DE3318931C2

DE3318931C2 - Verfahren zum Spritzbeschichten von Gegenständen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3318931C2
Application number: DE19833318931
Authority: DE
Inventors: Hansjörg 2820 Bremen Werner
Original assignee: EUROFLAMM HANSJOERG WERNER KG 2820 BREMEN DE
Current assignee: EUROFLAMM HANSJOERG WERNER KG 2820 BREMEN DE
Priority date: 1983-05-25
Filing date: 1983-05-25
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3318931A1

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzbeschichten von Gegenständen angegeben, welche Rotationsflächen, insbesondere konus- oder kreisringförmige Oberflächen besitzen. Einer Abgabevorrichtung wird beständig Spritzmaterial in eine Brenngasflamme bzw. einen Lichtbogen zugeführt und dort geschmolzen und mittels eines Zerstäubergases als Partikelstrahl gegen die zu beschichtende Oberfläche des Gegenstandes abgegeben. Der zu beschichtende Gegenstand wird während der Beschichtung in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse der zu beschichtenden Oberfläche versetzt. Um eine möglichst konstante Dicke der Spritzschicht zu verwirklichen, führt die Abgabevorrichtung relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche eine Verschiebebewegung aus, deren momentane Geschwindigkeit vom momentanen Abstand zwischen Auftreffpunkt des Partikelstrahls und der Rotationsachse abhängt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzbeschichten von Gegenständen mit Rotationsflächen, insbesondere konus- oder kreisringförmigen Oberflächen, bei dem beständig Spritzmaterial in eine Brenngasflamme bzw. einen Lichtbogen einer Abgabevorrichtung zugeführt und geschmolzen, und mittels eines Treibgases als Partikelstrahl gegen die zu beschichtende Oberfläche abgegeben wird, wobei der Gegenstand in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse der zu beschichtenden Oberfläche versetzt wird, und wobei die Abgabevorrichtung relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche eine vorgegebene Verschiebebewegung ausführt

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur

ίο Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der US-PS 40 56 644 ist ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bekannt, bei dem/ der die Abgabevorrichtung parallel zu der zu beschichtenden kreisringförmigen Stirnfläche der Gegenstände periodisch verschwenkt wird. Die Schwenkbewegung der Abgabevorrichtung wird über die Steuereinrichtung mit der Rotationsbewegung des Arbeitstellers koordiniert, auf dem die zu beschichtenden Gegenstände in einer Kreisform angeordnet sind, wobei die Abgabevorrichtung stets mittig über der zu beschichtenden Kreisringfläche aufeinanderfolgender Gegenstände gehalten wird, wodurch sich das Spritzmaterial in der Mitte der Kreisringflächen konzentriert und zur inneren oder äußeren Kreisringkante hin dünner wird. Bei einem alternativen Bewegungsablauf dieses bekannten Verfahrens bzw. der bekannten Vorrichtung überstreicht dagegen die Abgabevorrichtung jede zu beschichtende Kreisringfläche mit konstanter Geschwindigkeit in radialer Richtung und nähert bzw. entfernt sich dabei von der Rotationsachse. Aufgrund der konstanten Geschwindigkeit der Schwenkbewegung wird der Schichtauftrag an der inneren Kreisringkante dicker als an der — längeren — äußeren Kreisringkante. Eine gleichmäßige maßhaltige Schichtdicke läßt sich auf diese Weise nicht verwirklichen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auf der zu beschichtenden Oberfläche eine konstante Schichtdicke der aufgespritzten Materialschicht in einfacher Weise verwirklichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abgabevorrichtung bei zunehmendem Abstand zwisehen Auftreffpunkt des Partikelstrahls und Rotationsachse langsamer, und bei abnehmendem Abstand schneller verschoben wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt einen ersten Antrieb zum Antreiben des zu beschichtenden Gegenstandes um die Rotationsachse der zu beschichtenden Oberfläche, einen zweiten Antrieb zum Antreiben der Abgabevorrichtung relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche, und eine Steuereinrichtung zwischen dem zweiten Antrieb und der Abgabevorrichtung zum Verschieben der Abgabevorrichtung in Abhängigkeit von dem Auftreffpunkt des Partikelstrahls auf der zu beschichtenden Oberfläche, wobei die Steuereinrichtung eine vom zweiten Antrieb angetriebene Nockenscheibe und ein von der Abgabevorrichtung befestigtes Folgeelement enthält, welches auf der Nockenscheibe abläuft.

Eine derartige Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe bei zunehmendem Abstand zwischen Auftreffpunkt des Partikelstrahls und der Rotationsachse die Abgabevorrichtung langsamer, und bei abnehmendem Abstand schneller verschiebt.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin,

daß die Translationsgeschwindigkeit, mit welcher die Abgabevorrichtung über die Rotationsfläche verschoben wird, eine Funktion des momentanen Abstandes zwischen Partikelstrahl-Auftreffpunkt und Rotationsachse ist, und zwar ist diese Geschwindigkeit bei einem größeren Abstand zur Rotationsachse geringer, bei einem kleineren Abstand zur Rotationsachse dagegen größer. Da mit zunehmendem Umfang auf der zu beschichtenden Oberfläche der Partikelstrahl mit zunehmender differentieller Verweildauer auf die Oberfläche gerichtet wird, ist dadurch eine einfache und zuverlässige Kompensation der differentiellen Flächenvergrößerung möglich. Da außerdem der Partikelstrahl relativ konzentriert auf die zu beschichtende Oberfläche auftrifft, wird nur ein geringer Anteil an Spritzmaterial neben die zu beschichtende Oberfläche verspritzt.

Bei zu beschichtenden Kreisring- oder ähnlichen Flächen wird die Abgabevorrichtung im wesentlichen parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche bewegt, der Partikelstrahl wird vorteilhafterweise senkrecht oder nahezu senkrecht auf die zu beschichtende Oberfläche gerichtet Soüen dagegen zur Rotationsachse konisch oder nahezu zylindrisch verlaufende Umf^ngsflächen beschichtet werden, so läßt sich die Abgabevorrichtung auch parallel zur Rotationsachse verschieben.

Die Abgabevorrichtung wird bevorzugt während der Rotationsbewegung des zu beschichtenden Gegenstandes mehrfach hin- und herbewegt. Der Hub der Hin- und Herbewegung wird bevorzugt so bemessen, daß der Partikelstrahl an den Umkehrpunkten außerhalb der zu beschichtenden Oberfläche auftrifft, damit die erhöhte Materialabgabe an den Umkehrpunkten auf der zu beschichtenden Oberfläche nicht zu Verdickungen führt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Düse einer Abgabevorrichtung zum Spritzbeschichten von Gegenständen; und

Fig.2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In F i g. 1 ist die Düse einer an sich bekannten Abgabevorrichtung 2, z. B. einer Spritzpistole zum Spritzbeschichten von Gegenständen, dargestellt. Die Abgabevorrichtung 2 erhält von Versorgungsquellen (nicht dargestellt) über eine erste Versorgungsleitung 8 ein Brenngas, z. B. Azetylen und Sauerstoff, und über eine zweite Versorgungsleitung 4 ein Treibgas, z. B. Preßluft, zugeführt. Außerdem wird in einem zentralen Kanal 5 ein Spritzmaterial, z. B. Spritzdraht 7, mittels eines Vorschubes 9 zugeführt und ständig zur Düse 3 der Abgabevorrichtung 2 vorgeschoben. Wenn das Brenngasgemisch an der öffnung 6 der Düse 3 entzündet ist, schmilzt die Brenngasflamme den beständig vorgeschobenen Spritzdraht 7, und die durch den Kanal 4 zugeführte Preßluft zerstäubt das geschmolzene Spritzmaterial und bläst es als feinen Spritz- oder Partikelstrahl gegen die zu beschichtende Oberfläche ab, wo es eine Spritzschicht 1 bildet. Als Spritzmaterial wird in der Regel ein geeignetes Metall gewählt, welches entweder in Form eines Drahtes oder als Pulvermasse in die Brenngasflamme zugeführt wird. Anstelle einer Brenngasflamme läßt sich an der öffnung 6 der Abgabevorrichtung 2 alternativ auch ein Lichtbogen zünden, der das SDritzmaterial schmilzt, welches dann unter der Wirkung von Preßluft abgestrahlt wird.

F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Spritzbeschichten von Gegenständen 1, die eine Rotationsfläche \b, z. B. einen Innenkonus, aufweisen, der mit konstanter Schichtdicke beschichtet werden soll. Auf einem Arbeitstisch 20 sind mehrere Lagerplatten 22 drehbar gelagert, auf denen sich die zu beschichtenden Gegenstände 1 befestigen lassen. Der Arbeitstisch 20 wird von einem Tischantrieb 24 schrittförmig gedreht, um die auf den Lagerplatten 22 aufgespannten Gegenstände 1 nacheinander in eine Arbeitsposition zu bringen, welche der Abgabevorrichtung 2 benachbart liegt. In dieser Position wird die Lagerplatte 22 von einem ersten Antrieb 26 in eine Drehung um die Rotationsachse la der zu beschichtenden Rotationsfläche \b versetzt.

Ein zweiter Antrieb 12 steuert über eine Steuereinrichtung 10 eine Verschiebebewegrmg der Abgabevorrichtung 2, welche an ihrer Düse 3 den Partikelstrahl abgibt. Die Steuereinrichtung 10 enthält eine vom zweiten Antrieb 12 angetriebene Nockenscheibe 13, auf der ein Folgeelement 16 abroüt oder abg'eitet, welches über eine Verlängerung 15 fest mit der Abgabevorrichtung 2 verbunden ist Die Abgabevorrichtung 2 ist so angeordnet, daß sie eine hin- und herlaufende Verschiebebewegung ausführt, die im wesentlichen senkrecht zur Drehrichtung verläuft. Der Hub der Verschiebebewegung ist so bemessen, daß der Partikelstrahl außerhalb der zu beschichtenden Fläche 16 die Umkehrpunkte hat Dabei werden Flächen des Gegenstandes 1 welche nicht beschichtet werden sollen, von der Haltevorrichtung auf dem Lagerteller 22 abgedeckt.

Eine Hauptsteuerung 28 bewirkt die Synchronisation des Tischantriebs 24 mit dem ersten und zweiten Antrieb 26 bzw. 12.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Spritzbeschichten von Gegenständen mit Rotationsflächen, insbesondere konus- oder kreisringförmigen Oberflächen, bei dem beständig Spritzmaterial in eine Brenngasflamme bzw. einen Lichtbogen einer Abgabevorrichtung zugeführt und geschmolzen, und mittels eines Treibgases als Partikelstrahl gegen die zu beschichtende Oberfläche abgegeben wird, wobei der Gegenstand in eint Rotationsbewegung um die Rotationsachse der zu beschichtenden Oberfläche versetzt wird, und wobei die Abgabevorrichtung relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche eine vorgegebene Verschiebebewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung bei zunehmendem Abstand zwischen Auftreffpunkt des Partikelstrahls und Rotationsachse langsamer, und bei abnehmendem Abstand schneller verschoben wird

2. Verfaisfen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung im wesentlichen parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche bewegt wird, und daß der Partikelstrahl senkrecht auf die zu beschichtende Oberfläche auftrifft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung parallel zur Rotationsachse verschoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung während der Rotationsbewegung des zu beschichtenden Gegenstandes mehrfach mit vorgegebenem Hub hin- und herbewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Hin und Herbewegung der Abgabevorrichtung so bemessen ist, daß der Partikelstrahl an den Umkehrpunkten der Hin- und Herbewegung außerhalb der zu beschichtenden Oberfläche auftrifft.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem ersten Antrieb zum Antreiben des zu beschichtenden Gegenstandes um die Rotationsachse der zu beschichtenden Oberfläche, mit einem zweiten Antrieb zum Antreiben der Abgabevorrichtung relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche, und mit einer Steuereinrichtung zwischen dem zweiten Antrieb und der Abgabevorrichtung zum Verschieben der Abgabevorrichtung in Abhängigkeit von dem Auftreffpunkt des Partikelstrahls auf der zu beschichtenden Oberfläche, wobei die Steuereinrichtung eine vom zweiten Antrieb angetriebene Nockenscheibe und ein von der Abgabevorrichtung befestigtes Folgeelement enthält, welches auf der Nockenscheibe abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (13) bei zunehmendem Abstand zwischen Auftreffpunkt des Partikelstrahls und der Rotationsachse (ta) die Abgabevorrichtung (2) langsamer, und bei abnehmendem Abstand schneller verschiebt.