DE102011002501A1 - Vorrichtung zum thermischen Beschichten einer Oberfläche - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Beschichten einer Oberfläche, mit einer Drahtzuführeinrichtung (4) zur Zuführung eines Drahtes (5), wobei der Draht (5) als erste Elektrode wirkt, einer Quelle für Plasmagas zur Erzeugung eines Plasmagasstroms, einem Düsenkörper (2) mit einer Düsenöffnung (3), durch die der Plasmagasstrom als Plasmagasstrahl auf ein Drahtende (8) geleitet wird, und einer zweiten Elektrode (7), die im Plasmagastrom angeordnet ist bevor dieser in die Düsenöffnung (3) eintritt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtzuführeinrichtung (4) verstellbar ist, wodurch das vor der Düsenöffnung (3) befindliche Drahtende (8) um einen bestimmten Verstellweg bewegt werden kann. Damit lassen sich Einbautoleranzen in die Vorrichtung leicht ausgleichen und es wird eine hohe und gleichbleibende Qualität der Beschichtung erzielt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Beschichten einer Oberfläche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit durchführtes Verfahren und ein mit dem Verfahren hergestelltes Bauteil.
  • Erfindungsgemäße Vorrichtungen zum thermischen Beschichten einer Oberfläche sind beschrieben in der US 6372298 B1 , der US 6706993 B1 und der WO 2010/112567 A1 . Alle Vorrichtung weisen auf: Eine Drahtzuführeinrichtung zur Zuführung eines Drahtes, wobei der Draht als erste Elektrode wirkt; eine Quelle für Plasmagas zur Erzeugung eines Plasmagasstroms; einen Düsenkörper mit einer Düsenöffnung, durch die der Plasmagasstrom als Plasmagasstrahl auf ein Drahtende geleitet wird; und einer zweiten Elektrode, die im Plasmagastrom angeordnet ist bevor dieser in die Düsenöffnung eintritt.
  • Zwischen den beiden Elektroden bildet sich durch die Düsenöffnung hindurch ein Lichtbogen aus. Durch diesen Lichtbogen wird auch das durch die Düsenöffnung strömende Plasmagas gebildet. Der aus der Düsenöffnung austretende Plasmagasstrahl trifft auf des Drahtende und bewirkt dort mit dem Lichtbogen ein Abschmelzen des Drahtes und den Abtransport des geschmolzenen Drahtmaterials in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche. Ringförmig um die Düsenöffnung herum sind Sekundärluftdüsen angebracht, durch die ein verwirbelter Sekundärgasstrahl erzeugt wird, der das vom Drahtende abgeschmolzene Material hinter dem Drahtende trifft und so eine Beschleunigung des Transports in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche und eine Sekundärzerstäubung des geschmolzenen Drahtmaterials bewirkt.
  • 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
    • US 6372298 B1 [0002]
    • US 6706993 B1 [0002]
    • WO 2010/112567 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum thermischen Beschichten einer Oberfläche, mit: einer Drahtzuführeinrichtung (4) zur Zuführung eines Drahtes (5), wobei der Draht (5) als erste Elektrode wirkt, einer Quelle für Plasmagas zur Erzeugung eines Plasmagasstroms, einem Düsenkörper (2) mit einer Düsenöffnung (3), durch die der Plasmagasstrom als Plasmagasstrahl auf ein Drahtende (8) geleitet wird, und einer zweiten Elektrode (7), die im Plasmagastrom angeordnet ist bevor dieser in die Düsenöffnung (3) eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführeinrichtung (4) verstellbar ist, wodurch das vor der Düsenöffnung (3) befindliche Drahtende (8) um einen bestimmten Verstellweg bewegt werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellrichtung (F) des Verstellweges zumindest teilweise quer zur Drahtlängsachse und/oder zumindest teilweise quer zum Plasmagasstrahl ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführeinrichtung (4) mittels statischer Einstellmittel, insbesondere mittels Einstellschrauben (17), verstellbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführeinrichtung mittels dynamischer Einstellmittel, insbesondere mittels Aktuatoren wie Piezoaktuatoren, verstellbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführeinrichtung (4) ein verstellbares Führungsstück (11) aufweist, auf das die Einstellmittel wirken.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführeinrichtung (4) ein verstellbares Führungsrohr (12) und einen feststehenden Befestigungsstück (13) aufweist, wobei das Führungsrohr (12) Befestigungsstück (13) und Führungsstück (11) verbindet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsstück und Führungsrohr einstückig ausgeführt sind und das Führungsrohr beim Verstellen elastisch verformt wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsstück (13) und Führungsrohr (12) zweiteilig ausgeführt sind und zwischen Befestigungsstück (13) und Führungsrohr (12) ein elastisches Element (16) angeordnet ist, insbesondere ein O-Ring.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (11) seitliche Führungsflächen (14) zur Führung in der Vorrichtung (1) quer zur Verstellrichtung (F) aufweist.
  10. Verfahren zum thermischen Beschichten einer Oberfläche mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg (S) der Drahtzuführeinrichtung (4) nicht größer als 0,2 mm ist, insbesondere nicht größer als 0,08 mm.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamische Verstellung mit einer Frequenz nicht kleiner als 50 Hz erfolgt insbesondere nicht kleiner als 1 kHz.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während des Startvorganges des Verfahrens die dynamische/und oder statische Verstellung anders ist als während des eigentlichen Beschichtensvorganges.
  14. Beschichtung, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
  15. Beschichtung nach Anspruch 14, wobei es sich bei der Beschichtung um die Zylinderlaufbahnbeschichtung eines Verbrennungsmotors handelt.
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