AT94565B - Verfahren und Vorrichtung schmelzflüssig aufgespritztes Silikat oder Metallgut mit den Werkstücken durch An- oder Aufschweißung zu verbinden. - Google Patents

Description

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    Verfahren und Vorrichtung schmelzflüssig aufgespritztes Silikat oder Metallgut mit den Werkstücken durch An-oder Aufschweissung zu verbinden.   



   Es ist   bekannt, Überzüge aus   Metall   auf Werkstücken zahlreicher,   selbst brennbarer Grundstoffe dadurch herzustellen, dass man das Metall in flüssigen Zustand bringt, es dann durch gespannte Gase zerreisst oder zerstäubt und es nun in diesem Zustand auf das zu überziehende   Werkstück   aufschleudert. Die auf diese Weise hergestellten Metallüberzüge sind aber mit dem Werkstück keineswegs durch An-oder Aufschmelzung, sondern nur durch Verankerung oder Verklammerung verbunden, d. h. die aufgeschleuderten Masseteilchen dringen in die feinen und feinsten Unebenheiten (Poren) der   Werkstücke   ein,   ffillen   sie aus und haften infolgedessen nach eingetretener Erstarrung in den Unebenheiten fest.

   Aus diesem Grunde ist es bei obigem bekannten Verfahren auch weder erforderlich noch gar Vorschrift und in vielen Fällen auch nicht ausführbar, dass das Werkstück auf eine der Schmelztemperatur des aufgespritzten Metalls ungefähr entsprechende Temperatur gebracht wird. Aus dem gleichen Grunde sind die in der einschlägigen Literatur vereinzelt enthaltenen Vorschläge, die für die Herstellung von   Metallüberzügen   geltenden Massnahmen auch zur Herstellung von Silikat- (Glas-)   Flussüberzügen   anzuwenden, bisher in der Praxis ohne jeden Erfolg geblieben, weil es unmöglich ist, den   schmelzflüssigen   Silikatfluss auf kalten Werkstücken zum Haften zu bringen. 



   Nach vorliegender Erfindung wird nun zwecks Herstellung von durch Aufspritzen des schmelz-   flüssigen Silikatflusses   oder Metalls entstehenden, mit dem Grundstoff des Arbeitsstückes durch An-oder Aufschmelzen verbundenen Email-, Glas-, Quarz und   Metallüberzügen   in folgender Weise verfahren :

  
Dem Beginn und Fortschritt der Bildung der Überzüge entsprechend wird auf diejenige Stelle der   Arbeitsstücke, welche naturgemäss   nur aus hitzebeständigen Stoffen, wie Eisen, Kupfer, Nickel, Silber, Ton, Porzellan und andern, geeigneten Grundmaterialen bestehen können, auf welche das schmelzflüssige Gut aufgespritzt wird, eine örtlich begrenzte Erhitzung bis zu solcher Höhe ausgeübt, dass die betreffende Stelle bis nahe an die Schmelztemperatur desjenigen Stoffes erwärmt wird, aus dem der Überzug gebildet werden soll, wobei an der betreffenden Stelle und dem Fortschritt des Spritzvorganges entsprechend eine regelrecht Verschweissung oder   Aufschweissung   zwischen den zu verbindenden Körpern entsteht, bis die 
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 örtlich begrenzter Stellen des Werkstückes wird am zweckmässigsten durch Mittel bewirkt,

   welche zwangsläufig von dem Spritzapparat ausgehen oder mit ihm in unmittelbarer Beziehung stehen. Die Erhitzung   muss   aber auch bei einigen metallischen Werkstücken eine solche sein, dass nicht etwa durch den Sauerstoff der Luft chemische Veränderungen der zu überziehenden   Werkstücks teIle nach   der Richtung hin eintreten, dass das   Schmelzgut   statt auf das Metall, auf ein inzwischen gebildetes Metalloxyd auftreffen würde. Zu diesem Zwecke muss die Erhitzung der betreffenden Werkstückstelle in einer örtlich begrenzten reduzierenden Atmosphäre vor sich gehen. 



   Wird nach diesen Grundsätzen verfahren, so werden metallische und   Silikatflussüberzüge   erhalten, die den höchsten Anforderungen an Gleichmässigkeit, Schönheit und homogener Verbindung mit dem Werkstück entsprechen. 



   In der anliegenden Zeichnung ist im Vertikalschnitt eine Vorrichtung dargestellt, mit der sich das Verfahren, insbesondere auch die Reparatur defekt gewordener Überzüge aus Email und Metall ausgezeichnet ausführen   lässt.   

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 spannten Sauerstoff oder Pressluft zu. 



   Das Brenngas strömt nach Passieren einer Bohrung des Kükens 11 in einen Sammelraum. 5 des mittleren Teils des Düsentragkörpers. Dieser Sammelraum 5wird axial von einem eingeschraubten Einsatzstück 6 durchzogen. Die Seele des Einsatzstückes 6 bildet eine, mit einem konischen Einströmungskanal 7 für den Sauerstoff oder die Pressluft ausgestattete, einstellbare und daher mit Kopfgewinde versehene Düse 8. Der hintere Kopfteil 6a des Einsatzstückes 6 schliesst den Sammelraum nach aussen hin ab, ist aber mit einem eingeschraubten Schraubpfropfen 9 versehen, der als Ventil ausgebildet, mittels Handstellrädchens 10 durch Drehung axial verschoben werden kann, wodurch sein inneres, verjüngtes und konisch abgesetztes Ende 9a dem Ventilsitz der axialen Bohrung 6a des   Einsatzstückes   6 genähert oder entfernt werden kann.

   Diese Veränderung des Sitzes des Ventilkörpers 9-9a hat zur Folge, dass der Sauerstoff oder die Pressluft, welche aus dem Schlauch und 4a tretend und eine zweite Bohrung des   Kükens   11 passierend, durch Bohrungen 12-13 in den axialen   Kanal 6e strömt,   in geregelter Menge aus der Diisen- öffnung   7   austreten muss. 



   Der Düsentragkörper 3 weist in seinem, sich an den rohrförmigen Handgriff 2 anschliessenden Hals-   stück 3c ein Küken M auf. Kommuniziert dessen Bohrung mit einem vertikalen, in die Bohrungen 72-7. 3   einmündenden Kanal   15,   so   tütt   der Sauerstoff oder die Pressluft aus 4a in durch die   Kiikenstellung   geregelter Menge in den   Spritzgutbehälter 1   ein. 



   Die innere Fortsetzung des Brenngassammelraumes 5 bildet bei 16 einen Ventilsitz und bei 17 einen sich bis zum Ende des Düsentragkörpers 3 allmählich erweiternden Kanal 18. Das Vorderteil 3 des   Düsentragkörpers   ist mit zwei Einsatzkörper 19-20 ausgestattet, von denen der kürzere 19 zweckmässig aus einem sehr widerstandsfähigen Material, z. B. gehärteten Stahl besteht. Diese Einsatzkörper haben den Zweck, durch ihre Auswechslung leicht eine Veränderung der Dimensionen des   Düsenkanals 18   zu ermöglichen, was notwendig ist, um je nach der für die Erschmelzung des Spritzgutes und die Erhitzung des Werkstückes erforderlichen Temperatur eventuell auch eine Änderung in der Geschwindigkeit des Fördergases zu erreichen.

   Eine auf das Kopfgewinde des Düsentragkörpers 3a aufgeschraubte Düse 21 bildet die Fortsetzung und das Ende des Düsenkanals 18. Sie kann durch Abschrauben leicht vom Düsentragkörper entfernt und ebenfalls durch eine andere Düse mit anderer Lichtweite und passend zu den geänderten Düsenkanal ersetzt werden. 



   Um die Düse 21 ist eine zweite Düse   22,   eine Manteldüse geschachtelt, wobei zwischen den Düsen 21-22 entweder ein feiner Ringkanal 23 oder eine Anzahl Nuten im Umfange der Düse 21 oder in der Innenwandung von 22 verbleiben sollen. Diesem Kanal 23 oder diesen Nuten strömt alsdann durch einen 
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 Flamme reduzierende Wirkungen auslösen kann. 



   Der Kanal des Handgriffes 2 endet in einen Hohlraum 27 des doppelten Behälterbodens   28-28a.   



  Das in den Handgriffkanal eindringende Gas (Sauerstoff, Pressluft) tritt durch einen Verbindungskanal 27a und durch feine Öffnungen 29 in dem eingeschraubten oberen Behälterboden 28 a, in das Innere des Behälters 1 und wirbelt das in letzterem aufgestapelte pulverförmige Spritzgut auf. Da der   Spritzgutbehälter   durch einen mit Füllöffnung 1 c versehenen Deckel luftdicht verschlossen ist, so tritt das Gas, mit den aufgewirbelten Spritzgutteilchen vermischt, durch Öffnungen 30 einer hohlen, den Spritzbehälter axial durchsetzenden   Ventilspindel 57 in   das sich an die Behälterbodenöffnung 28 anschliessende Fallrohr 32 und von dort in eine, mit einem Kanal ausgestattete, durch eine Nabe des   Düsentragkörpers   dringende und dicht vor der Düse 8 mündende   Einführungstülle   33. 



   Bei Gebrauch des Spritzapparates wird in der Weise verfahren, dass die vom   Diisentragkörper     zum     Spritzgutbehälter führenden   Verbindungen 14 zunächst geschlossen bleiben und entweder der nur Mischgas in den   Düsenkanal17   entsendende Hahn 11 geöffnet wird oder ausserdem zwecks Erhöhung der Hitzeintensität der an den Düsenmündungen durch Entzündung des Mischgases gebildeten Flamme bei geschlossenen Küken 14 auch noch Brenngas durch 26 in die   Manteldüse   22 entsendet wird. Werden dann die so gespeisten Düsenflammen gegen das zu bearbeitende Werkstück gerichtet, so wird die getroffene Stelle bis nahe auf die, je nach Art und Zusammensetzung des Spritzgutes erforderliche, zwischen   500-12000 C schwankende Schmelztemperatur   erhitzt.

   Dabei verhütet die reduzierende Flamme in erster Linie eine Oxydation des Spritzgutes und weiterhin werden etwaige auf der von der Flamme getroffenen Werkstückstelle vorhandene, nicht metallische, in der Hitze verdampfbare Fremdstoffe (Fett, Säuren, Alkalien, Wasser) verdampft, während etwaige leicht reduzierbare Metalloxyde reduziert werden und aus diesem Grund auch nicht im geringsten das feste Anhaften bzw. Aufschmelzen des Spritzgutes verbinden. 



    Ist auf diese Weise an der von den Flammen bestrichenen Stelle die erforderliche Temperatur erreicht, so wird auch durch Öffnung des Hahnes 14 Sauerstoff oder Pressluft zum Spritzgutbehälter   

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 gelcitetunddadurch eine   kräftigeAufwirbelung   des Spritzgutes bewirkt.   Der Höbe   des im   Spritzgutbehälter   angehäuften Splitzgutes entsprechend wird nun eine, den Kanal der Ventilspindel 31 ausfüllende hohle Nadel   34,   die in verschiedener Höhenlage mit in radialer Richtung versetzt zueinander angeordneten   Längssehlitzen- s, 34b   usw.

   versehen ist, so eingestellt, dass ein aus einem Gemisch von Spritzgut und Sauerstoff oder Pressluft bestehender Gasstrom durch einen der Schlitze der Nadel 34 und den damit korrespondierenden Öffnungen 31 der   Ventilspindel 30 hindurch   in das Fallrohr 32 bzw. die Tülle 33 gelangt. Er vermischt sich hier mit den bei 17 aus 8 und 5 austretenden Gemisch von Brenngas und Sauer- 
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Einsatzstück 19 erschwert hiebei   (. ine Aushöhlung, bzw. unerwünschte   Erweiterung des Kanals 18 dares die strömende Energie des scharfen Spritzgutes, notfalls kann es leicht ersetzt werden. 



   An der   Düsenmündung schmelzen   die Spritzgutteilchen in der Hitze der Düsenflamme und schweissen im Augenblick des Auftreffens auf die von der gleichen Flamme   vorerhitzte Werkstilckstelle   mit dieser fest zusammen. Durch langsames Fortbewegen des   Spritzapparates über   die ganze zu bearbeitende Werkstückobarfläche wird fortschreitend der Aufschweissprozess durchgeführt, wobei nach der erstmaligen Anwärmung die weitere Erwärmung, Schmelzung und   Aufschweissung   zu gleicher Zeit in lokaler Begrenzung vor sich geht, bis der ganze Prozess beendet ist. 



   Der von der   Miscbstelle   der Gase und des Spritzgutes bei 17 an sich nach der Düse hin zunächst er-   weiternde Düsenkanal-M ermöglicht eine fortgesetzte Expansion. Diese Expansion ermöglicht es, wiederum   dass das aus 7 in den Kanal 18 tretende Gas injektorartig absaugend, sowohl auf das Brenngas aus dem Raum 5 als auch auf das Gemisch von Spritzgut und Sauerstoff (oder Pressluft) welche aus 33 tritt, einwirkt. Dadurch wird die eigene, strömende Energie dieser Gase und ihre gute Durchmischung unterstützt. 



  Da aber weiterhin der Kanal 18 sich auf eine kurze Endstrecke bis zum Austritt aus der Düse wieder verengt, so erhöht sich auch die strömende Energie an der Austrittstelle des Gases, auf das für die Bildung einer heissen Flamme erforderlichen Ausmass. 



   Aus dieser hohen kinetischen Energie der Schmelzflamme resultiert auch eine ausserordentlich feste Verbindung der geschmolzen auftreffenden Spritzgutteilchen mit der   Werkstüekoberfläche,   so dass z. B. auf diese Weise auch durch Einspritzen des Spritzgutes in Fugen die letzteren vollständig   zugeschweisst   oder emailliert also lose Werkstückteile miteinander verbunden werden können. 



     PATENT-ANSPRÜCHE   : 
1. Verfahren schmelzflüssig aufgespriztes Silikat-oder Metallgut mit den   Werkstücken   durch An-   oder Aufschweissung   zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass man die Stelle des   Werkstückes,   auf die der Spritzstrahl gerichtet ist, bei Beginn und dem Fortschritt der Arbeit entsprechend örtlich begrenzt auf eine Temperatur erhitzt, die der Schmelztemperatur des Spritzgutes nahekommt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass man die zur Ausübung des Spritzprozesses dienende Spritzapparatur mit Mitteln in Beziehung bringt, die dem Beginn und Fortschritt der Überzugsarbeit entsprechend, die örtliche Erhitzung der Werkstückstelle zwangsläufig mit dem Spritzvorgang verbinden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die örtliche Erhitzung des Werkstückes in reduzierend wirkender Atmotphäre vornimmt.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die reduzierend wirkende Atmosphäre durch ein Brenngas erzeugt, das zur Unterhaltung der die örtliche Erhitzung der Werk- stückstellen vornehmenden Flamme dient.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die strömende Energie des, das pulverförmige Spritzgut führenden Fördergases zur guten Durchmischung erst erhöht dann durch Expansionswirkung herabmindert und vor dem Austritt aus der Spritzapparatur abermals erhöht.

   C. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erhöhung der Energie des die Schmclzflamme speisenden und die Spritzgutteilchen befördernden Gasgemisches die Strömung- energie der Gase verwertet, welche die die Werkstückoberfläche bis auf Schweisstemperatur erhitzenden Flammen speisen, indem man mit den letzteren die Schmelzflamme ummantelt.

   7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gase, welche zur Erhitzung des Werkstückes und zur Erschmelzung des Spritzgutes dienen, in solcher Art zuführt, dass sie eine Oxydation des Schmelzgutes verhüten, wobei Schmelzung des Spritzgutes und Erhitzung der Werk- stückoberfläche gleichzeitig oder in kurzen Zeitabständen von einander erfolgen.

   8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, mit als Träger für einen, das pulverförmige Spritzgut enthaltenden gasdicht geschlossenen, aber mit abnehmbarem Deekel und verschliessbarer Füllöffnung ausgestatteten Spritzgutbehälter ausgebildetem Düsentragkörper, dadurch EMI3.2 7-18 besitzt, von denen der sich konisch verengende rückwärtige (7) dem Brenngas und dem sich mit ihm mischenden Spritzgut Sauerstoff oder Pressluft zuführt, welche durch stete Erweiterung des sich an diese Stelle anschliessenden Mischkanals ( absaugend auf das Brenngas und das, das Spritzgut führende <Desc/Clms Page number 4> Fö.

   rdergas einwirken, wobei eine Verengung des Mischkanals (18) kurz vor dem Düsenende dem ganzen Gemisch wieder die gewünschte Austrittsgeschwindigkeit erteilt.

   9. Vorrichtung nach Anspiueh 8, dadurch gekennzeichnet, dass der das Gas- und Spritzgutgemisch führende Düsenkanal (18) mit einem zweckmässig zweiteiligen, leicht auswechselbaren Einsatzstück (19, 20) des Düsentragkö) pers versehen ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Aufwirbelung des Spritzgutes zugeführte Gas durch den hohlen, den Düsentrag- und Spritzgutkörper verbindenden Hand- griff in einen Hohlraum (27) des Spritzgutbehälters mündet und durch in der Bodenfläche vorgesehene Öffnungen (29) in das Behälterinnere tritt.

   11. Voiichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer, die Verlängerung der Eintrittsstelle (33) für das Spritzgut im Düsentragkörper bildenden, den Spritzgutraum axial durchziehenden hohlen Ventilspindel (31) in verschiedener Höhe liegende Öffnungen (30) sich befinden, die durch entsprechende Einstellung einer hohlen, die Ventilspindel axial durchsetzenden, mit radial versezten Schlitzen versehenen Ventilnadel (34) in oder ausser Korrespondenz mit dem das Spritzgut in den Düsen- kanal (18) überführenden Gasstrom gebracht werden können.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Düsentragkörper (3) ein leicht auswechselbares Einsatzstück (6) vorgesehen ist, das einerseits die es axial durchsetzende, EMI4.1 EMI4.2