DE3905236A1 - Vorrichtung zum thermischen spritzen von pulverfoermigen werkstoffen - Google Patents

Vorrichtung zum thermischen spritzen von pulverfoermigen werkstoffen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen von pulverförmigen Werkstoffen mit mindestens einer Spritz­ einrichtung, welche einen Pulverbehälter trägt, dessen Aus­ gang mit einer Pulverträgergas-Mischvorrichtung in Verbin­ dung steht.
Spritzeinrichtungen zum thermischen Spritzen, beispielsweise zum Flammspritzen von pulverförmigen Materialien zur Herstellung von Oberflächenschichten auf Werkstücken, werden häufig aus einem aufgesetzten Pulverbehälter gespeist, von dem das pulverförmige Material durch die Schwerkraft in einen Trägergasstrom gelangt und von diesem in den Bereich der Flamme des Spritzgerätes geführt wird. Andererseits ist es auch bekannt, Spritzgeräte über eine relativ lange Schlauchzuführung aus einem getrennten Pulverbehälter zu speisen, wobei ebenfalls ein Trägergasstrom als Transportmittel dient.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei der Speisung eines Spritzgerätes von einem entfernt angeordneten Pulverbehälter starke Unregelmässigkeiten in der Pulverförderung auftreten, die vor allem auf die Wandreibung der Partikel in dem Transportschlauch zurückzuführen sind, welche noch dazu von der Verformung desselben abhängt. Dazu kommt der Nachteil, daß beim Unterbrechen der Trägergaszuführung der Transportschlauch nicht geleert wird, bzw. daß bei Verwendung eines Spülgasstromes zum Entleeren des Schlauches nach dem Abschalten der Spritzanlage die entsprechende Pulvermenge verloren geht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, in der eine äußerst regelmäßige Zuführung des Pulvers in den Flammenbereich erfolgt, in der keine Pulververluste oder Betriebsstörungen durch vorhandene Pulverreste auftreten und die vielfältige Einsatzmöglichkeiten und besonders günstige Steuerungs­ möglichkeiten eröffnet.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Pulverbehälter des Gerätes über eine Zuführvorrichtung mit mindestens einem Pulvervorratsbehälter verbunden ist und die Anlage eine Einrichtung zur automatischen oder von einer Bedienungsperson ausgelösten Nachfüllung des Pulver­ behälters des Gerätes aus dem Vorratsbehälter aufweist.
Besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage sind in den Ansprüchen 2 bis 19 beschrieben.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Anlagen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungs­ beispielen, die in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht sind.
Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Anlage mit manuell gesteuerter Nachfüllung des Pulverbehälters des Spritzgerätes,
Fig. 2 eine Anlage mit automatischer Nachfüllung des Pulverbehälters auf Grund einer Maximal/Minimal-Füllstands­ feststellung und,
Fig. 3 eine Anlage mit automatischer oder manuell gesteuerter Nachfüllung mittels eines pulsförmigen Trägergasstroms.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Anordnung umfaßt beispielsweise ein übliches Flammspritzgerät 1, das einen darauf aufgesetzten Pulverbehälter 2 aufweist und mit Zuführleitungen 3, 4 für Acethylen und Sauerstoff versehen ist, wobei ein Teil des Sauerstoffes als Trägergas zur Förderung des Pulvers vom Behälter 2 zum Ausgang 5 des Spritzgerätes dient.
Der Pulverbehälter 2 ist über eine Schlauchleitung 6 mit einer steuerbaren Mischvorrichtung 7 verbunden, die einerseits mit einem Vorratsbehälter 8 und andererseits mit einer Trägergas-Zuführungsleitung 9 für ein Trägergas T in Verbindung steht. Der Ausgang der Mischvorrichtung 7 wird in diesem Beispiel über eine Verbindung 10 von einem am Spritzgerät angeordneten Ein-Aus-Schalter 11 gesteuert. Der Pulverbehälter 2 ist bei einer solchen manuellen Steuerung vorzugsweise aus durchsichtigem Material hergestellt oder weist ein geeignetes Sichtfenster auf, sodaß die Bedienungsperson den Füllstand dieses Behälters überwachen kann und seine Nachfüllung aus dem entfernt aufgestellten Vorratsbehälter 8 rechtzeitig vornehmen kann. Fig. 1 zeigt weiter schematisch ein im oberen Teil des Pulverbehälters 2 angeordnetes Auslaßventil 12 für das Trägergas. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird das Trägergas T mittels einer Leitung 21 in den Vorratsbehälter zurückgeführt.
Der Pulverbehälter am Spritzgerät kann ein Volumen von 0,05 bis 10 Liter besitzen, doch liegt dieses vorzugsweise bei 1,5 oder 3 Liter. Das Volumen des Vorratsbehälters 8 beträgt ein Vielfaches davon und liegt vorzugsweise zwischen 1 und 20 Liter. Der Verbindungsschlauch 6 hat vorzugsweise einen Durchmesser von maximal 10 mm. Als Trägergas T zur Förderung des Pulvers aus dem Vorratsbehälter 8 dient beispielsweise Stickstoff.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Anlage, bei der die Füllhöhe des Pulverbehälters am Spritzgerät mit Hilfe von Sensoren überwacht wird. In dieser Fig. 2 wurden Teile der Anlage, die ähnlich entsprechenden Teilen von Fig. 1 sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Behälter 2 weist zwei Sensoren 13, 14 für die minimale und die maximale Füllhöhe auf, wobei diese Sensoren entweder bekannte photo-elektrische, induktive, kapazitive oder mechanische Sensoren sein können. Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden über eine Verarbeitungsvorrichtung 15 zur Steuerung des Pulvertransports durch die Vorrichtung 7 verwendet. Die Nachfüllung des Pulverbehälters 2 erfolgt somit automatisch, sobald die Füllhöhe des Pulvers auf das durch die Anordnung des Sensors 13 bestimmte Niveau abgesunken ist, und zwar so lange, bis die maximale Füllhöhe entsprechend der Anordnung des Sensors 14 erreicht ist. Die Fig. 2 zeigt ein die Austrittsöffnung der Zuführleitung 6 im Behälter 2 umgebendes Rohr 16, das mit einer Anzahl von Bohrungen zur besseren Verteilung des Pulvers versehen ist. Zusätzlich kann eine nicht dargestellte Siebvorrichtung, insbesondere ein um etwa 45° gegen die Abflußrichtung des Pulvers im Behälter geneigtes Sieb zum Zurückhalten von Verunreinigungen, im Behälter 2 angeordnet sein. Der Austritt des Trägergases aus dem Behälter 2 erfolgt in diesem Beispiel über ein Filter 17 im oberen Teil dieses Behälters. Ferner zeigt Fig. 2 die Verwendung eines geerdeten Abschirmmantels 18 um den Schlauch 6 herum, wodurch eine elektrostatische Aufladung deßelben durch den Pulvertransport vermieden werden kann.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsvariante der vorliegenden Anlage gezeigt, wobei ähnliche Teile wieder mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Der Pulverbehälter 2 weist in diesem Beispiel nur den Sensor 13 für die minimale Füllhöhe auf, bei deren Erreichen ein Signal an die Verarbeitungsvorrichtung 15 abgegeben wird, die ihrerseits eine Steuervorrichtung 19 für ein Trägergas T 1 betätigt. Damit werden ein oder mehrere Trägergaspulse vorgegebener Dauer ausgelöst, die der notwendigen Nachfüllung des Behälters 2 entsprechen. Gemäß einer Variante können die Trägergas-Pulse auch von Hand über den Schalter 11 ausgelöst werden und kann ihre Dauer über eine regelbare Zeitintervall-Steuerungsvorrichtung bestimmt werden.
Das Spritzgerät von Fig. 3 ist mit einer getrennten Trägergaszuführung 20 versehen, wobei entweder das gleiche oder ein anderes Trägergas T 2, wie das über die Zuführung 9 zugeführte Trägergas T 1, im Spritzgerät verwendet werden kann.
Die gezeigten Ausführungsformen geben lediglich einzelne Beispiele an, wobei für den Fachmann selbstverständlich ist, daß die erwähnten Teile der Anlage auch in anderer Weise kombiniert werden können. Allen Ausführungsformen gemeinsam ist der Vorteil einer äußerst regelmäßigen Pulvereinbringung in das Spritzgerät, die insbesondere dadurch erreicht wird, daß der Füllstand des Pulverbehälters auf dem Spritzgerät nicht unter ein vorgegebenes Minimum absinkt. Ferner erlaubt die vorliegende Anlage ein kontinuierliches Arbeiten ohne die beim Auswechseln eines Pulverbehälters notwendige Unterbrechung. Der Spritzvorgang selbst wird durch die Zuführung aus dem entfernt angeordneten Vorratsbehälter nicht beeinflußt, und die eingangs erwähnten Schwierigkeiten beim Abschalten des Spritzgerätes werden vermieden. Die Einsatzmöglichkeiten einer solchen Anlage werden wesentlich erweitert, da sowohl bei manuellem als auch bei automatischem Betrieb eine weitgehende Unabhängigkeit von der Entfernung der Arbeitsstelle bezüglich des Vorratsbehälters ermöglicht wird, und beispielsweise das Arbeiten mit mehreren Spritzgeräten aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter oder die Speisung eines einzigen Spritzgerätes aus mehreren Vorratsbehältern problemlos erfolgen kann.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum thermischen Spritzen von pulverförmigen Werkstoffen mit mindestens einer Spritzeinrichtung, welche einen Pulverbehälter trägt, dessen Ausgang mit einer Pulver/Trägergas-Mischvorrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) über eine Zuführeinrichtung (3) mit mindestens einem Vorratsbehälter (8) verbunden ist und eine Einrichtung zum Nachfüllen des Pulverbehälters aus dem Vorratsbehälter vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an der Spritzeinrichtung (1) oder auf der Höhe der Spritzeinrichtung angeordneten Ein-Aus-Schalter (11), der mit der Einrichtung zur Nachfüllung des Pulverbehälters (2) zu deren Steuerung verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) mindestens einen Senosr (13, 14) aufweist, der auf eine bestimmte Füllhöhe dieses Pulverbehälters anspricht und mit der Nachfülleinrichtung zur automatischen Steuerung derselben verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) Sensoren (13, 14) zur Feststellung seiner minimalen und seiner maximalen Füllstandhöhe aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Nachfüllung des Pulverbehälters (2) mit einem Trägergasstrom für den Pulvertransport arbeitet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Pulvers zum Pulverbehälter (2) des Gerätes über einen pulsförmig gesteuerten Trägergasstrom erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Pulvers zum Pulverbehälter (2) durch einen über eine regelbare Zeitintervall- Steuerungseinrichtung gesteuerten Trägergasstrom erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pulverbehälter (2) und dem Vorrratsbehälter (8) eine Leitung zur Rückführung des Trägergases angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzeinrichtung (1) eine Trägergas-Zuführ­ einrichtung zum Transport des Pulvers vom Pulverbehälter (2) zum Ausgang der Spritzeinrichtung aufweist, die von der Trägergasstromführung der Nachfülleinrichtung getrennt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägergas zum Nachfüllen des Pulverbehälters (2) Stickstoff und als Trägergas zum Transport des Pulvers vom Pulverbehälter zum Ausgang der Spritzeinrichtung Sauerstoff verwendet wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) eine mit einem Filter (17) versehene Öffnung zum Austritt des Trägergases aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) mit einer mit einem automatisch arbeitenden Ventil (12) versehenen Öffnung zum Austritt des Trägergases versehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter des Grätes eine Siebvorrichtung zum Beseitigen von Verunreinigungen des zugeführten Pu­ lvers aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pulvereintritts- und -austrittsöffnung des Pulverbehälters (2) ein Sieb angeordnet ist, das gegenber der Transportrichtung des Pulvers im Behälter um etwa 45° geneigt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) aus einem durchsichtigen Material besteht oder mit einem Sichtfenster versehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (8) die Zuführvorrichtung und/oder der Pulverbehälter (2) mit einer Vibrationseinrichtung für den Pulvertransport versehen sind/ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung einen biegsamen Schlauch aufweist, der mit einem geerdeten Metallmantel versehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverbehälter (2) mit zwei getrennten Pulver­ vorratsbehältern verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Amspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälters (8) mit den Pulverbehältern von zwei getrennten Spritzeinrichtungen verbunden ist.
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