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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auftragschweißverfahren bei dem auf ein Werkstück oder zum Verbinden von Werkstücken ein Oberflächenauftrag aufgebracht und verschmolzen wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Auftragmaterial zur Anwendung beim Auftragschweißen, ein Behältnis zum Aufbewahren und Ausbringen des Auftragmaterials sowie eine Applikationsvorrichtung zur Aufnahme eines kartuschenförmigen Behältnisses zum Aufbringen des pastösem Auftragmaterial zum Auftragschweißen.
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Unter Auftragschweißen wird allgemein ein Fertigungsverfahren für Metalle verstanden, bei dem auf einer Bauteiloberfläche mittels einer Wärmequelle ein Metallpulver erhitzt und mit der Bauteiloberfläche verschweißt wird. Die Erhitzung kann mittels Laserstrahl (Laserauftragschweißen) oder auch mittels eines Lichtbogens (Metallschutzgasschweißen, wie MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen), WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen)) erfolgen. Grundsätzlich werden im Zusammenhang mit der Erfindung unter Auftragschweißen sämtliche Schweißarten verstanden, die geeignet sind, mittels eines Metallpulverauftrags und dem Verschweißen des Metallpulvers Werkstücke zu verbinden, zu reparieren oder auch zu Beschichten, oder durch einen Metallpulverauftrag und dem sukzessiven Verschweißen des Metallpulvers einen dreidimensionalen Gegenstand herzustellen (3D-Druck). Je nach Art der Erwärmung des Metallpulvers und des gewünschten Ergebnisses kann das Metallpulver raupenförmig, punktuell oder flächig aufgebracht werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Auftragschweißen mit einem Metallpulver, insbesondere dann, wenn ein Metallschutzgasschweißen angewendet wird oder gezielt Schweißnahtreparaturen ausgeführt werden sollen, eine Möglichkeit vorzuschlagen, mit der ein Wegfliegen des Pulvers vor und während des Schweißvorgangs von der zu verschweißenden Stelle verhindert werden kann. Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, die dafür geeigneten Vorrichtungen bereit zu stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Auftragschweißverfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Auftragsmaterial gemäß Anspruch 5, ein Behältnis mit dem Auftragmaterial nach Anspruch 10 sowie eine Applikationsvorrichtung mit einem kartuschenförmigen Behältnis nach Anspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind dem jeweiligen rückbezogenen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird bei dem Auftragschweißverfahren mindestens ein Auftragmaterial auf ein Werkstück oder zwischen Werkstücken aufgebracht, wobei das Auftragmaterial aus einem mit einem flüssigen Bindemittel versehenen Metallpulver besteht. Es können je nach Anwendungsfall auch mehrere verschiedenartige Auftragmaterialien nebeneinander aufgebracht werden. Nach dem schnellen Austrocknen wird das Auftragmaterial erhitzt und aufgeschmolzen. Das Bindemittel hat zum einen die Funktion, das Metallpulver zu binden und die Fließfähigkeit zu erhöhen. Das Bindemittel lässt eine pastenartige Masse entstehen. Nach dem Auftragen sorgt das Bindemittel zum anderen für eine ausreichende Haftung auf dem zu schweißenden Medium. Damit ist es möglich, das Metallpulver aufzubringen ohne dass es bei dem nachfolgenden Erhitzungsvorgang, bei dem das Metallpulver je nach Anwendungsfall zu unterschiedlichen Zwecken verschweißt wird, weggeblasen oder auf jeden Fall von dem eigentlichen Ort, an dem eine Schweißung stattfinden soll, sich entfernt bzw. seine Lage ändert. Dadurch ist auch eine genaue Dosierung möglich, was insbesondere bei Reparaturen vorteilhaft ist. Das Bindemittel ist dabei so ausgestaltet, dass es zum einen das Anhaften des Pulvers an dem Medium und zum anderen einen schnellen Trocknungsvorgang begünstigt. Als Metallpulver können alle schweißbaren Metallpulver verwendet werden. Besonders gut eignet sich Edelstahlpulver, aber es sind auch andere Materialien wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Titan möglich.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Auftragmaterial mittels einer Dosiervorrichtung unter Druckanwendung aus einem Behältnis ausgebracht. Damit kann die Dosierung relativ genau erfolgen und beispielsweise eine oder mehrere Raupen nebeneinander angeordnet werden.
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Grundsätzlich gelingt die Ausbringung des Auftragsmaterials aus dem Behältnis unter Druckanwendung, wobei abhängig von dem Behältnis gemäß einer weiter bevorzugten Ausbildung des Verfahrens das Auftragmaterial mindestens vor der Druckanwendung und bei Bedarf auch während der Druckanwendung mit Vibrationen beaufschlagt wird. Dies dient dem Mischen des Metallpulvers mit dem Bindemittel und erleichtert dadurch das Ausbringen des Auftragmaterials aus einer Dosiervorrichtung. Als Dosiervorrichtung kann eine spezielle darauf abgestimmte Applikationsvorrichtung, die das Auftragmaterial aus einem speziellen kartuschenförmigen Behältnis (im Folgenden auch Kartusche genannt) presst oder auch einfach eine Tube sein, in der sich das Auftragmaterial befindet und die per Hand vor Gebrauch geschüttelt und gequetscht wird. Die Applikationsvorrichtung zum Pressen des Auftragmaterials aus einer Kartusche kann ebenfalls von Hand oder maschinell bedienbar sein. Beide Arten von Behältnissen (Tube oder Kartusche) können von Hand oder auch maschinengesteuert entleert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens wird das Auftragmaterial in einem pastösen Zustand aufgebracht. Dieser Zustand ermöglicht gegenüber einem auch noch leicht flüssigen Zustand die optimale dosierte Aufbringung und Fixierung für das Schweißen sowie das Eindringen in Spalten, Löcher und Poren.
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Das erfindungsgemäße Auftragschweißverfahren kann, wie bereits eingangs erwähnt, eingesetzt werden, um eine Verschweißung des Auftragmaterials auf einem Trägermaterial zu realisieren. Zum einen handelt es sich dabei um das Verbinden von Gegenständen, das Aufbringen und Verschweißen des pulverförmigen Materials auf einem Trägermaterial zum Ausbessern oder Erstellen von Gegenständen bei schichtweisem Auftrag als 3-D-Druck, großflächiges, dünnes Auftragen wie beim Siebdruck und Schweißen mit einem verbreitertem Laserstrahl auf das Grundmaterial, um einige beispielhafte Anwendungen zu erwähnen. Die Anzahl der Möglichkeiten der Materialveredelung durch diese Art der Aufbringung und dem Auftragmaterial ähnlich einer Legierung oder möglicherweise auch Verzinnung sind ebenfalls möglich.
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Das erfindungsgemäße Auftragmaterial zur Anwendung beim Auftragschweißen weist eine Mischung aus einem Metallpulver aus einem oder mehreren Metallen und einem Bindemittel auf. Es können alle schweißbaren Metallpulver verwendet werden, wobei auch Metallpulvermischungen eingesetzt werden können. Vorzugsweise sollte die Korngröße von 150 µm nicht überschritten werden, wobei besonders bevorzugt eine Korngröße von 15 bis 53 µm beim Edelstahlpulver ist. Bei steigender Korngröße sinkt die Schweißnahtstärke in sich zusammen, da die Dichte bei steigender Korngröße abnimmt und deshalb viele Luftlöcher vorhanden sind. Bei zu großen Korngrößen kann es daher passieren, dass nicht alle Lufteinschlüsse beim Schweißen entweichen. Dadurch wird die Qualität der Schweißnaht gemindert. Eine hohe Dichte begünstigt eine gute räumliche Verteilung der Körner des Metallpulvers und führt damit zu nur sehr kleinen Lufteinschlüssen, wodurch beim Schweißen das Material weniger in sich zusammensinkt.
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Das Bindemittel des Auftragmaterials weist einen flüchtigen Stoff, Wasser und einen Zucker auf. Das derart zusammengesetzte Bindemittel sorgt zum einen für kontrolliertes Aufbringen des Metallpulvers auf die Auftragsfläche, das es das Metallpulver bindet, die Fließfähigkeit erhöht und eine pastenartige Masse entstehen lässt. Nach dem Auftragen sorgt das Bindemittel für eine ausreichende Haftung auf dem zu schweißenden Medium. Dies wird dadurch erreicht, dass der flüchtige Stoff nach dem Auftragen rückstandslos verdunstet, so dass die Mischung nur noch aus geringem Anteil Wasser und Zucker und dem Metallpulver besteht. Wasser dient zur Lösung des Zuckers und die spezielle Zuckermischung für den Zusammenhalt der einzelnen Metallpulverkörner nach dem Auftragen. Die Zusammensetzung des Bindemittels hängt von dem verwendeten Pulver und der Korngröße ab. Der größte Anteil (in Massenprozent) am Bindemittel ist der flüchtige Stoff, der das 3 bis 4-fache des Wasseranteils (maximal 25 %) betragen kann. Der mit Abstand der geringste Anteil ist Zucker. Der Zucker löst sich vollständig im Wasser auf. Je größer der Korngröße, desto mehr Zucker ist für eine höhere Klebrigkeit notwendig, da gleichzeitig die Dichte durch größere Kornabstände abnimmt und größere Freiräume entstehen. Es ist erstrebenswert, die Konzentration die Zucker und Wasser so gering wie möglich zu halten, da durch die Verbrennung von Zucker überschüssiger Kohlenstoff entsteht, der zu Einlagerungen im Metallkörper und darüber hinaus das verdampfende Wasser zu Bläschen in der Schweißnaht führt.
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Um den vorstehenden Effekt der möglichst schnellen Verdunstung zu erreichen, weist der flüchtige Stoff eine Verdunstungszahl von < 20 auf. In Deutschland wird die Verdunstungszahl nach DIN 53170 bestimmt, wobei dabei die Zeit, in der ein Stoff komplett verdunstet mit der Zeit in Relation gesetzt wird, die Äthyläther zum Verdunsten benötigt. Besonders bevorzugt sind Aceton und Ethanol.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung des Auftragmaterials ist der Zucker Saccharose, Fructose, Glucose und/oder Glycerin. Diese Stoffe haben sich als besonders geeignet gezeigt. Grundsätzlich ist es möglich das Auftragmaterial in einem flexiblen Behältnis, wie beispielsweise einer Tube, zu applizieren. Wie bereits erwähnt, ist das Pulver durch das Bindemittel bevorzugt in pastöser Form und kann damit auf ein Trägermaterial stabil mit einer Tube aufgebracht werden. Um jedoch die Dosierung möglichst genau einstellen zu können und die Applizierung zu vereinfachen ist erfindungsgemäß eine Kartusche zum Aufbewahren und Ausbringen von Auftragmaterial vorgesehen, die einen Aufnahmeraum das Auftragmaterial enthält, der am einen Ende zu einer Austrittsöffnung sich verjüngend ausgebildet und am anderen Ende einen Druckkolben aufweist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung der Kartusche weist der Aufnahmeraum einen zylindrischen Abschnitt auf, der in einen konischen oder abschnittsweise konisch zulaufenden Abschnitt des Aufnahmeraums übergeht. An den Aufnahmeraum und die Austrittsöffnung schließt sich eine Austragspitze an. Es hat sich gezeigt, dass es zweckmäßig ist, den an den Aufnahmeraum anschließenden, in die Auslassöffnung mündenden Bereich der Kartusche klein zu halten. Hilfreich sind hier konisch zulaufende Querschnittsänderungen, um einen möglichst flachen Winkel zur Austrittsöffnung zu erreichen, damit der Gegendruck und das Risiko für eine Verstopfung der Auslassöffnung reduziert werden. Bei der Ausbildung mit abschnittsweise konischen laufendem Abschnitt zur Austrittsöffnung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwei Abschnitte vorzusehen, wobei vom größten Querschnitt ausgehend im ersten Abschnitt ein Winkel 45 Grad und für den zweiten Abschnitt ein Winkel zwischen 10 und 20 Grad zur Längsachse der Kartusche besonders günstig ist. Das Pulver verdichtet sich am Auslass durch den kleineren Querschnitt der Auslassöffnung. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Auslasses, der grundsätzlich in verschiedenen Varianten ausgeführt sein kann, einem kreisförmigen Auslass nicht kleiner als 1 mm. Abhängig von der zu verschweißenden Form können Querschnitte in V-Form sinnvoll sein. Eine Querschnittsfläche von mindestens 3,14 mm2 sollte dabei eingehalten werden, um Verstopfungen in der Auslassöffnung zu verhindern. Die Auslassöffnung kann auch rechteckig ausgeformt sein, um eine breite Raupe zu erzeugen.
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Der Druckkolben kann einfach formschlüssig durch einen entsprechenden Stößel in den Aufnahmeraum gepresst werden, um das Auftragmaterial aus dem Aufnahmeraum hinaus zu befördern. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung ist der Druckkolben der Kartusche mit einem Gewinde versehen. Beides ermöglicht, bei der Anwendung in einer Applikationseinrichtung den Kolben der Kartusche mit einem Antrieb zu verbinden, so dass Druckkolben gedrückt und auch gezogen werden kann. Dies erlaubt einen Nachlauf des pastösen Auftragmaterials durch Zurückziehen des Druckkolbens zu verhindern.
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Üblicherweise wird sich das Auftragmaterial mit dem Metallpulver und dem Bindemittel entmischen. Durch Verwendung einer Tube und Kneten der Tube kann eine Durchmischung des Pulvers mit dem Bindemittel bewerkstelligt werden. Im Falle einer Kartusche kann das durch Schütteln der Kartusche erreicht werden.
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Um eine dosierte Ausbringung des Auftragmaterials aus einem kartuschenförmigen Behältnis zu bewerkstelligen, wird erfindungsgemäß eine Applikationsvorrichtung zur Aufnahme eines vorstehend beschriebenen Behältnisses vorgeschlagen, die eine Aufnahme für das Behältnis mit dem Auftragmaterial, eine Vorschubeinrichtung zum Transport des am einen Ende des Behältnisses angeordneten Kolbens in den Aufnahmeraum des Behältnisses und Ausstoßen des Auftragmaterials aus dem Behältnis aufweist. Mittels einer derartigen in der Regel pistolenförmig ausgebildeten Applikationsvorrichtung kann ein dosiertes Ausbringen des Auftragmaterials aus dem kartuschenförmigen Behältnis optimal erreicht werden.
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Da es für den Austrag vorteilhaft ist, dass das in dem Behältnis befindliche Auftragmaterial pastös und damit Durchmischt ausgebracht wird, ist es erforderlich das Behältnis kurz vor dem Applizieren zu schütteln. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Applikationsvorrichtung weist diese eine Vibrationseinrichtung zum Rütteln des Behältnisses zumindest vor dem Ausbringen des Auftragmaterials auf. Die Vibrationseinrichtung dient dazu, das Bindemittel und das Metallpulver zu durchmischen bevor mittels der Vorschubeinrichtung das Auftragmaterial ausgebracht wird. Vorteilhafterweise kann die Vibration auch während des Ausbringens aufrecht erhalten werden, um die Durchmischung beizubehalten. Zusätzlich dient die Vibration auch dem Lösen des Metallpulvers von den Wänden des Behältnisses.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Applikationsvorrichtung weist diese eine Steuereinrichtung auf, die die Vorschubeinrichtung erst dann für einen Vorschub freigibt, wenn das Behältnis eine vorgegebene Zeit in Vibration versetzt wurde. Dies stellt sicher, dass eine ordnungsgemäße Durchmischung des Auftragmaterials vor dem Ausbringen gewährleistet wird.
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Um sicherzustellen, dass das Auftragmaterial nicht nachläuft, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gesteuert durch die Steuereinrichtung die Vorschubeinrichtung den Druckkolben eine vorgegebene Wegstrecke zurückziehen, wenn der Druckkolben über das in dem Druckkolben befindliche Gewinde mit der Vorschubeinrichtung verbunden ist.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Aufnahme zum Einlegen eines Behältnisses schalenförmig ausgebildet, da dies zum einen das Einlegen und zum anderen das mögliche Verbinden der Vorschubeinrichtung mit dem Druckkolben erleichtert.
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Mit einer derartigen Applikationsvorrichtung wird sichergestellt, dass mit der richtigen Vorschubgeschwindigkeit die gewünschte Materialmenge ausgebracht wird. Mit der Erfindung lassen sich somit Schweißverbindungen sowie Reparaturen an metallischen Bauteilen ausführen. Hierfür können herkömmliche Schweißgeräte, beispielsweise Laser oder WIG-Schweißgeräte verwendet werden, die das Auftragmaterial verschweißen. Beispielsweise beim Laser-Reparaturschweißen oder dem Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) kann das Auftragmaterial als Ersatz für den Zusatzdraht verwendet werden. Dadurch können Stellen geschweißt werden, die mit einem Schweißdraht nicht oder nur schwer erreicht werden können. Das Auftragmaterial, bestehend aus einer Kombination von metallischem Pulver und Bindemittel, wird aus einem Behältnis gedrückt und auf die zu verschweißende Verbindungsstelle oder Reparaturstelle, beispielsweise Loch oder Riss, aufgetragen. Das austretende pastenartige Auftragmaterial ist zunächst fließfähig und kann so besser in einen Spalt einer Verbindungs-/Reparaturstelle eindringen. In kurzer Zeit (wenige Bruchteile einer Sekunde) verfestigt sich das Auftragmaterial und härtet aus, so dass das metallische Pulver fest an der Verbindungs-/Reparaturstelle verbleibt und überschweißt werden kann. Durch das Erhitzen des Metallpulvers wird dieses Aufgeschmolzen und verbindet sich so mit den Bauteilen und die eigentliche Schweißverbindung entsteht. Es ist damit auch möglich, zwei Komponenten zu schweißen, beispielsweise Aluminium und Kupfer. Dabei kann das Pulver gemischt oder entmischt als zwei Pulverraupen nebeneinander aufgetragen werden. Mittels der Erfindung ist es möglich, an bestehende Lasermaschinen ein Modul zu befestigen, welches das Auftragmaterial aus einer Düse drückt. Diese Düse ist vor dem Laserstrahl zu positionieren, so dass nach dem Auftragen direkt das Auftragmaterial aufgeschmolzen wird. Dies kann ohne oder bevorzugt mit Vibration mindestens vor dem Beginn des Ausbringens durchgeführt werden. Auch ist es möglich, mit dem Auftragmaterial einen 3D-Druck durchzuführen. Hier werden Raupen des Auftragmaterials auf einen Träger aufgetragen und aufgeschmolzen. Im Anschluss kann auf das erstarrte Metall eine weitere Raupe aus Auftragmaterial aufgetragen und aufgeschmolzen werden. Im Endeffekt entsteht auf diese Art und Weise ein dreidimensionales Objekt.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Zur Ausführung der Erfindung müssen nicht alle Merkmale der unabhängigen Ansprüche verwirklicht sein. Auch können einzelne Merkmale der unabhängigen oder nebengeordneten Ansprüche durch andere offenbarten Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Sämtlich aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnung und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es stellen dar:
- 1: eine schematische perspektivische Darstellung der Verbindung zweier Bauteile;
- 2: eine Schnittdarstellung durch ein kartuschenförmiges Behältnis mit darin befindlichem Bindemittel und Metallpulver;
- 3: eine Schnittdarstellung durch eine Applikationsvorrichtung mit eingelegtem karutschenförmigem Behältnis;
- 4: die Draufsicht auf die Applikationsvorrichtung gemäß 4 ohne kartuschenförmigem Behältnis; und
- 5: die perspektivische Ansicht einer Applikationsvorrichtung mit eingelegtem kartuschenförmigem Behältnis.
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In der 1 wird die Verbindung zweier Bauteile beispielsweise durch Laser- oder WIG-Schweißen mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Auftragmaterials 1 dargestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht es aus 75 Ma.% Aceton, 24,5 Ma.% Wasser und 0,5 Ma.% Zucker, wobei der Zucker auch beispielsweise in einem klebrigen Saft enthalten sein kann. Es hat sich nämlich gezeigt, dass beispielsweise mit Orangensaft ebenfalls eine funktionsfähige Mischung für das Auftragmaterial realisiert werden konnte. 1 zeigt zwei zu verbindende Bauteile 2, 3, die entlang des Spaltes 4 miteinander verbunden werden sollen. Das raupenförmig aufgetragene Auftragmaterial 1 ist in dem Spalt 4 angeordnet und wird mittels eines Lasers oder anderem geeigneten Schweißgerät 5 verschweißt (WormWelding), so dass sich eine Schweißnaht 6 bildet. In der Figur ist außerdem beispielhaft ein Loch 7 und ein mit dem Auftragmaterial 1' nicht mehr erkennbares Loch in dem Bauteil 3 dargestellt.
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2 zeigt ein kartuschenförmiges Behältnis 8, nachfolgend als Kartusche 8 bezeichnet, mit einem Aufnahmeraum 9, der am einen Ende zu einer Austrittsöffnung 10 verjüngend ausgebildet ist und am anderen Ende einen Druckkolben mit einer Dichtung 12 aufweist. In dem Druckkolben 11 ist an seinem dem Aufnahmeraum 9 abgewandten Ende ein in Längsrichtung der Kartusche 8 verlaufendes Gewinde 13 angeordnet, welches es ermöglicht, den Druckkolben mit einer Vorschubeinrichtung (3) zu verbinden. An diesem Ende befinden sich auch, ähnlich wie bei einer Spritze, gegenüber angeordnete Haltelaschen 14 zur Fixierung bzw. bei manueller Betätigung für den Gegendruck.
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An dem der Austrittsöffnung 10 zugewandten Ende des Aufnahmeraumes 9 weist der Aufnahmeraum 9 einen ersten konischen Bereich 15 und einen zweiten konischen Bereich 16 auf, die einen unterschiedlichen Winkel zur Längsachse der Kartusche 8 aufweisen und derart ausgestaltet sind, um ein Verstopfen der Austrittsöffnung 10 zu vermeiden. In dem Aufnahmeraum 9 der Kartusche 8 befindet sich im oberen Bereich das Bindemittel 17, und im unteren Bereich das mit dem Bindemittel benetzte, sich von dem Bindemittel 17 abgesetzte Metallpulver 18.
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3 zeigt eine pistolenförmige Applikationsvorrichtung 19 mit einer in einem Aufnahmefach 20 angeordneten Kartusche 8'. Die Kartusche 8' weist gegenüber der in 2 gezeigten Kartusche 8 konische Bereiche 15', 16' auf, die ebenfalls unterschiedliche Winkel zur Längsachse der Kartusche 8' aufweisen, die jedoch gegenüber der in 2 dargestellten Ausführung geändert sind. Die Kartusche 8' mündet mit einer Spitze 21 in einer Öffnung 22 am Ende des Aufnahmefachs 20 der Applikationsvorrichtung 19 und weist einen Spitzenaufsatz 44 auf. Der Druckkolben 11' weist bei dieser Kartusche kein Gewinde auf, sondern wird über eine Spindel 29 als Vorschubvorrichtung über Formschluss in den Aufnahmeraum 9 der Kartusche 8' hin- und her bewegt. Im Übrigen weist die Applikationsvorrichtung im Handgriff 40 eine Ladeeinheit und einen Energiespeicher (Akku) 23 auf, der über einen Klickmechanismus austauschbar ist und extern aufgeladen werden kann. Der Akku 23 treibt einen Gleichstrommotor 24 an, der über Kegelräder 28 eine in einer Abstandshülse 30 gelagerte Spindel 29 in axialer Richtung bewegt. Am Ende der Spindel 29 befindet sich ein Aufnehmer 32 für den Druckkolben 11', mit dem dieser an der Spindel 29 befestigt ist, um auch den Druckkolben 11' in entgegengesetzter Richtung aus dem Aufnahmeraum 9 der Kartusche 8 zu bewegen. Die Spindel 29 ist in einem Axiallager 23 des Aufnehmers 32 für den Druckkolben 11' gelagert. Der maximale Weg, den der Druckkolben 11 in jede Richtung zurücklegen kann, wird elektromechanisch durch zwei Druckschalter 34 begrenzt. Über einen Abzug 25 und einen Drucktaster 26 erfolgt die Betätigung. Im oberen Bereich des Gehäuses 35 der Applikationsvorrichtung 19 befindet sich eine Platine 31 zur Aufnahme einer Steuerelektronik 43, einer Anzeige 36 und Drucktastern 41 zum Einstellen der Geschwindigkeitsstufen, die durch eine Öffnung 42 im Gehäuse 35 zugänglich sind. Die Laschen 14 der Kartusche 8' greifen in eine entsprechende Ausnehmung 37 im Gehäuse 35 ein bzw. liegen an einem entsprechenden Gegenflansch 38 an. In dem Aufnahmefach 20 befinden sich noch in der 4 gezeigte Vibrationsmotoren 39, die durch ihre Vibration für die Durchmischung des Metallpulvers 18 mit dem Bindemittel 17 bewirken. Erst durch die Vibration kann das Metallpulver 18 aus der Kartusche 8, 8' gedrückt werden, da das Bindemittel 17 unter anderem auch als Trägermittel gilt und deshalb mit dem Metallpulver 18 gemischt werden muss. Das Metallpulver 18 kann sich auch an der Wand der Kartusche 8, 8' festsetzen. Aus diesem Grund werden bei Betätigung des Abzugs 25 zuerst nur die Vibrationsmotoren 39 gestartet, um das Metallpulver 18 zu lösen und zu mischen. Erst nach einer gewissen Verzögerung, beispielsweise eine Sekunde, wird die Spindel 29 in Bewegung gesetzt und der Druckkolben 11, 11' bewegt.
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In dem Aufnahmeraum 9 befindet sich aufgrund der Dichteunterschiede eine Trennung, wie in der 2 gezeigt, von Bindemittel 17 und Metallpulver 18. In dem Aufnahmeraum 9 sollten keine Luftbläschen sein, weil diese sonst die Ausbringung erschweren, da die Luft sich komprimiert bevor das Auftragmaterial 1 ausgedrückt wird. Nach dem Ende der Betätigung wird der Druckkolben 11, 11' etwas zurückgefahren, um ein Nachlaufen des Austragmaterials 1 zu verhindern. Nach Beendigung des Arbeitsganges sollte die Kartusche 8, 8' verschlossen werden, da andernfalls flüchtige Teile des Bindemittels 17 entweichen und das Austragmittel unbrauchbar wird.
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5 schließlich zeigt noch die Applikationsvorrichtung 19 mit einer im Aufnahmefach 20 befindlichen Kartusche 8' mit dem Gehäuse 35, dem Abzug 25 sowie den mit dem Gehäuse 25 verbindbaren Akku 23. Auf der Oberseite des Gehäuses 35 ist die Anzeige 36 nicht ersichtlich, da sie durch die dünne Wand in diesem Bereich durchscheint.
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Bezugszeichenliste
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- 1,1'
- Auftragmaterial
- 2
- Bauteil
- 3
- Bauteil
- 4
- Spalt zwischen 2 + 3
- 5
- Schweißgerät
- 6
- Schweißnaht
- 23
- Akku
- 24
- Gleichstrommotor
- 25
- Abzug
- 26
- Drucktaste
- 27
- Einschalter
- 28
- Kegelrad
- 7
- Loch in 3
- 8, 8'
- Behältnis/Kartusche
- 9
- Aufnahmeraum
- 10
- Austrittsöffnung
- 11, 11'
- Druckkolben
- 12
- Dichtung
- 13
- Gewinde
- 14
- Lasche
- 15, 15'
- erster konischer Bereich
- 16. 16'
- zweiter konischer Bereich
- 17
- Bindemittel
- 18
- Metallpulver
- 19
- Applikationsvorrichtung
- 20
- Aufnahmefach
- 21
- Spitze
- 22
- Öffnung
- 29
- Spindel
- 30
- Abstandshülse
- 31
- Platine
- 32
- Aufnehmer für 11'
- 33
- Axiallager
- 34
- Drucktaster
- 35
- Gehäuse
- 36
- Anzeige
- 37
- Ausnehmung für 14
- 38
- Gegenflansch für 14
- 39
- Vibrationsmotor
- 40
- Handgriff
- 41
- Drucktaster
- 42
- Öffnung
- 43
- Steuereinrichtung
- 44
- Spitzenaufsatz
