DE102015103800A1

DE102015103800A1 - Wire feeder for thermal spray gun

Info

Publication number: DE102015103800A1
Application number: DE102015103800.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Klimesch; Leander Schramm; Andreas Schaller; Josef Laibel
Original assignee: KS Huayu Alutech GmbH
Current assignee: KS Huayu Alutech GmbH
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-22
Also published as: EP3069795A1; EP3069795B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drahtzuführvorrichtung (10) für einen thermischen Spritzbrenner, mit einem drehbaren Führungselement (12a, 12b) zum Führen eines Drahts (14) in Richtung des Spritzbrenners (11), wobei das drehbaren Führungselement (12a, 12b) elektrisch leitend ausgebildet ist und hierdurch ein Leiten eines elektrischen Stroms von dem Führungselement (12a, 12b) zum Draht (14) erfolgt.The invention relates to a wire feed device (10) for a thermal spray burner, comprising a rotatable guide element (12a, 12b) for guiding a wire (14) in the direction of the spray burner (11), wherein the rotatable guide element (12a, 12b) is designed to be electrically conductive and thereby conducting an electric current from the guide member (12a, 12b) to the wire (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtzuführvorrichtung für einen thermischen Spritzbrenner.The invention relates to a wire feed device for a thermal spray burner.

Thermische Spritzbrenner sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden zur Beschichtung von Oberflächen verwendet. Beispielsweise ist das PTWA-(Plasma Transferred Wire Arc Spraying) oder RSW-(Rotating Single Wire)Verfahren bekannt, durch das in der Automobilindustrie die Laufflächen von Zylinderbohrungen in Verbrennungskraftmaschinen beschichtet werden. Hierzu wird dem Spritzbrenner über eine Vorschubvorrichtung ein Draht zugeführt, dessen Partikel in einem Gasstrom auf die Innenfläche der Zylinder aufgespritzt werden.Thermal spray burners are known in the art and are used to coat surfaces. For example, the PTWA (Plasma Transferred Wire Arc Spraying) or RSW (Rotating Single Wire) method is known, by which the running surfaces of cylinder bores in internal combustion engines are coated in the automotive industry. For this purpose, the spray burner is fed via a feed device, a wire whose particles are injected in a gas stream to the inner surface of the cylinder.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Draht in einem zweigeteilten Bauteil zu klemmen. Hierbei kommt es durch den hohen Drahtvorschub zu einem starken Verschleiß und damit zu einem Drahtabrieb. Dieser Abrieb kann sich im Brenner sammeln und somit Prozessstörungen verursachen. Daher ist es notwendig, das Kontaktstück, in dem der Draht geklemmt wird, regelmäßig auszutauschen und den Abtrieb im Brenner im entfernen.From the prior art it is known to clamp the wire in a two-part component. This is due to the high wire feed to a heavy wear and thus to a wire abrasion. This abrasion can collect in the burner and thus cause process disturbances. Therefore, it is necessary to regularly replace the contact piece in which the wire is clamped and remove the output in the burner.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drahtzuführvorrichtung für einen thermischen Spritzbrenner bereitzustellen, die ein verbessertes Zuführen des Drahts zum thermischen Spritzbrenner ermöglicht.The object of the invention is to provide a Drahtzuführvorrichtung for a thermal spray gun, which allows improved feeding of the wire to the thermal spray gun.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Drahtzuführvorrichtung für einen thermischen Spritzbrenner weist ein Führungselement zum Führen eines Drahts in Richtung des Spritzbrenners auf. Erfindungsgemäß ist dieses Führungselement drehbar, beispielsweise als Führungsrolle ausgestaltet und ferner elektrisch leitend ausgebildet. Hierdurch erfolgt ein Leiten eines elektrischen Stroms von dem Führungselement zum Draht.The wire feed device for a thermal spray burner according to the invention has a guide element for guiding a wire in the direction of the spray burner. According to the invention, this guide element is rotatable, designed, for example, as a guide roller and also designed to be electrically conductive. As a result, an electric current is conducted from the guide element to the wire.

Neben einer mechanischen Führung des Drahts zum Spritzbrenner durch das drehbare Führungselement dient dieses erfindungsgemäße somit gleichzeitig dem Zuführen von Strom zum Draht, so dass hierzu nicht ein gesondertes Element vorgesehen werden muss. Hierzu ist es beispielsweise möglich, das Führungselement zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material auszugestalten.In addition to a mechanical guidance of the wire to the spray burner by the rotatable guide element of this invention thus also serves to supply current to the wire, so that this does not have to be provided a separate element. For this purpose, it is for example possible to design the guide element at least partially made of an electrically conductive material.

Weist das Führungselement beispielsweise eine oder mehrere Führungsrollen auf, so ist es möglich, sowohl die Führungsrollen als auch deren Achsen, um die die Führungsrollen rotierbar sind, aus einem elektrisch leitenden Material auszugestalten, so dass es möglich ist, Strom über eine Zuführleitung, ferner über die Achsen und Führungsrollen, in Richtung des Drahts zu übertragen.If the guide element has, for example, one or more guide rollers, then it is possible for both the guide rollers and their axes about which the guide rollers are rotatable to be made of an electrically conductive material, so that it is possible to supply current via a supply line, furthermore the axles and guide rollers to transfer in the direction of the wire.

Durch die erfindungsgemäße Drahtzuführvorrichtung ist somit eine besonders einfache und effiziente Zuführung von Draht zu einem thermischen Spritzbrenner ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist, verglichen zum Stand der Technik, weniger Bauteile auf und verursacht weniger Abrieb. Somit ist es seltener notwendig, Bauteile auszutauschen.The wire feeder according to the invention thus enables a particularly simple and efficient feeding of wire to a thermal spray burner. The device according to the invention has, compared to the prior art, fewer components and causes less abrasion. Thus, it is less necessary to replace components.

Vorzugsweise weist die Drahtzuführvorrichtung zwei drehbare Führungselemente auf, von denen je eines auf jeder Seite des Drahts angeordnet ist, so dass die beiden drehbaren Führungselemente einander diametral gegenüber angeordnet sind. Anders ausgedrückt, kann der Draht somit zwischen den beiden Führungselementen angeordnet und durch diese exakt geführt sein. Hierzu können beispielsweise die Führungselemente in Richtung des Drahts eine Aussparung aufweisen, deren Form der Außenkontur des Drahts entspricht. Weist der Draht beispielsweise einen kreiszylindrischen Querschnitt auf, so kann die Aussparung in den Führungselementen beispielsweise halbkreisförmig nach innen gewölbt (d. h. konkav) sein.Preferably, the wire feed device comprises two rotatable guide elements, one of which is arranged on each side of the wire, so that the two rotatable guide elements are arranged diametrically opposite each other. In other words, the wire can thus be arranged between the two guide elements and guided by them exactly. For this purpose, for example, the guide elements in the direction of the wire have a recess whose shape corresponds to the outer contour of the wire. If, for example, the wire has a circular-cylindrical cross-section, then the recess in the guide elements can, for example, be curved in a semicircular manner inwards (that is to say concave).

Vorzugsweise ist ein Federelement vorgesehen, durch das ein Vorspannen des drehbaren Führungselementes in Richtung des Drahts erfolgt, so dass durch das Federelement eine Kraft über das drehbare Führungselement auf den Draht aufgebracht wird. Bei der Ausführungsform mit zwei Führungselementen können diese somit den Draht zwischen den beiden Führungselementen festklemmen, so dass dieser stabil in Richtung des Spritzbrenners geführt werden kann. Vorzugsweise ist die Kraft, die durch jedes Federelement und Führungselement auf den Draht aufgebracht wird, der Kraft des jeweils anderen Feder- und Führungselements entgegengesetzt, so dass sich die Kräfte vorzugsweise gegenseitig aufheben.Preferably, a spring element is provided through which a biasing of the rotatable guide element takes place in the direction of the wire, so that a force is applied by the spring element via the rotatable guide element on the wire. In the embodiment with two guide elements, these can thus clamp the wire between the two guide elements, so that it can be guided stably in the direction of the spray burner. Preferably, the force that is applied by each spring element and guide element on the wire, the force of the other spring and guide element opposite, so that the forces cancel each other preferably.

Bei der durch das drehbare Führungselement auf den Draht aufgebrachten Kraft handelt es sich vorzugsweise um eine Normalkraft, d. h. einer Kraft senkrecht zur Längsrichtung des Drahtes.The force applied to the wire by the rotatable guide member is preferably a normal force, i. H. a force perpendicular to the longitudinal direction of the wire.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das drehbare Führungselement durch eine Antriebsvorrichtung antreibbar, so dass durch das drehbare Führungselement ein aktives Vorschieben des Drahtes in Richtung des Spritzbrenners erfolgt. Hierdurch ist es möglich, den Abrieb des Drahtes weiterhin zu reduzieren.In a preferred embodiment, the rotatable guide element is drivable by a drive device, so that an active advancement of the wire takes place in the direction of the spray burner by the rotatable guide element. This makes it possible to further reduce the abrasion of the wire.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das drehbare Führungselement eine Führungsrolle. Vorzugsweise ist an jeder Seite des Drahts jeweils eine Führungsrolle angeordnet.In a preferred embodiment, the rotatable guide element is a guide roller. Preferably, a guide roller is arranged on each side of the wire.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das drehbare Führungselement ein Führungsband oder eine Führungskette auf, die entlang des Umfangs von zwei Führungsrollen geführt werden. Anders ausgedrückt, sind auf jeder Seite des Drahtes mindestens zwei Führungsrollen angeordnet, um die herum ein Führungsband oder eine Führungskette geführt wird. Die Führungsrollen weisen vorzugsweise den gleichen Radius auf. Ihre Rotationsachsen sind vorzugsweise im gleichen Abstand zur Längsrichtung des Drahts angeordnet. Ein Teil der Führungskette oder des Führungsbands verläuft somit parallel zur Längsrichtung des Drahts und dient somit der Führung des Drahts. Dieser Teil der Führungskette oder des Führungsbands liegt somit am Band an und führt diesen in Richtung des Spritzbrenners.In a further preferred embodiment, the rotatable guide element on a guide belt or a guide chain, which are guided along the circumference of two guide rollers. In other words, at least two guide rollers are arranged on each side of the wire, around which a guide belt or a guide chain is guided. The guide rollers preferably have the same radius. Their axes of rotation are preferably arranged at the same distance from the longitudinal direction of the wire. A part of the guide chain or the guide belt thus runs parallel to the longitudinal direction of the wire and thus serves to guide the wire. This part of the guide chain or the guide belt is thus on the belt and leads it in the direction of the spray burner.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.In the following, preferred embodiments of the invention will be explained with reference to figures.

Es zeigen:Show it:

1a eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung, 1a a side view of a first embodiment of the wire feeder according to the invention,

1b eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung, 1b a top view of a first embodiment of the wire feeder according to the invention,

2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung. 2 a side view of a second embodiment of the wire feeder according to the invention.

Der untere Teil der 1a zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Spritzbrenner 11, durch den ein Spritzstrahl erzeugt wird, der als Spritzschicht 24 auf das Werkstück 26 aufgetragen wird. Dem thermischen Spritzbrenner 11 wird als Spritzwerkstoff der Draht 14 zugeführt.The lower part of the 1a shows a known from the prior art spray burner 11 through which a spray jet is produced, which is sprayed 24 on the workpiece 26 is applied. The thermal spray burner 11 is used as a spray material of the wire 14 fed.

Dies erfolgt erfindungsgemäß durch die Drahtzuführvorrichtung 10, die im oberen Teil der 1a dargestellt ist. Diese weist zwei als Führungsrollen ausgebildete Führungselemente 12a, 12b auf, die um jeweils eine Achse 18a, 18b rotierbar sind. Diese beiden Achsen werden durch jeweils eine Feder 16a, 16b in Richtung des Drahts 14 vorgespannt. Sie können an eine Haltvorrichtung 28, beispielsweise eine Halteschiene, angebracht sein, an der auch eine Stromzuführleitung 30 elektrisch angeschlossen Ist. Über diese erfolgt ein Zuführen eines elektrischen Stroms, vorzugsweise über die elektrisch leitenden Achsen 18a, 18b und die elektrisch leitenden Führungsrollen 112a, 12b zum Draht 14. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, weitere Elemente zum Zuführen eines elektrischen Stroms zum Draht 14 vorzusehen.This is done according to the invention by the wire feeder 10 in the upper part of the 1a is shown. This has two guide elements designed as guide rollers 12a . 12b on, each one axis 18a . 18b are rotatable. These two axes are each by a spring 16a . 16b in the direction of the wire 14 biased. You can contact a holding device 28 , For example, a support rail, be attached to the also a power supply line 30 Is electrically connected. This is followed by supplying an electric current, preferably via the electrically conductive axes 18a . 18b and the electrically conductive guide rollers 112a . 12b to the wire 14 , As a result, it is no longer necessary to further elements for supplying an electric current to the wire 14 provided.

In 1b ist die gleiche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung in eine Ansicht von oben dargestellt. Hier ist erkennbar, wie die beiden Achsen 18a, 18b durch die Federn 16a, 16b in Richtung des Drahts 14 vorgespannt werden, so dass der Draht 14 zwischen den beiden Rollen 12a, 12b eingeklemmt wird. Hierdurch ist es möglich, den Draht 14 stabil und sicher zu halten und in Richtung des Spritzbrenners 11 zu führen, ohne dass ein großer Drahtabrieb entsteht. Zur Führung des Drahtes ist es bevorzugt, dass die Führungselemente 12a, 12b entlang ihres Umfangs eine konkave Aussparung aufweisen, die insbesondere im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist. Die Kontur dieser konkaven Aussparung 28a, 28b entspricht im Wesentlichen der Außenkontur des Drahts 14, so dass dieser sicher in der jeweiligen Aussparung geführt werden kann.In 1b the same embodiment of the wire feeder according to the invention is shown in a view from above. Here you can see how the two axes 18a . 18b through the springs 16a . 16b in the direction of the wire 14 be biased so that the wire 14 between the two roles 12a . 12b is trapped. This makes it possible to use the wire 14 stable and secure and in the direction of the spray burner 11 to lead, without causing a large wire abrasion. To guide the wire, it is preferred that the guide elements 12a . 12b along its circumference have a concave recess which is formed in particular semicircular in cross section. The contour of this concave recess 28a . 28b corresponds essentially to the outer contour of the wire 14 , so that it can be safely guided in the respective recess.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung 10 ist in 2 dargestellt. Hier weist jedes Führungselement eine Führungskette 20a, 20b auf, die durch jeweils zwei Führungsrollen 22a, 22a' und 22b, 22b' auf jeder Seite des Drahts 14 geführt wird. Die Führungsrollen weisen entlang ihres Umfangs eine Außenverzahnung auf, die in Ausnehmungen der Kette eingreift.A second embodiment of the wire feeder according to the invention 10 is in 2 shown. Here, each guide element has a guide chain 20a . 20b on, by two guide rollers each 22a . 22a ' and 22b . 22b ' on each side of the wire 14 to be led. The guide rollers have along their circumference an external toothing, which engages in recesses of the chain.

In allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung können die Führungselemente aktiv angetrieben sein, so dass durch sie ein aktives Vorschieben des Drahtes in Richtung des Spritzbrenners erfolgt. Alternativ ist es möglich, eine separate Vorschubvorrichtung für den Draht vorzusehen, so dass die Führungselemente lediglich über den Drahtvorschub angetrieben werden und somit lediglich der Führung des Drahtes zum Spritzbrenner 11 dienen. Auch in dieser Ausführungsform kann ein reduzierter Drahtabrieb erreicht werden, da sich die Führungselemente mit dem Draht mit drehen und der Draht somit nicht an den Führungselementen entlang reibt.In all embodiments of the wire feed device according to the invention, the guide elements can be actively driven, so that an active advancement of the wire takes place in the direction of the spray burner through them. Alternatively, it is possible to provide a separate feed device for the wire, so that the guide elements are driven only via the wire feed and thus only the guidance of the wire to the spray burner 11 serve. Also in this embodiment, a reduced wire abrasion can be achieved because the guide elements rotate with the wire and thus the wire does not rub along the guide elements.

In der Ausführungsform gemäß 2 sind die Führungsrollen 22a, 22a' um die Achsen 18a, 18a' rotierbar. Diese weisen einen identischen Abstand zur Längsrichtung des Drahts 14 auf. Ebenso sind die Rollen 22b, 22b' um die Achsen 18b, 18b' rotierbar. Diese weisen ebenfalls einen identischen Abstand zur Längsrichtung des Drahtes 14 auf. Auch diese Achsen können in Richtung des Drahts 14 durch ein Federelement vorgespannt sein, so dass der Draht 14 zwischen den drehbaren Führungsketten oder Führungsbändern eingeklemmt und somit stabil geführt werden kann. Die Ausführungsform gemäß 2 bietet gemäß der Ausführungsform gemäß 1a und 1b den Vorteil, dass der Draht 14 über eine längere Strecke durch die Führungselemente 12a, 12b geführt wird und somit eine stabilere und exaktere Führung möglich ist.In the embodiment according to 2 are the leadership roles 22a . 22a ' around the axes 18a . 18a ' rotatable. These have an identical distance to the longitudinal direction of the wire 14 on. Likewise, the roles 22b . 22b ' around the axes 18b . 18b ' rotatable. These also have an identical distance to the longitudinal direction of the wire 14 on. These axes can also be in the direction of the wire 14 be biased by a spring element, so that the wire 14 clamped between the rotatable guide chains or guide belts and thus can be performed stable. The embodiment according to 2 offers according to the embodiment according to 1a and 1b the advantage that the wire 14 over a longer distance through the guide elements 12a . 12b is guided and thus a more stable and accurate guidance is possible.

Claims

Wire feeder ( 10 ) for a thermal spray burner, with a rotatable guide element ( 12a . 12b ) for guiding a wire ( 14 ) in the direction of the spray burner ( 11 ), characterized in that the rotatable guide element ( 12a . 12b ) is electrically conductive and thereby directing an electric current from the guide element ( 12a . 12b ) to the wire ( 14 ) he follows.

Wire feeder ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the wire feed device ( 10 ) two rotatable guide elements ( 12a . 12b ), one of which on each side of the wire ( 14 ) is arranged so that the two rotatable guide elements ( 12a . 12b ) are arranged diametrically opposite each other.

Wire feeder ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized by a spring element ( 16a . 16b ), by biasing the rotatable guide element ( 12a . 12b ) in the direction of the wire ( 14 ) takes place, so that by the spring element ( 16a . 16b ) a force on the rotatable guide element ( 12a . 12b ) on the wire ( 14 ) is applied.

Wire feeder according to claim 3, characterized in that the force generated by the spring element ( 16a . 16b ) via the rotatable guide element ( 12a . 12b ) is applied to the wire, is a normal force.

Wire feeder ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotatable guide element ( 12a . 12b ) is drivable by a drive device, so that by the rotatable guide element ( 12a . 12b ) an active advancement of the wire ( 14 ) in the direction of the spray burner ( 11 ) he follows.

Wire feeder ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotatable guide element ( 12a . 12b ) is a leader.

Wire feeder ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotatable guide element ( 12a . 12b ) a leader band or a leadership chain ( 20a . 20b ) along the circumference of two guide rollers ( 22a . 22a ' . 22b . 22b ' ) and at their wire ( 14 ) facing side of this concern and the wire ( 14 ) so in the direction of the spray burner ( 11 ) to lead.