EP3069795A1 - Drahtzuführvorrichtung für thermischen spritzbrenner - Google Patents

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EP3069795A1
EP3069795A1 EP16160716.3A EP16160716A EP3069795A1 EP 3069795 A1 EP3069795 A1 EP 3069795A1 EP 16160716 A EP16160716 A EP 16160716A EP 3069795 A1 EP3069795 A1 EP 3069795A1
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rotatable
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Leander Schramm
Andreas Schaller
Josef Laibel
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KS Huayu Alutech GmbH
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a wire feed device for a thermal spray burner.
  • Thermal spray burners are known in the art and are used to coat surfaces.
  • the PTWA (Plasma Transferred Wire Arc Spraying) or RSW (Rotating Single Wire) method is known by which in the automotive industry, the running surfaces of cylinder bores are coated in internal combustion engines.
  • the spray burner is fed via a feed device, a wire whose particles are injected in a gas stream to the inner surface of the cylinder.
  • the object of the invention is to provide a Drahtzu GmbH for a thermal spray gun, which allows improved feeding of the wire to the thermal spray gun.
  • the wire feed device for a thermal spray burner has a guide element for guiding a wire in the direction of the spray burner.
  • this guide element is rotatable, designed, for example, as a guide roller and also designed to be electrically conductive. As a result, an electric current is conducted from the guide element to the wire.
  • the rotatable guide element of this invention thus also serves to supply current to the wire, so that this does not have to be provided a separate element.
  • the guide element it is for example possible to design the guide element at least partially made of an electrically conductive material.
  • the guide element has, for example, one or more guide rollers, then it is possible for both the guide rollers and their axes about which the guide rollers are rotatable to be made of an electrically conductive material, so that it is possible to supply current via a supply line, furthermore the axles and guide rollers to transfer in the direction of the wire.
  • the wire feeder according to the invention thus enables a particularly simple and efficient feeding of wire to a thermal spray burner.
  • the device according to the invention has, compared to the prior art, fewer components and causes less abrasion. Thus, it is less necessary to replace components.
  • the wire feeding device comprises two rotatable guide elements, one of which is arranged on each side of the wire, so that the two rotatable guide elements are arranged diametrically opposite each other.
  • the wire can thus be arranged between the two guide elements and guided by them exactly.
  • the guide elements in the direction of the wire have a recess whose shape corresponds to the outer contour of the wire. If, for example, the wire has a circular-cylindrical cross-section, then the recess in the guide elements can, for example, be curved semicircularly inwards (ie concave).
  • a spring element is provided through which a biasing of the rotatable guide element takes place in the direction of the wire, so that a force is applied by the spring element via the rotatable guide element on the wire.
  • these can thus clamp the wire between the two guide elements, so that it can be guided stably in the direction of the spray burner.
  • the force that is applied by each spring element and guide element on the wire, the force of the other spring and guide element opposite, so that the forces cancel each other preferably.
  • the force applied to the wire by the rotatable guide member is preferably a normal force, i. H. a force perpendicular to the longitudinal direction of the wire.
  • the rotatable guide element is drivable by a drive device, so that an active advancement of the wire takes place in the direction of the spray burner by the rotatable guide element. This makes it possible to further reduce the abrasion of the wire.
  • the rotatable guide element is a guide roller.
  • a guide roller is arranged on each side of the wire.
  • the rotatable guide element on a guide belt or a guide chain which are guided along the circumference of two guide rollers.
  • at least two guide rollers are arranged on each side of the wire, around which a guide belt or a guide chain is guided.
  • the guide rollers preferably have the same radius. Their axes of rotation are preferably arranged at the same distance from the longitudinal direction of the wire.
  • a part of the guide chain or the guide belt thus runs parallel to the longitudinal direction of the wire and thus serves to guide the wire. This part of the guide chain or the guide belt is thus on the belt and leads it in the direction of the spray burner.
  • FIG. 1a shows a spray burner 11 known from the prior art, through which a spray jet is produced, which is applied as a spray coating 24 on the workpiece 26.
  • the thermal spray burner 11, the wire 14 is supplied as a spray material.
  • the wire feeder 10 which in the upper part of FIG. 1a is shown.
  • This has two guide elements 12a, 12b formed as guide rollers, which are rotatable about an axis 18a, 18b. These two axes are biased by one spring 16a, 16b in the direction of the wire 14. They can be attached to a holding device 28, for example a holding rail, to which a power supply line 30 is also electrically connected. Through this, an electric current is supplied, preferably via the electrically conductive axes 18a, 18b and the electrically conductive guide rollers 112a, 12b to the wire 14. Thereby, it is no longer necessary to provide further elements for supplying an electric current to the wire 14.
  • FIG. 1b the same embodiment of the wire feeder according to the invention is shown in a view from above.
  • the two axes 18a, 18b are biased by the springs 16a, 16b in the direction of the wire 14, so that the wire 14 is clamped between the two rollers 12a, 12b.
  • the guide elements 12a, 12b have a concave recess along their circumference, which is semicircular in cross section in particular.
  • the contour of this concave recess 28a, 28b substantially corresponds to the outer contour of the wire 14, so that it can be safely guided in the respective recess.
  • FIG. 2 A second embodiment of the wire feeder 10 according to the invention is shown in FIG. 2 shown.
  • each guide element on a guide chain 20a, 20b which is guided by two guide rollers 22a, 22a 'and 22b, 22b' on each side of the wire 14.
  • the guide rollers have along their circumference an external toothing, which engages in recesses of the chain.
  • the guide elements can be actively driven, so that an active advancement of the wire takes place in the direction of the spray burner through them.
  • it is possible to provide a separate feed device for the wire so that the guide elements are driven only via the wire feed and thus serve only to guide the wire to the spray burner 11.
  • a reduced wire abrasion can be achieved because the guide elements rotate with the wire and thus the wire does not rub along the guide elements.
  • These axes can be biased in the direction of the wire 14 by a spring element, so that the wire 14 can be clamped between the rotatable guide chains or guide belts and thus stably guided.
  • FIG. 2 According to the embodiment according to FIGS. 1a and 1b, the advantage is that the wire 14 is guided over a longer distance through the guide elements 12a, 12b and thus a more stable and precise guidance is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drahtzuführvorrichtung (10) für einen thermischen Spritzbrenner, mit einem drehbaren Führungselement (12a, 12b) zum Führen eines Drahts (14) in Richtung des Spritzbrenners (11), wobei das drehbaren Führungselement (12a, 12b) elektrisch leitend ausgebildet ist und hierdurch ein Leiten eines elektrischen Stroms von dem Führungselement (12a, 12b) zum Draht (14) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drahtzuführvorrichtung für einen thermischen Spritzbrenner.
  • Thermische Spritzbrenner sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden zur Beschichtung von Oberflächen verwendet. Beispielsweise ist das PTWA- (Plasma Transferred Wire Arc Spraying) oder RSW- (Rotating Single Wire) Verfahren bekannt, durch das in der Automobilindustrie die Laufflächen von Zylinderbohrungen in Verbrennungskraftmaschinen beschichtet werden. Hierzu wird dem Spritzbrenner über eine Vorschubvorrichtung ein Draht zugeführt, dessen Partikel in einem Gasstrom auf die Innenfläche der Zylinder aufgespritzt werden.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Draht in einem zweigeteilten Bauteil zu klemmen. Hierbei kommt es durch den hohen Drahtvorschub zu einem starken Verschleiß und damit zu einem Drahtabrieb. Dieser Abrieb kann sich im Brenner sammeln und somit Prozessstörungen verursachen. Daher ist es notwendig, das Kontaktstück, in dem der Draht geklemmt wird, regelmäßig auszutauschen und den Abtrieb im Brenner im entfernen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drahtzuführvorrichtung für einen thermischen Spritzbrenner bereitzustellen, die ein verbessertes Zuführen des Drahts zum thermischen Spritzbrenner ermöglicht.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Die erfindungsgemäße Drahtzuführvorrichtung für einen thermischen Spritzbrenner weist ein Führungselement zum Führen eines Drahts in Richtung des Spritzbrenners auf. Erfindungsgemäß ist dieses Führungselement drehbar, beispielsweise als Führungsrolle ausgestaltet und ferner elektrisch leitend ausgebildet. Hierdurch erfolgt ein Leiten eines elektrischen Stroms von dem Führungselement zum Draht.
  • Neben einer mechanischen Führung des Drahts zum Spritzbrenner durch das drehbare Führungselement dient dieses erfindungsgemäße somit gleichzeitig dem Zuführen von Strom zum Draht, so dass hierzu nicht ein gesondertes Element vorgesehen werden muss. Hierzu ist es beispielsweise möglich, das Führungselement zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material auszugestalten.
  • Weist das Führungselement beispielsweise eine oder mehrere Führungsrollen auf, so ist es möglich, sowohl die Führungsrollen als auch deren Achsen, um die die Führungsrollen rotierbar sind, aus einem elektrisch leitenden Material auszugestalten, so dass es möglich ist, Strom über eine Zuführleitung, ferner über die Achsen und Führungsrollen, in Richtung des Drahts zu übertragen.
  • Durch die erfindungsgemäße Drahtzuführvorrichtung ist somit eine besonders einfache und effiziente Zuführung von Draht zu einem thermischen Spritzbrenner ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist, verglichen zum Stand der Technik, weniger Bauteile auf und verursacht weniger Abrieb. Somit ist es seltener notwendig, Bauteile auszutauschen.
  • Vorzugsweise weist die Drahtzuführvorrichtung zwei drehbare Führungselemente auf, von denen je eines auf jeder Seite des Drahts angeordnet ist, so dass die beiden drehbaren Führungselemente einander diametral gegenüber angeordnet sind. Anders ausgedrückt, kann der Draht somit zwischen den beiden Führungselementen angeordnet und durch diese exakt geführt sein. Hierzu können beispielsweise die Führungselemente in Richtung des Drahts eine Aussparung aufweisen, deren Form der Außenkontur des Drahts entspricht. Weist der Draht beispielsweise einen kreiszylindrischen Querschnitt auf, so kann die Aussparung in den Führungselementen beispielsweise halbkreisförmig nach innen gewölbt (d. h. konkav) sein.
  • Vorzugsweise ist ein Federelement vorgesehen, durch das ein Vorspannen des drehbaren Führungselementes in Richtung des Drahts erfolgt, so dass durch das Federelement eine Kraft über das drehbare Führungselement auf den Draht aufgebracht wird. Bei der Ausführungsform mit zwei Führungselementen können diese somit den Draht zwischen den beiden Führungselementen festklemmen, so dass dieser stabil in Richtung des Spritzbrenners geführt werden kann. Vorzugsweise ist die Kraft, die durch jedes Federelement und Führungselement auf den Draht aufgebracht wird, der Kraft des jeweils anderen Feder- und Führungselements entgegengesetzt, so dass sich die Kräfte vorzugsweise gegenseitig aufheben.
  • Bei der durch das drehbare Führungselement auf den Draht aufgebrachten Kraft handelt es sich vorzugsweise um eine Normalkraft, d. h. einer Kraft senkrecht zur Längsrichtung des Drahtes.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das drehbare Führungselement durch eine Antriebsvorrichtung antreibbar, so dass durch das drehbare Führungselement ein aktives Vorschieben des Drahtes in Richtung des Spritzbrenners erfolgt. Hierdurch ist es möglich, den Abrieb des Drahtes weiterhin zu reduzieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das drehbare Führungselement eine Führungsrolle. Vorzugsweise ist an jeder Seite des Drahts jeweils eine Führungsrolle angeordnet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das drehbare Führungselement ein Führungsband oder eine Führungskette auf, die entlang des Umfangs von zwei Führungsrollen geführt werden. Anders ausgedrückt, sind auf jeder Seite des Drahtes mindestens zwei Führungsrollen angeordnet, um die herum ein Führungsband oder eine Führungskette geführt wird. Die Führungsrollen weisen vorzugsweise den gleichen Radius auf. Ihre Rotationsachsen sind vorzugsweise im gleichen Abstand zur Längsrichtung des Drahts angeordnet. Ein Teil der Führungskette oder des Führungsbands verläuft somit parallel zur Längsrichtung des Drahts und dient somit der Führung des Drahts. Dieser Teil der Führungskette oder des Führungsbands liegt somit am Band an und führt diesen in Richtung des Spritzbrenners.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1a
    eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung,
    Figur 1b
    eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung,
    Figur 2
    eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung.
  • Der untere Teil der Figur 1a zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Spritzbrenner 11, durch den ein Spritzstrahl erzeugt wird, der als Spritzschicht 24 auf das Werkstück 26 aufgetragen wird. Dem thermischen Spritzbrenner 11 wird als Spritzwerkstoff der Draht 14 zugeführt.
  • Dies erfolgt erfindungsgemäß durch die Drahtzuführvorrichtung 10, die im oberen Teil der Figur 1a dargestellt ist. Diese weist zwei als Führungsrollen ausgebildete Führungselemente 12a, 12b auf, die um jeweils eine Achse 18a, 18b rotierbar sind. Diese beiden Achsen werden durch jeweils eine Feder 16a, 16b in Richtung des Drahts 14 vorgespannt. Sie können an eine Haltvorrichtung 28, beispielsweise eine Halteschiene, angebracht sein, an der auch eine Stromzuführleitung 30 elektrisch angeschlossen ist. Über diese erfolgt ein Zuführen eines elektrischen Stroms, vorzugsweise über die elektrisch leitenden Achsen 18a, 18b und die elektrisch leitenden Führungsrollen 112a, 12b zum Draht 14. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, weitere Elemente zum Zuführen eines elektrischen Stroms zum Draht 14 vorzusehen.
  • In Figur 1b ist die gleiche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung in eine Ansicht von oben dargestellt. Hier ist erkennbar, wie die beiden Achsen 18a, 18b durch die Federn 16a, 16b in Richtung des Drahts 14 vorgespannt werden, so dass der Draht 14 zwischen den beiden Rollen 12a, 12b eingeklemmt wird. Hierdurch ist es möglich, den Draht 14 stabil und sicher zu halten und in Richtung des Spritzbrenners 11 zu führen, ohne dass ein großer Drahtabrieb entsteht. Zur Führung des Drahtes ist es bevorzugt, dass die Führungselemente 12a, 12b entlang ihres Umfangs eine konkave Aussparung aufweisen, die insbesondere im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist. Die Kontur dieser konkaven Aussparung 28a, 28b entspricht im Wesentlichen der Außenkontur des Drahts 14, so dass dieser sicher in der jeweiligen Aussparung geführt werden kann.
  • Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung 10 ist in Figur 2 dargestellt. Hier weist jedes Führungselement eine Führungskette 20a, 20b auf, die durch jeweils zwei Führungsrollen 22a, 22a' und 22b, 22b' auf jeder Seite des Drahts 14 geführt wird. Die Führungsrollen weisen entlang ihres Umfangs eine Außenverzahnung auf, die in Ausnehmungen der Kette eingreift.
  • In allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drahtzuführvorrichtung können die Führungselemente aktiv angetrieben sein, so dass durch sie ein aktives Vorschieben des Drahtes in Richtung des Spritzbrenners erfolgt. Alternativ ist es möglich, eine separate Vorschubvorrichtung für den Draht vorzusehen, so dass die Führungselemente lediglich über den Drahtvorschub angetrieben werden und somit lediglich der Führung des Drahtes zum Spritzbrenner 11 dienen. Auch in dieser Ausführungsform kann ein reduzierter Drahtabrieb erreicht werden, da sich die Führungselemente mit dem Draht mit drehen und der Draht somit nicht an den Führungselementen entlang reibt.
  • In der Ausführungsform gemäß Figur 2 sind die Führungsrollen 22a, 22a' um die Achsen 18a, 18a' rotierbar. Diese weisen einen identischen Abstand zur Längsrichtung des Drahts 14 auf. Ebenso sind die Rollen 22b, 22b' um die Achsen 18b, 18b' rotierbar. Diese weisen ebenfalls einen identischen Abstand zur Längsrichtung des Drahtes 14 auf. Auch diese Achsen können in Richtung des Drahts 14 durch ein Federelement vorgespannt sein, so dass der Draht 14 zwischen den drehbaren Führungsketten oder Führungsbändern eingeklemmt und somit stabil geführt werden kann. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 bietet gemäß der Ausführungsform gemäß 1a und 1b den Vorteil, dass der Draht 14 über eine längere Strecke durch die Führungselemente 12a, 12b geführt wird und somit eine stabilere und exaktere Führung möglich ist.

Claims (7)

  1. Drahtzuführvorrichtung (10) für einen thermischen Spritzbrenner, mit einem drehbaren Führungselement (12a, 12b) zum Führen eines Drahts (14) in Richtung des Spritzbrenners (11), dadurch gekennzeichnet, dass das drehbaren Führungselement (12a, 12b) elektrisch leitend ausgebildet ist und hierdurch ein Leiten eines elektrischen Stroms von dem Führungselement (12a, 12b) zum Draht (14) erfolgt.
  2. Drahtzuführvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtzuführvorrichtung (10) zwei drehbare Führungselemente (12a, 12b) aufweist, von denen je eines auf jeder Seite des Drahts (14) angeordnet ist, so dass die beiden drehbaren Führungselemente (12a, 12b) einander diametral gegenüber angeordnet sind.
  3. Drahtzuführvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Federelement (16a, 16b), durch das ein Vorspannen des drehbaren Führungselements (12a, 12b) in Richtung des Drahts (14) erfolgt, so dass durch das Federelement (16a, 16b) eine Kraft über das drehbare Führungselement (12a, 12b) auf den Draht (14) aufgebracht wird.
  4. Drahtzuführvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, die durch das Federelement (16a, 16b) über das drehbare Führungselement (12a, 12b) auf den Draht aufgebracht wird, eine Normalkraft ist.
  5. Drahtzuführvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Führungselement (12a, 12b) durch eine Antriebsvorrichtung antreibbar ist, so dass durch das drehbare Führungselement (12a, 12b) ein aktives Vorschieben des Drahtes (14) in Richtung des Spritzbrenners (11) erfolgt.
  6. Drahtzuführvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Führungselement (12a, 12b) eine Führungsrolle ist.
  7. Drahtzuführvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Führungselement (12a, 12b) ein Führungsband oder eine Führungskette (20a, 20b) aufweist, die entlang des Umfangs von zwei Führungsrollen (22a, 22a', 22b, 22b') geführt werden und an ihrer zum Draht (14) zugewandten Seite an diesem Anliegen und den Draht (14) so in Richtung des Spritzbrenners (11) führen.
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