DE102009005081A1 - Spritzvorrichtung zum Lichtbogendrahtspritzen - Google Patents

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Christian Martin Dr.-Ing. Erdmann
Patrick Dr.-Ing. Izquierdo
Albert KÄPPELER
Eyuep Akin Dipl.-Ing. Özdeniz
Jürgen TRABER
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
    • B05B7/222—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzvorrichtung (1) zum Lichtbogen-Drahtspritzen, umfassend Mittel (2) zum Führen zweier Elektroden mit jeweiligen Enden, zwischen denen in einem Brennerkopf (3) ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist, wobei zumindest eine der Elektroden im Bereich des Lichtbogens schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar ist, wobei geschmolzene Partikel in Richtung (R) einer zu beschichtenden Innenfläche eines Hohlkörpers transportierbar und auf der Innenfläche abscheidbar sind, wobei zumindest ein den Brennerkopf (3) umfassender Teil der Spritzvorrichtung (1) zum Beschichten der Innenfläche rotierbar ist, wobei der Brennerkopf (3) einen Außendurchmesser von maximal 42 mm aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spritzvorrichtung zum Lichtbogen-Drahtspritzen, umfassend Mittel zum Führen zweier Elektroden mit jeweiligen Enden, zwischen denen in einem Brennerkopf ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist, wobei zumindest eine der Elektroden im Bereich des Lichtbogens schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar ist, wobei geschmolzene Partikel in Richtung einer zu beschichtenden Innenfläche eines Hohlkörpers transportierbar und auf der Innenfläche abscheidbar sind, wobei zumindest ein den Brennerkopf umfassender Teil der Spritzvorrichtung zum Beschichten der Innenfläche rotierbar ist
  • Bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren wird aus Gründen der Energieeffizienz und der Emissionsreduzierung eine möglichst geringe Reibung und eine hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit angestrebt. Hierzu werden Motorbauteile, wie zum Beispiel Zylinderbohrungen, Ventilsitze und Lagersitze mit Schichten versehen, die mittels thermischen Spritzens, insbesondere Lichtbogendrahtspritzen aufgebracht werden. Üblicherweise wird beim Lichtbogendrahtspritzen zwischen zwei drahtförmigen Spritzwerkstoffen ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt. Dabei schmelzen die Drahtspitzen ab und werden beispielsweise mittels eines Zerstäubergases auf die zu beschichtende Oberfläche, beispielsweise die Zylinderwand befördert, wo sie sich anlagern.
  • Aus der DE 10 2004 040 460 A1 ist ein Verfahren zum Lichtbogendrahtspritzen zur Abscheidung von Werkstoffschichten, insbesondere Gleitschichten, bekannt, wobei der Spritzvorrichtung mindestens ein sauerstoffhaltiges Zerstäubergas und ein Brenngas zugeführt werden, wobei das Brenngas in einer Brennkammer in unmittelbarer Nähe oder hinter dem Lichtbogen unter Einwirkung eines Teils des sauerstoffhaltigen Zerstäubergases verbrennt und nach dem Austritt aus der Düse einen Flammstrahl erzeugt, wobei durch Oxidation der metallischen Komponenten des Spritzstrahls zumindest auf der Oberfläche der Spritztropfen eine Metalloxidschicht gebildet wird.
  • Aus der US 2004/0231596 A1 ist ein Gerät zum Spritzen geschmolzenen Materials zur Bildung einer metallischen Beschichtung bekannt, der eine elektrische Lichtbogen-Spritzeinrichtung umfasst. Die elektrische Lichtbogen-Spritzeinrichtung weist sich verbrauchende, metallische Drahtelektroden auf, die mit elektrischer Energie versorgt und zusammengeführt werden, um einen Lichtbogen zu erzeugen. Ein Strom nichtbrennbaren Gases reißt das dabei entstehende geschmolzene Metall mit und bildet einen Partikelstrom in einer ersten initialen Richtung. Ein Strom brennbaren Gases wird quer dazu zugeführt, um den Partikelstrom geschmolzenen Metalls zum Beschichten einer Oberfläche abzulenken. Das brennbare Gas wird vorzugsweise mit einem weiteren Gas gemischt, das Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung bereitstellt.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Spritzvorrichtung zum Lichtbogendrahtspritzen, insbesondere zum Beschichten einer Innenfläche eines Hohlkörpers anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Verwendung der Spritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3, 4 oder 5.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Spritzvorrichtung zum Lichtbogen-Drahtspritzen umfasst Mittel zum Führen zweier Elektroden mit jeweiligen Enden, zwischen denen in einem Brennerkopf ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist, wobei zumindest eine der Elektroden im Bereich des Lichtbogens schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar ist. Geschmolzene Partikel aus dem Material der Elektrode oder der Elektroden werden in Richtung einer zu beschichtenden Innenfläche eines Hohlkörpers transportiert und auf der Innenfläche des Hohlkörpers abgeschieden. Zumindest ein den Brennerkopf umfassender Teil der Spritzvorrichtung ist zum Beschichten der Innenfläche rotierbar. Erfindungsgemäß weist der Brennerkopf einen Außendurchmesser von maximal 42 mm auf. Mit einer so gestalteten Spritzvorrichtung sind Hohlkörper mit besonders geringen Innendurchmessern, beispielsweise 60 mm bei einem Spritzabstand von etwa 20 mm beschichtbar. Beispielsweise lassen sich so Zylinderbohrungen und Pleuelaugen oder Pleuelpakete von Verbrennungsmotoren mit geringen Hubräumen, beispielsweise für Kleinwagen oder Motorräder beschichten.
  • Die Spritzvorrichtung ist vorzugsweise modular aufgebaut, um die Wartung und die separate Austauschbarkeit von Komponenten zu erleichtern und so eine Eignung für die Serienproduktion zu erreichen.
  • Der Transport der geschmolzenen Partikel in Richtung der zu beschichtenden Innenfläche erfolgt vorzugsweise mittels eines Zerstäubergases, das der Spritzvorrichtung im Bereich des Lichtbogens zuführbar ist.
  • Die abgeschiedene Schicht ist insbesondere eine Verschleißschutzschicht. Auf diese Weise kann im Zylinder des Verbrennungsmotors auf eine herkömmliche Laufbuchse verzichtet werden.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Spritzvorrichtung zum Lichtbogendrahtspritzen, und
  • 2 eine Ansicht der teilzerlegten Spritzvorrichtung aus 1.
  • In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spritzvorrichtung 1 zum Lichtbogendrahtspritzen, insbesondere zum Beschichten einer Innenfläche eines Hohlkörpers gezeigt. Zur besseren Veranschaulichung ist die Spritzvorrichtung 1 in 2 in einer teilzerlegten Ansicht gezeigt.
  • Die Spritzvorrichtung 1 umfasst Mittel 2 zum Führen zweier drahtförmiger Elektroden mit jeweiligen Enden, zwischen denen in einem Brennerkopf 3 ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist, die dem Brennerkopf 3 über Medienanschlüsse 4 zuführbar ist. Die Elektroden sind im Bereich des Lichtbogens schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar. Geschmolzene Partikel aus dem Material der Elektroden werden in Richtung R einer zu beschichtenden Innenfläche eines Hohlkörpers (nicht gezeigt) transportiert und auf der Innenfläche des Hohlkörpers abgeschieden. Die Spritzvorrichtung 1 ist zum Beschichten der Innenfläche rotierbar. Der Brennerkopf 3 weist einen Außendurchmesser von maximal 42 mm auf.
  • Die Spritzvorrichtung 1 ist modular aufgebaut, um die Wartung und die separate Austauschbarkeit von Komponenten zu erleichtern und so eine Eignung für die Serienproduktion zu erreichen.
  • Der Transport der geschmolzenen Partikel in Richtung R der zu beschichtenden Innenfläche erfolgt vorzugsweise mittels eines Zerstäubergases Z, das der Spritzvorrichtung 1 zugeführt und im Bereich des Lichtbogens ausgeströmt wird.
  • Die abgeschiedene Schicht ist insbesondere eine Verschleißschutzschicht. Mit der gezeigten Spritzvorrichtung werden vorzugsweise Zylinder von Verbrennungsmotoren oder Pleuelaugen beschichtet.
    • 1
    Spritzvorrichtung
    2
    Mittel zum Führen von Elektroden
    3
    Brennerkopf
    4
    Medienanschlüsse
    R
    Richtung
    Z
    Zerstäubergas
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004040460 A1 [0003]
    • - US 2004/0231596 A1 [0004]

Claims (5)

  1. Spritzvorrichtung (1) zum Lichtbogen-Drahtspritzen, umfassend Mittel (2) zum Führen zweier Elektroden mit jeweiligen Enden, zwischen denen in einem Brennerkopf (3) ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist, wobei zumindest eine der Elektroden im Bereich des Lichtbogens schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar ist, wobei geschmolzene Partikel in Richtung (R) einer zu beschichtenden Innenfläche eines Hohlkörpers transportierbar und auf der Innenfläche abscheidbar sind, wobei zumindest ein den Brennerkopf (3) umfassender Teil der Spritzvorrichtung (1) zum Beschichten der Innenfläche rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkopf (3) einen Außendurchmesser von maximal 42 mm aufweist.
  2. Spritzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lichtbogen ein Zerstäubergas (Z) zuführbar ist, von dem die geschmolzenen Partikel in Richtung (R) der zu beschichtenden Oberfläche transportierbar sind.
  3. Verwendung der Spritzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zum Beschichten einer Innenfläche eines Zylinders eines Verbrennungsmotors.
  4. Verwendung der Spritzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zum Beschichten einer Innenfläche eines Pleuelauges eines Verbrennungsmotors.
  5. Verwendung der Spritzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zum Abscheiden einer Verschleißschutzschicht.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013083228A1 (de) 2011-12-08 2013-06-13 Daimler Ag Vorrichtung und verfahren zur prüfung einer thermischen beschichtungsanlage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040231596A1 (en) 2003-05-19 2004-11-25 George Louis C. Electric arc spray method and apparatus with combustible gas deflection of spray stream
DE102004040460A1 (de) 2004-07-16 2006-02-09 Daimlerchrysler Ag Thermisches Spritzverfahren und thermisch gespritzte Werkstoffe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040231596A1 (en) 2003-05-19 2004-11-25 George Louis C. Electric arc spray method and apparatus with combustible gas deflection of spray stream
DE102004040460A1 (de) 2004-07-16 2006-02-09 Daimlerchrysler Ag Thermisches Spritzverfahren und thermisch gespritzte Werkstoffe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013083228A1 (de) 2011-12-08 2013-06-13 Daimler Ag Vorrichtung und verfahren zur prüfung einer thermischen beschichtungsanlage
DE102011120539A1 (de) 2011-12-08 2013-06-13 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung einer thermischen Beschichtungsanlage

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