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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Innenbrenner zum Lichtbogendrahtspritzen
von Hohlräumen, insbesondere von Zylinderlaufflächen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beim
sogenannten Lichtbogendrahtspritzen werden üblicherweise
zwei metallische Drähte mittels geregelter Drahtvorschubgeschwindigkeit über kupferne
Schleifkontakte, durch welche die Stromübertragung erfolgt,
in der Spritzpistole bewegt. Nach dem Einschalten des Drahtvorschubs
laufen die beiden Spritzdrähte durch die Drahtführung
aufeinander zu, bis es zur Berührung kommt. Im Berührungspunkt kommt
es aufgrund des hohen Kurzschlussstromes zur Erwärmung,
wodurch der Beschichtungswerkstoff aufschmilzt. Ein aus einer Düse
austretender Gasstrom, in der Regel Druckluft, zerstäubt
das entstandene Schmelzgut, beschleunigt die Partikel und schleudert
sie auf die zu beschichtende Oberfläche.
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Aus
der
DE 102 43 739
B3 ist ein gattungsgemäßer Innenbrenner
zum Lichtbogendrahtspritzen von Hohlräumen mit zumindest
zwei zur Aufschmelzung vorgesehenen Elektroden bekannt. Zur Übertragung
der elektrischen Energie auf die Elektroden sind zwei Schleifkontakte
vorgesehen, welche mittels einer Feder gegen die Oberfläche
der zugehörigen Elektrode gedrückt werden.
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Aus
der
DE 10 2005
012 360 A1 ist ein weiterer Lichtbogendrahtbrenner zum
Lichtbogendrahtspritzen bekannt, welcher zwei Brennrohre zur Zuführung
von als Draht ausgebildeten Elektroden aufweist. Die Elektroden
werden dabei in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche
durch die Brennrohre geführt, wobei der Draht über
eine drehbar gelagerte Führungs- und/oder Gleitelemente
aufweisende Umlenkeinrichtung geführt wird, mittels der der
Draht im elastischen Bereich verformt wird. Hierbei ist ebenfalls
ein Schleifkontakt zur Übertragung von elektrischer Energie
auf die Elektroden bekannt, welcher mittels einer Feder gegen die
Oberfläche der Elektrode vorgespannt wird.
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Insbesondere
die zuverlässige Kontaktierung zwischen Elektrode einerseits
und den Schleifkontakten andererseits wird im Stand der Technik
dadurch erreicht, dass spezielle Federeinrichtungen vorgesehen sind,
welche die Schleifkontakte gegen die Elektroden vorspannen. Derartige
Federeinrichtungen sind jedoch aufwendig und teuer und benötigen
einen nicht zu unterschätzenden Bauraumbedarf.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für einen gattungsgemäßen Innenbrenner
eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere
kompakter baut.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Schleifkontakte
zur Übertragung der elektrischen Energie auf die Elektroden
selbst als Feder auszubilden und dadurch den zuverlässigen
Kontakt zwischen Schleifkontakt einerseits und Elektrode andererseits
zu gewährleisten. Der erfindungsgemäße
Innenbrenner weist dabei in bekannter Weise zumindest zwei zur Aufschmelzung
vorgesehene Elektroden auf, welche als in einem Lichtbogen abbrennbare
Drähte ausgebildet sind. Jedem der Elektroden ist zumindest
ein Schleifkontakt zur Übertragung der elektrischen Energie
zugeordnet, wobei jeder Schleifkontakt zumindest bereichsweise aus
einem elastischen Material ausgebildet ist und ausschließlich
aufgrund seiner Materialelastizität gegen die zugehörige
Elektrode vorgespannt ist. Zusätzliche Federeinrichtungen,
wie sie im Stand der Technik erforderlich sind, können
daher entfallen, wodurch sich die Teilevielfalt und insbesondere
der Bauraumbedarf des erfindungsgemäßen Innenbrenners
reduziert. Der letzte Punkt ist von besonderer Bedeutung, da eine
kompakte Bauweise einen Einsatz des erfindungsgemäßen
Innenbrenners in im Vergleich zum Stand der Technik deutlich geringeren
Bohrungsdurchmessern erlaubt. Durch die Reduktion der Einzelkomponenten
des erfindungsgemäßen Innenbrenners kann dieser
zugleich kostengünstiger und konstruktiv einfacher hergestellt
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung sind zumindest zwei Zuführungskanäle
zur Zuführung der Elektroden zu einer Austrittsdüse
des Innenbrenners vorgesehen, wobei die Schleifkontakte so ausgebildet
und angeordnet sind, dass sie die Elektronen im Bereich der Austrittsdüse
gegen eine Zuführungskanalinnenwand vorspannen. Dies bietet
den großen Vorteil, dass die beiden Elektroden im Bereich
der Austrittsdüse von den Schleifkontakten einerseits und
den Zuführungskanälen andererseits geführt
sind und dadurch eine exakt vordefinierbare Position zueinander einnehmen,
welche insbesondere für die Qualität des Lichtbogendrahtspritzens
von großer Bedeutung ist.
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Zweckmäßig
sind die Schleifkontakte aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung
ausgebildet. Kupfer besitzt eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit,
wodurch es sich zur Übertragung von elektrischer Energie
besonders eignet.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung sind die Austrittsdüse, die Leitelemente,
die Zuführungskanäle und die Schleifkontakte Bestandteil
eines auswechselbaren Sprühkopfes des Innenbrenners. Die Zusammenfassung
obengenannter Komponenten in dem als auswechselbar ausgebildeten
Sprühkopf bietet den besonderen Vorteil, die Wartung des
Innenbrenners deutlich zu vereinfachen, da beispielsweise lediglich
der Sprühkopf routinemäßig oder bei Bedarf
ausgetauscht werden muss. Denkbar ist hierbei, dass der derart ausgestaltete
Sprühkopf über einfache Steck- beziehungsweise
Schraubverbindungen mit dem Innenbrenner verbindbar ist, so dass eine
Montage beziehungsweise Demontage des Sprühkopfes am beziehungsweise
vom Innenbrenner einfach und dadurch kostengünstig zu bewerkstelligen
ist.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Innenbrenner,
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2 eine
Detaildarstellung eines Sprühkopfes des Innenbrenners,
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3 eine
Darstellung wie in 2, jedoch bei geöffnetem
Sprühkopf.
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Entsprechend 1 weist
ein erfindungsgemäßer Innenbrenner 1 einen
Sprühkopf 2 auf, wobei der Innenbrenner 1 an
eine Lichtbogendrahtspritzanlage 3 angeschlossen ist. Der
Innenbrenner 1 wird dabei zum Lichtbogendrahtspritzen von
Hohlräumen, insbesondere von Zylinderlaufflächen 9,
eingesetzt. Eine derartige Zylinderlauffläche 9 ist
beispielsweise in 1 dargestellt, wobei zu deren
Beschichtung zumindest der Sprühkopf 2 des Innenbrenners 1 drehbar
gelagert und vorzugsweise der Innenbrenner 1 selbst vertikal
verstellbar ist, so dass eine gleichmäßige Beschichtung
der Zylinderlauffläche 9 möglich ist.
Ein Beschichten der Hohlräume erfolgt dabei durch Aufschmelzen
von in einem Lichtbogen abbrennbaren und als Drähten ausgebildeten
Elektroden, welche zur Übertragung von elektrischer Energie
mit zwei Schleifkontakten 4 (vgl. 3) in Kontakt stehen. Üblicherweise
wurden dabei die Schleifkontakte 4 bisher mittels Federeinrichtungen,
beispielsweise mittels Spiralfedern, gegen die Elektroden vorgespannt,
so dass ein zuverlässiger und stetiger Kontakt zwischen
Elektroden einerseits und Schleifkontakten 4 andererseits
gewährleistet werden konnte. Derartige Federeinrichtungen
benötigen jedoch einen nicht zu unterschätzenden
Bauraumbedarf, welcher die Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Innenbrenners,
insbesondere bei geringen Innendurchmessern, das heißt
kleinen Zylindern, stark einschränkt.
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Erfindungsgemäß sind
nun die Schleifkontakte 4 zumindest bereichsweise aus einem
elastischen Material ausgebildet und ausschließlich aufgrund
der Materialelastizität gegen die jeweils zugehörige
Elektrode vorgespannt. Dies bedeutet, dass die im Stand der Technik
erforderlichen Federeinrichtungen entfallen können, wodurch
der Sprühkopf 2 deutlich kompakter ausgebildet
werden kann. Dies ermöglicht einen Einsatz des erfindungsgemäßen
Innenbrenners 1 auch bei deutlich geringeren Innendurchmessern,
so dass auch kleinere Zylinder mit dem Lichtbogendrahtspritzverfahren
beschichtet werden können.
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Gemäß 2 ist
ein Sprühkopf 2 eines erfindungsgemäßen
Innenbrenners 1 dargestellt, wobei dessen schlanke Form
deutlich zu erkennen ist. Diese schlanke Form ermöglicht
es, den erfindungsgemäßen Innenbrenner 1 zum
Beschichten von Hohlräumen mit einem Durchmesser von > 60 mm einzusetzen.
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Des
weiteren weist der erfindungsgemäße Innenbrenner 1 zumindest
zwei Zuführungskanäle 5 zur Zuführung
der Elektroden zu einer Austrittsdüse 6 am Sprühkopf 2 auf.
Die Schleifkontakte 4 sind dabei so angeordnet beziehungsweise
ausgebildet, dass sie die Elektroden im Bereich der Austrittsdüse 5 gegen
eine Zuführungskanalinnenwand vorspannen. Dadurch sind
die Elektroden im Bereich der Austrittsdüse 6 einerseits
von einem Teil der Zuführungskanäle 5 und
andererseits von den zugehörigen Schleifkontakten 4 in
Lage gehalten, wodurch gewährleistet werden kann, dass
die beiden Elektroden in stets vordefinierter und dadurch exakt
ausgerichteter Position aufeinander zugeführt werden können. Die
Schleifkontakte 4 sind dabei im Bereich der Austrittsdüse 6 im
wesentlichen orthogonal gegen die Elektroden vorgespannt, wobei
die Zuführungskanäle 5 im Bereich der
Austrittsdüse 6 abgewinkelt ausgebildet sind.
In Zuführungsrichtung vor der Austrittsdüse 6 verlaufen
die Zuführungskanäle 5 im wesentlichen
parallel zu den Schleifkontakten 4 beziehungsweise zu stirnseitig
an den Schleifkontakten 4 angeordneten Leitelementen 7.
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Die
genaue Lagefixierung der beiden Elektroden im Bereich der Austrittsdüse 6 ist
insbesondere für die Qualität des Lichtbogendrahtspritzverfahrens
von besondere Bedeutung, da bereits geringe Abweichungen bezüglich
des Abstandes der beiden Elektroden zueinander zu Änderungen
des Lichtbogens und dadurch zu Qualitätsänderungen
führen können.
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Vorzugsweise
sind die Schleifkontakte 4 aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung
ausgebildet. Kupfer weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit
auf, wodurch der elektrische Widerstand gering gehalten werden kann.
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Gemäß 3 ist
erkennbar, dass die beiden Schleifkontakte 4 als streifenartige
Metallplättchen ausgebildet sind, welche über
entsprechende Verbindungsmittel 8, beispielsweise Nieten,
mit den Leitelementen 7 verbunden sind.
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Zweckmäßig
sind die Austrittsdüse 6, die Leitelemente 7,
die Zuführungskanäle 5 sowie die Schleifkontakte 4 Bestandteil
eines insgesamt auswechselbaren Sprühkopfes 2,
wodurch eine besonders einfache und dadurch kostengünstige
Wartung des Innenbrenners 1 gewährleistet werden
kann.
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Generell
lassen sich durch den erfindungsgemäßen Innenbrenner 1 folgende
Vorteile realisieren: Eine Kosteneinsparung durch eine Reduktion der
Innenbrenner-Einzelkomponenten, da die bisher erforderlichen Federeinrichtungen
wegfallen, geringere Betriebskosten, geringere Instandhaltungskosten,
reduzierte Nebenzeiten durch geringeren Montageaufwand sowie ein
verbreitertes Einsatzspektrum aufgrund der kompakten Bauweise.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10243739
B3 [0003]
- - DE 102005012360 A1 [0004]