DE3430685C2 - Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen - Google Patents

Abstract

Die Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen enthält einen Lauf (1) mit einer Zündkerze (2), eine Pulverdosiereinrichtung (9) und eine Arbeitsgasquelle (3), die mit dem Lauf (1) über eine Gaszuführleitung (4) kommuniziert, die ein elektromagnetisches Ventil (6) einschließt. Die Arbeitsgasquelle (3) ist in Form einer Elektrolysierzelle (10) ausgebildet, die einen zentralen Schwimmer (12), einen peripheren Schwimmer (13) und einen Speicherbehälter (14) besitzt, der an dem zentralen Schwimmer (12) befestigt ist. Auf dem peripheren Schwimmer (13) ist ein 3-Stufenschalter (18) und auf dem zentralen ein Mittel (Bügel 23) für das Einstellen des Schalters (18) in eine der drei Positionen angeordnet. n an Calciumhydroxid und Calciumkarbonat befinden, wobei eine Kunststoffrinne z

Description

derfolgend eingebaut sind Jedes Ventil besitzt zwei Wicklungen: die eine für das Schließen und die andere für das öffnen des Ventils. Die Arbeitsgasquelle stellt eine Gasflaschenbatterie mit Oxydations-, Brenn- und neutralem Gas dar. Die bekannte Anlage enthält ebenfalls ein Kommandogerät, das mit den Ventilen, der Zündkerze und dem Dosiergerät elektrisch verbunden wird. In jedem 2-Positionen- Ventil ist ein Schieber vorhanden, der bei Steuerimpulsgabe auf eine der zwei vorhandenen Wicklungen seine Position entsprechend einstellt

Beim Einschalten der Anlage durch das Kommandogerät werden elektrische Impulse erzeugt, welche die Ventile zum Ansprechen bringen, wodurch die Arbeitsgase (Brenn- und Oxydationsgas) von den Quellen über den Mischer in den Lauf eingeleitet werden; aus der Dosiereinrichtung wird in den Lauf auch das Pulver zugeführt; dann wird die den Mischer mit dem Lauf verbindende Leitung mit neutralem Gas gespült und zum Abschluß wird das Gas-Pulver-Gemiscn durch die Zündkerze zur Explosion gebracht Der entstehende impulsartige Metallisierungsstrom wirkt auf eine vor der Laufmündung angeordnete Unterlage ein und bildet darauf eine Überzugsschicht Dann wiederholt sich der Arbeitszyklus.

Der Detonationsvorgang zum Aufbringen von Überzügen mit der beschriebenen Anlage ist mit Schwierigkeiten verbunden. Gemäß den geltenden sicherheitstechnischen Anforderungen sollen die Quellen des Brenn- und des Oxydationsgases (normalerweise unter Hochdruck in Azetylen- und Sauerstoffflaschen gefä'it) in einem beträchtlichen Abstand von der offenen Flamme aufgestellt werden, die während der Aufstäubung von Überzügen entsteht. Dadurch wird die Möglichkeit ausgeschlossen, eine verfahrbare Detonationsanlage zu schaffen, deren Betriebsgefährlichkeit sowie die Investitionen für den Bau von Produktionsräumen und einer Gasrampe werden vergrößert.

Außerdem ist beim Betrieb der bekannten Anlage das Verhältnis der Komponenten des in den Lauf zugeführten Explosionsgasgemisches schwer zu stabilisieren. Dadurch wird die Güte der aufgestäubten Überzüge (deren Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeit) beeinträchtigt, weil die Detonationsprodukte ihre chemische Aktivität in bezug auf das aufzustäubende Material ändern und dessen teilweise Oxydation bzw. Reduktion während der Beschleunigung und Erhitzung im Lauf der Anlage hervorrufen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen derart zu vervollkommnen, daß die Arbeitsgasquelle keine unter hohem Überdruck gefüllten Druckgasflaschen enthält und dabei die Zuführung eines Gasgemisches mit vorgegebener Zusammensetzung in den Lauf gewährleistet wird, wodurch im Ergebnis die Beweglichkeit, Unabhängigkeit und Betriebssicherheit der Detonationsanlage vergrößert und die Güte der aufgestäubten Überzüge verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen, die einen Lauf mit einer Zündkerze, eine Arbeitsgasquelle, die mit dem Lauf über eine Gaszuführleitung kommuniziert, in die eine Flammensicherung und ein elektromagnetisches 2-Positionen-Ventil aufeinanderfolgend eingebaut sind, welches zwei Wicklungen für dessen Öffnen und Schließen besitzt, sowie eine mit dem Lauf kommunizierende Pulverdosiereinrichtung enthält, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dieser Anlage als Arbeitsgasquelle eine Elektrolysierzelle verwendet ist, die Kathoden- und Anodenplatten besitzt und mit zwei koaxial angeordneten Schwimmern, einem zentralen und einem peripheren, sowie einem an dem zentralen Schwimmer befestigten Speicherbehälter versehen ist, der die Kathoden- und Anodenplatte frei umgibt eine Öffnung im Boden und eine Öffnung im oberen Teil besitzt, über die er mit der Gaszuführleitung kommuniziert, sowie mit einem auf dem peripheren Schwimmer angeordneten 3-Stufen-Schalter ausgestattet ist, dessen einer Kontakt für den Anschluß an eine Speisequelle vorgesehen ist, und der eine von den zwei anderen mit der Wicklung des 2-Positionen-Ventils für dessen öffnen und der andere mit der Wicklung des gleichen Ventils für dessen Schließen sowie mit der Kerze verbunden ist, wobei auf dem zentralen Schwimmer ein Mittel für das Zusammenwirken mit dem Schalter und dessen Einstellen in eine der drei Positionen bei der Verlagerung des zentralen Schwimmers angeordnet ist

Der 3-Stufenschalter kann mit zwei unbeweglichen und einem beweglichen Kontakt ausgebildet und das Mittel für das Zusammenwirken mit dem Schalter in Form eines Bügels ausgestaltet werden, dessen parallele Flächen für das mechanische Zusammenwirken mit dem beweglichen Kontakt ausgelegt sind.

Alternativ kann im 3-Stufenschalter mindestens ein Kontakt, der mit der Speisequelle verbunden und beweglich ist, aus einem ferromagnetischen Stoff hergestellt und als Mittel für das Zusammenwirken mit dem Schalter ein Magnet eingesetzt werden.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen ist ihre hohe Betriebssicherheit, die durch eine derartige Ausführung der Arbeitsgasquelle erzielt wird, daß sie keine unter hohem Überdrück stehenden Flaschen mit Brenn- und Oxydationsgas enthält

Durch die Ausführung der Arbeitsgasquelle in Form einer Elektrolysierzelle wurde ermöglicht, diese in unmittelbarer Nähe von den anderen Baugruppen der Detonationsanlage anzuordnen, ohne gegen die Sicherheitsvorschriften zu verstoßen.

Die Anlage hat dadurch an Beweglichkeit gewonnen und kann ohne Demontage transportiert werden. Außerdem besitzt das durch die Elektrolysierzelle erzeugte Wasserstoff-Sauerstoff-Explosionsgemisch eine konstante Zusammensetzung. Deswegen sind die chemische Aktivität der Detonationsprodukte und deren dynamische Einwirkung immer konstant. Das gestattet es, die Beschaffenheit der aufgestäubten Überzüge zu stabilisieren.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von konkreten Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen;

F i g. 2 eine Ausführungsvariante des 3-Stufenschalters mit einem Magnet.

Die Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen enthält einen Lauf 1 (F i g. 1) mit einer Zündkerze 2 (Glühkerze), eine Arbeitsgasquelle 3, die mit dem Lauf 1 über eine Gaszuführleitung 4 kommuniziert. In die Gaszuführleitung 4 sind eine Flammensicherung 5 und ein elektromagnetisches 2-Positionen-Druckluftventil 6 aufeinanderfolgend eingebaut, das zwei Wicklungen 7 und 8 für dessen Öffnen bzw. Schließen besitzt. Außerdem enthält die Anlage ebenfalls eine mit dem Lauf 1 kommunizierende Pulverdosiereinrichtung 9. Die in der Anlage vorhandene Arbeitsgasquelle 3 ist in Form einer

Elektrolysierzelle 10 ausgebildet, die Kathoden- und Anodenplatte 11, zwei koaxial angeordnete Schwimmer 12, 13, nämlich einen zentralen und einen peripheren, sowie einen Speicherbehälter 14 enthält. Der letztere ist an dem zentralen Schwimmer 12 befestigt, umgibt die Platten 11 frei, und besitzt Öffnungen 15 bzw. 16 im Boden 17 bzw. in seinem oberen Teil.

Über die Öffnung 16 kommuniziert der Behälter 14 mit der Gaszuführleitung 4. Auf dem peripheren Schwimmer 13 ist ein 3-Stufenschalter 18 angeordnet.

Zu Anlage gehört ebenfalls eine Speisequelle 19. Mit dieser sind die Platten 11 der Elektrolysierzelle sowie der mittlere, bewegliche Kontakt 20 des Schalters 18 elektrisch verbunden. Der obere unbewegliche Kontakt 21 ist an die Wicklung 7 für das öffnen des Ventils 6 angeschlossen und der untere unbewegliche Kontakt 22 ist mit der Wicklung 8 des Ventils 6 für dessen Schließen sowie mit der Zündkerze 2 elektrisch verbunden. Auf dem zentralen Schwimmer 12 der Arbeitsgasquelle 3 ist ein Mittel für das Zusammenwirken mit dem Schalter 18 (genauer gesagt, mit dem mittleren Kontakt 20) angeordnet Durch dieses Mittel wird der Schalter 18 in eine der drei Positionen eingestellt

In der ersten Ausführungsvariante der Detonationsanlage besitzt der 3-Stufenschalter 18 zwei unbewegli- ehe Kontakte 21 und 22 (den oberen und den unteren) und einen beweglichen Kontakt 20 (den mittleren). Das Mittel für das Zusammenwirken mit dem Schalter 18 ist in Form eines Bügels 23 ausgebildet, dessen parallele Flächen für das mechanische Zusammenwirken mit dem beweglichen Kontakt 20 ausgelegt sind.

In der zweiten Ausführungsvariante der Detonationsanlage ist der bewegliche Kontakt 20 (F i g. 2) des Schalters 18 aus einem ferromagnetischen Stoff gefertigt und als Mittel für das Zusammenwirken mit demselben ein an dem zentralen Schwimmer 12 befestigter Magnet 24 eingesetzt

Die Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen funktioniert folgenderweise. Nach dem Einschalten der Speisequelle 19 beginnt die Arbeitsgasquelle 3 ein Wasserstoff-Sauerstoffgemisch zu erzeugen. Dieses füllt teilweise die Zuführleitung 4 (deren flexiblen Abschnitt) und sammelt sich im Speicherbehälter 14 an. Durch die Gase im Behälter 14 wird die Schwimmfähigkeit des zentralen Schwimmers 12 verbessert und dieser beginnt aufzusteigen. Nach Ansammeln einer für das Auffüllen des Laufs 1 ausreichenden Gasmenge im Behälter 14 werden die Kontakte 20 und 21 geschlossen. Das wird durch die Verlagerung des beweglichen Kontakts 20 durch den Bügel 23 bewerkstelligt Durch das Schließen der genannten Kontakte 20 und 21 erregt die Speisequelle 19 die Wicklung 7 des Ventils 6 und es wird das Ventil 6 geöffnet und das Explosionsgasgemisch strömt aus dem Speicherbehälter 14 über die Flammensicherung 5 in den Lauf 1 ein. Dabei sinkt der zentrale Schwimmer 12, die Kontakte 20 und 21 werden geöffnet, jedoch bleibt das Ventil 6 offen. Beim weiteren Sinken des zentralen Schwimmers 12 werden die Kontakte 20 und 22 geschlossen. Jetzt beaufschlagt die Speisequelle 19 die Wicklung 8 des Ventils 6 sowie die Zündkerze 2. Im Ergebnis wird das Ventil 6 mit einiger Verzögerung (erforderlich für die Erhitzung der Kerze 2) geschlossen und das Gemisch wird im Lauf 1 zur Explosion gebracht Die Detonationsprodukte des Gasgemisches strömen aus dem Lauf 1 heraus, lockern das Pulver des aufzustäubenden Materials in der Dosiereinrichtung auf und reißen es mit Die Pulverteilchen werden im Strom der Detonationsprodukte erhitzt und bilden beim Zusammenwirken mit dem vor der Laufmündung angeordneten Werkstück einen Überzug auf der Werkstückoberfläche.

Dann wiederholt sich der beschriebene Arbeitsvorgang.

Bei der Ausführung des 3-Stufenschalters 18 gemäß Fig.2 mit einem Magnet 24 funktioniert die Detonationsanlage wie beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß der ferromagnetische Kontakt 20 unter Einwirkung der Magnetkräfte bei der Verlagerung des an dem Schwimmer 12 befestigten Magnets 24 verlagert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 — Mittel für das Zusammenwirken mit dem Schal-Patentansprüche: ter (18) ein Magnet (24) eingesetzt ist

1. Detonationsanlage für das Aufbringen von

Oberzügen, die 5

— einen Lauf (1) mit Die Erfindung bezieht sich auf eine Detonationsanla-

— einer Zündkerze (2), ge für das Aufbringen von Übezügen nach dem Oberbe-

— eine Arbeitsgasquelle (3), die mit dem Lauf (1) griff des Patentanspruchs 1.

über 10 Sie kann im Flugzeug-, Maschinen-, Geräte-, Werk-

— eine Gaszuführleitung (4) kommuniziert, in die zeugmaschinenbau und anderen Industriezweigen für

— eine Flammensicherung (5) und die Erzeugung von hochadhäsiven, dichten Schutzüber-

— ein elektromagnetisches 2-Positionen-Ventil (6) zügen auf der Oberfläche von unter starkem Verschleiß aufeinanderfolgend eingebaut sind, welches stehenden Teilen sowie auf Werkzeugen verwendet zwei Wicklungen (7, 8) für dessen öffnen und is werden.

Schließen besitzt, sowie Bekannt ist eine Detonationsanlage für das Aufbrin-

— eine mit dem Lauf (1) kommunizierende Fulver- gen von Überzügen (siehe US-PS 27 14 563), die einen dosiereinrichtung (9) enthält, Lauf mit einer Zündkerze, einen Gasverteilungsventil-

mech&nismus mit elektromechanischem Antrieb und ei-

dadurch gekennzeichnet, daß in dieser 20 ne Pulverdosierungseinrichtung enthält, die mit dem

Anlage als Arbeitsgasquelle (3) Lauf verbunden sind. Auf der Welle des Gasverteilungsmechanismus sitzt ein Kurvenscheibe, die auf den elek-

— eine Elektrolysierzelle (10) verwendet ist, die frischen Kontakt einwirkt, über den die Zündkerze mit Kathoden- und Anodenplatten (11) besitzt und einer Speisespannungsquelle verbunden wird. Beim Be-

— mit zwei koaxial angeordneten Schwimmern 25 trieb einer derartigen Anlage werden die Komponenten (12,13), einem zentralen und einem peripheren, eines Explosionsgasgemisches von der Arbeitsquelle sowie (normalerweise eine Gasflaschenbatterie) über den

— einem an dem zentralen Schwimmer (12) befe- Gasverteilungsmechanismus unmittelbar in den Lauf stigten Speicherbehälter (14) versehen ist, der zugeführt, und eine Teilmenge des aufzustäubenden die Kathoden- und Anodenplatte (11) frei um- 30 Pulvermaterials aus der Dosiereinrichtung eingespritzt, gibt, eine Öffnung (15) im Boden (17) und eine wonach das Gemisch im Lauf durch Schließen des eleköffnung (16) im oberen Teil besitzt, über die er trischen Kontakts zur Explosion gebracht wird. Die Demit der Gaszuführleitung (4) kommuniziert, so- tonationsprodukte wirken auf das Pulver ein, das bewie mit einem auf dem peripheren Schwimmer schleunigt und erhitzt wird, und beim Aufprall auf eine (13) angeordneten 35 Unterlage werden die Pulverteilchen auf dieser festge-

— 3-Stufenschalter (18) ausgestattet ist, dessen ei- halten und bilden eine Überzugsschicht.

ner Kontakt (20) für den Anschluß an die Spei- Infolge der instabilen thermischen und dynamischen

sequelle (19) vorgesehen ist, und der eine von Charakteristiken der Detonationsprodukte, bedingt

den zwei anderen mit der Wicklung (7) des durch das Fehlen eines Gasmischers in dieser Anlage, ist

2-Positionen-Ventils (6) für dessen öffnen und 40 die Güte der aufgestäubten Überzüge nicht, hoch genug,

der andere mit der Wicklung (8) des gleichen Bekannt ist ebenfalls eine Detonatkmsanlage für das

Ventils (6) für dessen Schließen sowie mit der Aufbringen von Überzügen (siehe US-PS 38 84 415), die

Kerze (2) verbunden ist, wobei einen Lauf mit einer Zündkerze sowie eine Dosierein-

— auf dem zentralen Schwimmer (12) ein Mittel richtung und einen Gasverteilungsmechanismus mit eifür das Zusammenwirken mit dem Schalter (18) 45 nem Mischer, elektromagnetischen Ventilen und einem und dessen Einstellen in eine der drei Positionen Kommandogerät enthält, die mit dem Lauf kommunibie der Verlagerung des zentralen Schwimmers zieren. Die Ventile sind mit Arbeitsgasquellen verbun-(12) angeordnet ist. den. Das Aufstäuben des Überzuges mit dieser Anlage

erfolgt nach dem Einschalten des Kommandogeräts,

2. Detonationsanlage nach Anspruch 1, dadurch 50 Ansprechen der elektromagnetischen Ventile, durch die gekennzeichnet, daß die Arbeitsgase in den Mischer und den Lauf eingeleitet

werden, Zuführen von Pulver aus der Dosiereinrichtung

— der 3-Stufenschalter (18) zwei unbewegliche in den Lauf und Auslösen einer Explosion.

Kontakte (21,22) und einen beweglichen besitzt Während des Betriebs der beschriebenen Anlage sind

und 55 beim Auslösen von Explosionen im Lauf Rückschläge,

-- das Mittel für das Zusammenwirken mit dem d. h. eine Gasentzündung im Mischer und in Leitungen

Schalter (18) in Form eines Bügels (23) ausgebil- möglich, über die die Ventile mit den Arbeitsgasquellen

det ist, dessen parallele Flächen für das mecha- verbunden werden. Dadurch entstehen Gefahrensitua-

nische Zusammenwirken mit dem beweglichen tionen.

Kontakt (20) ausgelegt sind. 60 Bekannt ist auch eine Detonationsanlage für das Aufbringen von Überzügen (siehe das Buch von Sverev A. I.

3. Detonationsanlage nach Anspruch 1, dadurch u. a. »Detonationsaufstäuben von Überzügen«, L., Sudogekennzeichnet, daß strojenie, 1979, S. 168—170), die einen Lauf mit einer

Zündkerze, eine mit dem Lauf kommunizierende PuI-

— mindestens der mit der Speisequelle (19) ver- 65 verdosiereinrichtung und eine Arbeitsgasquelle enthält, bundene Kontakt (20) des Schalters (18) beweg- die mit dem Lauf über eine Gaszuführleitung kommunilich und aus einem ferromagnetischen Stoff ge- ziert, in die eine Flammensicherung und ein Mischer mit fertigt ist und als elektromagnetischen 2-Positioncn-Ventilen aufeinan-