EP1539364A1 - Lichtbogendrahtbrenner - Google Patents

Lichtbogendrahtbrenner

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Publication number
EP1539364A1
EP1539364A1 EP03757669A EP03757669A EP1539364A1 EP 1539364 A1 EP1539364 A1 EP 1539364A1 EP 03757669 A EP03757669 A EP 03757669A EP 03757669 A EP03757669 A EP 03757669A EP 1539364 A1 EP1539364 A1 EP 1539364A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire
rollers
deflection
arc
torch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03757669A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Schach
Tilmann Haug
Alexander Sagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1539364A1 publication Critical patent/EP1539364A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
    • B05B7/222—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc
    • B05B7/224—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc the material having originally the shape of a wire, rod or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/131—Wire arc spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0627—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies

Definitions

  • the invention relates to an arc wire torch for arc spraying with at least two torch tubes for feeding electrodes designed as wire, which are guided in the direction of the surface to be coated of an object through the torch tube via a feed device having numerous rotatably mounted guide and / or sliding elements.
  • Arc wire burners with a variety of guiding means for the spray wire are generally known. Examples include JP 01 198 461 A, JP 02 245 255 A, JP 02 307 555 A, JP 05 168 985 A and JP 07 090 537 A.
  • An internal burner for arc wire spraying of cavities, in particular of cylinder running surfaces, is already known (DE 198 41 617 AI).
  • the inner burner has two burner tubes which are provided for feeding electrodes made of wire. The electrodes are melted using an electric arc.
  • the internal burner has a gas supply for a process gas, which is provided for transporting and atomizing the melted wire material in the direction of the surface of the cavity to be coated.
  • the electrodes or the wires are fed to one another through the burner tubes on the outlet side and in the area of the arc, the arc of the electrode wires arranged in the contact area of the wires being arranged in the area of the gas flow of the exiting process gas.
  • the gas flow of the exiting process gas is the main transport direction of the wires, which is fixed by the burner tubes.
  • Layers which are sprayed onto an in particular metallic substrate, preferably a cylinder running surface, with such an internal burner generally have a high porosity.
  • a welding torch with a feed device for electrodes designed as a wire is known from JP-11 342471, which are guided in the direction of the surface to be coated of an object through the torch tube via rotatably mounted rollers, the feed device being provided outside the welding torch.
  • the object of the invention is to improve the wire feed in the arc wire torch in such a way that the wire is guided precisely up to the short-circuit point of the arc wire torch.
  • the object is achieved in that the feed device having guide and / or sliding elements, by means of which the wire is deformed in the elastic or plastic region, is integrated into or received in the burner tube and in that the sliding elements have rollers or rollers with ball bearings are trained.
  • the burner or the supply pipe is formed from three components that can be joined together and that the feed device with its sliding elements is integrated in the burner in the region of at least one cutting plane of two parts that can be joined together.
  • the burner or the supply pipe has an approximately circular cross section in the view from the front and the central segment of the burner ners or the supply pipe is approximately wedge-shaped in the view from the front.
  • two feed devices are provided and one feed device is arranged in the area of one interface of the burner or one of the supply pipe, a cathode wire being fed via one feed device and an anode wire being fed via the other feed device.
  • channels are provided in the burner tube, via which the protective gas can also be passed, by means of which the wires and the rollers can also be cooled.
  • the deflection device has numerous deflection rollers arranged one behind the other at a distance, which interact with at least one deflection roller of equal or larger diameter, which form a guide track with the numerous deflection rollers for receiving the wire.
  • an additional possibility is that the outer circumference of the larger deflection roller is arranged at a distance from the numerous opposite deflection rollers arranged one behind the other, the distance between the larger deflection roller and the numerous rear mutually arranged, cooperating with these pulleys is approximately equal to or larger than the diameter of the wire.
  • each deflection roller is arranged at the same distance from the outer circumference of the opposite larger deflection roller.
  • the wire is guided over a deflecting device having numerous rotatably mounted guide and / or sliding elements, by means of which the wire is deformed in the elastic or plastic area, the deflecting device having numerous deflecting rollers arranged one behind the other and supported in ball bearings and at least has a deflecting roller which is larger in diameter and also mounted in a ball bearing and is arranged with its outer circumference at a distance from the numerous deflecting rollers arranged one behind the other, the distance being approximately equal to or greater than the diameter of the wire.
  • the individual ball bearings can be designed as miniature ball bearings, so that the installation space of the entire device can be significantly reduced.
  • the maintenance intervals of the arc wire torch are significantly reduced through the use of the rollers housed in ball bearings.
  • Another advantage of using the pulleys is that the push-through force is reduced and the wear and tear can be kept very low.
  • the deflection rollers have a guide groove arranged concentrically to the axis for guiding the wire.
  • the axes of the deflecting rollers are accommodated in two spaced plates, between which the deflecting rollers are rotatably arranged.
  • the current supply to the wire is optimally maintained.
  • Figure 1 is a perspective view of the arc wire torch
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a deflection device with deflection rollers arranged in two rows
  • Figure 3 is a top view of Figure 1;
  • Figure 4 shows a second embodiment of the deflection device with a large and numerous smaller deflection rollers arranged one behind the other;
  • FIG. 5 shows a view of the deflection device from above according to FIG. 4;
  • Figure 6 shows a third embodiment, wherein a total of five pulleys are used
  • FIG. 7 shows a sliding contact for energy transmission
  • FIG. 8 shows a perspective schematic illustration of the front supply pipe formed from three segments; 9 shows the supply pipe according to FIG. 8, two segments being omitted for better illustration.
  • 1 shows a supply pipe for an arc wire burner, which can be used in particular for arc wire spraying of cavities, for example of cylinder running surfaces.
  • the internal burner has a nozzle head 2 which is connected to burner tubes 3.
  • burner tubes 3 At the outlet opening of the nozzle head 2 there are two burner tubes 3 for feeding electrodes 5, which are designed as wires.
  • the electrodes or the wires 5 are provided for melting in an arc.
  • the droplets formed from the molten wires 5 are transported and atomized by a process gas in the direction of the surface of the cavity to be coated.
  • the two wires 5 are fed towards one another on the outlet side after the burner tubes.
  • the wires are fed by a feed device or deflection device 7, which is illustrated schematically in the two exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 4.
  • the feed or deflection device 7 consists of two plates 12 and 13 which are arranged at a distance of 4 from one another and run in parallel and which can be held together by connecting elements not shown in the drawing.
  • the plates 12 and 13 of the deflection device 7 have numerous guiding or sliding elements 8 arranged one behind the other, which are rotatably received in the plates 12 and 13 by means of axes 10.
  • the individual deflection rollers 8 are by means of Ball bearing, not shown in the drawing, is freely rotatable on the axles 10.
  • the upper row of the guide roller 8 runs on an arc.
  • the individual guide rollers 8 are arranged at a slight distance from the numerous adjacent, adjacent guide rollers 8.
  • the axes 10 or the outer circumference of two opposite deflection rollers 8 are at a distance 4, which corresponds approximately to the outer diameter of the wire 5.
  • the distance 4 between the outer circumference of the opposite guide rollers 8 is preferably the same or slightly larger than the outer diameter of the wire 5.
  • the numerous guide rollers 8 arranged one behind the other in two rows each lie on a curved path and form a guide path due to their distance 4 from one another the wire 5 is moved by means of the guide roller 8.
  • the wire 5 can be deformed in the elastic or plastic region.
  • the contact-guiding deflection rollers 8 which, as already mentioned, are advantageously arranged on ball bearings (not shown in the drawing)
  • the frictional forces are kept small due to the plastic or elastic deformation of the wire 5.
  • the wire 5 is guided precisely up to the short-circuit point of the arc wire torch.
  • miniature ball bearings the installation space for the entire device can be kept small or significantly reduced, and the service life of the device can also be increased.
  • the maintenance intervals of the arc wire torch are increased by the advantageous arrangement of the deflection rollers 8 and 9 and their design.
  • the individual deflection rollers 8 and 9 according to FIG. 5 can be equipped with a guide groove 14 which runs concentrically to the axis 10 and via which the wire 5 is moved further.
  • deflection rollers 8 there are four deflection rollers 8 in the upper row and six deflection rollers 8 in the row below, which lie on a circular arc. Depending on the structural conditions or the requirements, fewer or more deflection rollers 8 can also be provided in succession.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the feed device or deflection device 7. This also consists of two spaced-apart plates 12 and 13 for receiving the axes 10 for the smaller deflection rollers 8 and an axis 11 for a deflection roller 9 which is substantially larger in diameter.
  • the diameter of the deflection roller 9 is in about four times the diameter of the smaller deflection roller 8.
  • the individual deflection rollers 8 are arranged with their outer circumference at the same distance 4 from the outer circumference of the larger deflection rollers 9. 7 can also be equipped with a sliding contact 15.
  • One or more grinding contacts 15 can be provided before and after the ball bearing deflection.
  • the sliding contact 15 can consist of a piston guided in a cylinder 17, at one end of which the deflection roller or the grinding element 8 is arranged, which is pressed against the surface of the wire 5 by means of the spring 16. A sufficient power transmission or the current supply to the wire 5 is ensured by means of the sliding contacts 15.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a deflecting device 7, two upper opposite sliding rollers or sliding pieces 8 being provided in the exemplary embodiment according to FIG. 6, and three sliding rollers 8 arranged offset to one another underneath are advantageously the two lower deflecting rollers or sliding elements 8 arranged at a greater distance.
  • the third deflection roller is located opposite these two deflection rollers 8. For space and cost reasons, a total of only three deflection rollers or sliding elements 8 can be used, so that a three-point support is obtained for the wire or the electrode 5, but this ensures a sufficiently good guidance of the wire 5.
  • the burner or the supply pipe 1 prefferably be formed from three segments 18.1 to 18.3 or components which can be joined together, and the feed device 7 with its sliding elements or guide rollers 8 in the region of at least one cutting plane of two parts that can be joined together is integrated in the burner 1.
  • the burner or the supply pipe 1 can have an approximately circular cross section, the middle segment 18.2 of the burner or the supply pipe 1 being approximately wedge-shaped in the view from the front.
  • the two surfaces of the wedge-shaped component can have an angle c. from 10 ° to 40 °, preferably from 15 ° to 30 °, preferably an angle of 17 ° lock in.
  • the three segments or components 18.1 to 18.3 forming the burner 3 are either connected via connecting elements not shown in the drawing or welded or glued to one another.
  • the burner 1 described has two feed devices 7 in the area of the interfaces 20 of the burner or the supply pipe 1, a cathode wire being fed via one feed device 7 and an anode wire being fed via the other feed device.
  • a nozzle attachment 22 can be provided, which serves to atomize the escaping gas.
  • Figure 8 indicated schematically in dashed lines.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen zum Lichtbogenspritzen mit mindestens zwei Brennerrohren (3) zur Zuführung von als Draht (5) ausgebildeten Elektroden, die in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche eines Gegenstands durch das Brennerrohr (3) geführt werden, wobei der Draht (5) über eine zahlreiche drehbar gelagerte Führungs- und/oder Gleitelemente (8) aufweisende Umlenkeinrichtung (7) geführt wird, mittels der der Draht (5) im elastischen Bereich verformt wird.

Description

Lichtbogendrahtbrenner
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtbogendrahtbrenner zum Lichtbogenspritzen mit mindestens zwei Brennerrohren zur Zuführung von als Draht ausgebildeten Elektroden, die in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche eines Gegenstands durch das Brennerrohr über eine zahlreiche drehbar gelagerte Fuhrungs- und/oder Gleitelemente aufweisende Zuführungseinrichtung geführt werden.
Allgemein sind bereits Lichtbogendrahtbrenner mit einer Vari- antenvielzahl von Führungsmitteln für den Spritzdraht bekannt. Beispielhaft seien JP 01 198 461 A, JP 02 245 255 A, JP 02 307 555 A, JP 05 168 985 A und JP 07 090 537 A genannt.
Es ist bereits ein Innenbrenner zum Lichtbogendrahtspritzen von Hohlräumen, insbesondere von Zylinderlaufflächen, bekannt (DE 198 41 617 AI) . Der Innenbrenner weist zwei Brennerrohre auf, die zur Zuführung von Elektroden aus Draht vorgesehen sind. Die Elektroden werden mittels eines Lichtbogens aufgeschmolzen. Ferner weist der Innenbrenner eine Gaszuführung für ein Prozessgas auf, welches zum Transport und Zerstäuben des aufgeschmolzenen Drahtmaterials in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche des Hohlraums vorgesehen ist. Die E- lektroden oder die Drähte sind durch die Brennerrohre aus- trittsseitig und im Bereich des Lichtbogens aufeinander zugeführt, wobei der im Berührungsbereich der Drähte angeordnete Lichtbogen der Elektroden-Drähte im Bereich des Gasstroms des ausgetretenen Prozessgases angeordnet ist. Der Gasstrom des ausgetretenen Prozessgases, im Folgenden vereinfacht Hauptgasstromrichtung genannt, ist guer zur Haupttransportrichtung der Drähte, die durch die Brennerrohre festgelegt ist, angeordnet. Schichten, die mit einem derartigen Innenbrenner auf ein insbesondere metallisches Substrat, vorzugsweise eine Zylinderlauffläche, aufgespritzt sind, weisen allgemein eine hohe Porosität auf.
Es ist ein Schweißbrenner mit einer Zuführungsvorrichtung für als Draht ausgebildete Elektroden aus der JP-11 342471 bekannt, die in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche eines Gegenstands durch das Brennerrohr über drehbar gelagerte Rollen geführt werden, wobei die Zuführeinrichtung außerhalb des Schweißbrenners vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drahtzuführung im Lichtbogendrahtbrenner derart zu verbessern, dass der Draht präzise bis zum Kurzschlusspunkt des Lichtbogendraht- brenners geführt wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Fuhrungs- und/oder Gleitelemente aufweisende Zuführungseinrichtung, mittels der der Draht im elastischen oder plastischen Bereich verformt wird, in das Brennerrohr integriert oder in diesem aufgenommen ist und dass die Gleitelemente als Rollen oder als Kugellager aufweisende Rollen ausgebildet sind.
Vorteilhaft ist es, dass der Brenner bzw. das Versorgungsrohr aus drei zusammenfügbaren Bauteilen gebildet ist und die Zu- führeinrichtung mit ihren Gleitelementen im Bereich zumindest einer Schnittebene von zwei zusammenfügbaren Teilen in den Brenner integriert ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass der Brenner bzw. das Versorgungsrohr in der Ansicht von vorne einen in etwa kreisförmi- gen Querschnitt aufweist und das mittlere Segment des Bren- ners bzw. des Versorgungsrohrs in der Ansicht von vorne in etwa keilförmig ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es auch, dass zwei Zuführvorrichtungen vorgesehen sind und je eine Zuführvorrichtung im Bereich je einer Schnittstelle des Brenners bzw. des Versorgungsrohrs angeordnet ist, wobei über die eine Zuführvorrichtung ein Kathodendraht und über die andere Zuführvorrichtung ein Anodendraht geführt wird. Hierzu sind im Brennerrohr in der Zeichnung nicht dargestellte Kanäle vorgesehen, über die auch das Schutzgas geleitet werden kann, mittels der die Drähte sowie die Rollen auch gekühlt werden können.
Hierdurch wird erreicht, dass durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der Umlenkeinrichtung in Verbindung mit den Gleitelementen eine exakte Drahtführung innerhalb des Lichtbogendrahtbrenners bis zum Kurzschlusspunkt des Brenners sichergestellt ist, wozu der Draht auch im elastischen Bereich verformt werden kann, ohne dass eine wesentliche Erhöhung der Reibungskräfte und somit Verschleißerscheinungen auftreten. Durch die Umlenkung in den kontaktgebenden Draht- führungen wird der Draht präzise geführt.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Umlenkeinrichtung zahlreiche hintereinander mit Abstand zueinander angeordnete Umlenkrollen aufweist, die mit mindestens einer im Durchmesser gleichen oder größeren Umlenkrolle zusammenwirken, die mit den zahlreichen Umlenkrollen zur Aufnahme des Drahtes eine Führungsbahn bilden.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die größere Umlenkrolle mit ihrem Außenumfang mit Abstand zu den zahlreichen hintereinander angeordneten, gegenü- berliegenden Umlenkrollen angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen der größeren Umlenkrolle und den zahlreichen hinter- einander angeordneten, mit dieser zusammenwirkenden Umlenkrollen in etwa gleich oder größer ist als der Durchmesser des Drahtes .
Ferner ist es vorteilhaft, dass jede Umlenkrolle mit gleichem Abstand zum Außenumfang der gegenüberliegenden größeren Umlenkrolle angeordnet ist.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass der Draht über eine zahlreiche drehbar gelagerte Fuhrungs- und/oder Gleitelemente aufweisende Umlenkeinrichtung geführt wird, mittels der der Draht im elastischen oder plastischen Bereich verformt wird, wobei die Umlenkeinrichtung zahlreiche hintereinander angeordnete, in Kugellagern gelagerte Umlenkrollen und zumindest eine im Durchmesser größere, ebenfalls in einem Kugellager gelagerte Umlenkrolle aufweist, die mit ihrem Außenumfang mit Abstand zu den zahlreichen hintereinander angeordneten Umlenkrollen angeordnet ist, wobei der Abstand in etwa gleich oder größer ist als der Durchmesser des Drahtes. Da die einzelnen hintereinander angeordneten Gleitelemente bzw. die Umlenkrollen, die mittels Kugellagern auf Achsen angeordnet sind, zwischen zwei parallel verlaufenden Scheiben positioniert sind, erhält man auf kleinstem Raum eine sehr exakte, verschleißarme Drahtzuführung und eine optimale Vorschubregelung des Drahtes bis zum Kurzschlusspunkt des Lichtbogendrahtbrenners .
Hierzu können die einzelnen Kugellager als Miniaturkugellager ausgebildet sein, so dass der Bauraum der gesamten Vorrichtung wesentlich reduziert werden kann. Außerdem werden durch die Verwendung der in Kugellagern aufgenommenen Rollen die Wartungsintervalle des Lichtbogendrahtbrenners wesentlich re- duziert. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Umlenkrollen besteht auch darin, dass die Durchschubkraft reduziert und die Verschleißerscheinungen sehr gering gehalten werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die Umlenkrollen eine konzentrisch zur Achse angeordnete Führungsnut zur Führung des Drahtes aufweisen.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Achsen der Umlenkrollen in zwei mit Abstand zueinander angeordneten Platten aufgenommen sind, zwischen denen die Umlenkrollen drehbar angeordnet sind.
Ferner ist es von Vorteil, dass vor und nach den Umlenkrollen ein Schleifkontakt vorgesehen ist, der mittels einer Feder gegen die Oberfläche des Drahtes gedrückt wird.
Durch die Verwendung eines Schleifkontakts vor und nach der Kugellagerumlenkung wird die Stromzufuhr zum Draht auf optimale Weise aufrechterhalten.
Vorteilhaft ist es ferner, dass in einer ersten Reihe und mit Abstand dazu in einer zweiten Reihe zahlreiche hintereinander angeordnete Umlenkrollen zur Führung des Drahtes vorgesehen sind.
Ferner ist es vorteilhaft, dass mindestens drei Gleitelemente vorgesehen sind und davon zwei hintereinander liegend angeordnet sind.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn insgesamt lediglich drei Umlenkrollen bzw. Gleitelemente vorgesehen sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zwei Gleitelemente auf der einen Seite der Elektrode und ein weiteres Umlenkelement auf der anderen Seite der Elektrode, und zwar zwischen den beiden Um- lenkrollen vorgesehen wird, so dass man auf diese Weise eine Dreipunkt-Anlage für die Elektrode erhält.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht des Lichtbogendrahtbrenners ;
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Umlenkeinrichtung mit in zwei Reihen angeordneten Umlenkrollen;
Figur 3 eine Ansicht von oben gemäß Figur 1 ;
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Umlenkeinrichtung mit einer großen und zahlreichen hintereinander angeordneten kleineren Umlenkrollen;
Figur 5 eine Ansicht der Umlenkeinrichtung von oben gemäß Figur 4;
Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei insgesamt fünf Umlenkrollen verwendet werden;
Figur 7 einen Schleifkontakt zur Energieübertragung;
Figur 8 eine perspektivische schematische Darstellung des vorderen aus drei Segmenten gebildeten Versorgungsrohrs; Figur 9 das Versorgungsrohr gemäß Figur 8, wobei zwei Segmente zur besseren Darstellung weggelassen sind.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Versorgungsrohr für einen Lichtbogendrahtbrenner dargestellt, der insbesondere zum Lichtbogendrahtspritzen von Hohlräumen, beispielsweise von Zylinderlaufflächen, eingesetzt werden kann. Der Innenbrenner weist hierzu einen Düsenkopf 2 auf, der an Brennerrohre 3 angeschlossen ist. An der Austrittsöffnung des Düsenkopfs 2 be- finden sich zwei Brennerrohre 3 zur Zuführung von Elektroden 5, die als Drähte ausgebildet sind. Die Elektroden bzw. die Drähte 5 sind zur AufSchmelzung in einem Lichtbogen vorgesehen. Die sich aus den geschmolzenen Drähten 5 bildenden Tröpfchen werden von einem Prozessgas in Richtung der zu be- schichtenden Oberfläche des Hohlraums transportiert und zerstäubt .
Damit sich die Lichtbögen zwischen den Enden der Drähte 5 bilden können, sind die beiden Drähte 5 nach den Brennerrohren austrittsseitig aufeinander zugeführt. Die Zuführung der Drähte erfolgt durch eine Zuführeinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung 7, die in den beiden Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 und 4 schematisch veranschaulicht ist.
Die Zuführungs- bzw. Umlenkeinrichtung 7 besteht aus zwei mit Abstand 4 zueinander angeordneten und parallel verlaufenden Platten 12 und 13, die über in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindungselemente zusammengehalten werden können.
Die Platten 12 und 13 der Umlenkeinrichtung 7 weisen zahlreiche hintereinander angeordnete Fuhrungs- oder Gleitelemente 8 auf, die mittels Achsen 10 in den Platten 12 und 13 drehbar aufgenommen sind. Die einzelnen Umlenkrollen 8 sind mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Kugellager auf den Achsen 10 frei drehbar gelagert.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, läuft die Oberreihe der Führungsrolle 8 auf einem Kreisbogen. Die einzelnen Führungsrollen 8 sind mit geringfügigem Abstand zu den zahlreichen benachbarten, nebeneinander liegenden Führungsrollen 8 angeordnet. Unterhalb der oberen Reihe der Führungsrollen 8 befindet sich hierzu eine zweite Reihe mit Führungsrollen 8, die ebenfalls mit geringfügigem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Achsen 10 bzw. der Außenumfang von zwei gegenüberliegenden Umlenkrollen 8 weisen den Abstand 4 auf, der in etwa dem Außendurchmesser des Drahtes 5 entspricht. Vorzugsweise ist der Abstand 4 zwischen dem Außenumfang der gegenüberliegenden Führungsrollen 8 gleich oder geringfügig größer als der Au- ßendurchmesser des Drahtes 5. Die zahlreichen hintereinander in zwei Reihen angeordneten Führungsrollen 8 liegen auf je einer Kurvenbahn und bilden durch ihren Abstand 4 untereinander eine Führungsbahn, durch die der Draht 5 mittels der Führungsrolle 8 bewegt wird.
Wie aus Figur 2 bzw. aus Figur 4 hervorgeht, kann dabei der Draht 5 im elastischen oder auch plastischen Bereich verformt werden. Durch die Umlenkung des Drahtes 5 mittels der kontaktführenden Umlenkrollen 8, die, wie bereits erwähnt, in vorteilhafter Weise auf in der Zeichnung nicht dargestellten Kugellagern angeordnet sind, werden die Reibungskräfte auf Grund der plastischen oder elastischen Verformung des Drahtes 5 klein gehalten. Da mehrere verschiedene, auf Kugellagern angeordnete Umlenkrollen 8 und 9 hintereinander vorgesehen sind, wird der Draht 5 präzise bis zum Kurzschlusspunkt des Lichtbogendrahtbrenners geführt. Durch den Einsatz von Miniaturkugellagern kann der Bauraum für die gesamte Vorrichtung klein gehalten bzw. wesentlich reduziert werden und außerdem die Lebensdauer der Vorrichtung vergrößert werden. Gleichzeitig werden durch die vorteilhafte Anordnung der Umlenkrollen 8 und 9 und deren Ausbildung die Wartungsintervalle des Lichtbogendrahtbrenners vergrößert.
In vorteilhafter Weise können die einzelnen Umlenkrollen 8 und 9 gemäß Figur 5 mit einer konzentrisch zur Achse 10 verlaufenden Führungsnut 14 ausgestattet sein, über die der Draht 5 weiterbewegt wird.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, befinden sich in der oberen Reihe vier Umlenkrollen 8 und in der darunter liegenden Reihe sechs Umlenkrollen 8, die auf einem Kreisbogen liegen. Je nach den konstruktiven Bedingungen bzw. den Anforderungen können auch weniger oder mehr Umlenkrollen 8 hintereinander vorgesehen werden.
In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Zufüh- rungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung 7 dargestellt. Diese besteht ebenfalls aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten Platten 12 und 13 zur Aufnahme der Achsen 10 für die kleineren Umlenkrollen 8 und einer Achse 11 für eine im Durchmesser wesentlich größere Umlenkrolle 9. Im Ausführungs- beispiel gemäß Figur 4 ist der Durchmesser der Umlenkrolle 9 in etwa viermal so groß wie der Durchmesser der kleineren Umlenkrolle 8.
Die einzelnen Umlenkrollen 8 sind mit ihrem Außenumfang in gleichem Abstand 4 zum Außenumfang der größeren Umlenkrol- len 9 angeordnet. Die Umlenkeinrichtung 7 kann gemäß Fig. 7 auch mit einem Schleifkontakt 15 ausgestattet sein. Ein oder mehrere Schleif ontakte 15 können vor und nach der Kugellagerumlenkung vorgesehen werden.
Der Schleifkontakt 15 kann aus einem in einem Zylinder 17 ge- führten Kolben bestehen, an dessen einem Ende die Umlenkrolle oder das Schleifelement 8 angeordnet ist, das mittels der Feder 16 gegen die Oberfläche des Drahtes 5 gedrückt wird. Mittels der Schleifkontakte 15 wird eine ausreichende Leistungsübertragung bzw. die Stromzufuhr auf den Draht 5 sicherge- stellt.
In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Umlenkeinrichtung 7 dargestellt, wobei im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 zwei obere gegenüberliegende Gleitrollen bzw. Gleitstücke 8 vorgesehen sind und darunter drei versetzt zueinan- der angeordnete Gleitrollen 8. In vorteilhafter Weise sind die beiden unteren Umlenkrollen oder Gleitelemente 8 mit größerem Abstand angeordnet. Zwischen diesen beiden Umlenkrollen 8 befindet sich gegenüberliegend die dritte Umlenkrolle. Aus Platz- und Kostengründen kann insgesamt auch nur mit drei Umlenkrollen oder Gleitelementen 8 ausgekommen werden, sodass man für den Draht bzw. die Elektrode 5 eine Dreipunkt-Auflage erhält, die jedoch eine ausreichend gute Führung des Drahtes 5 sicherstellt.
Nach einem weiteren Beispiel gemäß Figur 8 und 9 ist es auch möglich, dass der Brenner bzw. das Versorgungsrohr 1 aus drei zusammenfügbaren Segmenten 18.1 bis 18.3 bzw. Bauteilen gebildet ist und die Zuführeinrichtung 7 mit ihren Gleitelementen bzw. Führungsrollen 8 im Bereich zumindest einer Schnittebene von zwei zusammenfügbaren Teilen in den Bren- ner 1 integriert ist.
Der Brenner bzw. das Versorgungsrohr 1 kann mit Bezug auf die Ansicht von vorne (Fig. 8) einen in etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei das mittlere Segment 18.2 des Brenners bzw. des Versorgungsrohrs 1 in der Ansicht von vorne in etwa keilförmig ausgebildet ist. Die beiden Oberflächen des keilförmigen Bauteils können einen Winkel c. von 10° bis 40° vorzugsweise von 15° bis 30°, am besten einen Winkel von 17° einschließen. Die drei den Brenner 3 bildenden Segmente bzw. Bauteile 18.1 bis 18.3 sind entweder über in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindungselemente verbunden oder miteinander verschweißt oder verklebt.
Der beschriebene Brenner 1 weist zwei Zuführvorrichtungen 7 im Bereich der Schnittstellen 20 des Brenners bzw. des Versorgungsrohrs 1 auf, wobei über die eine Zuführvorrichtung 7 ein Kathodendraht und über die andere Zuführvorrichtung ein Anodendraht geführt wird.
Im Bereich des Auslassendes des Brennerrohrs 3 kann ein Düsenvorsatz 22 vorgesehen sein, der zur Zerstäubung des austretenden Gases dient. In der Zeichnung gemäß Figur 8 in gestrichelter Linie schematisch angedeutet.
Bezugszeichenliste
1 Versorgungsrohr für einen Lichtbogendrahtbrenner bzw. Brenner
2 Düsenkopf 3 Brennerrohr
4 Abstand
5 Draht, Elektrode
7 Zuführungseinrichtung bzw. Umlenkeinrichtung
8 Fuhrungs- und/oder Gleitelement, Umlenkrolle bzw. Schleifelement
9 Fuhrungs- und/oder Gleitelement, größere Umlenkrolle
10 Achse
11 Achse 12 Platte
13 Platte
14 Führungsnut
15 Schleifkontakt
16 Feder 17 Zylinder
18.1 Segment
18.2 Segment
18.3 Segment
19 kreisförmiger Querschnitt 20 Schnittstelle
21 Auslassende
22 Düsenvorsatz

Claims

Patentansprüche
1. Lichtbogendrahtbrenner zum Lichtbogenspritzen mit mindestens zwei Brennerrohren (3) zur Zuführung von als Draht (5) ausgebildeten Elektroden, die in Richtung der zu beschichtenden 0- berflache eines Gegenstands durch das Brennerrohr (3) über eine zahlreiche drehbar gelagerte Fuhrungs- und/oder Gleit- elemente (8) aufweisende Zuführungseinrichtung (7) geführt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fuhrungs- und/oder Gleitelemente (8) aufweisende Zuführungseinrichtung (7), mittels der der Draht (5) im elasti- sehen oder plastischen Bereich verformt wird, in das Brennerrohr (3) integriert oder in diesem aufgenommen ist und dass die Gleitelemente (8) als Rollen oder als Kugellager aufweisende Rollen ausgebildet sind.
2. Lichtbogendrahtbrenner nach Anspruch 1,
Fig. 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Brenner bzw. das Versorgungsrohr (1) aus drei zusammenfügbaren Bauteilen gebildet ist und die Zuführeinrichtung (7) mit ihren Gleitelementen (8) im Bereich zumindest einer Schnittebene von zwei zusammenfügbaren Teilen in den Brenner (1) integriert ist.
3. Lichtbogendrahtbrenner nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Brenner bzw. das Versorgungsrohr (1) in der Ansicht von vorne einen in etwa kreisförmigen Querschnitt aufweist und das mittlere Segment des Brenners bzw. des Versorgungsrohrs (1) in der Ansicht von vorne in etwa keilförmig ausgebildet ist.
4. Lichtbogendrahtbrenner nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwei Zuführvorrichtungen (7) vorgesehen sind und je eine Zuführvorrichtung (7) im Bereich je einer Schnittstelle des Brenners bzw. des Versorgungsrohrs (1) angeordnet ist, wobei über die eine Zuführvorrichtung ein Kathodendraht und über die andere Zuführvorrichtung ein Anodendraht geführt wird.
5. Lichtbogendrahtbrenner nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Umlenkeinrichtung (7) zahlreiche hintereinander mit Abstand zueinander angeordnete Umlenkrollen (8) aufweist, die mit mindestens einer im Durchmesser gleichen oder größeren Umlenkrolle (9) zusammenwirken, die mit den zahlreichen Umlenkrollen zur Aufnahme des Drahtes (5) eine Führungsbahn bilden.
6. Lichtbogendrahtbrenner nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die größere Umlenkrolle (9) mit ihrem Außenumfang mit Abstand (4) zu den zahlreichen hintereinander angeordneten, gegenüberliegenden Umlenkrollen (8) angeordnet ist, wobei der Abstand (4) zwischen der größeren Umlenkrolle (9) und den zahlreichen hintereinander angeordneten, mit dieser zusammenwirkenden Umlenkrollen (8) in etwa gleich oder größer ist als der Durchmesser des Drahtes (5) .
7. Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede Umlenkrolle (8) mit gleichem Abstand (4) zum Außenumfang der gegenüberliegenden größeren Umlenkrolle (9) angeordnet ist.
8. Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Draht über eine zahlreiche drehbar gelagerte Fuhrungs- und/oder Gleitelemente (8) aufweisende Umlenkeinrich- tung (7) geführt wird, mittels der der Draht (5) im elastischen oder plastischen Bereich verformt wird, wobei die Umlenkeinrichtung (7) zahlreiche hintereinander angeordnete, in Kugellagern gelagerte Umlenkrollen (8) und zumindest eine im Durchmesser größere, ebenfalls in einem Kugellager gelagerte Umlenkrolle (9) aufweist, die mit ihrem Außenumfang mit Abstand (4) zu den zahlreichen hintereinander angeordneten Umlenkrollen (8) angeordnet ist, wobei der Abstand (4) in etwa gleich oder größer ist als der Durchmesser des Drahtes (5) .
9.Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Umlenkrollen (8, 9) eine konzentrisch zur Achse (10, 11) angeordnete Führungsnut (14) zur Führung des Drahtes (4) aufweisen.
10. Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Achsen (10, 11) der Umlenkrollen (8, 9) in zwei mit Abstand zueinander angeordneten Segmenten bzw.
Platten (12, 13) aufgenommen sind, zwischen denen die Umlenkrollen drehbar angeordnet sind.
11.Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass vor und/oder nach den Umlenkrollen (8, 9) ein Schleifkontakt (15) vorgesehen ist, der mittels einer Feder (16) gegen die Oberfläche des Drahtes (4) gedrückt wird.
12.Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in einer ersten Reihe und mit Abstand (4) dazu in einer zweiten Reihe zahlreiche hintereinander angeordnete Umlenk- rollen (8) zur Führung des Drahtes (4) vorgesehen sind.
13.Lichtbogendrahtbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens drei Gleitelemente bzw. Umlenkrollen (8) vorgesehen sind und davon zwei hintereinander liegend angeordnet sind.
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