DE3508132A1

DE3508132A1 - Verfahren und vorrichtung zur zufuhr von pulverfoermigem material

Info

Publication number: DE3508132A1
Application number: DE19853508132
Authority: DE
Inventors: Hisao Hirono; Akitaka Saitama Inao; Tsuyoshi Kawagoe Saitama Makita; Toshihiko Sayama Saitama Saga
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3508132C2; US4627990A; GB8505958D0; CA1234067A; GB2157638B; GB2157638A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von pulverförmiqem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials wie eines Hartmetais zu einerm geschmolzenen Mulde bei der Bildung einer wieder geschmolzenen und gehärteten Schicht auf der Oberfläche eines Gußeisenteils.

Gußeisenteile wie Nockenwellen bei Brennkraftmaschinen müssen eine Oberflächenschicht wie eine Gleitschicht besitzen, die höheren Widerstand gegenüber Verschleiß und gegenüber Lochfraß besitzt als der übrige Teil des Gußeisenteils. Uf diese Forderuna zu erfüllen wurde von der Anmelderin in einer früheren Anireldung vorgeschlagen, die Oberflächenschicht von neuem zu schmelzen, wieder zu schmelzen, Pulver aus einem harten Metal der geschmolzenen Mulde zuzuführen und den geschmolzenen Bereich abzuschrecken, um dadurch eine harte Schicht zu bilden, die gegenüber Lochfraßkorrosion und Verschleiß hoch widerstandsfähig ist.

Bei dem obigen Wiederschmelz- und Härtverfahren wird allgemein das Metallpulver der geschmolzenen Mulde durch Zufuhr des Metallpulvers über ein Zufuhrrohr zur Brennerdüse hinzugefügt, wobei das Metallpulver in trockener Luft oder einem inerten Gas schwimmt. Das Metallpulver kann jedoch, wenn es unter der Schwimmbedingung zugeführt wird, sich sehr leicht an der Innenwand des Zufuhrrohrs absetzen mit der Ergebnis, daß der wesent-

liehe Innendurchmesser des Rohrs verringert wird, wodurch es unmöglich wird, das Metallpulver stabil zuzuführen. Folglich wird das Metallpulver in unregelmäßigen Mengen zugeführt, was die Qualität der wiedergeschmolzenen Teile nachteilig beeinflußt.

Eine herkömmliche Lösung der obigen Schwierigkeiten besteht darin, die Innenwand des Zufuhrrohrs zu platieren oder das Zufuhrrohr aus einem Material mit niedriegem Reibungskoeffezienten aufzubauen. Diese herkömmlichen Maßnahmen können jedoch nicht wirksam verhindern, daß Metallpulver sich an der Innenwand des Zufuhrrohrs absetzt.

Die Erfindung befaßt sich nun mit der Überwindung dieser Nachteile.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mittels dem pulverförmiges Material wie ein hartes Metall stabil durch ein Zufuhrrohr führbar ist, ohne daß darin ein Absetzen und Anhaften auftritt, und zwar zwecks Förderung zu einer geschmolzenen Mulde, die durch wiederschmelzen einer Oberflächenschicht eines Gußeisenteils erreicht ist, um auf diese Weise eine gehärtete Oberflächenschicht mit gleichförmiger und stabiler Qualität erzeugen zu können, die hochwiderstandsfähig gegenüber Verschleiß und Lochfraß ist. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Zufuhr des pulverförmigen Materials zu einem Werkstück zwecks Verarbeitung angegeben, bei dem ein pulverförmiges Material von einer Speichereinrichtung abgezogen wird, das von der Speichereinrichtung abgezogene pulverförmige Material

in eine Leitungseinrichtung gefördert wird, die sich bis nahe dem Werkstück erstreckt und daß die Leitungseinrichtung mittels Ultraschall in Vibrationen versetzt wird, um das pul werförmige Material durch sie hindurch zum Werkstück zu fördern.

Ferner wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials zu einem Werkstück zwecks Verarbeitung angegeben mit einer Speichereinrichtung zum Speichern des pulverförmigen Materials, wobei die Speichereinrichtung einen Auslaß besitzt, einer Leitungseinrichtung, die sich von dem Auslaß zu einer Lage nahe dem Werkstück erstreckt, zur Förderung des pulverförmigen Materials und mit einer Ultraschall-Vibrationseinrichtung an der Leitungseinrichtung zum Ausüben von Ul traschall vibrationen auf die Leitungseinri chtung.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt und schematisch eine Vorrichtung zur Zufuhr von pulverförmigem Material gemäß der Erfindung, 25

Fig. 2 perspektivisch eine Abmeßeinrichung bei

der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 im Schnitt eine Einrichtung zum Erfassen der zugeführten Menge von pulverförmigem

Material,

Fig. 4 im Schnitt eine vergrößerte Einzelheit

der Einrichtung gemäß Fig. 3, 35

Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 4,

Fig. 6 schematisch eine Vorrichtung zum wiederschmelzen und härten eines Gußeisenteils bei der die Zufuhreinrichtung für pulverförmiges Material gemäß der Erfindung v/erwendbar ist.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Vorrichtung zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung enthält eine Fördereinrichtung 1 für pulverförmiges Material bestehend aus einem geschlossenen Gehäuse 2 einschließlich einem Boden 3, an dem ein Rohr befestigt ist, um über dieses ein inertes Gas wie Argongas in das Gehäuse 2 einzuführen, um dessen Inneres unter positivem Druck zu halten.

Ein Bunker 6 speichert darin pulverförmiges Material 5 und ist im Gehäuse 2 angeordnet. Das pulverförmige Material 5 kann ein Hartmetall aufweise, wie Cr, Mo, Ni, W, V oder Nb oder eine Mischung oder Legierung daraus, die auf pulverförmigen Zustand reduziert ist. Der Bunker 6 enthält einen trichterförmigen unteren Abschnitt mit einem Auslaß 6a, der oberhalb einer Einrichtung 7 zum Abmessen des pulverförmigen Materials 5 positioniert ist. Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht die Abmeßeinrichtung 7 aus einem unter dem Boden 3 angeordneten Motor 8 mit einer rotierenden Welle 9, die sich nach oben durch den Boden 3 hindurch erstreckt und deren Oberende unter dem Auslaß 6a des Bunkers 6 angeordnet ist und einen in einer Horizontalebene rotierbaren Drehtisch 10 trägt.

Gemäß Fig. 2 enthält eine vertikal bewegbare Basis 11 die oberhalb eines Umfangrandes des Drehtisches 10 positioniert ist, einen Träger 12 auf dem ein Abmeßblatt 13 schwenkbar befestigt ist, das in einer Vertikalebene liegt und das in Horizontalrichtung länglich ausgebil-

det ist, wobei das Abmeßblatt 13 mit geringem Abstand von der Oberseite des Drehtisches IO beabstandet ist und in Horizontalrichtung über einen Winkel bewegbar ist. Das Abmeßblatt 13 ist in Winkelrichtung in der Horizontalrichtung einstellbar bezüglich der Basis mit Hilfe einer tageeinstellschraube 14, die an der Basis 11 angebracht ist. Ein trichterförmiger Empfänger ist am Bodn 3 unter dem Abmeßblatt 13 befestigt, wobei dazwischen der Drehtisch 10 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 1 ist ein weiteres Abmeßblatt 113 das ebenfalls in Vertikalrichtung in der Lage einstellbar ist, oberhalb des Drehtisches 10 dem Abmeßblatt 13 diametral gegenüberliegend angeordnet. Das Abmeßblatt 113 dient zum Einpegeln oder Nivelieren des vom Auslaß 6a auf den Drehtisch 10 abgegebenen pulverförmigen Materials

Das in dem Bunker 6 gelagerte oder gespeicherte pulverförmige Material wird durch den Auslaß 6a auf den Drehtisch 10 gefördert. Bei Drehung des Drehtisches 10 durch den Motor 8 wird das pulverförmige Material 5 auf dem Drehtisch 10 durch das Abmeßblatt 13 von dem Drehtisch in den Empfänger 15 abgestrichen. Die Menge des auf diese Weise in den Empfänger 15 geförderten pulverfÖrmigen Materials 5 kann entweder dadurch eingestellt werden, daß die Basis 11 vertikal bewegt wird zur Änderung des Abstandes zwischen dem Abmeßblatt 13 und der Oberseite des Drehtisches 10 oder durch Drehen des Meßblattes 13 oder 113 in Horizontalrichtung gegenüber dem Drehtisch 10.

Der trichterförmige Empfänger 15 besitzt einen unteren rohrförmigen Abschnitt, der sich vertikal durch den Boden 3 erstreckt und von diesem getragen ist. Der untere rohrförmige Abschnitt des Empfängers 15 besitzt ein

Unterende 15a, das in einem Vibrator 17 einer Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 fest eingesetzt ist. Der Vibrator 17 besitzt einen Durchtritt 18, der vertikal definiert ist und eine obere Vertiefung größeren Durchmessers besitzt in der das Unterende 15 des Empfängers 15a aufgenommen ist. Der Durchtritt 18 besitzt auch eine untere Vertiefung größeren Durchmessers in dem ein Oberende eines umgekehrt Y-förmigen Verbindungsstücks 19 aufgenommen ist. Der Durchtritt 18 besitzt einen Innendurchmesser, der dem Innendurchmesser des unteren Rohrabschnittes des empfängers und auch dem Innendurchmesser des Durchtrittes 19a in dem Verbindungsstück 19 entspricht.

Das Verbindungsstück 19 besitzt ein Paar von Teilrohren 19b, 19b mit dem die Oberenden 20a, 20a von Zufuhrrohren 20, 20 jeweils verbunden sind. Jedes der Zufuhrr.ohre 20, 20 besteht aus rostfreiem Stahl oder einem Keramikmaterial und besitzt ein unteres Ende 20b, das sich durch die Abschirmkappe 22 einer Plasmabrennerdüse 21 erstreckt und durch diese gehalten ist. Die Unterenden 20b der Zufuhrrohre 20, 20 die durch die Abschirmkappe 22 gehalten sind, besitzen Achsen, die im wesentlichen die Mittelachse eines Durchtrittes 24 kreuzen, der in einer Düsenspitze 23 definiert ist, um ein Plasmagas durch diese nach unten zu blasen.

Eine Einrichtung 25 zum Erfaßen der Menge des zugeführten pulverförmigen Materials 5 ist an einem Zwischenabschnitt jedes der Rohre 20, 20 befestigt. Wie in den Fi9g. 3, 4 und 5 dargestellt, enthält die Detektoreinrichtung einen Körper 26 mit einem in Vertikalrichtung länglichen Rohrglied, der an einem Zwischenabschnitt ein Paar von Armen 27, 27 besitzt, die seitlich nach außen voneinander weg vorspringen. Der Körper 26 besitzt obere und untere

Löcher 28, 29 größeren Durchmessers, die vertikal darin ausgebildet sind, sowie ein mittiges Loch 30 kleineren Durchmessers das in Vertikalrichtung definiert ist und mit oberem und unterem Loch 28, 29 größeren Durchmessers in Verbindung steht. Die Arme 27, 27 besitzen jeweilige quergerichtete Löcher 31, 31 die darin definiert sind und offene Enden aufweisen, die in das Loch 30 kleineren Durchmessers sich öffnen sowie gegenüberliegende Enden die sich nach außen öffnen. Das obere Loch 28 größeren Durchmessers besitzt ein oberes abgeschrägtes Ende 28a, das sich nach oben konisch erweitert, und das untere Loch 29 größeren Durchmessers besitzt ein unteres sich erweiterndes Ende 29a das sich nach unten hin konisch erweitert. Das dazwischen liegende Loch 30 kleineren Durchmessers besitzt ein sich erweiterndes Oberende 30a, das sich nach oben konisch erweitert.

Abdichtstöpsel 32, 33 sind jeweils unter Kraftschluß in die oberen bzw. unteren sich erweiternden Enden 28a, 29a des Körpers 26 eingesetzt. Kappen 34 und 35 sind über Außengewinde aufweisende Flächen der oberen bzw. unteren Enden des Körpers 26 aufgeschraubt um die Abdichtstöpsel 32, 33 in die sich erweiternden Enden 28a, 29a eingesetzt zu halten. Die Abdichtstöpsel 32, 33 besitzen Durchgangslöcher 32a bzw. 33a, die axial definiert sind, wobei die Zufuhrrohre 20 kraftschlüssig in die Durchgangslöcher 32a, 33a eingesetzt und in diesen gehalten sind. Die Kappen 34, 35 besitzen Löcher 34a, 35a, die darin definiert sind und deren Durchmesser größer ist als der der Zufuhrrohre 20, die durch die Löcher 34a, 35a ragen. Zusammengebaut ist das Zufuhrrohr 20 axial durch den Körper 26 eingesetzt und erstreckt sich durch die Löcher 32a, 33a in den Abdichtstöpseln 32, 33, wobei anschließend beim Zusammenbau die Kappen 34, 35 über die Enden des Körpers 26 geschraubt

sind. Der Körper 26 ist nun am Zufuhrrohr 20 gehaltert. Wenn das Zufuhrrohr 20 in den Körper 26 eingeführt wird, ist das Zufuhrrohr 20 so einzustellen, daß ein Paar von sich diametral gegenüberliegenden Fenstern 20a, 20a, die in dem Zufuhrrohr 20 definiert sind, in gegenüberliegende Beziehung mit den quergerichteten Löchern 31, 31 in den Armen 27 jeweils gebracht sind.

Rohrförmige Abdichtstöpsel 36, 36 sind jeweils in die quergerichteten Löcher 31, 31 eingesetzt und Kappen 37, 37 sind jeweils, über die Arme 27, 27 aufgeschraubt. Eine optische oder .Lichtleitfaser 39, die sich von einer licht-emittierenden Einrichtung 38 erstreckt, ist unter Kraftschluß in ein Durchgangsloch 36a eingesetzt, das axial in einer der Abdichtstöpsel 36 definiert ist, und eine andere optische oder Lichtleitfaser Al die sich von einem Fotodetektor 40 erstreckt ist unter Kraftschluß in ein Durchgangsloch 36a eingesetzt, das axial in dem anderen Abdichtstöpsel 36 definiert ist. Di-^e optischen Fasern 39, 41 besitzen Enden, die von den Abdichtstöpsel 36, 36 weg ragen und bezüglich der Fenster 20a, 20a in der Zufuhrleitung 20 einander gegenüberliegen.

Ein Rohr 42 ist am oberen Abschnitt der Seitenwand des Körpers 26 in Verbindung mit dem oberen Loch 28 größeren Durchmessers angebracht zur Zufuhr eines einen Gegenoder Rückdruck erzeugenden inerten Gases, wie eines Argongases in das Loch 28 größeren Durchmessers. Ein anderes Rohr 43 bzw. ein Rohrstutzen ist an dem unteren Abschnitt der Seitenwand des Körpers 26 in Verbindung mit dem Loch 29 größeren Durchmessers angebracht zum Abgeben einer Leckmenge des pulverförmigen Materials von dem Körper 26.

Die so aufgebaute Vorrichtung zur Zufuhr pulverförmigen Materials arbeitet wie folgt: Die Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 besitzt ein piezoelektrisches Element oder dergleichen zum betätigen des Vibrators 17 mittels Ultraschallenergie zum Vibrieren des Vibrators Das von dem Bunker 6 in den Empfänger 15 durch die Abmeßeinrichtung 7 geförderte pulverförmige Material 5 wird in die Zufuhrrohre 20 geführt, wobei das pulverförmige Material 5 durch den Vibrator 17 quer durch die Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 in Vibrationen bzw. Schwingungen versetzt ist, in Vibrationen bzw. Schwingungen versetzt wird. Das pulverförmige Material 5 wird beim Eintritt in die Zufuhrleitungen oder Zufuhrrohre durch Schwerkraft sowie unter dem Druck des von dem Rohrstutzen bzw. Rohr 4 am Boden 3 eingeführten inerten Gases zur Plasmabrennerdüse 21 gefördert, wo das pulverförmige Material 5 in einen Plasmalichtbogen·44 geführt wird, der durch die Plasmabrennerdüse 21 erzeugt wird. Das pulverförmige Material 5 wie ein hartes Metall wird dann in dem Plasmalichtbogen 44 eingeschlossen und in eine geschmolzene Mulde 46 injiziert, die auf der Oberflächenschicht eines Gußeisenteils 45 ausgebildet ist, worauf hin das pulverförmige material 5 gleichförmig in der geschmolzenen Mulde 46 verteilt oder geschmolzen wird zum Rückschmelzen oder Wiederschmelzen des Gußeisenteils 45. Da der gesamte Durchtritt einschließlich der Zufuhrrohre 20 durch den Vibrator 17 in Schwingungen versetzt wird, wird verhindert, daß das hindurchströmende pulverförmige Material 5 sich an den Innenseiten des Durchtrittes 18 in dem Vibrator 17, dem Durchtritt 19a in dem Verbindungsstück 19 und in den Rohren 20, 20 absetzen kann. Selbst wenn etwas pulverförmiges Material 5 an den Innenseiten der Wand anlagert oder anhaftet wird es sehr schnell mit Hilfe des vibrierenden Durchtrittes abgeschüttelt und schließt sich

dem durchströmenden pulverförmigen Material b an. Die konstante und stabile Zufuhr des pul werförmigen Materials durch die Zufuhrleitungen 20, 20 ist wirksam zum Erzeugen wiedergeschmolzener und gehärteter Produkte gleichförmiger Qualität. Da der Durchtritt unter Ultraschallschwingungen mit geringen Amplituden ist werden an dem Verbindungsstück 19 und den Rohren bzw. Rohrleitungen keine Beschädigungen verursacht, obwohl diese aus steiferem Material bestehen können. Das pulverförmige Material 5 kann daher in sanfter Weise und zuverlässig ohne Anhaften zu der geschmolzenen Mulde 46 gefördert werden.

Wenn auch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 mit dem Empfänger 15 verbunden ist, zwischen der das pulverförmige Material 5 zuführenden Einrichtung 1 und den Zufuhrrohren 20, 20, kann die Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 auch irgendwo im Verlauf der Zufuhrrohre 20, 20 angeordnet werden. Insbesondere können Ultraschall-Vibrationseinrichtungen 160 gleichen Aufbaues wie die Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 an jeder der Zufuhrleitungen 20, 20 stromab dem Verbindungsstück 19 angeordnet werden, insbesondere bei Leitungen 20, 20 erheblicher Länge, um noch wirksamer die Ablagerung von pulverförmigem Material an den Innenseiten der Zufuhrleitungen 20, 20 zu verhindern.

Die Detektoreinrichtung 25 zum Erfassen der Menge des zugeführten pulverförmigen Materials 5 kann die Menge des pulverförmigen Materials 5 sicherstellen, die durch jede der Zufuhrleitungen 20, 20 gefördert wird, durch Messen der Menge an Licht die von der licht-emittierenden Einrichtung 28 abgegeben und von dem Fotodetektor mit Hilfe der Fenster 20a, 20a empfangen ist. Der Foto-

detektor 40 erzeugt ein Signal abhängig von der Menge des durch die Zufuhrleitung 20 strömenden pulverförmigen Materials 5, wobei ein solches Signal verarbeitet werden kann und zu einer Anzeigeeinrichtung für Sichtanzeige gesendet werden kann. Das Signal kann auch zur Steuerung oder Regelung der Abmeßeinrichtung 7 verwendet werden zum Ändern der Menge des von der Zufuhreinrichtung 1 zuzuführenden pulverförmigen Materials 5.

Obwohl der geschlossene Raum S (Fig. A) mit dem Inneren der Zufuhrleitung 20 über die Fenster 20a, 20a in Verbindung steht, leckt lediglich eine geringe Menge an pulverförmigem Material 5 über die Fenster 20a, 20a aus der Zufuhrleitung 20, da das über den Rohrstutzen 42 zugeführte inerte Gas einen höheren Gegendruck in dem geschlossenen Raum S erzeugt, als der Druck in der Zufuhrleitung 20. Jede Leckmenge an pulverf örmigem· Material 5 wird von dem Körper 26 über den Abgaberohrstutzen 43 abgeführt und dann wieder gewonnen.

Alternativ kann verhindert werden, daß das pulverförmige Material 5 aus der Zufuhrleitung leckt durch Verschließen des Abgabe-Rohrstutzen 43 und Einführen von Gegendruck-Gas von dem Rohrstutzen 42 zur Zufuhrleitung 20 über die Fenster 20a, 20a.

Da ja die Enden der Lichtleitfasern 39, 41 von den Fenstern 20a, 20a jeweils beabstandet sind, setzt sich kein pulverförmiges Material 5 an den Enden der optischen Fasern 36, 38 an, weshalb die durch die Detektoreinrichtung 25 durchgeführte optischen Messungen stabil bezüglich Fehlern während einer langen Zeitdauer bleiben.

Obgleich die Detektoreinrichtung 25 so dargestellt ist, daß sie in der Vorrichtung zum Wiederschmelzen und Härten

von Gußeisenteilen mit einem Plasmalichtstrahl eingesetzt ist, kann die Detektoreinrichtung 25 auch in verschiedenen Vorrichtungen zum Fördern von pulverförmigen Materialien verwendet werden. Die Lichtleitfaser 39, 41 können auch weggelassen sein, und die licht-emittierende Einrichtung und der Fotodetektor können anstelle der Lichtleitfasern 39, 41 zwecks direkten Sendens und Empfangene von optischen Signalen angeordnet werden.

Das Ergebnis eines mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von pulverförmigem Material mit dem Aufbau gemäß der Erfindung durchgeführten Versuch wird im folgenden erläutert. Die Zufuhrleitungen 20 bestanden aus rostfreiem Stahl und besessen einen Außendurchmesser von 2 mrr und einem Innendurchmesser von 1,5 mm. Argongas wurde von dem Rohrstutzen 4 mit einem Durchsatz von 1 l/min zugeführt. Das geförderte pulverförmige Material·besitzt eine teilchengröße von 1 Lim bis 50 jjm und wurde mit einem Durchsatz von 0,5 g/min gefördert. Der Ultraschall-Vibrator 17 schwang mit einer Frequenz von 2 kHz und einer Leistung 300 W und wurde mit den Zufuhrleitungen 20, 20 zum Ausüben von Ultraschallschwingungen auf die Zufuhrleitungen 20, 20 in Berührung gehalten. Der Ultraschallvibrator 17 wurde für 1 min erregt zum Fördern von pulverförmigem Material und dann entregt (abgeschaltet). Dann wurden die Zufuhrleitungen 20, 20 auf irgendein restliches pulverförmiges Material hin untersucht, jedoch war kein pulverförmiges Material in den Zufuhrleitungen 20 verblieben. Wenn die Zufuhrleitungen 20, 20 nicht mit Hilfe von Ultraschallschwingungen in Schwingungen versetzt worden waren und pulverförmiges Material während 1 min durch sie gefördert wurde bleiben 0,18 g des pulverförmigen Materials in den Zufuhrleiten 20, 20.

Eine Vorrichtung zum Rück- oder Wiederschmelzen und

zum Härten eines Gußeisenmaterials, bei der die Vorrichtung zur Zufuhr pulverförmigen Materials gemäß der Erfindung verwendet werden kann, wird nun mit Bezug auf Fig. 6 näher erläutert.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 6 dient zum Wiederschmelzen und Härten von Nocken 101 auf einem Werkstück oder einer Nockenwelle 100. Die axialen Enden der Nockenwelle sind durch ein Spannfutter 102 bzw. eine Drehmaschinenspitze 103 gehaltert, wobei die Nockenwelle 100 durch den Druck eines Druckzylinders 104 in Lage gehalten ist, der mit der Drehmaschinenspitze 103 gekoppelt ist und die Nockenwelle 100 in axialer Richtung drückt. Das Spannfutter 102 wird mittels eines Motors 105 zum Drehen der Nockenwelle 100 gedreht. Ein axial längs der Nockenwelle 100 bewegbarer Plasmabrenner 106 ist über einem gewünschten der Nocken 101 positioniert. Der Plasmabrenner 106 ist vertikal bewegbar von einem Tragrahmen 108 eines Halters 107 getragen. Der Tragrahmen 108 ist in Gewindeeingriff mit einer Vorschubspindel 110, die um die eigene Achse mittels eines Motors 109 gedreht wird. Im Betrieb wird die Nockenwelle durch den Motor 105 gedreht, wird der Plasmabrenner vertikal bewegt um dem Nockenprofil des zu bearbeitenden Nockens 101 mit konstantem beibehaltenem Abstand zwischen dem Nockenprofil und der Düse des Plasmabrenners 106 zu folgen. Über dem zu behandelnden gewünschten Nocken wird der Plasmabrenner 106 hin- und hergehend axial längs der Nockenwelle 100 bewegt, um nach Art eines meanderförmigen Weges über das Kammprofil hin- und her zu gehen, während die Nockenwelle 100 um die eigene Achse gedreht wird, wodurch die Nockenoberfläche des Nockens 101 wiedergeschmolzen und gehärtet wird. Der Plasmabrenner 106 wird durch die Vorschubspindel 110 längs der Nockenwelle 100 zum aufeinderfolgenden Bear-

beiten der Nocken 101 horizontal bewegt. In Fig. 6 sind acht Nocken 101 an der Nockenwelle 100 vorgesehen und sind zwei Plasmabrenner 106 verwendet. Deshalb können von jedem der Plasmabrenner 106 vier Nocken 101 wiedergeschmolzen werden.

Der Plasmabrenner ist in Fig. 1 ausführlich dargestellt. Der Plasmabrenner besitzt eine Düsenspitze 23, die in einer Kohlenabschirmkappe 22 angeordnet ist, mit einem zwischen der Düsenspitze 23 und der Abschirmkappe 22 definierten Durchtritt 47 für den Durchtritt eines Abschirmgases, wie eines inerten Gases. Der Durchtritt der das Hindurchtreten eines Arbeitsgases wie eines Argongases ermöglicht, ist mittig in der Düsenspitze definiert und von einem Kühlmitteldurchtritt 28 umgeben, der in der Düsenspitze 23 definiert ist. Eine Elektrode wie aus Wolfram ist in dem Durchtritt 24 positioniert und elektrisch mit einer Stromversorgung 112 (Fig. 6) über ein Kabel 121 verbunden.

Die Zufuhrleitungen 20, 20 erstrecken sich schräg durch den unteren Wandabschnitt der Abschirmkappe 22. Die Zufuhrrorhe 20, 20 bestehen aus einem Material niedrigen Reibungskoeffizienten, wie rostfreiem Stahl. Die Zufuhrleitungen 20, 20 sind symmetrisch an der Abschirmkappe 22 angebracht, wobei die distalen (abgewandten) Enden um einen vorgeschriebenen Winkel gegenüber der Achse N der Plasmabrennerdüse 21 geneigt sind, die wiederum zur Achse des Durchtritts 24 ausgerichtet ist. Wie erläutert, sind die Zufuhrleitungen 20, 20 mit der Zufuhreinrichtung 1 für pulverförmiges Material 5 zur Zufuhr des pulverförmigen Materials 5 aus Metall zu der geschmolzenen Mulde verbunden, die gebildet wird, wenn der Nocken 101 durch den Plasmalichtbogen geschmolzen wird um auf diese Wiese eine Hartlegierungsschicht auf

der Nockenoberfläche zu bilden.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 6 enthält auch eine elektronische Steuereinheit 122 zum Steuern bzw. Regeln der Motor 105, 109 eines in der Halterung 107 aufgenommenen (nicht dargestellten) Motors zur Vertikalbewegung des Plasmabrenners 106, der Stromversorgung 112, der Zufuhreinrichtung 115 für pulverförmiges Material 5, der Ultraschall-Vibrationseinrichtung 16 und der Detektoreinrichtung 121.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen der Erfindung möglich.

Claims

PATENTANWÄLTE Telefon (089) 29 66 84 - 86 DipWng.H.MITSCHERLICH Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN ο Γ η ο -1 Q '; Telecopier (089) 29 39 63 DipLmgDr.rsr.nat W. KÖRBER ^ U 0 I J /! Psch-Κ,ο ■«-£«»■«» Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS DipL-lng. W. MELZER o „, . „ a ,_ ° Steinsdorf straße 10 european patent attorneys D-8000 München 22 Honda Giken K.K. 7. März 1985 27-8, Jingumae 6-chome, Me/gw(ti) Shibuya-ku Tokyo / Japan Ansprüche

1. Verfahren zur Zufuhr eines pulverförmigen Materials (5) zu einem Werkstück zwecks Verarbeitung, gekennzeichnet durch folgende Schritte

a) Abführen des pulverförmigen Materials (5) von einer Speichereinrichtung (6),

b) Zuführen des von der Speichereinrichtung (6) abgeleiteten pulverförmigen Materials (5) in eine Leitungseinrichtung (15,20), die sich bis nahe dem Werkstück (45) erstreckt und

c) Versetzen der Leitungseinrichtung (15,20) in Ultraschallschwingungen zur Zufuhr des pulverförmigen Materials

(5) durch diese zu dem Werkstück (45).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material (5) vor der Abfuhr von

der Speichereinrichtung (6) in die Leitungseinrichtung (15,20) abgemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des pulverförmigen Materials

(5) erfaßt wird, wenn sie durch die Leitungsexnreichtung (15,20) geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des pulverförmigen Materials (5) mittels einer licht-emittierenden Einrichtung (38) und eines Fotodetektors (40) erfaßt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte

d) Wieder-Schmelzen des Werkstückes (45) mittels eines

ο
Plasmalichtbogens (44) und

e) Zuführen des pulverförmigen Materials (5) von der Leitungseinrichtung (15,20) in den Plasmalichtbogen (44) derart, daß das pulverförmige Material

(5) in eine geschmolzene Mulde (46) am Werkstück (45) entladen wird.

6. Vorrichtung zur Zufuhr von pulverförmigen Material zu einem Werkstück zwecks Verarbeitung, gekennzeichnet durch

eine Speichereinrichtung (6) zum Speichern des pulverförmigen Materials (5), wobei die Speichereinrichtung einen Auslaß (6a) besitzt,

eine Leitungseinrichtung (15,20) von dem Auslaß (6a) zu einer Stellung nahe dem Werkstück (45) zwecks Förderung des pulverförmigen Materials (5)

durch sie und eine Ultraschall-Vibrationseinrichtung (16) an der Leitungseinrichtung (15,20) zum Ausüben von Ultraschall-Vibrationen auf die Leitungseinrichtung (15,20) .

7, Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Abmesseinrichtung (7) zwischen dem Auslaß (6a) und der Leitungseinrichtung (15,20) zum Abmessen des in die Leitungseinrichtung eingeführten pulverförmigen Materials.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmesseinrichtung (7) einen unter dem Auslaß (6a) angeordneten Drehtisch (10) aufweist, der in der Horizontalebene rotiert sowie ein Meßblatt (13) mit geringem Abstand von der Oberseite des Drehtisches (10) und im wesentlichen in einer Vertikalebene·

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßblatt (13) gegenüber dem Drehtisch (10) vertikal bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn-20

zeichnet, daß das Meßblatt (13) in Horizontalrichtung über einen Winkel bewegbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch eine an der Leitungseinrichtung (15,20) befestigte Detektoreinrichtung (25) zum Erfassen der Menge des pulverförmigen Materials (5) das durch die Leitungseinrichtung gefördert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, 3Q daß die Leitungseinrichtung (15,20) eine Rohrwand (20) besitzt, daß die Detektoreinrichtung (25) ein Paar von in der Rohrwand (20) ausgebildeten sich diametral gegenüberliegenden Fenster (20a) aufweist, daß ein Rohrkörper (26) eine geschlossene Kammer(S) definiert, und daß ein licht~emitierendes Glied (39) und ein Fotodetektor

(41) in dem Körper (26)bezüglich der beiden Fenster (20a) einander gegenüberliegen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtuna (25) ein Rohr (42) aufweist, das mit dem Körper (26) verbunden ist, um ein einen Rückdruck erzeugendes Gas in die geschlossene Kammer (S) zu führen um in der geschlossenen Kammer (S) einen Druck aufrecht zu erhalten, dessen Pegel höher als der in der Leitungseinrichtung (15,20) ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinrichtung (15,20) einen Empfänger (15) aufweist für den Empfang des in die Leitungseinrichtung abgegebenen pulverförmigen Materials (5) sowie ein Rohr (20) zum Führen des pulverförmigen Materials von dem Empfänger (15) zur Lage nahe dem Werkstück (45).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Vibrationseinrichtung (16) an mindestens einem von Empfänger (15) und Rohr (20) befestigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Vibrationseinrichtung (16) zwischen Empfänger (15) und Rohr (20) angeschlossen ist.