-
-
Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche
-
von rotationssymmetrischen Hohlkörpern mit einer verschleißfesten
Beschichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten der Innenfläche
von rotationssymmetrischen Hohlkörpern, insbesondere Rohren, aus einem metallischen
Grundwerkstoff, mit einem verschleißfesten Werkstoff, insbesondere aus einem Metall,
einer Metall-Legierung oder einer Mischung von Metallen und/oder Metall-Legierungen,
bei dem der Hohlkörper mit horizontal ausgerichteter Achse gedreht wird, dabei der
Beschichtungs-Werkstoff in Granulat- oder Pulverform auf die Innenfläche des Hohlkörpers
aufgeschleudert oder als Blechmantel anliegend eingebracht wird und
danach
der Beschichtungs-Werkstoff durch Erhitzung auf den Grundwerkstoff des Hohlkörpers
aufgeschmolzen wird.
-
Sie bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines
derartigen Beschichtungsverfahrens.
-
Ein bekanntes Verfahren zum Innenbeschichten bzw. Innenplattieren
von rotationssymmetrischen Hohlkörpern besteht darin, daß man den Beschichtungs-Werkstoff
in Pulver- bzw. Granulatform in das Innere des in Rotation befindlichen Hohlkörpers
einbringt. Dabei wird der Beschichtungs-Werkstoff unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte
auf der Innenfläche des Hohlkörpers niedergeschlagen, und zwar mit einer Schichtdicke,
die je nach Einsatz und Bedarf gewählt werden kann. Nach dem Niederschlagen des
Beschichtungswerkstoffs auf der Innenfläche des Hohlkörpers wird dieser von außen
her auf eine derartige Temperatur erhitzt, daß der Beschichtungs-Werkstoff in schmelzflüssigem
Zustand gebracht wird, so daß sich dieser auf diese Weise mit dem Grundwerkstoff
des Hohlkörpers metallurgisch verbindet (vgl. z.B. US-PS 2 880 109).
-
Eine zweite bekannte Arbeitsweise besteht darin, daß man in das Innere
des zunächst vertikal angeordneten Hohlkörpers den schmelzflüssigen Beschichtungs-Werkstoff
eingießt, danach den Hohlkörper horizontal ausrichtet und in dieser Stellung dreht,
so daß sich der schmelzflüssige Beschichtungs-Werkstoff auf der Innenfläche des
Hohlkörpers möglichst gleidhmäßig verteilt und mit dem Grundwerkstoff legiert.
-
Ein wesentlicher Nachteil dieser beiden bekannten Beschichtungsverfahren
besteht darin, daß der Grundwerkstoff des Hohlkörpers einer erheblichen und
länger
andauernden Erhitzung unterliegt. Bei dem ersten bekannten Verfahren ist dies durch
die Erhitzung von außen bedingt. Bei der zweiten Arbeitsweise erfolgt dies durch
Einwirkung des hocherhitzten, schmelzflüssigen Beschichtungs-Werkstoffs. Diese Temperaturbeanspruchung
des Hohlkörpers führt zu einer unerwünschten Gefüge-Änderung des Grundwerkstoffs,
der insbesondere grobkörniger wird. Ferner ist es mit den herkömmlichen Verfahren
nicht möglich, den auf die Innenfläche des zu bearbeitenden Hohlkörpers aufgebrachten
Beschichtungs-Werkstoff gesteuert abzukühlen bzw. die Beschichtung gezielt abzuschrecken
oder in der Vorrichtung, in der die Beschichtung erfolgt, zugleich nachträglich
eine Wärmebehandlung der Beschichtung durchzuführen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Beschichtungsverfahren
dahingehend weiterzubilden, daß eine ungünstige Beeinflussung oder Veränderung des
Grundwerkstoffs des bearbeiteten Hohlkörpers vermieden wird, sich aber dennoch aber
eine am Grundwerkstoff festhaftende Innenbeschichtung bei beliebigen Abmessungen
der zu plattierenden Hohlkörper ergibt.
-
Diese Aufgabe wird bei dem vorausgesetzten Verfahren dadurch gelöst,
daß die Erhitzung des Beschichtungs-Werkstoffs mit einem in das Innere des Hohlkörpers
eingebrachten Heizmedium und einer zeitlichen Temperaturerhöhung im Bereich von
ca. 200C/s bis ca. 10000C/s, vorzugsweise ca. 500C/s, erfolgt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich danach durch zwei Maßnahmen
aus, nämlich durch eine Erhitzung des
Beschichtungs-Werkstoffs des
zu beschichtenden Hohlkörpers, die einerseits von innen und andererseits stoß- bzw.
schlagartig erfolgt.
-
Wie praktische Durchführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt
haben, wird bei Anwendung dieses Verfahrens eine nennenswerte Temperaturbelastung
des Grundwerkstoffs des zu plattierenden Hohlkörpers vermieden, so daß ungünstige
Beeinflussungen oder Gefügeveränderungen im Grundwerkstoff dieses Hohlkörpers nicht
eintreten. Das erfindungsgemäße Verfahren führt ferner zu einer innigen und hochbelastbaren
Verbindung des Beschichtungs-Werkstoffs mit dem Grundwerkstoff des Hohlkörpers,
so daß sich insgesamt eine hochverschleißfähige Plattierung des entsprechend bearbeiteten
Hohlkörpers ergibt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich deshalb mit
Vorzug hochverschleißfeste Rohre für Extruder von Kunststoffverarbeitungsmaschinen
herstellen. Die Beanspruchung dieser Extruder steigt bekanntlich im Zusammenhang
mit der Fortentwicklung gefüllter Kunststoffe erheblich.
-
Die erfindungsgemäß angewandte Stoßerhitzung von innen her führt neben
der Vermeidung ungünstiger metallurgischer Veränderungen des Grundwerkstoffs ferner
zu einer erhöhten Gleichmäßigkeit der Schmelzung und Legierung des Beschichtungs-Werkstoffs
sowie zu einer gleichmäßigen und glatten Ausbildung der Oberfläche der Beschichtung.
-
Die erfindungsgemäße Stoßerhitzung von innen her kann sowohl durch
eine elektrisch arbeitende Heizvorrichtung als auch durch ein hocherhitztes Gas
bewirkt oder durch die Anwendung eines Laserstrahls erreicht werden.
-
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren eignet sich auch mit Vorteil
zum Regenerieren von z.B. Zylinderrohren, deren Beschichtung verschlissen ist.
-
Zweckmäßige Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
-
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der
Beschichtungs-Werkstoff mittels einer in das Innere des Hohlkörpers eingeführten
Pulverspritzvorrichtung, gegebenenfalls unter entsprechender Axialverschiebung und
Rotation dieser Vorrichtung, auf die Innenfläche des Hohlkörpers aufgetragen werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann danach gegebenenfalls eine
herkömmliche Pulverspritzvorrichtung eingesetzt werden.
-
Auch kann der Beschichtungs-Werkstoff als an der Innenfläche des Hohlkörpers
anliegender Blechmantel eingebracht werden.
-
Eine andere Verfahrensvariante besteht darin, daß der Hohlkörper nach
dem Beschichtungsvorgang einer regelbaren Abkühlung mittels einer entsprechend steuerbaren
Heizvorrichtung oder eines Kühlgases unterworfen wird. Damit kann also noch eine
Temperaturbehandlung der Plattierungsschicht vorgenommen werden, um diese entsprechend
den Anforderungen, z.B. in bezug auf Härte bzw. Oberflächengüte, einzustellen.
-
Um eine besonders innige Verbindung des Beschichtungs-Werkstoffes
mit dem Grundwerkstoff einerseits und eine sehr gleichmäßige und glatte
Beschichtung
andererseits zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß während des Beschichtungsvorgangs
im Inneren des Hohlkörpers ein inertes oder neutrales Gas oder ein Gemisch aus derartigen
Gasen unter einem regelbaren Druck von ca. 0,5 bar bis ca. 50 bar eingebracht ist.
Insbesondere hohe Drücke, die zu diesem Zweck dienen, sind nur aufgrund der erfindungsgemäß
eingesetzten Stoßerhitzung von innen her möglich, weil bei einer Erhitzung von außen
die Festigkeit des Hohlkörpers temperaturbedingt soweit abnimmt, daß ein Aufblähen
bzw. Verformen des Hohlkörpers nicht auszuschließen ist.
-
Als Gase kommen infrage Argon, Helium, Stickstoff oder Wasserstoff
oder Gemische hiervon. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, die Gase im hochvorgewärmten
Zustand in das Innere des zu bearbeitenden Hohlkörpers einzubringen. Dabei kann
die Gasmenge stationär in das Innere des Hohlkörpers eingebracht werden oder die
Gase können den Hohlkörper während des Bearbeitungsvorganges durchströmen.
-
Zweckmäßigerweise wird eine inerte oder neutrale Gasatmosphäre im
Innern des Hohlkörpers schon vor dem Beginn des Schmelzens ds Beschichtungs-Werkstoffes
erzeugt, so daß die Bildung einer Oxidationsschicht auf dem Beschichtungswerkstoff
verhindert wird.
-
Alle diese Maßnahmen führen dazu, daß Nachbearbeitungen des nach dem
erfindunysgemäßen Verfahren hergestellten Hohlkörpers weitgehend nicht erforderlich
sind.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des
erfindungsgemäßen
Verfahrens-besteht darin, daß zur nachträglichen Aufhärtung der Beschichtung stickstoff-
oder kohlenstoffhaltige Gase eingeführt oder pulverförmige Komponenten von Hartstoffpartikeln
mit dem Beschichtungs-Werkstoff verbunden werden.
-
Sämtliche dieser Verfahrensvorgänge können zweckmäßigerweise auf einer
einzigen Vorrichtung durchgeführt werden, so daß es im Gegensatz zu den bekannten
Arbeitsweisen nur einmal erforderlich-ist, die zu bearbeitenden Hohlkörper in der
Vorrichtung einzuspannen und dort zu zentrieren.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren verringert also auch den apparativen
Aufwand und führt zu verkürzten Bearbeitszeiten.
-
Wird für die stoßartige Erhitzung ein Laserstrahl verwendet, so ist
die Strahlenquelle außerhalb des Zylinders positioniert und der Strahl wird mittels
eines entsprechend bewegten Spiegels auf die Werkstückoberfläche gelenkt.
-
Es kann aber auch zweckmäßig sein, den Laserstrahl selbst nicht zu
bewegen und dafür vielmehr das Werkstück entsprechendzu bewegen, d.h. axial zu verschieben
und zu drehen.
-
Falls die erfindungsgemäß angewendete Stoß erhitzung von innen mittels
einer elektrischen Heizvorrichtung bewirkt werden soll, ist eine entsprechende Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizvorrichtung als elektrische Widerstands-Heizanordnung ausgebildet ist, deren
Heizleiter durch elektrisch leitendes Draht- oder Bandmaterial aus Grafit gebildet
sind, das auf einem Stab oder Rohr in ein- oder mehrlagiger oder partieller Anordnung
aufgebracht ist.
-
Um mit ein- und derselben Anordnung sowohl die Erhitzung des Beschichtungs-Werkstoffes
zu erreichen und zugleich das gewünschte Gas in den Bearbeitungsraum einzuführen,
ist es zweckmäßig, daß die Heizvorrichtung mit einem mit Durchtrittsöffnungen versehenen
Rohr kombiniert ist, das in das Innere des zu bearbeitenden Hohlkörpers abdichtend
einführbar ist und an einem Ende geschlossen und am anderen Ende als Zuleitung für
ein Gas ausgebildet ist.
-
Eine weitere vorrichtungsmäßige Maßnahme, die dem Zweck dient, eine
gleichmäßige Verteilung der Wärme während des Plattierungsprozesses zu erreichen
und damit unerwünschte partielle Gefügeänderungen zu vermeiden, besteht darin, daß
die Vorrichtung ein abgeschlossenes Gehäuse umfaßt, in das der Hohlkörper zur Bearbeitung
einbringbar ist, das an der Rotation des Hohlkörpers teilnimmt und gegebenenfalls
mit einem Isoliermantel, z.B. aus Glaswolle, versehen ist.
-
Zweckmäßige Ausgestaltungen der relevanten Vorrichtungsteile zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der
beigefügten Figuren.
-
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Axialschnitt, Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht einer möglichen Ausbildung einer Heizvorrichtung für die erfindungsgemäß
angestrebte Stoß erhitzung eines Hohlkörpers von innen her,
Fig.
3 einen Querschnitt durch die Heizvorrichtung gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine schematische
Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
mit der die Innenfläche eines Hohlkörpers abschnittsweise beschichtet werden kann,
und Fig. 5 eine schematische Darstellung der Durchführung der erfindungsgemäßen
Stoßerhitzung von innen her mittels einer Laserstrahl-Quelle.
-
Gemäß Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung zur Durchführung des erläuterten
Verfahrens ein Gehäuse 1, in das der zu bearbeitende Hohlkörper 4 in noch näher
zu beschreibender Weise für den Bearbeitungsvorgang eingebracht wird.
-
Dieses Gehäuse 1 besteht entweder aus einem selbst gutisolierenden
Werkstoff, z.B. Keramik, oder weist einen besonderen Isoliermantel 2, z.B. aus Glaswolle,
auf. Das Gehäuse 1 dient dazu, eine regelbare Steuerung des Abkühlvorgangs des schon
mit der Innenbeschichtung versehenen Hohlkörpers 4 zu erreichen.
-
An den beiden Stirnseiten des Gehäuses 1 ist je ein Klemmbacken 3
angeordnet. Zwischen diesen beiden Klemmbacken 3 wird der zu bearbeitende rotationssymmetrische
Hohlkörper 4, im vorliegenden Fall ein Rohr, eingespannt.
-
Die Klemmbacken 3 können mit dem Gehäuse 1 formschlüssig und lösbar
verbunden sein. Mit den Klemmbacken 3 wirken Drehbacken 5 zusammen, die wiederum
mit einer Antriebsquelle kuppelbar sind, so daß das Gehäuse 1 und mit diesem der
Hohlkörper 4 um die horizontal ausgerichtete Achse drehbar sind.
-
Die Klemmbacken 3 eisen eine miteinander und mit der Drehachse fluchtende
Durchgangsbohrung 3a auf, durch die eine insgesamt mit 6 bezeichnete Heizvorrichtung
in das Innere des zu bearbeitenden Hohlkörpers 4 zentral einbringbar ist.
-
Die Heizvorrichtung 6 umfaßt dabei ein Rohr 7, auf das wendelförmig
ein elektrischer Widerstands-Heizleiter 8 aufgebracht ist. Die Aufbringung erfolgt
zweckmäßigerweise elektrisch isolierend. Das Rohr 7 selbst ist in seiner Einsatzstellung
an seinen beiden Enden in ortsfesten Klemmbacken 9 gelagert.
-
Das Rohr 7 ferner weist zwischen den Wendeln des Heizleiters 8 befindliche
Bohrungen oder Schlitze 7a auf.
-
Durch diese Schlitze kann sowohl der pulverförmige Beschich- tungs-Werkstoff
als auch Gas in noch näher zu beschrei- bender Weise in das Innere des zu bearbeitenden
Hohlkör- pers 4 eingebracht werden. Hierfür ist das eine Ende des Rohrs zum Eintritt
dieser Medien offen, während das ande- re Endes des Rohrs geschlossen ausgebildet
ist.
-
Falls während des Bearbeitungsvorgangs Gas in das Gehäuse 1 eingebracht
wird und deshalb dieses gasdicht ausgelegt sein muß, ist natürlich die Anlage zwischen
den Klemmbacken 3 und den Drehbacken 5 einerseits und den diesbezüglichen Flächen
des Gehäuses 1 andererseits entsprechend dichtend ausgebildet. Zusätzlich können
noch an der Außenseite der Drehbacken 5 Dichtscheiben 10 vorgesehen sein.
-
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist unter Berücksichtiguny
des erläuterten Verfahrens im wesentlichen die folgende.
-
Zuerst wird der zu bearbeitende Hohlkörper 4 in das Gehäuse 1 eingeschoben,
wozu zumindestens auf einer Seite des Gehäuses die Klemmbacke 3 und die Drehbacke
5 entfernt worden sind. Nach erneutem Anbringen dieser Bauteile wird der Hohlkörper
4 zwischen den Klemmbacken 3 so zentriert, daß die Achse des Gehäuses und damit
die Drehachse mit der Achse des Hohlkörpers 4 zusammenfällt.
-
Danach wird das Gehäuse 1 und mit diesem der Hohlkörper 4 in Drehung
gesetzt. Bei drehendem Hohlkörper 4 wird der Beschichtungs-Werkstoff auf die Innenfläche
des Hohlkörpers 4 unter der Wirkung der Zentrifugalkraft aufgetragen. Dies kann
mittels einer speziellen, in das Innere des Hohlkörpers eingeführten Vorrichtung
erfolgen oder aber auch über das Rohr 7, das dann ebenfalls entsprechend in das
Innere des Hohlkörpers'eingeführt wird. Auch ist erfindungsgemäß möglich, das Pulver
vor dem Einbau des Hohlkörpers einzubringen.
-
Danach erfolgt bei sich weiter drehendem Hohlkörper das Schmelzen
des auf die Innenfläche aufgebrachten Beschichtungs-Werkstoffs. Dies wird mittels
der Heizvorrichtung 6 erreicht. Diese Heizvorrichtung erzeugt hierfür Temperaturen
und Wärmemengen, die gewährleisten, daß die gewünschte Stoß erhitzung bei einer
zeitlichen Temperaturerhöhung im Bereich von ca. 200C/s bis ca.
-
10000C/s erzielt wird. Die Temperaturen sind z.B.
-
mindestens 11000C bis 12000C. Für die angestrebten Temperaturen, zeitlichen
Temperaturerhöhungen und Wärmemengen ist natürlich die Heizvorrichtung 6 entsprechend
bemessen und regelbar. Die Übertragung der Wärme von der Heizvorrichtung 6 auf den
Beschichtungs-Werkstoff erfolgt in erster Linie durch Strahlung.
-
Im Ergebnis wird der Beschichtungs-Werkstoff schlagartig geschmolzen.
Er legiert sich dabei mit dem Grundwerkstoff des Hohlkörpers, so daß die gewünsche
Panzerbeschichtung, in der Fig. 1 mit4a bezeichnet, auf der Innenfläche des Hohlkörpers
4 entsteht. Bei dieser Verfahrensweise erfährt der Grundwerkstoff des Hohlkörpers
4 keine nennenswerte Temperaturerhöhung, so daß eine Gefügeschädigung bzw. -änderung
des Grundwerkstoffs vermieden wird.
-
Damit die den genannten Temperaturen ausgesetzten Bauteile der Vorrichtung,
z.B. das Rohr 7, diese Temperaturbelastungen tatsächlich ertragen, sind diese Bauteile
aus einem hochschmelzenden und nicht oxidierenden Material, z.B. Keramik, Nickel
oder deren Legierungen, hergestellt.
-
Eine weitere Verbesserung der Wirkung der vorstehend erläuterten stoßartigen
Innenerhitzung unter schlagartiger Überführung des Beschichtungs- bzw.
-
Plattierungs-Werkstoffs in den geschmolzenen, legierungsfähigen Zustand
wird dadurch erreicht, daß man im Innenraum des Hohlkörpers 4 eine- inerte oder
neutrale Atmosphäre durch Einführen eines entsprechenden Gases erzeugt, durch welche
eine unerwünschte Oxidation des Beschichtungs-Werkstoffs verhindert wird. Die inerten
oder neutralen Gase können von vorneherein den Innenraum des Hohlkörpers ausfüllen.
Wirkungsvoller ist jedoch eine Arbeitsweise, bei der die Gase durch das Rohr 7 zugeführt
werden, wozu dieses die schon geschilderten Bohrungen bzw. Schlitze 7a besitzt.
Die Gase werden unter Druck zugeführt, der regelbar ist und in einem Bereich von
ca.
-
0,5 bar bis ca. 50 bar liegen kann. Zweckmäßigerweise können die Schutzgase
in einen vorerhitzten Zustand, der ihre Temperatur der Temperatur der Innenheizeinrichtung
anpaßt, gebracht werden. Auf diese Weise wirken die inerten oder neutralen Gase
nicht nur
oxidationshemmend, sondern sie egalisieren aufgrund des
Drucks die Verteilung des geschmolzenen Beschichtungs-Werkstoffs und erzeugen eine
porendichte, glatte Oberfläche der Beschichtung. Dadurch wird die Notwendigkeit
späterer mechanischer Nachbearbeitungen, z.B. das Schleifen der Oberfläche der Beschichtung
4a, auf ein Minimum herabgesetzt.
-
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß man die eben
aufgeschmolzene und mit dem Hohlkörper verbundene Beschichtung gesteuert abkühlen
oder durch das Abschalten der Heizung und sofortiges Einblasen von kalten Gasen
auch abschrecken kann. Damit wird die Diffusion der einzelnen Elemente sowohl in
Richtung zum Grundwerkstoff als auch umgekehrt weitgehendst unterbunden. Eine andere
Möglichkeit, den Diffusionsprozeß einzuschränken, besteht darin, daß man zunächst
eine dünne Plattierungsschicht mit diffusionsträgen Komponenten (wie z.B. Legierungen
mit Anteilen an Wolfram, Molybdän, Tantal usw.) aufträgt und anschließend die eigentliche
verschleißfeste oder korrosionsbeständie Legierung wesentlich dicker aufschleudert.
-
Das beschriebene Verfahren ermöglicht es auch, die aufgetragene Plattierungsschicht
zu härten. Dies kann entweder durch Einblasen eines stickstoff- bzw. eines kohlenstoffhaltigen
Gases oder beider, in definierten Verhältnissen auf die ca. 400 bis 6000C warme
Plattierungsschicht erfolgen. Auch ist durch das Anlegen eines Spannungsfeldes eine
Ionitrierung der Innenfläche möglich. Andererseits können mit einem Inert- oder
Behandlungsgas feinpulverige Hartstoffsubstanzen (wie z.B. A1203, WC, ZrO2, Diamant,
usw.) eingeführt und unter leichtem Gasdruck in die noch plastische Plattierungsschicht
eingebettet werden.
-
Eine weitere Ausbildung der Heizvorrichtung, die bei dem zur Rede
stehenden Verfahren angewendet werden kann, ergibt sich aus den Fig. 2 und 3. Die
Heizvorrichtung ist dabei insgesamt mit 16 bezeichnet. Diese zeigen ein Rohr 11
vergleichbar dem schon beschriebenen Rohr 7. Das Rohr 11 weist ebenfalls Schlitze
zum Einbringen des Beschichtungs-Werkstoffs oder von Gas in das Innere des zu bearbeitenden
Hohlkörpers 4 auf. An der Mantelfläche des Rohrs 11 sind achsparallel verlaufende
Heizstäbe 12 aus Grafit angeordnet. Durch entsprechende Wahl des Außendurchmessers
des Rohrs 11 kommen die Heizstäbe 12 in dem gewünschten Abstand zur Innenfläche
des zu bearbeitenden Hohlkörpers 4 zu liegen.
-
Wenn Hohlkörper mit konischen Innenflächen beschichtet werden sollen,
können z.B. die Heizstäbe 12 der Anordnung nach den Fig. 2 und 3 entsprechend konisch
verlaufend angeordnet werden, wozu ein Rohr mit einer entsprechenden äußeren Mantelfläche
eingesetzt wird.
-
Die eigentliche Heizvorrichtung, z.B. in Form der Heizstäbe 12, kann
auch axial verschieblich auf dem Rohr 12 angeordnet sein. Dadurch ist es möglich,
nach dem Schmelzvorgang des Beschichtungs-Werkstoffs ausschließlich die Heizvorrichtung
aus dem Inneren des zu bearbeitenden Hohlkörpers herauszuziehen, während das Rohr
12 noch im Hohlkörper 4 verbleibt, um über das Rohr weitere Medien auf die Beschichtung
aufzubringen.
-
In der Praxis kommen auch Fälle vor, in denen zylindrische oder konische
Innenflächen von Hohlkörpern nur partiell beschichtet bzw. plattiert werden sollen.
Hierzu ist die in Fig. 4 schematisch dargestellte Vorrichtung gedacht.
-
Die Vorrichtung umfaßt ein zentrales<Rohr 13, das in schon geschilderter
Weise der Gaszuleitung dient.
-
Parallel zu dem Rohr 13 verläuft ein Rohr 14, das an seinem inneren
Ende in einer radial ausgerichteten Düse 14a endet. Über dieses Rohr wird der pulverförmige
oder granulatförmige Beschichtungs-Werkstoff auf die Innenfläche des Hohlkörpers
4 aufgespritzt, wozu entweder das Rohr 14 allein oder gemeinsam mit dem Rohr 13
entsprechend gedreht und axial verstellt wird. Ferner ist auf dem Rohr 13 eine Heizvorrichtung
15 angeordnet, deren axiale Länge in etwa der axialen Erstreckung der aufzubringenden
Teil-Beschichtung entspricht. Die Heizvorrichtung 15 ist ebenfalls axial in bezug
auf den zu bearbeitenden Hohlkörper 4 einstellbar und auf diese Weise zu der Stelle
des Hohlkörpers 4 zu bringen, die mit der Teilbeschichtung versehen werden soll.
-
Fig. 5 zeigt schematisch die Möglichkeit der Schlagerhitzung von innen
mittels einer Laserstrahl-Quelle. Danach ist außerhalb des Hohlkörpers 4 und fluchtend
mit dessen Achse eine Laserstrahlenquelle 20 vorgesehen. Innerhalb des Hohlkörpers
4 ist im Bereich dessen Achse und bevorzugt in einem Winkel von 450 ein Umlenkspiegel
21 angeordnet, der über einen Stab 22 mit einer nicht dargestellten Bewegungsvorrichtung
verbunden ist, mittels der der Spiegel um dle Achse des Hohlkörpers 4 gedreht und
längs dieser Achse bewegt werden kann. Auf diese Weise kann der Laserstrahl der
Quelle 20 über die gesamte Innenfläche des Hohlkörpers 4 geführt werden, so daß
der darauf aufgebrachte Beschichtungs-Werkstoff 4a schlagartig aufgeschmolzen werden
kann.
-
Als Wärmequelle für das schlagartige Erhitzen kann aber auch ein Lichtbogen
dienen, der zwischen einer Elektrode und
der Werkstückinnenoberfläche
gezogen wird. Man arbeitet also vergleichbar dem Wolfram-Inert-Gas (WIG)-Schweißen,
bei dem ebenfalls zwischen einem Werkstück und einer nicht abschmelzenden Elektrode
aus Wolfram ein Lichtbogen gezogen wird, der die für das Schweißen notwendige Energie
liefert, das mit oder ohne Zusatzmaterial erfolgt. Bei dem angesprochenen Erhitzungsverfahren
wird also die Elektrode mit der Stromzuführung über eine Hilfseinrichtung in das
Innere des Rohrs eingeführt und darin entsprechend bewegt.