DE102009024111A1 - nozzle holder - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Düsenhalterung (2) zum Anbinden einer Düse (4) an ein Gehäuse (6), insbesondere zum Befestigen einer Spritzdüse einer thermischen Spritzanlage, mit einem Halteelement (26), in dem eine Durchgangsbohrung (24) zur Aufnahme eines Körperabschnitts (8) der Düse (4) ausgebildet ist, wobei der Körperabschnitt (8) umfangsseitig in dem Halteelement (26) eingespannt ist.Disclosed is a nozzle holder (2) for connecting a nozzle (4) to a housing (6), in particular for fastening a spray nozzle of a thermal spray system, with a holding element (26) in which a through hole (24) for receiving a body portion (8 ) of the nozzle (4) is formed, wherein the body portion (8) is peripherally clamped in the holding element (26).
Description
Die Erfindung betrifft eine Düsenhalterung, insbesondere zum Befestigen einer Spritzdüse einer thermischen Spritzanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a nozzle holder, in particular for Attaching a spray nozzle of a thermal spray system, according to the preamble of claim 1.
Thermische Spritzverfahren wie Flammspritzen, Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen, Lichtbogenspritzen oder Plasmaspritzen sind seit Jahren bekannt. In jüngster Zeit wurde ein Verfahren, das sogenannte Kaltgasspritzverfahren, entwickelt, bei dem die Schichtpartikel nicht aufgeschmolzen werden. Die Schichtpartikel werden in einem Trägergastrahl auf Überschall beschleunigt und nur so stark aufgeheizt, dass sie beim Aufprall auf einem zu beschichtenden Körper entsprechend verformt werden. Als Trägergas wird häufig Stickstoff verwendet, dessen Temperatur weit unter dem Schmelzpunkt der Schichtpartikel liegt. Vorteile des Kaltgasspritzens sind aufgrund der geringeren Temperatur eine fehlende Oxidation des Schichtwerkstoffes und Schichtdicken im Zentimeterbereich.thermal Spraying processes such as flame spraying, high-speed flame spraying, Arc spraying or plasma spraying have been known for years. Recently, a method, the so-called cold gas spraying method, developed, in which the layer particles are not melted. The Layer particles become supersonic in a carrier gas jet accelerated and only heated up so much that they crashed deformed accordingly on a body to be coated become. The carrier gas is often nitrogen, its temperature far below the melting point of the layer particles lies. Advantages of cold gas spraying are due to the lower Temperature a lack of oxidation of the coating material and layer thicknesses in the centimeter range.
Zur Beschleunigung des Trägergases wird meistens eine Laval'sche Düse verwendet. Bekannte Düsenmaterialien sind Hartmetalllegierungen wie zum Beispiel Wolframkarbid mit Cobalt (WC/Co). Diese Legierungen sind höchst spröde, was im täglichen Gebrauch eine sehr vorsichtige Handhabung der Düse zur Vermeidung von Kratzern oder ähnlichen Beschädigungen notwendig macht. Entsprechend kritisch ist die Anbindung der Düse an einen Gehäuseabschnitt einer Kaltgasspritzanlage, wobei hier durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen und durch zum Beispiel Innendruckbelastungen von etwa 42 bar zusätzlich Spannungen in die Düse eingeleitet werden.to Acceleration of the carrier gas is usually a Laval'sche Nozzle used. Known nozzle materials are Carbide alloys such as tungsten carbide with cobalt (WC / Co). These alloys are extremely brittle, which in daily use a very careful handling of Nozzle to avoid scratches or similar Damage necessary. Correspondingly critical the connection of the nozzle to a housing section a Kaltgasspritzanlage, whereby here by different thermal Expansions and by for example internal pressure loads of about 42 bar additional voltages introduced into the nozzle become.
Eine übliche
Anbindung der Düse an einem Gehäuseabschnitt einer
Kaltgasspritzanlage erfolgt über ein axiales Einspannen
eines Düsenflansches zwischen dem Gehäuseabschnitt
und einer Mutter. Eine derartige Befestigung ist zum Beispiel in
der deutschen Patentanmeldung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düsenhalterung, insbesondere zum Befestigen einer Spritzdüse einer thermischen Spritzanlage, zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile beseitigt und eine spannungsarme Einspannung der Düse ermöglicht.task The invention is a nozzle holder, in particular for fastening a spray nozzle of a thermal spray system, to provide that eliminates the aforementioned disadvantages and a low-tension Clamping the nozzle allows.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Düsenhalterung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.These Task is solved by a nozzle holder with the features of claim 1.
Eine erfindungsgemäße Düsenhalterung zum Anbinden einer Düse an ein Gehäuse, insbesondere zum Befestigen einer Spritzdüse einer thermischen Spritzanlage, hat ein Halteelement mit einer Durchgangsbohrung zur Aufnahme eines Körperabschnitts der Düse. Erfindungsgemäß ist der Körperabschnitt umfangsseitig in dem Haltelement eingespannt.A nozzle holder according to the invention for tying a nozzle to a housing, in particular for fastening a spray nozzle of a thermal spray system, has a Retaining element with a through hole for receiving a body portion the nozzle. According to the invention, the body portion clamped circumferentially in the holding element.
Das erfindungsgemäße umfangsseitige Einspannen der Düse hat den Vorteil, dass eine notwendige Halte- bzw. Anpresskraft zum Einspannen der Düse auf eine verhältnismäßig große Fläche verteilt wird und Spannungsspitzen im Einspannbereich der Düse werden vermieden. Ebenso werden Belastungen, die beim Betrieb in der Düse auftreten, großflächig in das Gehäuse weitergeleitet. Die Düse ist somit spannungsarm an dem Gehäuse befestigt.The inventive circumferential clamping of the Nozzle has the advantage that a necessary holding or Contact pressure for clamping the nozzle to a relative large area is distributed and spikes in the clamping area of the nozzle can be avoided. Likewise Loads that occur during operation in the nozzle over a large area forwarded into the housing. The nozzle is thus low tension attached to the housing.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Körperabschnitt in der Durchgangsbohrung angeordnet, in dem der höchste Innendruck innerhalb der Düse herrscht. Hierdurch wird der Körperabschnitt zusätzlich stabilisiert, so dass er quasi mit einer verringerten Wandstär ke ausführbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Rissbildungen in diesem Körperabschnitt unterbunden werden und selbst in dem unwahrscheinlichen Fall einer Rissbildung ein Risswachstum gestoppt wird.at In one embodiment, the body portion arranged in the through hole, in which the highest Internal pressure prevails inside the nozzle. This will the body section additionally stabilized, so that he quasi executable with a reduced Wandstär ke is. Another advantage is that cracking in this Body section be stopped and even in the unlikely In case of cracking a crack growth is stopped.
Bevorzugterweise ist die Durchgangsbohrung so ausgebildet, dass sich der Körperabschnitt in ihr selbsttätig zentriert. Dies vereinfacht die Montage und ermöglicht ein gleichmäßiges Verteilen der Haltekräfte bzw. Belastungen über den Körperabschnitt. Die Selbstzentrierung kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass die Durchgangsbohrung und der Körperabschnitt konisch ausgebildet sind.preferably, the through hole is formed so that the body portion self centered in it. This simplifies the assembly and allows a uniform distribution the holding forces or loads on the body portion. The Self-centering can be achieved, for example, by: the through-hole and the body portion are conical are.
Zum Einspannen des Körperabschnitts in der Durchgangsbohrung kann ein Spannelement vorgesehen sein, das in Anlage mit einer Stirnfläche der Düse bringbar ist. Hierdurch wird die Düse mit einer Axialkraft beaufschlagt und der Körperabschnitt quasi in die Durchgangsbohrung gedrückt bzw. gezogen. Vorteilhafterweise wird bei Beaufschlagung der Düse mit der Axialkraft gleichzeitig das Halteelement in dem Gehäuse lagefixiert. Dies reduziert die Anzahl der für die Montage notwendigen Komponenten und vereinfacht die Montage. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Spannelement ein Gewindeelement mit einem Außengewinde, das mit einem gehäuseseitigen Innengesinde in Eingriff bringbar ist.For clamping the body portion in the through hole, a clamping element may be provided which can be brought into abutment with an end face of the nozzle. As a result, the nozzle is acted upon by an axial force and the body portion is pressed or pulled quasi into the through hole. When the nozzle is subjected to the axial force, the retaining element is advantageously fixed in position in the housing at the same time. This reduces the number of components required for assembly and simplifies assembly. In one embodiment, the tension member is a threaded member having an external thread connected to a housing side internal passenger is engageable.
Bevorzugterweise hat das Halteelement eine radiale Zurückstufung zur Aufnahme eines Düsenflansches. Dies ermöglicht die Verwendung handelsüblicher Düsen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Zurückstufung derart ausgebildet, dass bei festgesetztem Spannelement der Düsenflansch von Wandungsflächen der Zurückstufung beabstandet ist. Hierdurch wird verhindert, dass die Düse über ihren Düsenflansch in dem Halteelement eingespannt wird.preferably, the retaining element has a radial downgrading for receiving a nozzle flange. This allows the use commercially available nozzles. In one embodiment the downgrading is designed such that when fixed Clamping element of the nozzle flange of wall surfaces the downgrading is spaced. This prevents that the nozzle is above its nozzle flange is clamped in the holding element.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Körperabschnitt und dem Halteelement eine Hülse angeordnet. Die Hülse besteht vorzugsweise aus einem weicheren Material, beispielsweise Kupfer, als das Halteelement und der Körperabschnitt und gleicht Oberflächenunebenheiten aus, wodurch eine gleichmäßige Verteilung zw. Einleitung der Belastungen begünstigt wird. Weiterhin kann die Hülse mit einer porösen Beschichtung wie zum Beispiel einer Nickel-Basislegierung versehen sein, die zum einen die Beseitigung von Oberflächenunebenheiten weiter begünstigt und zum anderen eine Demontage der Düse aus dem Halteelement erleichtert. Zur weiteren Kraftharmonisierung und Vermeidung von Spannungsspitzen kann ein Endabschnitt der Hülse trichterförmig erweitert sein.at an embodiment is between the body portion and the holding member disposed a sleeve. The sleeve is preferably made of a softer material, for example Copper, as the holding element and the body section and compensates surface irregularities, resulting in a uniform Distribution zw. Introduction of burdens is favored. Furthermore, the sleeve with a porous coating such as, for example, a nickel-base alloy, the on the one hand the removal of surface irregularities on favors and on the other a disassembly of the nozzle facilitated from the holding element. For further strength harmonization and avoiding voltage spikes, an end portion of the sleeve may be funnel-shaped be extended.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous embodiments are the subject of further Dependent claims.
Im
Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer schematischen Darstellung näher
erläutert. Die einzige
In der Figur tragen gleiche konstruktive Elemente die gleichen Bezugsziffern.In the same structural elements carry the same reference numerals.
Die
Düse
Das
Halteelement
Zwischen
einer Innenumfangsfläche
Die
Düse
Offenbart
ist eine Düsenhalterung (
- 22
- Düsenhalterungnozzle holder
- 44
- Düsejet
- 66
- Gehäusecasing
- 88th
- konischer Körperabschnittconical body part
- 1010
- zylindrischer Körperabschnittcylindrical body part
- 1212
- Düseneintrittnozzle inlet
- 1414
- Innenumfanginner circumference
- 1616
- Düsenhalsnozzle throat
- 1818
- Düsenaustrittnozzle exit
- 2020
- Flanschflange
- 2222
- Stirnflächeface
- 2424
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 2626
- Halteelementretaining element
- 2828
- Abschnittsection
- 3030
- Durchbruchbreakthrough
- 3232
- Kragencollar
- 3434
- Gehäuseabschnitthousing section
- 3636
- Zurückstufungdemotion
- 3838
- Bodenflächefloor area
- 4040
- Umfangsflächeperipheral surface
- 4242
- Axialspaltaxial gap
- 4444
- Umfangsspaltcircumferential gap
- 4646
- InnenumfangsflächeInner circumferential surface
- 4848
- AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
- 5050
- Hülseshell
- 5252
- Endabschnittend
- 5454
- Düsenlängsachsenozzle axis
- 5656
- Innengewindeinner thread
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - EP 1482566 B1 [0004] - EP 1482566 B1 [0004]
- - EP 1629899 A1 [0004] - EP 1629899 A1 [0004]
Claims (13)
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