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Sogar bei der Anwesenheit des Pulvers in den Detonationsprodukten
bietet die beschriebene Anlage keine Möglichkeit, die Beschichtung einer vorgegebenen
Dicke zu erzeugen. Der Grund dafür besteht darin, daß der erwähnte Geber während
des einfachen Aufbringens der Beschichtung (im Laufe eines »Schusses« der Anlage)
im wesentlichen nur die Abweichung der Pulverdosis in den Detonationsprodukten von
dem Sollwert registriert. Dementsprechend wird die Beschichtung gewöhnlich in einer
Dicke aufgetragen, die die erforderliche überschreitet, was zur anschließenden mechanischen
Behandlung des Werkstückes führt. Eine andere Ausführungsvariante des Verfahrens
zum Aufbringen der Beschichtung einer vorgegebenen Dicke stellt'. ein Spritzverfahren
mittels kurzer Folge von Schusen dar, wobei nach jeder Folgte die
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Beschichtungsdicke gemessen wird. In beiden Fällen nimmt der Arbeitsaufwand
zu und die Leistungsfähigkeit des Spritzverfahrens ab.
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Zweck der Erfindung ist es, den erwähnten Nachteil zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Explosionsplattieranlage
zu schaffen, welche eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Spritzvorganges unter
Anwendung einer neuen Einheit des Rückkoppelkreises des Steuersystems der Anlage
gewährleistet. Die neue Einheit ermöglicht es, eine vorgegebene Dicke der aufzubringenden
Beschichtung exakt konstantzuhalten.
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Diese Aufgabe wird durch die Entwicklung einer Explosionsplattieranlage
gelöst, welche eine Explosionskammer und, mit dieser verbunden, ein System zum Zuführen
des Pulvers, ein System zum Zuführen des Gasgemisches sowie eine Vorrichtung zur
Erzeugung der Detonation aufweist. Das System zum Zuführen des Pulvers ist mit einer
Dosiereinrichtung für portionsweise Zugabe des Pulvers in die Explosionskammer und
das System zum Zuführen des Gasgemisches mit einer über Ventile mit Gasquellen verbundene
Mischeinrichtung versehen. Die Anlage enthält ferner eine Steuereinheit zur Steuerung
der Ventile der Dosier-, Mischeinrichtung sowie der Vorrichtung zur Erzeugung der
Detonation, welche über einen Verstärkerteil an einen Geber zur Meldung der Anwesenheit
des Pulvers in den Detonationsprodukten elektrisch angeschlossen ist. Diese elektrische
Verbindung gewährleistet gemäß der Erfindung eine Beschichtungsdicke-Meßeinheit,
bestehend aus einem Beschichtungsdicke#Sollwertgeber und aus einem Reihenkreis aus
einem Analog-Digital-Wandler, einem Addierglied und einer Vergleichseinheit. Der
Analog-Digital-Wandler ist eingangsseitig an den Ausgang des Verstärkerteiles angeschlossen.
Einer der Eingänge der Vergleichseinheit ist an den Ausgang des Beschichtungsdicke-Sollwertgebers
und der Ausgang der Vergleicheinheit über einen Schalter an die Steuereinheit angeschlossen.
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Die Erfindung bezweckt, eine Explosionsplattieranlage zu schaffen,
welche eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Beschichtungsspritzverfahrens sichert
Gemäß dem angeführten Ziel und gemäß den anderen Zielen ist eine Explosionsplattieranlage
vorgeschlagen, welche eine Explosionskammer, eine mit dieser verbundene Vorrichtung
zur Erzeugung der Detonation, ein System zum Zuführen des Pulvers mit einer Dosiereinrichtung,
die mit der Explosionskammer verbunden ist, ein System zum Zuführen des Gasgemisches
mit einer Mischeinrichtung, die eingangsseitig über Ventile an Gasquellen und ausgangsseitig
an die Explosionskammer angeschlossen ist, eine Steuereinheit, welche mit Ventilen
der Dosiereinrichtung und der Mischeinrichtung sowie mit der Vorrichtung zur Erzeugung
der Detonation elektrisch verbunden ist, sowie einen Geber zur Meldung der Anwesenheit
des Pulvers in den Detonationsprodukten, der über einen Verstärkerteil und die Beschichtungsdicke-Meßeinheit
mit der Steuereinheit elektrisch verbunden ist, aufweist, wobei die Beschichtungs-Meßeinheit
einen Beschichtungsdicke-Sollwertgeber und einen Reihenkreis aus einem Analog-Digital-Wandler,
einem Addierglied und einer Vergleicheinheit enthält. Der Eingang des Analog-Digital-Wandlers
ist dabei an den Ausgang des Verstärkerteils geschaltet. Einer der Eingänge der
Vergleicheinheit ist an den Ausgang des Beschichtungsdicke-Sollwertgebers und der
Ausgang der Vergleicheinheit über einen Schalter an die Steuereinheit angeschlossen.
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Durch die Beschichtungsdicke-Meßeinheit des Rückkoppelkreises, welcher
den Geber zur Meldung der Anwesenheit des Pulvers in den Detonationsprodukten mit
der Steuereinheit des Steuersystems der Anlage verbindet, wird die Dicke der Beschichtung
während deren Erzeugung überwacht und der Vorgang nach dem Erreichen der vorgegebenen
Beschichtungsdicke abgestellt.
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Die anschließende mechanische Behandlung zum Entfernen der überschüssigen
Menge an Beschichtungsgut und zum Erreichen somit einer vorgegebenen Beschichtungsdicke
sowie die Abschaltung der Anlage zur Messung der Beschichtungsdicke vor der Beendigung
des Aufbringens der Beschichtung sind nicht mehr erforderlich. Dadurch nimmt der
Arbeitsaufwand des erwähnten Vorganges ab und dessen Leistungsfähigkeit zu.
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Im weiteren wird die Erfindung an Hand eines konkreten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung, welche schematisch den Aufbau der Explosionsplattieranlage
zeigt, näher erläutert.
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Die Explosionsbeschichtungsanlage enthält eine Explosionskammer 1,
welche die Form eines zylinderförmigen, an einem Ende angeflanschten Rohres hat,
eine Vorrichtung 2 zur Erzeugung der Detonation, welche als eine Zündkerze ausgeführt
und innerhalb des Rohres angeordnet ist. Die Explosionsplattieranlage enthält ferner
ein System 3 zum Zuführen des Gasgemisches und ein System 4 zum Zuführen des Pulvers,
welche mit der Explosionskammer 1 verbunden sind.
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Das System 3 zum Zuführen des Gasgemisches enthält eine Mischeinrichtung
5, welche zur Bildung eines Explosionsgasgemisches aus einem Brennstoff, beispielsweise
Azetylen, einem Oxydierungsmittel, beispielsweise Sauerstoff, und einem Inertgas,
beispielsweise Stickstoff, dient. Quellen 6, 7 und 8 der erwähnten Komponenten des
Gasgemisches sind über Rohrleitungen 9, 10 bzw. 11, die mit Ventilen 12, 13 bzw.
14 versehen sind, mit der Mischvorrichtung 5 verbunden.
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Die Mischvorrichtung5 ist über eine zur Unterdrückung des Rückschlages
dienende Rohrschlange 15 mit der Explosionskammer 1 verbunden.
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Das System 4 zum Zuführen des Pulvers enthält eine Dosiereinrichtung
16, welche von oben mit dem pulverförmigen Beschichtungsgut beschickt wird. Der
Eingang 17 der Dosiereinrichtung 16 dient zur Beförderung des Trägergases, und der
Ausgang 18 ist über ein Einlaßrohr 19 mit der Explosionskammer 1 verbunden. Über
eine mit dem Eingang 17 verbundene Rohrleitung 20 ist die Dosiereinrichtung 16 an
eine Quelle von Trägergas, in diesem Falle die Inertgasquelle 8, angeschlossen.
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Als Dosiereinrichtung 16 können erfindungsgemäß ein impulsartiger
Zuteiler (s. z. B. SU-Urheberschein 523 846, Int Cl. B 65 C 53/40 von 1976) sowie
beliebige bekannte und dazu geeignete Zuteiler verwendet werden.
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Am Eingang 17 der Rohrleitung 20 ist ein Ventil 21 angeordnet. Das
Ventil 21 sichert die Beförderung des Trägergases in die Dosiereinrichtung 16.
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Die Anlage enthält ferner ein Steuersystem mit einer Steuereinheit
22, welche ausgangsseitig über Steuerkreise 24 und 25 mit den Ventilen 12, 13 bzw.
14 der Mischeinrichtung, über einen Steuerkreis 25 mit dem Ventil 21 der Dosiervorrichtung
16 und über den Steuerkreis 26 mit der Vorrichtung 2 zur Erzeugung der Detonation
elektrisch verbunden ist. Die Steuereinheit
22 enthält einen Reihenkreis
aus einem Impulsgenerator 27, einem Dezimal-Binär-Zähler 28, einer Dekodiervorrichtung
29, einem Sollwertgeberblock 30 für Programmeinstellung und einem Verstärkerteil
31.
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Das Steuersystem enthält einen Geber 32 zur.
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Meldung der Menge von Pulver in den Detonationsprodukten, welcher
über einen Rückkoppelkreis 33 mit der Steuereinheit 22 elektrisch verbunden ist.
Der Geber 32 ist in Form einer Fotodiode ausgeführt, die auf die von den Detonationsprodukten
ausgehende Strahlung reagiert. Anstelle einer Fotodiode kann auch eine andere Einrichtung,
beispielsweise eine Fotowiderstandszelle, verwendet werdeni Der Rückkoppelkreis
33 ist mit einem Verstärkerteil 34, welcher ausgangsseitig an den Geber 32 elektrisch
angeschlossen ist, und einer Beschichtungsdicke-Meßeinheit 35, welcher eingangsseitig
mit dem Ausgang des Verstärkerteiles 34 und ausgangsseitig mit der Steuereinheit
22 verbunden ist, ausgestattet.
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Der Verstärkerteil 34 enthält einen Reihenkreis aus einem Spannungsverstärker,
dem ersten Leistungsverstärker, einer integrierenden RC-Schaltung und dem zweiten
Leistungsverstärker (in den Zeichnungen nicht gezeigt).
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Die Beschichtungsdicke-Meßeinheit 35 enthält einen Beschichtungsdicke-Sollwertgeber
36 und einen Reihenkreis aus einem Analog-Digital-Wandler 37, einem Addierglied
38 und einer Vergleicheinheit 39.
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Der Beschichtungsdicke-Sollwertgeber 36 stellt einen Dezimalflachschalterblock
dar, mit dessen Hilfe ein die erforderliche Beschichtungsdicke bestimmender Zahlenkode
eingestellt wird.
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Der Digital-Analog-Wandler 37 ist an dem Eingang der Beschichtungsdicke-Meßeinheit
35 angeordnet und dient zur Umsetzung des Analogsignals des Gebers 32 (dieses Signal
wird von dem Ausgang des Verstärkerteils 34 dem Eingang des Wandlers 37 in Form
einer Wechselspannung geliefert) in den Zahlenkode innerhalb der Zeitspanne, wann
die Helligkeit des Pulvers in dem Strom der Detonationsprodukte im Laufe eines Schusses
maximale Größe erreicht.
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Das Addierglied 38 dient zum Durchführen von Summationsoperationen
von Zahlen, welche die Dicke der während eines Schusses aufzutragenden Beschichtung
bestimmen und von dem Analog-Digital-Wandler 37 in Form eines Zahlenkodes dem Addierglied
38 geliefert werden. Ein Eingang der Vergleicheinheit 39 ist an den Sollwertgeber
36 und der andere an den Ausgang des Addiergliedes 38 angeschlossen. Beim Erreichen
der vorgegebenen Beschichtungsdicke liefert die Vergleicheinheit 39 ein Auslösekommando,
wodurch die Anlage abgeschaltet wird.
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Der Ausgang der Vergleicheinheit 39 ist über den Schalter 40 an die
Steuereinheit 22 angeschlossen, wobei der Schalter 40 in Form eines Relais mit Ruhekontakten
in der Leitung 41 ausgeführt ist, durch die die Speisespannung zur Steuereinheit
gelangt.
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Die beschriebene Explosionsplattieranlage arbeitet wie folgt Nach
dem Drücken des Knopfes »Ein« des Steuerpultes (nicht gezeigt) fließt der elektrische
Strom über den Schalter 40 der Beschichtungsdicke-Meßeinheit 35 in die Steuereinheit
22. Der Generator 27 liefert dem Eingang des Dual-Dezimal-Zählers 28 Rechteckimpulse.
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Mittels des Dual-Dezimal-Zählers 28 wird die Impulsnummer im Laufe
des Arbeitszyklus der Anlage in den Dual-Dezimal-Kode umgesetzt. In der Dekodieranlage
29 verteilen sich die genannten Impulse auf die bekannte
Weise derart, daß die Potentiale
auf demjenigen Paar der Aüßenanschlüsse der Dekodiervorrichtung eintreten, welches
dem Kode jedes eintreffenden Impulses entspricht. Der Sollwertgeberblock für Programmeinstellung
stellt einen Dezimalschalterblock dar und dient damit zur'Auswahl der nach dem Programm
erforderlichen Impulse, welche über den Verstärkerteil 31 zu den Steuerkreisen 23-26
gelangen, welche die Tätigkeit der mit den Steuerkreisen 23-26 verbundenen Ventile
12-14 der Mischeinrichtung 5, des Ventils 21 der Dosiereinrichtung 16 und der Vorrichtung
2 zur Erzeugung der Detonation in vorgegebener Reihenfolge steuern.
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Dabei erzeugt die Steuereinheit 22 zuerst ein Kommando, das die Ventile
12 und 13 öffnet und der Brennstoff und das Oxydierungsmittel über Rohrleitungen
9 und 10 von den Quellen 6 und 7 in die Mischeinrichtung 5 eingeführt wird. Danach
gibt die Einheit 22 über den Steuerkreis 24 ein Kommando zum Öffnen des Ventils
14. Das Inertgas strömt von der Quelle 8 über die Rohrleitung 11 in die Mischeinrichtung
5, wo die Mischung der sämtlichen Komponenten des Gasgemisches erfolgt. Das Gasgemisch
gelangt über die Rohrschlange 15 in die Explosionskammer 1. Während des Füllens
der Explosionskammer 1 mit dem Gasgemisch gelangt von dem Ausgang der Steuereinheit
22 über den Steuerkreis 25 ein Kommando zum Öffnen des Ventils 21, welches eine
bestimmte, durch die Dauer des Impulses des Generators 27 definierte Zeit geöffnet
wird, und welches die Beförderung des Trägergases in die Dosiereinrichtung 16 von
der Quelle 8 sowie das Einblasen des pulverförmigen Beschichtungsgutes über das
Einlaufrohr 19 in die Explosionskammer 1 gewährleistet. Nach dem Füllen der Explosionskammer
1 mit dem Gasgemisch und dem pulverförmigen Beschichtungsgut liefert die Steuereinheit
22 über den Steuerkreis 23 ein Kommando zum Absperren der Ventile 12 bzw. 13 der
Rohrleitungen 9 bzw. 10 für Brennstoff bzw. Oxydierungsmittel. Da das Ventil 14
in dieser Zeit noch geöffnet ist, strömt das Inertgas weiter in die Mischeinrichtung
5, wodurch das Gasgemisch aus den Räumen der Mischeinrichtung und der Rohrschlange
15 ausgeblasen wird. Gleichzeitig mit dem Kommando zum Absperren des Ventils 14
entsteht in der Zündkerze infolge des Ankommens des Steuersignals ein Funken. Das
Steuersignal gelangt von dem Ausgang der Steuereinheit 22 über den Steuerkreis 26
in die Einrichtung 2, wonach in der Explosionskammer 1 eine Explosion entsteht.
Das pulverförmige Beschichtungsgut wird von den Detonationsprodukten mitgenommen
und aus der Explosionskammer 1 herausgeschleudert, was zur Bildung auf der Oberfläche
des Werkstückes 42, welches im Weg der Detonationsprodukte angeordnet ist, einer
Beschichtung führt, die die Form eines Fleckes hat. Da unter unveränderlichen Bedingungen
(die Bedingungen werden während einer Beschichtung nach dem Spritzverfahren konstant
gehalten) die Helligkeit des Stromes der Detonationsprodukte von der Menge an pulverförmigem
Beschichtungsgut in den Detonationsprodukten abhängt, ist das Signal des Gebers
32, der auf die maximale Helligkeit der Strahlung des Stromes im Laufe eines Schusses
reagiert, proportional der erwähnten Menge an Pulver, während sich die letztere
infolge ungenauer Zuteilung der Dosiereinrichtung 16 von einem anderen Schuß ändert
Das Signal vom Geber 32 gelangt zum Verstärkerteil 34, wo es zuerst nach der Spannung
und danach nach der Leistung verstärkt wird. Mit Hilfe des
Analog-Digital-Wandlers
37 der Beschichtungsdicke-Meßeinheit 35 wird das an dessen Eingang ankommende Ausgangssignal
des Verstärkers 34 in den Zahlenkode umgesetzt, wonach es an den Eingang des zur
Bestimmung der Beschichtungsdicke durch die Summierung der aufeinanderfolgend laufenden
Ausgangssignale des Wandlers 37 dienenden Addiergliedes 38 gelangt In der Vergleicheinheit
39 wird das Ausgangssignal des Addiergliedes 38 mit dem Sollwert der Beschichtungsdicke,
welcher in dem Speicherwerk des Sollwertgebers 36 gespeichert ist, verglichen. Wenn
die verglichenen Größen gleich sind oder wenn das Ausgangssignal des Addiergliedes
38 die vorgegebene Größe überschreitet
(innerhalb des zulässigen Bereiches), liefert
die Einheit 39 nach dem nachfolgenden Schuß ein Signal, wodurch die Ruhekontakte
des Relais 40 getrennt werden und die Steuereinheit 22 stromlos wird. Dementsprechend
wird die Anlage abgestellt.
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Nach dem Löschen der Zahl im Speicherwerk des Addiergliedes 38 funktioniert
die Anlage weiter.
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Das Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung durch Spritzen sowie
unter Anwendung der beschriebenen Anlage läßt sich damit vollkommen automatisieren,
was hohe Genauigkeit, Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit zur Folge hat.
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- L e e r s e i t e -