EP4713149A1 - Vorrichtung zum thermischen spritzen, fertigungsverfahren zum fertigen einer derartigen vorrichtung und verwendung eines additiven fertigungsverfahrens - Google Patents

Vorrichtung zum thermischen spritzen, fertigungsverfahren zum fertigen einer derartigen vorrichtung und verwendung eines additiven fertigungsverfahrens

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Publication number
EP4713149A1
EP4713149A1 EP24728173.6A EP24728173A EP4713149A1 EP 4713149 A1 EP4713149 A1 EP 4713149A1 EP 24728173 A EP24728173 A EP 24728173A EP 4713149 A1 EP4713149 A1 EP 4713149A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing part
burner housing
cooling
combustion chamber
page
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.)
Pending
Application number
EP24728173.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Grams
Thomas HOHNEN
Nina Uppenkamp
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4713149A1 publication Critical patent/EP4713149A1/de
Pending 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
    • B05B7/20—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 by flame or combustion
    • B05B7/201—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 by flame or combustion downstream of the nozzle
    • B05B7/205—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 by flame or combustion downstream of the nozzle the material to be sprayed being originally a particulate material
    • 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
    • C23C4/129—Flame spraying

Definitions

  • the invention relates to a device for thermally spraying a coating material onto a substrate body to be coated.
  • the invention further relates to a manufacturing method for manufacturing a device for thermally spraying a coating material onto a substrate body to be coated.
  • the invention also relates to a use of an additive manufacturing method.
  • Generic devices for thermal spraying are known from the prior art as HVOF burners (high-velocity oxygen fuel burners), HVAF burners (high-velocity air fuel burners) or the like.
  • thermal spraying particles to be applied to a substrate body are heated using a thermal energy source and accelerated onto a surface of the substrate body. Using the particles applied in this way, one or more layers can be built up on the substrate body, in particular by adhesion and/or cohesion.
  • Page 2/68 P80839EN The particles used and to be melted are usually in powder form.
  • Thermal spraying particularly using High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) or High Velocity Air Fuel (HVAF) uses process media such as kerosene, hydrogen, propane, etc. to generate process energy through oxidation, i.e. combustion.
  • HVOF High Velocity Oxygen Fuel
  • HVAF High Velocity Air Fuel
  • HVOF burners can use hydrogen and/or propane in combination with compressed air to generate process energy.
  • HVOF/HVAF systems are also known in which kerosene or propane, hydrogen with nitrogen and oxygen are used to generate the required process energy.
  • the combustion of the fuel gas usually takes place in a combustion chamber of the thermal spraying device. At the end of such a combustion chamber there is a discharge nozzle, which is usually in the form of a Laval nozzle, so that the fuel gas can be further accelerated in addition to the combustion expansion.
  • the particles to be melted or melted or the corresponding powder are usually only introduced radially into the fuel gas behind the narrowest cross-section of the discharge nozzle.
  • the particles in the form of powder can also be introduced axially into the combustion chamber of the thermal spraying device together with other gases.
  • known thermal spraying devices often work very energy-intensively and are therefore often only operated ineffectively, which is also due to their previous design.
  • Page 3/68 P80839DE The invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art. In particular, the invention is based on the object of being able to operate devices for thermal spraying in a more energy-efficient manner.
  • the object of the invention is achieved by a device for thermally spraying a coating material onto a substrate body to be coated, with a burner housing part having a combustion chamber, an inlet side for supplying process media and an outlet side for discharging a process hot gas, wherein the burner housing part is generated by means of an additive manufacturing process.
  • the burner housing part is manufactured by means of an additive manufacturing process, the present device for thermal spraying can be built significantly more compactly, whereby on the one hand the process media required to operate the device, such as in particular fuel, and on the other hand heat losses in the device can be significantly reduced. Overall, the amount of energy required for thermal spraying can be significantly reduced, which means that the present thermal spraying device can be operated much more effectively.
  • a burner housing part manufactured using an additive manufacturing process can also enable a reduction in the number of joints between individual subtractively manufactured components, which can also eliminate any areas of the burner housing part that are susceptible to leakage of process media.
  • additive manufacturing process is often also referred to as a generative manufacturing process, whereby additive Page 4/68 P80839DE or generative manufacturing processes, in contrast to classic subtractive manufacturing processes such as milling, drilling, turning, eroding or the like, are characterized in particular by the fact that materials can essentially be added layer by layer in order to advantageously manufacture components such as the present burner housing part in a more compact manner.
  • additive manufacturing processes can also preferably completely eliminate manufacturing processes that are based on joining processes such as welding, soldering or the like.
  • the additive manufacturing process makes it possible to provide the present device for thermal spraying in a particularly compact manner, even if a large number of additional functional areas, functional elements or the like should be present or designed, in particular on or especially in the burner housing part.
  • different additive manufacturing processes can be used, such as a 3D printing process, a 3D laser sintering process or the like.
  • laser beam melting processes LBM processes; (laser beam melting) are also suitable for use in the sense of the invention. It is advantageous if shapeless or shape-neutral materials are used for production.
  • shapeless materials are, for example, liquids, powders or the like, whereby shape-neutral materials can be in the form of strips, wires or the like.
  • Page 5/68 P80839EN With regard to the 3D printing process mentioned above, a distinction can be made between powder bed processes, free space processes and liquid material processes. Powder bed processes include laser beam melting (LBM), selective laser sintering (SLS), selective heat sintering (SHS), binder jetting (solidifying powder material using a binder) and electron beam melting (EBM).
  • LBM laser beam melting
  • SLS selective laser sintering
  • SHS selective heat sintering
  • binder jetting solidifying powder material using a binder
  • EBM electron beam melting
  • Free space processes include fused deposition modeling (FDM) or fused filament fabrication (FFF), laminated object modeling (LOM), cladding, wax deposition modeling (WDM), contour crafting, cold injection molding and electron beam melting (EBW).
  • Liquid material processes include, for example, stereolithography (SLA) and micro-SLA, digital light processing (DLP) and liquid composite molding (LCM).
  • SLA stereolithography
  • DLP digital light processing
  • LCM liquid composite molding
  • the following materials can be used in the above processes: 1.2709, 1.4540, 1.4542, 1.4404 (316L), AlSi10Mg, Scalmalloy®, CuNi2SiCr, CuCr1Zr, pure copper, CoCrW, Inconel718, Inconel 625, TiAl6V4, Hastelloy® C22.
  • the thermal spraying device generated by means of an additive manufacturing process can have one of the above materials or consist of one of the above materials, whereby any coatings applied after the additive manufacturing process should not be taken into account.
  • a more compact design in the sense of the invention can be achieved particularly easily if the production takes place at least partially from a data set for operating a single production system.
  • the present device for thermal spraying can be designed for different thermal spray application methods, insofar also in the sense of an HVOF burner device for thermal spraying or an HVAF burner device for thermal spraying.
  • the present device for thermal spraying can, with appropriate design, be provided in the sense of an external coating device for thermally spraying an external coating onto a substrate body or for thermally coating a substrate body on the outside, such as a roller part, a pipe part, a drum part or the like, or alternatively in the sense of an internal coating device for thermally spraying an internal coating onto a substrate body or for thermally coating a substrate body on the inside.
  • the term "combustion chamber” describes a functional area of the thermal spraying device within the burner housing part, in which selected process media are introduced, ignited and discharged as hot gas at an accelerated rate.
  • the burner housing part can also be regarded as the actual "burner" of the device in question.
  • inlet side describes an area of the burner housing part, in particular in front of (upstream of) the combustion chamber, in which supply lines for process media are arranged.
  • This inlet side can in particular be defined as an area between a receiving surface for receiving an external connection part Page 7/68 P80839DE for the cumulative supply of process media and the head side of the combustion chamber.
  • output side describes an area of the burner housing part, in particular behind (downstream) the combustion chamber, in which in particular the hot gas channel for discharging the hot gas from the combustion chamber is arranged.
  • the hot gas channel can preferably have an arc section, wherein the arc section is designed to redirect the process hot gas within the burner housing part.
  • the arc section can redirect the process hot gas by greater than or equal to 10°, preferably by greater than or equal to 25° and particularly preferably by greater than or equal to 45° or greater than or equal to 75°. Furthermore, the arc section can preferably redirect the process hot gas by greater than or equal to 60°, preferably by greater than or equal to 80° and particularly preferably by greater than or equal to 85° or greater than or equal to 90°.
  • This output side can be designed in particular as an area between a receiving surface for receiving an external head part and the foot side of the combustion chamber. It is therefore advantageous if the burner housing part is monolithic. The burner housing part can be extremely simply implemented through a monolithic shape or design, whereby its construction can be reduced to an extremely simple design.
  • the combustion chamber and especially the areas around the combustion chamber can be made of optimized materials and thus very compact.
  • Page 8/68 P80839DE Overall, this can significantly reduce energy losses in the device, allowing the device to be operated more efficiently.
  • the burner housing part is preferably formed as a single monolith block. In other words, this means that the combustion chamber as well as the inlet side and the outlet side are physically formed as a single monolith block.
  • a "monolithically" formed component is understood to mean in particular a component of the device, such as the burner housing part, which is manufactured in a single component in a continuous and seamless manner.
  • the monolithically formed burner housing part is not composed of several individual parts, nor is it joined together from a plurality of individual parts, for example by means of a welding process.
  • the burner housing part can be designed to be particularly compact if the inlet side and the outlet side are formed monolithically with one another. This means that additional connecting elements or component interfaces can be dispensed with, particularly in relation to the combustion chamber, which in particular reduces the risk of heat loss particularly well.
  • an advantageous reduction in component interfaces enables a smaller and therefore more compact design of the thermal spraying device, in particular its burner housing part.
  • Page 9/68 P80839DE Conventional thermal spraying devices have always been designed in several parts.
  • the number of components required on the thermal spraying device can be reduced in a favorable manner. Due to the large number of different components used and the associated, particularly voluminous design, in particular with regard to a greatly enlarged surface compared to the environment, the prior art results in significantly greater and/or more unevenly distributed heat losses across the device compared to the environment than is the case with the present thermal spraying device, in particular with regard to comparable combustion chamber sizes.
  • the burner housing part has material recesses, in particular internal material recesses, with interfaces between the material recesses and the burner housing part being monolithic.
  • material recesses can be formed in almost any way using the additive manufacturing process, in any case Page 10/68 P80839DE more diversely shaped than is usually possible with subtractive manufacturing processes.
  • the interfaces can be designed or formed with a continuous tangent.
  • the interfaces can be designed or formed as free-form surfaces. This means that the material recesses can be free of disadvantageous edges, sudden cross-sectional changes or the like.
  • structures are arranged on or within material recesses of the burner housing part, the structures and the burner housing part being monolithic.
  • Such structures can be shaped differently in order to be able to take on different functions, in particular with regard to the burner housing part.
  • the structures can be designed or formed as material braids, conducting elements or the like on the burner housing part or within the burner housing part.
  • the inlet side has a first supply line for a primary fuel, wherein the first supply line and the combustion chamber are monolithic. This allows the burner housing part to be structurally simple, in particular with a small number of Page 11/68 P80839DE Component interfaces on the present thermal spraying device. If the input side has additional supply lines for additional process media, the additional supply lines and the combustion chamber being monolithic, the burner housing part can still be built very compactly despite a large number of supply lines.
  • This compact design can also be transferred to specific embodiments of the thermal spraying device in which at least a first additional supply line for material transport is connected directly to a pre-combustion chamber and a second additional supply line for material transport is connected directly to the main combustion chamber, the additional supply lines being able to be set up to guide the materials to the respective areas of the pre-combustion chamber or the main combustion chamber as required.
  • the output side has a hot gas channel, the hot gas channel and the combustion chamber being monolithic, the burner housing part can also be built very compactly at its output end.
  • the present device for thermal spraying can be designed in a simpler way in the sense of an internal coating device if the hot runner has at least one curved section.
  • such a curved section can be manufactured within the burner housing part, in particular within the outlet-side end thereof, by means of an additive manufacturing process.
  • internal curved material recesses can be manufactured within the Page 12/68 P80839DE burner housing part can be manufactured advantageously and with high aerodynamic quality. This applies equally to the hot gas channel, other supply lines, the combustion chamber or the like.
  • the structure of the burner housing part can be particularly simplified if supply lines for supplying process media on the inlet side of the burner housing part and a hot gas channel for discharging a hot gas on the outlet side of the burner housing part are monolithic. In any case, the present thermal spraying device can be operated much more effectively due to the monolithic design.
  • the additive manufacturing method proposed here also enables particularly simplified production.
  • a thermal spraying device was assigned a separate component, which was also manufactured conventionally, i.e. using subtractive manufacturing processes.
  • the burner housing part in particular preferably consists of only a single component, whereby the manufacture of the present device for thermal spraying can be simplified considerably overall; in particular, the time required for assembly and/or disassembly work can be significantly reduced.
  • the number of component interfaces on the device according to the invention for Page 13/68 P80839EN thermal spraying can be significantly reduced, as will be described in more detail later.
  • the burner housing part in particular is manufactured according to the invention using an additive manufacturing process, the number of required component interfaces can be significantly reduced. In this case, in particular, a reduction in components, a simplification of disassembly and assembly work and an increase in the functional reliability of the thermal spraying device proposed here can be achieved.
  • the structure of the present thermal spraying device can be advantageously designed if the device has a Page 14/68 P80839DE Head part with a discharge nozzle element and with an injector element for injecting coating material into the head part, wherein the head part is manufactured by means of an additive manufacturing process.
  • the device for thermal spraying can be designed to be structurally simple if the head part and the burner housing part are monolithic, in particular as a single monolith block.
  • the head part can preferably be designed to be integrated into the burner housing part, wherein the head part and burner housing part are monolithic.
  • the functionality of the head part can advantageously be combined with the functionality of the burner housing part in a common monolithic component, in particular in a monolithic burner housing part.
  • Components of the head section that are subject to wear can be replaced more easily on the thermal spraying device if the head section and the burner housing section are firmly but detachably connected to one another. This means that the head section can be easily replaced in its entirety.
  • the functional components "burner housing section" and “head section” of the thermal spraying device are connected to one another with a screw connection, for example.
  • Page 15/68 P80839DE The component interface provided here can be sealed with suitable sealing means, in particular with sealing elements, preferably with one or more sealing rings.
  • suitable sealing means in particular with sealing elements, preferably with one or more sealing rings.
  • the device has a receiving surface for receiving the head part, wherein the receiving surface and the burner housing part are monolithic.
  • the device has an injector tube part for providing coating material on an injector element of a head part of the device, wherein the burner housing part forms a holder for holding the injector tube part.
  • the injector tube part can be arranged in a defined manner on the burner housing part.
  • it can consist of a material with a thermal conductivity of less than or equal to 50 W/mK, preferably less than or equal to 40 W/mK, particularly preferably less than or equal to 30 W/mK or less than or equal to 20 W/mK.
  • the device is generated from the material 1.4404 (316L) using an additive manufacturing process, which has a thermal conductivity of 15 W/mK.
  • the thermal spraying device can be generated using an additive manufacturing process from copper (thermal conductivity: ⁇ 399 W/mK) or aluminum (thermal conductivity: ⁇ 237 W/mK) or bronze (thermal conductivity: ⁇ 62 W/mK) or a steel with a thermal conductivity of less than or equal to 50 W/mK.
  • Page 16/68 P80839DE the material from which the burner housing part was generated by means of additive manufacturing has a thermal expansion coefficient of less than or equal to 15 * 10 -6 K -1 .
  • the injector element can be arranged in the thermal spraying device in such a way that the coating material can be fed to the hot gas stream at an angle of less than or equal to 50 ° to the main coating axis of the thermal spraying device, preferably at an angle of less than or equal to 25 ° and particularly preferably at an angle of less than or equal to 15 ° or even less than or equal to 5 °.
  • the head part can be monolithically integrated into the burner housing part.
  • a part of the burner housing part that surrounds the combustion chamber can be mounted firmly on both sides of its longitudinal direction relative to a region of the burner housing part that forms the outer wall of the thermal spraying device.
  • the latter can be surrounded by the internal cooling on its outer wall in a region of greater than or equal to 70% of its total longitudinal extent, preferably greater than or equal to 80% and particularly preferably greater than or equal to 90% or even greater than or equal to 95%.
  • Page 17/68 P80839DE A variant can be advantageously designed if the device has a cooling device for cooling the substrate body, the cooling device or at least areas thereof and the burner housing part being monolithic.
  • the present device for thermal spraying can still be implemented in an extremely compact manner despite additional functional scopes, in particular despite an integrated substrate body cooling device.
  • the present device for thermal spraying is used, for example, in the sense of an internal coating device, where an extremely compact design is particularly important in order to be able to introduce the device for thermal spraying sufficiently well even into narrow installation spaces of a substrate body.
  • the present device for thermal spraying can be used to easily carry out thermal internal coatings of pipes or the like, even with small internal diameters of less than 100 mm.
  • the present device for thermal spraying can be used to immediately and effectively cool the substrate body during a thermal coating process in order to effectively counteract the process heat introduced into the substrate body.
  • the monolithic structure of the combustion chamber housing proposed here in combination with the housing of the device for thermal spraying advantageously ensures that predominantly constant geometric conditions can be guaranteed, whereby a constant volume flow of reactants for combustion and/or a stable coating process can be achieved with the device proposed here.
  • optimal coating results can be achieved on a substrate body using the proposed device for thermal spraying.
  • the cooling device has at least one coolant channel for guiding coolant, which extends in particular from the inlet side of the burner housing part to the outlet side of the burner housing part, wherein the at least one coolant channel and the burner housing part are formed monolithically.
  • one or even several coolant channels can be compactly integrated into the present device for thermal spraying.
  • such coolant channels can be guided compactly from the inlet side to the outlet side through the burner housing part.
  • the cooling device has at least one cooling nozzle for spraying coolant, which is arranged in particular on the outlet side of the burner housing part, wherein the at least one cooling nozzle and the burner housing part are monolithically designed.
  • the at least one cooling nozzle and the discharge nozzle have different directions of action.
  • the at least one cooling nozzle is arranged opposite the receiving surface for receiving the head part on the burner housing part. This allows the coolant and the coating material to be applied to opposite areas of the substrate body independently of one another. In this case, different coolants can be used.
  • the cooling device is preferably set up so that compressed air, nitrogen, in particular gaseous nitrogen and/or a gaseous mixture of nitrogen and oxygen, carbon dioxide, inert gases or the like can be sprayed by means of the at least one cooling nozzle.
  • the at least one cooling nozzle has a main nozzle axis which is arranged at an angle of 15° or more and 75° or less, preferably at an angle of 45°, to a main coating axis of the discharge nozzle.
  • the main nozzle axis and the main coating axis are the same as the center axis of the respective nozzle. If the present device for thermal spraying is used in the sense of an internal coating device, the angle mentioned here is similar, but is preferably arranged opposite the receiving surface for receiving the head part, mirrored on the center axis of the device for thermal spraying or the burner housing part thereof.
  • the offset of the point of impact of the coolant on the substrate body is at least 3 x the coating spot diameter before and/or after the coating point and a maximum of 20 x the coating spot diameter before and/or after the coating point, preferably 10 x the coating spot diameter before and/or after the coating point, whereby the term “before” is to be understood in the sense of the relative movement vector.
  • the coating spot diameter is particularly dependent on the size of the thermal spraying device and the spraying distance. For a smaller device, this coating spot diameter is preferably approximately 4 mm to 7 mm, for a larger device, approximately 12 mm to 15 mm.
  • the distribution of the coolant can be carried out sufficiently well using a single cooling nozzle.
  • Cooling nozzles are provided in order to achieve a particularly good cooling quality.
  • up to 12 cooling nozzles can be provided.
  • the cooling nozzles each have an opening angle of 0° (parallel direction) and at most 75° or less, preferably an opening angle of 15°, in relation to their respective central axes or main nozzle axes.
  • thermal spraying device used as an internal coating device
  • the position of the cooling nozzle openings relative to the central axis of the thermal spraying device or the burner housing part thereof is offset from the main coating axis by at least 15° or more or by a maximum of 345° or less, preferably by 180°.
  • the present thermal spraying device can be advantageously further developed using such a cooling device, in particular by ensuring that the substrate body is always cooled in a reproducible manner.
  • a generic thermal spraying device can be advantageously further developed using the present substrate body cooling device alone, so that relevant features or combinations of features are already advantageous without the other features of the invention.
  • the present thermal spraying device can be further developed positively using a flame arrester device.
  • the flame arrester device and the burner housing part being monolithic.
  • Such a monolithic shape or design allows the number of separate functional components to be kept low despite an expanded range of functions, whereby the burner housing part in particular can be provided in a compact manner.
  • a flame arrester device is arranged as a flame protection barrier in a supply line for process media, in particular for fuels such as hydrogen, in order to prevent a "flame" from the combustion chamber from flashing back critically far into the supply line.
  • the operational reliability of the thermal spraying device can be advantageously increased by means of the flame arrester device, in particular in view of the fact that the present thermal spraying device can, for example, have a hydrogen requirement of between 25 NL/min and 1000 NL/min at an operating pressure of approx. 5 to 25 bar.
  • the flame arrester device has a material mesh, in particular a thin-mesh material mesh, with the material mesh and the burner housing part being monolithic, the flame arrester device can be integrated into the burner housing part in an extremely compact manner.
  • the flame arrester device can be produced with extremely low manufacturing costs.
  • a particularly good functional reliability can be achieved by the present flame arrester device by means of at least one of the following features: Page 23/68 P80839DE
  • the material mesh preferably has a mesh size of less than or equal to 1 mm, preferably less than or equal to 0.5 mm and particularly preferably less than or equal to 0.1 mm.
  • the material mesh also preferably has a mesh size of greater than or equal to 0.01 mm, preferably greater than or equal to 0.1 mm and particularly preferably greater than or equal to 0.5 mm.
  • the mesh size is to be understood as the width of the material mesh through which air can flow freely.
  • a material mesh can also be described by its pitch, with the pitch describing the distance between the center of gravity of adjacent meshes of the material mesh.
  • the material mesh can have a pitch of less than or equal to 1.2 mm, preferably less than or equal to 0.6 mm and particularly preferably less than or equal to 0.15 mm.
  • the material mesh can have a pitch of greater than or equal to 0.02 mm, preferably greater than or equal to 0.15 mm and particularly preferably greater than or equal to 0.6 mm.
  • Such a mesh size and/or pitch can be produced using an additive manufacturing process. Cumulatively or alternatively, it is advantageous if the material mesh has a base area of 20 mm 2 or more and 700 mm 2 or less, preferably 175 mm 2 . This allows the flame arrester device to be easily designed or shaped to fit different line cross-sections or the like.
  • the base area can easily have different basic shapes using the additive manufacturing process, in particular be designed as a free form.
  • the base area is preferably circular or elliptical.
  • the base area can also be rectangular, square or similarly shaped, in particular depending on a line cross-section in the burner housing part.
  • the base area is the cross-sectional area of the flame arrester device.
  • the material mesh has a length of 15 mm or more, and 90 mm or less, preferably 30 mm, whereby installation space lengths of the flame arrester device can be created as required.
  • the flame arrester device is also designed to generate a pressure difference between 0.25 bar and 1.5 bar.
  • a flame arrester device designed or formed in this way enables good flame flashback protection while at the same time ensuring good flow of a process medium.
  • the present flame arrester device alone can advantageously further develop a generic device for thermal spraying, so that related features or combinations of features are already advantageous without the other features of the invention.
  • the device for thermal spraying itself can be cooled particularly well if the device has an internal cooling system for cooling the device, wherein the Page 25/68 P80839DE Cooling device and the burner housing part are monolithic.
  • a monolithic shape or construction allows the internal cooling to be particularly efficient, which in particular allows combustion to be optimized. This allows the present device for thermal spraying to be operated more efficiently.
  • Heat dissipation can be designed favorably in the present case if the internal cooling has at least one cooling channel, preferably several cooling channels, wherein the at least one cooling channel or the cooling channels and the burner housing part are monolithic. Furthermore, it is expedient if the at least one cooling channel is designed close to the contour, in particular close to the contour around the combustion chamber of the burner housing part and a hot gas channel of the burner housing part.
  • the combustion chamber and/or hot gas channel have a predominantly oval wall, in particular a circular and/or elliptical wall, which geometrically delimits an interior of the combustion chamber and/or hot gas channel from any other components of the thermal spraying device.
  • the wall of the combustion chamber and/or the hot gas channel preferably has a constant wall thickness, whereby the structural requirements and/or the thermodynamic equilibrium at a stationary operating point of the thermal spraying device can be advantageously influenced.
  • Page 26/68 P80839DE “close to the contour” can therefore be understood to mean that the cooling channel is directly adjacent to the outside of the wall of the combustion chamber and/or hot gas channel, so that an advantageous cooling effect of the combustion chamber and/or the hot gas channel can be achieved.
  • the cooling channel can have a predominantly oval inner wall, in particular a circular and/or an elliptical inner wall, which can extend around the wall of the combustion chamber and/or the hot gas channel.
  • the cooling channel preferably has a predominantly constant thickness through which free flow can take place. This makes it possible to achieve particularly uniform heat dissipation.
  • An even more uniform cooling of the device for thermal spraying can be achieved if the at least one cooling channel is designed in a ring shape on the head part, in particular in a ring shape around the discharge nozzle.
  • particularly uniform cooling can be achieved on the burner housing part if the at least one cooling channel extends from the inlet side to the outlet side through the burner housing part.
  • the heat dissipation, in particular from the burner housing part can be further improved if the at least one cooling channel extends helically within the burner housing part, with a cooling channel helix in particular having at least one thread and up to 16 threads.
  • the helix can have a pitch of greater than or equal to 0.05 in the direction of the longitudinal extension of the combustion chamber, preferably a pitch of greater than or equal to 0.1, and particularly preferably a pitch of greater than or equal to 0.15 or greater than or equal to 0.2.
  • the pitch of the helix is preferably less than or equal to 9.4, preferably less than or equal to 0.35, and particularly preferably less than or equal to 0.3 or less than or equal to 0.25.
  • Such a cooling channel helix preferably extends within the burner housing part from its inlet side to its outlet side. Depending on the application, the cooling channel helix can also be formed shorter, for example starting later on or only behind the inlet side of the burner housing part.
  • the coolant can be guided better within the cooling channel if the internal cooling has guide elements for guiding a coolant, wherein the guide elements and the burner housing part are formed monolithically. If guide elements extend helically within the burner housing part, the coolant can be guided helically within the burner housing part, whereby particularly uniform cooling of the burner housing part can be ensured.
  • a guide element helix has at least one single thread and the guide element helix can preferably have up to 16 threads. Such threads can be provided particularly easily within the cooling channel if the thread or threads and the burner housing part are designed or formed monolithically.
  • guide elements are arranged individually one behind the other within the burner housing part, in particular within the at least one cooling channel, wherein in particular the individually arranged guide elements each have a length of 3 mm or more and 50 mm or less.
  • the individually arranged guide elements each have a length of 3 mm or more and 50 mm or less.
  • the guide elements can be shaped in a filigree enough way to make the volume of the cooling channel as voluminous as possible.
  • the internal cooling in particular a cooling chamber provided as a whole, can have an area of 25 mm 2 or more, preferably 34.5 mm 2 or more, or 400 mm 2 or less, preferably 330 mm 2 or less, depending on the cooling requirement. It should also be mentioned at this point that a required coolant volume flow can also be dependent on an inlet temperature. Page 29/68 P80839DE of the coolant, with which it is introduced into the burner housing part, in particular on the inlet side. In addition, the max.
  • temperature delta is generally between 5 °C and 30 °C, particularly depending on the burner output.
  • a coolant flow of at least 5 l/min to max. 60 l/min at a pressure of at least 1 bar to max. 20 bar is required.
  • the cross-sectional area of the cooling channel is shaped in such a way that a counter pressure acting on the coolant can be generated, which is greater in the area of the outlet side of the burner housing part than in the area of the inlet side of the burner housing part.
  • the cross-sectional area of the cooling channel in the area of the outlet side of the burner housing part can have a smaller value than in the area of the inlet side of the burner housing part.
  • a favorable reduction in the cross-sectional area of the cooling channel is preferably 2% or more, or 30% or less, particularly preferably 20%.
  • a suitable reduction can preferably be achieved by reducing the cross-section of the cooling channel, cumulatively or alternatively by widening a profile of guide elements. Also by means of a steadily steeper coolant helix or cooling channel helix in the burner housing. Page 30/68 P80839DE part, a reduction in the cross section of the cooling channel can be easily achieved.
  • a return channel for the coolant can also be guided around hot gas-carrying components, such as the combustion chamber or the hot gas channel, in a path of the cooling channel helix that is separate from a cooling channel helix, in order to be able to dissipate additional heat energy from the burner housing part.
  • the discharge nozzle can be soldered to the head part and/or the burner housing part.
  • the discharge nozzle can be accommodated by the head part and/or the burner housing part on the outside of the discharge nozzle, in particular to greater than or equal to 75% of an axial extension of the discharge nozzle, preferably to greater than or equal to 85% and particularly preferably to greater than or equal to 92.5% or 96.5%.
  • the discharge nozzle can be connected to the head part and/or the burner housing part by means of a soldered connection.
  • the internal cooling can extend into the area of the head part and/or the burner housing part corresponding to the discharge nozzle.
  • a longitudinal extension area of the discharge nozzle of greater than or equal to 60% of a total longitudinal extension of the discharge nozzle can be included in the internal cooling of the thermal spraying device, preferably greater than or equal to 80% and particularly preferably greater than or equal to 90% or greater than or equal to 95%.
  • Page 31/68 P80839DE In order to be able to operate the thermal spraying device even more effectively, it is advantageous if supply lines for process media in the burner housing part are designed to be tangentially continuous. This means that even supply lines arranged deep in the burner housing part can be designed or shaped in a flow-optimized manner, so that the efficiency of the thermal spraying device can be improved even further.
  • the interfaces of corresponding supply lines can be designed or shaped to be tangentially continuous.
  • a reduction in the pressure loss in a supply line can also be achieved in this case.
  • An achievable pressure loss is preferably between 0.5 bar and approx. 5 bar, depending on the respective process medium.
  • the interfaces can be designed or shaped as free-form surfaces.
  • the supply lines can be designed or formed to be free of disadvantageous edges, sudden cross-sectional changes or the like. This allows a process medium to flow in the supply lines in a laminar manner that is as consistent as possible.
  • Page 32/68 P80839DE By means of supply lines designed or shaped in this way, combustion processes in the combustion chamber can also be improved. Overall, the supply lines created here can also prevent or at least significantly reduce the risk of critical turbulence, vortices or the like in the supply lines. A further increase in efficiency can be achieved if openings, in particular nozzle openings, of a nozzle arrangement on the combustion chamber are formed monolithically with the burner housing part. Primary injection of process media into the combustion chamber takes place, if possible, at the head end of the combustion chamber. If required, process media such as oxygen, nitrogen, compressed air or similar can also be injected into the combustion chamber as secondary injection.
  • process media such as oxygen, nitrogen, compressed air or similar can also be injected into the combustion chamber as secondary injection.
  • Secondary openings, in particular secondary nozzle openings, of the secondary injection are located behind the primary injection in the flow direction or in the longitudinal direction of the burner housing part.
  • process media are injected into the combustion chamber at one point or area of the burner housing part, in particular at the head side of the combustion chamber, at a maximum of two points or areas distributed over the length of the combustion chamber.
  • the primary nozzles and secondary nozzles are formed on the burner housing part, in particular on the combustion chamber.
  • Page 33/68 P80839DE The injection of process media is preferably carried out using several primary nozzles or secondary nozzles. In this respect, it is expedient if primary and secondary nozzles on the combustion chamber are formed monolithically with the burner housing part.
  • Openings of primary or secondary nozzles can be evenly distributed on the interface of the combustion chamber, in particular concentrically around the central axis of the burner housing part.
  • an opening for injecting a process medium can also be designed or formed in a ring shape as an annular gap, in particular concentrically around the central axis of the burner housing part.
  • the relevant process media can be injected at different angles compared to a process media flow injected centrally and axially on the head side, such as kerosene or propane.
  • the different process media preferably have a different gradient depending on the distance from the central axis.
  • the gradient is preferably in the same direction (eg clockwise), but can also be in the opposite direction (eg counterclockwise).
  • Page 34/68 P80839DE This allows a further improved mixing of the process media within the combustion chamber and thus better combustion within the combustion chamber.
  • a generic device for thermal spraying can be advantageously further developed simply by means of the primary and secondary nozzles present, so that relevant features or combinations of features are already advantageous without the other features of the invention.
  • an interface of the combustion chamber has a large number of valleys and/or ridges, the valleys and/or ridges and the burner housing part being monolithic. If an interface or surface of the combustion chamber is equipped with such valleys and ridges, the sprayed process media within the combustion chamber can advantageously be set in rotation along the central axis of the burner housing part, whereby an improvement in combustion can be achieved.
  • the boundary surface of the combustion chamber from the top side (process media inlet) of the combustion chamber to the opposite bottom side (hot gas outlet) of the burner chamber is varied in terms of its surface quality, for example by means of a continuous or sudden change in the number of valleys and flutes.
  • a uniform rotation of valleys and flutes around the central axis of the burner housing part or the combustion chamber or a discontinuous rotation of valleys and flutes around this central axis can be arranged.
  • Page 35/68 P80839DE Furthermore, a very good heat transfer into the material of the burner housing part and thus also into a cooling channel can be achieved if a boundary surface of the combustion chamber has a roughness R a of 5 ⁇ m or more, or a roughness R a of 100 ⁇ m or less, preferably a roughness Ra of 20 ⁇ m.
  • Such a roughness R a (average roughness value Ra) can be formed particularly easily within a monolith block-like burner housing part using an additive manufacturing process.
  • a wall of the combustion chamber has a large number of cavities, in particular pores, preferably circular pores, the cavities having a diameter which is selected depending on the wall thickness of a wall of the combustion chamber.
  • suitable cavities By means of suitable cavities, the thermal conductivity at the interface of the combustion chamber or at the wall of the combustion chamber can be reduced, whereby the process heat within the combustion chamber can be used more efficiently.
  • Such cavities can be produced particularly easily if the cavities and the burner housing part are monolithically formed or shaped.
  • the diameter of a cavity is 10% of the wall thickness or more, or 75% of the wall thickness or less, preferably 50% of the wall thickness.
  • This can also positively improve the thermal conductivity of the burner housing part in accordance with the invention.
  • a more even temperature distribution can be achieved if the cavities are evenly distributed over the surface of the wall of the combustion chamber. So that a coolant cannot flow directly through the cavities and no undesirable heat can be dissipated as a result, it is expedient if the cavities are arranged separately from a coolant located in a cooling channel. With the features described above with regard to the cavities, the process heat on the device can be used more efficiently.
  • the object of the invention is further achieved by a manufacturing method for manufacturing a device for thermally spraying a coating material onto a substrate body to be coated, in which at least one burner housing part of the device is produced by means of an additive manufacturing process.
  • a manufacturing method for manufacturing a device for thermally spraying a coating material onto a substrate body to be coated in which at least one burner housing part of the device is produced by means of an additive manufacturing process.
  • the object of the invention is also achieved by using an additive manufacturing method for producing a burner housing part of a device for thermally spraying a coating material onto a substrate body to be coated. This allows the burner housing part to be made much more compact and flow-optimized, which means that the device can be operated more efficiently.
  • indefinite articles and indefinite numerical expressions such as "one", "two", etc. should generally be understood as at least expressions, i.e.
  • Figure 1 schematically a side view of a first exemplary embodiment of the device for thermal spraying in the design of an external coating device for thermally spraying an external coating on a substrate body
  • Figure 2 schematically a side view of a second exemplary embodiment of the device for thermal spraying in the design of an internal coating device for thermally spraying an internal coating on a substrate body
  • Figure 3 schematically a first partial sectional view of the device for thermal spraying according to the second exemplary embodiment from Figure 2
  • Figure 4 schematically shows a further partial sectional view of the device for thermal spraying according to the second embodiment from Figure 2
  • Figure 5 schematically shows a partially sectioned detailed view of the device for thermal spraying according to the second embodiment from Figure 2
  • Figure 6 schematically shows a detailed view of an output side of a burner housing part with a head part of the thermal spraying device according to the second embodiment from Figure 2
  • Figure 7 schematically shows a further detailed view of the output side of the burner housing part with the head
  • FIG. 1 schematically show the device 1 proposed here for thermal spraying, in short device 1, a coating material 2 onto a substrate body 3 or 4 (often also referred to as substrate) in at least two different designs, namely once in the design of a thermal external coating device 1A (see Figure 1) for thermally spraying an external coating 5 onto the outside 6 of the substrate body 3 and once in the design of a thermal internal coating device 1B (see Figure 2) for thermally spraying an internal coating 7 onto the inside 8 of the substrate body 4.
  • the device 1 is structurally characterized by an extremely simple and particularly compact construction, since its core, namely a burner housing part 10 (burner), is generated by an additive manufacturing process.
  • the burner housing part 10 of the device 1 is structurally simple and monolithic, i.e., in the sense of the invention, with a base body made of a single monolith block 11.
  • the additively produced burner housing part 10 houses, among other things, the actual combustion chamber 12, in which different process media 14, such as kerosene or propane 14A, hydrogen 14B, oxygen 14C or optionally nitrogen 14D, can chemically react with one another, in short, be "burned", in order to generate the actual thermal energy.
  • process media 14 such as kerosene or propane 14A, hydrogen 14B, oxygen 14C or optionally nitrogen 14D
  • the additively produced burner housing part 10 alone means that the device 1 can be built with significantly fewer components than was previously usual in the prior art and can therefore also be manufactured much more compactly.
  • Page 41/68 P80839DE A more compact design with fewer components also requires, among other things, a smaller design, whereby the device 1 can be operated in a more thermally advantageous manner, in particular due to a lower consumption of process media 14, a limited loss of thermal energy to the environment 16 or the like, to mention just a few advantageous effects here.
  • the device 1 also has a head part 18 for discharging the coating material 2 and a connection part 20 for the advantageous cumulative supply of process media 14.
  • the head part 18 and the connection part 20 can also be generated by means of an additive manufacturing process, but can also be manufactured conventionally.
  • the head part 18 and the connection part 20 can be flanged and fastened firmly but detachably to the burner housing part 10, for example by means of a screw connection 22 (numbered only as an example). Due to the design proposed here, the device 1 can also manage with significantly fewer component interfaces 24, 26 than was previously usual in the prior art, namely with the first component interface 24 between the burner housing part 10 and the head part 18 and with a further component interface 26 between the burner housing part 10 and the connection part 20, wherein the further component interface 26 is arranged on the input side 28 of the burner housing part 10 and the first component interface 24 is arranged on the output side 30 of the burner housing part 10. At the first component interface 24, the burner housing part 12 has a receiving surface 25 for receiving the head part 18.
  • the burner housing part 12 has a further receiving surface 27 at the second component interface 26 for receiving the connection part 20, wherein the further receiving surface 27 and the burner housing part 10 are also designed or formed monolithically.
  • the receiving surfaces 25 and 27 are designed to be flat in such a way that the head part 18 on the one hand and the connection part 20 on the other hand are correspondingly sealed with all transfer areas for fluid process media.
  • both the head part 18 and the connection part 20 can be detachably but firmly flanged to the burner housing part 10.
  • the input side 28 and the output side 30 are thus designed or formed monolithically with one another, in particular as the single monolith block 11.
  • transition areas 32, 34 between the combustion chamber 12 and the input side 28 and the output side 30 are also designed or formed monolithically, namely input-side transition areas 32 (numbered only as an example) on the input side 28 and output-side transition areas 34 (numbered only as an example) on the output side 30.
  • This also allows the device 1 to be built much more compactly, which means that it can be operated more efficiently, as already described above.
  • Page 43/68 P80839EN it is also possible for the head part 18 and/or the connection part 20 to be designed or formed in one piece with the burner housing part 10, i.e. to form a monolithic unit with one another. This allows the number of possible component interfaces 24 or 26 to be further reduced.
  • the assembly solutions can often be seen as more advantageous since, for example, the head part 18 is subject to greater wear and tear and can therefore be easily replaced.
  • a burner housing part 10 can therefore remain in operation for considerably longer if it can be equipped with a new head part 18.
  • the exchangeable connection part 20 can provide different connection options in a compact and unproblematic manner on the device 1 or on its burner housing part 10.
  • the connection part 20 shown here has connections (not explicitly shown here) for the following process media 14: kerosene or propane 14A, hydrogen 14B, oxygen 14C, nitrogen 14D, internal coolant 14E, external cooling air 14E and particles 14G for the coating material 2.
  • the device 1 has a central longitudinal axis 36 along which the device 1, but also the burner housing part 10, extends with their respective longitudinal extension 38.
  • the illustrations in the other figures 3 to 11 show the structure of individual components of the device 1, such as the burner housing part 10, the head part 18 and also the connection part 20.
  • Page 44/68 P80839DE is described in more detail using the example of the design of the thermal inner coating device 1B (see Figure 2), whereby the description is largely also applicable to the design of the thermal outer coating device 1A (see Figure 1), but is not shown again here in detail with further illustrations in order to avoid repetition.
  • the device 1 is shown in more detail by way of example and described below.
  • the sectional views according to Figures 3 and 4 clearly show that the burner housing part 10 has a large number of material recesses 40, in particular on the inside material recesses 40, which, due to the additive manufacturing process used, can be designed or shaped in almost any way, in particular extremely flow-optimized. This also leads to a more efficient operation of the proposed device 1. This is due, among other things, to the fact that almost all interfaces 42 (numbered only as an example) of the material recesses 40 can be designed or formed to be tangent-continuous in terms of their spatial extents, in particular at transitions 44 (numbered only as an example). With regard to the transitions 44, only the transition 44 at the combustion chamber 12 between the pre-combustion chamber 12A and the main combustion chamber 12B is numbered as an example.
  • the interfaces 42 can be generated as free-form surfaces (not explicitly numbered again), which is particularly important for internal surfaces 46 (numbered only as an example).
  • Page 45/68 P80839DE of a component formed as a monolith block 11, such as in particular the present burner housing part 10 is generally not possible with conventional manufacturing processes.
  • interfaces 42 of the material recesses 40 and the burner housing part 10 are formed or shaped monolithically.
  • structures 48 can be arranged or formed on or within the material recesses 40 to produce additional effects, as will be described in more detail later, wherein the structures 48 and the burner housing part 10 are formed monolithically.
  • a hot gas channel 50 is connected to the combustion chamber 12, in particular to its main combustion chamber 12B, via which the process hot gas (not specified) produced during the combustion of process media 14, such as in particular the kerosene or propane 14A or the hydrogen 14B, is discharged from the combustion chamber 12 into the environment 16.
  • the hot gas channel 50 has a curved section 52 on the outlet side 30 in order to be able to deflect the process hot gas within the burner housing part 10 by 90° so that it can exit the device 1 via the head part 18 into the environment 16.
  • the hot gas channel 50, in particular with its curved section 52, and the combustion chamber 12 or the burner housing 12 are monolithically designed or formed.
  • the secondary fuel supply line 54B opens into the combustion chamber 12 with a plurality of other injection nozzles 62 (numbered only as an example), wherein the other injection nozzles 62 and the combustion chamber 12 or the burner housing part 10 are monolithically formed or shaped.
  • Page 47/68 P80839DE The other injection nozzles 62 are arranged concentrically and evenly distributed around the injection nozzle 60 or around the longitudinal center axis 36.
  • the oxygen supply line 54C opens into the combustion chamber 12 with two annular gap nozzles 64 and 66, the two annular gap nozzles 64, 66 and the combustion chamber 12 or the burner housing part 10 being monolithically designed or formed.
  • the cooling channel 54E or the cooling ring channel extends from the inlet side 28 in a ring shape around and along the combustion chamber 12 to the outlet side 30 around and along the hot gas channel 50 and further in a ring shape into the head part 18, where it also encloses the discharge nozzle 68 of the device 1.
  • the cooling channel 54E or the cooling ring channel and the combustion chamber 12 or the burner housing part 10 are formed or shaped monolithically. Page 48/68 P80839DE This monolithic shape or design allows the cooling performance to be increased and the device 1 can be cooled very evenly overall, which also allows the operation of the device 1 to be implemented much more efficiently overall.
  • the four cooling nozzles 80 are arranged parallel to one another.
  • an alternative guide geometry for internal cooling 74 is shown schematically in connection with the combustion chamber 12 of the burner housing part 10, namely in the form of a monolithic arrangement of triple guide helix elements 70A, 70B.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials auf einen zu beschichtenden Substratkörper, aufweisend ein Brennergehäuseteil mit einer Brennkammer, einer Eingangsseite zum Zuführen von Prozessmedien und einer Ausgangsseite zum Austragen eines Prozessheißgases, wobei das Brennergehäuseteil mittels eines additiven Fertigungsverfahrens generiert ist.

Description

Seite 1/68 Anmelder: SMS group GmbH Unser Zeichen: P80839DE 19. Mai 2023 Vorrichtung zum thermischen Spritzen, Fertigungsverfahren zum Fertigen einer derartigen Vorrichtung und Verwendung eines ad- ditiven Fertigungsverfahrens Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials auf einen zu beschichtenden Sub- stratkörper. Die Erfindung betrifft ferner ein Fertigungsverfahren zum Fer- tigen einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen eines Beschich- tungsmaterials auf einen zu beschichtenden Substratkörper. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Verwendung eines ad- ditiven Fertigungsverfahrens. Gattungsgemäße Vorrichtungen zum thermischen Spritzen sind unter anderem als HVOF-Brenner (High-Velocity-Oxygen-Fuel-Brenner), HVAF-Brenner (High-Velocity-Air-Fuel-Brenner) oder dergleichen aus dem Stand der Technik bekannt. Bei einem derartigen thermischen Spritzen werden auf einen Sub- stratkörper aufzutragende Partikel mithilfe einer thermischen Energiequelle erwärmt und auf eine Oberfläche des Substratkör- pers beschleunigt. Mithilfe der so aufgetragenen Partikel können eine oder mehrere Schichten auf dem Substratkörper aufgebaut werden, insbesondere durch Adhäsion und/oder Kohäsion. Seite 2/68 P80839DE In der Regel liegen die dabei verwendeten und auf- bzw. anzu- schmelzenden Partikel in Pulverform vor. Bei dem thermischen Spritzen insbesondere mittels High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) bzw. High Velocity Air Fuel (HVAF) werden Prozessmedien genutzt, wie beispielsweise Kerosin, Wasserstoff, Propan usw., um Prozessenergie durch Oxidation, also Verbren- nung, zu erzeugen. Während bei klassischen HVOF-Brennern zur Erzeugung von Prozessenergie als Brenngas meist nur Kerosin oder Propan und Sauerstoff verwendet werden, können bei HVAF-Brennern etwa Wasserstoff und/oder Propan in Kombination mit Druckluft zur Erzeugung von Prozessenergie verwendet werden. Darüber hin- aus sind HVOF/HVAF-Systeme bekannt, bei welchen Kerosin oder Propan, Wasserstoff mit Stickstoff und Sauerstoff genutzt wer- den, um eine erforderliche Prozessenergie zu erzeugen. In der Regel findet die Verbrennung des Brenngases in einer Brennkammer der Vorrichtung zum thermischen Spritzen statt. An das Ende einer solchen Brennkammer schließt sich eine Austrags- düse an, welche zumeist in Gestalt einer Lavaldüse realisiert ist, sodass das Brenngas zusätzlich zu der Verbrennungsexpansion weiter beschleunigt werden kann. Die auf- bzw. anzuschmelzenden Partikel bzw. das entsprechende Pulver wird meist erst hinter dem engsten Querschnitt der Austragsdüse in das Brenngas radial eingeführt. Alternativ können die Partikel in Form von Pulver auch zusammen mit anderen Gasen axial in die Brennkammer der Vorrichtung zum thermischen Spritzen eingebracht werden. Bekannte Vorrichtungen zum thermischen Spritzen arbeiten oftmals jedoch sehr energieintensiv und sind damit häufig auch nur in- effektiv zu betreiben, was unter anderem auch in deren bisheriger Konstruktion konstruktionsbedingt begründet liegt. Seite 3/68 P80839DE Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stel- len. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Vor- richtungen zum thermischen Spitzen energieeffizienter betrieben zu können. Die Aufgabe der Erfindung wird von einer Vorrichtung zum ther- mischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials auf einen zu be- schichtenden Substratkörper mit einem Brennergehäuseteil aufweisend eine Brennkammer, eine Eingangsseite zum Zuführen von Prozessmedien und eine Ausgangsseite zum Austragen eines Pro- zessheißgases gelöst, wobei das Brennergehäuseteil mittels eines additiven Fertigungsverfahrens generiert ist. Dadurch, dass das Brennergehäuseteil mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt ist, kann die vorliegende Vor- richtung zum thermischen Spritzen signifikant kompakter gebaut werden, wodurch einerseits zum Betreiben der Vorrichtung erfor- derliche Prozessmedien, wie insbesondere Brennmittel, und ande- rerseits sogleich Wärmeverluste an der Vorrichtung erheblich reduziert werden können. Insgesamt kann hierdurch die erforderliche Energiemenge zum thermischen Spritzen signifikant gesenkt werden, wodurch die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen wesentlich ef- fektiver betreibbar ist. Ein mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestelltes Bren- nergehäuseteil kann außerdem eine Reduktion von Fügestellen ein- zelner subtraktiv hergestellter Komponenten ermöglichen, wodurch auch etwaige für Leckage von Prozessmedien anfällige Stellen des Brennergehäuseteils entfallen können. Der Begriff „additives Fertigungsverfahren“ wird häufig auch als generatives Fertigungsverfahren bezeichnet, wobei sich additive Seite 4/68 P80839DE bzw. generative Fertigungsverfahren im Gegensatz zu klassischen subtraktiven Fertigungsverfahren, wie etwa Fräsen, Bohren, Dre- hen, Erodieren oder dergleichen, insbesondere dadurch auszeich- nen, dass Werkstoffe im Wesentlichen schichtweise hinzugefügt „addiert“ werden können, um Bauteile, wie beispielsweise das vorliegende Brennergehäuseteil vorteilhaft kompakter zu ferti- gen. Durch solche additiven Fertigungsverfahren können vorliegend auch Fertigungsprozesse bevorzugt vollständig entfallen, welche auf Fügeverfahren wie etwa Schweißen, Löten oder dergleichen basieren. Im Gegensatz zu den herkömmlichen subtraktiven Fertigungsver- fahren gelingt es mittels des additiven Fertigungsverfahrens, die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen besonders kompakt bereitzustellen, selbst wenn insbesondere an bzw. spe- ziell auch in dem Brennergehäuseteil eine Vielzahl an zusätzli- chen Funktionsbereichen, Funktionselementen oder dergleichen vorhanden bzw. ausgestaltet sein sollten. Im Sinne der Erfindung können unterschiedliche additive Ferti- gungsverfahren eingesetzt werden, wie etwa ein 3D-Druck-Verfah- ren, ein 3D-Lasersinter-Verfahren oder dergleichen. Insbesondere Laser-Strahlschmelz-Verfahren (LBM-Verfahren; (laser beam mel- ting)) eignen sich darüber hinaus ebenfalls im Sinne der Erfin- dung eingesetzt zu werden. Vorteilhaft ist es, wenn vorliegend formlose oder formneutrale Materialien zur Fertigung verwendet werden. Formlose Materialien sind im Sinne der Erfindung beispielsweise Flüssigkeiten, Pulver oder ähnliches, wobei formneutrale Materialien band-, drahtför- mig oder dergleichen ausgeführt sein können. Seite 5/68 P80839DE Bezüglich des vorstehend genannten 3D-Druck-Verfahrens kann ver- fahrenstechnisch etwa zwischen Pulverbettverfahren, Freiraum- verfahren und Flüssigmaterialverfahren unterschieden werden. Zu den Pulverbettverfahren zählen etwa Laserstrahlschmelzen (LBM), selektives Lasersintern (SLS), selectiv heat sintering (SHS), binder jetting (Verfestigen von Pulvermaterial mittels Binder) sowie Elektronenstrahlschmelzen (electron beam mel- ting = EBM). Zu den Freiraumverfahren zählen etwa fused depositing modeling (FDM) oder auch fused filament fabrication (FFF), laminated ob- ject modeling (LOM), Auftragsschweißen bzw. cladding, wax depo- sition modeling (WDM), contour crafting, Kaltspritzgießen sowie Elektronenstrahlschmelzen (electron beam welding = EBW). Zu den Flüssigmaterialverfahren zählen beispielsweise Stereo- lithographie (SLA) und Mikro-SLA, digital light processing (DLP) und liquid composite moulding (LCM). Unter anderem können bei den vorstehenden Verfahren können unter anderem die nachfolgenden Materialien verwendet werden: 1.2709, 1.4540, 1.4542, 1.4404 (316L), AlSi10Mg, Scalmalloy®, CuNi2SiCr, CuCr1Zr, Reinkupfer, CoCrW, Inconel718, Inconel 625, TiAl6V4, Hastelloy® C22. Mit anderen Worten kann die mittels einem addi- tiven Fertigungsverfahren generierte Vorrichtung zum thermischen Spritzen eines der vorstehenden Materialien aufweisen oder aus einem der vorstehenden Materialien bestehen, wobei etwaige nach dem additiven Fertigungsverfahren aufgetragene Beschichtungen nicht berücksichtigt sein sollen. Eine kompaktere Bauweise im Sinne der Erfindung kann besonders einfach erzielt werden, wenn die Fertigung zumindest teilweise aus einem Datensatz zum Betreiben einer einzigen Fertigungsan- lage heraus erfolgt. Vorzugsweise wird zum Fertigen lediglich Seite 6/68 P80839DE ein einziger Datensatz benötigt, in welchem jegliche Informati- onen zum Erzeugen insbesondere des vorliegenden Brennergehäuse- teils enthalten sind. Die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann hier- bei für unterschiedliche thermische Spritzauftragsmethoden aus- gestaltet sein, insofern auch im Sinne einer HVOF-Brennervor- richtung zum thermischen Spritzen oder einer HVAF-Brenner- vorrichtung zum thermischen Spritzen. Ferner kann die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen bei entsprechender Ausführung im Sinne einer Außenbeschichtungs- Vorrichtung zum thermischen Spritzen einer Außenbeschichtung auf einen Substratkörper bzw. zum thermischen Außenbeschichten eines Substratkörpers bereitgestellt werden, wie eines Walzenteils, eines Rohrteils, eines Trommelteils oder dergleichen, oder al- ternativ im Sinne einer Innenbeschichtungs-Vorrichtung zum ther- mischen Spritzen einer Innenbeschichtung auf einen Substratkörper bzw. zum thermischen Innenbeschichten eines Sub- stratkörpers. Der Begriff „Brennkammer“ beschreibt hierbei einen Funktionsbe- reich der Vorrichtung zum thermischen Spritzen innerhalb des Brennergehäuseteils, in welcher ausgewählte Prozessmedien ein- gebracht, gezündet und als Heißgas beschleunigt ausgetragen wer- den. Insofern kann das Brennergehäuseteil auch als eigentlicher „Brenner“ der vorliegenden Vorrichtung angesehen werden. Der Ausdruck „Eingangsseite“ beschreibt hierbei einen Bereich des Brennergehäuseteils, insbesondere vor (stromauf) der Brenn- kammer, in welchem Zuleitungen von Prozessmedien angeordnet sind. Diese Eingangsseite kann insbesondere als ein Bereich zwischen einer Aufnahmefläche zur Aufnahme eines externen Anschlussteils Seite 7/68 P80839DE zum kumulierten Zuführen von Prozessmedien und der Kopfseite der Brennkammer ausgebildet sein. Der Begriff „Ausgangsseite“ beschreibt hierbei einen Bereich des Brennergehäuseteils, insbesondere hinter (stromab) der Brenn- kammer, in welchem insbesondere der Heißgaskanal zum Abführen des Heißgases aus der Brennkammer heraus angeordnet ist. Bevorzugt kann der Heißgaskanal einen Bogenabschnitt aufweisen, wobei der Bogenabschnitt dazu eingerichtet ist, das Prozessheiß- gas innerhalb des Brennergehäuseteils umzulenken. Dabei kann der Bogenabschnitt das Prozessheißgas um größer oder gleich 10° um- lenken, bevorzugt um größer oder gleich 25° und besonders be- vorzugt um größer oder gleich 45° oder größer oder gleich 75°. Weiterhin vorzugsweise kann der Bogenabschnitt das Prozessheiß- gas um größer oder gleich 60° umlenken, bevorzugt um größer oder gleich 80° und besonders bevorzugt um größer oder gleich 85° oder größer oder gleich 90°. Diese Ausgangsseite kann insbesondere als ein Bereich zwischen einer Aufnahmefläche zur Aufnahme eines externen Kopfteils und der Fußseite der Brennkammer ausgebildet sein. Es ist insofern vorteilhaft, wenn das Brennergehäuseteil mono- lithisch ausgebildet ist. Durch eine monolithische Ausformung bzw. Bauweise kann das Bren- nergehäuseteil extrem einfach realisiert sein, wodurch dessen Konstruktion auf eine äußerst simple Bauform reduziert werden kann. Insbesondere kann die Brennkammer und speziell auch Bereiche um die Brennkammer hierum materialoptimiert und damit sehr kompakt gebaut sein. Seite 8/68 P80839DE Insgesamt können hierdurch Energieverluste an der Vorrichtung seht gut reduziert werden, wodurch die Vorrichtung effizienter betrieben werden kann. Insofern ist das Brennergehäuseteil bevorzugt als ein einziger Monolithblock ausgeformt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Brennkammer sowie die Eingangsseite als auch die Ausgangsseite körperlich insgesamt als ein einziger Monolithblock ausgeformt sind. Unter einem „monolithisch“ ausgeformten Bauteil wird insbeson- dere ein Bauteil der Vorrichtung verstanden, wie etwa das Bren- nergehäuseteil, welches in einem einzigen Bauteil zusammenhängend und fugenlos hergestellt ist. Mit anderen Worten ist etwa das monolithisch ausgeformte Bren- nergehäuseteil nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt und auch nicht aus einer Mehrzahl von Einzelteilen etwa mittels eines Schweißverfahrens stoffschlüssig gefügt. Das Brennergehäuseteil kann besonders kompakt ausgebildet sein, wenn die Eingangsseite und die Ausgangsseite miteinander mono- lithisch ausgebildet sind. Speziell hierdurch kann auf zusätzliche Verbindungsmittel oder Bauteil-Schnittstellen verzichtet werden, insbesondere auch ge- genüber der Brennkammer, wodurch insbesondere die Gefahr von Wärmeverlusten besonders gut reduziert werden kann. Speziell eine vorteilhafte Reduzierung von Bauteil-Schnittstel- len ermöglicht eine kleinere und damit kompaktere Bauweise der Vorrichtung zum thermischen Spritzen, insbesondere auch deren Brennergehäuseteil. Seite 9/68 P80839DE Herkömmliche Vorrichtungen zum thermischen Spritzen sind dies- bezüglich bisher immer mehrteilig ausgebildet. Vorliegend kann die Anzahl an erforderlichen Bauteilen an der Vorrichtung zum thermischen Spritzen günstig reduziert werden. Aufgrund der Vielzahl an verwendeten unterschiedlichen Bauteilen und der damit einhergehenden insbesondere voluminöseren Bau- weise, insbesondere hinsichtlich einer stark vergrößerten Ober- fläche gegenüber der Umgebung, ergeben sich im Stand der Technik insofern wesentlich größere und/oder ungleichmäßiger über die Vorrichtung verteilte Wärmeverluste gegenüber der Umgebung als dies bei der vorliegenden Vorrichtung zum thermischen Spritzen der Fall ist, insbesondere im Hinblick auf vergleichbare Brenn- kammergrößen. Besonders in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn Über- gangsbereiche zwischen der Brennkammer und der Eingangsseite so- wie der Ausgangsseite monolithisch ausgebildet sind. Hierdurch kann das Brennergehäuseteil noch kompakter gebaut wer- den. Besonders vorteilhaft ist es, dass mittels des additiven Ferti- gungsverfahrens in das Brennergehäuseteil Hohlräume besonders vorteilhaft erzeugt werden können. Insofern ist es vorteilhaft, wenn das Brennergehäuseteil Mate- rialausnehmungen, insbesondere innenliegende Materialausnehmun- gen, aufweist, wobei Grenzflächen der Materialausnehmungen und das Brennergehäuseteil monolithisch ausgebildet sind. Derartige Materialausnehmungen können mittels des additiven Fer- tigungsverfahrens nahezu beliebig ausgeformt sein, jedenfalls Seite 10/68 P80839DE vielfältiger ausgeformt als dies mit subtraktiven Fertigungs- verfahren meist möglich ist. Insbesondere können die Grenzflächen tangentenstetig ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Die Grenzflächen können hierbei als Freiformflächen ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Hierdurch können die Materialausnehmungen frei von nachteiligen Kanten, sprunghaften Querschnittsänderungen oder der gleichen sein. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn an oder innerhalb von Mate- rialausnehmungen des Brennergehäuseteils Strukturen angeordnet sind, wobei die Strukturen und das Brennergehäuseteil monoli- thisch ausgebildet sind. Derartige Strukturen können hierbei unterschiedlich ausgeformt sein, um unterschiedliche Funktionen insbesondere hinsichtlich des Brennergehäuseteils übernehmen zu können. Beispielsweise sind die Strukturen als Materialgeflechte, Lei- telemente oder dergleichen an dem Brennergehäuseteil oder in- nerhalb des Brennergehäuseteils ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Eingangsseite eine erste Zuleitung für einen Primärbrennstoff aufweist, wobei die erste Zuleitung und die Brennkammer monolithisch ausgebildet sind. Hierdurch kann das Brennergehäuseteil baulich einfach ausgebil- det werden, insbesondere weiterhin mit einer geringen Anzahl an Seite 11/68 P80839DE Bauteil-Schnittstellen an der vorliegenden Vorrichtung zum ther- mischen Spritzen. Weist die Eingangsseite weitere Zuleitungen für weitere Prozess- medien auf, wobei die weitere Zuleitungen und die Brennkammer monolithisch ausgebildet sind, kann das Brennergehäuseteil trotz einer Vielzahl an Zuleitungen weiter sehr kompakt gebaut werden. Diese kompakte Bauform kann sich auch auf spezifische Ausfüh- rungsformen der Vorrichtung zum thermischen Spritzen übertragen, bei denen zumindest eine erste weitere Zuleitung zum Stofftrans- port unmittelbar mit einer Vorbrennkammer und eine zweite wei- tere Zuleitung zum Stofftransport unmittelbar mit der Hauptbrennkammer verbunden ist, wobei die weiteren Zuleitungen dazu eingerichtet sein können, die Stoffe bedarfsgerecht an die jeweiligen Bereiche der Vorbrennkammer oder der Hauptbrennkammer zu leiten. Weist die Ausgangsseite einen Heißgaskanal auf, wobei der Heiß- gaskanal und die Brennkammer monolithisch ausgebildet sind, kann das Brennergehäuseteil auch an seinem ausgangsseitigen Ende sehr kompakt ausgebildet werden. Die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann kon- struktiv einfacher im Sinne einer Innenbeschichtungs-Vorrichtung ausgelegt werden, wenn der Heißkanal zumindest einen Bogenab- schnitt aufweist. Es versteht sich, dass ein derartiger Bogenabschnitt innerhalb des Brennergehäuseteils, insbesondere innerhalb des ausgangs- seitigen Endes hiervon, konstruktiv mittels eines additiven Fer- tigungsverfahrens hergestellt werden kann. Insbesondere innenliegende gekrümmte Materialausnehmungen kön- nen mittels eines additiven Fertigungsverfahrens innerhalb des Seite 12/68 P80839DE Brennergehäuseteils vorteilhaft und zudem strömungstechnisch hochwertig gefertigt werden. Dies gilt für den Heißgaskanal, sonstige Zuleitungen, der Brennkammer oder dergleichen gleich- ermaßen. Der Aufbau des Brennergehäuseteils lässt sich baulich besonders vereinfachen, wenn Zuleitungen zum Zuleiten von Prozessmedien an der Eingangsseite des Brennergehäuseteils und ein Heißgaskanal zum Ausbringen eines Heißgases an der Ausgangsseite des Bren- nergehäuseteils monolithisch ausgebildet sind. Jedenfalls kann die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen aufgrund der monolithischen Bauweise wesentlich effek- tiver betrieben werden. Neben dem vorstehend bereits beschriebenen effektiveren Betrieb der vorliegenden Vorrichtung zum thermischen Spritzen ermöglicht die hier vorgeschlagene additive Fertigungsmethode ferner noch eine besonders vereinfachte Herstellung. Bisher wurde nahezu jeder Funktion an einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen ein separates Bauteil zugewiesen, welches zudem noch konventionell hergestellt wurde, also mittels sub- traktiver Fertigungsverfahren. Vorliegend besteht insbesondere das Brennergehäuseteil jedoch aus bevorzugt nur einem einzigen Bauteil, wodurch auch die Fer- tigung der vorliegenden Vorrichtung zum thermischen Spritzen insgesamt erheblich vereinfacht werden kann; insbesondere kann ein Zeitaufwand hinsichtlich Montage- und/oder Demontagearbeiten signifikant verringert werden. Insbesondere kann mittels des Brennergehäuseteils die Anzahl an Bauteil-Schnittstellen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Seite 13/68 P80839DE thermischen Spritzen erheblich reduziert werden, wie später noch genauer beschrieben sein wird. An dieser Stelle seien nur beispielhaft einige Bauteile an her- kömmlichen Vorrichtungen zum thermischen Spritzen genannt, wel- che Bauteil-Schnittstellen bedingen, die vorliegend wegfallen oder zumindest signifikant reduziert werden können, wie bei- spielsweise hinsichtlich des Brennkammergehäuseteils allgemein, hinsichtlich der Brennkammer, einer Kerosin- oder Propandüse oder einer Brennermischdüse im Speziellen usw. Insbesondere ist der bisherige hohe Zeitaufwand auf die vielen vorhandenen Bauteil-Schnittstellen zurückzuführen, die alle ord- nungsgemäß montiert und abgedichtet werden müssen, um im Stand der Technik eine einwandfreie und betriebssichere Vorrichtung zum thermischen Spritzen bereitstellen zu können. Eine unsach- gemäße Montage etwa kann dazu führen, dass Prozessmedien sich zu früh oder generell unbeabsichtigt vermischen, was beispielsweise „nur“ eine verminderte Leistung oder schlimmstenfalls eine Ex- plosion an der Vorrichtung zum thermischen Spritzen zur Folge haben kann. Ist insbesondere das Brennergehäuseteil erfindungsgemäß mittels eines additiven Fertigungsverfahrens gefertigt, kann die Anzahl an erforderlichen Bauteil-Schnittstellen erheblich reduziert werden. So kann vorliegend insbesondere eine Reduzierung von Bauteilen, eine Vereinfachung von Demontage- und Montagearbeiten sowie eine Erhöhung der Funktionssicherheit an der hier vorgeschlagenen Vorrichtung zum thermischen Spritzen erzielt werden. Der Aufbau der vorliegenden Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann vorteilhaft konstruiert werden, wenn die Vorrichtung ein Seite 14/68 P80839DE Kopfteil mit einem Austragsdüsenelement und mit einem Injekto- relement zur Injektion von Beschichtungsmaterial in das Kopfteil hinein aufweist, wobei das Kopfteil mittels eines additiven Fer- tigungsverfahrens hergestellt ist. Baulich einfach kann die Vorrichtung zum thermischen Spritzen ausgebildet sein, wenn das Kopfteil und das Brennergehäuseteil monolithisch ausgebildet sind, insbesondere als ein einziger Mo- nolithblock. Hierdurch kann die Anzahl an Bauteil-Schnittstellen gering ge- halten werden, wodurch die vorstehend bereits beschriebenen Vor- teile insbesondere hinsichtlich der kompakteren Bauweise gut erzielbar sind. Weiterhin bevorzugt kann das Kopfteil in das Brennergehäuseteil integriert ausgebildet sein, wobei Kopfteil und Brennergehäuse- teil monolithisch ausgebildet sind. Hierdurch kann die Funktio- nalität des Kopfteils vorteilhaft gemeinsam mit der Funktionalität des Brennergehäuseteils in einem gemeinsamen mo- nolithischen Bauteil vereint werden, insbesondere in einem mo- nolithischen Brennergehäuseteil. Verschleißträchtige Komponenten des Kopfteils können an der Vor- richtung zum thermischen Spritzen leichter ausgewechselt werden, wenn das Kopfteil und das Brennergehäuseteil fest, aber lösbar miteinander wirkverbunden sind. Hierdurch kann das Kopfteil einfach zur Gänze ausgewechselt wer- den. Bei letzterer Variante werden die Funktionsbauteile „Brennerge- häuseteil“ und „Kopfteil“ der Vorrichtung zum thermischen Sprit- zen beispielsweise mit einer Schraubverbindung miteinander wirkverbunden. Seite 15/68 P80839DE Die hier vorgesehene Bauteil-Schnittstelle kann mit geeigneten Dichtungsmitteln abgedichtet sein, insbesondere mit Dichtele- menten, bevorzugt mit einem oder mehreren Dichtringen. Zum Anordnen des lösbaren Kopfteils ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Aufnahmefläche zur Aufnahme des Kopfteils auf- weist, wobei die Aufnahmefläche und das Brennergehäuseteil mo- nolithisch ausgebildet sind. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtung ein In- jektorrohrteil zum Bereitstellen von Beschichtungsmaterial an einem Injektorelement eines Kopfteils der Vorrichtung aufweist, wobei das Brennergehäuseteil eine Halterung zum Halten des In- jektorrohrteils ausbildet. Hierdurch kann das Injektorrohrteil definiert an dem Brennerge- häuseteil angeordnet werden. Zur Verbesserung der thermischen Eigenschaften der Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann diese aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von kleiner oder gleich 50 W/mK bestehen, be- vorzugt von kleiner oder gleich 40 W/mK besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 30 W/mK oder kleiner oder gleich 20 W/mK. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung aus dem Material 1.4404 (316L) mittels einem additiven Ferti- gungsverfahren generiert, welches eine Wärmeleitfähigkeit von 15 W/mK aufweist. Alternativ kann die Vorrichtung zum thermischen Spritzen mittels einem additiven Fertigungsverfahren aus Kupfer (Wärmeleitfähig- keit: ~399 W/mK) oder Aluminium (Wärmeleitfähigkeit: ~237 W/mK) oder Bronze (Wärmeleitfähigkeit: ~62 W/mK) oder einem Stahl mit einer Wärmeleitfähigkeit von kleiner oder gleich 50 W/mK gene- riert sein. Seite 16/68 P80839DE Optional weist das Material aus dem das Brennergehäuseteil mit- tels additiver Fertigung generiert wurde einen Wärmeausdehnungs- koeffizienten von kleiner oder gleich 15 * 10-6 K-1 auf. Zur Homogenisierung der Verteilung des Beschichtungsmaterials in dem aus der Austragsdüse austretenden Heißgasstrom und/oder zur Reduzierung einer Anhaftung von Beschichtungsmaterial an der Oberfläche der Austragsdüse kann das Injektorelement derart in der Vorrichtung zum thermischen Spritzen angeordnet sein, dass das Beschichtungsmaterial dem Heißgasstrom mit einem Winkel von kleiner oder gleich 50 ° zu der Hauptbeschichtungsachse der Vor- richtung zum thermischen Spritzen zugeführt werden kann, bevor- zugt mit einem Winkel von kleiner oder gleich 25 ° und besonders bevorzugt mit einem Winkel von kleiner oder gleich 15 ° oder sogar kleiner oder gleich 5 °. Besonders bevorzugt kann dabei das Kopfteil monolithisch in das Brennergehäuseteil integriert sein. Vorzugsweise kann ein die Brennkammer umschließender Teil des Brennergehäuseteils an beiden Seiten seiner Längserstreckungs- richtung fest gegenüber einem die Außenwandung der Vorrichtung zum thermischen Spritzen bildenden Bereichs des Brennergehäuse- teils gelagert sein. Zur Verbesserung der Kühlung der Vorbrennkammer kann diese an ihrer Außenwandung in einem Bereich von größer oder gleich 70 % ihrer Gesamtlängserstreckung von der inneren Kühlung umfasst sein, bevorzugt zu größer oder gleich 80 % und besonders bevor- zugt zu größer oder gleich 90 % oder sogar zu größer oder gleich 95 %. Seite 17/68 P80839DE Eine Ausführungsvariante kann vorteilhaft ausgestaltet werden, wenn die Vorrichtung eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Sub- stratkörpers aufweist, wobei die Kühleinrichtung oder zumindest Bereiche hiervon und das Brennergehäuseteil monolithisch ausge- bildet sind. Durch diese monolithische Ausformung bzw. Bauweise kann die vor- liegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen trotz weiterer Funktionsumfänge, insbesondere trotz einer integrierten Sub- stratkörper-Kühleinrichtung, auch weiterhin äußerst kompakt re- alisiert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen etwa im Sinne einer Innenbeschichtungs- Vorrichtung eingesetzt wird, wo es besonders auf eine äußerst kompakte Bauweise ankommt, um die Vorrichtung zum thermischen Spritzen selbst in enge Bauräume eines Substratkörpers ausrei- chend gut einbringen zu können. So können mit der vorliegenden Vorrichtung zum thermischen Spritzen beispielsweise thermische Innenbeschichtungen von Roh- ren oder dergleichen selbst mit geringen Innendurchmessern von kleiner 100 mm problemlos bewerkstelligt werden. Vorteilhafterweise kann mittels der vorliegenden Vorrichtung zum thermischen Spritzen der Substratkörper während eines thermi- schen Beschichtungsvorgang sogleich wirkungsvoll gekühlt werden, um der hierbei in dem Substratkörper eingetragenen Prozesswärme gut entgegenwirken zu können. Allein hierdurch sind besonders stabile Beschichtungsprozesse durchgängig möglich, selbst bei schwierigen Innenabmessungen an einem thermisch zu beschichtenden Substratkörper. Seite 18/68 P80839DE Vorbekannte Vorrichtungen zum thermischen Spritzen sehen vor, dass die Brennkammer gegenüber dem Gehäuse der gesamten Vorrich- tung ein separates Brennkammergehäuse aufweist, wobei ebendieses separate Brennkammergehäuse axial einseitig innerhalb des Ge- häuses der gesamten Vorrichtung fest gelagert ist, während es auf der korrespondierend gegenüberliegenden Seite in axialer Richtung lediglich los gelagert ist. Dieses Lagerungsprinzip er- fordert, dass das Brennkammergehäuse auf der Seite des Heißgas- kanals fest gelagert ist, wodurch zumindest ein freier Querschnitt zur Zuleitung von Edukten für die Verbrennung von dem Ausdehnungszustand der Brennkammer abhängt, sodass kein stabiler konstanter Beschichtungsprozess gewährleistet werden kann. Entsprechend ergibt sich durch den hier vorgeschlagenen monoli- thischen Aufbau von Brennkammergehäuse im Verbund mit dem Ge- häuse der Vorrichtung zum thermischen Spritzen vorteilhaft, dass überwiegend konstante geometrische Verhältnisse gewährleistet werden können, wodurch ein konstanter Volumenstrom der Edukte für die Verbrennung und/oder ein stabiler Beschichtungsprozess mit der hier vorgeschlagenen Vorrichtung erreicht werden kann. Somit können mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung zum ther- mischen Spritzen optimale Schichtergebnisse an einem Substrat- körper erzielt werden. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Kühleinrichtung we- nigstens einen Kühlmittelkanal zum Führen von Kühlmittel auf- weist, welcher insbesondere von der Eingangsseite des Brennergehäuseteils bis zu der Ausgangsseite des Brennergehäu- seteils reicht, wobei der wenigstens eine Kühlmittelkanal und das Brennergehäuseteil monolithisch ausgebildet sind. Seite 19/68 P80839DE Speziell durch die monolithische Ausformung bzw. Bauweise können ein oder selbst mehrere Kühlmittelkanäle kompakt an der vorlie- genden Vorrichtung zum thermischen Spritzen integriert werden. Insbesondere können solche Kühlmittelkanäle kompakt von der Ein- gangsseite zu der Ausgangsseite durch das Brennergehäuseteil hindurch geführt werden. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Kühleinrichtung wenigstens eine Kühldüse zum Ausdüsen von Kühlmittel aufweist, welche ins- besondere an der Ausgangsseite des Brennergehäuseteils angeord- net ist, wobei die wenigstens eine Kühldüse und das Brennergehäuseteil monolithisch ausgebildet sind. Um einen thermischen Beschichtungsprozess vorteilhafter durch- führen zu können, ist es günstig, wenn die wenigstens eine Kühl- düse und die Austragsdüse unterschiedliche Wirkrichtungen aufweisen. Hierdurch kann die Gefahr reduziert werden, dass das Aufbringen von Beschichtungen auf einen Substratkörper durch Kühlmittel negativ beeinflusst wird. Speziell bei einem Einsatz der Vorrichtung zum thermischen Spritzen im Sinne einer Innenbeschichtungs-Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn die wenigstens eine Kühldüse gegenüberliegend der Aufnahmefläche zur Aufnahme des Kopfteils an dem Brennerge- häuseteil angeordnet sind. Hierdurch können das Kühlmittel und das Beschichtungsmaterial an sich gegenüberliegenden Bereichen des Substratkörpers unabhängig voneinander aufgebracht werden. Vorliegend können unterschiedliche Kühlmittel eingesetzt werden. Bevorzugt ist die Kühleinrichtung dazu eingerichtet, dass mit- tels der wenigstens einen Kühldüse Druckluft, Stickstoff, ins- besondere gasförmiger Stickstoff und/oder ein gasförmiges Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff, Kohlendioxid, inerte Gase oder dergleichen versprüht werden können. Seite 20/68 P80839DE Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Kühldüse eine Hauptausdüsachse aufweist, welche gegenüber einer Hauptbe- schichtungsachse der Austragsdüse in einem Winkel von 15° oder mehr und von 75° oder weniger angeordnet ist, bevorzugt in einem Winkel von 45°. Die Hauptausdüsachse und die Hauptbeschichtungsachse sind hier- bei gleich der Mittelachse der jeweiligen Düse. Wird die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen im Sinne einer Innenbeschichtungs-Vorrichtung eingesetzt, ist der vorliegend erwähnte Winkel ähnlich, ist bevorzugt aber gegen- überliegend der Aufnahmefläche zur Aufnahme des Kopfteils ange- ordnet, gespiegelt an der Mittelachse der Vorrichtung zum thermischen Spritzen bzw. des Brennergehäuseteils hiervon. Vorzugsweise wird vorliegend ein Versatz des Treffpunktes von dem Kühlmittel auf den Substratkörper von mindestens 3 x des Beschichtungsfleckdurchmessers vor und/oder nach dem Beschich- tungspunkt und von maximal 20 x des Beschichtungsfleckdurchmes- sers vor und/oder nach dem Beschichtungspunkt, vorzugsweise von 10 x des Beschichtungsfleckdurchmessers vor und/oder nach dem Beschichtungspunkt gewählt, wobei der Ausdruck „vor“ im Sinne des relativen Bewegungsvektors zu verstehen ist. Der Beschichtungsfleckdurchmesser ist hierbei insbesondere ab- hängig von der Größe der Vorrichtung zum thermischen Spritzen und dem Spritzabstand. Bei einer kleineren Vorrichtung liegt dieser Beschichtungsfleckdurchmesser bevorzugt bei ca. 4 mm bis 7 mm, bei einer größeren Vorrichtung bevorzugt bei ca. 12 mm bis 15 mm. Die Verteilung des Kühlmittels kann vorliegend bereits mittels einer einzigen Kühldüse ausreichend gut erfolgen. Vorzugsweise Seite 21/68 P80839DE sind vier Kühldüsen vorgesehen, um eine besonders gute Kühlqua- lität erzielen zu können. Um den durch Kühldüsen einzunehmenden Bauraum an dem Brennergehäuseteil im Rahmen zu halten, können vorzugsweise bis zu 12 Kühldüsen vorgesehen sein. Um hinsichtlich eines Kühlmittels einen stets genügend breiten Kühlfächer zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn die Kühldüsen bezogen auf ihre jeweilige Mittelachsen bzw. Hauptausdüsachsen jeweils einen Öffnungswinkel von 0° (parallele Richtung) und höchstens von 75° oder weniger aufweisen, vorzugsweise einen Öffnungswinkel von 15°. Des Weiteren ist es zur Kühlung bei einer im Sinne einer Innen- beschichtungs-Vorrichtung eingesetzten Vorrichtung zum thermi- schen Spritzen zweckmäßig, wenn die Position der Kühldüsenöffnungen bezogen auf die Mittelachse der Vorrichtung zum thermischen Spritzen bzw. des Brennergehäuseteils hiervon um mindestens 15° oder mehr bzw. von maximal 345° oder weniger versetzt zu der Hauptbeschichtungsachse angeordnet sind, bevor- zugt um 180°. Mittels einer derartigen Kühleinrichtung kann die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen vorteilhaft weiterentwi- ckelt werden, insbesondere auch dadurch, dass eine stets repro- duzierbare Substratkörperkühlung gewährleistet werden kann. Allein durch die vorliegende Substratkörper-Kühleinrichtung kann eine gattungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Spritzen vor- teilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale oder Merkmalskombinationen bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind. Die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann durch eine Flammsperreneinrichtung nochmals positiv weiterentwickelt Seite 22/68 P80839DE werden, wobei die Flammsperreneinrichtung und das Brennergehäu- seteil monolithisch ausgebildet sind. Durch eine derartige monolithische Ausformung bzw. Bauweise kann die Anzahl an separaten Funktionsbauteilen trotz eines erwei- terten Funktionsumfangs gering gehalten werden, wodurch insbe- sondere das Brennergehäuseteil kompakt bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise ist eine derartige Flammensperreinrichtung als Flammschutzsperre in einer Zuleitung für Prozessmedien, insbe- sondere für Brennstoffe, wie Wasserstoff, angeordnet, um zu ver- hindern, dass eine „Flamme“ aus der Brennkammer in die Zuleitung kritisch weit zurückschlägt. Mittels der Flammsperreneinrichtung kann die Betriebssicherheit an der Vorrichtung zum thermischen Spritzen vorteilhaft erhöht werden, insbesondere im Hinblick darauf, dass die vorliegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen beispielsweise einen Was- serstoffbedarf zwischen 25 NL/min und 1000 NL/min bei einem Be- triebsdruck von ca. 5 bis 25 bar aufweisen kann. Weist die Flammsperreneinrichtung ein Materialgeflecht, insbe- sondere ein dünnmaschiges Materialgeflecht, auf, wobei das Ma- terialgeflecht und das Brennergehäuseteil monolithisch ausgebildet sind, kann die Flammsperreneinrichtung extrem kom- pakt in das Brennergehäuseteil integriert werden. Zudem kann die Flammsperreneinrichtung hierdurch mit einem äu- ßerst geringen Herstellungsaufwand erzeugt werden. Eine besonders gute Funktionssicherheit kann durch die vorlie- gende Flammsperreinrichtung mittels wenigstens eines Merkmals der folgenden Merkmale erreicht werden: Seite 23/68 P80839DE Vorzugsweise weist das Materialgeflecht eine Maschenweite von kleiner oder gleich 1 mm auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,5 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1 mm.. Weiterhin vorzugsweise weist das Materialgeflecht eine Maschen- weite von größer oder gleich 0,01 mm auf, bevorzugt von größer oder gleich 0,1 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,5 mm. Die Maschenweite ist dabei als eine frei durchströmbare Weite des Materialgeflechts zu verstehen. Ein Materialgeflecht kann weiterhin durch seine Teilung beschrieben werden, wobei die Tei- lung den Abstand zwischen den Flächenschwerpunkten benachbarter Maschen des Materialgeflechts beschreibt. Das Materialgeflecht kann eine Teilung von kleiner oder gleich 1,2 mm aufweisen, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,6 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 mm. Das Mate- rialgeflecht kann eine Teilung von größer oder gleich 0,02 mm aufweisen, bevorzugt von größer oder gleich 0,15 mm und beson- ders bevorzugt von größer oder gleich 0,6 mm. Eine derartige Maschengröße und/oder Teilung kann mittels eines additiven Fertigungsverfahrens erzeugt werden. Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Materi- algeflecht eine Grundfläche von 20 mm2 oder mehr, und von 700 mm2 oder weniger aufweist, vorzugsweise von 175 mm2. Hierdurch kann die Flammsperreneinrichtung problemlos an unter- schiedliche Leitungsquerschnitte oder ähnlichem ausgebildet bzw. ausgeformt werden. Seite 24/68 P80839DE Vorteilhafterweise kann die Grundfläche mittels des additiven Fertigungsverfahrens ohne Weiteres verschiedene Grundformen auf- weisen, insbesondere als Freiform ausgestaltet sein. Vorzugs- weise ist die Grundfläche kreisförmig oder elliptisch ausgebildet bzw. ausgeformt. Die Grundfläche kann aber auch rechteckig, quadratisch oder ähnlich geformt sein, insbesondere in Abhängigkeit von einem Leitungsquerschnitt in dem Brennerge- häuseteil. Die Grundfläche ist hierbei die Querschnittsfläche der Flamm- sperreneinrichtung. Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Materi- algeflecht eine Länge von 15 mm oder mehr, und von 90 mm oder weniger aufweist, vorzugsweise von 30 mm, wodurch Bauraumlängen der Flammsperreneinrichtung bedarfsweise erzeugt werden können. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn die Flammsperreneinrich- tung noch dazu eingerichtet ist, eine Druckdifferenz zwischen 0,25 bar und 1,5 bar zu erzeugen. Jedenfalls ermöglicht eine derart ausgebildete bzw. ausgeformte Flammsperreneinrichtung eine gute Flammrückschlagsicherheit bei gleichzeitig gutem Durchfluss eines Prozessmediums. Allein durch die vorliegende Flammsperreneinrichtung kann eine gattungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Spritzen vorteilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale oder Merkmalskombinationen bereits ohne die übrigen Merkmale der Er- findung vorteilhaft sind. Darüber hinaus kann die Vorrichtung zum thermischen Spritzen selbst besonders gut gekühlt werden, wenn die Vorrichtung eine interne Kühlung zum Kühlen der Vorrichtung aufweist, wobei die Seite 25/68 P80839DE Kühleinrichtung und das Brennergehäuseteil monolithisch ausge- bildet sind. Durch eine monolithische Ausformung bzw. Bauweise kann die in- terne Kühlung besonders effizient erfolgen, wodurch insbesondere die Verbrennung optimiert werden kann. Hierdurch kann die vor- liegende Vorrichtung zum thermischen Spritzen effizienter be- trieben werden. Eine Wärmeabfuhr kann vorliegend günstig gestaltet werden, wenn die interne Kühlung wenigstens einen Kühlkanal, bevorzugt meh- rere Kühlkanäle, aufweist, wobei der wenigstens eine Kühlkanal oder die Kühlkanäle und das Brennergehäuseteil monolithisch aus- gebildet sind. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der wenigstens eine Kühl- kanal konturnah ausgebildet ist, insbesondere konturnah um die Brennkammer des Brennergehäuseteils und einen Heißgaskanal des Brennergehäuseteils. Brennkammer und/oder Heißgaskanal haben eine überwiegend oval ausgestaltete Wandung, insbesondere eine kreisförmig und/oder eine elliptisch ausgestaltete Wandung, welche einen Innenraum von Brennkammer und/oder Heißgaskanal geometrisch gegenüber et- waigen weiteren Komponenten der Vorrichtung zum thermischen Spritzen abgrenzen. Es hat sich gezeigt, dass die Wandung der Brennkammer und/oder des Heißgaskanals vorzugsweise eine gleichbleibend dicke Wand- stärke aufweist, wodurch die strukturellen Anforderungen und/oder das thermodynamische Gleichgewicht in einem stationären Betriebspunkt der Vorrichtung zum thermischen Spritzen vorteil- haft beeinflusst werden können. Seite 26/68 P80839DE Unter „konturnah“ kann daher im Sinne dieser Beschreibung ver- standen werden, dass der Kühlkanal unmittelbar auf der Außen- seite der Wandung von Brennkammer und/oder Heißgaskanal angrenzt, sodass eine vorteilhafte Kühlwirkung der Brennkammer und/oder des Heißgaskanals erreicht werden kann. Derart kann der Kühlkanal eine überwiegend oval ausgestaltete Innenwandung aufweisen, insbesondere eine kreisförmig und/oder eine elliptisch ausgestaltete Innenwandung, welche sich um die Wandung der Brennkammer und/oder des Heißgaskanals erstrecken kann. Vorzugsweise weist der Kühlkanal eine überwiegend gleichblei- bende frei durchströmbare Dicke auf. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Wärmeabfuhr erzielt werden. Eine noch gleichmäßigere Kühlung der Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann erzielt werden, wenn der wenigstens eine Kühlkanal ringförmig am Kopfteil ausgebildet ist, insbesondere ringförmig um die Austragsdüse. Eine besonders gleichmäßige Kühlung kann vorliegend an dem Bren- nergehäuseteil erzielt werden, wenn der wenigstens eine Kühlka- nal sich von der Eingangsseite bis zu der Ausgangsseite durch das Brennergehäuseteil hindurch erstreckt. Der Wärmeabtransport insbesondere aus dem Brennergehäuseteil kann nochmals verbessert werden, wenn der wenigstens eine Kühl- kanal sich helixförmig innerhalb des Brennergehäuseteils er- streckt, wobei insbesondere eine Kühlkanalhelix mindestens einen Gang und bis zu 16 Gänge aufweist. Seite 27/68 P80839DE Die Helix kann in Richtung der Längserstreckungsrichtung der Brennkammer eine Steigung von größer oder gleich 0,05 aufweisen, bevorzugt eine Steigung von größer oder gleich 0,1, und besonders bevorzugt eine Steigung von größer oder gleich 0,15 oder größer oder gleich 0,2. Vorzugsweise ist die Steigung der Helix kleiner oder gleich9,4 , bevorzugt kleiner oder gleich 0,35 und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,3 oder kleiner oder gleich 0,25. Vorzugsweise erstreckt sich eine derartige Kühlkanalhelix in- nerhalb des Brennergehäuseteils von dessen Eingangsseite bis zu dessen Ausgangsseite. Anwendungsspezifisch kann die Kühlkanal- helix auch kürzer ausgeformt sein, beispielsweise später an oder erst hinter der Eingangsseite des Brennergehäuseteils beginnend. Das Kühlmittel kann verbessert innerhalb des Kühlkanals geleitet werden, wenn die interne Kühlung Leitelemente zum Leiten eines Kühlmittels aufweist, wobei die Leitelemente und das Brennerge- häuseteil monolithisch ausgebildet sind. Erstrecken Leitelemente sich helixförmig innerhalb des Brenner- gehäuseteils, kann das Kühlmittel schraubenförmig innerhalb des Brennergehäuseteils geleitet werden, wodurch eine besonders gleichmäße Kühlung an dem Brennergehäuseteil gewährleistet wer- den kann. Eine derartige Leitelementehelix weist hierbei mindestens einen einzelnen Gang auf und die Leitelementehelix kann vorzugsweise bis zu 16 Gänge aufweisen. Derartige Gänge können innerhalb des Kühlkanals besonders ein- fach bereitgestellt werden, wenn der Gang bzw. die Gänge und das Brennergehäuseteil monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sind. Seite 28/68 P80839DE Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn Leitelemente vereinzelt innerhalb des Brennergehäuseteils hintereinander angeordnet sind, insbesondere innerhalb des wenigstens einen Kühlkanals, wobei insbesondere die vereinzelt angeordneten Leitelemente je- weils eine Länge von 3 mm oder mehr und von 50 mm oder weniger aufweisen. Durch eine derartige Ausformung von Leitelementen kann eine gute Durchmischung des Kühlmittels auf dem Weg durch das Brennerge- häuseteil erzielt werden. Eine zusätzliche Durchmischung von Kühlmittel innerhalb des Kühlkanals kann konstruktiv relativ einfach erreicht werden, wenn Leitelemente mittels eines gewölbten Profils dazu einge- richtet sind, dem Kühlmittel eine zusätzliche Drallbewegung zu geben. Das Brennergehäuseteil kann ebenfalls dadurch kompakt gebaut werden, wenn Leitelemente eine Wandstärke von 0,1 mm oder mehr und von 5 mm oder weniger aufweisen. Durch eine solche Dimensionierung kann einerseits eine hinrei- chende Festigkeit der Leitelemente gewährleistet werden. Ande- rerseits können die Leitelemente filigran genug ausgeformt werden, um das Volumen des Kühlkanals möglichst voluminös ge- stalten zu können. Vorteilhafterweise kann die interne Kühlung insbesondere eine hierdurch insgesamt bereitgestellte Kühlkammer in Abhängigkeit von einem Kühlbedarf eine Fläche von 25 mm2 oder mehr, vorzugs- weise von 34,5 mm2 oder mehr, oder von 400 mm2 oder weniger, vorzugsweise von 330 mm2 oder weniger, aufweisen. Ferner sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass ein erforderlicher Kühlmittelvolumenfluss auch abhängig von einer Einlasstemperatur Seite 29/68 P80839DE des Kühlmittels ist, mit welcher es insbesondere an der Ein- gangsseite in das Brennergehäuseteil eingeleitet wird. Darüber hinaus ist auch das max. zulässige Temperaturdelta zwi- schen Eingang und Ausgang des Kühlkanals zu beachten. In der Regel liegt dieses Temperaturdelta insbesondere in Abhängigkeit von einer Brennerleistung zwischen 5 °C und 30 °C. Typischerweise ist ein Kühlmittelfluss von mindestens 5 l/min bis max. 60 l/min bei einem Druck von mindestens 1 bar bis max. 20 bar erforderlich. Um die Prozesssicherheit der Kühlung weiter zu erhöhen, ist es zweckmäßig, wenn die Querschnittsfläche des Kühlkanals derart ausgeformt ist, dass ein auf das Kühlmittels wirkende Gegendruck erzeugt werden kann, welcher im Bereich der Ausgangsseite des Brennergehäuseteils größer ist als im Bereich der Eingangsseite des Brennergehäuseteils. Neben einer entsprechenden Anzahl, Anordnung und/oder Ausformung von Leitelementen in dem Kühlkanal, kann kumulativ oder alter- nativ die Querschnittfläche des Kühlkanals in dem Bereich der Ausgangsseite des Brennergehäuseteils einen kleineren Wert auf- weist als in dem Bereich der Eingangsseite des Brennergehäuse- teils. Eine günstige Verkleinerung der Querschnittsfläche des Kühlka- nals beträgt vorzugsweise 2 % oder mehr, oder 30 % oder weniger, besonders bevorzugt 20 %. Eine geeignete Verkleinerung kann bevorzugt durch eine Reduzie- rung des Querschnitts des Kühlkanals erzielt werden, kumulativ oder alternativ aber auch mittels einer Verbreiterung eines Pro- fils von Leitelementen. Auch mittels einer stetig steiler wer- dende Kühlmittelhelix bzw. Kühlkanalhelix in dem Brennergehäuse- Seite 30/68 P80839DE teil kann eine Reduzierung des Querschnitts des Kühlkanals gut erreicht werden. Um das Brennergehäuseteil bzw. insbesondere die Brennkammer hiervon verkleinern zu können, kann ein Rücklaufkanal für das Kühlmittel ebenfalls um heizgasführende Komponenten, wie etwa der Brennkammer bzw. dem Heißgaskanal, in einem von einer Kühl- kanalhelix getrennten Gang der Kühlkanalhelix geführt werden, um hierdurch zusätzlich Wärmeenergie aus dem Brennergehäuseteil ab- leiten zu können. Die Austragsdüse kann mit dem Kopfteil und/oder dem Brennerge- häuseteil verlötet sein. Insbesondere kann die Austragsdüse von dem Kopfteil und/oder dem Brennergehäuseteil an der Außenseite der Austragsdüse aufgenommen sein, insbesondere zu größer oder gleich 75 % einer axialen Erstreckung der Austragsdüse, bevor- zugt zu größer oder gleich 85 % und besonders bevorzugt zu größer oder gleich 92,5°% oder 96,5 %. Die Austragsdüse kann mittels einer Lötverbindung mit dem Kopf- teil und/oder dem Brennergehäuseteil verbunden sein. Zur Verbesserung der Kühlung der Austragsdüse kann sich die in- terne Kühlung in den mit der Austragsdüse korrespondierenden Bereich des Kopfteils und/oder des Brennergehäuseteils erstre- cken. So kann ein Längserstreckungsbereich der Austragsdüse von größer oder gleich 60 % einer Gesamtlängserstreckung der Aus- tragsdüse von der internen Kühlung der Vorrichtung zum thermi- schen Spritzen umfasst sein, bevorzugt von größer oder gleich 80 % und besonders bevorzugt von größer oder gleich 90 % oder größer oder gleich 95 %. Seite 31/68 P80839DE Um die Vorrichtung zum thermischen Spritzen noch effektiver be- treiben zu können, ist es vorteilhaft, wenn Zuleitungen für Pro- zessmedien in dem Brennergehäuseteil tangentenstetig ausgebildet sind. Hierdurch können selbst tief in dem Brennergehäuseteil angeord- nete Zuleitungen strömungsoptimiert ausgebildet bzw. ausgeformt werden, sodass der Wirkungsgrad der Vorrichtung zum thermischen Spritzen nochmals verbessert werden kann. Insbesondere betrifft dies Zuleitungen für Prozessmedien, wie etwa Kerosin oder Propan, Wasserstoff, Propan, aber auch Druck- luft, Sauerstoff, Stickstoff oder dergleichen. Im Besonderen können hierbei die Grenzflächen von entsprechenden Zuleitungen tangentenstetig ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Jedenfalls kann vorliegend auch eine Verringerung des Druckver- lusts in einer Zuleitung erzielt werden. Vorzugsweise liegt ein erzielbarer Druckverlust in Abhängigkeit von dem jeweiligen Pro- zessmedium bei 0,5 bar bis ca. 5 bar. Die Grenzflächen können hierbei als Freiformflächen ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Zweckmäßigerweise können vorliegend die Zuleitungen frei von nachteiligen Kanten, sprunghaften Querschnittsänderungen oder der gleichen ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Somit kann ein Prozessmedium in den Zuleitungen möglichst durch- gängig laminar strömen. Insofern kann hierdurch ein Energieverbrauch gesenkt werden und die Vorrichtung zum thermischen Spritzen kann insgesamt effizi- enter betrieben werden. Seite 32/68 P80839DE Mittels derart ausgebildeter bzw. ausgeformter Zuleitungen kann zudem eine Verbesserung von Verbrennungsvorgängen in der Brenn- kammer erreicht werden. Insgesamt kann durch die vorliegend erzeugten Zuleitungen auch die Gefahr von kritischen Turbulenzen, Wirbeln oder dergleichen in den Zuleitungen vermieden oder zumindest erheblich reduziert werden. Eine weitere Effizienzsteigerung kann hierbei erzielt werden, wenn Öffnungen, insbesondere Düsenöffnungen, einer Düsenanord- nung an der Brennkammer monolithisch mit dem Brennergehäuseteil ausgebildet sind. Eine Primäreindüsung von Prozessmedien in die Brennkammer hinein erfolgt hierbei möglichst an der Kopfseite der Brennkammer. Bei Bedarf können Prozessmedien, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft oder ähnlichem, zusätzlich als Sekundär- eindüsung in die Brennkammer eingedüst werden. Sekundäröffnungen, insbesondere Sekundärdüsenöffnungen, der Se- kundäreindüsung liegen hierbei hinter der Primäreindüsung in Strömungsrichtung bzw. in Längsrichtung des Brennergehäuseteils gesehen. Vorzugsweise werden Prozessmedien an einer Stelle bzw. einem Bereich des Brennergehäuseteils, insbesondere an der Kopfseite der Brennkammer, in die Brennkammer eingedüst, maximal an zwei Stellen bzw. Bereichen verteilt über die Länge der Brennkammer gesehen. Dementsprechend sind die Primärdüsen und Sekundärdüsen an dem Brennergehäuseteil, insbesondere an der Brennkammer, ausgeformt. Seite 33/68 P80839DE Die Eindüsung von Prozessmedien erfolgt hierbei vorzugsweise mittels mehrere Primärdüsen bzw. Sekundärdüsen. Insofern ist es zweckmäßig, wenn Primär- und Sekundärdüsen an der Brennkammer monolithisch mit dem Brennergehäuseteil ausge- bildet sind. Hierbei können Öffnungen von Primär- bzw. Sekundärdüsen gleich- mäßig an der Grenzfläche der Brennkammer verteilt angeordnet sein, insbesondere konzentrisch um die Mittelachse des Brenner- gehäuseteils herum. Alternativ kann eine Öffnung zum Eindüsen eines Prozessmediums auch ringförmig als Ringspalt ausgebildet bzw. ausgeformt sein, insbesondere konzentrisch um die Mittelachse des Brennergehäu- seteils herum. Um eine nochmals bessere Vermischung der Prozessmedien in der Brennkammer erzielen zu können, können diesbezügliche Prozess- medien gegenüber einen an der Kopfseite mittig und axial einge- düsten Prozessmedienstrom, wie zum Beispiel Kerosin oder Propan, in unterschiedlichen Winkeln eingedüst werden. Während der mittig und axial eingedüste Prozessmedienstrom ent- lang einer zentralen Mittelachse des Brennergehäuseteils, ins- besondere der Brennkammer, eingedüst wird, können die weiteren Prozessmedien bevorzugt helixförmig eingedüst werden. Die unterschiedlichen Prozessmedien weisen vorzugsweise in Ab- hängigkeit von dem Abstand zur zentralen Mittelachse eine un- terschiedliche Steigung auf. Die Steigung ist vorzugsweise gleichgerichtet (z.B. rechtsdrehend), kann aber auch gegenläufig ausgeprägt (z.B. linksdrehend) sein. Seite 34/68 P80839DE Hierdurch kann eine nochmals verbesserte Vermischung der Pro- zessmedien innerhalb der Brennkammer und damit eine bessere Ver- brennung innerhalb der Brennkammer erreicht werden. Allein durch die vorliegenden Primär- bzw. Sekundärdüsen kann eine gattungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Spritzen vor- teilhaft weiterentwickelt werden, sodass diesbezügliche Merkmale oder Merkmalskombinationen bereits ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft sind. Um eine Verbrennung von Prozessmedien innerhalb der Brennkammer weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn eine Grenzfläche der Brennkammer eine Vielzahl an Tälern und/oder Zügen aufweist, wobei die Täler und/oder Züge und das Brennergehäuseteil mono- lithisch ausgebildet sind. Wird eine Grenzfläche bzw. Oberfläche der Brennkammer bzw. mit- tels derartiger Täler und Züge ausgestattet, können die einge- düsten Prozessmedien innerhalb der Brennkammer entlang der Mittelsachse des Brennergehäuseteils vorteilhaft in Rotation versetzt werden, wodurch eine Verbesserung der Verbrennung er- reicht werden kann. Bevorzugte wird die Grenzfläche der Brennkammer von der Kopf- seite (Prozessmedieneingang) der Brennkammer bis zu der gegen- überliegenden Fußseite (Heißgasausgang) der Brennerkammer bis hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit variiert, bei- spielsweise mittels einer kontinuierlichen oder sprunghaften An- zahländerung von Tälern und Zügen. Alternativ kann auch eine gleichmäßige Rotation von Tälern und Zügen um die Mittelsachse des Brennergehäuseteils bzw. der Brennkammer herum oder eine diskontinuierliche Rotation von Tä- lern und Züge um diese Mittelachse angeordnet sein. Seite 35/68 P80839DE Ferner kann insbesondere ein sehr guter Wärmeübergang in das Material des Brennergehäuseteils und damit auch in einen Kühl- kanal hinein erzielt werden, wenn eine Grenzfläche der Brenn- kammer eine Rauheit Ra von 5 µm oder mehr, oder eine Rauheit Ra von 100 µm oder weniger aufweist, vorzugsweise eine Rauheit Ra von 20 µm. Eine derartige Rauheit Ra (Mittenrauwert Ra) kann innerhalb eines monolithblockartigen Brennergehäuseteils besonders einfach mit- tels eines additiven Fertigungsverfahrens ausgeformt werden. Allein schon durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen können Verbrennungsprozesse in der Brennkammer verbessert werden, wodurch weniger Schadstoffe in die Umwelt gelangen können. Insgesamt kann hierdurch die Effizienz der vorliegenden Vorrich- tung zum thermischen Spritzen verbessert werden. Des Weiteren ist es wünschenswert, die in der Brennkammer er- zeugte Prozesswärme effektive nutzen zu können. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn eine Wandung der Brennkammer eine Vielzahl an Kavitäten, insbesondere Poren, vorzugsweise kreisrunde Poren aufweist, wobei die Kavitäten einen Durchmesser ausweisen, welcher in Abhängigkeit von einer Wandstärke einer Wandung der Brennkammer gewählt ist. Mittels geeigneter Kavitäten kann die Wärmeleitfähigkeit an der Grenzfläche der Brennkammer bzw. an der Wandung der Brennkammer reduziert werden, wodurch die Prozesswärme innerhalb der Brenn- kammer effizienter genutzt werden kann. Derartige Kavitäten können besonders einfach erzeugt werden, wenn die Kavitäten und das Brennergehäuseteil monolithisch aus- gebildet bzw. ausgeformt sind. Seite 36/68 P80839DE Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser einer Kavität 10 % der Wandstärke oder mehr, oder 75 % der Wandstärke oder weniger beträgt, vorzugsweise 50 % der Wandstärke. Auch hierdurch kann die Wärmeleitfähigkeit am Brennergehäuseteil im Sinne der Erfindung positiv verbessert werden. Ein gleichmäßigere Temperaturverteilung kann erzielt werden, wenn die Kavitäten gleichmäßig über die Fläche der Wandung der Brennkammer verteilt angeordnet sind. Damit die Kavitäten nicht direkt von einem Kühlmittel durch- strömt werden können, und hierdurch kein unerwünschter Wärmeab- transport erfolgen kann, ist es zweckmäßig, wenn die Kavitäten von einem sich in einem Kühlkanal befindlichen Kühlmittel ge- trennt angeordnet sind. Mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen bzgl. der Kavitäten kann jedenfalls die Prozesswärme an der Vorrichtung effizienter genutzt werden. Die Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren noch von einem Fer- tigungsverfahren zum Fertigen einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials auf einen zu beschichten- den Substratkörper gelöst, bei welchem zumindest ein Brennerge- häuseteil der Vorrichtung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens erzeugt wird. Hierdurch kann die Vorrichtung bzw. das Brennergehäuseteil vor- teilhaft generiert werden, insbesondere mit weniger Einzelbau- teilen, Bauteil-Schnittstellen, Materialeinsatz und wartungsfreier. Somit kann die Vorrichtung bzw. das Brennerge- häuseteil kleiner und insgesamt kompakter gebaut werden. All Seite 37/68 P80839DE dies führt dazu, dass die Vorrichtung effizienter betrieben wer- den kann, wie vorstehend bereits ausführlich beschrieben. An dieser Stelle sei zudem beansprucht, dass das beschriebene Verfahren auch noch durch weitere hier beschriebene technische Merkmale, insbesondere durch Merkmale der Vorrichtung, ergänzt werden kann, um das Verfahren vorteilhaft weiterzuentwickeln bzw. Verfahrensspezifikationen noch präziser darstellen bzw. formulieren zu können. Nach einem weiteren Aspekt löst die gestellte Aufgabe der Er- findung zudem eine Verwendung eines additiven Fertigungsverfah- rens zum Fertigen eines Brennergehäuseteils einer Vorrichtung zum thermischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials auf einen zu beschichtenden Substratkörper. Hierdurch kann das Brennergehäuseteils wesentlich kompakter und strömungsoptimierter hergestellt werden, wodurch die Vorrichtung effizienter betrieben werden kann. Es sei hier noch darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein…“, „zwei…“ usw. im Regelfall als mindes- tens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein…“, „mindestens zwei…“ usw., sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt, dass etwa dort nur „genau ein…“, „genau zwei…“ usw. gemeint sein soll. An dieser Stelle sei ebenfalls noch erwähnt, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen sei, dass mit diesem Ausdruck ein optio- nales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen. Seite 38/68 P80839DE Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge- ben sich zusätzlich aus den nachfolgend erläuterten Ausführungs- beispielen. Komponenten, welche in den einzelnen Figuren wenigstens im We- sentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei die Komponenten nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen. In der Zeichnung zeigen: Figur 1: schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausfüh- rungsbeispiels der Vorrichtung zum thermischen Sprit- zen in Ausgestaltung einer Außenbeschichtungs- Vorrichtung zum thermischen Spritzen einer Außenbe- schichtung an einem Substratkörper; Figur 2: schematisch eine Seitenansicht eines zweiten Ausfüh- rungsbeispiels der Vorrichtung zum thermischen Sprit- zen in Ausgestaltung einer Innenbeschichtungs- Vorrichtung zum thermischen Spritzen einer Innenbe- schichtung an einem Substratkörper; Figur 3: schematisch eine erste teilweise Schnittansicht der Vorrichtung zum thermischen Spritzen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 2; Figur 4: schematisch eine weitere teilweise Schnittansicht der Vorrichtung zum thermischen Spritzen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 2; Figur 5: schematisch eine teilweise geschnittene Detailansicht der Vorrichtung zum thermischen Spritzen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 2; Seite 39/68 P80839DE Figur 6: schematisch eine Detailansicht einer Ausgangsseite ei- nes Brennergehäuseteils mit einem Kopfteil der Vor- richtung zum thermischen Spritzen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 2; Figur 7: schematisch eine weitere Detailansicht der in der Fi- gur 5 gezeigten Ausgangsseite des Brennergehäuseteils mit dem Kopfteil; Figur 8: schematisch eine perspektivische Modellansicht einer ersten beispielhaften internen Kühlung der Vorrichtung zum thermischen Spritzen mit helixförmig ausgebildeten bzw. ausgeformten Kühlkanälen innerhalb des Brenner- gehäuseteils; Figur 9: schematisch eine perspektivische Modellansicht einer weiteren beispielhaften internen Kühlung der Vorrich- tung zum thermischen Spritzen mit einem helixförmig ausgebildeten bzw. ausgeformten Kühlkanal mit verän- derter Steigung innerhalb des Brennergehäuseteils; Figur 10: schematisch eine perspektivische Modellansicht einer möglichen Kühlung eines Kopfteils der Vorrichtung zum thermischen Spritzen aus der Figur 2 mit einem ring- förmig ausgebildeten bzw. ausgeformten Kühlkanal in dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Kopfteil; und Figur 11: schematisch eine perspektivische Modellansicht eines Anschlussflanschteils an einer Eingangsseite des Bren- nergehäuseteils der Vorrichtung zum thermischen Sprit- zen. Seite 40/68 P80839DE Mit den Darstellungen nach den Figuren 1 und 2 ist die hier vorgeschlagene Vorrichtung 1 zum thermischen Spritzen, kurz Vor- richtung 1, eines Beschichtungsmaterials 2 auf einen Substrat- körper 3 bzw. 4 (oftmals auch als Substrat bezeichnet) in zumindest zwei unterschiedlichen Ausführungen schematisch dar- gestellt, nämlich einmal in Ausführung einer thermische Außen- beschichtungs-Vorrichtung 1A (vgl. Figur 1) zum thermischen Spritzen einer Außenbeschichtung 5 auf die Außenseite 6 des Sub- stratkörpers 3 und einmal in Ausführung einer thermische Innen- beschichtungs-Vorrichtung 1B (vgl. Figur 2) zum thermischen Spritzen einer Innenbeschichtung 7 auf die Innenseite 8 des Sub- stratkörpers 4. Die Vorrichtung 1 zeichnet sich baulich durch eine äußerst ein- fache und besonders kompakt bauende Konstruktion aus, da ihr Kernstück, nämlich ein Brennergehäuseteil 10 (Brenner) durch ein additives Fertigungsverfahren generiert ist. Mit anderen Worten gesagt ist insbesondere das Brennergehäuse- teil 10 der Vorrichtung 1 baulich einfach monolithisch ausge- bildet bzw. ausgeformt, also im Sinne der Erfindung mit einem Grundkörper aus einem einzigen Monolithblock 11. Das additiv erzeugte Brennergehäuseteil 10 beherbergt unter an- derem die eigentliche Brennkammer 12, in welcher zum Erzeugen der eigentlichen thermischen Energie unterschiedliche Prozess- medien 14, wie etwa Kerosin oder Propan 14A, Wasserstoff 14B, Sauerstoff 14C bzw. optional Stickstoff 14D, chemisch miteinan- der reagieren können, kurz „verbrannt“ werden. Allein durch das additiv hergestellte Brennergehäuseteil 10 kann die Vorrichtung 1 mit signifikant weniger Bauteilen als im Stand der Technik bisher üblich gebaut und damit auch wesentlich kom- pakter hergestellt werden. Seite 41/68 P80839DE Eine kompaktere Bauweise mit weniger Bauteilen bedingt unter anderem auch eine kleinere Bauweise, wodurch die Vorrichtung 1 thermisch vorteilhafter betrieben werden kann, insbesondere auf- grund eines geringeren Verbrauchs an Prozessmedien 14, eines eingeschränkten Verlusts an Wärmeenergie an die Umgebung 16 oder dergleichen, um hier nur einige vorteilhafte Effekte anzuspre- chen. Die Vorrichtung 1 weist ferner ein Kopfteil 18 zum Austragen des Beschichtungsmaterials 2 und ein Anschlussteil 20 zum vorteil- haften kumulierten Zuführen von Prozessmedien 14 auf. Das Kopfteil 18 und das Anschlussteil 20 können hierbei ebenfalls mittels eines additiven Fertigungsverfahrens generiert sein, können aber auch konventionell hergestellt werden. Das Kopfteil 18 und das Anschlussteil 20 können fest, aber lösbar an dem Brennergehäuseteil 10 angeflanscht und befestigt werden, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung 22 (nur exempla- risch beziffert). Durch die hier vorgeschlagene Konstruktion kann die Vorrichtung 1 zudem mit signifikant weniger Bauteil-Schnittstellen 24, 26 als bisher im Stand der Technik üblich auskommen, nämlich mit der ersten Bauteil-Schnittstelle 24 zwischen dem Brennergehäu- seteil 10 und dem Kopfteil 18 und mit einer weiteren Bauteil- Schnittstelle 26 zwischen dem Brennergehäuseteil 10 und dem An- schlussteil 20, wobei die weitere Bauteil-Schnittstelle 26 an der Eingangsseite 28 des Brennergehäuseteils 10 und die erste Bauteil-Schnittstelle 24 an der Ausgangsseite 30 des Brennerge- häuseteils 10 angeordnet sind. An der ersten Bauteil-Schnittstelle 24 weist das Brennergehäu- seteil 12 eine Aufnahmefläche 25 zur Aufnahme des Kopfteils 18 Seite 42/68 P80839DE auf, wobei die Aufnahmefläche 25 und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sind. Dementsprechend weist das Brennergehäuseteil 12 an der zweiten Bauteil-Schnittstelle 26 eine weitere Aufnahmefläche 27 zur Auf- nahme des Anschlussteils 20 auf, wobei die weitere Aufnahmeflä- che 27 und das Brennergehäuseteil 10 ebenfalls monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sind. Die Aufnahmeflächen 25 und 27 sind hierbei derart plan ausge- bildet, dass das Kopfteil 18 einerseits und das Anschlussteil 20 andererseits mit allen Übergabebereichen für fluide Prozessmit- tel entsprechend dichtend sind. Insofern können sowohl das Kopfteil 18 als auch das Anschlussteil 20 lösbar, aber fest an der Brennergehäuseteil 10 angeflanscht werden. Die Eingangsseite 28 und die Ausgangsseite 30 sind insofern mit- einander monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt, insbesondere als der einzige Monolithblock 11. Vorteilhafterweise sind insofern auch Übergangsbereiche 32, 34 zwischen der Brennkammer 12 und der Eingangsseite 28 sowie der Ausgangsseite 30 monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt, näm- lich eingangsseitige Übergangsbereiche 32 (nur exemplarisch be- ziffert) an der Eingangsseite 28 und ausgangsseitige Übergangsbereiche 34 (nur exemplarisch beziffert) an der Aus- gangsseite 30. Auch hierdurch kann die Vorrichtung 1 wesentlich kompakter ge- baut werden, wodurch sie effizienter betrieben werden kann, wie vorstehend bereits beschrieben. Seite 43/68 P80839DE Alternativ ist es auch möglich, dass das Kopfteil 18 und/oder das Anschlussteil 20 mit dem Brennergehäuseteil 10 einstückig ausgebildet bzw. ausgeformt ist, also eine monolithische Einheit miteinander bilden. Hierdurch kann die Anzahl etwaige Bauteil- Schnittstellen 24 bzw. 26 weiter reduziert werden. Die Montagelösungen können jedoch oftmals als vorteilhafter an- gesehen, da beispielsweise das Kopfteil 18 einem höheren Ver- schleiß unterliegt, und insofern leicht ausgewechselt werden kann. Somit kann ein Brennergehäuseteil 10 wesentlich länger in Betrieb bleiben, wenn es mit einem neuen Kopfteil 18 ausgerüstet werden kann. Mit dem auswechselbaren Anschlussteil 20 kann die Vorrichtung 1 leichter auf verschiedene Betriebsarten konfiguriert werden, welche sich auch durch die Zufuhr von verschiedenen Prozessme- dien 14 unterscheiden können. Insofern können mit dem auswech- selbaren Anschlussteil 20 unterschiedliche Anschlussmöglich- keiten kompakt und unproblematisch an der Vorrichtung 1 bzw. an deren Brennergehäuseteil 10 zur Verfügung gestellt werden. Das hier gezeigte Anschlussteil 20 weist Anschlüsse (hier nicht explizit dargestellt) für folgende Prozessmedien 14 auf: Kerosin oder Propan 14A, Wasserstoff 14B, Sauerstoff 14C, Stickstoff 14D, internes Kühlmittel 14E, externe Kühlluft 14E sowie Parti- kel 14G für das Beschichtungsmaterial 2. Die Vorrichtung 1 weist eine Mittellängsachse 36 auf, entlang welcher sich die Vorrichtung 1, aber auch das Brennergehäuseteil 10, mit ihrer jeweiligen Längserstreckung 38 erstreckt. Mit den Darstellungen nach den weiteren Figuren 3 bis 11 ist der Aufbau einzelner Bauteile der Vorrichtung 1, wie das Brennerge- häuseteil 10, das Kopfteil 18 und auch das Anschlussteil 20, Seite 44/68 P80839DE beispielhaft an der Ausführung der thermischen Innenbeschich- tungs-Vorrichtung 1B (vgl. Figur 2) detaillierter beschrieben, wobei die Beschreibung in weiten Teilen auch auf die Ausführung der thermischen Außenbeschichtungs-Vorrichtung 1A (vgl. Figur 1) anwendbar ist, hier aber nicht nochmals im Detail mit weiteren Darstellungen gezeigt ist, um Wiederholungen zu vermeiden. Gemäß den unterschiedlichen Schnittdarstellungen insbesondere nach den Figuren 3 und 4 wird die Vorrichtung 1 exemplarisch detaillierter gezeigt und nachfolgend beschrieben. Mit den Schnittdarstellungen nach den Figuren 3 und 4 ist gut zu erkennen, dass das Brennergehäuseteil 10 eine Vielzahl an Mate- rialausnehmungen 40, insbesondere an innenliegenden Material- ausnehmungen 40, aufweist, welche aufgrund des verwendeten additiven Fertigungsverfahrens gestaltungstechnisch nahezu be- liebig ausgebildet bzw. ausgeformt sein können, insbesondere extrem strömungsoptimiert. Auch dies führt zu einem effizienteren Betreib der vorgeschla- genen Vorrichtung 1. Dies liegt unter anderem daran, dass nahezu alle Grenzflächen 42 (nur beispielhaft beziffert) der Materialausnehmungen 40 hin- sichtlich ihrer räumlichen Ausdehnungen, insbesondere an Über- gängen 44 (nur beispielhaft beziffert), tangentenstetig ausgebildet bzw. ausgeformt sein können. Hinsichtlich der Übergänge 44 ist beispielhaft nur der Übergang 44 an der Brennkammer 12 zwischen der Vorbrennkammer 12A und der Hauptbrennkammer 12B beziffert. Insbesondere können die Grenzflächen 42 als Freiformflächen (nicht nochmals explizit beziffert) generiert sein, was speziell bei innenliegenden Oberflächen 46 (nur beispielhaft beziffert) Seite 45/68 P80839DE eines als Monolithblock 11 geformten Bauteils, wie insbesondere das vorliegende Brennergehäuseteil 10, in der Regel mit herkömm- lichen Fertigungsverfahren nicht möglich ist. Vorteilhafterweise sind Grenzflächen 42 der Materialausnehmungen 40 und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt. Darüber hinaus können an oder innerhalb der Materialausnehmungen 40 noch unterschiedlichste Strukturen 48 zum Erzeugen von zu- sätzlichen Effekten angeordnet bzw. ausgeformt sein, wie später noch genauer beschrieben sein wird, wobei die Strukturen 48 und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet sind. An die Brennkammer 12, insbesondere an deren Hauptbrennkammer 12B, schließt sich ein Heißgaskanal 50 an, über welchen das bei der Verbrennung von Prozessmedien 14, wie insbesondere das Ke- rosin oder Propan 14A bzw. den Wasserstoff 14B, entstandene Pro- zessheißgas (nicht beziffert) aus der Brennkammer 12 hieraus in die Umgebung 16 abgeführt wird. Der Heißgaskanal 50 weist an der Ausgangsseite 30 einen Bogen- abschnitt 52 auf, um das Prozessheißgas innerhalb des Brenner- gehäuseteils 10 um 90° umlenken zu können, sodass es über das Kopfteil 18 in die Umgebung 16 aus der Vorrichtung 1 austreten kann. Der Heißgaskanal 50 insbesondere mit seinem Bogenabschnitt 52 und die Brennkammer 12 bzw. das Brennergehäuse 12 sind monoli- thisch ausgebildet bzw. ausgeformt. An der Eingangsseite 29 des Brennergehäuseteils 10 sind einer- seits Zuleitungen 54 zu der Brennkammer 12 angeordnet, wie eine Primärbrennstoff-Zuleitung 54A zum Zuführen von Kerosin oder Propan 14A, eine Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B zum Zuführen Seite 46/68 P80839DE von Wasserstoff 14B, eine Sauerstoff-Zuleitung 54C zum Zuführen von Sauerstoff 14C, wobei diese monolithisch mit dem Brennerge- häuseteil 10 ausgebildet bzw. ausgeformt sein können. Andererseits sind an der Eingangsseite 28 im Sinne der Zulei- tungen 54 noch ein Kühlkanal 54E zum Zuführen eines internen Kühlmittels 14E zur internen Kühlung und ein Kühlluft-Kanal 54F zum Zuführen von Kühlluft 14F zur externen Kühlung des zu be- schichtenden Grundkörpers 4 ausgeformt. Außerdem formt die Eingangsseite 28 noch eine Halterung 58 für ein Injektorrohrteil 54G zum Zuführen von Partikeln 14G aus. Die Primärbrennstoff-Zuleitung 54A, die Sekundärbrennstoff-Zu- leitung 54B, die Sauerstoff-Zuleitung 54C, der Kühlkanal 54E, der Kühlluft-Kanal 54F und auch die Halterung 58 sind mit der Eingangsseite 28 und damit auch mit dem Brennergehäuseteil 10 bzw. mit der Brennkammer 12 monolithisch ausgebildet bzw. aus- geformt. Alternativ kann auch das Injektorrohrteil 54G mit dem Brenner- gehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Die Primärbrennstoff-Zuleitung 54A mündet mit einer einzigen Einspritzdüse 60 in die Brennkammer 12, wobei die Einspritzdüse 60 und die Brennkammer 12 bzw. das Brennergehäuseteil 10 mono- lithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sind. Die Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B mündet mit einer Vielzahl an anderen Einspritzdüsen 62 (nur exemplarisch beziffert) in die Brennkammer 12, wobei die anderen Einspritzdüsen 62 und die Brennkammer 12 bzw. das Brennergehäuseteil 10 monolithisch aus- gebildet bzw. ausgeformt sind. Seite 47/68 P80839DE Die anderen Einspritzdüsen 62 sind hierbei konzentrisch und gleichmäßig verteilt um die Einspritzdüse 60 bzw. um die Längs- mittelachse 36 herum angeordnet. Die Sauerstoff-Zuleitung 54C mündet mit zwei Ringspaltdüsen 64 und 66 in die Brennkammer 12, wobei die zwei Ringspaltdüsen 64, 66 und die Brennkammer 12 bzw. das Brennergehäuseteil 10 mono- lithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sind. Hierbei sind die zwei Ringspaltdüsen 64 und 66 konzentrisch um die Einspritzdüse 60 bzw. um die Längsmittelachse 36 herum an- geordnet, wobei die äußere Ringspaltdüse 66 zusätzlich konzent- risch um die innere Ringspaltdüse 64 herum angeordnet ist. Insgesamt kann mit den Einspritzdüsen 60, 62 und Ringspaltdüsen 64 und 66 bzw. deren kreisrunden bzw. ringförmigen Öffnungen (nicht nochmals beziffert) an dem Brennergehäuseteil 10 beson- ders vorteilhaft eine Düsenanordnung 67 ausgeformt werden, wobei die Düsenanordnung 67 und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt sind. Der Kühlkanal 54E ist bei dieser Ausführung als Kühlringkanal (nicht nochmals beziffert) ausgeformt. Und zwar erstreckt sich der Kühlkanal 54E bzw. der Kühlringkanal von der Eingangsseite 28 ringförmig um und entlang der Brenn- kammer 12 bis zur Ausgangsseite 30 um und entlang des Heißgas- kanals 50 und weiter ringförmig bis in das Kopfteil 18 hinein, und umschließt dort auch die Austragsdüse 68 der Vorrichtung 1. Hierbei sind der Kühlkanal 54E bzw. der Kühlringkanal und die Brennkammer 12 bzw. das Brennergehäuseteil 10 monolithisch aus- gebildet bzw. ausgeformt. Seite 48/68 P80839DE Durch diese monolithische Ausformung bzw. Bauweise kann die Kühlleistung gesteigert werden und die Vorrichtung 1 kann ins- gesamt sehr gleichmäßig gekühlt werden, wodurch sich auch der Betrieb der Vorrichtung 1 insgesamt wesentlich effizienter rea- lisieren lässt. Um die Kühlleistung nochmals verbessern zu können weist der Kühlkanal 54E bzw. der Kühlringkanal als Strukturen 48 einige Leitelemente 70 (nur exemplarisch beziffert) auf. Diese Leitelemente 70 können mit unterschiedlichen Leitgeomet- rien verwirklicht sein, beispielsweise als Leitschaufelelemente, als Leitfinnenelemente, als Leithelixelemente 70A, 70b, 70C (vgl. Figur 8) bzw. 98 (vgl. Figur 9), oder dergleichen. Mittels solcher Leitelemente 70 kann ein in dem Kühlkanal 54E strömendes Kühlmittel effektiver durch eben diesen Kühlkanal 54E geleitet werden, beispielsweise in Form einer Kühlmittelhelix 72 (siehe Figuren 8 und 9), wodurch das interne Kühlmittel 14E besser durchmischt, hierdurch insbesondere „Totwassergebiete“ vermieden und die Kühlleistung an der Vorrichtung 1 bzw. speziell entlang des Brennergehäuseteils 10 vergleichmäßigt und insgesamt nochmals verbessert werden kann. Mittels des Kühlkanals 54E und insbesondere auch mittels der hierin ausgeformten Leitelemente 70 kann eine besonders effek- tive interne Kühlung 74 an der Vorrichtung 1 und insbesondere an dem Brennergehäuseteil 10 realisiert werden, wobei die interne Kühlung 74 und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebil- det sind. Bevorzugt ist die interne Kühlung 74 als ein hier nicht weiter gezeigtes und beziffertes Kreislaufsystem ausgebildet bzw. ins- besondere in dem Brennergehäuseteil 10 ausgeformt, wobei zum Seite 49/68 P80839DE Realisieren des Kreislaufsystems speziell in dem Brennergehäu- seteil 10 ein entsprechender Rücklaufkanal 75 (nur exemplarisch gezeigt) zum Rückführen des erwärmten internen Kühlmittels 14E ausgeformt ist. Der Rücklaufkanal 75 und das Brennergehäuseteil 10 sind gemein- sam monolithisch ausgebildet bzw. ausgeformt. Der Kühlluft-Kanal 54F erstreckt sich in dem Brennergehäuseteil 10 von dessen Eingangsseite 28 beginnend bis in dessen Ausgangs- seite 30 hinein und der Kühlluft-Kanal 54F endet an der Aus- gangsseite 30 in vier Kühldüsen 80 (siehe insbesondere auch Figuren 6 und 7) zum Ausdüsen von Kühlmittel in Form von Kühl- luft, wobei die Kühldüsen 80 und das Brennergehäuseteil 10 mo- nolithisch ausgebildet sind. Die Kühldüsen 80 besitzen jeweils eine Hauptausdüsachse 81, ent- lang welcher das Kühlmittel aus den Kühldüsen 80 ausgedüst wird. Der Kühlluft-Kanal 54F und die Kühldüsen 80 stellen insgesamt an der Vorrichtung 1 und insbesondere an dem Brennergehäuseteil 10 eine Kühleinrichtung 82 zum Kühlen des Substratkörpers 4 dar, wobei die Kühleinrichtung 82 oder zumindest Bereiche hiervon und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet sind. Das Injektorrohrteil 54G erstreckt sich ebenfalls von der Ein- gangsseite 28 bis zur Ausgangsseite 30 und endet in einem In- jektorelement 84 des Kopfteils 18, mittels welchem die Partikel 14G im Wesentlichen orthogonal zu einer Hauptbeschichtungsachse 86 in die Austragsdüse 68 hinein eingebracht werden können. An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass das Anschlussteil 20 dazu eingerichtet und insbesondere derart ausgeformt ist, dass die zum Betreiben der Vorrichtung 1 erforderlichen Prozessmedien Seite 50/68 P80839DE 14 an der weiteren Bauteil-Schnittstelle 26 in die entsprechen- den Zuleitungen 54 des Brennergehäuseteils 10 betriebssicher übergeben werden können. Gemäß der Darstellung nach der Figur 5 ist die Eingangsseite 28 des Brennergehäuseteils 10 nochmals vergrößert dargestellt, wo- bei auch hier nicht alle Bezugszeichen eingezeichnet sein müs- sen. Besser erkennbar sind insbesondere die Primärbrennstoff-Zulei- tung 54A mit ihrer Einspritzdüse 60, die Sekundärbrennstoff- Zuleitung 54B mit ihren Einspritzdüsen 62, die Sauerstoff-Zu- leitung 54C mit ihren zwei Ringspaltdüsen 64 und 66 sowie der ringförmig ausgeformte Kühlkanal 54E. Hinsichtlich der Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B ist in dieser Darstellung noch eine Flammsperreneinrichtung 63 erkennbar, wel- che als dünnmaschiges Materialgeflecht 63A sogleich von dem Brennergehäuseteil 12 monolithisch ausgeformt innerhalb der Se- kundärbrennstoff-Zuleitung 54B angeordnet ist. Mittels des dünnmaschigen Materialgeflechts 63A innerhalb der Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B kann die Gefahr ausgeschlossen oder reduziert werden, dass sich der Wasserstoff 14B bereits in der Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B kritisch entzündet, wobei die Flammsperreneinrichtung 63, insbesondere das dünnmaschige Materialgeflecht 63A, und das Brennergehäuseteil 10 monolithisch ausgebildet sind. Das dünnmaschige Materialgeflecht 63A hat eine Grundfläche (nicht gesondert beziffert), welche hinsichtlich ihres Durch- messers abhängig von der Querschnittsfläche (nicht beziffert) der Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B ist. Hier ist die Grund- fläche mit einem Maß von 175 mm2 zudem kreisrund ausgeformt. Seite 51/68 P80839DE Ferner besitzt das dünnmaschige Materialgeflecht 63A eine Länge von 30 mm, in Längserstreckung 38 des Brennergehäuseteils 10 gesehen und insofern auch in Längserstreckung 38 der Sekun- därbrennstoff-Zuleitung 54B. Ferner ist gemäß der Darstellung nach Figur 5 noch beispielhaft eine Wandung 10A der Brennkammer 12 in dem Brennergehäuseteil 10 detaillierter gezeigt, genauer gesagt eine innere Wandung 10A zwischen der Grenzfläche 42 der Brennkammer 12 und dem Kühlkanal 54E. Insbesondere diese innere Wandung 10A weist eine Vielzahl an Kavitäten 10B (nur schematisch dargestellt) auf. Die Kavitäten 10B weisen einen Durchmesser (nicht explizit ein- gezeichnet) auf, welcher in dieser Ausführung 50 % der Wand- stärke 10C der Wandung 10A beträgt. Hierdurch kann erzielt werden, dass eine in der Brennkammer 12 erzeugte Prozessenergie effektiver genutzt werden kann. Sind die Kavitäten 10B gleichmäßig über die Fläche bzw. Grenz- fläche 42 der Wandung 10A der Brennkammer 10 verteilt angeordnet, kann eine besonders gleichmäßige Wärmeverteilung an dem Bren- nergehäuseteil 12 erzielt werden. Die Kavitäten 10B können unterschiedlich in dem Material des Brennergehäuseteils 12 ausgebildet bzw. ausgeformt sein. Bevor- zugt sind die Kavitäten 10B als kreisrunde bzw. kugelförmige Poren (nicht nochmals gesondert beziffert) ausgebildet bzw. aus- geformt. Einerseits können die Kavitäten 10B hierdurch mit einer mög- lichst großen und homogenen Oberfläche in dem Brennergehäuseteil 10 generiert werden. Seite 52/68 P80839DE Andererseits können in der Wandung 10A auftretende Kräfte und Spannungen innerhalb des Brennergehäuseteils 10 weiterhin gut verträglich aufgenommen bzw. weitergeleitet werden. Insgesamt gelingt es mittels der vorliegenden Kavitäten 10B das Brennergehäuseteil 10 energieeffizienter und kompakter gebaut werden, wodurch auch die Vorrichtung 1 effizienter betrieben werden kann. Gemäß der Darstellungen nach den Figuren 6 und 7 ist nochmals die Ausgangsseite 30 des Brennergehäuseteils 10 mit dem hieran befestigten Kopfteil 18 dargestellt. Das Kopfteil 18 ist hierbei unten an der Aufnahmefläche 25 an das Brennergehäuseteil 10 angeflanscht, wobei die Hauptbeschich- tungsachse 86 der Austragsdüse 68 orthogonal zur Mittellängs- achse 36 der Vorrichtung 1 bzw. des Brennergehäuseteils 10 verläuft. Die Austragsdüse 68 markiert die Vorderseite 90 der Vorrichtung 1 bzw. des Brennergehäuseteils 10, während an der Rückseite 92 der Vorrichtung 1 bzw. des Brennergehäuseteils 10 die vier Kühl- düsen 80 angeordnet sind, und zwar derart, dass deren jeweilige Hauptausdüsachsen 81 in einem Anstellwinkel α = 45° zu einer Orthogonalen 94 der Mittellängsachse 36 verlaufen. Die vier Kühldüsen 80 sind hierbei parallel zueinander angeord- net. Gemäß der Darstellung nach der Figur 8 ist hinsichtlich der Leitelemente 70 eine alternative Leitgeometrie für eine interne Kühlung 74 schematisch im Zusammenhang mit der Brennkammer 12 des Brennergehäuseteils 10 dargestellt, nämlich in Gestalt einer monolithischen Anordnung von 3fach Leithelixelementen 70A, 70B Seite 53/68 P80839DE und 70C, mittels welchen drei separate Kühlkanäle 54E (nur exemp- larisch beziffert) entlang der Mittellängsachse 36 des Brenner- gehäuseteils 10 ausgeformt sind. Die drei Leithelixelemente 70A, 70B und 70C erstrecken sich hierbei jeweils helixförmig von der Eingangsseite 28 des Bren- nergehäuseteils 10 bis zu der Ausgangsseite 30 des Brennerge- häuseteils 10 und bevorzugt noch bis in das Kopfteil 18 hinein. Die drei Leithelixelemente 70A, 70B und 70C weisen hierbei in Längserstreckung 38 gesehen jeweils 16 hintereinander angeord- nete Gänge 96 (nur exemplarisch beziffert) bzw. Windungen auf, welche die Brennkammer 12 und den sich hieran anschließenden Heißgaskanal 50 zylinderförmig umschließen und weiter bis um die in dem Kopfteil 18 platzierte Austragsdüse 68 herum geführt sind. Mittels der drei Leithelixelemente 70A, 70B und 70C kann eine besonders gleichmäßige und gute Kühlung speziell hinschlich der Brennkammer 12 sowie des Heißgaskanals 50 in dem Brennergehäu- seteil 10 und der Austragsdüse 68 im Kopfteil 18 erzielt werden. Die drei Leithelixelemente 70A, 70B und 70C sind auch diesmal wieder als geeignet ausgeformte Leitelemente 70 mit dem Bren- nergehäuseteil 10 monolithisch derart ausgebildet bzw. ausge- formt, dass das Brennergehäuseteil 10 drei voneinander räumlich getrennte Kühlkanäle 54E aufweist. Eine ähnliche Wirkung kann alternativ mittels geeignet ausge- bildeter bzw. ausgeformter Leitschaufelelemente (nicht darge- stellt) werden, welche vereinzelt zueinander angeordnet sind und sich in dem Brennergehäuseteil 10 schraubenförmig um die Brenn- kammer 12 und dem Heißgaskanal 50 mit jeweils einer Länge von beispielsweise 3 mm bis 50 mm erstrecken. Seite 54/68 P80839DE Diese vereinzelt zueinander angeordneten Leitschaufelelemente können hierbei Ringbereiche in einem diesbezüglichen Kühlkanal 54E ausgestalten, entlang welcher das Kühlmittel 54E durch den Kühlkanal 54E geleitet werden können. Beispielsweise können zwei solcher Leitschaufelelemente pro Ringbereich (Windung bzw. Gang 96) vorgesehen sein. Je nach Ausgestaltung der Leitgeometrie können auch bis zu 20 derartiger Ringbereiche mittels des Brennergehäuseteils 10 mo- nolithisch ausgeformt sein. Der axiale Abstand zwischen den einzelnen Ringbereichen bzw. deren Leitschaufelelementen ist hierbei bevorzugt ab 0,5 mm, beispielsweise in Längserstreckung 38 des Brennergehäuseteils 10 gesehen. Eine axiale Überlappung von Ringbereichen kann kon- struktionsbedingt von Vorteil sein. Jedenfalls sollte der radiale Versatz in Abhängigkeit von der Anzahl der Ringbereiche gleichmäßig gewählt sein, um möglichst gleichmäßige Strömungsverhältnisse in dem Kühlkanal 54E erzielen zu können und damit auch eine gleichmäßige Kühlung insgesamt. Diese vereinzelt zueinander angeordneten Leitschaufelelemente besitzen vorzugsweise noch ein gewölbtes Profil, sodass das Kühlmittel 14E beim Überströmen der entsprechend profilierten Oberflächen der Leitschaufelelemente einen zusätzlichen Drall erfährt. Alternativ können auch andere Oberflächenprofile als das ge- wölbte Profil an einem Leitelement 70 ausgeformt sein, um das Kühlmittel 14E entlang seiner Strömungsrichtung in dem Kühlkanal 54E zusätzlich in Rotation versetzen zu können. Seite 55/68 P80839DE Bevorzugt erstrecken sich drei Leithelixelemente 70A, 70B und 70C von der Eingangsseite 28 des Brennergehäuseteils 10 bis zu der Ausgangsseite 30 des Brennergehäuseteils 10. Gemäß der Darstellung nach der Figur 9 ist zur Realisierung einer anderen internen Kühlung 74 hinsichtlich Leitelemente 70 eine weitere alternative Leitgeometrie schematisch im Zusammenhang mit der Brennkammer 12 des Brennergehäuseteils 10 illustriert, nämlich in Gestalt eines Einfach-Leithelixelements 98, welches entlang der Mittellängsachse 36 des Brennergehäuseteils 10 eine sich verändernde Steigung (nicht beziffert) besitzt. Bevorzugt erstreckt sich das Einfach-Leithelixelement 98 von der Eingangsseite 28 des Brennergehäuseteils 10 bis zu dessen Aus- gangsseite 30. An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass kumulativ oder alternativ Leitelemente 70 mittels eines gewölbten Profils (nicht gezeigt) dazu eingerichtet sein können, dem Kühlmittel zusätzlich eine Drallbewegung zu geben, wodurch das Kühlmittel noch intensiver durchmischt werden kann. Das Kühlmittel kann hierbei als normales Kühlwasser, als Küh- lemulsion, als eine Kühlmischung hieraus, oder dergleichen rea- lisiert sein. Gemäß der Darstellung nach der Figur 10 ist das Kopfteil 18 der Vorrichtung 1 nochmals in einer teilweise geschnitten Ansicht abgebildet, wobei gut zu erkennen ist, wie die Austragsdüse 68 in dem Kopfteil 18 sitzt, umgeben von dem Kühlkanal 54E. Der Kühlkanal 54E mündet innerhalb des Kopfteils 18 in zwei Rücklaufstutzen 102 und 104, mittels welchen das erwärmte Kühl- mittel 14E in den Rücklaufkanal 75 des Brennergehäuseteils 10 überführt werden kann. Seite 56/68 P80839DE Gemäß der Darstellung nach der Figur 11 ist das Brennergehäuse- teil 10 nochmals hinsichtlich seiner Eingangsseite 28 und den hierin tangentensteig ausgeformten Zuleitungen 54 gezeigt, als da wären, die Primärbrennstoff-Zuleitung 54A zum Zuführen von Kerosin oder Propan 14A, die Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54B zum Zuführen von Wasserstoff 14B, die Sauerstoff-Zuleitung 54C zum Zuführen von Sauerstoff 14C, der Kühlkanal 54E zum Zuführen eines internen Kühlmittels 14E zur internen Kühlung, der Kühl- luft-Kanal 54F zum Zuführen von Kühlluft 14F zur externen Kühlung des zu beschichtenden Grundkörpers 4 und der Rücklaufkanal 75 zum Rückführen bzw. Abführen des erwärmten internen Kühlmittels 14E. Durch eine tangentensteige Ausformung können die Zuleitungen 54 strömungstechnisch vorteilhaft ausgebildet bzw. ausgeformt wer- den, wodurch eine verlustfreiere Strömung der Prozessmedien er- zielt werden kann.
Seite 57/68 P80839DE Bezugszeichenliste 1 Vorrichtungen zum thermischen Spritzen 1A Ausführung einer Außenbeschichtungs-Vorrichtung 1B Ausführung einer Innenbeschichtungs-Vorrichtung 2 Beschichtungsmaterial 3 Grundkörper 4 weiterer Grundkörper 5 Außenbeschichtung 6 Außenseite 7 Innenbeschichtung 8 Innenseite 10 Brennergehäuseteil 10A Wandung bzw. innere Wandung 10B Kavitäten 10C Wandstärke 11 Monolithblock 12 Brennkammer 12A Vorbrennkammer 12B Hauptbrennkammer 14 Prozessmedien 14A Kerosin oder Propan 14B Wasserstoff 14C Sauerstoff 14D Stickstoff 14E internes Kühlmittel 14F Kühlluft 14G Partikel (Beschichtungsmaterial) 16 Umgebung 18 Kopfteil 20 Anschlussteil 22 Schraubverbindungen 24 erste Bauteil-Schnittstelle 25 Aufnahmefläche 26 weitere Bauteil-Schnittstelle Seite 58/68 P80839DE 27 weitere Aufnahmefläche 28 Eingangsseite 30 Ausgangsseite 32 eingangsseitige Übergangsbereiche 34 ausgangsseitige Übergangsbereiche 36 Mittellängsachse 38 Längserstreckung 40 Materialausnehmungen 42 Grenzflächen 44 Übergängen 46 Oberflächen 48 Strukturen 50 Heißgaskanal 52 Bogenabschnitt 54 Zuleitungen 54A Primärbrennstoff-Zuleitung 54B Sekundärbrennstoff-Zuleitung 54C Sauerstoff-Zuleitung 54E Kühlkanal bzw. Kühlringkanal 54F Kühlluft-Kanal 54G Injektorrohrteil 58 Halterung 60 Einspritzdüse bzw. Primärbrennstoffdüse 62 andere Einspritzdüsen bzw. Sekundärbrennstoffdüse 63 Flammsperreneinrichtung 63A Materialgeflecht 64 innere Ringspaltdüse 66 äußere Ringspaltdüse 67 Düsenanordnung 68 Austragsdüse 70 Leitelemente 70A erstes Leithelixelement 70B zweites Leithelixelement 70C drittes Leithelixelement 72 Kühlmittelhelix bzw. Kühlkanalhelix Seite 59/68 P80839DE 74 interne Kühlung 75 Rücklaufkanal 80 Kühldüsen 81 Hauptausdüsachsen 82 Kühleinrichtung 84 Injektorelement 86 Hauptbeschichtungsachse 90 Vorderseite 92 Rückseite 94 eine Orthogonale 96 Gänge 98 Einfach-Leithelixelement 102 erster Rücklaufstutzen 104 zweiter Rücklaufstutzen α Anstellwinkel

Claims

Seite 60/68 P80839DE Patentansprüche 1. Vorrichtung (1; 1A; 1B) zum thermischen Spritzen eines Be- schichtungsmaterials (2) auf einen zu beschichtenden Substrat- körper (3; 4), mit einem Brennergehäuseteil (10) aufweisend eine Brennkammer (12; 12A, 12B), eine Eingangsseite (28) zum Zuführen von Prozessmedien (14, 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F, 14G) und eine Ausgangsseite (30) zum Austragen eines Prozessheißgases, wobei das Brennergehäuseteil (10) mittels eines additiven Fer- tigungsverfahrens generiert ist. 2. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausge- bildet ist, insbesondere als ein einziger Monolithblock (11). 3. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite (28) und die Ausgangs- seite (30) miteinander monolithisch ausgebildet sind. 4. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Übergangsbereiche (32, 34) zwischen der Brennkammer (10) und der Eingangsseite (28) sowie der Aus- gangsseite (30) monolithisch ausgebildet sind. 5. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennergehäuseteil (10) Mate- rialausnehmungen (40), insbesondere innenliegende Materialaus- nehmungen (40), aufweist, wobei Grenzflächen (42) der Materialausnehmungen (40) und das Brennergehäuseteil (10) mono- lithisch ausgebildet sind. 6. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an oder innerhalb von Materialaus- nehmungen (40) des Brennergehäuseteils (10) Strukturen (48) an- geordnet sind, wobei die Strukturen (48) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. Seite 61/68 P80839DE 7. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite (28) eine erste Zuleitung (54A) für einen Primärbrennstoff (14A) aufweist, wobei die erste Zuleitung (54A) und die Brennkammer (12) monolithisch ausgebildet sind. 8. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite (28) weitere Zu- leitungen (54B, 54C, 54E, 54F, 54G) für weitere Prozessmedien (14, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F, 14G) aufweist, wobei die weiteren Zuleitungen (54B, 54C, 54E, 54F, 54G) und die Brennkammer (12) monolithisch ausgebildet sind. 9. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsseite (30) einen Heiß- gaskanal (50) aufweist, wobei der Heißgaskanal (50) und die Brennkammer (12) monolithisch ausgebildet sind. 10. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Heißkanal (50) zumindest einen Bogenabschnitt (52) aufweist. 11. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Zuleitungen (54, 54A, 54B, 54C, 54E, 54F, 54G) zum Zuleiten von Prozessmedien (14, 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F, 14G) an der Eingangsseite (28) des Brenner- gehäuseteils (10) und ein Heißgaskanal (50) zum Ausbringen eines Prozessheißgases an der Ausgangsseite (30) des Brennergehäuse- teils (10) monolithisch ausgebildet sind. 12. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1; 1A; 1B) ein Kopfteil (18) mit einem Austragsdüsenelement (68) und mit einem Injektorelement (84) zur Injektion von Beschichtungsmaterial (2) in das Kopfteil (18) hinein aufweist, wobei das Kopfteil (18) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt ist. Seite 62/68 P80839DE 13. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Kopfteil (18) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind, insbesondere als ein einziger Mo- nolithblock (11). 14. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Kopfteil (18) und das Brennergehäuseteil (10) fest, aber lösbar miteinander wirkverbunden sind. 15. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Aufnahmefläche (25) zur Aufnahme des Kopfteils (18), wobei die Aufnahmefläche (25) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 16. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1; 1A; 1B) ein Injektorrohrteil (54G) zum Bereitstellen von Beschichtungsmate- rial (2) an einem Injektorelement (84) eines Kopfteils (18) der Vorrichtung (1; 1A; 1B) aufweist, wobei das Brennergehäuseteil (10) eine Halterung (58) zum Halten des Injektorrohrteils (54G) ausbildet. 17. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (82) zum Kühlen des Substratkörpers (4), wobei die Kühleinrichtung (82) oder zumin- dest Bereiche hiervon und das Brennergehäuseteil (10) monoli- thisch ausgebildet sind. 18. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 17, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kühleinrichtung (82) wenigstens einen Kühl- mittelkanal (54F) zum Führen von Kühlmittel (14F) aufweist, welcher insbesondere von der Eingangsseite (28) des Brennerge- häuseteils (10) bis zu der Ausgangsseite (30) des Brennergehäu- seteils (10) reicht, wobei der wenigstens eine Kühlmittelkanal (54F) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. Seite 63/68 P80839DE 19. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (82) wenigstens eine Kühldüse (80) zum Ausdüsen von Kühlmittel aufweist, welche ins- besondere an der Ausgangsseite (30) des Brennergehäuseteils (10) angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Kühldüse (80) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 20. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine Flammsperreneinrichtung (63), wobei die Flammsperreneinrichtung (63) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 21. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 20, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Flammsperreneinrichtung (63) ein Materialge- flecht (63A), insbesondere ein dünnmaschiges Materialgeflecht (63A), aufweist, wobei das Materialgeflecht (63A) und das Bren- nergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 22. Vorrichtung (1) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Materialgeflecht (63A) eine Maschenweite von kleiner oder gleich 1 mm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,5 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1 mm.. 23. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgeflecht (63A) eine Grundfläche von 20 mm2 oder mehr, und von 700 mm2 oder weniger aufweist, vorzugsweise von 175 mm2, wobei insbesondere die Grund- fläche kreisförmig ausgebildet ist. 24. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialgeflecht (63A) eine Länge von 15 mm oder mehr, und von 90 mm oder weniger aufweist, vorzugsweise von 30 mm. 25. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch eine interne Kühlung (74) zum Kühlen der Seite 64/68 P80839DE Vorrichtung (1; 1A; 1B), wobei die interne Kühlung (74) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 26. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 25, dadurch gekenn- zeichnet, dass die interne Kühlung (74) wenigstens einen Kühl- kanal (54E), bevorzugt mehrere Kühlkanäle (54E), aufweist, wobei der wenigstens eine Kühlkanal (54E) oder die Kühlkanäle (54E) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 27. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 26, dadurch gekenn- zeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (54E) konturnah ausgebildet ist, insbesondere konturnah um die Brennkammer (10) des Brennergehäuseteils (10) und einen Heißgaskanal (50) des Brennergehäuseteils (10), insbesondere ringförmig um die Brenn- kammer (10) des Brennergehäuseteils (10) und einen Heißgaskanal (50) des Brennergehäuseteils (10). 28. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (54E) ring- förmig am Kopfteil (18) ausgebildet ist, insbesondere ringförmig um die Austragsdüse (68). 29. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (54E) sich von der Eingangsseite (28) bis zu der Ausgangsseite (30) durch das Brennergehäuseteil (10) hindurch erstreckt. 30. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (54E) sich helixförmig innerhalb des Brennergehäuseteils (10) er- streckt, wobei insbesondere eine Kühlkanalhelix (72) mindestens einen Gang (96) und bis zu 16 Gänge (96) aufweist. 31. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Kühlung (74) Leitele- Seite 65/68 P80839DE mente (70) zum Leiten eines Kühlmittels aufweist, wobei die Lei- telemente (70) und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch aus- gebildet sind. 32. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 31, dadurch gekenn- zeichnet, dass Leitelemente (70) sich helixförmig innerhalb des Brennergehäuseteils (10) erstrecken, wobei insbesondere eine Leitelementehelix (70A, 70B, 70C; 98) mindestens einen einzelnen Gang (96) und bis zu 16 Gänge (96) aufweist. 33. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruch 31, dadurch gekenn- zeichnet, dass Leitelemente (70) vereinzelt innerhalb des Bren- nergehäuseteils (10) hintereinander angeordnet sind, ins- besondere innerhalb des wenigstens einen Kühlkanals (54E), wobei insbesondere die vereinzelt angeordneten Leitelemente (70) je- weils eine Länge von 3 mm oder mehr und von 50 mm oder weniger aufweisen. 34. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass Leitelemente (70) mittels eines ge- wölbten Profils dazu eingerichtet sind, dem Kühlmittel (54E) eine zusätzliche Drallbewegung zu geben. 35. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass Leitelemente (70) eine Wandstärke von 0,1 mm oder mehr und von 5 mm oder weniger aufweisen. 36. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass Zuleitungen (54, 54A, 54B, 54C, 54E, 54F, 54G) für Prozessmedien (14, 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F, 14G) in dem Brennergehäuseteil (10) tangentenstetig ausge- bildet sind. 37. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (60, 62, 64, 66), insbe- sondere Düsenöffnungen (60, 62, 64, 66), einer Düsenanordnung Seite 66/68 P80839DE (67) an der Brennkammer (12) monolithisch mit dem Brennergehäu- seteil (10) ausgebildet sind. 38. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass Primär- und Sekundärbrennstoffdüsen (60, 62) an der Brennkammer (12) monolithisch mit dem Brenner- gehäuseteil (10) ausgebildet sind. 39. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenzfläche (42) der Brenn- kammer (10) eine Vielzahl an Tälern und/oder Zügen aufweist, wobei die Täler und/oder Züge und das Brennergehäuseteil (10) monolithisch ausgebildet sind. 40. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenzfläche (42) der Brenn- kammer (10) eine Rauheit Ra von 5 µm oder mehr, oder eine Rauheit Ra von 100 µm oder weniger aufweist, vorzugsweise eine Rauheit Ra von 20 µm. 41. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (10A) der Brennkammer (10) eine Vielzahl an Kavitäten (10B), insbesondere Poren, vor- zugsweise kreisrunde Poren aufweist, wobei die Kavitäten (10B) einen Durchmesser ausweisen, welcher insbesondere in Abhängig- keit von einer Wandstärke (10C) einer Wandung (10A) der Brenn- kammer (10) gewählt ist. 42. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruche 41, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Durchmesser einer Kavität (10B) 10 % der Wandstärke (10C) oder mehr, oder 75 % der Wandstärke (10C) oder weniger beträgt, vorzugsweise 50 % der Wandstärke (10C). 43. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach Anspruche 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (10B) gleichmäßig über die Fläche (42) der Wandung (10A) der Brennkammer (10) verteilt an- geordnet sind. Seite 67/68 P80839DE 44. Vorrichtung (1; 1A; 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (10B) von einem sich ein in einem Kühlkanal (54E) befindlichen Kühlmittel (14E) ge- trennt angeordnet sind. 45. Fertigungsverfahren zum Fertigen einer Vorrichtung (1; 1A; 1B) zum thermischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials auf einen zu beschichtenden Substratkörper (3; 4), insbesondere der Vorrichtung (1; 1A; 1B) zum thermischen Spritzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zumindest ein Brennerge- häuseteil (10) die Vorrichtung (1; 1A; 1B) mittels eines addi- tiven Fertigungsverfahrens erzeugt wird. 46. Verwendung eines additiven Fertigungsverfahrens zum Ferti- gen eines Brennergehäuseteils (10) einer Vorrichtung (1; 1A; 1B) zum thermischen Spritzen eines Beschichtungsmaterials (2) auf einen zu beschichtenden Substratkörper (3; 4).
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