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Vorrichtung zum Auftragen oberflächenhärtender Schichten
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auf die Wendeln von Förderschnecken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur kontinuierlichen Behandlung von kreisring-, wendelartigen oder ähnlichen Werkstücken,
insbesondere zum Auftragen oberflächenhärtender Schichten auf die Wendeln von Förderschnecken,
bestehend aus einem an das Werkstück heranbringbaren Werkzeug sowie einer Hilfsvorrichtung
zur Aufnahme des Werkstückes, die mit einem Drehantrieb verbunden ist und das Werkstück
um seine Rotationsachse dreht.
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Die Zerlegung von Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen in einer Schneckenzentrifuge
in die festen und flüssigen Anteile ist mit einem mehr oder minder starken Verschleiß
der Wendeln der Förderschnecke durch chemisch aggressiv oder abrasiv wirkende Komponenten
des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches verbunden.
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Die Oberflächen der Wendeln müssen daher mit einer verschleißmindernden,
härtenden Schicht überzogen werden, die beispielsweise aus Wolframkarbid oder anderen
Karbiden bestehen kann. Das aufzutragende Hartmetall, dessen Schmelzpunkt durch
Legierungszusätze herabgesetzt wird, liegt dabei in der Form von Pulver vor, das
bis in die Nähe des Schmelzpunktes erhitzt und auf den zu behandelnden Bereich der
Wendel aufgetragen wird, wobei eine Bindung durch atomare Kohäsionskräfte zwischen
Hart- und Grundmetall entsteht.
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Das bekannte manuelle Auftragen des Hartmetallpulvers, bei dem ein
sowohl das Verteilen und Erwärmen des Pulvers als auch das Erwärmen der Wendel bewirkendes
Werkzeug von Hand geführt wird, bringt eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich.
eben dem gleichmäßigen Verteilen des nach dem Erwärmen auf eine Temperatur in der
Nähe des Schmelzpunktes als teigige Masse vorliegenden Pulvers auf der Wendeloberfläche
kommt es auch auf ein gleichmäßiges Einbringen von Wärme im die Wendel zur Erzielung
einer bestimmten Temperaturverteilung an, damit für den Aufbau der Bindung zwischen
Hart- und Grundmetall optimale, das heißt im Hinblick auf eine gleichbleibende Qualität
der aufgetragenen Schicht geeignete Bedingungen
herrschen. Ein manuelles
Führen des Werkzeuges bringt Unregelmäßigkeiten sowohl in der Dicke der aufgetragenen
Schicht als auch in der Erwärmung der Wendel, die im folgenden allgemein als Werkstück
bezeichnet wird, mit sich und ist außerdem mit einem verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand
verbunden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Auftragen von oberflächenhärtenden Schichten zu schaffen, die die Nachteile des
manuellen Verfahrens, auch in wirtschaftlicher Hinsicht vermeidet und sich durch
eine gleichbleibende Qualität der aufgetragenen Schichten auszeichnet.
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Dies wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht,
daß das Werkzeug mit einem, eine in Bezug auf das Werkstück hin- und hergehende
Bewegung erzeugenden, an sich bekannten Antrieb in Verbindung steht, daß das Werkzeug
und/oder die Hilfsvorrichtung gemäß der Orientierung der zu behandelnden Oberfläche
beweglich gelagert sind/ist und daß zur Koordinierung der Bewegungen des Werkzeuges
und/oder des Werkstückes Meß- und Regeleinrichtungen vorgesehen sind.
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Sowohl das Werkzeug als auch das Werkstück sind beweglich gelagert,
so daß die zu behandelnde Oberfläche des Werkstückes immer in eine geeignete Position
zum Werkzeug gebracht werden kann. Diese beweglichen Lagerungen des Werkzeuges und
des Werkstückes können konstruktiv beispielsweise derart gestaltet sein, daß ihre
Jeweiligen Bewegungsbereiche einander ergänzen, so daß sich insgesamt ein großer
Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt. Die Position des Werkzeuges
bzw. dessen Bewegung relativ zum Werkstück wird durch Meßeinrichtungen zuverlässig
erfaßt, deren Ausgangssignale über Regeleinrichtungen zur Regelung der Bewegungen
des Werkzeuges und/oder des Werkstückes benutzt werden. Aus der Anordnung von Meß-
und Regeleinrichtungen folgt in Verbindung mit den konstruktiv gegebenen vielfältigen
Bewegungsmöglichkeiten des Werkzeuges und/oder des Werkstückes ein hoher Automatisierungsgrad
und ein breiter Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht das Werkzeug
aus einem ersten, mit Abstand oberhalb der zu behandelnden Oberfläche angeordneten
Brenner und vorzugsweise einem zweiten Brenner, der mit Abstand oberhalb oder unterhalb
der zu
behandelnden Oberfläche angeordnet ist, der in Bewegungsrichtung
des Werkstückes gesehen dem ersten Brenner vorgeschaltet ist. Hierbei kann der erste
Brenner in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, daß er gleichzeitig die Zuführung
des Pulvers bewirkt. Der zweite Brenner dient dem beschleunigten Erwärmen des Werkstückes,
insbesondere bei zum Beispiel dicken, einen raschen WärmeabfluB begünstigenden Wendeln,
wodurch auch in diesen schwierigen Fällen eine gleichmäßige Verteilung der Oberflächentemperatur
sichergestellt ist. In der Anordnung eines zweiten Brenners unterhalb der zu behandelnden
Oberfläche liegt somit eine konstruktive, prozeßverbessernde Maßnahme, die eine
Leistungserhöhung der Vorrichtung durch schnelleres Auftragen des Hartmetallpulvers
ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der
eine hin und hergehende Bewegung des Werkzeuges erzeugende Antrieb durch eine, in
einer ungefähr vertikalen Führung beweglich angeordnete Hebebühne gehalten, die
mit einem Translationsantrieb versehen ist. In Verbindung mit einer Meß- und Regeleinrichtung
wird auf diese Weise erreicht, daß das Werkzeug über eine verhältnismäßig große
Strecke automatisch geführt werden kann.
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In einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die vertikale Führung auf einem in Richtung auf das Werkstück hin, vorzugsweise
mittels eines Motors verschiebbaren Schlitten angeordnet ist. Durch diese Maßnahme
werden Reparatur- und Wartungsarbeiten, insbesondere am Werkzeug erleichtert. Gleichzeitig
wird hierdurch die Vorrichtung anpassungsfähiger an besondere Konturen des Werkstückes.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
die das Werkzeug tragende Hebebühne um wenigstens eine in der Horizontalebene liegende
Achse, vorzugsweise in Richtung auf das Werkstück hin schwenkbar gelagert und mit
einem Schwenkantrieb versehen. Die schwenkbare Lagerung der das Werkzeug tragenden
Hebebühne ist eine weitere, die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung an das Werkstück
erhöhende konstruktive Maßnahme.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besteht die
Hilfsvorrichtung aus einem Tisch, der um die Rotationsachse des Werkstückes drehbar,
um wenigstens eine Horizontalachse schwenkbar gelagert und mit einem Schwenkantrieb
ausgerüstet ist und mit einem Antrieb zur Höhenverstellung versehen ist. Diese Gestaltung
der das Werkstück tragenden Hilfsvorrichtung gestattet vielfältige Zustellbewegungen
relativ zum Werkzeug, so daß ein breiter Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gegeben ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einer berührungslosen Meßeinrichtung zum Messen des Abstandes zwischen dem ersten
Brenner und der zu behandelnden Oberfläche versehen. Es ist für ein einwandfreies
Arbeiten der Vorrichtung wesentlich, daß der Abstand
zwischen dem
Werkzeug und der Oberfläche des Werkstückes an der Stelle gemessen wird, an der
sich das Werkzeug befindet oder zumindest in unmittelbarer Nähe. Im Hinblick auf
die stark erwärmte Oberfläche des Werkstückes an der jeweils behandelten Stelle
kommt eine berührungslose Meßeinrichtung dieser Anforderung am besten entgegen.
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In einer anderen Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einer berührungslosen Meßeinrichtung zur überwiegend horizontalen Positionierung
des Werkzeuges relativ zum Werkstück versehen. Auf diese Weise wird in Verbindung
mit der ersten Meßeinrichtung, die den Abstand der hin- und hergehenden, im wesentlichen
parallel zu der zu behandelnden Oberfläche orientierten Bewegung des Werkzeuges
erfaßt, diesem auch eine zuverlässige Einstellbarkeit in einem sehr genau definierten,
radialen Bereich der zu behandelnden Wendel verliehen.Auch diese zweite Meßeinrichtung
ist zweckmäßigerweise als berührungsloser Meßfühler ausgebildet..
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In einer anderen Ausgestatlung der Erfindung stehen die, der horizontalen
Positionierung des Werkzeuges relativ zum Werkstück dienende Meßeinrichtung, der
Schwenkantrieb der Hilfsvorrichtung und/oder der Motor zum Antrieb des das
Werkzeug
tragenden Schlittens mit einer Regeleinrichtung in Wirkverbindung. Auf diese Weise
besteht sehr vorteilhaft die Möglichkeit einer weitgehend automatischen Behandlung
der Oberflächen solcher Förderschnecken, die sowohl einen zylindrischen als auch
einen konischen Teil aufweisen. Mit Erreichen des konischen Teiles werden selbsttätig
durch die, die horizontale Positionierung bewirkende Meßeinrichtung der Schwenkantrieb
der das Werkstück tragenden Hilfseinrichtung und der Antrieb des Schlittens aktiviert.
Das heißt, die Position und die Bewegung des Werkzeuges und des Werkstückes zueinander
werden der jeweiligen Gestalt der Förderschnecke entsprechend ausgesteuert. Es besteht
jedoch auch die Möglichkeit, insbesondere bei ausschließlich radial zur Achsrichtung
der Förderschnecke sich erstreckenden Wendeln, lediglich den Antrieb des Schlittens
zu betätigen. Diese Regelungsvorgänge können nahezu ohne Unterbrechung der Oberflächenbehandlung
erfolgen, da sich aus dem Zusammenwirken beider Meßeinrichtungen stets eine exakte
und zuverlässige Führung des Werkzeuges in einem genau definierten Bereich parallel
zu der zu behandelnden Oberfläche ergibt.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung stehen die,
der
Erfassung des Abstandes zwischen dem ersten Brenner und der zu behandelnden Oberfläche
dienende Meßeinrichtung, der Trans lations antrieb und/oder der Antrieb zur Höhenverstellung
der Hilfsvorrichtung mit einer Regeleinrichtung in Wirkverbindung.
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Dadurch, daß sowohl Werkzeug als auch Werkstück motorisch in der Höhe
verfahrbar gehalten sind, vergrößert sich der Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ganz beträchtlich. (axiale Länge der Förderschnecke). Dabei kann die
zeitliche und räumliche Zuordnung beider, Höhenverstellungen bewirkender Bewegungen
jeweils speziellen Gegebenheiten angepaßt werden.
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Schließlich kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der
Schwenkantrieb der Hebebühne mit einer Regeleinrichtung in Wirkverbindung stehen.
Auf diese Weise besteht in Verbindung mit den Merkmalen des vorangegangenen Anspruches
die Möglichkeit, die Neigung der Ebene, in der die hin- und hergehende Bewegung
des Werkzeuges abläuft, der Neigung der Wendeln einer Förderschnecke anzupassen.
Dies geschieht dadurch, daß gleichzeitig der Antrieb des das Werkzeug tragenden
Schlittens und der Schwenkantrieb der Hebebühne derart betätigt werden, daß die
hin- und hergehende Bewegung des Werkzeuges in radialer Richtung parallel zur Dberfläche
der
Wendel der Förderschnecke erfolgt. Diese Maßnahme ermöglicht somit eine sehr schnelle
und exakte Einstellung bzw. Umstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf unterschiedliche
Förderschnecken.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden,
zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
in vergrößerter Darstellung gemäß Pfeil II Fig. 3 einen Ausschnitt III der Seitenansicht
der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vergrößerter Darstellung., Fig. 4 eine Seitenansicht
einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Meßeinrichtungen,
Fig.
5 den Ausschnitt V der Fig. 4 in vergrößerter, vereinfachter Darstellung Fig. 6
eine Seitenansicht einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Meßeinrichtungen
Fig. 7 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Meßeinrichtungen
Fig. 8 eine Ausschnitt VIII der Fig. 7 Fig. 9 eine Draufsicht IX der Fig. 8 Im einzelnen
zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung, bestehend aus einer Hilfsvorrichtung
1 und einem das Werkzeug 2 tragenden Teil 3. Der Teil 3 besteht aus einem Schlitten
4, der auf einer horizontalen Führung 5 gelagert ist und eine vertikale Führung
6 trägt. Der Schlitten 4 kann mittels eines Motors 7, dessen Antrieb über geeignete,
in der Zeichnung nicht dargestellte Zwischenglieder mit der horizontalen Führung
5 in Verbindung steht, längs der horizontalen Führung 5 bewegt werden. Auf der vertikalen
Führung 6 sitzt eine, um eine in der Horizontalebene liegende Achse 8 schwenkbare
Hebebühne 9, die mittels eines Translationsantriebes 10
mit der
vertikalen Führung 6 in Verbindung steht und auf diese Weise längs der vertikalen
Führung 6 bewegt werden kann. Im unteren Bereich der Hebebühne 9 befindet sich auf
der, der Hilfsvorrichtung 1 zugekehrten Seite eine berührungslose, zum Beispiel
eine kapazitive Meßeinrichtung ll, bestehend aus einem Meßfühler 12 und einem Meßumformer
13.
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Die Hebebühne 9 trägt ferner einen Antrieb 14, der aus einer Motor-Getriebe-Einheit
besteht, auf deren einem, der Hilfsvorrichtung 1 zugekehrten Ende ein Arm 15 vorspringt,
der durch den Antrieb 14 in eine hin- und her gehende Bewegung versetzt wird. Der
Arm 15 trägt auf seiner oberen Seite einen ersten Brenner 16, der gleichzeitig dem
Zuführen und Verteilen des Metallpulvers dient und auf seiner unteren Seite einen
zweiten Brenner 17, der gegenüber dem Brenner 16 in seiner Horizontalebene versetzt
ist, wie insbesondere Fig. 2 zeigt.
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Dabei deutet der Pfeil 18 die zum Brenner 16 gehörenden Leitungen
für das Metallpulver, den Brennstoff, die Verbrennungelutt oder Sauerstoff sowie
gegebenenfalls ein Schutzgas an, wohingegen der Pfeil 19 die zum Brenner 17 PUhrenden
Leitungen für den Brennstoff und die Verbrennungsluft oder Sauer tot symbolisiert.
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Die Hilfsvorrichtung 1 besteht aus einer Spindel 20, einer motorisch
längs der Spindel bewegbaren Trageinrichtung 21 sowie aus einem, das Werkstück 22,
hier die gestrichelt gezeichnete Förderschnecke 22 tragenden Tisch 23, auf dem das
Werkstück mit geeigneten Mitteln gehalten ist, der mit einem Drehantrieb 24 versehen
ist, der den Tisch 23 in Drehungen um die gestrichelt gezeichnete Achse 25 versetzt.
Gleichzeitig kann der Tisch 23 um die Achse 26 in Richtung auf das Werkzeug hin
geschwenkt werden.
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Der Meßumformer 13 erzeugt ein, dem Abstand A (Fig. 3) zwischen dem
ersten, das Metallpulver auftragenden Brenner 16 und der Wendel 27 der Förderschnecke
22 proportionales Meßsignal, das als Istwert mit dem in einer Regeleinrichtung 28
vorgebbaren Sollwert für den Abstand A verglichen wird. Ein der Differenz zwischen
Soll- und Istwert proportionales Signal steuert den Translationsantrieb 10 und hält
auf diese Weise den Abstand A auf dem vorgebbaren Sollwert. Die Zeichnung zeigt
schematisch durch Pfeil 29 den Informationsfluß des gestrichelt dargestellten Regelkreises.
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Zum Auftragen des Metallpulvers wird der das Werkzeug 2 tragende Schlitten
4 an das Werkstück 22 herangerahren,und zwar so weit, bis der mit Hartmetallpulver
zu behandelnde Bereich 30 (in Fig. 3 stark ausgezogen gezeichnet) der
Wendel
27 durch das hin- undhergehende Werkzeug erfaßt werden kann. Anschließend wird das
Werkstück 22 in Drehungen um die Achse 25 versetzt, wobei sich das Werkzeug 2 längs
der Wendeln 27 mit konstantem Abstand zur Wendeloberfläche und im Bereich 30 hin-
und hergehend bewegt.
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Das auf die erwärmte Wendel aufgetragene, durch den ersten Brenner
16 in einen teigigen Zustand versetzte Hartmetallpulver verbindet sich dabei mit
dem Grundmetall der Wendel auf der Grundlage atomarer Kohäsionskräfte und bildet
so eine zusammenhängende Schicht.
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Die radiale Erstreckung des oberflächengehärteten Bereiches 30 der
Wendeln 27 von Förderschnecken, die in Zentrifugen zur Trennung von Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen
eingesetzt werden, hängt von dem zu erwartenden maximalen Feststoffgehalt ab und
muß in dem sich konisch verjüngenden Teil der Förderschnecke erhöht werden. Es ist
in diesem Zusammenhang von besonderem Vorteil, wenn der Antrieb 14 so ausgebildet
ist, daß die Amplitude der hin- und hergehenden Bewegung während des Betriebes der
Vorrichtung von Hand aus oder automatisch verstellt werden kann. Dem gleichen Ziel,
nämlich der Erhöhung der Anpassungsfähigkeit an das Werkstück dient auch die um
die Achse 26 schwenkbare Lagerung des Tisches 23
der Hilfsvorrichtung
1, wodurch besonders die Behandlung des konischen Teils der Förderschnecke vereinfacht
wird.
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Fig. 1 zeigt zusätzlich die Schnecke 22 strichpunktiert in einer um
die Achse 26 um den Winkel ot geschwenkten Position.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils eine Draufsicht und einen Ausschnitt
der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich des Werkzeugen. Bei der Ausbildung
des Meßfühlers 12 muß durch geeignete Maßnahmen dafür Sorge getragen werden, daß
der kapazitiv wirkende Teil weder durch die hin- und hergehenden Massen der beiden
Brenner noch durch das Metallpulver beeinflußt wird, da sein Meßgenauigkeit sonst
beeinträchtigt würde. Ferner ist es ftir die Stabilität den Regelkreisen von Vorteil,
daß die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung 11 so gewählt wird, daß geringfügige
Xnderungen den Abstandes A, zum Beispiel in der Größenordnung der Oberflächenrauhigkeit,
nicht angezeigt v.rden können. BeidenAnforderungen kann zum Beispiel Ii einracher
Weise dadurchbegegnet werden, daß der Meßfühler 12 unterhalb der zu behandelnden
Oberfläche an seinem,dem M@ßumformer 13 (in Pis. 2 und 3 nicht dargestellt) abgekehrten
lade ringförmig ausgebildet und im übrigen Teil in einem Bogen @@@ dem Bereich des
Werkzeuges 4 ist.
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Von Vorteil ist es auch, den Abstand B (Fig. 2) zwischen den beiden
Brennern sowie in Verbindung mit der Regeleinrichtung 28 den Abstand A des Brenners
16 und den Abstand C des Brenners 17 von der Wendel 27 durch geeignete Befestigung
der Brenner 16 und 17 auf dem Arm 15 verstellbar vorzusehen, wodurch die Möglichkeiten
zur Steuerung der Temperatur der Wendeloberfläche weiter verfeinert werden.
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Im Zusammenwirken mit variierbaren Umdrehungsgeschwindigkeiten der
Hilfsvorrichtung 1 um die Achse 25 erweitert der sich der Einsatzbereich der Vorrichtung
im Hinblick auf unterschiedliche Dicken der Wendeln.
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Gemäß Fig. 4, die weitestgehend Fig. 1 entspricht, ist die Trageeinrichtung
21 mit einem Antrieb 31 zur Höhenverstellung versehen, der über eine Getriebeeinheit
32 eine translatorische Bewegung der Trageeinrichtung 21 längs der Spindel 20 ermöglicht.
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Ein Schwenkantrieb 33, der mit einem vereinfacht gestrichelt dargestellten
Zahnkranz 34 im Eingriff steht, ermöglicht ine motorische Schwenkbewegung des Tisches
23 um die Horizontalachse 26.
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Die Hebebühne 9 ist mit einem Schwenkantrieb 35 versehen, so daß eine
motorische Schwenkmöglichkeit um die Horizontalachse 8 gegeben ist.
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Eine weitere Regeleinrichtung 36 steht über eine Leitung 37 mit dem
Schwenkantrieb 33 und über eine Leitung 38 mit dem Motor 7 des Schlittens 4 in Verbindung.
Eine Leitung 39 verbindet die Regeleinrichtung 28 mit dem Schwenkantrieb 35, während
über die Leitung 40 eine Verbindung zum Antrieb 31 hergestellt ist.
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An der Hebebühne 9 befindet sich ein weiterer Meßumformer 41 einer
Meßeinrichtung 42, deren Meßfühler 43 der Einfachheit halber nur gestrichelt angedeutet
ist. Der Meßumformer 41 steht über einer Leitung 44 mit der Regeleinrichtung 36
in Verbindung.
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Die Pfeile auf den Leitungen 37, 39, 40 und 44 deuten schematisch
den Informationsfluß der Regelkreise an.
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Fig. 5 zeigt vereinfacht ohne Darstellung des Werkzeuges einen Ausschnitt
V der Fig. 4 in vergrößerter Darstellung. Man erkennt eine Wendel 27 im Schnitt,
auf der stark ausgezogen der Bereich 30 gezeigt ist, der der Oberflächenbehandlung
unterzogen wird. Unterhalb und seitlich der Wendel befinden sich in einem bestimmten
Abstand jeweils Meßfühler 12 und 43 zweier berühungsloser
Meßeinrichtungen
11 und 42. Die Meßfühler 12 und 43 erfassen jeweils die Abstände D und E und leiten
die so gewonnenen Signale Meßumformern 13 und 41 zu.
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Von den Meßumformern 13 bzw. 41 führen Leitungen 29 bzw.
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44 zu den Regeleinrichtungen 28 bzw. 36. (Fig. 4) Ziffer 9 deutet
die Hebebühne an.
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Gemäß Fig. 6, die im wesentlichen Fig. 4 entspricht, ist die Hebebühne
9 mit einem Meßumformer 45 einer Meßeinrichtung zum Messen der Temperatur der zu
beschichtenden Oberfläche versehen. Diese Meßeinrichtung ist jedoch der Einfachheit
halber zeichnerisch nicht dargestellt.
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In einer zum Brenner 17 führenden ZufUhrungsleitun 19'für Brennstoff
ist ein fernbetätigbares Steuerorgan 46 angeordnet, das über eine Leitung 47 mit
einer Regeleinrichtung 48 in Wirkverbindung steht. Eine weitere Leitung 49 verbindet
diese Regeleinrichtung 48 mit dem Meßumformer 45.
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Die Pfeile auf allen gestrichelt dargestellten Leitungen deuten wiederum
die Richtung des Informationsflusses der Regelkreise an.
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Mittels der Temperaturmesseinrichtung wird ein der Temperatur der
zu beschichtenden Oberfläche entsprechendes Meßsignal gewonnen, wobei in Abhängigkeit
von der Differenz zwischen diesem Meßsignal und einem in der RegeLeinrichtung 48
vorgebbaren Sollwert für diese Temperatur die Brennstoffzufuhr zum Brenner 17 geregelt
wird. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige, genau einstellbare Wärmemenge auf
das Werkstück übertragen, so daß in der zu beschichtenden Oberfläche optimale Bedingungen
für den Aufbau einer stabilen Bindung zwischen dem aufgetragenen Hartmetall und
dem Grundmetall gegeben sind.
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Es ist zweckmäßig, in der Position des Brenners 17 fläche haft wirkende
Brenner einzusetzen, insbesondere um lokale Überhitzungen zu vermeiden.
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Gemäß Fig. 7, die im wesentllchen Fig. 6 entspricht, jedoch eine Weiterentwicklung
derselben mit Hinblick auf einen hoherenAutomatisierungsgrad darstellt, ist der
Brenner 16 mit zuführungsleitungen 18' für Brennstoff und 18'' für das aufzutragende
Material ausgerüstet. Im Verlauf der Zuführungsleitung 18" ist ein fernbetätigbares
SteuerorSan 50 angeordnet, weiches tiber ein Leitung 51 mit der Regeleinrichtung
48 in Wirkverbindung steht.
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Auf der Hebebühne 9 befinden sich zwei, in der Zeichnung vereinfacht
durch Position 45' angedeutete Meßumformer von zwei zeichnerisch nicht dargestellten
Meßeinrichtungen zum Messen der Dicke der aufgetragenen Schicht und der Temperatur
der zu beschichtenden Oberfläche. Eine Leitung 49 zur Übertragung des Temperaturmeßsignals
und eine Leitung 49' zur Übertragung des Schichtdickenmeßsignals verbinden die Meßumformer
45' mit der Regeleinrichtung 48, in welcher nunmehr auch ein Sollwert für die Dicke
der aufzutragenden Schicht vorgebbar ist. Bei einer Regelabweichung zwischen der
gewünschten Schichtdicke und der gemessenen Schichtdicke kann über eine Leitung
52 die Drehzahl des DrehanundSoder triebes 24 erhöht bzw. erniedrigt werden die
Zufuhr an aufzutragendem Material mittels des Steuerorganes 50 entsprechend ausgeregelt
werden.
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Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt VIII der Fig. 7 in vergrößerter detaillierter
Darstellung. Man erkennt neben den bereits in Fig. 5 dargestellten und beschriebenen
Meßeinrichtungen 11 und 42 eine weitere Meßeinrichtung 53 mit einem Meßfühler 54.
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Der Meßfühler 54 ist mit einem bestimmten Abstand zur unbeschichteten
Oberfläche der Wendel 27 justiert und erfaßt kapazitiv den Abstand F, so daß aus
dem, auf diese Weise gebildeten Meßsignal die Schichtdicke G im Bereich 30 ermittelt
werden
kann. Mit 45 sind zwei - in Blickrichtung senkrecht zur
Zeichenebene - hintereinander angeordnete Meßumformer bezeichnet, von denen Leitungen
49 und 49' zur Regeleinrichtung 48 (Fig. 7) führen. Einer der beiden Meßumformer
45' steht mit einem Temperaturfühler 55, beispielsweise einem Infrarot fühler in
Verbindung, welcher die Temperatur der zu beschichtenden Oberfläche mißt.
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Fig. 9, die im wesentlichen von Fig. 2 ausgeht, wobei jedoch er Einfachheit
halber auf eine Darstellung der Brenner verzichetet ist, zeigt eine Draufsicht gemäß
Pfeil IX in Fig. 8. Man erkennt die horizontale Zuordnung der Meßfühler 12, 42,
54 und 55 relativ zur Drehrichtung der Wendel. Dabei erfaßt der Temperaturfühler
55 die Temperatur der Oberfläche der Wendel 27 in einem ungefähr mittigen Bereich
zwischen den beiden Brennern 16 und 17.
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Durch diese zusätzlichen erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine weitestgehend
selbständige Steuerung der Führung des Werkzeuges auch bei wechselnder Form der
zu behandelnden Förderschnecke ermöglicht und der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung erheblich erweitert. Es sind mehrdimensionale, motorisch durchführbare,
exakt regelbare Bewegungen von Werkstück
und Werkzeug relativ
zueinander möglich, welche gleichzeitig oder nacheinander in beliebiger räumlicher
oder zeitlicher Reihenfolge ablaufen können. Insgesamt wird ein hoher Automatisierungsgrad
erreicht, der den Betrieb und die Handhabung derartiger Vorrichtungen wesentlich
vereinfacht.
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