DE8607297U1 - Device for thermal spraying of particles on surfaces - Google Patents

Device for thermal spraying of particles on surfaces

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Description

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"Vorrichtung zum thermischen Aufspritzen von Partikeln auf Oberflächen" "Device for thermal spraying of particles on surfaces"

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum thermischen Aufspritzen von Partikeln auf Oberflächen, insbesondere durch das Ayfschmelzen VQn Drähten üiit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Lichtbogens und/oder einer Brenngasflamme.The invention is directed to a device for the thermal spraying of particles on surfaces, in particular by melting the wires with one Device for generating an electric arc and / or a fuel gas flame.

Es sind eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen Partikel auf Oberflächen gespritzt werden können. Man unterscheidet dabei nach der Art der Schmelzwärmeerzeugung in Lichtbogenspritzen oder Flammspritzen oder nach Art der zu verarbeitenden Stoffe in Pulver- oder Drahtspritzen.A number of methods and devices are known with which particles are sprayed onto surfaces can. A distinction is made according to the type of melt heat generation in arc spraying or flame spraying or according to the type of material to be processed in powder or wire spraying.

Bei Vorrichtungen, mit denen pulverisierte Spritzstoffe verarbeitet werden, muß dafür Sorge getragen werden, daß zum Erreichen eines guten Schichtaufbaus die Pulverförderung möglichst gleichmäßig durchgeführt wird. Hierin liegt aber ein besonderer Nachteil dieser Technologie, da die Pulverförderung gewissen Schwankungen unterworfen ist. Damit liegt gegenüber dieser Pulverförderung ein wesentlicher Vorteil in der Drahtförderung, daß diese sehr viel konstanter zum Abschmelzen der Spritzstoffe führt, so daß sich ein gleichmäßiges Spritzen erreichen läßt.In the case of devices with which powdered spray materials are processed, care must be taken that To achieve a good layer structure, the powder feed is carried out as evenly as possible. Here lies but a particular disadvantage of this technology, since the powder feed is subject to certain fluctuations. Thus, compared to this powder feed, there is a significant advantage in wire feed that it does a great deal leads to the melting of the spray materials more constantly, so that uniform spraying can be achieved.

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Es nimmt daher kein Wunder, wenn es Veröffentlichungen gibt, die sieh gerade mit diesem Problem beschäftigen. Hierzu offenbart eine Veröffentlichung von Dr. Ing. Geert, Oldenburg, "Propan-Butan", Springer-Verlag 1955, eine Möglichkeit des Flammspritzens; siehe dort insbesondere Seiten 80/81. Dabei wird ein Spritzdraht abgebrannt. Lediglich als Ausblick in die Zukunft, ohne hierzu besondere Angaben zu machen, ist in der gleichen Literaturstel-^ Ie auf Seite 82 als Wunsch ausgesprochen, einen derartigen Abbrennvorgang mittels eines Schmelzvorganges im elektrischen Lichtbogen innerhalb der Brennkammer zur Aufbringung von Edelstahl durchzuführen.It therefore takes no wonder if there are publications out there who see just dealing with this problem. A publication by Dr. Ing. Geert, Oldenburg, "Propan-Butan", Springer-Verlag 1955, one Possibility of flame spraying; see there in particular pages 80/81. A spray wire is burned off. Only as an outlook into the future, without giving any particular information, is given in the same reference Ie expressed on page 82 as a wish, such a Burning process by means of a melting process in an electric arc within the combustion chamber for application to carry out of stainless steel.

Denkt man dieses Verfahren zu Ende, so stellt man fest, daß ein Abbrennen innerhalb der Brennkammer nicht zu dem gewünschten Erfolg führen kann, da nicht auszuschließen ist, daß sich die Düsenöffnung der Brennkammer in kürzester Zeit zusetzt, da eine Bündelung des Spritzstrahles in dem erforderlichen Maße bisher nicht bekannt war.If one thinks this process through to the end, one finds that burning off within the combustion chamber does not lead to the can lead to the desired success, since it cannot be ruled out that the nozzle opening of the combustion chamber will be in the shortest possible time Time increases, since a bundling of the spray jet to the required extent was not previously known.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der diese theoretisch vorgebrachte Art des Aufbringens von f drahtförmig zugeführten Spritzpartikeln möglich gemachtThe object of the invention is to create a solution with which this theoretically proposed type of application of f Made possible in the form of spray particles fed in in the form of a wire

Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß inIn a device of the type mentioned, this object is achieved according to the invention in that in

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iinem gemeinsamen Gehäuse die Einrichtung zur Erzeugung eines Lichtbogens und die Einrichtung zur Erzeugung einer Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme derart angeordnet sind, daß der Lichtbogen auf der Wirkachse der Hochgeschwindigkeitsbrenngasf lamme angeordnet ist.In a common housing the device for generating an arc and the device for generating an High-speed fuel gas flame are arranged in such a way that that the arc is arranged on the effective axis of the high-speed fuel gas flame.

Mit einer derart gesteuerten Vorrichtung können die Vorteile des Brenngasflammspritzens einerseits und des Lichtbogenspritzens andererseits zusammengefaßt werden und damit die mit jeder Verfahrensweise verbundenen Vorteile praktisch gemeinsam genutzt werden.With a device controlled in this way, the advantages of fuel gas flame spraying on the one hand and of arc spraying can be achieved on the other hand, are summarized and thus the advantages associated with each procedure practically shared.

Die Erfindung sieht auch vor, daß die Einrichtung zur Erzeugung de's Lichtbogens in der Vorrichtung so angeordnet ist, daß der Lichtbogen im Bereich der Austragsdüse oder außerhalb der Vorrichtung in der Gebrauchslage angeordnet ist.The invention also provides that the device for generating the arc is so arranged in the device is that the arc is arranged in the area of the discharge nozzle or outside the device in the position of use is.

Mit dieser Maßnahme wird auch eine mögliche Streubeein-Elussung bei Arbeiten mit der Vorrichtung, die zu einem Zusetzen der Spritzdüse führen könnte, mit Sicherheit vermieden,· da der Lichtbogen entweder direkt im Düsenbereich oder kurz außerhalb der Vorrichtung erzeugt wird, so daß durch das Austragen der abgeschmolzenen Partikel diese die "Düsenwand nicht mehr berühren können.With this measure, a possible scatter influence when working with the device, which leads to a Clogging of the spray nozzle could result, with safety avoided, because the arc is either directly in the nozzle area or is generated just outside of the device, so that by discharging the melted particles these "Can no longer touch the nozzle wall.

Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, daß neben der Einrichtung zur Bildung eines Lichtbogens und einer Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme eine Einrichtung zur Erzeugung eines Hüllgasstromes an der Vorrichtung vor-4 gesehen ist.The invention provides in a further embodiment, in addition to the means for forming an arc and a high speed fuel gas flame means for producing a Hüllgasstromes to the apparatus proposed is seen. 4

Diese Einrichtung zur Erzeugung eines Hüllgases kann so gestaltet sein, daß eine Förderung der aufgeschmolzenen Partikel vom Hüllgas ermöglicht wird, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht. Die Steuerung kann dabei so getroffen sein, daß das Ende des HülJgases lediglich den mit seinen Aufgaben verbundenen Schutz der Partikel vor Oxydation od. dgl. aufnimmt oder aber direkt eine Steuer- und Bündelungsfunktion des Spritzstrahles übernimmt, was innerhalb des Düsenbereiches auch dazu führen kann, daß ein Zusetzen der Düse durch Streupartikel vermieden wird, wenn und soweit diese vom Hüllgas ausgetragen werden.This device for generating an envelope gas can be designed so that a promotion of the melted Particles from the envelope gas is made possible, as the invention also provides. The control can be taken like this be that the end of the HülJgases only the protection of the particles associated with its tasks Oxidation od. The like. Or else directly takes over a control and bundling function of the spray jet, which within the nozzle area can also prevent clogging of the nozzle by scattered particles, if and to the extent that these are carried away by the envelope gas.

Schließlich sieht die Erfindung auch noch vor, daß mehrere Einrichtungen zur Erzeugung von Lichtbogen vorgesehen sind. So kann beispielsweise die Drahzufuhr zweier Drähte innerhalb des Düsenbereiches und dazu um 90 versetzt die Zuführung weiterer zwei Drähte kurz außerhalb des Düsenbereiches vorgesehen sein, um die Menge an zu versprühenden Partikeln zu erhöhen und/oder die Zusammensetzung der auf die Oberfläche auftreffenden Partikel, z.B. durch unterschiedliche Zusammensetzung der lichtbogen-Finally, the invention also provides that several devices for generating arcs are provided are. For example, two wires can be fed within the nozzle area and offset by 90 Feeding another two wires just outside the nozzle area can be provided in order to increase the amount of to increase the spraying particles and / or the composition of the particles hitting the surface, e.g. due to the different composition of the arc

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bildenden Drähte zu ermöglichen.to allow forming wires.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur einen Schnitt durch den Düsenbereich der Vorrichtung gemäß der Erfindung.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. This shows in the only one Figure is a section through the nozzle area of the device according to the invention.

In dem mit 1 bezeichneten Gehäuse sind zwei Drahtzuführungen 2 und 2a zur Förderung von Schmelzdrähten 3 und 3a vorgesehen. Die Drahtzuführeinrichtungen 2 und 2a weisen dabei einen Winkel derart auf, daß der Treffpunkt der Drähte 3 bzw. 3a außerhalb einer lediglich schematisch wiedergegebenen Spritzdüse mit der Düsenblende 4 erfolgt, der sich bei Stromanlegung bildende Lichtbogen ist in der Figur mit 5 bezeichnet.In the housing designated 1 are two wire feeds 2 and 2a for conveying fusible wires 3 and 3a intended. The wire feeders 2 and 2a have an angle such that the meeting point of the Wires 3 or 3a takes place outside a spray nozzle, which is only shown schematically, with the nozzle diaphragm 4, the arc that forms when current is applied is denoted by 5 in the figure.

Innerhalb des Düsenkörpers 1 ist eine weitere Einrichtung 6 vorgesehen zur Erzeugung einer Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme 7, was in der Figur nur durch die Gaszuführungskanäle 8 angedeutet ist. Die mit 14 bezeichnete Mittelachse der Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme 7 durchsetzt zentrisch den Lichtbogen 5.A further device 6 is provided within the nozzle body 1 for generating a high-speed fuel gas flame 7, which is only indicated by the gas supply channels 8 in the figure. The designated 14 Central axis of the high speed fuel gas flame 7 centrally penetrates the arc 5.

Der Eingang zum Aufbringen eines Hüllgases ist in der Figur mit 9 bezeichnet, wobei an dieser Stelle darauf hingewiesen sei, daß auch weitere Zuführstellen für Hüllgas vorgesehen sein können* Der bündelnde Verlauf desThe entrance for applying an envelope gas is in the Figure denoted by 9, it being pointed out at this point that there are also further feed points for enveloping gas can be provided * The bundling course of the

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Hüllgases durch die Blende 4 der Spritzdüse ist mit den
Pfeilen 15 bezeichnet.Enveloping gas through the aperture 4 of the spray nozzle is with the
Arrows 15 denoted.

Die Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme 7 zerstäubt die im
Lichtbogen 5 erzeugten Drahtpartikel der Drähte 3 und 3a
und spritzt diese in einem Spritzstrahl 10 auf ein Werkstück 11 und erzeugt dort die mit 12 bezeichnete Beschichtung. The high-speed fuel gas flame 7 atomizes the im
Arc 5 generated wire particles of wires 3 and 3a
and sprays them in a spray jet 10 onto a workpiece 11 and there generates the coating designated by 12.

Die Bündelung des Spritzstrahles 10 ist eine Funktion zum
einen der Düsenblende 4, der Größe und Geschwindigkeit der Brenngasflamme 7, der Intensität des Lichtbogens 5 und der Führung des Hüll- bzw. Schutzgases über den Eingang 9, den Innenraum 13 der Vorrichtung 1 und den Austritt im Bereich der Blende 4.The bundling of the spray jet 10 is a function for
one of the nozzle diaphragm 4, the size and speed of the fuel gas flame 7, the intensity of the arc 5 and the guidance of the enveloping or protective gas via the inlet 9, the interior 13 of the device 1 and the outlet in the area of the diaphragm 4.

Natürlich ist die beschriebene Vorrichtung gemäß der
Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So kann, wie
bereits erwähnt, eine v/eitere Einrichtung zur Erzeugung
eines Lichtbogens etwa um 90° zu den Zuführeinrichtungen 2 bzw. 2a innerhalb der Vorrichtung angeordnet sein, die
Blende 4 kann nach außen hin mit weiteren Ringblenden
versehen sein, die ggf. auch mit eigenen Hüllgaszuführeintfichtungen versehen sind und dergleichen mehr,Of course, the device described is according to FIG
The invention can still be modified in many respects without departing from the basic concept of the invention. So can how
already mentioned, a further device for generating
an arc about 90 ° to the feed devices 2 and 2a be arranged within the device, the
Aperture 4 can be provided with additional ring apertures towards the outside
be provided, which may also be provided with their own enveloping gas feed seals and the like,

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Claims (4)

j PATENTANWÄLTE MEINKE UND DABRINGHAUS ZUGEI-ASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS · MANDATAIRES EN BREVETS EUROPE DIPL.-ING. J. MEINKE DlPL-ING. W. DABRINGHAUS β 4600 DORTMUND 1, WESTENHELLWEG 67 TELEFON (0231)145071 TELEGRAMM DOPAT Dortmund TELEX 822 7328 pat d AKTEN-NR: 4/5 403 Anmelder: Götz Matthäus, Westerfilder Straße 38 4620 Castrop-Rauxel Ansprüche:j PATENTANWÄLTE MEINKE AND DABRINGHAUS APPROVED BY THE EUROPEAN PATENT OFFICE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS · MANDATAIRES EN BREVETS EUROPE DIPL.-ING. J. MEINKE DlPL-ING. W. DABRINGHAUS β 4600 DORTMUND 1, WESTENHELLWEG 67 TELEPHONE (0231) 145071 TELEGRAM DOPAT Dortmund TELEX 822 7328 pat d FILING NO: 4/5 403 Applicant: Götz Matthäus, Westerfilder Straße 38 4620 Castrop-Rauxel Claims: 1. Vorrichtung rum thermischen Aufspritzen von Partikeln auf Oberflächen, insbesondere durch das Aufschmelzen von Drähten mit einer Einrichtung zur Erzeugung einte Lichtbogens und/oder einer Brenngasflamme,1. Device rum thermal spraying of particles on surfaces, in particular by melting Wires unified with a device for generating Electric arc and / or fuel gas flame, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß in einem gemeinsamen Gehäuse (1) die Einrichtung (2,2a) zur Erzeugung eines Lichtbogens (5) und die Einrichtung (6) zur Erzeugung einer Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme (7) derart angeordnet sind, daß der Lichtbogen (5) auf der Wirkachse (14) der Hochgeschwincifigkeitsbrenngasflamme (7) angeordnet ist.that in a common housing (1) the device (2,2a) for generating an arc (5) and the device (6) for generating a high-speed fuel gas flame (7) are arranged such that the arc (5) on the active axis (14) of the Hochgeschwincifigkeitsbrenngasflamme (7) is arranged. 2. Vötrrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Vötrrichtung according to claim 1,
characterized, daß die Einrichtung (2,2a) zur Erzeugung des Lichtbogensthat the device (2.2a) for generating the arc ti Ii ·· ·■·■ Ii I" «'··ti Ii ·· · ■ · ■ Ii I "« '·· t · mt · m (5) in der Vorrichtung (1) in der Gebrauchslage so angeordnet ist, daß der Lichtbogen (5) im Bereich der Austragungsdüse (4) oder außerhalb des Vorrichtungsgehäuses (1) angeordnet ist.(5) is arranged in the device (1) in the position of use so that the arc (5) in the area of Discharge nozzle (4) or outside of the device housing (1) is arranged. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that daß neben der Einrichtung (2,2a bzw. 6) zur Bildung eines Lichtbogens (5) und einer Hochgeschwindigkeitsbrenngasflamme (7) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Hüllgasstromes an der Vorrichtung (1) vorgesehen ist.that in addition to the device (2.2a or 6) for the formation of an arc (5) and a high-speed fuel gas flame (7) a device for generating an enveloping gas flow is provided on the device (1). 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that daß die Zuführung (15) des Hüllgases wenigstens bereichsweise relativ zur Achse (14) der Hochgeschwindigkeitsbrenngasf lamme (7) derart angeordnet ist, daß eine Förderung der aufgeschmolzenen Partikel vom Hüllgas ermöglicht wird.that the feed (15) of the enveloping gas at least partially relative to the axis (14) of the high-speed fuel gas Lamb (7) is arranged in such a way that the melted particles are conveyed by the envelope gas is made possible. b. Vorrichtung nach einem der vorangehender. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, b. Device according to one of the preceding. Claims, characterized in that daß mehrere Einrichtungen zur Erzeugung von Lichtbogen (5) vorgesehen sind.that several devices for generating arcs (5) are provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0570084A2 (en) * 1988-09-20 1993-11-18 Plasma-Technik Ag High-velocity flame spray apparatus and method of forming materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0570084A2 (en) * 1988-09-20 1993-11-18 Plasma-Technik Ag High-velocity flame spray apparatus and method of forming materials
EP0570084A3 (en) * 1988-09-20 1994-02-02 Plasma-Technik Ag High-velocity flame spray apparatus and method of forming materials

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