DE3635698C2

DE3635698C2 - Flammspritzbrenner zur Herstellung von Oberflächenschichten auf Werkstücken

Info

Publication number: DE3635698C2
Application number: DE3635698A
Authority: DE
Inventors: Philippe Delaplace; Hans-Theo Steine
Original assignee: Castolin SA
Current assignee: ECG Immobilier SA
Priority date: 1985-10-22
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2006-10-22
Also published as: DE3635698A1; CH666631A5; US4759505A

Description

Die Erfindung betrifft einen Flammspritzbrenner zur Herstellung von Oberflächenschichten auf Werkstücken durch Aufspritzen von pulverförmigen Materialien, mit einem Brennerkörper, der Förderkanäle für Sauerstoff, für ein Brenngas sowie für ein Pulver-Trägergas-Gemisch aufweist, wobei ein Einsatzteil in den Förderkanal für das Pulver- Trägergas-Gemisch des Brennerkörpers einsetzbar ist, das an seinem hinteren, stromaufwärts liegenden Ende, mit einem Injektorteil versehen ist, über das Trägergas und Sauerstoff zuführbar sind und wobei dem Trägergas das Spritzpulver zuführbar ist.

Ein derartiger Flammspritzbrenner ist der US-PS 3 476 320 zu entnehmen, dessen im Brennerkörper eingesetztes Einsatzteil an seinem hinteren Ende das Injektorteil trägt, wobei die Zufuhr des Spritzwerkstoffes von einem Pulvertrichter her am vorderen Ende des Einsatzteiles erfolgt.

Bekannte Flammspritzbrenner sind im allgemeinen in ihren Anwendungsmöglichkeiten stark begrenzt und bieten oft keine ausreichende Betriebssicherheit.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, einen Flammspritzbrenner zu schaffen, der einerseits als handbedienter Brenner mit aufgesetztem Pulverbehälter und andererseits durch einfachen Austausch von außen zugänglicher Organe als automatisch arbeitender Maschinenbrenner verwendbar ist, sowie einen solchen Brenner in einfacher Weise an verschiedene Leistungsniveaus und verschiedene Arbeitsbedingungen anpaßbar zu gestalten. Insbesondere soll wahlweise ein Betrieb mit Sauerstoff als Trägergas für das Spritzpulver oder mit einem von außen getrennt zugeführten Trägergas und regelbarem Zusatz von Sauerstoff ermöglicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt nach der Lehre des Patentanspruches ein Flammspritzbrenner mit folgenden auswechselbar in den Brennerkörper an dessen hinterem Ende einsetzbaren Einzelteilen:

a) hinter dem Einsatzteil und dem Injektorteil ist ein Verschlußteil in einem Verlängerungskanal derart eingesetzt, daß dem Injektorteil lediglich Sauerstoff über eine seitliche, mit dem Sauerstoff-Förderkanal des Brennerkörpers in Verbindung stehende Öffnung zuführbar ist, wobei am vorderen Ende des Injektorteils im Einsatzteil die Zufuhr des Spritzwerkstoffes erfolgt, oder
b) anstelle des Verschlußteils ist ein Leitorgan mit einem seitlichen Einleitkanal derart einsetzbar, daß dem Injektorteil einerseits über einen durchgehenden Kanal des Leitorgans Trägergas und andererseits über den seitlichen Einleitkanal Sauerstoff vom Sauerstoff- Förderkanal des Brennerkörpers zuführbar ist, wobei am vorderen Ende des Injektorteils im Einsatzteil die Zufuhr des Spritzpulvers erfolgt, oder
c) anstelle des Verschlußteils ist ein Leitbogen ohne einen seitlichen Einleitkanal derart eingesetzt, daß dem Injektorteil über den durchgehenden Kanal des Leitorgans nur Brenngas zuführbar ist, wobei am vorderen Ende des Injektorteils im Einsatzteil die Zufuhr des Spritzpulvers erfolgt, oder
d) anstelle des Verschlußteils ist ein Leitorgan ohne seitlichen Einleitkanal eingesetzt und als Injektorteil ein Verschlußteil in das Einsatzteil eingesetzt, das die Zufuhr von Spritzwerkstoff im Einsatzteil derart unterbindet, daß - mit Speisung aus einem externen vom Brenner unabhängigen Pulverfördergerät - Trägergas nur über den durchgehenden Kanal des Leitorgans zuführbar und der Zuführkanal für Sauerstoff durch das Leitorgan verschlossen ist, oder
e) anstelle des Verschlußteils ist ein Leitorgan mit einem seitlichen Einleitkanal für Sauerstoff eingesetzt und als Injektorteil ist im Einsatzteil ein Verschlußteil eingesetzt, das die seitliche Zufuhr von Spritzwerkstoff im Einsatzteil derart unterbindet, daß - mit Speisung aus einem externen vom Brenner unabhängigen Pulverfördergerät - einerseits Pulver- Trägergas-Gemisch über einen durchgehenden Kanal des Leitorgans und anderseits über den seitlichen Einleitkanal des Leitkanals Sauerstoff vom Sauerstoff- Förderkanal zuführbar ist.

Weitere Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Flammspritzbrenners gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor, das in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht ist; diese zeigt in

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Brennerkörpers für den erfindungsgemäßen Flammspritzbrenner;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Trägergas-Leitorgan zum wahlweisen Einsatz in den Brennerkörper;

Fig. 3 einen Axialschnitt duch ein wahlweise einsetzbares Verschlußorgan, und

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Pulver-Trägergas- Leitorgan ebenfalls zum wahlweisen Einsatz in den Brennerkörper von Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Brennerkörper 1 ist an einem seiner Enden zum Anschluß an ein durch eine gestrichelte Kontur angedeutetes Düsenteil 19 ausgebildet und besitzt an seinem gegenüberliegenden Ende Anschlüsse für Sauerstoff und ein Brenngas, die in entsprechenden Förderkanälen, von denen der Sauerstoff-Förderkanal 8 gestrichelt dargestellt ist, über zumindest eine Regeleinrichtung - wie das schematisch gezeigte Regelventil 9 - durch den Brennerkörper 1 zum Düsenteil 19 geleitet werden.

Ferner besitzt der Brennerkörper 1 einen Förderkanal 4 für ein Pulver-Trägergas-Gemisch, der bei dem vorliegenden Brenner in einem Einsatzteil 2 verläuft, das bei abgenommenem Düsenteil 19 von außen, von einer stromabwärts gelegenen Ausgangsöffnung 10 her, in den Brennerkörper 1 einsetzbar ist. Gegenüber dem Förderkanal 4 weist das Einsatzteil 2 eine Eingangsöffnung 12 auf, die mit einem Schraubgewinde versehen ist, und in die beispielsweise, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Injektorteil 5 einschraubbar ist. Das Einsatzteil 2 weist ferner eine seitliche Eingangsöffnung 11 auf, die mit einem im Brennerkörper verlaufenden Pulver-Zuführkanal 3 in Verbindung steht und in den Förderkanal 4 einmündet, wobei am Ausgang des Injektorteils 5 eine Mischkammer gebildet wird.

In Verlängerung des als zylindrische Bohrung ausgebildeten Förderkanals 4 verläuft ein Verlängerungskanal 6, der in eine Eingangsöffnung 13 des Brennerkörpers 1 übergeht. Diese Eingangsöffnung 13 ist ebenfalls mit einem Gewinde versehen, in das beispielsweise gemäß Fig. 1 ein Verlängerungskanal-Verschlußorgan 14 eingeschraubt ist.

Der Verlängerungskanal 6 weist ferner eine seitliche Öffnung 7 auf, die mit dem Sauerstoff-Förderkanal 8 des Brennerkörpers in Verbindung steht. Sauerstoff dient im Anwendungsfall von Fig. 1 als Trägergas und gelangt über den Verlängerungskanal 6 in das Injektorteil 5, in dem durch im Durchmesser reduzierte Bohrungen eine Beschleunigung erzielt und dem aus einem nicht dargestellten Pulverbehälter ein pulverförmiger Spritzwerkstoff über den Kanal 3 und die Öffnung 11 des Einsatzteils zugeführt wird. Dieser Werkstoff wird im Förderkanal 4 als Pulver-Gasgemisch zum Düsenteil hin befördert. Dies ist ein Beispiel für eine handbediente Arbeitsweise des Flammspritzbrenners.

Fig. 2 zeigt ein Trägergas-Leitorgan 24, das anstelle des Verschlußteils 14 in die Eingangsöffnung 13 des Brennerkörpers 1 einschraubbar und zum Anschluß an eine externe Trägergasquelle vorgesehen ist. Das Teil 24 weist einen zentralen durchgehenden Kanal 20 auf, der ein Anschlußteil 25 zum Anschluß einer Trägergasleitung mit dem mündungsseitigen Ende des Leitorgans 24 verbindet, wobei dieses Ende dem Injektorteil 5 gegenüber liegt. Auf der Höhe der seitlichen Öffnung 7 des Verlängerungskanals 6 weist das Leitorgan 24 einen Einleitkanal 27 auf, wozu der entsprechende Wandabschnitt 22 des Leitorgans als ringförmige Nut ausgebildet ist, um in jeder Winkellage des Leitorgans eine Verbindung mit der seitlichen Öffnung 7 zu gewährleisten. O-Ringe 28 und 29 sind zu beiden Seiten dieser Nut zur Abdichtung gegenüber dem Verlängerungskanal 6 angeordnet.

Bei Verwendung des Leitorgans gemäß Fig. 2 wird einerseits ein Trägergas, wie Argon, und andererseits Sauerstoff aus dem Förderkanal 8 dem Injektorteil 5 zugeführt und dient zur Förderung des Spritzpulvers aus dem erwähnten - auf den Brenner aufgesetzten - Pulverbehälter. Dabei wird vorzugsweise nach dem Abschalten des Brenners im Betrieb noch ein Restfluß von Sauerstoff zur Sicherheit gegen eine Rückdiffusion des Brenngases durch den Injektor geleitet. Für den Fall, daß infolge der Pulverbeschaffenheit kein Sauerstoff als Trägergas bzw. Trägergasbestandteil verwendet werden soll, wird anstelle des Leitorgans von Fig. 2 ein analog ausgebildetes Leitorgan ohne Einleitkanal 27 verwendet, wodurch die seitliche Öffnung 7 mit dem Leitorgan 24 abgeschlossen wird und lediglich das extern zugeführte Trägergas zur Verwendung gelangt.

Fig. 3 zeigt ein Verschlußorgan 34, das anstelle des Injektorteils 5 in die entsprechende Öffnung des Einsatzteils 2 einschraubbar ist und im eingeschraubten Zustand die seitliche Öffnung 11 gegen den Förderkanal 4 abschließt, wobei das Ende des Organs 34 in die Öffnung des Kanals 4 eintritt bzw. daran anliegt.

Fig. 4 zeigt ein Leitorgan 44, das anstelle des Leitorgans 24 bzw. des Verschlußorgans 14 in den Brennerkörper 1 einschraubbar ist und zusammen mit dem Verschlußorgan 14 von Fig. 3 zur Verwendung gelangt. Das Leitorgan 44 weist einen zentralen Kanal 40 auf, der einen zentralen Kanal 30 des Verschlußteils 34 verlängert und an seinem äußeren Ende 45 zum Anschluß an eine externe Quelle eines Pulver-Trägergas-Gemisches ausgebildet ist. Der im eingeschraubten Zustand des Organs 44 der seitlichen Öffnung 7 gegenüberliegende Teil dieses Leitorgans kann entweder, wie in Fig. 4 gezeigt, zum Abschluß der Öffnung 7 gegenüber dem Kanal 6 mit O-Ringen 42, 43 versehen sein, oder er kann, wie in Fig. 2 gezeigt, einen entsprechenden seitlichen Einleitkanal aufweisen, der die Zuführung von Sauerstoff zu dem Pulver-Trägergas-Gemisch ermöglicht bzw. nach dem Abschalten des Brenners einen Sauerstoffnachfluß zur Sicherheit gegen eine Rückdiffusion des Brenngases erlaubt.

Bei Verwendung der Verschluß- und Leitorgane gemäß den Fig. 3 und 4 dient der vorliegende Flammspritzbrenner als Maschinenbrenner mit Speisung aus einem externen vom Brenner unabhängigen Pulver-Fördergerät.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform veranschaulicht die vielfältigen Möglichkeiten des Einsatzes des erfindungsgemäßen Flammspritzbrenners, wobei insbesondere die regelbare Zuführung von Sauerstoff jeweils als Trägergas, als Trägergaszusatz und/oder als Nachflußgas eine Flexibilität in der Anwendung und eine Betriebsicherheit ergeben, die von entscheidender Bedeutung sind.

Claims

1. Flammspritzbrenner zur Herstellung von Oberflächen schichten auf Werkstücken durch Aufspritzen von pul verförmigen Materialien, mit einem Brennerkörper, der Förderkanäle für Sauerstoff, für ein Brenngas sowie für ein Pulver-Trägergas-Gemisch aufweist, wobei ein Einsatzteil in den Förderkanal für das Pulver-Trägergas-Gemisch des Brennerkörpers einsetzbar ist, das an seinem hinteren, stromaufwärts liegenden Ende, mit einem Injektorteil versehen ist, über das Trägergas und Sauerstoff zuführbar sind und wobei dem Trägergas das Spritzpulver zuführbar ist, gekennzeichnet durch folgende auswechselbar in den Brennerkörper (1) einsetzbare Einzelteile

a) am hinteren Ende des Brennerkörpers (1), hinter dem Einsatzteil (2) und dem Injektorteil (5), ist ein Verschlußteil (14) in einem Verlängerungskanal (6) ein gesetzt, derart, daß dem Injektorteil (5) ledig lich Sauerstoff über eine seitliche, mit dem Sauerstoff-Förderkanal (8) des Brennerkörpers (1) in Verbindung stehende Öffnung (7) zuführbar ist, wobei am vorderen Ende des Injektorteils (5) im Einsatzteil (2) die Zufuhr des Spritzwerkstoffes erfolgt oder
b) am hinteren Ende des Brennerkörpers (1) ist anstelle des Verschlußteils (14) ein Leitorgan (24) mit einem seitlichen Einleitkanal (27) einsetzbar, derart, daß dem Injektorteil (5) einerseits über einen durchgehenden Kanal (20) des Leitorgans (24) Trägergas zuführbar ist und anderseits über den seitlichen Einleitkanall (27) Sauerstoff vom Sauerstoff-Förderkanal (8) des Brennerkörpers (1) zuführbar ist, wobei am vorderen Ende des Injektorteils (5) im Ein satzteil (2) die Zufuhr des Spritzpulvers er folgt oder
c) am hinteren Ende des Brennerkörpers (1) ist anstelle des Verschlußteils (14) ein Leitorgan (24) ohne einen seitlichen Einleitkanal (27) eingesetzt, derart, daß dem Injektorteil (5) über den durchgehenden Kanal (20) des Leitorgans (24) nur Brenngas zuführbar ist, wobei am vorderen Ende des Injektorteils (5) im Einsatzteil (2) die Zufuhr des Spritzpulvers erfolgt oder
d) am hinteren Ende des Brennerkörpers (1) ist anstelle des Verschlußteils (14) ein Leitorgan (44) ohne seitlichen Einleitkanal (27) eingesetzt und als Injektorteil (34) ist ein Verschlußteil in das Einsatzteil (2) eingesetzt, das die Zufuhr von Spritzwerkstoff im Einsatzteil (2) unterbindet, derart, daß - mit Speisung aus einem externen vom Brenner unabhängigen Pulverfördergerät - Trägergas nur über den durchgehenden Kanal (40) des Leitorgans (44) zuführbar ist und der Zuführkanal (8) für Sauerstoff durch das Leitorgan (44) verschlosssen ist oder
e) am hinteren Ende des Brennerkörpers (1) ist anstelle des Verschlußteils (14) ein Leitorgan (44) mit einem seitlichen Einleitkanal (27) für Sauerstoff eingesetzt und als Injektorteil (34) ist im Einsatzteil (2) ein Verschlußteil eingesetzt, das die seitliche Zufuhr von Spritzwerkstoff im Einsatzteil (2) unterbindet, derart, daß - mit Speisung aus einem externen vom Brenner unabhängigen Pulverfördergerät - einerseits Pulver-Trägergas-Gemisch über einen durchgehenden Kanal (40) des Leitorgans (44) und andererseits über den seitlichen Einleitkanal (27) des Leitorgans (44) Sauerstoff vom Sauerstoff-Förderkanal (8) zuführbar ist.

2. Flammspritzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (14) als Schraubteil ausgebildet und in der Eingangsöffnung (13) am hinteren Ende des Brennerkörpers (1) verschraubt ist.