, so a directed compressed air supply. In this case, the resulting dust should be led away from the interior to be coated, advantageously therefore at an angle smaller than 90 °.
Bei einem Pulver-Spritz-Verfahren, beispielsweise Atmosphärischem Pulver-Spritzen (APS), ist es vorteilhaft, einen besonders flachen Öffnungswinkel von 85° bis 88° vorzusehen. Hierdurch lässt sich die Wahrscheinlichkeit beziehungsweise Häufigkeit einer Anhaftung reduzieren und damit die Standzeit des Maskierungsschilds erhöhen.In a powder injection method, for example atmospheric powder spraying (APS), it is advantageous to provide a particularly flat opening angle of 85 ° to 88 °. As a result, the probability or frequency of adhesion can be reduced, thereby increasing the service life of the masking shield.
In einer Ausführungsform ist der Maskierungsschild tellerartig ausgebildet und erstreckt sich zumindest so weit, wie der beschichtungswirksame Kegelstrahl bis zu seinem Strahlende reicht. Dadurch wird ein Anhaften von beschichtungswirksamen Partikel an abzuschirmenden Oberflächen des zu beschichtenden Objekts vermieden.In one embodiment, the masking plate is plate-shaped and extends at least as far as the coating-effective cone beam extends to its radiant end. As a result, adherence of coating-effective particles to surfaces to be shielded of the object to be coated is avoided.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Maskierungsschild unsymmetrisch ausgeführt und deckt die gesamte abzuschirmende Oberfläche und/oder die zum konkreten Behandlungszeitpunkt noch nicht zu beschichtenden oder bereits beschichteten Oberflächen ab. Dabei muss sichergestellt sein, dass die zu beschichtenden oder bereits beschichteten Oberflächen weiterhin absaugbar sind, beispielsweise bei einem Zylinderkurbelgehäuse vom Kurbelraum aus. Dazu ist der Maskierungsschild für ein Nachströmen oder Ausströmen von Luft zu den beziehungsweise von den zu beschichtenden oder bereits beschichteten Oberflächen eingerichtet.In a particularly preferred embodiment, the masking shield is designed asymmetrically and covers the entire surface to be shielded and / or the surfaces not yet to be coated or already coated at the time of the concrete treatment. It must be ensured that the surfaces to be coated or already coated are still extractable, for example in the case of a cylinder crankcase from the crankcase. For this purpose, the masking shield is arranged for a subsequent flow or outflow of air to or from the surfaces to be coated or already coated.
Für einige Anwendungen ist es vorteilhaft eine Fase zwischen der Oberseite zu der Unterseite vorzusehen, wobei die Fase einen steilen Anliegewinkel aufweist. Hierdurch wird eine sauber begrenzte Beschichtung der Umkantung bei einer Innenraumbeschichtung begünstigt. Beim Anheben des Maskierungsschilds im Anschluss an den Beschichtungsvorgang bleibt das Beschichtungsmaterial aufgrund des Kohäsionseffekts an der zu beschichtenden Oberfläche haften und löst sich rückstandsfrei von dem Maskierungsschild. Diese Fase weist eine Antihafteigenschaft auf, wie sie oben mit Bezug auf die Oberseite beschrieben ist, bevorzugt mittels Verwendung des selben Materials beziehungsweise derselben Beschichtung.For some applications, it is advantageous to provide a chamfer between the top to the bottom, wherein the chamfer has a steep contact angle. As a result, a clean-limited coating of the folded edge is favored in an interior coating. When the masking shield is raised following the coating process, the coating material adheres to the surface to be coated due to the cohesive effect and dissolves without residue from the masking shield. This chamfer has an anti-sticking property, as described above with respect to the top, preferably by using the same material or the same coating.
Der Maskierungsschild ist zumindest bei einem Übergang von der Durchgangsöffnung, und bevorzugt im gesamten Bereich der Oberseite, für ein Anhaften von per Heißgasstrahl ausgebrachtem Beschichtungsmaterial ungeeignet. Bevorzugt weist dieser eine Oberfläche auf aus oder ist aus Vollmaterial gebildet, aus:
- Polytetrafluorethylen (PTFE);
- oder Verbindungen, enthaltend zumindest eines der folgenden Materialien:
- - diamantartigen Kohlestoff [DLC];
- - Silizium-DLC [Si-DLC]
- - Metall-DLC
- - tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschicht [ta-C]
- - diamantähnliche Kohlenstoffschichten
- - Titan-Nitrid [TiN];
- - Titan-Bor-Nitrid [TiBN];
- - Titanborid [TiB2];
- - Titan-Aluminium-Nitrid [TiAIN]
- - Chrom-Nitrid [Cr2N]
- oder Legierungen, mit folgendem Hauptbestandteil:
- - Kupfer;
- - Messing;
- - Bronze.
- Polytetrafluoroethylene (PTFE);
- or compounds containing at least one of the following materials:
- diamond-like carbon [DLC];
- - Silicon DLC [Si-DLC]
- - Metal DLC
- - tetrahedral hydrogen-free amorphous carbon layer [ta-C]
- - diamond-like carbon layers
- Titanium nitride [TiN];
- Titanium boron nitride [TiBN];
- Titanium boride [TiB 2 ];
- - Titanium Aluminum Nitride [TiAIN]
- - chromium nitride [Cr 2 N]
- or alloys, with the following main constituent:
- - Copper;
- - Brass;
- - Bronze.
Die Wahl des geeigneten Werkstoffs hängt von der erwünschten Standzeit, dem gewählten Öffnungswinkel und dem Beschichtungsverfahren ab. Aus dem Stand der Technik ist dem Fachmann bekannt, welche Materialien bessere oder schlechtere Hafteigenschaften für das jeweilige Plasma-Spritz-Verfahren aufweisen. Insbesondere in Kombination mit der Fase für einen steilen Anliegewinkel am Übergang der Oberseite zu der Durchgangsöffnung sind temperaturstabile diamantähnliche Kohlenstoffschichten, (DLC) Silizium-DLC [Si-DLC] oder Metall-DLC Schichten vorteilhaft, wobei eine besonders geringe Anhaftung erzielt ist. Ein geeignetes Material soll die folgenden Eigenschaften aufweisen: Neben den bezeichneten Antihafteigenschaften sollte es eine kratzfeste und abriebfeste Oberfläche bilden, temperaturstabil bis 500 °C sein und eine geeignete chemische Resistenz aufweisen.The choice of suitable material depends on the desired service life, the selected opening angle and the coating process. From the prior art, it is known to the person skilled in the art which materials have better or poorer adhesive properties for the respective plasma spray method. In particular, in combination with the bevel for a steep contact angle at the transition of the top to the through hole temperature-stable diamond-like carbon layers, (DLC) silicon DLC [Si-DLC] or metal DLC layers are advantageous, with a particularly low adhesion is achieved. A suitable material should have the following properties: In addition to the specified non-stick properties, it should form a scratch-resistant and abrasion-resistant surface, be thermally stable up to 500 ° C and have a suitable chemical resistance.
Weist der Maskierungsschild eine Zwischenfläche, beispielsweise eine Fase, zwischen der Oberseite und der Unterseite auf, so ist diese gemäß dieser Ausführungsform mit den oben genannten Antihafteigenschaften ausgeführt. Zu einer weiteren Verbesserung der Standzeit ist zudem eine entsprechende Antihafteigenschaft der Oberseite, bevorzugt der gesamten Oberseite mit dem Öffnungswinkel, vorgesehen. Für einige Anwendungsfälle ist es kostengünstiger, unterschiedliche Materialien beziehungsweise Beschichtungen einzusetzen, weil die Wahrscheinlichkeit eines Auftreffens von beschichtungswirksamen Partikeln geometrisch bedingt unterschiedlich groß ist. So sollte in einem Bereich großer Auftreffwahrscheinlichkeit ein Material mit schlechter Anhafteigenschaft, beispielsweise PTFE, diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC), Silizium-DLC [Si-DLC] -Schichten oder Metall-DLC-Schichten und in einem anderen Bereich geringerer Auftreffwahrscheinlichkeit ein Material mit eventuell besserer Anhafteigenschaft, beispielsweise Bronze, eingesetzt werden. Dies ist nach angestrebter Standzeit und Kosten der Materialien und Fertigung auszuwählen.If the masking shield has an intermediate surface, for example a chamfer, between the top side and the bottom side, then according to this embodiment it is designed with the abovementioned non-stick properties. For a further improvement of the service life is also a corresponding non-stick property of the top, preferably the entire top with the opening angle provided. For some applications, it is cheaper to use different materials or coatings, because the probability of impact of coating-effective particles is geometrically different sizes. For example, in a high impact probability region, a material with poor adhesion properties, such as PTFE, diamond-like carbon (DLC) layers, silicon DLC (Si-DLC) layers or metal DLC layers, and in another lower likelihood region should have a material with possibly better adhesion Attachment property, such as bronze, are used. This is to be selected according to desired service life and costs of materials and production.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Maskierungsschilds erstreckt die Oberseite sich mit dem Öffnungswinkel bis zu der Durchgangsöffnung.According to an advantageous embodiment of the masking shield, the upper side extends with the opening angle up to the passage opening.
Hier wird vorgeschlagen, die Oberseite mit dem flachen Öffnungswinkel direkt an die Unterseite, also im Betrieb die abzuschirmende Oberfläche des zu beschichtenden Objekts, angrenzen zu lassen. Somit ist sichergestellt, dass der Maskierungsschild keine Teilfläche aufweist, die einer erhöhten Anhaftung unterliegen könnte.Here it is proposed that the upper side with the flat opening angle directly to the underside, so in operation the shielded surface of the object to be coated, to be adjacent. This ensures that the masking shield has no partial surface that could be subject to increased adhesion.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Maskierungsschilds weist die Unterseite einen abgesetzten Bereich auf, welcher eine geringe Rauigkeit und hohe Ebenheit aufweist, bevorzugt poliert ist.According to an advantageous embodiment of the masking shield, the underside has a stepped region, which has a low roughness and high flatness, preferably polished.
Für eine einfache und gut dichtende Anlage des Maskierungsschilds auf der abzuschirmenden Oberfläche ist es anzustreben, die Unterseite besonders glatt auszuführen. Das Auflegen auf eine ebenso glatte abzuschirmende Oberfläche führt dann zu einer sicheren Abschirmung am Spalt zwischen dem Maskierungsschild und dem zu beschichtenden Objekt, durch die keine beschichtungswirksamen Partikel und auch kein oder kaum Staub durchdringen kann.For a simple and well-sealing installation of the masking shield on the surface to be shielded, it is desirable to make the underside particularly smooth. Laying on an equally smooth surface to be screened then leads to a secure shielding at the gap between the masking shield and the object to be coated, through which no coating-effective particles and no or hardly any dust can penetrate.
Eine solche Oberfläche ist jedoch aufwendig in der Fertigung. Daher wird hier vorgeschlagen, den Bereich der Auflage, also die kontaktwirksame Unterseite, möglichst klein auszulegen und gerade soweit auszuführen, dass die Durchgangsöffnung umlaufend umschlossen ist. Damit ist eine Dichtumringung gebildet. Zusätzlich ist es vorteilhaft stabilisierende Flächen und/oder Ausstrebungen von der Dichtumringung nach radial außen vorzusehen. Damit wird zum Beispiel ein definiertes glattes Aufliegen begünstigt. Dadurch wird in einer besonders dünnen Ausführung der Öffnungswinkel der Oberseite in Form gehalten .However, such a surface is expensive to manufacture. Therefore, it is proposed here to design the area of the support, that is to say the contact-effective underside, as small as possible and to execute it just so far that the passage opening is enclosed circumferentially. This is a Dichtumringung formed. In addition, it is advantageous to provide stabilizing surfaces and / or struts of the sealing ring radially outward. This favors, for example, a defined smooth seating. As a result, the opening angle of the upper side is kept in shape in a particularly thin design.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Beschichtungssystem zum thermischen Beschichten einer metallischen Innenraum-Oberfläche vorgeschlagen, welches eine Beschichtungslanze und einen Maskierungsschild aufweist, bevorzugt wie sie oben beschrieben sind. Der im Beschichtungsbetrieb der Beschichtungslanze oberhalb der Oberseite ausgebrachte Anteil des Kegelstrahls ist in einem flachen Abführwinkel zu der Oberseite ausgerichtet, wobei der Abführwinkel zwischen dem Anteil des Kegelstrahls und der Oberseite kleiner 10° oder negativ ist, bevorzugt zwischen 5° und -45° liegt.According to a further aspect of the invention, a coating system for thermally coating a metallic interior surface is proposed which comprises a coating lance and a masking shield, preferably as described above. The portion of the conical jet discharged above the upper side in the coating operation of the coating lance is oriented at a flat discharge angle to the upper side, wherein the discharge angle between the portion of the conical jet and the upper side is less than 10 ° or negative, preferably between 5 ° and -45 °.
Das Beschichtungssystem umfasst eine Beschichtungslanze nach dem Stand der Technik zusammen mit einem Maskierungsschild gemäß der obigen Beschreibung oder umgekehrt eine Beschichtungslanze gemäß der obigen Beschreibung und einen Maskierungsschild nach dem Stand der Technik oder eine Kombination aus vorbekanntem Maskierungsschild und vorbekannter Beschichtungslanze, sodass in jedem Falle der Abführwinkel kleiner 10° ist. Alternativ sind beide Systembestandteile gemäß der obigen Beschreibung ausgeführt. Auch bei einer Ausführungsform mit Elementen des Stands der Technik wird auf die oben genannten Definitionen Bezug genommen.The coating system comprises a prior art coating lance together with a masking shield according to the above description or vice versa a coating lance as described above and a prior art masking shield or a combination of prior art masking shield and prior art coating lance so that in each case the discharge angle is less than 10 °. Alternatively, both system components are implemented as described above. Also in an embodiment with elements of the state The technique is referred to the above definitions.
Die Beschichtungslanze ist zum Eintauchen in einen Innenraum, beispielsweise eine Zylinderbohrung eines Zylinderkurbelgehäuses, eingerichtet. Die Beschichtungslanze soll im außerhalb des zu beschichtenden Innenraums gestartet werden und einen stabilen beschichtungswirksamen Kegelstrahl erzeugen, bevor der Kegelstrahl auf eine zu beschichtende Oberfläche gerichtet wird. Ebenso soll der Kegelstrahl nach einem Beschichten erst außerhalb des Innenraums wieder abgeschaltet werden. Die metallische Innenraum-Oberfläche ist beispielsweise eine Aluminiumoberfläche, die bevorzugt zuvor aufgeraut worden ist, beispielsweise mittels Sandstrahlen.The coating lance is designed for immersion in an interior space, for example a cylinder bore of a cylinder crankcase. The coating lance should be started in the outside of the interior to be coated and produce a stable coating effective cone beam before the cone beam is directed to a surface to be coated. Similarly, the cone beam should be switched off after a coating only outside the interior again. The metallic interior surface is, for example, an aluminum surface, which has preferably been previously roughened, for example by means of sandblasting.
Der jeweilige Winkel, also die Mittelachsenausrichtung oder der Maximalwinkel und respektive der Öffnungswinkel, sind entsprechend einzustellen. Hierdurch wird eine Anhaftung von beschichtungswirksamen Partikel an dem Maskierungsschild vermieden oder zumindest soweit reduziert, dass die Standzeiten des Maskierungsschilds vervielfacht werden, beispielsweise von derzeit einem manuellen Auswechseln des Opferrings nach ein bis sechs Schichten auf ein bis sechs Monate. Die Standzeit ist auf den gesamten Maskierungsschild oder zumindest die Oberseite mit dem Öffnungswinkel bezogen, wobei die anderen Bestandteile des Maskierungsschilds ebenso lange oder längere Standzeiten aufweisen.The respective angle, ie the center axis orientation or the maximum angle and the opening angle respectively, are to be adjusted accordingly. In this way, adhesion of coating-effective particles to the masking shield is avoided or at least reduced to the extent that the service life of the masking shield is multiplied, for example, from currently one manual replacement of the sacrificial ring after one to six shifts to one to six months. The service life is based on the entire masking shield or at least the upper side with the opening angle, the other constituents of the masking shield having just as long or longer service lives.
Bevorzugt sind der Maskierungsschild und die Beschichtungslanze gemeinsam geführt und sind gemeinsam von zu beschichtender Oberfläche zu zu beschichtender Oberfläche führbar beziehungsweise sind diese jeweils dem Beschichtungssystem zuführbar. Dabei ist die Beschichtungslanze entlang ihrer Einführrichtung zumindest dann relativ zu dem Maskierungsschild axial bewegbar, wenn der Maskierungsschild auf eine abzuschirmende Oberfläche dichtend aufgelegt ist.Preferably, the masking shield and the coating lance are guided together and can be jointly guided by the surface to be coated to be coated surface or they are each fed to the coating system. In this case, the coating lance along its insertion direction is at least then axially movable relative to the masking shield when the masking shield is placed sealingly on a surface to be shielded.
Der Bereich oberhalb der Oberseite ist der Bereich, in welchen eine Oberflächennormale der Oberseite zeigt.The area above the top is the area in which a surface normal shows the top.
Der oberhalb der Oberseite ausgebrachte Anteil des Kegelstrahls ist der gesamte Anteil, der nicht auf der zu beschichtenden Oberfläche zum Anhaften gebracht werden soll. Ein Anteil für eine gegebenenfalls zu erzeugende Kantenbeschichtung ist damit nicht bezeichnet, auch wenn diese in einem späteren Prozessschritt wieder entfernt wird. Vielmehr ist diese in dem hier betrachteten Beschichtungsverfahren als zu beschichtende Oberfläche anzusehen.The portion of the conical jet which is spread above the top is the entire portion which is not to be adhered to the surface to be coated. A share for an optionally to be produced edge coating is therefore not designated, even if it is removed in a later process step again. Rather, in the coating process considered here, this is to be regarded as a surface to be coated.
Der Abführwinkel ist der Winkel zwischen einem beliebigen Anteil des oberhalb der Oberseite ausgebrachten Anteils des Kegelstrahls und der Oberseite mit dem Öffnungswinkel. Entlang dieses Abführwinkels ist ein Abführen der ausgebrachten Partikel anhaftungsfrei möglich. Begünstigt wird dies durch eine Absaugung und/oder Luftführung, bevorzugt parallel zu der Oberseite.The discharge angle is the angle between any proportion of the above the top of the applied portion of the cone beam and the top with the opening angle. Along this Abführwinkels a removal of the discharged particles is possible without adhesion. This is favored by a suction and / or air duct, preferably parallel to the top.
Der Abführwinkel ist bei einem parallelen Ausbringen eines Anteils des Kegelstrahls 0°. Ist der Anteil des Kegelstrahls von der Oberseite des Maskierungsschilds weggeneigt, ist der Abführwinkel negativ. Der maximal weggeneigte Abführwinkel ist durch den für die Beschichtung technisch sinnvollen Minimalwinkel des beschichtungswirksamen Kegelstrahls festgelegt. Der Minimalwinkel ist der dem oben definierten Maximalwinkel gegenüberliegende Winkel in der Mantelfläche des beschichtungswirksamen Kegelstrahls. Der maximale Fächer des beschichtungswirksamen Kegelstrahls wird also von dem Minimalwinkel und dem Maximalwinkel aufgespannt. Der maximal weggeneigte Abführwinkel liegt damit betragsmäßig unter (minus) 60°, bevorzugt unter (minus) 45°. Der maximal zugeneigte Abführwinkel liegt bei maximal 10°, bevorzugt bei weniger als 5°.The discharge angle is 0 ° in the case of a parallel discharge of a portion of the cone beam. If the portion of the cone beam is tilted away from the top of the masking shield, the discharge angle is negative. The maximum tilted discharge angle is determined by the technically meaningful for the coating minimum angle of the coating effective cone beam. The minimum angle is the angle, which is opposite the maximum angle defined above, in the lateral surface of the coating-effective cone beam. The maximum fan of the coating-effective cone beam is thus spanned by the minimum angle and the maximum angle. The maximum weggeneigte discharge angle is therefore less than (minus) 60 °, preferably below (minus) 45 °. The maximum inclined discharge angle is a maximum of 10 °, preferably less than 5 °.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Prozessbox zum thermischen Beschichten einer metallischen Innenraum-Oberfläche vorgeschlagen, welche zumindest ein Beschichtungssystem gemäß der obigen Beschreibung aufweist, wobei das zumindest eine Beschichtungssystem in ein geschlossenes, absaugbares Gehäuse integriert ist, wobei der beschichtungswirksame Kegelstrahl in Strahlrichtung ein Strahlende aufweist, wohinter der Kegelstrahl nicht mehr beschichtungswirksam ist, und wobei der beschichtungswirksame Kegelstrahl bis zu dem Strahlende einzig auf die Oberseite des Maskierungsschilds oder auf eine für ein Anhaften ungeeignete Oberfläche treffen kann.According to a further aspect of the invention, a process box for thermal coating of a metallic interior surface is proposed, which has at least one coating system as described above, wherein the at least one coating system is integrated into a closed, suctionable housing, wherein the coating-effective cone beam in the beam direction Having radiating, behind which the cone beam is no longer coating effect, and the coating effective cone beam can hit up to the beam end only on the top of the masking shield or on an unsuitable for adhesion surface.
Die Prozessbox bildet einen Raum mit einem Volumen, welches allein mittels der Durchgangsöffnung und Luftabführeinrichtungen geöffnet ist. Konstruktiv bedingte Spalte sind hierbei nicht beachtet. Somit wird der mit dem durchgehend betriebenen Kegelstrahl erzeugter Staub in der Prozessbox aufgefangen, soweit er nicht durch eine Rückseite des Innenraums abgeführt wird. Bei einem Zylinderkurbelgehäuse ist die Rückseite zum Beispiel der Kurbelraum. Das Volumen einer solchen Prozessbox ist daher gering im Vergleich zu einer Beschichtung in einem Offenraum. Zugleich ist aber kein Opferring notwendig und kein sonstiger Niederschlag in der Prozessbox zu erwarten, der eine Standzeit von weniger als einem Monat, bevorzugt weniger als sechs Monaten, bedingen würde. Insbesondere ist es nicht notwendig ein Bauteil nach ein bis zwei Schichten manuell auszutauschen.The process box forms a space with a volume which is opened solely by means of the passage opening and air discharge means. Construction-related column are not considered here. Thus, the dust generated by the continuously operated cone jet is collected in the process box, as far as it is not discharged through a rear side of the interior. For example, in a cylinder crankcase, the backside is the crankcase. The volume of such a process box is therefore small compared to a coating in an open space. At the same time, however, no sacrificial ring is necessary and no other precipitation in the process box is expected, which would require a service life of less than one month, preferably less than six months. In particular, it is not necessary to manually replace a component after one to two layers.
Die staubbelastete Luft in der Prozessbox wird durch eine Absaugung oder Luftführung abgeführt und einem externen Abscheider zugeführt.The dust-laden air in the process box is removed by a suction or air duct and fed to an external separator.
Die Durchgangsöffnung der Prozessbox ist verschließbar, wenn die Unterseite des Maskierungsschilds von der abzuschirmenden Oberfläche abgehoben wird. Alternativ oder zusätzlich ist eine Abschirmeinrichtung vorgesehen, mittels welcher das zu beschichtende Objekt vor Staubanlagerungen im Bereich der zu beschichtenden Oberflächen geschützt ist.The through-opening of the process box is closable when the underside of the masking shield is lifted off the surface to be screened. Alternatively or additionally, a shielding device is provided, by means of which the object to be coated is protected from dust deposits in the region of the surfaces to be coated.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Beschichtungsanlage zum thermischen Beschichten eines Zylinderkurbelgehäuses für eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welche zumindest die folgenden Elemente aufweist:
- - Zustellanlage zum ausgerichteten Zustellen zumindest eines Zylinderkurbelgehäuses, bevorzugt ein Drehtisch;
- - Prozessbox gemäß obiger Beschreibung, welche als eine Einheit auf zumindest ein zugestelltes Zylinderkurbelgehäuse mit der Unterseite des Maskierungsschilds dichtend absenkbar ist; und
- - Absauganlage zum Absaugen von in die Prozessbox ausgebrachtem Beschichtungsmaterial.
- - Delivery system for aligned delivery of at least one cylinder crankcase, preferably a turntable;
- - Process box according to the above description, which is sealingly lowerable as a unit on at least one delivered cylinder crankcase with the underside of the masking shield; and
- - Extraction system for suction of applied in the process box coating material.
Die Beschichtungsanlage ist zu einem vollautomatisierten thermischen Beschichten der Zylinderbohrungen eines Zylinderkurbelgehäuses eingerichtet. Hierbei ist zudem ein Mehrachsroboter zum Ersatz oder zur Unterstützung menschlicher Bewegungsabläufe nicht notwendig. Im Gegenteil wird ein auf die Zustellanlage aufgebrachtes Zylinderkurbelgehäuse mit ein-axialer Bewegung der Bearbeitungsposition zugeführt, beispielsweise durch Rotation eines Drehtischs. Ebenso wird die Prozessbox mit ein-axialer Bewegung auf das in Bearbeitungsposition verbrachte Zylinderkurbelgehäuse aufgesetzt, beispielsweise entlang einer Senkrechten von oben auf das Topdeck des Zylinderkurbelgehäuses abgesenkt. Gegebenenfalls zusätzlich sind beispielsweise für V-Motoren oder W-Motoren eine Schwenkachse quer zu den Zylinderachsen der Zylinderbohrungen vorgesehen, sodass die Zylinderbohrungen senkrecht ausrichtbar sind. Unabhängig davon kann ein Zustellmittel vorgesehen sein, womit die Zylinderbohrungen in einer Reihe dem Beschichtungssystem zustellbar ist, beziehungsweise wodurch das Beschichtungssystem den Zylinderbohrungen nacheinander zustellbar ist.The coating plant is equipped for fully automated thermal coating of the cylinder bores of a cylinder crankcase. In addition, a multi-axis robot is not necessary to replace or support human movement sequences. On the contrary, an applied to the feed system cylinder crankcase with one-axial movement of the processing position is supplied, for example by rotation of a turntable. Likewise, the process box with one-axial movement is placed on the spent in machining position cylinder crankcase, for example, lowered along a vertical line from above on the top deck of the cylinder crankcase. If appropriate, in addition, for example, for V-engines or W-motors a pivot axis transverse to the cylinder axes of the cylinder bores are provided so that the cylinder bores are vertically aligned. Regardless, a delivery means may be provided, whereby the cylinder bores in a row can be delivered to the coating system, or whereby the coating system can be delivered successively to the cylinder bores.
Die Absauganlage ist zum Abführen und bevorzugt Ausfiltern von erzeugtem Staub in der Prozessbox und zumindest Teilen in der Zylinderbohrung eingerichtet. Die Absauganlage ist zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Prozessbox eingerichtet und/oder wird in der Prozessbox von einer Druckluftführung unterstützt.The extraction system is designed to remove and preferably filter out generated dust in the process box and at least parts in the cylinder bore. The extraction system is set up to generate a negative pressure in the process box and / or is supported in the process box by a compressed air guide.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum thermischen Beschichten einer metallischen Innenraum-Oberfläche eines Objekts, bevorzugt mittels einer Beschichtungslanze gemäß obiger Beschreibung, vorgeschlagen, welches zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- a. Betreiben eines stabilen beschichtungswirksamen Kegelstrahls mittels eines Heißgasstrahls und einem Beschichtungsmaterial in einer herausgefahrenen Position, sodass eine zu beschichtende Innenraum-Oberfläche nicht, zumindest nicht beschichtungswirksam, von dem Kegelstrahl getroffen wird;
- b. zeitgleich mit oder vor Schritt a., ausgerichtetes Aufsetzen eines Maskierungsschilds, bevorzugt gemäß obiger Beschreibung, auf eine abzuschirmende Oberfläche des Objekts, mit einer Durchgangsöffnung derart ausgerichtet, dass abzuschirmende Oberflächen des Objekts mittels des Maskierungsschilds in jeder axialen Betriebsposition des Kegelstrahls vor einem Beschichten geschützt sind und mittels der Durchgangsöffnung eine zu beschichtende Innenraum-Oberfläche für den Kegelstrahl zum Beschichten zugänglich ist;
- c. anschließend nach Schritt a. und b., entlang einer Einführrichtung Eintauchen des beschichtungswirksamen Kegelstrahls in den Innenraum mit der zu beschichtenden Innenraum-Oberfläche, wobei der beschichtungswirksame Kegelstrahl eine von der Einführrichtung maximal weggeneigte Mantellinie aufweist, und wobei der durchgangsöffnungsseitige Auftreffwinkel zwischen der maximal weggeneigten Mantellinie und der zu beschichtenden Innenraum-Oberfläche gleich oder größer als 90° ist, bevorzugt größer als 95° ist.
- a. Operating a stable coating-effective cone jet by means of a hot gas jet and a coating material in a deployed position so that an interior surface to be coated is not struck by the cone jet, at least not with coating effect;
- b. coincident with or prior to step a., aligned placing a masking shield, preferably as described above, on a surface to be shielded of the object, aligned with a through hole so that surfaces to be shielded of the object are protected by the masking shield in any axial operating position of the cone beam from coating and by means of the passage opening to be coated interior surface for the cone beam for coating is accessible;
- c. then after step a. and b., along an insertion direction, immersing the coating-effective cone beam in the interior space with the interior surface to be coated, the coating-effective cone beam having a generatrix line inclined maximally away from the insertion direction, and the passage opening side angle of incidence between the maximally inclined surface line and the interior to be coated Surface is equal to or greater than 90 °, preferably greater than 95 °.
Das hier beschriebene Verfahren nimmt Bezug auf die oben erläuterten Vorrichtungen zum Beschichten einer Innenraum-Oberfläche eines Objekts, wie zum Beispiel einer Zylinderbohrung eines Zylinderkurbelgehäuses. Darauf wird entsprechend verwiesen. Dem hier beschriebenen Verfahren lassen sich zudem aus der übrigen Beschreibung mit Bezug auf die Vorrichtungen weitere Schritte entnehmen.The method described herein makes reference to the devices discussed above for coating an interior surface of an object, such as a cylinder bore of a cylinder crankcase. This is referred to accordingly. The method described here can also be taken from the rest of the description with reference to the devices further steps.
In Schritt a. wird sichergestellt, dass ein Kegelstrahl erzeugt wird, mit welchem eine zuverlässige Beschichtungsqualität erzeugbar ist. Das Einschalten und Ausschalten findet außerhalb des Innenraums statt.In step a. ensures that a cone beam is generated, with which a reliable coating quality can be generated. Turning on and off takes place outside the interior.
In Schritt b. wird der Maskierungsschild auf der abzuschirmenden Oberfläche des Objekts derart aufgesetzt, dass die zu beschichtende Oberfläche exakt freiliegt. Beispielsweise bei einem Zylinderkurbelgehäuse wird eine Zylinderbohrung mittels der Durchgangsöffnung freigelegt, wobei bevorzugt die Durchgangsöffnung zur Oberkante der Zylinderbohrung leicht beabstandet ist, also der Durchmesser der Durchgangsöffnung etwas größer ist als der Durchmesser der Zylinderbohrung. Dadurch wird gewährleistet, dass eine hier erwünschte Kantenbeschichtung erzeugt wird. Es kann aber auch eine Durchgangsöffnung mit Durchmesser der Zylinderbohrung beziehungsweise etwas kleinerem Durchmesser als die Zylinderbohrung eingesetzt werden.In step b. the masking shield is placed on the surface of the object to be screened so that the surface to be coated is exactly exposed. For example, in a cylinder crankcase, a cylinder bore is exposed by means of the passage opening, wherein preferably the passage opening to the upper edge of the cylinder bore is slightly spaced, so the diameter of the passage opening is slightly larger than the diameter of the cylinder bore. This ensures that an edge coating desired here is produced. But it can also be a through hole with a diameter of the cylinder bore or a smaller diameter than the cylinder bore can be used.
In Schritt c. wird die Beschichtungslanze in den Innenraum eingetaucht und die Innenraum-Oberfläche wird mit hinlänglich bekanntem oder fachmännisch ermittelbarem Bewegungsablauf der Beschichtungslanze einfach oder mehrfach beschichtet. Dabei wird ein beschichtungswirksamer Kegelstrahl stabil betrieben, bis die Beschichtung abgeschlossen ist. Erst nach dem abgeschlossenen Austauchen aus dem Innenraum wird der Kegelstrahl abgeschaltet. Für viele Anwendungen wird der Kegelstrahl für das mehrfache Beschichten und/oder mehrerer Innenräume in ausgetauchter, also aus dem Innenraum herausgefahrener, Position, stabil weiterbetrieben.In step c. the coating lance is immersed in the interior and the interior surface is simply or repeatedly coated with well-known or expertly determined movement of the coating lance. A coating-effective cone jet is operated stably until the coating is complete. Only after the completed escape from the interior of the cone beam is turned off. For many applications, the cone beam for the multiple coating and / or multiple interiors in the evacuated, ie moved out of the interior, position, stable operation continues.
Der Auftreffwinkel ist unter der Annahme einer ideal geraden Mantellinie nach dem Strahlsatz bei paralleler Ausrichtung der Einführrichtung und der zu beschichtenden Innenraum-Oberfläche der Supplementwinkel zum oben definierten Maximalwinkel gemäß der obigen Beschreibung mit Bezug auf die Einführrichtung. Taucht die Beschichtungslanze beispielsweise entlang der Schwerkraft in einen Innenraum ein, so ist der Auftreffwinkel entsprechend dieser Ausrichtung von oberhalb des Kegelstrahls von der zu beschichtenden Innenraum-Oberfläche abzunehmen und somit ein Winkel von größer 90°. Hierzu wird auf die obige Beschreibung bezüglich des Maximalwinkels verwiesen.The angle of incidence, assuming an ideal straight generatrix after the jet set with parallel alignment of the insertion direction and the interior surface to be coated, is the supplement angle to the maximum angle defined above according to the above description with reference to the insertion direction. If, for example, the coating lance dips into an interior space along gravity, the angle of incidence corresponding to this orientation must be decreased from above the cone beam from the interior surface to be coated, and thus an angle greater than 90 °. For this purpose, reference is made to the above description with respect to the maximum angle.
Bevorzugt ist das oben beschriebene Verfahren in einen Nachbearbeitungsprozess mit mehreren Stationen eingebunden. Beispielsweise geht dem Beschichten ein Korundstrahlen oder Wasserstrahlen oder Laserstrahlaufrauen oder ein mechanisches Aufrauen mit geometrisch definierter Scheide inklusive Waschprozess voran und ein Waschvorgang folgt anschließend. Bevorzugt werden die zu beschichtenden Objekte automatisiert zugeführt, wobei kein manuelles Manipulieren oder der Einsatz eines menschliche Bewegungen ersetzenden Mehrachsroboters notwendig ist.The method described above is preferably integrated into a post-processing process with several stations. By way of example, the coating is preceded by corundum blasting or water jetting or laser beam roughening or mechanical roughening with a geometrically defined sheath, including a washing process, and a washing process then follows. The objects to be coated are preferably supplied automatically, with no need for manual manipulation or the use of a multi-axis robot replacing human movements.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
-
1 in einer schematischen Schnittdarstellung einen Beschichtungslanzenkopf an einer Haltelanze in einem zu beschichtenden Innenraum, -
2 in einer räumlichen Ansicht ein Beschichtungssystem mit einem Maskierungsschild aufgelegt auf ein Zylinderkurbelgehäuse, -
3 in einer Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform eines Maskierungsschilds, -
4 in einer seitlichen Schnittansicht das Maskierungsschild gemäß3 , -
5 in einer gleichen Schnittansicht wie in4 eine weitere Ausführungsform eines Maskierungsschilds, -
6 in einer schematischen Schnittansicht eine Beschichtungsanlage mit einer Prozessbox oberhalb einer Zustellanlage.
-
1 in a schematic sectional view of a coating lance head on a holding lance in an interior to be coated, -
2 in a spatial view, a coating system with a masking shield placed on a cylinder crankcase, -
3 in a plan view, a preferred embodiment of a masking shield, -
4 in a side sectional view of the masking shield according to3 . -
5 in a same sectional view as in4 another embodiment of a masking shield, -
6 in a schematic sectional view of a coating system with a process box above a delivery system.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
In
In dieser Darstellung bildet die Winkelhalterung
Die Plasmadüse
In
In
In
In
In
Das Zylinderkurbelgehäuse
Im dargestellten Zustand befindet sich die Beschichtungslanze
Mit dem so erzeugten flachen Abführwinkel wird die im Stand der Technik anhaftungsbedingt begrenzte Standzeit gegenüber einer konventionellen Beschichtungsanlage erheblich erhöht. With the flat discharge angle generated in this way, the service life, which is limited in the state of the art due to adhesion, is considerably increased compared to a conventional coating installation.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- BeschichtungslanzenkopfCoating lance head
- 200200
- Beschichtungslanzecoating lance
- 1010
- metallische Oberflächemetallic surface
- 1111
- Plasmadüseplasma nozzle
- 1212
- HeißgasstrahlHot gas jet
- 1313
- Zuführeinrichtungfeeding
- 1414
- Winkelhalterungbracket
- 1515
- Haltelanzeretaining lance
- 1616
- Einführrichtunginsertion
- 1717
- MittelachsenausrichtungCentral axis alignment
- 1818
- Strahlwinkelbeam angle
- 1919
- Kegelstrahlcone beam
- 2020
- weggeneigte Mantellinieweggeneigte generatrix
- 2121
- Maximalwinkel maximum angle
- 300300
- Maskierungsschildmasking plate
- 2222
- Objektobject
- 2323
- Unterseitebottom
- 2424
- abzuschirmende Oberflächesurface to be shielded
- 2525
- Oberseitetop
- 2626
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 2727
- axiale Erstreckungaxial extent
- 2828
- Öffnungswinkelopening angle
- 2929
- Außenbereichoutdoors
- 3030
- abgesetzter Bereich remote area
- 400400
- Beschichtungssystemcoating system
- 3131
- Abführwinkel Abführwinkel
- 500500
- ProzessboxProcessBox
- 3232
- Gehäusecasing
- 3333
- Strahlrichtungbeam direction
- 3434
- Strahlende radiant
- 600600
- Beschichtungsanlagecoating plant
- 3535
- Zylinderkurbelgehäusecylinder crankcase
- 3636
- ZustellanlageZustellanlage
- 3737
- Absauganlage extraction
- 3838
- Innenraum inner space
- 3939
- zugeneigte Mantellinieinclined generatrix
- 4040
- Kathodecathode
- 41 41
- Anodeanode
- 4242
- Rotationsachseaxis of rotation
- 4343
- Zuführleitungfeed
- 4444
- Zuführanschlusssupply port
- 4545
- Gasleitunggas pipe
- 4646
- Gasanschlussgas connection
- 4747
- KühlmittelleitungCoolant line
- 4848
- Kühlmittelanschluss Coolant connection
- 4949
- Fasechamfer
- 5050
- Anliegewinkel Anliegewinkel
- 5151
- Absaugöffnung suction
- 5252
- Beschichtungcoating
- 5353
- Drehachseaxis of rotation
- 5454
- Drehrichtungdirection of rotation
- 5555
- AufsetzbewegungsrichtungAufsetzbewegungsrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2016/015922 A1 [0004, 0006]WO 2016/015922 A1 [0004, 0006]
- EP 1141438 B1 [0007]EP 1141438 B1 [0007]
- WO 2014/015922 A1 [0054]WO 2014/015922 A1 [0054]
Claims (10)
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DE102017213359.7A DE102017213359A1 (en) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | Coating lance head, coating lance and masking plate for thermal coating, and a corresponding coating system and method |
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-
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