DE102013007737A1 - Beschichtungsvorrichtung zum thermischen Beschichten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung (1) zum thermischen Beschichten, mit einer Beschichtungseinrichtung (2) und mit einer Materialvorschubeinrichtung (3), wobei die Beschichtungseinrichtung (2) eine Spritzpistole (8) und eine Spritzpistolenhalterung (9) aufweist, wobei die Spritzpistole (8) mit der Spritzpistolenhalterung (9) verbunden ist, wobei die Spritzpistole (8) funktional wirksam mittels mindestens eines Antriebsmittels (10, 11) beim Beschichten um eine Achse (A) rotierbar ist und/oder in Axialrichtung verfahrbar ist, wobei mit der Spritzpistole (8) ein Beschichtungswerkstoff (12) auf eine Innenfläche (6) eines hohlen Werkstücks (5a, 5b) auftragbar ist.
Es sind hohle Werkstücke (5a, 5b) mit unterschiedlichem Innendurchmesser dadurch beschichtbar, dass die Spritzpistolenhalterung (9) verstellbar ist, wobei die radiale Positionierung der Spritzpistole (8) einstellbar ist.
Es sind hohle Werkstücke (5a, 5b) mit unterschiedlichem Innendurchmesser dadurch beschichtbar, dass die Spritzpistolenhalterung (9) verstellbar ist, wobei die radiale Positionierung der Spritzpistole (8) einstellbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zum thermischen Beschichten, mit einer Beschichtungseinrichtung und mit einer Materialvorschubeinrichtung, wobei die Beschichtungseinrichtung eine Spritzpistole und eine Spritzpistolenhalterung aufweist, wobei die Spritzpistole mit der Spritzpistolenhalterung verbunden ist, wobei die Spritzpistole funktional wirksam mittels mindestens eines Antriebsmittels beim Beschichten um eine Achse rotierbar ist und/oder in Axialrichtung verfahrbar ist, wobei mit der Spritzpistole ein Beschichtungswerkstoff auf eine Innenfläche eines hohlen Werkstücks auftragbar ist.
- Thermisches Beschichten umfasst Verfahren, bei denen ein Beschichtungswerkstoff innerhalb oder außerhalb einer Spritzpistole an-, auf oder abgeschmolzen und auf eine vorbereitete Werkstückfläche aufgeschleudert wird. Thermisches Beschichten umfasst unter anderem folgende Hauptverfahren: Plasmaspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, Pulverflammspritzen, Drahtflammspritzen, Lichtbogendrahtspritzen, Laserspritzen, Detonationsspritzen, Kaltgasspritzen.
- Aus der
DE 102 04 251 A1 ist eine Beschichtungsvorrichtung zum thermischen Beschichten, nämlich zum Lichtbogendrahtspritzen von Bohrungen bekannt. Die Beschichtungsvorrichtung weist eine Beschichtungseinrichtung und eine Drahtvorschubeinrichtung auf. Die Beschichtungseinrichtung weist eine Spritzpistole in Form eines hohlzylindrischen Grundkörpers auf. Der Grundkörper bildet ferner einen Teil der Drahtvorschubeinrichtung. Die Spritzpistole ist drehbar an einer Spritzpistolenhalterung angeordnet. Die Drahtvorschubeinrichtung und die Spritzpistoleneinrichtung bilden eine starre, rotierbare Baueinheit. Zur Rotation der Spritzpistole ist ein stationäres Antriebsmittel, nämlich ein Antriebsmotor vorgesehen. Die Spritzpistolenhalterung ist an einer weiteren Vorrichtung angeordnet, um die Spritzpistolenhalterung in Axialrichtung zu positionieren. Die Drahtvorschubeinrichtung weist zwei Drahtvorratsrollen auf, wobei die Drahtvorratsrollen drehbar auf Achsen am Grundkörper angeordnet sind. Auf die Drahtvorratsrollen sind Spritzdrähte aufgerollt. Die Spritzpistole weist an einem Ende einen Düsenkopf auf. Der Düsenkopf ist dabei derart gekröpft ausgebildet, so dass eine Auslassöffnung im Wesentlichen in Radialrichtung gerichtet ist. Die Spritzdrähte treten aus dem Düsenkopf in einen Abschmelzbereich ein. Die Auslassöffnung steht mit Gaskanälen in Verbindung, die an Drehdurchführungen enden. Die Drehdurchführungen sind am Umfang des Grundkörpers angeordnet. Zur Stromversorgung der Spritzdrähte sind am Umfang des Grundkörpers Schleifringe befestigt, wobei im Inneren des Grundkörpers zwischen den Schleifringen und den Spritzdrähten Verbindungen bestehen. Bei Vorschub der Spritzdrähte in den Abschmelzbereich entsteht zwischen den sich nähernden Drähten ein Lichtbogen. Die Enden der Spritzdrähte werden im Lichtbogen abgeschmolzen. Die abgeschmolzenen Metallpartikel werden mittels des Gasstroms auf die vorbereitete Innenumfangsfläche einer Bohrung geschleudert. Dadurch, dass der Grundkörper mit der Beschichtungseinrichtung und der Drahtvorschubeinrichtung rotiert wird und gleichzeitig in Axialrichtung eine Bewegung in die Bohrung hinein ausgeführt wird, wird vom Spritzstrahl die gesamte Innenumfangsfläche der Bohrung abgedeckt. Diese Beschichtungsvorrichtung hat den Nachteil, dass nur Bohrungen mit einem kleinen Durchmesser beschichtet werden können. Die Beschichtungsvorrichtung ist nicht zur Beschichtung von Werkstücken mit einem großen Innendurchmesser geeignet. Die Beschichtungsvorrichtung ist ferner unhandlich. - Aus der gattungsbildenden
DE 198 41 617 A1 ist eine Beschichtungsvorrichtung zum thermischen Beschichten mittels Lichtbogendrahtspritzens von Innenwänden von Hohlkörpern bekannt. Es ist eine Beschichtungseinrichtung und eine Materialvorschubeinrichtung vorgesehen. Die Beschichtungseinrichtung weist eine Spritzpistole in Form eines Brennerschafts auf. Der Brennerschaft weist an seinem einen Ende einen Innenbrenner mit einem Brennerkopf auf. An dem anderen Ende ist starr eine Materialnachschubeinrichtung mit zwei Drahthaspeln befestigt. Der auf den Drahthaspeln aufgewickelte Spritzdraht wird entsprechend dem Verbrauch dem Brennerschaft zugeführt. Der Innenbrenner ist in den Brennerschaft austauschbar eingesteckt. Am Brennerkopf werden zwei Spritzdrähte zusammengeführt, wobei zwischen den beiden Spritzdrähten ein Lichtbogen zündbar ist. Der Brennerkopf weist ferner eine Druckluftdüse auf, die radial zur Längsachse des Brennerschafts gerichtet ist. - Die Beschichtungseinrichtung ist an einer Spritzpistolenhalterung in Form eines Halteblocks drehbar gelagert. Der Antrieb des Brennerschafts erfolgt mittels eines in den Halteblock integrierten Motors, wobei der Motor einen Riemen antreibt. Der Halteblock ist an einem Roboterarm anordbar. Der endlose Riemen ist um den Brennerschaft geschlungen. Der Brennerkopf ist austauschbar, um die Beschichtungsvorrichtung an Werkstücke mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern anzupassen. Es sind dabei zum einen Werkstücke in Form eines Nutzfahrzeug-Pleuels oder Zylinderbohrungen von PKWs mit einem Durchmesser von 75 bis 100 mm beschichtbar. Zum anderen können Werkstücke mit einem Bohrungsdurchmesser von 45 bis 75 mm beschichtet werden, wie zum Beispiel Nutzfahrzeug-Synchronringe und PKW-Pleuel.
- Diese gattungsbildende Beschichtungsvorrichtung ist noch nicht optimal ausgebildet. Um Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern beschichten zu können, muss der Brennerkopf getauscht werden. Es sind dabei lediglich Werkstücke mit Bohrungen beschichtbar, wenn der Bohrungsdurchmesser 100 mm oder weniger beträgt. Es ist ein Roboterarm notwendig, um die Beschichtungsvorrichtung axial innerhalb der Bohrung zu bewegen. Hierdurch ist die Beschichtungsvorrichtung zwar stationär einsetzbar, aber die Beschichtungsvorrichtung ist insbesondere nicht gut transportierbar und damit mobil einsetzbar. Dies ist aufwendig, wenn insbesondere nur einzelne größere Werkstücke beschichtet werden sollen. Die Werkstücke müssen daher ausgebaut werden und zu der Beschichtungsvorrichtung transportiert werden. Werkstücke mit einem großen Durchmesser, bspw. einem Durchmesser von 150 mm bis 1500 mm sind häufig nur umständlich ausbaubar und schwer transportierbar. Lagersitze von Windkraftanlagen können bspw. mit den bestehenden Beschichtungsvorrichtungen nicht im montierten Zustand an der Windkraftanlage beschichtet werden.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Beschichtungsvorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass hohle Werkstücke mit unterschiedlichem Innendurchmesser beschichtbar sind.
- Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass die Spritzpistolenhalterung verstellbar ist, wobei die radiale Positionierung der Spritzpistole einstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass Werkstücke mit unterschiedlich großen Durchmessern beschichtet werden können. Der radiale Verstellweg der Spritzpistolenhalterung beträgt insbesondere mehr als 100 mm, vorzugsweise mehr als 200 mm, weiter vorzugsweise mehr als 300 mm. Die Beschichtungsvorrichtung kann dadurch individuell an unterschiedliche Werkstücke eingestellt und angepasst werden. Insbesondere ist die Beschichtungsvorrichtung mobil einsetzbar, so dass die Werkstücke – wie bspw. Lagersitze von Windkraftanlagen – nicht ausgebaut werden müssen, sondern eine Beschichtung vor Ort beim Kunden erfolgen kann. Der Anwendungsbereich der Beschichtungsvorrichtung ist erweitert.
- Die Winkellage der Spritzpistole relativ zur Innenumfangsfläche ist vorzugsweise einstellbar. Die Spritzpistolenhalterung weist einen schwenkbaren Arm auf, wobei die Spritzpistole an dem Arm angeordnet ist. Der Arm ist vorzugsweise mit der Spritzpistole schwenkbar. Der Arm kann mindestens zwei Armteile und mindestens zwei Gelenke aufweisen, wobei die Armteile über mindestens eines der Gelenke miteinander verbunden sind und über mindestens ein weiteres Gelenk mit der Armhalterung verbunden sind. Die radiale Positionierung und die Winkellage der Spritzpistole sind durch Schwenken der Armteile einstellbar.
- Die Spritzpistole ist vorzugsweise beim Beschichten axial verfahrbar und/oder rotierbar. Der Antrieb für den axialen Vorschub und/oder die Rotation kann elektrisch, insbesondere elektromotorisch oder pneumatisch erfolgen. Vorzugsweise wird die Beschichtung durch Rotation der Spritzpistole aufgetragen. Je nach Tiefe des Werkstückes kann die Spritzpistole dabei axial verfahren werden, so dass die gesamte Innenumfangsfläche beschichtet wird. Die Spritzpistole kann beim Beschichten eine spiralförmige Bewegung ausführen.
- Es ist denkbar, dass die Spritzpistole alternativ einen getakteten Vorschub in die Bohrung ausführt, d. h. in die Bohrung eintaucht und wieder herausgezogen wird und sodann um einen Winkelschritt gedreht wird und danach wieder eintaucht. Dies könnte solange wiederholt werden, bis die gesamte Innenumfangsfläche beschichtet ist.
- Es ist denkbar, dass die Spritzpistole mit einem Verlängerungsteil verlängerbar ist. Das Verlängerungsteil kann eine Länge von bspw. 300 bis 1000 mm aufweisen. Wenn nun die Spritzpistole mit dem entsprechenden Verlängerungsteil ausgestattet ist, ermöglicht dies ein besonders tiefes Eindringen in Werkstücke mit einem kleinen Innendurchmesser. Das Verlängerungsteil kann eine Austrittsöffnung, insbesondere im Winkel von in etwa 70° zu seiner Längsrichtung aufweisen, so dass das Verlängerungsteil zum Beschichten axial in den Hohlraum des Werkstücks eingeführt werden kann.
- Die Spritzpistolenhalterung weist vorzugsweise ein Grundgestell und einen Schlitten auf, wobei das Grundgestell ortsfest relativ zum Werkstück anordbar ist. Das Grundgestell ist relativ zum Werkstück positionierbar. Vorzugsweise ist das Grundgestell am Werkstück abgestützt und/oder mit dem Werkstück lösbar verbunden. Das Grundgestell weist eine sich insbesondere in Axialrichtung erstreckende Führungsschiene auf. Der Schlitten ist an der Führungsschiene verfahrbar. Der Arm ist an dem Schlitten rotierbar gelagert.
- In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Materialvorschubeinrichtung über ein flexibles Versorgungsrohr mit der Beschichtungseinrichtung verbunden, wobei innerhalb des Versorgungsrohres der Beschichtungswerkstoff förderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Beschichtungsvorrichtung insbesondere mobil einsetzbar ist. Die Beschichtungseinrichtung und die Materialvorschubeinrichtung sind winklig zueinander anordbar. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch die Beschichtungsvorrichtung auch in beengten Räumlichkeiten entsprechend flexibel aufgebaut werden kann. Beispielsweise lassen sich hierdurch Großgetriebe bspw. Lagersitze von Windkraftanlagen vor Ort im eingebauten Zustand beschichten. Das Versorgungsrohr kann als Wellrohr oder als flexibler Schlauch ausgebildet sein.
- Die Beschichtungsvorrichtung ist vorzugsweise als Lichtbogendrahtspritzvorrichtung ausgebildet; die Materialvorschubeinrichtung weist ein entsprechendes Drahtmagazin auf. Die Materialvorschubeinrichtung dient dabei zum Fördern mindestens eines Spritzdrahtes. Die Materialschubvorrichtung weist vzw. einen Förderantrieb bspw. motorisch angetriebene Drahtförderrollen auf. Es ist denkbar, dass die Beschichtungseinrichtung einen zusätzlichen Förderantrieb zum Fördern des Spritzdrahtes aufweist. Der Förderantrieb der Materialvorschubeinrichtung wirkt im Wesentlichen schiebend und der Förderantrieb der Beschichtungseinrichtung wirkt im Wesentlichen ziehend, um einen Drahtstau wirksam zu vermeiden.
- Die Materialvorschubeinrichtung weist eine Führungsschiene und einen Magazinschlitten auf, wobei der Magazinschlitten an der Führungsschiene verschiebbar ist. An dem Magazinschlitten ist das Drahtmagazin drehbar gelagert. Das Drahtmagazin ist vorzugsweise mittels eines Antriebsmittels drehbar. Das Antriebsmittel kann als Motor, insbesondere als Elektromotor ausgebildet sein oder pneumatisch oder hydraulisch wirken. Das Drahtmagazin weist zwei Drahtvorratsspulen auf. Das Drahtmagazin ist mit dem flexiblen Versorgungsrohr verbunden. Hierdurch ist der Vorschub der Spritzpistole durch Verschieben des Drahtmagazins ausgleichbar. Innerhalb des Versorgungsrohres erstrecken sich vorzugsweise zwei Spritzdrähte, eine Gaszufuhr, und ggf. elektrische Leitungen. Die Spritzdrähte werden je nach Verbrauch nachgeschoben.
- Die Materialvorschubeinrichtung weist vorzugsweise mindestens eine Drehdurchführung auf, wobei über die mindestens eine Drehdurchführungen Gas und/oder elektrischer Strom zuführbar ist. Eine entsprechende Gasleitung erstreckt sich vorzugsweise durch das Versorgungsrohr. Die Spritzdrähte sind über elektrische Leitungen mit den entsprechenden Kontakten der Drehdurchführung verbunden.
- Es ist denkbar, dass die Spritzpistole gegen ein mechanisches Bearbeitungsgerät austauschbar ist, wobei mit dem mechanischen Bearbeitungsgerät eine mechanische Bearbeitung der Innenumfangsfläche durchführbar ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Zentrierung nur einmal vorgenommen werden muß. Es ist sichergestellt, dass sowohl beim Beschichten als auch bei der mechanischen Bearbeitung die Spritzpistole und das mechanische Bearbeitungsgerät relativ zur gleichen Zentrumsachse rotiert und/oder axial verfahren werden.
- Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
- Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür wird zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
-
1 in einer schematischen, seitlichen Darstellung ein erstes Werkstück und einen Teil einer Beschichtungsvorrichtung, nämlich eine Beschichtungseinrichtung mit einer Spritzpistole, wobei die Spritzpistole an einem verstellbaren Arm in einer ersten Position angeordnet ist, -
2 in einer schematischen, seitlichen Darstellung ein zweites Werkstück mit einem größeren Durchmesser und die Beschichtungseinrichtung aus1 , wobei die Spritzpistole in einer zweiten Position angeordnet ist, und -
3 in einer schematischen, seitlichen Darstellung einen weiteren Teil der Beschichtungsvorrichtung aus1 und2 , nämlich eine Materialvorschubeinrichtung. - In den
1 bis3 ist eine Beschichtungsvorrichtung1 zum thermischen Beschichten gut zu erkennen. Die Beschichtungsvorrichtung1 ist zum Lichtbogendrahtspritzen ausgebildet. - Die Beschichtungsvorrichtung
1 weist im Wesentlichen zwei miteinander verbunden Module auf, nämlich eine Beschichtungseinrichtung2 (vgl.1 und2 ) und eine Materialvorschubeinrichtung3 (vgl.3 ). Die Beschichtungsvorrichtung1 mit der Beschichtungseinrichtung2 und der Materialvorschubeinrichtung3 steht auf einem stark schematisch dargestellten Untergrund4 . - Mit der Beschichtungsvorrichtung
1 ist ein Werkstück5a (1 ),5b (2 ) beschichtbar. Das Werkstück5a ,5b ist hohl ausgebildet und weist eine zu beschichtende Innenfläche6 auf. Die Innenfläche6 kann durch eine Bohrung7a ,7b gebildet sein. Der Durchmesser der Bohrung7a kann bspw. 300 mm betragen (1 ). Der Durchmesser der Bohrung7b kann bspw. 800 mm betragen (2 ). - Die Beschichtungseinrichtung
2 weist eine Spritzpistole8 und eine Spritzpistolenhalterung9 auf. Die Spritzpistole8 ist mit der Spritzpistolenhalterung9 verbunden. - Die Beschichtungsvorrichtung
1 weist mindestens ein Antriebsmittel10 ,11 auf, wobei die Spritzpistole8 mittels des mindestens einen Antriebsmittels10 ,11 beim Beschichten um eine Achse A rotierbar ist und/oder in Axialrichtung verfahrbar ist. Die Spritzpistolenhalterung9 weist hier das Antriebsmittel10 zum Verschieben der Spritzpistolenhalterung9 in Axialrichtung auf. Das Antriebsmittel10 ist der Beschichtungseinrichtung2 zugeordnet. Mit dem Antriebsmittel11 ist die Spritzpistole8 funktional wirksam rotierbar. Das Antriebsmittel11 ist hier der Materialvorschubeinrichtung3 zugeordnet. Die Spritzpistole8 ist mit den beiden Antriebsmitteln10 ,11 sowohl in Axialrichtung verschiebbar als auch rotierbar. Die beiden Antriebsmittel10 ,11 sind vorzugsweise als Motoren, insbesondere als Elektromotoren ausgebildet. Alternativ können die Antriebsmittel10 ,11 pneumatisch oder hydraulisch wirken. - Mit der Spritzpistole
8 ist ein Beschichtungswerkstoff12 auf die Innenfläche6 des hohlen Werkstücks5a ,5b auftragbar. Der Beschichtungswerkstoff12 wird dabei auf die Innenfläche6 geschleudert. Aus der Spritzpistole8 tritt ein Gasstrom aus, wobei die geschmolzenen Partikel des Beschichtungswerkstoffes12 in dem Gasstrom transportiert werden. Der Beschichtungswerkstoff12 wird dabei innerhalb oder außerhalb der Spritzpistole8 geschmolzen. - Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Spritzpistolenhalterung
9 verstellbar ist, wobei die radiale Positionierung der Spritzpistole8 einstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass Werkstücke5a ,5b mit einem Innendurchmesser von mehr als 100 mm beschichtbar sind. Es sind insbesondere Werkstücke5a ,5b mit einem Innendurchmesser von mehr als 200 mm oder vorzugsweise von mehr als 250 mm beschichtbar. Es sind Werkstücke5a ,5b mit unterschiedlich großem Innendurchmesser beschichtbar. Der radiale Verstellweg der Spritzpistolenhalterung9 beträgt insbesondere mehr als 100 mm, vorzugsweise mehr als 200 mm, weiter vorzugsweise mehr als 300 mm. Die Beschichtungsvorrichtung1 kann dadurch individuell an unterschiedliche Werkstücke5a ,5b eingestellt und angepasst werden. Die radiale Positionierung ist dabei feststellbar und wird insbesondere während des Beschichtens nicht verändert. Insbesondere ist die Beschichtungsvorrichtung1 mobil einsetzbar, so dass die Werkstücke5a ,5b – wie bspw. Lagersitze von Windkraftanlagen – nicht ausgebaut werden müssen, sondern eine Beschichtung vor Ort beim Kunden erfolgen kann. Der Anwendungsbereich der Beschichtungsvorrichtung1 ist erweitert. - Vorzugsweise ist dabei ebenfalls die Winkellage der Spritzpistole
8 relativ zur Innenfläche5a ,5b einstellbar. Die Winkellage ist dabei feststellbar und wird insbesondere während des Beschichtens bis auf die Rotation nicht verändert. Die Spritzpistolenhalterung9 kann dazu einen schwenkbaren Arm13 aufweisen, wobei die Spritzpistole8 an dem Arm13 angeordnet ist. Der Arm13 weist vorzugsweise mindestens zwei Armteile, insbesondere ein vorderes Armteil14 und ein hinteres Armteil15 , und mindestens zwei Gelenke, insbesondere ein erstes Gelenk16 und ein zweites Gelenk17 , auf. Es sind vorzugsweise genau zwei, schwenkbare Armteile14 ,15 vorgesehen. Das vordere Armteil14 und das hintere Armteil15 sind über das erste Gelenk16 schwenkbar miteinander verbunden. Das vordere Armteil14 trägt die Spritzpistole8 . Das hintere Armteil15 ist ferner mit dem Gelenk17 verbunden. Durch Schwenken der beiden Armteile14 ,15 ist zum einen die radiale Positionierung als auch die Winkellage der Spritzpistole8 einstellbar. Die Winkellage und die radiale Positionierung werden dabei festgestellt. Es können bspw. die Gelenke16 ,17 mittels entsprechender Klemmschrauben (nicht dargestellt) festgestellt bzw. fixiert werden. - Die Spritzpistolenhalterung
9 weist ein Grundgestell18 und einen Schlitten19 auf. Das Grundgestell18 ist ortsfest relativ zum Werkstück5a ,5b angeordnet. Das Grundgestellt18 steht vorzugsweise auf dem Untergrund4 . Das Grundgestell18 ist insbesondere höhenverstellbar. Das Grundgestell18 ist über mindestens einen insbesondere höhenverstellbaren Fuß20 am Untergrund abgestützt. Das Grundgestell18 weist eine Führungsschiene21 auf. Der Schlitten19 ist an der Führungsschiene21 verfahrbar angeordnet. Der Schlitten19 weist mehrere Laufrollen22 auf. Der Schlitten19 ist über die Laufrollen22 an der Führungsschiene21 abgestützt. Ferner ist eine Führungsrolle23 vorgesehen, wobei die Führungsrolle23 an einem Führungsausleger24 angeordnet ist. Der Schlitten19 untergreift die Führungsschiene21 mit der Führungsrolle23 . - Das Antriebsmittel
10 ist am Schlitten19 angeordnet. Das Antriebsmittel10 kann ein Zahnrad antreiben, das in eine Zahnstange, einen Schneckentrieb oder dergleichen eingreift und so für den Vorschub des Schlittens19 sorgt. - Am Schlitten
19 ist eine Armhalterung25 drehbar gelagert. Die Armhalterung25 weist einen Rohrkörper26 und einen Ausleger27 auf. Der Rohrkörper26 ist drehbar am Schlitten19 gelagert und daher konzentrisch zur Achse A angeordnet. Der Ausleger27 ist am Rohrkörper26 befestigt und erstreckt sich in Richtung des Werkstücks5a ,5b im Wesentlichen parallel zur Achse A. Das hintere Armteil14 ist über das zweite Gelenk17 gelenkig mit der Armhalterung25 , insbesondere dem Ausleger7 verbunden. Der Arm13 ist hierdurch funktional wirksam am Schlitten19 rotierbar gelagert. - In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Materialvorschubeinrichtung
3 über ein flexibles Versorgungsrohr28 mit der Beschichtungseinrichtung2 verbunden. Innerhalb des Versorgungsrohres28 werden ein Zerstäubergas und der Beschichtungswerkstoff12 gefördert in Form von zwei Spritzdrähten29 (gestrichelt dargestellt). Das Versorgungsrohr28 ist vorzugsweise als Wellrohr ausgebildet. - Dies hat den Vorteil, dass die Beschichtungsvorrichtung
1 insbesondere mobil einsetzbar ist. Die Beschichtungseinrichtung2 und die Materialvorschubeinrichtung3 sind winklig in Abhängigkeit der Räumlichkeiten zueinander anordbar. Insbesondere kann sich die Materialvorschubeinrichtung in Längsrichtung entlang einer Achse A' erstrecken, wobei die Achse A' winklig zur Achse A steht. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch die Beschichtungsvorrichtung1 auch in beengten Räumlichkeiten entsprechend Platz sparend aufgebaut werden kann. Beispielsweise lassen sich hierdurch Lagersitze von Windkraftanlagen vor Ort im eingebauten Zustand beschichten. - Die Materialvorschubeinrichtung
3 weist ein Drahtmagazin30 und mindestens eine Drehdurchführung31 auf. Das Drahtmagazin30 ist mittels des Antriebsmittels11 drehbar. Das Drahtmagazin30 ist funktional wirksam mit dem Versorgungsrohr29 verbunden. Das Drahtmagazin30 weist einen Tragrahmen32 . Der Tragrahmen32 ist drehbar gelagert. - An dem Tragrahmen
32 sind auf entsprechenden Achsen (nicht näher dargestellt) zwei Drahtspulen33 drehbar angeordnet. Auf den Drahtspulen33 ist jeweils der Spritzdraht29 aufgewickelt. Der Spritzdraht29 erstreckt sich von den Drahtspulen33 zu mindestens einer Drahtvorschubrolle, insbesondere zu mehreren Drahtvorschubrollen34 . Die Drahtvorschubrollen34 sind motorisch antreibbar. - Die Materialvorschubvorrichtung
3 weist ein Gestell35 und einen Magazinschlitten36 auf. Das Drahtmagazin30 ist an dem Magazinschlitten36 angeordnet. An dem Magazinschlitten36 ist das Drahtmagazin30 mit dem Tragrahmen32 drehbar gelagert. Das Drahtmagazin30 , insbesondere der Tragrahmen32 ist drehfest mit einem Rohrkörper40 verbunden. Der Rohrkörper40 ist mit dem Versorgungsrohr28 verbunden. Das Antriebsmittel11 ist an dem Magazinschlitten36 angeordnet. Das Antriebsmittel11 ist vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet und treibt einen Riemen an, wobei der Riemen den Außenumfang des Rohrkörpers40 umschlingt. Hierdurch bildet das Antriebsmittel11 einen Drehantrieb für das Drahtmagazin30 . Die Drehbewegung wird über das Versorgungsrohr28 auf den Arm13 und damit auf die Spritzpistole8 übertragen. - Der Magazinschlitten
36 ist verfahrbar an dem Gestell35 angeordnet. Der Magazinschlitten36 weist entsprechende Laufrollen37 und mindestens eine Führungsrolle38 auf. Die Führungsrolle38 untergreift eine entsprechende Führungsschiene39 des Gestells35 . Der axiale Vorschub der Beschichtungseinrichtung2 kann das Drahtmagazin30 an dem Gestell35 verfahren. - Das Drahtmagazin
30 ist innerhalb eines nicht rotierbaren Gehäuses41 angeordnet. Die Drehdurchführung31 ist mit einem entsprechenden Anschlussteil an dem Gehäuse40 befestigt. Über die Drehdurchführung31 ist Gas (nicht dargestellt) und el. Strom (nicht dargestellt) zuführbar. Der Strom wird über entsprechende Leitungen zu den beiden Spritzdrähten29 geleitet. Die Spritzdrähte29 , ggf. die entsprechenden Leitungen und mindestens eine Gasleitung erstrecken sich von der Materialvorschubeinrichtung3 durch den Rohrkörper40 , durch das Versorgungsrohr28 , durch den Rohrkörper26 , treten aus dem Rohrkörper26 aus und werden so dann der Spritzpistole8 zugeführt. - Die Spritzpistole weist an einem Ende einen Düse
42 auf. Die Spritzdrähte29 treten aus der Düse42 in einen Abschmelzbereich ein. Bei Vorschub der Spritzdrähte29 in den Abschmelzbereich (nicht näher dargestellt) entsteht zwischen den sich nähernden Spritzdrähten29 ein Lichtbogen. Die Enden der Spritzdrähte29 werden im Lichtbogen abgeschmolzen. Die abgeschmolzenen Metallpartikel werden mittels des Gasstroms auf die vorbereitete Innenfläche6 der Bohrung7a ,7b geschleudert. Dadurch, dass Spritzpistole8 zusammen mit dem Versorgungsrohr28 und dem Drahtmagazin30 rotiert und axial verschoben wird, sowie gleichzeitig in Axialrichtung in die Bohrung7a ,7b hineinführt wird, wird vom Spritzstrahl43 die gesamte Innenfläche6 der Bohrung7a ,7b beschichtet. - Die Spritzpistole
8 ist vorzugsweise gegen ein mechanisches Bearbeitungsgerät (nicht dargestellt) austauschbar ist, wobei mit dem mechanischen Bearbeitungsgerät eine mechanische Bearbeitung der Innenfläche6 durchführbar ist. - Die eingangs genannten Nachteile sind vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Beschichtungsvorrichtung
- 2
- Beschichtungseinrichtung
- 3
- Materialvorschubeinrichtung
- 4
- Untergrund
- 5a
- Werkstück
- 5b
- Werkstück
- 6
- Innenfläche
- 7a
- Bohrung
- 7b
- Bohrung
- 8
- Spritzpistole
- 9
- Spitzpistolenhalterung
- 10
- Antriebsmittel
- 11
- Antriebsmittel
- 12
- Beschichtungswerkstoff
- 13
- Arm
- 14
- Armteil
- 15
- Armteil
- 16
- Gelenk
- 17
- Gelenk
- 18
- Grundgestell
- 19
- Schlitten
- 20
- Fuß
- 21
- Führungsschiene
- 22
- Laufrolle
- 23
- Führungsrolle
- 24
- Führungsausleger
- 25
- Armhalterung
- 26
- Rohrkörper
- 27
- Ausleger
- 28
- Versorgungsrohr
- 29
- Spritzdraht
- 30
- Drahtmagazin
- 31
- Drehdurchführung
- 32
- Tragrahmen
- 33
- Drahtspule
- 34
- Drahtvorschubrollen
- 35
- Gestell
- 36
- Magazinschlitten
- 37
- Laufrolle
- 38
- Führungsrolle
- 39
- Führungsschiene
- 40
- Rohrkörper
- 41
- Gehäuse
- 42
- Düse
- 43
- Spritzstrahl
- A
- Achse
- A'
- Achse
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10204251 A1 [0003]
- DE 19841617 A1 [0004]
Claims (12)
- Beschichtungsvorrichtung (
1 ) zum thermischen Beschichten, mit einer Beschichtungseinrichtung (2 ) und mit einer Materialvorschubeinrichtung (3 ), wobei die Beschichtungseinrichtung (2 ) eine Spritzpistole (8 ) und eine Spritzpistolenhalterung (9 ) aufweist, wobei die Spritzpistole (8 ) mit der Spritzpistolenhalterung (9 ) verbunden ist, wobei die Spritzpistole (8 ) funktional wirksam mittels mindestens eines Antriebsmittels (10 ,11 ) beim Beschichten um eine Achse (A) rotierbar ist und/oder in Axialrichtung verfahrbar ist, wobei mit der Spritzpistole (8 ) ein Beschichtungswerkstoff (12 ) auf eine Innenfläche (6 ) eines hohlen Werkstücks (5a ,5b ) auftragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzpistolenhalterung (9 ) verstellbar ist, wobei die radiale Positionierung der Spritzpistole (8 ) einstellbar ist. - Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialvorschubeinrichtung (
3 ) über ein flexibles Versorgungsrohr (26 ) mit der Beschichtungseinrichtung (2 ) verbunden ist, wobei innerhalb des Versorgungsrohres (28 ) der Beschichtungswerkstoff (12 ) förderbar ist. - Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkellage der Spritzpistole (
8 ) einstellbar ist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzpistolenhalterung (
9 ) einen schwenkbaren Arm (13 ) aufweist, wobei die Spritzpistole (8 ) an dem Arm (13 ) angeordnet ist. - Beschichtungsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (
13 ) mindestens zwei Armteile (14 ,15 ), insbesondere ein vorderes Armteil (13 ) und ein hinteres Armteil (14 ), und mindestens zwei Gelenke (16 ,17 ), insbesondere ein erstes Gelenk (16 ) und ein zweites Gelenk (17 ) aufweist, wobei das vordere Armteil (14 ) die Spritzpistole (8 ) trägt, wobei das vordere Armteil (14 ) und das hintere Armteil (15 ) über das erste Gelenke (16 ) miteinander verbunden sind und das hintere Armteil (15 ) mit dem zweiten Gelenk (17 ) verbunden ist, wobei die radiale Positionierung und die Winkellage der Spritzpistole (8 ) durch Schwenken der Armteile (13 ,14 ) einstellbar ist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzpistolenhalterung (
9 ) ein Grundgestell (18 ) und einen Schlitten (19 ) aufweist, wobei das Grundgestell (18 ) ortsfest relativ zum Werkstück (5a ,5b ) anordbar ist, wobei das Grundgestell (18 ) eine Führungsschiene (21 ) aufweist, wobei der Schlitten (19 ) an der Führungsschiene (21 ) verfahrbar angeordnet ist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (
13 ) an einer Armhalterung (25 ) insbesondere mittels des zweiten Gelenks (17 ) schwenkbar angeordnet ist, wobei die Armhalterung (25 ) rotierbar an dem Schlitten (19 ) angeordnet ist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Beschichtungsvorrichtung (
1 ) zum Lichtbogendrahtspritzen ausgebildet ist, wobei die Materialvorschubeinrichtung (3 ) ein Drahtmagazin (30 ) und mindestens eine Drehdurchführung (31 ) aufweist, wobei das Drahtmagazin (30 ) mittels eines Antriebsmittels (11 ) drehbar angeordnet ist und funktional wirksam mit dem Versorgungsrohr (26 ) verbunden ist, wobei über die mindestens eine Drehdurchführungen (31 ) Gas und/oder el. Strom zuführbar ist. - Beschichtungsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialvorschubvorrichtung (
3 ) ein Gestell (35 ) und einen Magazinschlitten (36 ) aufweist, wobei der Magazinschlitten (36 ) verfahrbar an dem Gestell (35 ) angeordnet ist, wobei das Drahtmagazin (30 ) am dem Magazinschlitten (36 ) angeordnet ist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtmagazin (
30 ) zwei Drahtspulen (33 ) mit Spritzdraht (29 ) aufweist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzpistole (
8 ) gegen ein mechanisches Bearbeitungsgerät austauschbar ist, wobei mit dem mechanischen Bearbeitungsgerät eine mechanische Bearbeitung der Innenfläche durchführbar ist. - Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstücke (
5a ,5b ) mit einem Innendurchmesser von mehr als 100 mm, von mehr al 200 mm oder vorzugsweise von mehr als 250 mm beschichtbar sind.
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