DE102019126643A1 - Arc torch and arc wire spraying device - Google Patents

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Steffen Heidemann
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenbrenner (11) sowie eine Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung (10) mit einem Lichtbogenbrenner (11). Der Lichtbogenbrenner (11) hat ein Gehäuse (21) mit einer Austrittsöffnung (23). Er weist eine stationäre Baugruppe (16) und eine relativ zur stationären Baugruppe (16) drehbare Baugruppe (17) auf. Die stationäre Baugruppe (16) definiert eine Drehachse (D) für die drehbare Baugruppe (17). Zwischen der stationären Baugruppe (16) und der drehbaren Baugruppe (17) ist eine Drehlageranordnung (20) vorhanden. Zu der drehbaren Baugruppe (17) gehört das Gehäuse (21) und eine Prozessgasleiteinrichtung (22). Die Prozessgasleiteinrichtung (22) weist wenigstens einen Gaskanal (27, 28) auf und ist dazu eingerichtet, ein Prozessgas (G) von wenigstens einem Gaseinlass (29, 30) zu einem Zerstäubungsbereich (24) zu leiten, der mit der Austrittsöffnung (23) strömungsverbunden ist. Zu der stationären Baugruppe (16) gehört eine Drahtführungseinrichtung (32), die dazu eingerichtet ist, einen Draht (33) von einem Drahteinlass (34) zum Zerstäubungsbereich (24) zu führen.The invention relates to an arc torch (11) and an arc wire spray device (10) with an arc torch (11). The arc burner (11) has a housing (21) with an outlet opening (23). It has a stationary assembly (16) and an assembly (17) rotatable relative to the stationary assembly (16). The stationary assembly (16) defines an axis of rotation (D) for the rotatable assembly (17). A pivot bearing arrangement (20) is provided between the stationary assembly (16) and the rotatable assembly (17). The rotatable assembly (17) includes the housing (21) and a process gas guide device (22). The process gas guide device (22) has at least one gas channel (27, 28) and is set up to guide a process gas (G) from at least one gas inlet (29, 30) to an atomization area (24) which is connected to the outlet opening (23) is flow-connected. The stationary assembly (16) includes a wire guide device (32) which is set up to guide a wire (33) from a wire inlet (34) to the atomization area (24).

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenbrenner sowie eine Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung mit einem Lichtbogenbrenner. Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtungen dienen der Beschichtung von Werkstücken mit Metall, beispielsweise der Beschichtung von Aluminiumwerkstücken mit einer Stahlschicht. Dazu wird das Beschichtungsmaterial in Form eines Drahts zugeführt, mittels eines Lichtbogens geschmolzen, durch ein Prozessgas zerstäubt und auf die zu beschichtende Fläche des Werkstücks aufgespritzt.The invention relates to an arc torch and an arc wire spray device with an arc torch. Arc wire spraying devices are used to coat workpieces with metal, for example the coating of aluminum workpieces with a steel layer. For this purpose, the coating material is supplied in the form of a wire, melted by means of an electric arc, atomized by a process gas and sprayed onto the surface of the workpiece to be coated.

Eine Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung ist beispielsweise aus DE 10 2015 104 492 A1 bekannt. Die Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung weist einen Lichtbogenbrenner und eine Drahtzuführung für einen zu schmelzenden Draht auf. Der Lichtbogenbrenner sowie die Drahtführungseinrichtung sind um eine Drehachse drehbar angeordnet. Prozessgas zum Ausstoßen von Partikeln des aufgeschmolzenen Materials wird dem Lichtbogenbrenner über eine Drehzuführung zugeführt.For example, an arc wire spray device is off DE 10 2015 104 492 A1 known. The wire arc spray device has an arc torch and a wire feed for a wire to be melted. The arc torch and the wire guide device are arranged to be rotatable about an axis of rotation. Process gas for ejecting particles of the melted material is fed to the arc torch via a rotary feed.

EP 2 941 320 B1 beschreibt eine Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung, bei der sich ein Lichtbogenbrenner um eine Drehachse dreht. Bei dem Lichtbogenbrenner wird ein Lichtbogen zwischen einem freien Ende eines zugeführten Drahtes und einer Kathode erzeugt. In diesem Bereich wird Drahtmaterial geschmolzen, durch ein Prozessgas zerstäubt und ausgestoßen. EP 2 941 320 B1 describes a wire arc spray device in which an arc torch rotates about an axis of rotation. In the case of the arc torch, an arc is generated between a free end of a fed wire and a cathode. In this area, wire material is melted, atomized by a process gas and ejected.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau und den Betrieb des Lichtbogenbrenners zu vereinfachen.Starting from the prior art, it is an object of the present invention to simplify the construction and operation of the arc torch.

Diese Aufgabe wird durch einen Lichtbogenbrenner mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 16 gelöst.This object is achieved by an arc torch with the features of claim 1 and an arc wire spray device with the features of claim 16.

Der erfindungsgemäße Lichtbogenbrenner weist ein Gehäuse mit einer Austrittsöffnung auf. Durch die Austrittsöffnung kann ein Gemisch aus einem Prozessgas mit darin enthaltenen Beschichtungsmaterialpartikeln zur Beschichtung einer Oberfläche eines Werkstücks ausgestoßen werden. Die Beschichtungsmaterialpartikel werden in einem Zerstäubungsbereich, der mit der Austrittsöffnung strömungsverbunden ist, durch Schmelzen eines Drahtendes erzeugt und mittels eines Prozessgases zerstäubt.The arc torch according to the invention has a housing with an outlet opening. A mixture of a process gas with coating material particles contained therein can be ejected through the outlet opening for coating a surface of a workpiece. The coating material particles are generated in an atomization area that is flow-connected to the outlet opening by melting a wire end and atomized by means of a process gas.

Der Lichtbogenbrenner hat eine Drahtführungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Draht von einem Drahteinlass zu einem Zerstäubungsbereich zu führen. Im Zerstäubungsbereich wird der Lichtbogen zum Schmelzen des Materials des Drahtendes gebildet. Das Drahtende kann dabei als Elektrode und insbesondere als Anode dienen. Eine weitere Elektrode, insbesondere eine Kathode, kann im Gehäuse des Lichtbogenbrenners gegenüberliegend zum Drahtende angeordnet sein.The arc torch has a wire guide device that is configured to guide the wire from a wire inlet to a sputtering area. The arc for melting the material of the wire end is formed in the atomization area. The end of the wire can serve as an electrode and in particular as an anode. Another electrode, in particular a cathode, can be arranged in the housing of the arc burner opposite the end of the wire.

Eine Prozessgasleiteinrichtung des Lichtbogenbrenners weist wenigstens einen Gaskanal auf. Die Prozessgasleiteinrichtung ist dazu eingerichtet, ein Prozessgas von wenigstens einem Gaseinlass zum Zerstäubungsbereich zu leiten. Im Zerstäubungsbereich wird eine Prozessgasströmung erzeugt, die das geschmolzene Drahtmaterial in Richtung der Austrittsöffnung und weiter auf die zu beschichtende Oberfläche mitnimmt.A process gas guide device of the arc burner has at least one gas duct. The process gas guide device is set up to guide a process gas from at least one gas inlet to the atomization area. A process gas flow is generated in the atomization area, which takes the molten wire material with it in the direction of the outlet opening and on to the surface to be coated.

Der Lichtbogenbrenner weist außerdem eine Drehlageranordnung auf. Die Drehlageranordnung lagert eine drehbare Baugruppe aufweisend das Gehäuse und die Prozessgasleiteinrichtung des Lichtbogenbrenners drehbar gegenüber einer stationären Baugruppe, die die Drahtführungseinrichtung aufweist, um eine Drehachse. Die Drehachse wird insbesondere durch die stationäre Baugruppe und beispielsweise die Drahtführungseinrichtung definiert.The arc torch also has a pivot bearing arrangement. The pivot bearing arrangement supports a rotatable assembly comprising the housing and the process gas guide device of the arc torch so as to be rotatable relative to a stationary assembly, which has the wire guide device, about an axis of rotation. The axis of rotation is defined in particular by the stationary assembly and, for example, the wire guide device.

Bei dieser Ausgestaltung des Lichtbogenbrenners kann die Drahtführungseinrichtung beim Betrieb in Umfangsrichtung um die Drehachse stillstehen, während sich die drehbare Baugruppe mit dem Gehäuse und der Prozessgasleiteinrichtung um die Drehachse dreht. Dadurch wird das Zuführen des Drahtes in den Lichtbogenbrenner und mittels der Drahtführungseinrichtung zum Zerstäubungsbereich wesentlich vereinfacht. Ein Drehen des Drahtes um die Drehachse oder ein Tordieren des Drahtes wird vermieden.With this configuration of the arc torch, the wire guide device can stand still in the circumferential direction about the axis of rotation during operation, while the rotatable assembly with the housing and the process gas guide device rotates about the axis of rotation. This considerably simplifies the feeding of the wire into the arc torch and, by means of the wire guide device, to the atomization area. Rotating the wire about the axis of rotation or twisting the wire is avoided.

Es ist vorteilhaft, wenn die Drehlageranordnung mehrere Drehlager aufweist. Zum Beispiel kann die Drehlageranordnung zumindest ein erstes Drehlager und ein zweites Drehlager aufweisen. Die Drehlager sind parallel zur Drehachse mit Abstand zueinander angeordnet. Die Drehlager können als Rollenlager oder als Gleitlager ausgeführt sein.It is advantageous if the pivot bearing arrangement has a plurality of pivot bearings. For example, the pivot bearing arrangement can have at least a first pivot bearing and a second pivot bearing. The pivot bearings are arranged parallel to the axis of rotation at a distance from one another. The pivot bearings can be designed as roller bearings or as plain bearings.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist das erste Lager ein Festlager und das zweite Lager ein Loslager. Über das Festlager wird die Position der Drahtführungseinrichtung gegenüber dem Gehäuse und der Prozessgasleiteinrichtung parallel zur Drehachse bestimmt. Das Festlager kann somit Axialkräfte parallel zur Drehachse übertragen. Das Loslager ist dazu eingerichtet, keine oder lediglich geringe Axialkräfte parallel zur Drehachse zwischen der Drahtführungseinrichtung und dem Gehäuse bzw. der Prozessgasleiteinrichtung zu übertragen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Festlager als Rollen- oder Kugellager und das Loslager als Gleitlager ausgeführt sein.In one embodiment, the first bearing is a fixed bearing and the second bearing is a floating bearing. The position of the wire guide device relative to the housing and the process gas guide device parallel to the axis of rotation is determined via the fixed bearing. The fixed bearing can thus transmit axial forces parallel to the axis of rotation. The floating bearing is designed to transmit no or only small axial forces parallel to the axis of rotation between the wire guide device and the housing or the process gas guide device. In one embodiment, the fixed bearing can be designed as a roller or ball bearing and the floating bearing as a sliding bearing.

Es ist bevorzugt, wenn das erste Lager und insbesondere das Festlager weiter von der Austrittsöffnung entfernt ist als das zweite Lager und insbesondere das Loslager.It is preferred if the first bearing and in particular the fixed bearing is further away from the outlet opening than the second bearing and in particular the floating bearing.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Drahteinlass des Lichtbogenbrenners an der Drehachse angeordnet, so dass der Draht entlang der Drehachse geführt werden kann. Die Drahtführungseinrichtung kann außerdem ein Drahtführungsrohr aufweisen, das mit dem Drahteinlass verbunden ist. Das Drahtführungsrohr kann sich parallel zur Drehachse erstrecken und bevorzugt koaxial um die Drehachse angeordnet sein.In a preferred embodiment, the wire inlet of the arc torch is arranged on the axis of rotation, so that the wire can be guided along the axis of rotation. The wire guide device can also have a wire guide tube which is connected to the wire inlet. The wire guide tube can extend parallel to the axis of rotation and preferably be arranged coaxially around the axis of rotation.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der wenigstens eine Gaseinlass mit Abstand zur Drehachse angeordnet. Die Prozessgasleiteinrichtung kann beispielsweise einen Primärgaseinlass und einen Sekundärgaseinlass aufweisen. Der Primärgaseinlass ist fluidisch mit einem Primärgaskanal und der Sekundärgaseinlass ist fluidisch mit einem Sekundärgaskanal verbunden. Der Primärgaskanal und der Sekundärgaskanal münden in den Zerstäubungsbereich.In one embodiment, the at least one gas inlet is arranged at a distance from the axis of rotation. The process gas guide device can have a primary gas inlet and a secondary gas inlet, for example. The primary gas inlet is fluidically connected to a primary gas channel and the secondary gas inlet is fluidically connected to a secondary gas channel. The primary gas channel and the secondary gas channel open into the atomization area.

Der Primärgaskanal kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Abstand zur Drehachse angeordnet sein. Der Sekundärgaskanal kann bei einem Ausführungsbeispiel unmittelbar benachbart zur Drahtführungseinrichtung und insbesondere zum Drahtführungsrohr angeordnet sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Sekundärgaskanal als Ringraum um das Drahtführungsrohr ausgebildet sein. Dadurch benötigt der Sekundärgaskanal nur wenig Bauraum.In a preferred exemplary embodiment, the primary gas channel can be arranged at a distance from the axis of rotation. In one embodiment, the secondary gas duct can be arranged directly adjacent to the wire guide device and in particular to the wire guide tube. In one embodiment, the secondary gas channel can be designed as an annular space around the wire guide tube. As a result, the secondary gas duct requires little installation space.

Bevorzugt mündet der Primärgaskanal auf der der Austrittsöffnung bezüglich der Drehachse entgegengesetzten Seite in den Zerstäubungsbereich ein.The primary gas channel preferably opens into the atomization region on the side opposite the outlet opening with respect to the axis of rotation.

Die Querschnitte des Primärgaskanals und des Sekundärgaskanals sind ausreichend groß dimensioniert, um die Anfälligkeit gegenüber Druckschwankungen zu minimieren. Der Querschnitt des Primärgaskanals ist vorzugsweise größer als der Querschnitt des Sekundärgaskanals. Der Querschnitt des Primärgaskanals kann etwa 90-100 mm2 und insbesondere etwa 95 mm2 betragen. Der Querschnitt des Sekundärgaskanals kann etwa 80-90 mm2 und insbesondere etwa 76 mm2 betragen.The cross-sections of the primary gas channel and the secondary gas channel are dimensioned sufficiently large in order to minimize the susceptibility to pressure fluctuations. The cross section of the primary gas channel is preferably larger than the cross section of the secondary gas channel. The cross section of the primary gas channel can be approximately 90-100 mm 2 and in particular approximately 95 mm 2 . The cross section of the secondary gas channel can be approximately 80-90 mm 2 and in particular approximately 76 mm 2 .

Durch die Trennung des Primärgaskanals und des Sekundärgaskanals kann der Volumenstrom des Prozessgases unabhängig eingestellt werden.By separating the primary gas channel and the secondary gas channel, the volume flow of the process gas can be set independently.

Der Lichtbogenbrenner kann ein Sicherungselement aufweisen, das zwischen einer Sicherungsstellung und einer Freigabestellung bewegt werden kann. In der Sicherungsstellung verhindert das Sicherungselement eine Drehbewegung der Drahtführungseinrichtung relativ zu dem Gehäuse bzw. der Prozessgasleiteinrichtung. Das Sicherungselement kann zum Beispiel zur Blockade der Relativdrehbewegung in eine Aussparung eingreifen. Das Sicherungselement kann beispielsweise drehfest mit dem Gehäuse und der Prozessgasleiteinrichtung und die Aussparung drehfest mit der Drahtführungseinrichtung verbunden sein oder auch umgekehrt. In der Sicherungsstellung wird eine definierte Relativdrehstellung aufrechterhalten. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn der Lichtbogenbrenner und insbesondere die Drahtführungseinrichtung und deren Bestandteile nicht rotationssymmetrisch sind. In der Freigabestellung wird eine Drehbewegung des Gehäuses und der Gasleiteinrichtung relativ zur Drahtführungseinrichtung des Lichtbogenbrenners um die Drehachse ermöglicht. Beispielsweise befindet sich das Sicherungselement in der Freigabestellung außerhalb der Aussparung.The arc torch can have a securing element that can be moved between a securing position and a release position. In the securing position, the securing element prevents the wire guide device from rotating relative to the housing or the process gas guide device. The securing element can, for example, engage in a recess to block the relative rotational movement. The securing element can, for example, be non-rotatably connected to the housing and the process gas guide device and the recess can be non-rotatably connected to the wire guide device, or vice versa. In the secured position, a defined relative rotational position is maintained. This is advantageous, for example, when the arc torch and in particular the wire guide device and its components are not rotationally symmetrical. In the release position, a rotary movement of the housing and the gas guide device relative to the wire guide device of the arc torch around the axis of rotation is made possible. For example, the securing element is in the release position outside the recess.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Vorspannelement vorhanden, das das Sicherungselement in die Sicherungsstellung drängt. Das wenigstens eine Vorspannelement kann beispielsweise wenigstens ein federelastisches Element sein, z.B. eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder.At least one prestressing element is preferably present which urges the securing element into the securing position. The at least one prestressing element can for example be at least one resilient element, for example a spring, in particular a helical spring.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Sicherungselement parallel zur Drehachse zwischen der Sicherungsstellung und der Freigabestellung verschoben werden. Das Sicherungselement kann dazu eingerichtet sein, mit einem Element an einer Maschinenbaugruppe der Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung zusammenzuwirken, so dass beim Sicherungselement bei hergestellter Verbindung zwischen dem Lichtbogenbrenner und der Maschinenbaugruppe in seiner Freigabestellung gehalten wird. Dadurch ist eine Drehung des Gehäuses und der Prozessgasleiteinrichtung um die Drehachse beim Betrieb der Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung ermöglicht.In one embodiment, the securing element can be displaced parallel to the axis of rotation between the securing position and the release position. The securing element can be designed to interact with an element on a machine assembly of the arc wire spraying device so that the securing element is held in its release position when the connection between the arc torch and the machine assembly is established. This enables the housing and the process gas guide device to rotate about the axis of rotation when the arc wire spray device is in operation.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Lichtbogenbrenner eine Brennerkopplungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, eine mechanische Verbindung mit einer Maschinenkopplungseinheit der Maschinenbaugruppe der Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung herzustellen. Die Brennerkopplungseinheit kann einen um die Drehachse drehbaren Brennerkopplungsteil aufweisen. Außerdem kann die Brennerkopplungseinheit einen nicht um die Drehachse drehbaren Brennerkopplungsteil aufweisen, der als stationärer Brennerkopplungsteil bezeichnet wird. Die Brennerkopplungseinheit dient sozusagen als Schnittstelle des Lichtbogenbrenners zur Maschinenbaugruppe der Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung.In a preferred embodiment, the arc torch has a torch coupling unit which is set up to establish a mechanical connection with a machine coupling unit of the machine assembly of the wire arc spraying device. The torch coupling unit can have a torch coupling part rotatable about the axis of rotation. In addition, the burner coupling unit can have a burner coupling part which is not rotatable about the axis of rotation and which is referred to as a stationary burner coupling part. The torch coupling unit serves, so to speak, as an interface between the arc torch and the machine assembly of the arc wire spraying device.

Bevorzugt ist die Drahtführungseinrichtung mit dem stationären Brennerkopplungsteil verbunden. Die Prozessgasleiteinrichtung und das Gehäuse sind insbesondere mit dem drehbaren Brennerkopplungsteil verbunden.The wire guide device with the stationary torch coupling part is preferred connected. The process gas guide device and the housing are in particular connected to the rotatable burner coupling part.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die stationäre Baugruppe und der stationäre Brennerkopplungsteil an der Drehachse angeordnet. Die Drehachse durchsetzt den stationären Brennerkopplungsteil. Die drehbare Baugruppe und der drehbare Brennerkopplungsteil können koaxial und mit Abstand zur Drehachse angeordnet sein.In an advantageous embodiment, the stationary assembly and the stationary burner coupling part are arranged on the axis of rotation. The axis of rotation penetrates the stationary burner coupling part. The rotatable assembly and the rotatable torch coupling part can be arranged coaxially and at a distance from the axis of rotation.

Es ist vorteilhaft, wenn die Maschinenkopplungseinheit ein Verriegelungselement aufweist. Das Verriegelungselement ist dazu eingerichtet, mit einem Gegenverriegelungselement an der Brennerkopplungseinheit zusammenzuarbeiten. Bei hergestellter Verbindung zwischen der Maschinenkopplungseinheit und der Brennerkopplungseinheit kann eine drehfeste Kopplung zwischen dem stationären Brennerkopplungsteil und einem stationären Maschinenkopplungsteil der Maschinenkopplungseinheit hergestellt werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich die stationären Bestandteile des Lichtbogenbrenners versehentlich mit den drehbaren Bestandteilen des Lichtbogenbrenners mitdrehen, beispielsweise aufgrund von Reibung in der Drehlageranordnung.It is advantageous if the machine coupling unit has a locking element. The locking element is designed to work together with a counter-locking element on the torch coupling unit. When the connection between the machine coupling unit and the torch coupling unit is established, a non-rotatable coupling can be established between the stationary torch coupling part and a stationary machine coupling part of the machine coupling unit. In this way it can be prevented that the stationary components of the arc burner inadvertently rotate with the rotatable components of the arc burner, for example due to friction in the pivot bearing arrangement.

Es können ein Paar oder mehrere Paare aus jeweils einem Verriegelungselement und einem Gegenverriegelungselement vorhanden sein. Jedes Verriegelungselement kann mit dem Gegenverriegelungselement desselben Paares eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung herstellen. Das Gegenverriegelungselement kann beispielsweise durch eine axial in Richtung der Drehachse offene Aussparung gebildet sein, in die ein sich axial erstreckender Vorsprung des Verriegelungselements eingreifen kann, oder umgekehrt. Auch eine sogenannte „Hirth-Verzahnung“ oder eine andere axial wirkende Verzahnung kann verwendet werden.There can be a pair or several pairs each comprising a locking element and a counter-locking element. Each locking element can produce a form-fitting and / or force-fitting connection with the counter-locking element of the same pair. The counter-locking element can be formed, for example, by a recess which is axially open in the direction of the axis of rotation and into which an axially extending projection of the locking element can engage, or vice versa. A so-called "Hirth toothing" or another axially acting toothing can also be used.

Der Lichtbogenbrenner weist bevorzugt einen ersten elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrischen Anschluss auf. Über die elektrischen Anschlüsse können Elektroden im Strömungsbereich zur Lichtbogenbildung mit einer Spannung beaufschlagt werden. Vorzugsweise ist eine Elektrode durch das Drahtende und die andere Elektrode am Gehäuse des Lichtbogenbrenners angeordnet.The arc torch preferably has a first electrical connection and a second electrical connection. A voltage can be applied to electrodes in the flow area for arcing via the electrical connections. One electrode is preferably arranged through the end of the wire and the other electrode is arranged on the housing of the arc torch.

Der erste elektrische Anschluss kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform am Drahteinlass angeordnet oder durch den Drahteinlass gebildet sein. Es ist vorteilhaft, wenn der erste elektrische Anschluss elektrisch mit dem Drahtführungsrohr verbunden ist. Über das Drahtführungsrohr kann der Draht beispielsweise über eine Kontakteinrichtung mit dem ersten Anschluss verbunden werden. Bei der Lichtbogenbildung dient das Drahtende vorzugsweise als Anode.In an advantageous embodiment, the first electrical connection can be arranged on the wire inlet or formed by the wire inlet. It is advantageous if the first electrical connection is electrically connected to the wire guide tube. The wire can be connected to the first connection via the wire guide tube, for example via a contact device. When arcing occurs, the end of the wire is preferably used as an anode.

Über den zweiten elektrischen Anschluss kann eine im Zerstäubungsbereich angeordnete Elektrode, vorzugsweise eine Kathode, elektrisch angeschlossen werden.An electrode arranged in the sputtering area, preferably a cathode, can be electrically connected via the second electrical connection.

Der gesamte ohmsche Widerstand zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss und der Kathode ist vorzugsweise ausreichend klein, um den Spannungsabfall zwischen einer externen Spannungs- und Stromquelle und der Kathode zu begrenzen. Der ohmsche Widerstand zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss und der Kathode kann bei 20°C kleiner sein als 115 µΩ und/oder bei 50°C kleiner sein als 130 µΩ. Vorzugsweise ist der Gesamtwiderstand des elektrischen Kreises von der Spannungs- oder Stromquelle zur Kathode sowie von der Spannungs- oder Stromquelle zur Anode so klein, dass der Spannungsabfall insgesamt auf weniger als 3% des Spannungsbetrages und insbesondere auf etwa 1% des Spannungsbetrages begrenzt wird. Dies entspricht einem maximalen Spannungsabfall von 350 mV bei einer Nennspannung von 35 V. Der Betrag des Nennstromes durch den elektrischen Kreis kann im Falle einer Lichtbogenbildung etwa 300 A betragen. Dadurch ergibt sich ein ohmscher Widerstand für den gesamten elektrischen Kreis von etwa 1,17 mQ ohne Berücksichtigung des Lichtbogens.The total ohmic resistance between the second electrical connection and the cathode is preferably sufficiently small to limit the voltage drop between an external voltage and current source and the cathode. The ohmic resistance between the second electrical connection and the cathode can be less than 115 μΩ at 20 ° C. and / or less than 130 μΩ at 50 ° C. The total resistance of the electrical circuit from the voltage or current source to the cathode and from the voltage or current source to the anode is preferably so small that the total voltage drop is limited to less than 3% of the voltage and in particular to about 1% of the voltage. This corresponds to a maximum voltage drop of 350 mV at a nominal voltage of 35 V. The amount of the nominal current through the electrical circuit can be around 300 A in the event of an arc. This results in an ohmic resistance for the entire electrical circuit of around 1.17 mΩ without taking the arc into account.

Eine erfindungsgemäße Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung weist einen Lichtbogenbrenner gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Die Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung hat eine Drahtzufuhreinrichtung und eine Gaszufuhreinrichtung. Die Drahtzufuhreinrichtung ist dazu eingerichtet, den Draht zum Drahteinlass des Lichtbogenbrenners zu fördern. Die Gaszufuhreinrichtung ist dazu eingerichtet, das Prozessgas zu dem wenigstens einen Gaseinlass des Lichtbogenbrenners zu fördern.An arc wire spray device according to the invention has an arc torch according to one of the exemplary embodiments described above. The wire arc spray device has a wire feed device and a gas feed device. The wire feed device is set up to feed the wire to the wire inlet of the arc torch. The gas supply device is set up to convey the process gas to the at least one gas inlet of the arc burner.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung mit einer Maschinenbaugruppe und einer sich entlang einer Drehachse erstreckenden Lichtbogenbrenner,
  • 2 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Kopplungseinrichtung aufweisend eine Maschinenkopplungseinheit der Maschinenbaugruppe aus 1 und eine Brennerkopplungseinheit des Lichtbogenbrenners aus 1,
  • 3 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung der Führung und Leitung von Kühlmittel, Prozessgas, Strom und Draht im Lichtbogenbrenner,
  • 4 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Brennerkopplungseinheit mit Blick entlang der Drehachse,
  • 5 eine perspektivische Darstellung der Brennerkopplungseinheit aus 4,
  • 6 und 7 jeweils eine schematische Seitenansicht eines Lichtbogenbrenners mit einem Ausführungsbeispiel einer Drahtführungseinrichtung,
  • 8 eine Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Lichtbogenbrenners zur Veranschaulichung der Stromführung zu einer Kathode des Lichtbogenbrenners,
  • 9 ein Ausführungsbeispiel einer Prozessgasleiteinrichtung des Lichtbogenbrenners und
  • 10 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Lichtbogenbrenners im Längsschnitt entlang der Drehachse.
Advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims, the description and the drawings. Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic, block diagram-like representation of an embodiment of an arc wire spraying device with a machine assembly and an arc torch extending along an axis of rotation,
  • 2 a schematic, block diagram-like representation of a coupling device having a machine coupling unit of the machine assembly 1 and a Torch coupling unit of the arc torch off 1 ,
  • 3 a schematic, block diagram-like representation of the routing and routing of coolant, process gas, electricity and wire in the arc torch,
  • 4th a top view of an embodiment of a burner coupling unit with a view along the axis of rotation,
  • 5 a perspective view of the torch coupling unit 4th ,
  • 6th and 7th each a schematic side view of an arc torch with an exemplary embodiment of a wire guide device,
  • 8th a partial representation of an embodiment of an arc burner to illustrate the current flow to a cathode of the arc burner,
  • 9 an embodiment of a process gas guide device of the arc torch and
  • 10 a schematic side view of an embodiment of an arc torch in longitudinal section along the axis of rotation.

In 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung 10 veranschaulicht. Die Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung 10 hat einen Lichtbogenbrenners 11, der das eigentliche Beschichtungswerkzeug darstellt, sowie eine Maschinenbaugruppe 12, an der der Lichtbogenbrenner 11 lösbar befestigt werden kann. Zum lösbaren Verbinden des Lichtbogenbrenners 11 mit der Maschinenbaugruppe 12 dient eine Kopplungseinrichtung 13 als Schnittstelle. Zu der Kopplungseinrichtung 13 gehört eine Maschinenkopplungseinheit 14 der Maschinenbaugruppe 12 und eine Brennerkopplungseinheit 15 des Lichtbogenbrenners 11. Die Maschinenkopplungseinheit 14 hat einen um eine Drehachse D drehbaren Maschinenkopplungsteil 14d und einen nicht um die Drehachse D drehbaren Maschinenkopplungsteil, der als stationärer Maschinenkopplungsteil 14s bezeichnet wird. Analog hierzu hat die Brennerkopplungseinheit 15 einen um die Drehachse D drehbaren Brennerkopplungsteil 15d sowie einen nicht um die Drehachse D drehbaren, stationären Brennerkopplungsteil 15s (2).In 1 Figure 3 is a block diagram of one embodiment of a wire arc spray device 10 illustrated. The wire arc spraying device 10 has an arc torch 11 , which represents the actual coating tool, as well as a machine assembly 12th where the arc torch 11 can be releasably attached. For detachable connection of the arc torch 11 with the machine assembly 12th a coupling device is used 13th as an interface. To the coupling device 13th belongs to a machine coupling unit 14th the machine assembly 12th and a torch coupling unit 15th of the arc torch 11 . The machine coupling unit 14th has one around an axis of rotation D. rotatable machine coupling part 14d and one not around the axis of rotation D. rotatable machine coupling part, which is used as a stationary machine coupling part 14s referred to as. Analogous to this, the torch coupling unit has 15th one around the axis of rotation D. rotatable torch coupling part 15d as well as one not around the axis of rotation D. rotatable, stationary torch coupling part 15s ( 2 ).

Der Lichtbogenbrenner 11 hat eine stationäre Baugruppe 16, die beim Betrieb des Lichtbogenbrenners 11 in Umfangsrichtung um die Drehachse D stillsteht und eine drehbare Baugruppe 17, die beim Betrieb des Lichtbogenbrenners 11 in Umfangsrichtung um die Drehachse D rotiert bzw. rotieren kann. Die stationäre Baugruppe 16 ist entlang und vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zur Drehachse D angeordnet. Die drehbare Baugruppe 17 umschließt die stationäre Baugruppe 16.The arc torch 11 has a stationary assembly 16 that occur when operating the arc torch 11 in the circumferential direction around the axis of rotation D. stands still and a rotatable assembly 17th that occur when operating the arc torch 11 in the circumferential direction around the axis of rotation D. rotates or can rotate. The stationary assembly 16 is along and preferably substantially coaxial with the axis of rotation D. arranged. The rotatable assembly 17th encloses the stationary assembly 16 .

Die stationäre Baugruppe 16 ist mit dem stationären Brennerkopplungsteil 15s verbunden, während die drehbare Baugruppe 17 mit dem drehbaren Brennerkopplungsteil 15d verbunden ist.The stationary assembly 16 is with the stationary burner coupling part 15s connected while the rotatable assembly 17th with the rotatable torch coupling part 15d connected is.

Der stationäre Brennerkopplungsteil 15s und der stationäre Maschinenkopplungsteil 14s sind dazu eingerichtet, lösbar miteinander verbunden zu werden. Analog hierzu sind der drehbare Brennerkopplungsteil 15d und der drehbare Maschinenkopplungsteil 14d dazu eingerichtet, lösbar miteinander verbunden zu werden. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Darstellung in 2 ein stark schematisiertes Blockschaltbild ist und nur zur Veranschaulichung der Bestandteile der Kopplungseinrichtung 13 und zur Erläuterung des Prinzips dient, aber nicht die tatsächliche räumliche Anordnung wiedergibt.The stationary burner coupling part 15s and the stationary machine coupling part 14s are designed to be releasably connected to one another. The rotatable torch coupling parts are analogous to this 15d and the rotatable machine coupling part 14d set up to be releasably connected to one another. It should be noted at this point that the representation in 2 is a highly schematic block diagram and only to illustrate the components of the coupling device 13th and serves to explain the principle, but does not reflect the actual spatial arrangement.

An der Maschinenkopplungseinheit 14 kann eine Drehlageranordnung vorhanden sein, um die Relativdrehung zwischen dem stationären Maschinenkopplungsteil 14s und dem drehbaren Maschinenkopplungsteil 14d zu ermöglichen.On the machine coupling unit 14th A pivot bearing arrangement can be present to allow the relative rotation between the stationary machine coupling part 14s and the rotatable machine coupling part 14d to enable.

Der Lichtbogenbrenner 11 hat eine Drehlageranordnung 20, die den zwischen der stationären Baugruppe 16 und der drehbaren Baugruppe 17 angeordnet ist, um eine Relativdrehbarkeit um die Drehachse D zu ermöglichen. Die Drehlageranordnung 20 des Lichtbogenbrenners 11 kann mehrere Drehlager aufweisen und weist mindestens zwei und beispielsgemäß genau zwei Drehlager auf, nämlich ein erstes Drehlager 20a und ein zweites Drehlager 20b. Die beiden Drehlager 20a, 20b sind in Richtung der Drehachse D mit Axialabstand zueinander angeordnet. Das erste Drehlager 20a ist beispielsgemäß benachbart zum oder am der Brennerkopplungseinheit 15 angeordnet.The arc torch 11 has a pivot bearing arrangement 20th that the between the stationary assembly 16 and the rotatable assembly 17th is arranged to a relative rotatability about the axis of rotation D. to enable. The pivot bearing arrangement 20th of the arc torch 11 can have several pivot bearings and has at least two and, for example, exactly two pivot bearings, namely a first pivot bearing 20a and a second pivot bearing 20b . The two pivot bearings 20a , 20b are in the direction of the axis of rotation D. arranged at an axial distance from one another. The first pivot bearing 20a is, for example, adjacent to or on the burner coupling unit 15th arranged.

Das erste Drehlager 20a ist als Festlager ausgebildet und kann somit auch Axialkräfte zwischen der stationären Baugruppe 16 und der drehbaren Baugruppe 17 aufnehmen. Beispielsgemäß ist das zweite Drehlager 20b als Loslager ausgeführt und überträgt keine oder lediglich vernachlässigbar geringe Axialkräfte zwischen der stationären Baugruppe 16 und der drehbaren Baugruppe 17 des Lichtbogenbrenners 11. Das erste Drehlager 20a kann als Wälzlager und das zweite Drehlager 20b kann als Gleitlager ausgebildet sein. Auch andere Lagerkombination von Wälz- und/oder Gleitlagern sind möglich.The first pivot bearing 20a is designed as a fixed bearing and can therefore also accommodate axial forces between the stationary assembly 16 and the rotatable assembly 17th take up. The second pivot bearing is according to the example 20b designed as a floating bearing and transfers no or only negligibly small axial forces between the stationary assembly 16 and the rotatable assembly 17th of the arc torch 11 . The first pivot bearing 20a can be used as a roller bearing and the second pivot bearing 20b can be designed as a plain bearing. Other bearing combinations of roller and / or slide bearings are also possible.

Die drehbare Baugruppe 17 des Lichtbogenbrenners 11 weist ein Gehäuse 21 und eine Prozessgasleiteinrichtung 22 auf (9). Das Gehäuse 21 hat eine Austrittsöffnung 23, an der ein Zerstäubungsbereich 24 des Lichtbogenbrenners 11 mündet. Durch die Austrittsöffnung 23 kann ein Prozessgasstrom eines Prozessgases G ausgestoßen werden, der Partikel eines Beschichtungsmaterials mitführt und auf eine zu beschichtende Oberfläche 25 eines Werkstücks 26 ausstößt (1).The rotatable assembly 17th of the arc torch 11 has a housing 21 and a process gas guide device 22nd on ( 9 ). The case 21 has an exit opening 23 , at the one Atomization area 24 of the arc torch 11 flows out. Through the exit opening 23 can be a process gas flow of a process gas G be ejected, which entrains particles of a coating material and onto a surface to be coated 25th of a workpiece 26th ejects ( 1 ).

Mit dem Gehäuse 21 verbunden ist die Prozessgasleiteinrichtung 22. Die Prozessgasleiteinrichtung 22 weist wenigstens einen Gaskanal und beim Ausführungsbeispiel einen Primärgaskanal 27 und einen Sekundärgaskanal 28 auf. Der Primärgaskanal 27 ist mit Abstand zur Drehachse D angeordnet und verläuft im Wesentlichen parallel zur Drehachse D. Er mündet auf der der Austrittsöffnung 23 entgegengesetzten Seite bezüglich der Drehachse D in den Zerstäubungsbereich 24. Prozessgas G, das über den Primärgaskanal 27 in den Zerstäubungsbereich 24 strömt, erzeugt eine in Richtung der Austrittsöffnung 23 strömende Prozessgasströmung. An der Brennerkopplungseinheit 15 ist ein Primärgaseinlass 29 vorhanden, der fluidisch mit dem Primärgaskanal 27 verbunden ist. Dadurch kann Prozessgas dem Primärgaskanal 27 zugeführt werden.With the case 21 the process gas control device is connected 22nd . The process gas control device 22nd has at least one gas channel and, in the exemplary embodiment, a primary gas channel 27 and a secondary gas duct 28 on. The primary gas duct 27 is at a distance from the axis of rotation D. arranged and runs essentially parallel to the axis of rotation D. . It opens onto that of the outlet opening 23 opposite side with respect to the axis of rotation D. in the atomization area 24 . Process gas G that is via the primary gas duct 27 in the atomization area 24 flows, generates one in the direction of the outlet opening 23 flowing process gas flow. On the torch coupling unit 15th is a primary gas inlet 29 present, which is fluidically connected to the primary gas channel 27 connected is. This allows process gas to enter the primary gas duct 27 are fed.

Der Sekundärgaskanal 28 führt ebenfalls Prozessgas G. Dem Sekundärgaskanal 28 kann Prozessgas G über einen Sekundärgaseinlass 30 an der Brennerkopplungseinheit 15 zugeführt werden. Der Sekundärgaskanal 28 ist beispielsgemäß durch einen Ringraum zwischen der stationären Baugruppe 16 und der drehbaren Baugruppe 17 gebildet. Da der Ringraum durch das erste Drehlager 20a benachbart oder an der Brennerkopplungseinheit 15 blockiert ist, ist der Sekundärgaskanal 28 über einen schräg zur Drehachse D verlaufenden Abzweigkanal 31 mit dem Sekundärgaseinlass 30 an der Brennerkopplungseinheit 15 verbunden. Im Bereich des zweiten Drehlagers 20b können nutförmige Axialaussparungen 18 und/oder Fluidkanalverbindungen in der drehbaren Baugruppe 17 vorhanden sein, um die axialen Ringraumteile des Ringraumes, die durch das zweiten Drehlagers 20b voneinander getrennt sind, fluidisch zu verbinden. Solche nutförmigen Axialaussparungen 18 sind beispielhaft in den 3, 6 und 7 dargestelltThe secondary gas duct 28 also carries process gas G . The secondary gas duct 28 can process gas G via a secondary gas inlet 30th on the torch coupling unit 15th are fed. The secondary gas duct 28 is exemplified by an annular space between the stationary assembly 16 and the rotatable assembly 17th educated. Since the annulus through the first pivot bearing 20a adjacent to or on the torch coupling unit 15th is blocked, is the secondary gas duct 28 about an oblique to the axis of rotation D. running branch duct 31 with the secondary gas inlet 30th on the torch coupling unit 15th connected. In the area of the second pivot bearing 20b can groove-shaped axial recesses 18th and / or fluid channel connections in the rotatable assembly 17th be present to the axial annular space parts of the annular space, which by the second pivot bearing 20b are separated from each other, to connect fluidically. Such groove-shaped axial recesses 18th are exemplary in the 3 , 6th and 7th shown

Beim Ausführungsbeispiel sind sowohl der Primärgaseinlass 29, als auch der Sekundärgaseinlass 30 am drehbaren Brennerkopplungsteil 15d angeordnet. In 7 ist die Prozessgasleiteinrichtung 22 stark schematisiert dargestellt. In der Ansicht gemäß 7 sind der Primärgaseinlass 29 und der Sekundärgaseinlass 30 in der Bildebene hintereinander dargestellt.In the exemplary embodiment, both are the primary gas inlet 29 , as well as the secondary gas inlet 30th on the rotatable torch coupling part 15d arranged. In 7th is the process gas control device 22nd shown very schematically. In the view according to 7th are the primary gas inlet 29 and the secondary gas inlet 30th shown one after the other in the image plane.

Als Prozessgas G kann zum Beispiel Stickstoff verwendet werden.As process gas G for example nitrogen can be used.

Die stationäre Baugruppe 16 erstreckt sich beispielsgemäß entlang der Drehachse D und weist eine Drahtführungseinrichtung 32 auf. Die Drahtführungseinrichtung 32 ist dazu eingerichtet, einen Draht 33 von einem Drahteinlass 34 zum Zerstäubungsbereich 24 zu führen. Hierzu erstreckt sich zwischen dem Drahteinlass 34 und dem Zerstäubungsbereich 24 ein Drahtführungsrohr 35. Das Drahtführungsrohr 35 trägt an seinem Außenumfang das erste Drehlager 20a und das zweite Drehlager 20b. Es erstreckt sich beispielsgemäß koaxial zur Drehachse D. Nach radial innen bezüglich der Drehachse D begrenzt das Drahtführungsrohr 35 den Sekundärgaskanal 28.The stationary assembly 16 extends, for example, along the axis of rotation D. and has a wire guide device 32 on. The wire guide device 32 is set up to use a wire 33 from a wire inlet 34 to the atomization area 24 respectively. This extends between the wire inlet 34 and the atomization area 24 a wire guide tube 35 . The wire guide tube 35 carries the first pivot bearing on its outer circumference 20a and the second pivot bearing 20b . It extends, for example, coaxially to the axis of rotation D. . Radially inward with respect to the axis of rotation D. limits the wire guide tube 35 the secondary gas duct 28 .

Das Drahtführungsrohr 35 ist an der dem Drahteinlass 34 entgegengesetzten Seite offen und mündet in den Zerstäubungsbereich 24. Ein Drahtende 36 des Drahtes 33 ist im Zerstäubungsbereich 24 angeordnet. Dem Drahtende 36 liegt in Richtung der Drehachse D mit Axialabstand eine Elektrode gegenüber, die beim Ausführungsbeispiel durch eine Kathode 37 gebildet ist. Eine Anode 38 wird durch das Drahtende 36 gebildet.The wire guide tube 35 is at the wire inlet 34 opposite side and opens into the atomization area 24 . A wire end 36 of the wire 33 is in the atomization area 24 arranged. The end of the wire 36 lies in the direction of the axis of rotation D. with an axial distance opposite an electrode, which in the embodiment by a cathode 37 is formed. An anode 38 is through the wire end 36 educated.

Der Lichtbogenbrenner 11 weist einen ersten elektrischen Anschluss 45 zur Verbindung mit der Anode 38 sowie einen zweiten elektrischen Anschluss 46 zur Verbindung mit der Kathode 37 auf. Der erste elektrische Anschluss 45 ist beim Ausführungsbeispiel durch den Drahteinlass 34 gebildet. Der Drahteinlass 34 ist beispielsgemäß als hohlzylindrischer Stutzen oder Hohlkörper aus elektrisch leitendem Material hergestellt. Der Drahteinlass 34 bzw. der dadurch gebildete erste elektrische Anschluss 45 ist elektrisch mit dem Drahtführungsrohr 35 verbunden, das beispielsgemäß elektrisch leitfähig ausgebildet ist. In 2 ist diese elektrische Verbindung durch eine gestrichelte Linie schematisch dargestellt.The arc torch 11 has a first electrical connection 45 for connection to the anode 38 and a second electrical connection 46 for connection to the cathode 37 on. The first electrical connection 45 is through the wire inlet in the exemplary embodiment 34 educated. The wire inlet 34 is made, for example, as a hollow cylindrical socket or hollow body made of electrically conductive material. The wire inlet 34 or the first electrical connection formed thereby 45 is electrical with the wire guide tube 35 connected, which is designed to be electrically conductive, for example. In 2 this electrical connection is shown schematically by a dashed line.

Wie es schematisch in den 3, 6 und 7 gezeigt ist, ist am unteren Ende des Drahtführungsrohres 35 vorzugsweise eine Kontakteinrichtung 47 angeordnet. Die Kontakteinrichtung 47 ist dazu eingerichtet, eine elektrische Verbindung zum Draht 33 herzustellen, um ein Spannungspotenzial an das Drahtende 36 des Drahtes 33 anzulegen. Somit besteht eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss 45 und dem Drahtende 36. Die Verbindung wird mittelbar über das Drahtführungsrohr und die Kontakteinrichtung 47 hergestellt.As shown schematically in the 3 , 6th and 7th shown is at the bottom of the wire guide tube 35 preferably a contact device 47 arranged. The contact device 47 is set up to provide an electrical connection to the wire 33 to establish a voltage potential at the end of the wire 36 of the wire 33 to put on. There is thus an electrical connection between the first electrical connection 45 and the end of the wire 36 . The connection is made indirectly via the wire guide tube and the contact device 47 produced.

Um die Kathode 37 mit dem zweiten elektrischen Anschluss 46 zu verbinden, weist die drehbare Baugruppe 17 einen oder mehrere und beim Ausführungsbeispiel zwei Stromführungspfade 49 auf, von denen in der 8 ein Stromführungspfad 49 beispielhaft dargestellt ist. Der zweite elektrische Anschluss 46 ist beim Ausführungsbeispiel durch einen Anschlussstift 50 gebildet. Ausgehend vom Anschlussstift 50 weist jeder Strompfad 49 eine Stromschiene 51 auf, die an einem Ende mittels einer ersten Kontaktschiene 52 mit dem Anschlussstift 50 und am anderen Ende mittels einer zweiten Kontaktschiene 53 mit dem Gehäuse 21 elektrisch verbunden ist. Das Gehäuse 21 ist elektrisch leitfähig. In dem Gehäuse 21 sitzt eine Fassung 54, in der die Kathode 37 angeordnet ist. Über die Fassung 54 und das Gehäuse 21 wird eine elektrische Verbindung zum Strompfad 49 bzw. den Strompfaden 49 und somit zum zweiten elektrischen Anschluss 46 hergestellt. Durch die Parallelschaltung mehrerer Strompfade 49 bzw. mehrerer Stromschienen 51 kann der elektrische Widerstand zwischen dem zweiten Anschluss 46 und der Kathode 37 reduziert werden.To the cathode 37 with the second electrical connection 46 to connect, has the rotatable assembly 17th one or more and, in the exemplary embodiment, two current carrying paths 49 on, of those in the 8th a current conduction path 49 is shown by way of example. The second electrical connection 46 is in the embodiment by a pin 50 educated. Starting from Connector pin 50 indicates each rung 49 a power rail 51 on, at one end by means of a first contact bar 52 with the connector pin 50 and at the other end by means of a second contact bar 53 with the case 21 is electrically connected. The case 21 is electrically conductive. In the case 21 sits a frame 54 in which the cathode 37 is arranged. About the frame 54 and the case 21 becomes an electrical connection to the current path 49 or the current paths 49 and thus to the second electrical connection 46 produced. By connecting several current paths in parallel 49 or several busbars 51 can be the electrical resistance between the second terminal 46 and the cathode 37 be reduced.

Zur Lichtbogenbildung wird eine Spannung U über die Maschinenbaugruppe 12 zwischen den ersten elektrischen Anschluss 45 und den zweiten elektrischen Anschluss 46 angelegt, so dass zwischen dem die Anode 38 bildenden Drahtende 36 und der Kathode 37 ein Lichtbogen entsteht und Drahtmaterial im Zerstäubungsbereich 24 geschmolzen wird. Durch den Prozessgasstrom werden Partikel des geschmolzenen Drahtmaterials mitgeführt und über die Austrittsöffnung 23 auf die zu beschichtende Oberfläche 25 aufgespritzt.A voltage is used for arcing U via the machine assembly 12th between the first electrical connection 45 and the second electrical connection 46 applied so that between which the anode 38 forming wire end 36 and the cathode 37 an arc is created and wire material in the atomization area 24 is melted. Particles of the molten wire material are carried along by the process gas flow and via the outlet opening 23 on the surface to be coated 25th sprayed on.

Die drehbare Baugruppe 17 weist einen Kühlkreislauf zur Kühlung der Kathode 37 auf. Hierzu sind an der Brennerkopplungseinheit 15 und beispielsgemäß am drehbaren Brennerkopplungsteil 15d zwei Kühlmittelanschlüsse 59 vorhanden. Jeder Kühlmittelanschluss 59 ist fluidisch mit einem Kühlmittelrohr 60 verbunden. Die Kühlmittelrohre 60 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse D innerhalb der drehbaren Baugruppe 17. Die Kühlmittelrohre 60 stehen mit wenigstens einem Kühlkanal 61 in fluidischer Verbindung, so dass ein Kühlmittel K, das durch den wenigstens einen Kühlkanal 61 strömt, die Kathode 37 kühlt. Das Kühlmittel K kann über einen der Kühlmittelanschlüsse 59 zugeführt und über den jeweils anderen Kühlmittelanschluss 59 abgeführt werden.The rotatable assembly 17th has a cooling circuit for cooling the cathode 37 on. For this purpose are on the torch coupling unit 15th and, for example, on the rotatable burner coupling part 15d two coolant connections 59 available. Any coolant connection 59 is fluidic with a coolant tube 60 connected. The coolant pipes 60 extend essentially parallel to the axis of rotation D. within the rotatable assembly 17th . The coolant pipes 60 stand with at least one cooling channel 61 in fluid connection, so that a coolant K that through the at least one cooling channel 61 flows, the cathode 37 cools. The coolant K can via one of the coolant connections 59 and via the other coolant connection 59 be discharged.

Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, hat die Brennerkopplungseinheit 15 ein Befestigungsmittel zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Befestigen an der Maschinenkopplungseinheit 14. Beim Ausführungsbeispiel ist dazu ein hohlzylindrisches Befestigungsteil 62 vorhanden. Im Innenraum des Befestigungsteils 62 können die beschriebenen Anschlüsse 29, 30, 34, 45, 46, 59 der Brennerkopplungseinheit 15 angeordnet sein. Das Befestigungsteil 62 kann an der Maschinenkopplungseinheit 14 lösbar klemmend gehalten werden. Es kann ein Codiermittel 63 am Befestigungsteil 62 vorhanden sein, um die Drehlage gegenüber der Maschinenkopplungseinheit 14 vorzugeben. Beispielsweise kann das Codiermittel 63 ein Vorsprung und/oder eine Vertiefung im Befestigungsteil 62 sein, um diesem eine nicht rotationssymmetrische Form zu geben.Like it in the 4th and 5 shown has the torch coupling unit 15th a fastening means for non-positive and / or positive fastening to the machine coupling unit 14th . In the exemplary embodiment, a hollow cylindrical fastening part is used for this purpose 62 available. In the interior of the fastening part 62 can use the connections described 29 , 30th , 34 , 45 , 46 , 59 the torch coupling unit 15th be arranged. The fastening part 62 can be attached to the machine coupling unit 14th be releasably held by clamping. It can be a coding means 63 on the fastening part 62 be available to the rotational position with respect to the machine coupling unit 14th to pretend. For example, the coding means 63 a projection and / or a recess in the fastening part 62 to give it a non-rotationally symmetrical shape.

Bezugnehmend auf die 2 weist die Maschinenkopplungseinheit 14 einen Drahtauslass 66 zur Kopplung mit dem Drahteinlass 34 auf. Dem Drahtauslass 66 kann der Draht 33 von einer Drahtzufuhreinrichtung 67 der Maschinenbaugruppe 12 zugeführt werden.Referring to the 2 has the machine coupling unit 14th a wire outlet 66 for coupling with the wire inlet 34 on. The wire outlet 66 can the wire 33 from a wire feeder 67 the machine assembly 12th are fed.

Die Maschinenkopplungseinheit 14 hat außerdem einen Primärgasauslass 68 zur fluidischen Verbindung mit dem Primärgaseinlass 29 und einen Sekundärgasauslass 69 zur fluidischen Verbindung mit dem Sekundärgaseinlass 30. Prozessgas G kann dem Primärgasauslass 68 und dem Sekundärgasauslass 69 mittels einer Gaszufuhreinrichtung 70 zugeführt werden.The machine coupling unit 14th also has a primary gas outlet 68 for fluidic connection with the primary gas inlet 29 and a secondary gas outlet 69 for fluidic connection with the secondary gas inlet 30th . Process gas G can the primary gas outlet 68 and the secondary gas outlet 69 by means of a gas supply device 70 are fed.

Außerdem hat die Maschinenkopplungseinheit 14 zwei Kühlmittelgegenanschlüsse 71, die zur Verbindung mit den Kühlmittelanschlüssen 59 eingerichtet sind. Den Kühlmittelgegenanschlüssen 71 kann ein Kühlmittel K über eine Kühlmittelzufuhreinrichtung 72 der Maschinenbaugruppe 12 zugeführt werden.In addition, the machine coupling unit 14th two coolant counter connections 71 that are used to connect to the coolant connections 59 are set up. The coolant counter connections 71 can be a coolant K via a coolant supply device 72 the machine assembly 12th are fed.

Der Drahtauslass 66 dient beim Ausführungsbeispiel gleichzeitig als erster Gegenkontakt 73 für den ersten elektrischen Anschluss 45. Bei der Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen dem Drahteinlass 34 und dem Drahtauslass 66 wird gleichzeitig ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten elektrischen Anschluss 45 und dem ersten Gegenkontakt 73 hergestellt. Da der Drahtauslass 66 am stationären Maschinenkopplungsteil 14s angeordnet ist, kann bei der elektrischen Kontaktierung auf Schleifkontakte verzichtet werden.The wire outlet 66 serves at the same time as the first mating contact in the exemplary embodiment 73 for the first electrical connection 45 . When making a mechanical connection between the wire inlet 34 and the wire outlet 66 becomes an electrical contact between the first electrical connection at the same time 45 and the first mating contact 73 produced. Because the wire outlet 66 on the stationary machine coupling part 14s is arranged, sliding contacts can be dispensed with in the electrical contacting.

Dem zweiten elektrischen Anschluss 46 der Brennerkopplungseinheit 15 ist ein elektrischer zweiter Gegenkontakt 74 an der Maschinenkopplungseinheit 14 angeordnet. Der zweite Gegenkontakt 74 ist beim Ausführungsbeispiel als Buchse ausgebildet, in die der Anschlussstift 50, der beispielsgemäß den zweiten elektrischen Anschluss 46 bildet, zur Herstellung der elektrischen Verbindung eingreifen kann.The second electrical connection 46 the torch coupling unit 15th is a second electrical mating contact 74 on the machine coupling unit 14th arranged. The second counter contact 74 is designed as a socket in the exemplary embodiment, into which the connecting pin 50 , the example according to the second electrical connection 46 forms, can intervene to establish the electrical connection.

Beim Ausführungsbeispiel befinden sich der Primärgasauslass 68, der Sekundärgasauslass 69, die Kühlmittelgegenanschlüsse 71 und der zweite Gegenkontakt 74 am drehbar gelagerten Maschinenkopplungsteil 14d.In the exemplary embodiment, the primary gas outlet is located 68 , the secondary gas outlet 69 , the coolant mating connections 71 and the second mating contact 74 on the rotatably mounted machine coupling part 14d .

Zur Versorgung mit Kühlmittel K und Prozessgas G ist die Maschinenkopplungseinheit 14 über einen Drehverteiler 75 mit der Gaszufuhreinrichtung 70 und der Kühlmittelzufuhreinrichtung 72 fluidisch verbunden. Der Drehverteiler 75 kann beispielsweise zwei relativ zueinander drehbare koaxial angeordnete Körper aufweisen, zwischen denen mehrere Ringkanäle gebildet und gegeneinander fluidisch abgedichtet sind. Der eine Körper ist mit dem drehbaren Maschinenkopplungsteil 14d verbunden, während der andere Körper fluidisch mit den Zufuhreinrichtungen 70, 72 verbunden ist.For the supply of coolant K and process gas G is the machine coupling unit 14th via a rotary distributor 75 with the gas supply device 70 and the coolant supply device 72 fluidically connected. The rotary distributor 75 can for example be two rotatable relative to each other have coaxially arranged bodies, between which a plurality of annular channels are formed and fluidically sealed from one another. One body is with the rotatable machine coupling part 14d connected, while the other body fluidly with the supply devices 70 , 72 connected is.

Um den zweiten Gegenkontakt 74 elektrisch zu kontaktieren, kann am drehbaren Maschinenkopplungsteil 14d ein Schleifring 76 angeordnet sein, an dem ein Schleifkontakt 77 anliegt.To the second mating contact 74 electrical contact can be made on the rotatable machine coupling part 14d a slip ring 76 be arranged on which a sliding contact 77 is applied.

Der erste Gegenkontakt 73 ist mit einem ersten Spannungsversorgungsanschluss 78 und der zweite Gegenkontakt 74 ist beispielsgemäß über den Schleifring 76 und den Schleifkontakt 77 mit einem zweiten Spannungsversorgungsanschluss 79 elektrisch verbunden. An die Spannungsversorgungsanschlüsse 78, 79 wird eine Spannung U angelegt, wobei das höhere Spannungspotential beim Ausführungsbeispiel an den ersten Spannungsversorgungsanschluss 78 angelegt wird, so dass der Draht 33 bzw. das Drahtende 36 als Anode 38 dient (3).The first counter-contact 73 is with a first power supply connection 78 and the second mating contact 74 is, for example, about the slip ring 76 and the sliding contact 77 with a second power supply connection 79 electrically connected. To the power supply connections 78 , 79 becomes a tension U applied, the higher voltage potential in the exemplary embodiment being applied to the first voltage supply connection 78 is applied so that the wire 33 or the end of the wire 36 as an anode 38 serves ( 3 ).

Beim Ausführungsbeispiel ist am stationären Maschinenkopplungsteil 14s ein Verriegelungselement 85 vorhanden. Dem Verriegelungselement 85 ist ein Gegenverriegelungselement 86 am stationären Brennerkopplungsteil 15s zugeordnet, das beispielsgemäß durch eine Aussparung 87 gebildet ist. Die Aussparung 87 kann durch eine Vertiefung in einem Ring 88 gebildet sein. Der Ring 88 ist koaxial zur Drehachse D angeordnet und umschließt beispielsgemäß den Drahteinlass 34. Die Aussparung 87 ist parallel zur Drehachse D auf der der Maschinenkopplungseinheit 14 zugewandten Seite und beispielsgemäß auch radial nach außen von der Drehachse D weg offen.In the exemplary embodiment is on the stationary machine coupling part 14s a locking element 85 available. The locking element 85 is a counter-locking element 86 on the stationary burner coupling part 15s assigned, according to the example by a recess 87 is formed. The recess 87 can through a recess in a ring 88 be educated. The ring 88 is coaxial to the axis of rotation D. arranged and encloses, for example, the wire inlet 34 . The recess 87 is parallel to the axis of rotation D. on that of the machine coupling unit 14th facing side and, for example, also radially outward from the axis of rotation D. way open.

Bei hergestellter mechanischer Verbindung zwischen der Brennerkopplungseinheit 15 und der Maschinenkopplungseinheit 14 greift das Verriegelungselement 85 in die Aussparung 87 ein und stellt eine drehfeste Verbindung zwischen dem stationären Brennerkopplungsteil 15s und dem stationären Maschinenkopplungsteil 14s her. Dadurch wird ein versehentliches Drehen des stationären Brennerkopplungsteil 15s und mithin der stationären Baugruppe 16 bei einer Drehung der drehbaren Baugruppe 17 um die Drehachse D vermieden.With a mechanical connection established between the torch coupling unit 15th and the machine coupling unit 14th engages the locking element 85 into the recess 87 and provides a rotationally fixed connection between the stationary burner coupling part 15s and the stationary machine coupling part 14s here. This prevents accidental rotation of the stationary torch coupling part 15s and therefore the stationary assembly 16 upon rotation of the rotatable assembly 17th around the axis of rotation D. avoided.

Wenn keine mechanische Verbindung zwischen der Brennerkopplungseinheit 15 und der Maschinenkopplungseinheit 14 hergestellt ist, besteht die Möglichkeit, dass sich die stationäre Baugruppe 16 und die drehbare Baugruppe 17 relativ zueinander drehen. Beim Ausführungsbeispiel wird eine solche Relativdrehung durch ein Sicherungselement 89 verhindert. Das Sicherungselement 89 kann zwischen einer Sicherungsstellung S und einer Freigabestellung F bewegt werden. Die Sicherungsstellung S ist in 2 mit durchgezogenen Linien und in 6 veranschaulicht. Die Freigabestellung F ist in 2 gestrichelt und in 7 veranschaulicht.If there is no mechanical connection between the torch coupling unit 15th and the machine coupling unit 14th is established, there is a possibility that the stationary assembly 16 and the rotatable assembly 17th rotate relative to each other. In the exemplary embodiment, such a relative rotation is achieved by a securing element 89 prevented. The security element 89 can switch between a safety position S. and a release position F. be moved. The safety position S. is in 2 with solid lines and in 6th illustrated. The release position F. is in 2 dashed and in 7th illustrated.

Beispielsgemäß erfolgt die Bewegung zwischen der Sicherungsstellung S und der Freigabestellung F bzw. umgekehrt durch ein Verschieben des Sicherungselements 89 parallel zur Drehachse D. In der Sicherungsstellung S greift das Sicherungselement 89 in die Aussparung 87 ein. Das Sicherungselement 89 nutzt somit die Aussparung 87, die als Gegenverriegelungselement 86 für das Verriegelungselement 85 ohnehin vorhanden ist.According to the example, the movement takes place between the locking position S. and the release position F. or vice versa by moving the securing element 89 parallel to the axis of rotation D. . In the secured position S. engages the securing element 89 into the recess 87 a. The security element 89 thus uses the recess 87 that act as a counter-locking element 86 for the locking element 85 exists anyway.

Das Sicherungselement 89 ist beim Ausführungsbeispiel am drehbaren Brennerkopplungsteil 15d angeordnet, während der Ring 88 mit der Aussparung 87 am stationären Brennerkopplungsteil 15s angeordnet ist. Dadurch kann eine drehfeste Kopplung zwischen dem drehbaren Brennerkopplungsteil 15d und dem stationären Brennerkopplungsteil 15s und somit zwischen der drehbaren Baugruppe 17 und der stationären Baugruppe 16 des Lichtbogenbrenners 11 hergestellt werden, wenn sich das Sicherungselement 89 in der Sicherungsstellung S befindet.The security element 89 is in the embodiment on the rotatable burner coupling part 15d arranged while the ring 88 with the recess 87 on the stationary burner coupling part 15s is arranged. This allows a non-rotatable coupling between the rotatable torch coupling part 15d and the stationary burner coupling part 15s and thus between the rotatable assembly 17th and the stationary assembly 16 of the arc torch 11 be made when the fuse element 89 in the secured position S. is located.

Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird das Sicherungselement 89 mittels wenigstens eines Vorspannelements 90 in die Sicherungsstellung S gedrängt. Das wenigstens eine Vorspannelement 90 kann beispielsweise durch eine Feder gebildet sein. Entgegen der Kraft des Vorspannelements 90 kann das Sicherungselement 89 in die Freigabestellung F bewegt bzw. verschoben werden.In the illustrated embodiment, the securing element 89 by means of at least one biasing element 90 in the safety position S. pushed. The at least one biasing element 90 can for example be formed by a spring. Against the force of the biasing element 90 can the fuse element 89 in the release position F. moved or shifted.

Das Verschieben des Sicherungselements 89 von der Sicherungsstellung S in die Freigabestellung F findet beim Ausführungsbeispiel während der Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen der Brennerkopplungseinheit 15 und der Maschinenkopplungseinheit 14 statt. Dabei gelangt das Sicherungselement 89 in Kontakt mit dem Verriegelungselement 85. Das Verriegelungselement 85 schiebt das Sicherungselement 89 aus der Aussparung 87 des Rings 88 heraus und greift selbst in die Aussparung 87 ein. Dann ist eine Relativdrehung des drehbaren Brennerkopplungsteils 15d und der drehbaren Baugruppe 17 um die Drehachse D und relativ zur stationären Baugruppe 16 ermöglicht, während eine drehfeste Kopplung zwischen der stationären Baugruppe 16 über den stationären Brennerkopplungsteil 15s mit dem stationären Maschinenkopplungsteil 14s hergestellt ist.Moving the locking element 89 from the safety position S. in the release position F. takes place in the exemplary embodiment during the production of the mechanical connection between the torch coupling unit 15th and the machine coupling unit 14th instead of. The securing element arrives 89 in contact with the locking element 85 . The locking element 85 pushes the locking element 89 out of the recess 87 of the ring 88 and reaches into the recess itself 87 a. Then there is a relative rotation of the rotatable torch coupling part 15d and the rotatable assembly 17th around the axis of rotation D. and relative to the stationary assembly 16 allows, while a rotationally fixed coupling between the stationary assembly 16 via the stationary burner coupling part 15s with the stationary machine coupling part 14s is made.

Wieder zurückkehrend zu 1 gehört zur Maschinenbaugruppe 12 außerdem ein Motor 91, der beispielsgemäß mittels eines Antriebsriemens 92 mit dem drehbaren Maschinenkopplungsteil 14d antriebsverbunden ist. Wird der Motor 91 angetrieben, dreht sich der drehbare Maschinenkopplungsteil 14d um die Drehachse D. Der stationäre Maschinenkopplungsteil 14s ist drehfest um die Drehachse D angeordnet. Bei hergestellter Verbindung zwischen der Maschinenkopplungseinheit 14 und der Brennerkopplungseinheit 15 wird der drehbare Brennerkopplungsteil 15d und die drehbare Baugruppe 17 gemeinsam mit dem drehbaren Maschinenkopplungsteil 14d um die Drehachse D angetrieben, wenn der Motor 91 betrieben wird.Returning again to 1 belongs to the machine assembly 12th also an engine 91 , according to the example by means of a drive belt 92 with the rotatable machine coupling part 14d is connected to the drive. Will the engine 91 driven, the rotatable machine coupling part rotates 14d around the axis of rotation D. . The stationary machine coupling part 14s is non-rotatable around the axis of rotation D. arranged. When the connection between the machine coupling unit is established 14th and the torch coupling unit 15th becomes the rotatable torch coupling part 15d and the rotatable assembly 17th together with the rotatable machine coupling part 14d around the axis of rotation D. driven when the engine 91 is operated.

Während des Betriebs der Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung 10 wird der Motor 91 betrieben. Durch Anlegen der Spannung U entsteht ein Lichtbogen zwischen der Anode 38 und der Kathode 37, wodurch Drahtmaterial im Zerstäubungsbereich 24 geschmolzen wird. Über den Primärgaskanal 27 strömt Prozessgas G in den Zerstäubungsbereich 24 und führt dadurch geschmolzene Materialpartikel des Drahtes 33 mit durch die Austrittsöffnung 23 nach außen auf die zu beschichtende Oberfläche 25.During operation of the wire arc sprayer 10 becomes the engine 91 operated. By applying the voltage U an arc is created between the anode 38 and the cathode 37 , eliminating wire material in the sputtering area 24 is melted. Via the primary gas duct 27 process gas flows G in the atomization area 24 and thereby leads molten material particles of the wire 33 with through the outlet opening 23 outwards onto the surface to be coated 25th .

Der Prozessgassstrom aus dem Primärgaskanal 27 zerstäubt das geschmolzene Material im Zerstäubungsbereich 24, in dem auch der Lichtbogen gebildet wird. Der Prozessgasstrom aus dem Sekundärgaskanal 28 sorgt für eine Bündelung des ausgestoßenen Gemischs aus geschmolzenen Partikeln und Prozessgas G. Durch die fluidische Trennung des Prozessgases G in zwei separate Ströme können die Volumenströme separat eingestellt oder geregelt werden.The process gas flow from the primary gas channel 27 atomizes the molten material in the atomization area 24 in which the arc is also formed. The process gas flow from the secondary gas duct 28 ensures that the ejected mixture of molten particles and process gas is bundled G . Due to the fluidic separation of the process gas G The volume flows can be set or regulated separately in two separate flows.

Während des Schmelzens und Ausstoßens von Partikeln zur Beschichtung der zu beschichtenden Oberfläche 25 wird der Motor 91 betrieben, so dass die drehbare Baugruppe 17 um die Drehachse D rotiert und dabei die Ausstoßrichtung um die Drehachse D verändert wird. Gleichzeitig kann eine Relativbewegung des Lichtbogenbrenners 11 relativ zum Werkstück 26 veranlasst werden, beispielsweise durch eine Bewegung entlang der Drehachse D des Lichtbogenbrenners 11 und/oder des Werkstücks 26. Dadurch kann die zu beschichtende Oberfläche 25 durch eine Art Schraubenbewegung vollständig beschichtet werden.During the melting and ejection of particles to coat the surface to be coated 25th becomes the engine 91 operated so that the rotatable assembly 17th around the axis of rotation D. rotates and the direction of ejection around the axis of rotation D. is changed. At the same time, a relative movement of the arc torch can occur 11 relative to the workpiece 26th be caused, for example by a movement along the axis of rotation D. of the arc torch 11 and / or the workpiece 26th . This allows the surface to be coated 25th be completely coated by a kind of screw movement.

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenbrenner 11 sowie eine Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung 10 mit einem Lichtbogenbrenner 11. Der Lichtbogenbrenner 11 hat ein Gehäuse 21 mit einer Austrittsöffnung 23. Er weist eine stationäre Baugruppe 16 und eine relativ zur stationären Baugruppe 16 drehbare Baugruppe 17 auf. Die stationäre Baugruppe 16 definiert eine Drehachse D für die drehbare Baugruppe 17. Zwischen der stationären Baugruppe 16 und der drehbaren Baugruppe 17 ist eine Drehlageranordnung 20 vorhanden. Zu der drehbaren Baugruppe 17 gehört das Gehäuse 21 und eine Prozessgasleiteinrichtung 22. Die Prozessgasleiteinrichtung 22 weist wenigstens einen Gaskanal 27, 28 auf und ist dazu eingerichtet, ein Prozessgas G von wenigstens einem Gaseinlass 29, 30 zu einem Zerstäubungsbereich 24 zu leiten, der mit der Austrittsöffnung 23 strömungsverbunden ist. Zu der stationären Baugruppe 16 gehört eine Drahtführungseinrichtung 32, die dazu eingerichtet ist, einen Draht 33 von einem Drahteinlass 34 zum Zerstäubungsbereich 24 zu führen.The invention relates to an arc torch 11 and an arc wire sprayer 10 with an arc torch 11 . The arc torch 11 has a housing 21 with an outlet opening 23 . He has a stationary assembly 16 and one relative to the stationary assembly 16 rotatable assembly 17th on. The stationary assembly 16 defines an axis of rotation D. for the rotatable assembly 17th . Between the stationary assembly 16 and the rotatable assembly 17th is a pivot bearing arrangement 20th available. To the rotatable assembly 17th belongs to the case 21 and a process gas guide device 22nd . The process gas control device 22nd has at least one gas duct 27 , 28 and is set up to use a process gas G from at least one gas inlet 29 , 30th to an atomization area 24 to direct the one with the outlet opening 23 is connected to the flow. To the stationary assembly 16 includes a wire guide device 32 that is set up to use a wire 33 from a wire inlet 34 to the atomization area 24 respectively.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Lichtbogen-DrahtspritzeinrichtungArc wire spraying device
1111
LichtbogenbrennerArc torch
1212th
MaschinenbaugruppeMachine assembly
1313th
KopplungseinrichtungCoupling device
1414th
MaschinenkopplungseinheitMachine coupling unit
14d14d
drehbares Maschinenkopplungsteilrotatable machine coupling part
14s14s
stationäres Maschinenkopplungsteilstationary machine coupling part
1515th
BrennerkopplungseinheitTorch coupling unit
15d15d
drehbares Brennerkopplungsteilrotatable torch coupling part
15s15s
stationäres Brennerkopplungsteilstationary burner coupling part
1616
stationäre Baugruppestationary assembly
1717th
drehbare Baugrupperotatable assembly
1818th
nutförmige Axialaussparunggroove-shaped axial recess
1919th
Drehlageranordnung der MaschinenkopplungseinheitRotary bearing arrangement of the machine coupling unit
2020th
Drehlageranordnung der BrennerkopplungseinheitRotary bearing arrangement of the torch coupling unit
20a20a
erstes Drehlagerfirst pivot bearing
20b20b
zweites Drehlagersecond pivot bearing
2121
Gehäusecasing
2222nd
ProzessgasleiteinrichtungProcess gas control device
2323
AustrittsöffnungOutlet opening
2424
ZerstäubungsbereichAtomization area
2525th
zu beschichtende Oberflächesurface to be coated
2626th
Werkstückworkpiece
2727
PrimärgaskanalPrimary gas duct
2828
SekundärgaskanalSecondary gas duct
2929
PrimärgaseinlassPrimary gas inlet
3030th
SekundärgaseinlassSecondary gas inlet
3131
AbzweigkanalBranch duct
3232
DrahtführungseinrichtungWire guide device
3333
Drahtwire
3434
DrahteinlassWire inlet
3535
DrahtführungsrohrWire guide tube
3636
DrahtendeWire end
3737
Kathodecathode
3838
Anode anode
4545
erster elektrischer Anschlussfirst electrical connection
4646
zweiter elektrischer Anschlusssecond electrical connection
4747
Kontakteinrichtung Contact facility
4949
StromführungspfadCurrent conduction path
5050
AnschlussstiftConnector pin
5151
StromschieneBusbar
5252
erste Kontaktschienefirst contact bar
5353
zweite Kontaktschienesecond contact bar
5454
Fassung Version
5959
KühlmittelanschlussCoolant connection
6060
KühlmittelrohrCoolant pipe
6161
KühlkanalCooling duct
6262
BefestigungsteilFastening part
6363
Codiermittel Coding means
6666
DrahtauslassWire outlet
6767
DrahtzufuhreinrichtungWire feeder
6868
PrimärgasauslassPrimary gas outlet
6969
SekundärgasauslassSecondary gas outlet
7070
GaszufuhreinrichtungGas supply device
7171
KühlmittelgegenanschlussCoolant counter connection
7272
KühlmittelzufuhreinrichtungCoolant supply device
7373
erster Gegenkontaktfirst counter contact
7474
zweiter Gegenkontaktsecond mating contact
7575
DrehverteilerRotary distributor
7676
SchleifringSlip ring
7777
SchleifkontaktSliding contact
7878
erster Spannungsversorgungsanschlussfirst power supply connection
7979
zweiter Spannungsversorgungsanschluss second power supply connection
8585
VerriegelungselementLocking element
8686
GegenverriegelungselementCounter-locking element
8787
AussparungRecess
8888
Ringring
8989
SicherungselementFuse element
9090
VorspannelementBiasing element
9191
Motorengine
9292
Antriebsriemen Drive belt
DD.
DrehachseAxis of rotation
FF.
FreigabestellungApproval position
GG
ProzessgasProcess gas
KK
KühlmittelCoolant
SS.
SicherungsstellungSafety position
UU
Spannungtension

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015104492 A1 [0002]DE 102015104492 A1 [0002]
  • EP 2941320 B1 [0003]EP 2941320 B1 [0003]

Claims (16)

Lichtbogenbrenner (11) aufweisend: - eine drehbare Baugruppe (17) aufweisend eine Prozessgasleiteinrichtung (22) und ein Gehäuse (21) mit einer Austrittsöffnung (23), wobei die Prozessgasleiteinrichtung (22) wenigstens einen Gaskanal (27, 28) aufweist und dazu eingerichtet ist, ein Prozessgas (G) von wenigstens einem Gaseinlass (29, 30) zum Zerstäubungsbereich (24) zu leiten, der mit der Austrittsöffnung (23) strömungsverbunden ist, - eine stationäre Baugruppe (16) aufweisend eine Drahtführungseinrichtung (32), die dazu eingerichtet ist, einen Draht (33) von einen Drahteinlass (34) zu einem Zerstäubungsbereich (24) zu führen, - eine Drehlageranordnung (20), die dazu eingerichtet ist, die drehbare Baugruppe (17) relativ zur stationäre Baugruppe (16) um eine Drehachse (D) drehbar zu lagern.Arc torch (11) having: - A rotatable assembly (17) comprising a process gas guide device (22) and a housing (21) with an outlet opening (23), the process gas guide device (22) having at least one gas channel (27, 28) and being configured to supply a process gas (G ) to conduct from at least one gas inlet (29, 30) to the atomization area (24) which is in flow connection with the outlet opening (23), - A stationary assembly (16) having a wire guide device (32) which is set up to guide a wire (33) from a wire inlet (34) to an atomization area (24), - A pivot bearing arrangement (20) which is set up to support the rotatable assembly (17) so as to be rotatable relative to the stationary assembly (16) about an axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlageranordnung (20) ein erstes Drehlager (20a) und ein zweites Drehlager (20b) aufweist, die parallel zu Drehachse (D) mit Abstand angeordnet sind.Arc torch after Claim 1 , characterized in that the pivot bearing arrangement (20) has a first pivot bearing (20a) and a second pivot bearing (20b) which are arranged parallel to the axis of rotation (D) at a distance. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehlager (20a) ein Festlager und das zweite Drehlager (20b) ein Loslager ist.Arc torch after Claim 2 , characterized in that the first pivot bearing (20a) is a fixed bearing and the second pivot bearing (20b) is a loose bearing. Lichtbogenbrenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (20a) weiter von der Austrittsöffnung (23) entfernt ist als das zweite Lager (20b).Arc torch after Claim 2 or 3 , characterized in that the first bearing (20a) is further away from the outlet opening (23) than the second bearing (20b). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Baugruppe (16) an der Drehachse (D) angeordnet ist.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the stationary assembly (16) is arranged on the axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Baugruppe (17) koaxial und mit Abstand zur Drehachse (D) angeordnet ist.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the rotatable assembly (17) is arranged coaxially and at a distance from the axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahteinlass (34) an der Drehachse (D) angeordnet ist.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the wire inlet (34) is arranged on the axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungseinrichtung (32) ein Drahtführungsrohr (35) aufweist, das mit dem Drahteinlass (34) verbunden ist.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the wire guide device (32) has a wire guide tube (35) which is connected to the wire inlet (34). Lichtbogenbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Drahtführungsrohr (35) parallel zur Drehachse (D) erstreckt.Arc torch after Claim 8 , characterized in that the wire guide tube (35) extends parallel to the axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Drahtführungsrohr (35) koaxial zur Drehachse (D) erstreckt.Arc torch after Claim 8 or 9 , characterized in that the wire guide tube (35) extends coaxially to the axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gaseinlass (29, 30) mit Abstand zur Drehachse (D) angeordnet ist.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one gas inlet (29, 30) is arranged at a distance from the axis of rotation (D). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgasleiteinrichtung (22) einen Primärgaseinlass (29) und einen fluidisch mit dem Primärgaseinlass (29) verbundenen Primärgaskanal (27) aufweist und dass die Prozessgasleiteinrichtung (22) einen Sekundärgaseinlass (30) und einen fluidisch mit dem Sekundärgaseinlass (30) verbundenen Sekundärgaskanal (28) aufweist.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the process gas guide device (22) has a primary gas inlet (29) and a primary gas channel (27) fluidly connected to the primary gas inlet (29) and that the process gas guide device (22) has a secondary gas inlet (30) and a having secondary gas channel (28) fluidly connected to the secondary gas inlet (30). Lichtbogenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtbogenbrenner (11) eine Brennerkopplungseinheit (15) aufweist, die einen stationären Brennerkopplungsteil (15s) und einen um eine Drehachse (D) drehbaren Brennerkopplungsteil (15d) aufweist, wobei die Brennerkopplungseinheit (15) dazu eingerichtet ist, mechanisch mit einer Maschinenkopplungseinheit (14) der Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung (10) verbunden zu werden.Arc torch according to one of the preceding claims, characterized in that the arc torch (11) has a torch coupling unit (15) which has a stationary torch coupling part (15s) and a torch coupling part (15d) rotatable about an axis of rotation (D), the torch coupling unit (15 ) is set up to be mechanically connected to a machine coupling unit (14) of the arc wire spraying device (10). Lichtbogenbrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Baugruppe (16) mit dem stationären Brennerkopplungsteil (15s) verbunden ist.Arc torch after Claim 13 , characterized in that the stationary assembly (16) is connected to the stationary burner coupling part (15s). Lichtbogenbrenner nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Baugruppe (17) mit dem drehbaren Brennerkopplungsteil (15d) verbunden ist.Arc torch after Claim 13 or 14th , characterized in that the rotatable assembly (17) is connected to the rotatable torch coupling part (15d). Lichtbogen-Drahtspritzeinrichtung (10) aufweisend: - einen Lichtbogenbrenner (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - eine Maschinenkopplungseinheit (14), der dazu eingerichtet ist, eine mechanische Verbindung mit der Brennerkopplungseinheit (15) herzustellen, - eine Drahtzufuhreinrichtung (67), die zum Zuführen eines Drahtes (33) zu einem Drahtauslass (66) an der Maschinenkopplungseinheit (14) eingerichtet ist, - eine Gaszufuhreinrichtung (70), die zum Zuführen eines Prozessgases (G) zu wenigstens einem Gasauslass (68, 69) an der Maschinenkopplungseinheit (14) eingerichtet ist.Arc wire spraying device (10) having: - an arc torch (11) according to one of the preceding claims, - a machine coupling unit (14) which is set up to establish a mechanical connection with the torch coupling unit (15), - a wire feed device (67) which is set up to feed a wire (33) to a wire outlet (66) on the machine coupling unit (14), - A gas supply device (70) which is set up to supply a process gas (G) to at least one gas outlet (68, 69) on the machine coupling unit (14).
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