DE10256460A1

DE10256460A1 - Herstellungsverfahren für ein Produkt mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm

Info

Publication number: DE10256460A1
Application number: DE10256460A
Authority: DE
Inventors: Shinji Someno; Akira Shimizu; Hidenobu Matsuyama; Nobuyuki Kuroki; Masanao Yomogizawa; Ken Harada; Tadahiro Shimadzu
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: DE10262198B4; US20030152699A1; US6863931B2; DE10256460B4

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Produktes mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm bereitet eine Komponente mit einer zylindrischen Innenoberfläche vor, bereitet eine Gassprühpistole mit einer zentralen Achse gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente vor, die mit der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche auszurichten ist, führt Sprühmaterial zu der Sprühpistole zu, schmelzt das Sprühmaterial mit einer Verbrennungsflamme und führt die Sprühpistole für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung, die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, um einen aufgesprühten Beschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche zu bilden, während das durch die Verbrennungsflamme geschmolzene Sprühmaterial auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, um den aufgesprühten Beschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche auszubilden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Produkt mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm und insbesondere ein Herstellungsverfahren für ein Produkt mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm auf einer zylindrischen Innenoberfläche.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H7-62519 gibt ein Verfahren zum Ausbilden eines aufgesprühten Beschichtungsfilms auf einer Innenoberfläche wie etwa einer zylindrischen Innenoberfläche eines Zylinderblocks in einem Motor an.
Insbesondere wird bei einem derartigen Verfahren wie in Fig. 12 gezeigt eine Sprühpistole 3 verwendet, die in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung gedreht und in einer durch den Pfeil B angegebenen vertikalen Richtung innerhalb eines Gliedes 1 mit einer zylindrischen Innenoberfläche 1a bewegt wird. Mit der Sprühpistole 3 sind eine Plasmasprühmaschine 5, eine Pulverzuführeinrichtung 7, ein Gaszylinder 11 und ein Gaszylinders 13 verbunden. Die Pulverzuführeinrichtung 7 enthält ein pulverartiges Sprühmaterial 9 und ist mit einem Gaszylinder 17 verbunden, in dem ein Pulverzuführgas wie etwa Stickstoff, Helium oder ähnliches enthalten ist.
Bei einem derartigen Aufbau wird die Sprühpistole 3 mit dem pulverartigen Sprühmaterial 9 aus der Pulverzuführeinrichtung 7 versorgt. Während die Plasmasprühmaschine 5 mit Gasen wie etwa Argon, Stickstoff, Helium, Wasserstoff oder ähnlichem bzw. einer entsprechenden Mischung dieser Gase aus den Gaszylindern 11, 13 versorgt wird, bildet die Plasmasprühmaschine 5 einen Plasmabogen an einer Sprühdüse 3a der Sprühpistole 3. Und das Sprühmaterial 9 wird in einem derartigen Plasmabogen geschmolzen, wobei das geschmolzene Sprühmaterial 9 auf die zylindrische Innenoberfläche 1a des Gliedes 1 gesprüht wird, um den aufgesprühten Beschichtungsfilm 15 auf der zylindrischen Innenoberfläche 1a zu bilden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Untersuchungen der vorliegenden Erfinder haben ergeben, dass weil die durch die Plasmasprühmaschine gebildete Verbrennungsflamme bei eine hohe Temperatur aufweist, eine Sprühpistole 3, die vertikal und wiederholt vor und zurück bewegt wird, beim Sprühen mit einer erhöhten Geschwindigkeit geführt werden muss, um das Schmelzen des Substratmaterials (eines Gliedes 1 mit einer zylindrischen Innenoberfläche 1a) zu verhindern.
Wenn das Sprühen während der vorwärts und rückwärts gerichteten Bewegung der Sprühpistole 3 kontinuierlich durchgeführt wird, kann bei dem Sprühen in der rückkehrenden Bewegung der Fall auftreten, dass während der nach vorne gerichteten Bewegung nicht geschmolzene Partikeln in dem aufgesprühten Beschichtungsfilm eingeschlossen werden, d. h. dass eine sogenannte sekundäre Haftung auftritt, die eine Verschlechterung der Eigenschaften des aufgesprühten Beschichtungsfilmes wie etwa eine Ablösung des aufgesprühten Beschichtungsfilmes und eine Verstärkung der Poren in dem aufgesprühten Beschichtungsfilm zur Folge hat. Insbesondere wurde festgestellt, dass wie in Fig. 13 gezeigt in einem Querschnitt des aufgesprühten Beschichtungsfilmes 15 auf der Oberfläche 1a des Substratmaterials (Gliedes 1) die nicht geschmolzenen Partikeln PA in dem aufgesprühten Beschichtungsfilm 15 eingeschlossen werden können.
Eine Untersuchung der Ausrichtung der Sprühdüse 3a macht zum Beispiel deutlich, dass bei einem Aufbau, in dem die Sprühdüse 3a das Sprühen in einem Vorwärtsbereich der Bewegungsrichtung der Sprühpistole 3 durchführt, die Wahrscheinlichkeit des Aufgreifens derartiger nicht geschmolzener Partikeln höher ist.
Die vorliegende Erfindung beruht auf den oben beschriebenen Untersuchungen, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Herstellungsverfahren für ein Produkt mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm anzugeben, wobei vermieden werden kann, dass nicht geschmolzenes Material aufgegriffen wird, sodass die Eigenschaften des aufgesprühten Beschichtungsfilmes nicht beeinträchtigt werden.
Um weiterhin durch einen vorbereitenden Schritt bei der Ausbildung eines derartigen aufgesprühten Beschichtungsfilmes die Haftungskraft des aufgesprühten Beschichtungsfilmes zu erhöhen, wurde eine Studie durchgeführt, in der ein Verfahren zum Ausbilden einer Innenoberfläche eines Zylinderblocks mit einer rauen Oberfläche entwickelt wurde (japanische Patentanmeldung Nr. 2000-350056: nicht veröffentlicht).
Insbesondere wird wie in Fig. 14A gezeigt ein Gewindeschneidewerkzeug (im Folgenden einfach als Werkzeug bezeichnet) 101 verwendet, um eine zylindrischen Innenoberfläche 1a des Gliedes 1 zu schneiden. Weiterhin wird in der Zeichnung die Richtung, in der das Werkzeug 101 geführt wird, durch einen Pfeil F angegeben, und wird die Richtung, in der Späne ausgestoßen werden, durch den Pfeil O angegeben.
Während eines derartigen Schneidens werden Späne erzeugt, deren Form in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (d. h. von der Abstandsbreite des Gewindeschneidens) und dem Spanwinkel des Werkzeugs 101 variiert. Wenn dabei in geeigneter Weise die richtige Form der Späne gefunden wird, indem die Geschwindigkeit und der Spanwinkel des Werkzeugs 101 auf verschiedene Weise geändert werden, kann die Verarbeitung derart durchgeführt werden, dass die Späne eines Vertiefungsteils 105 während des Gewindeschneidens positiv einen Gratteil beeinflussen.
Das Gewindeschneiden wird dabei nämlich derart durchgeführt, dass die Späne 109 nicht nur wie bei einem allgemeinen Gewindeschneiden in dem Vertiefungsteil gebildet werden, sondern es erfolgt wie in Fig. 14B gezeigt eine gleichmäßige Spanbildung, wobei nicht nur der Vertiefungsteil 105, sondern auch der Gratteil 107 geschabt werden, sodass eine aufgebrochene Oberfläche 111 in einem verbleibenden Bereich des geschnittenen Gratteils 107 vorgesehen wird.
Bei einem Aufbau, in dem die zylindrische Innenoberfläche 1a des Glieds mit einem Vertiefungsteil 105 und einer aufgebrochenen Oberfläche 111 ausgebildet wird, können die Eigenschaften des aufgesprühten Beschichtungsfilmes beeinträchtigt werden und insbesondere eine Verschlechterung der Haftkraft des aufgesprühten Beschichtungsfilmes oder eine Ablösung des aufgesprühten Beschichtungsfilmes verursacht werden, wenn der aufgesprühte Beschichtungsfilm nicht auf der aufgebrochenen Oberfläche 111 ausgebildet wird oder wenn er dort aufgesprüht wird, aber im Vergleich zu dem aufgesprühten Beschichtungsfilm im Vertiefungsteil 105 extrem dünn ist.
Vorzugsweise wird deshalb der aufgesprühte Beschichtungsfilm in dem Vertiefungsteil 105 und auf der aufgebrochenen Oberfläche 111 mit einer entsprechenden Dicke und mit einer möglichst gleichmäßigen Filmoberfläche vorgesehen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein Produkt mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm anzugeben, wobei vermieden wird, dass nicht geschmolzene Partikeln in dem aufgesprühten Beschichtungsfilm eingeschlossen werden, und wobei der aufgesprühte Beschichtungsfilm zuverlässig in einem Vertiefungsteil ausgebildet wird und mit einer ausreichenden Qualität auf einer aufgebrochenen Oberfläche ausgebildet wird, um vorteilhafte Filmeigenschaften vorzusehen.

Weiterhin besteht ein Bedarf für einen vereinfachten Aufbau, mit dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm in einem dünnen Zustand ausgebildet werden kann, um die Haftungskraft des aufgesprühten Beschichtungsfilmes derart zu verstärken, dass die Ebenheit des Filmes erhöht wird.

Es ist deshalb eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein Produkt mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm anzugeben, in dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm in einem dünnen Zustand ausgebildet wird, um die Ebenheit und die Haftungskraft des aufgesprühten Beschichtungsfilms zu erhöhen und einen aufgesprühten Beschichtungsfilm mit hervorragenden Filmeigenschaften vorzusehen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Produktes mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm die folgenden Schritte: Vorbereiten einer Komponente mit einer zylindrischen Innenoberfläche, Vorbereiten einer Gassprühpistole mit einer zentralen Achse gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente, die mit einer zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche auszurichten ist, Zuführen eines Sprühmaterials zu der Sprühpistole, Schmelzen des Sprühmaterials mit einer Verbrennungsflamme, Führen der Sprühpistole für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung, die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, und Ausbilden eines aufgesprühten Beschichtungsfilms auf der zylindrischen Innenoberfläche, wobei das durch die Verbrennungsflamme geschmolzene Sprühmaterial auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, um ein Produkt mit einem auf der zylindrischen Innenoberfläche aufgesprühten Beschichtungsfilm zu erhalten.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Produkt: eine zylindrische Innenoberfläche und einen aufgesprühten Beschichtungsfilm, der auf der zylindrischen Innenoberfläche ausgebildet ist. Der aufgesprühte Beschichtungsfilm wird ausgebildet, indem eine Gassprühpistole gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche einer Komponente für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung geführt wird, die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, wobei die zentrale Achse der zylindrischen Innenoberfläche mit der zentralen Achse der Sprühpistole ausgerichtet ist, wobei ein durch eine Verbrennungsflamme geschmolzenes Sprühmaterial aus der Sprühpistole auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sprühpistoleneinrichtung für eine Komponente mit einer zylindrischen Innenoberfläche zum Ausbilden eines aufgesprühten Beschichtungsfilmes auf der zylindrischen Innenoberfläche: eine Gassprühpistole, die gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung geführt werden kann, die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, wobei die zentrale Achse der zylindrischen Innenoberfläche mit der zentralen Achse der Sprühpistole ausgerichtet ist, eine erste Gasflussleitung, in der ein erstes Gas fließt, um das durch die Verbrennungsflamme geschmolzene Sprühmaterial in der einen der Richtungen der zentralen Achse zu befördern, und eine zweite Gasflussleitung, in der ein zweites Gas fließt, um das in der einen Richtung zugeführte Sprühmaterial in einer Richtung zu befördern, welche die eine Richtung schneidet. Die erste Gasflussleitung und die zweite Gasflussleitung umfassen jeweils separate Systeme, wobei der Druck der zweiten Gasflussleitung höher ist als der Druck der ersten Gasflussleitung, die Sprühpistole in der Bewegungsrichtung für eine Translationsbewegung geführt wird und das durch die Verbrennungsflamme geschmolzene Sprühmaterial aus der Sprühpistole auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, um den Sprühbeschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche zu bilden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die eine Sprühpistole einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und einen Schritt zum Vorheizen der zylindrischen Innenoberfläche einer Komponente zeigt, wobei die Sprühpistole zum Ausbilden eines aufgesprühten Beschichtungsfilmes auf der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente verwendet wird,
Fig. 1B ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die einen Schritt zum Sprühen von geschmolzenen Artikeln auf die zylindrischen Innenoberfläche der Komponente nach dem Schritt von Fig. 1A zeigt,
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittansicht der Komponente, die einen Zustand zeigt, in dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente mittels der Schritte von Fig. 1A und 1B ausgebildet ist,
Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer Verbindungsstange, die als weiteres Beispiel für die Komponente mit der zylindrischen Innenoberfläche der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden kann,
Fig. 4A ist eine schematische Querschnittansicht, die detaillierte Konfigurationen eines Vertiefungsteils und einer aufgebrochenen Oberfläche zeigt, die durch das Schneiden der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente mithilfe eines Gewindeschneidewerkzeugs in Übereinstimmung mit den durch die Erfinder durchgeführten Untersuchungen in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird,
Fig. 4B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm ungleichmäßig in dem in Fig. 4A gezeigten Querschnitt ausgebildet ist,
Fig. 5A ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm gleichmäßig in dem in Fig. 4A gezeigten Querschnitt ausgebildet ist,
Fig. 5B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Bereich eines Neigungswinkels der Sprühpistole in dem Querschnitt von Fig. 4A zeigt,
Fig. 6 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Schritt zum Sprühen von geschmolzenen Partikeln auf die zylindrische Innenoberfläche der Komponente unter Verwendung der Sprühpistole der vorliegenden Ausführungsform zeigt,
Fig. 7 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine Sprühpistole einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die das Spitzenende der Sprühpistole der vorliegenden Erfindung im größeren Maßstab zeigt,
Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm für die Operationen der Sprühpistole der vorliegenden Ausführungsform,
Fig. 10A ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die einen Schritt zum Vorheizen einer zylindrischen Innenoberfläche einer Komponente zeigt, wenn der aufgesprühte Beschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente in der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet wird,
Fig. 10B ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die einen Schritt zum Zuführen eines Sprühmaterials nach dem Schritt von Fig. 10A zeigt,
Fig. 10C ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die einen Schritt zum Sprühen von geschmolzenen Partikeln auf die zylindrische Innenoberfläche der Komponente nach dem Schritt von Fig. 10B zeigt,
Fig. 11 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen einer Sprüh- und Führungsgeschwindigkeit und der maximalen Temperaturdifferenz auf dem Umfang der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente in der Sprühpistole der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 12 ist eine Ansicht eines Schrittes zum Ausbilden des aufgesprühten Beschichtungsfilms auf der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente in denn Aufbau gemäß den durch die vorliegenden Erfinder durchgeführten Studien,
Fig. 13 ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem auf der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente der aufgesprühte Beschichtungsfilm mittels des Schritts von Fig. 12 ausgebildet wurde,
Fig. 14A ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Flusszustand von Spänen während der Schneideoperation zeigt, wenn ein Gewindeschneidewerkzeug gemäß den Untersuchungen der vorliegenden Erfinder verwendet wird, um die zylindrische Innenoberfläche der Komponente zu schneiden, und
Fig. 14B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Status zeigt, in dem die aufgebrochene Oberfläche ausgebildet wurde, wobei während des Schneidens von Fig. 14A Späne erzeugt wurden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden Produkte mit aufgesprühten Beschichtungsfilmen in verschiedenen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung, entsprechende Herstellungsverfahren und in den Verfahren zu verwendende Sprühpistolen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Zuerst wird mit Bezug auf Fig. 1A bis 3 ein Verfahren zum Herstellen eines Produktes mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm oder ähnlichem in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1A ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die einen Aufbau einer Sprühpistoleneinrichtung S1 der vorliegenden Ausführungsform und einen Schritt zum Vorheizen der zylindrischen Innenoberfläche einer Komponente zeigt, wenn der aufgesprühte Beschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente unter Verwendung einer derartigen Sprühpistole ausgebildet wird, und Fig. 1B ist eine schematische Teilquerschnittansicht, die einen Schritt zum Aufsprühen von geschmolzenen Partikeln auf die zylindrische Innenoberfläche der Komponente nach dem Schritt von Fig. 1A zeigt.
Wie in Fig. 1A und 1B gezeigt, wird die vorliegende Ausführungsform in Bezug auf die Anwendung für einen Zylinderblock aus einer Aluminiumlegierung für einen Kraftfahrzeugmotor beschrieben. Die Komponente 19 weist eine zylindrische Innenoberfläche auf, wobei die zylindrische Innenoberfläche 19a der Komponente 19 die Innenoberfläche eines derartigen Zylinderblocks ist. Weiterhin wird angenommen, dass der Zylinderblock 19 zuvor einem Gussschritt und einem Bearbeitungsschritt unterworfen wurde, wobei die Innenoberfläche 19a nach dem Gießen mit einer gewünschten Rauheit ausgebildet wurde. Die Gasflammen-Sprühpistole 21 wird gegenüber der Innenoberfläche 19a angeordnet, wobei die zentrale Achse der Sprühpistole 21 mit der zentralen Achse X der Innenoberfläche 19a ausgerichtet ist, damit ein Eisenmetallmaterial als Sprühmaterial aus einer Sprühdüse 21a auf die Innenoberfläche 19a gesprüht werden kann, um einen aufgesprühten Beschichtungsfilm auf der Innenoberfläche 19a zu bilden.
Insbesondere wird in der Sprühpistoleneinrichtung S1 zu der Sprühpistole 21 ein Draht 23, der ein Eisenmetallmaterial mit einem Hauptbestandteil an Eisen als Sprühmaterial enthält, von einem Drahtzuführer 25 zugeführt und wird ein Brenngas über ein Rohr 31 aus einem Brenngaszylinder 27, der ein Brenngas wie Acetylen, Propan oder Ethylen enthält, sowie Sauerstoffgas über ein Rohr 33 aus einem Sauerstoffzylinder 29, der Sauerstoff, Verbrennungsgas und Sauerstoffgas enthält, zugeführt, um eine Verbrennungsflamme 53 zum Schmelzen des Drahtes 23 vorzusehen. Weiterhin wird zu der Sprühpistole 21 komprimierte Luft über ein Rohr 34 von einem Kompressor 30 zugeführt, um den Draht 23 in der Form von geschmolzenem Sprühmaterial auf die Innenoberfläche 19a zu sprühen.
Weiterhin kann die Sprühpistole 21 um die zentrale Achse X wie durch den Pfeil C angegeben gedreht und für eine Translationsbewegung in vorwärts und rückwärts erfolgenden Teilbewegungen in Bezug auf die Innenoberfläche 19a wie durch die Pfeile D und E angegeben geführt werden.
Weiterhin ist die Sprühdüse 21a der Sprühpistole 21 nicht mit einem rechten Winkel zu der Innenoberfläche 19a ausgerichtet, sondern mit einem Winkel von α = 80° zu der zentralen Achse X der Sprühpistole 21 geneigt, sodass die Sprühdüse 21a in Bezug auf eine Richtung E, in der die Translationsbewegung in der rückwärts gerichteten Teilbewegung erfolgt, wie in Fig. 1B gezeigt geneigt ist. Weiterhin ist zu beachten, dass sofern für die vorliegende und die folgenden Ausführungsformen keine speziellen Angaben gemacht werden, der Winkel ein spitzer Winkel ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Zylinderblocks 19 mit dem aufgesprühten Beschichtungsfilm unter Verwendung der Sprühpistoleneinrichtung S1 mit dem oben genannten Aufbau beschrieben, in dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm 39 auf der Innenoberfläche 19a des Zylinderbocks 19 ausgebildet wird.
Zuerst werden die Sprühbedingungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben: der Draht 23 wird mit einer Zuführrate im Bereich zwischen 900 und 1600 mm/min zugeführt, die Sprühpistole 21 wird mit einer Geschwindigkeit im Bereich zwischen 2500 und 2500 U/min gedreht, die Sprühpistole 21 wird mit einer Bewegungsgeschwindigkeit (mit einer vorwärts und rückwärts gerichteten Geschwindigkeit in einer vertikalen Richtung) im Bereich zwischen 90 und 160 mm/min geführt, der Sprühwinkel α beträgt 80°, der Druck, mit dem Sauerstoffgas aus dem Sauerstoffgaszylinder 29 zugeführt wird, liegt im Bereich zwischen 29,4 × 10⁴ und 53,9 × 10⁴ Pa, die Flussrate, mit der Sauerstoffgas aus dem Sauerstoffzylinder 29 zugeführt wird, liegt im Bereich zwischen 48,3 und 139,3 l/min, der Druck, mit dem das Brenngas aus dem Brenngaszylinder 27 zugeführt wird, liegt im Bereich zwischen 9,8 × 10⁴ und 34,3 × 10⁴ Pa, die Flussrate, mit der das Brenngas aus dem Brenngaszylinder 27 zugeführt wird, liegt im Bereich zwischen 8,6 und 22,3 l/min und der Druck, mit dem die komprimierte Luft zu der Sprühpistole 21 zugeführt wird, liegt im Bereich zwischen 34,3 × 10⁴ und 68,6 × 10⁴ Pa. Tabelle 1
Unter den oben genannten Sprühbedingungen wird zu Beginn wie in Fig. 1A gezeigt die Sprühpistole 21 in der durch den Pfeil C angegebenen Richtung gedreht und in der vorwärts gerichteten Teilbewegung wie durch den Pfeil D angegeben nach unten bewegt. Während einer derartigen Translationsbewegung nach unten wird der Drahtzuführer 25 nicht betrieben, um den Draht 23 zuzuführen, wobei eine Mischung aus Brenngas aus dem Brenngaszylinder und Sauerstoffgas aus dem Sauerstoffgaszylinder 29 gezündet wird, um die Verbrennungsflamme 35 zu bilden. Diese Verbrennungsflamme 35 wird über die Innenoberfläche 19a geführt, um die gesamte Innenoberfläche 19a vorzuheizen.
Wenn dann die Sprühpistole 21 wie in Fig. 1B gezeigt zu einem unteren Ende der Innenoberfläche 19a gelangt ist, wird die Sprühpistole 21 in der rückwärts gerichteten Teilbewegung wie durch den Pfeil E angegeben nach oben bewegt, wobei sie in der durch den Pfeil C angegeben Richtung gedreht wird. Während einer solchen nach oben gerichteten Translationsbewegung wird der Draht 23 von dem Drahtzuführer 25 zugeführt, um zu veranlassen, dass der Draht 23 durch die Verbrennungsflamme 53 geschmolzen wird, die durch das Zünden der Mischung aus Brenngas aus dem Brenngaszylinder 27 und Sauerstoffgas aus dem Sauerstoffgaszylinder 29 gebildet wird, sodass die geschmolzenen Partikeln 37 (die hier gelegentlich auch als Sprühpartikeln bezeichnet werden) von der Sprühdüse 21a auf die gesamte Innenoberfläche 19a gesprüht werden, um den aufgesprühten Beschichtungsfilm 39 auf der gesamten Innenoberfläche 19a zu bilden und um einen Zylinderblock 19 mit einem solchen aufgesprühten Beschichtungsfilm 29 zu erhalten.
Insbesondere konnte bestätigt werden, dass die Innenoberfläche 19a der Bohrung mit einem Innendurchmesser von ungefähr 90 mm und einer Höhe von 120 mm vorteilhaft mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm 39 mit einer Filmdicke im Bereich zwischen 100 µm und 400 µm gebildet wurde.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittansicht eines durch ein Mikroskop betrachteten Querschnitts in einem Zustand, in dem der aufgesprühte Beschichtungsfilm 39 auf der Oberfläche (Innenoberfläche 19a) des als Substratmaterial dienenden Zylinderblocks 19 ausgebildet wurde, wobei mit Bezug auf Fig. 2 deutlich wird, dass keine nicht geschmolzenen Partikeln in der aufgesprühten Beschichtungsfilm eingeschlossen sind.
Bei dem oben genannten Aufbau wird der Schritt zum Ausbilden des aufgesprühten Beschichtungsfilmes 39 ausgeführt, indem die Sprühpistole 21 ein Mal nach oben (in der rückwärts gerichteten Teilbewegung) geführt wird, d. h. in einer Translationsbewegung in nur einer Richtung, wobei bei einer derartigen Bewegung die Richtung I, in der das Sprühen durch die Sprühdüse 21a vorgenommen wird, mit einem Winkel von 80° in Bezug auf die zentrale Achse 21a ausgerichtet ist, damit die Sprühdüse wie in Fig. 1B gezeigt zu einer Rückwärtsseite der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, in der sich die Sprühpistole 21 für die Translationsbewegung bewegt. Auf diese Weise kann das Einschließen von nicht geschmolzenen Partikeln in den aufgesprühten Beschichtungsfilm 39 vermieden werden, um eine Verschlechterung der Eigenschaften des aufgesprühten Beschichtungsfilmes zu verhindern und einen aufgesprühten Beschichtungsfilm 39 mit hervorragenden Filmeigenschaften und einer hohen Zuverlässigkeit zu erhalten.
Weil weiterhin die Verbrennungsflammen 55, 53 durch die Sprühpistole 21 des Gasdrahtrahmentyps mit einer niedrigeren Temperatur gebildet wird als durch eine Sprühpistole des Plasmatyps, wird auch dann, wenn der aufgesprühte Beschichtungsfilm 39 auf der gesamten Innenoberfläche 19a während der einmaligen Bewegung nach oben ausgebildet wird, kein wesentliches Schmelzen der Innenoberfläche 19a verursacht, sodass der aufgesprühte Beschichtungsfilm 39 zuverlässig erhalten wird.
Weil die Innenoberfläche 19a während der nach unten gerichteten Teilbewegung der Sprühpistole 21 vorgeheizt wird, wird während der zurückkehrenden Teilbewegung, in der die geschmolzenen Partikeln 37 auf die Innenoberfläche 19a gesprüht werden, die Haftungskraft des aufgesprühten Beschichtungsfilms 39 erhöht, sodass der aufgesprühte Film 39 mit einer hohen Zuverlässigkeit erhalten wird.
Weil weiterhin die Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 aus einer Aluminiumlegierung mit einem Sprühmaterial besprüht wird, das aus einem Eisenmetallmaterial mit dem Hauptbestandteil Eisen besteht, kann ein leichter Aufbau für den Zylinderblock erhalten werden, ohne dass ein Zylinderfutter aus einem Eisenmetallmaterial in die Innenoberfläche der Bohrung eingesetzt werden muss, wodurch die Anzahl der Komponententeile reduziert werden kann.
Während weiterhin ein Zylinderblock 19 in Verbindung mit einem beispielhaften Fall beschrieben wurde, in dem zuvor der Schritt zum Ausbilden und der Schritt zum Bearbeiten ausgeführt wurden, kann natürlich auch eine zusätzliche Verarbeitung nach dem Aufsprühen des Beschichtungsfilms 39 durchgeführt werden, sofern dies den aufgesprühten Beschichtungsfilm 39 nicht beeinträchtigt.
Das oben beschriebene Aufsprühen eines Beschichtungsfilmes ist natürlich nicht auf die Innenoberfläche eines Zylinderblocks beschränkt, sondern kann wie in Fig. 3 gezeigt auf eine Verbindungsstange 41 aus einem Eisenmaterial mit dem Hauptbestandteil Eisen angewendet werden, der als Komponente mit einer zylindrischen Innenoberfläche verwendet werden kann. Auf die Innenoberfläche 43a dieses großen Anschlussteils 43 können dieselben Schritte wie auf die Innenoberfläche des Zylinderblocks angewendet werden, wobei die Innenoberfläche mit einem Sprühmaterial besprüht wird, das aus einem Metallmaterial aus Aluminiumkupfer mit einem Hauptbestandteil aus einer Legierung von Aluminium und Kupfer besteht, um den aufgesprühten Beschichtungsfilm zu bilden.
Bei einem derartigen Aufbau kann auf ein Metallblech für die Innenoberfläche 43a des großen Anschlussteils 43 verzichtet werden, wodurch die Anzahl der Komponententeile reduziert werden kann. Außerdem kann allgemein eine leichte Struktur erhalten werden, weil das Metallblech gewöhnlich eine Dicke von ungefähr 1,5 mm aufweist, während der aufgesprühte Beschichtungsfilm mit einer reduzierten Dicke im Bereich zwischen 0,1 und 0,4 mm vorgesehen werden kann.

Zweite Ausführungsform

Mit Bezug auf Fig. 4A und 6 wird im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen eines Produkts mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm oder ähnliches gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform weist denselben Aufbau auf wie die erste Ausführungsform, wobei jedoch ein Zylinderblock, der eine zuvor in einem Rohzustand durch einen Gewindeschneidprozess zum Vorsehen einer aufgebrochenen Oberfläche ausgebildeten Innenoberfläche aufweist, und eine Verbindungsstange mit einem großen Anschlussteil, das eine im Rohzustand ausgebildeten Innenoberfläche aufweist, verwendet werden. Ähnliche Teile werden der einfacheren Darstellung halber durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform angegeben, wobei hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile verzichtet wird und statt dessen vor allem die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erläutert werden.
Fig. 4A ist eine schematische Querschnittansicht, die detaillierte Formen von Vertiefungsteilen und aufgebrochenen Oberflächen zeigt, die durch das Schneiden der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente mithilfe eines Gewindeschneidewerkzeugs erhalten werden, und Fig. 4B ist eine schematische Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Beschichtungsfilm auf dem Querschnitt von Fig. 4A aufgesprüht ist.
Durch die vorliegenden Erfinder durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, dass beim Schneiden der zylindrischen Innenoberfläche 19a der Komponente 19 unter Verwendung des Gewindeschneidwerkzeugs erzeugte Späne aus dem Vertiefungsteil 105 aufgrund der Zuführgeschwindigkeit und dem Spanwinkel des Werkzeugs positiv einen Gratteil beeinflussen. Dabei ist wie in Fig. 4A gezeigt die aufgebrochene Oberfläche 111 mit einem Winkel von θ (20° ≤ θ ≤ 44°) zu der Axialrichtung (die durch eine gerade Linie P parallel zu der zentralen Achse X der zylindrischen Innenoberfläche 19a angegeben wird) geneigt.
Wenn dagegen wie zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben und nun in Fig. 4B gezeigt der aufgesprühte Beschichtungsfilm nach dem Gewindeschneiden ausgebildet wird, wird die Sprühpistole 21 in der Axialrichtung wie durch den Pfeil E angegeben in Bezug auf die zylindrische Innenoberfläche 19a der Komponente bewegt. Dabei führt die Sprühpistole 21 das Sprühen vorzugsweise in einer nach hinten ausgerichteten Richtung (in einer zu der Richtung des Pfeils E entgegengesetzten Richtung) entlang der Richtung der Translationsbewegung der Sprühpistole 21 durch, wobei das Sprühen mit einem Neigungswinkel α' (mit einem resultierenden Winkel gleich dem Wert von α als einem von alternierenden Winkeln an beiden Enden) in Bezug auf die Richtung der Achse (durch eine gerade Linie Q parallel zu der zentralen Achse X der zylindrischen Innenoberfläche 19a angegeben) erfolgt.
Bei einem derartigen Aufbau kann allgemein vermieden werden, dass die Sprühbedingungen aufgrund eines Rückpralleffekts der geschmolzenen Partikeln gegen das entfernte Ende der Sprühpistole 21 variieren. Es kann außerdem verhindert werden, dass die nicht geschmolzenen Partikeln in dem aufgesprühten Beschichtungsfilm eingeschlossen werden, während der aufgesprühte Beschichtungsfilm über den Vertiefungsteilen 105 ausgebildet wird.
Weitere ausführliche Studien haben gezeigt, dass wenn der Neigungswinkel α' (= α) der Sprührichtung kleiner wird als der Neigungswinkel θ (unter 44°) der aufgebrochenen Oberfläche 111 und wenn kein aufgesprühter Beschichtungsfilm auf der aufgebrochenen Oberfläche 111 ausgebildet wird oder der auf der aufgebrochenen Oberfläche 111 aufgesprühte Beschichtungsfilm 115 dünner ist als der auf dem Vertiefungsteil 105 aufgesprühte Beschichtungsfilm 117, dies eine Verschlechterung der Eigenschaften des aufgesprühten Beschichtungsfilmes wie etwa eine Verminderung der Haftungskraft des aufgesprühten Beschichtungsfilmes oder ein Abfallen bzw. Ablösen des aufgesprühten Beschichtungsfilmes zur Folge haben kann.
In Bezug auf die Bedingungen, unter denen der aufgesprühte Beschichtungsfilm wie in Fig. 5A und 5B gezeigt gleichmäßig aufgetragen wird, durchgeführte Studien zeigen, dass vorzugsweise der in der Sprührichtung der Sprühdüse 21 ausgerichtete Neigungswinkel α' (= α) zu der Richtung der Achse (durch den Pfeil Q angegeben) der zylindrischen Innenoberfläche 19a der Komponente größer als der Neigungswinkel θ zu der geraden Linie Q der gebrochenen Oberfläche 111 ist.
Wenn man nämlich den Fall betrachtet, dass die Translationsbewegung der Sprühpistole 21 während des Sprühens in der durch den Pfeil E in Fig. 5A angegebenen Richtung ausgerichtet ist und der Neigungswinkel θ der aufgebrochenen Oberfläche 111 in den Bereich 20° ≤ θ ≤ 44° fällt, sollte der Neigungswinkel α' (= α) der Sprühpistole 21 vorzugsweise in den Bereich 44° ≤ α' (= α) ≤ 90° fallen. Mit anderen Worten sollte ein Winkel β der Sprühpistole 21 von Fig. 5B vorzugsweise in den zulässigen Bereich 0° < β < 46° fallen. Weiterhin gibt eine gerade Linie H in Fig. 5B eine Durchmesserrichtung an, welche die Axialrichtung (die durch die gerade Linie Q in Fig. 5A angegebene Richtung) der zylindrischen Innenoberfläche 19a der Komponente schneidet.
Eine zusammenfassende Übersicht über die Schritte zum Vorheizen der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente unter Verwendung der Sprühpistoleneinrichtung S2 der vorliegenden Ausführungsform, für die eine derartige Sprühpistole 21 mit dem Neigungswinkel α' (= α) angewendet wird, und zum nachfolgenden Ausbilden des aufgesprühten Beschichtungsfilmes über der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente ist in Fig. 6 gezeigt. Weil diese Schritte unter denselben Sprühbedingungen wie in der ersten Ausführungsform mit Ausnahme des Schrittes von Fig. 1B zusammen mit dem präzise definierten Wert des Neigungswinkels α der Sprühpistole 21 durchgeführt werden, um den Zylinderblock mit dem aufgesprühten Beschichtungsfilm zu erhalten, wird hier auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet.
Weiterhin kann der oben beschriebene aufgesprühte Beschichtungsfilm genauso wie in der ersten Ausführungsform auch auf die Verbindungsstange angewendet werden, und für den Fall, dass die Innenoberfläche des großen Anschlussteils einem Gewindeschneiden unterworfen wird, kann der aufgesprühte Beschichtungsfilm zuverlässig unter Verwendung desselben Neigungswinkels der Sprühpistole wie oben in Verbindung mit dem Zylinderblock beschrieben ausgebildet werden.
Bei einem derartigen Aufbau kann die Anzahl der Komponententeile reduziert werden, sodass eine leichte Struktur erhalten wird.

Dritte Ausführungsform

Mit Bezug auf Fig. 7 bis 10C wird im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen eines Produktes mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm oder ähnliches in einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform weist einen Aufbau auf, in dem die Richtungen, in denen Wärme und die Sprühpartikeln der Sprühpistole eingeführt werden, variiert werden können. Weil die dritte Ausführungsform denselben Aufbau wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme der Fähigkeit zum Vorsehen des aufgesprühten Beschichtungsfilmes mit besseren Filmeigenschaften mit einem höheren Freiheitsgrad aufweist, werden ähnliche Teile durch gleiche Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform angegeben, wobei der Einfachheit halber vor allem die Unterschiede der vorliegenden Ausführungsform betrachtet werden.
Fig. 7 ist eine schematische Teilquerschnittansicht eines Gesamtaufbaus einer Sprühpistoleneinrichtung S3 der vorliegenden Ausführungsform, und Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die ein Spitzenende der Sprühpistole der Sprühpistoleneinrichtung S3 der vorliegenden Ausführungsform im größeren Maßstab zeigt.
Wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform die zylindrische Innenoberfläche der Komponente die Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 aus einer Aluminiumlegierung für einen Kraftfahrzeugmotor, wobei die Sprühpistole 21 entlang der zentralen Achse X der Innenoberfläche 19a eingeführt wird, sodass die zentrale Achse der Sprühpistole 21 mit der X-Achse ausgerichtet ist, damit das geschmolzene Eisenmetallmaterial als Sprühmaterial von der Sprühdüse 21a auf die Innenoberfläche 19a gesprüht werden kann, um den aufgesprühten Beschichtungsfilm auf der Innenoberfläche 19a auszubilden.
Insbesondere wird zu der Sprühpistole 21 der Draht 23 aus Eisenmetallmaterial als Sprühmaterial von dem Drahtzuführer 25 zugeführt und wird Brenngas über das Rohr 31 aus dem Brenngaszylinder 27, der Brenngas wie etwa Acetylen, Propan und Ethylen speichert, und Sauerstoffgas über das Rohr 33 aus dem Sauerstoffgaszylinder 29, der Sauerstoff speichert, zugeführt.
Der Draht 23 wird durch eine Drahtzuführöffnung 47, die sich vertikal durch einen zentralen Teil erstreckt und als Zuführabschnitt für das Sprühmaterial dient, von einem oberen Ende nach unten eingeführt. Weiterhin werden das Brenngas und das Sauerstoffgas zu einer Gasflussleitung 51 geführt, die in einem zylindrischen Teil 49 in einem Bereich außerhalb der Drahtzufuhröffnung 47 ausgebildet ist und sich vertikal durch dieselbe erstreckt. Eine Mischung aus dem Brenngas und dem Sauerstoffgas, die derart zugeführt werden, fließt aus einem Öffnungsteil am unteren Ende 51a der Gasflussleitung 41 und wird gezündet, um eine Verbrennungsflamme 53 zu bilden.
Am Außenumfang des zylindrischen Teils 49 ist eine Atomisierungsluftflussleitung 55 als eine erste Gasflussleitung gebildet. Weiterhin ist an einer anderen Außenumfangsseite eine Beschleunigungsluftflussleitung 61 als zweite Gasflussleitung zwischen einer Trennwand 57 und einer Außenwand 59 vorgesehen, die beide in zylindrischen Formen ausgebildet sind.
Durch die Atomisierungsluftflussleitung 55 fließende Atomisierungsluft führt als erstes Gas die Wärme der Verbrennungsflamme 53 in einen Vorwärtsbereich (in Fig. 8 unten), wobei sie einen Umfangsbereich kühlt und den geschmolzenen Draht 23 in den Vorwärtsbereich führt. Weiterhin führt die Beschleunigungsluft als zweites Gas, das durch die Beschleunigungsluftleitung 61 fließt, den derart zugeführten geschmolzenen Draht 23 in der Form von geschmolzenen Partikeln 95 (die den geschmolzenen Partikeln 37 in der ersten Ausführungsform entsprechen) zu der Innenoberfläche 19a in einer Richtung, welche die Zuführrichtung des Drahtes 23 schneidet, um den Beschichtungsfilm 39 auf der gesamten Innenoberfläche 19a aufzusprühen.
Die Atomisierungsluft wird aus einer Atomisierungsluftzufuhrquelle 63 über ein Luftzuführrohr 67 mit einem Druckreduktionsventil 65 zu der Atomisierungsluftflussleitung 55 geführt. Dagegen wird die Beschleunigungsluft aus einer Beschleunigungsluftzufuhrquelle 69 über ein Luftzufuhrrohr 75 mit einem Druckreduktionsventil 71 und einem Mikrodampffilter 73 zu der Beschleunigungsluftflussleitung 61 geführt. Die Atomisierungsluftflussleitung 55 und die Beschleunigungsluftflussleitung 61 sind nämlich in voneinander getrennten Systemen vorgesehen.
Die Trennwand 57 zwischen der Atomisierungsluftflussleitung 55 und der Beschleunigungsluftflussleitung 61 weist eine untere Seite mit einem Endteil auf, der mit einem sich drehenden Zylinderteil 79 ausgestattet ist, der über ein Lager 77 relativ zu der Außenwand 59 gedreht werden kann. An einem oberen Umfangsteil des Drehzylinderteils 79 ist ein Rotationsblatt 81 fixiert, das in der Beschleunigungsluftflussleitung 61 angeordnet ist. Die durch die Beschleunigungsluftflussleitung 61 fließende und auf das Rotationsblatt 81 wirkende Beschleunigungsluft dreht das Rotationsblatt 79.
Fest an einer Spitzenendoberfläche 79a eines unteren Endes des Drehzylinderteils 79 ist ein Spitzenglied 83 befestigt, das sich zusammen mit dem Drehzylinderteil 79 dreht. An einem Teil einer Umfangskante des Spitzenglieds 83 ist ein vorstehender Teil 87 ausgebildet, der eine Strahlflussleitung 85 umfasst, die mit der Beschleunigungsluftflussleitung 61 über das Lager 77 kommuniziert. Weiterhin weist das Lager 77 feine Spalten auf, um den Durchgang der Beschleunigungsluft zu gestatten.
Die Strahlflussleitung 85 umfasst eine Basisflussleitung 85a, die kontinuierlich zu der Beschleunigungsluftflussleitung 61 und im wesentlichen mit dieser ausgerichtet vorgesehen ist, sowie eine Spitzenflussleitung 85b, die sich einem unteren Ende der Basisflussleitung 85a mit einem Winkel von 80° zu der zentralen Achse X der Innenoberfläche 19a krümmt, um sich zu der Innenoberfläche 19a zu öffnen. Eine Spitzenöffnung der Spitzenflussleitung 85b bildet die Sprühdüse 21a der Sprühpistole 21.
In einem Umfangsteil an einem Bereich mit Ausnahme des vorstehenden Teils 87 des Spitzengliedes 83 ist ein plattenähnlicher Teil 89 ausgebildet, mittels dem eine Spitzenöffnung der Beschleunigungsluftflussleitung 61 bedeckt wird.
Die Atomisierungsluftflussleitung 55 umfasst schräge Wände 79b, 83a, die derart ausgebildet sind, dass sich ein Spitzenteil, d. h. ein entferntes Ende des Drehzylinderteils 79, und ein im Spitzenglied 83 ausgebildeter Bereich verjüngen.
Im Folgenden wird mit Bezug auf das Zeitdiagramm von Fig. 9, das die Beziehung zwischen der Zeit t und einem mit der Atomisierungsluft und der Beschleunigungsluft assoziierten Druck P angibt, sowie mit Bezug auf Fig. 10A bis 10C, die verschiedene Operationen darstellen, eine ausführliche Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen des Zylinderblocks 19 mit dem aufgesprühten Beschichtungsfilm gegeben, wobei die Sprühpistoleneinrichtung S3 mit dem oben beschriebenen Aufbau zum Aufsprühen des Beschichtungsfilmes auf der Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 verwendet wird. Weiterhin ist in Fig. 9 auch eine Zeitvariation im Druck der Atomisierungsluft durch eine eingepunktete Linie angegeben, während eine Zeitvariation im Druck der Beschleunigungsluft durch eine durchgezogene Linie angegeben ist.
Zuerst werden Brenngas aus dem Brenngaszylinder 27 und Sauerstoffgas aus dem Sauerstoffgaszylinder 29 zu der Gasflussleitung 51 zugeführt, wobei eine aus dem unteren Öffnungsteil 51a der Gasflussleitung 51 austretende Mischung der Gase gezündet wird, um die Verbrennungsflamme 53 zu bilden. Dabei wird damit begonnen, die Atomisierungsluft mit einem Druck von 0,5 MPa, der durch das Druckreduktionsventil 65 reduziert wird, zu der Atomisierungsluftflussleitung 55 zuzuführen. Weil die Zufuhr der Atomisierungsluft die durch die Verbrennungsflamme 53 entwickelte Wärme nach unten abführt, werden Temperaturanstiege in den peripheren Komponententeile vermieden, wodurch eine Kühlungswirkung in den peripheren Komponententeilen erhalten wird.
Wenn dann ein bestimmtes Zeitintervall t₁ abgelaufen ist, nachdem mit der Zufuhr der Atomisierungsluft begonnen wurde, wird Beschleunigungsluft mit einem Druck von 1,5 MPa, der durch das Druckreduktionsventil 71 reduziert wird, zu der Beschleunigungsluftleitung 61 geführt, wobei Feuchtigkeit, Ölverbindungen und Staub durch das Mikrodampffilter 73 entfernt werden.
Der Durchgang von Beschleunigungsluft aus der Beschleunigungsluftflussleitung 61 über das Rotationsblatt 81 veranlasst, dass sich der Rotationszylinderteil 79 mit dem Spitzenteil 83 relativ zu der Außenrand 59 über das Lager 77 dreht. Weiterhin geht die Beschleunigungsluft durch das Lager 77, um das Lager 77 zu kühlen, fließt durch die Strahlflussleitung 85 und wird danach von der daran vorgesehen Sprühdüse 21a auf die Innenoberfläche 19a gesprüht. Die durch die Sprühdüse 21a ausgegebene Beschleunigungsluft wird durch die Wärme der Verbrennungsflamme 35 aus der Atomisierungsluft begleitet, um wie in Fig. 10A gezeigt, einen Heißwind 91 zu bilden (das der Verbrennungsflamme 35 in der ersten Ausführungsform entspricht), der wiederum auf die Innenoberfläche 19a gerichtet wird, um das Vorheizen einzuleiten.
In diesem Zustand ist wie in Fig. 10A gezeigt das entfernte Ende der Sprühpistole 21 in den Zylinder 19 eingeführt, um in der vorwärts gerichteten Teilbewegung entlang der Innenoberfläche 19a geführt zu werden. Während dieser Translationsbewegung wird noch kein Draht 23 zugeführt und wird das Spitzenglied 83 mit der Sprühdüse 21a der Sprühpistole 21 nach unten geführt und dabei gedreht, sodass der Heißwind aus der Sprühdüse 21a auf die gesamte Innenoberfläche 19a des Zylinders 19 gerichtet wird, um dieselbe vorzuheizen.
Wenn dann die Sprühpistole 21 nach unten bis zum Ende der Innenoberfläche 19a geführt wurde, d. h. das Ende des gewünschten Sprühbereichs erreicht wurde und das Vorheizen der Innenoberfläche 19a abgeschlossen ist, wird die Zuführ der Beschleunigungsluft zum Zeitpunkt t₂ unterbrochen. Dadurch wird veranlasst, dass Atomisierungsluft, die durch die Atomisierungsluftflussleitung 55 fließt, einen Heißwind 93 bildet, der anstelle des Heißwindes 91 für das Vorheizen wie in Fig. 10B gezeigt heiße Luft nach unten einführt. Durch die Unterbrechung der Zufuhr von Beschleunigungsluft wird auch eine Unterbrechung der Drehung des Rotationszylinderteils 79 und des Spitzengliedes 83 veranlasst.
Nach der Unterbrechung der Zufuhr von Beschleunigungsluft wird ab dem Zeitpunkt t₂ der Draht 23 aus dem Drahtzuführer 25 zu der Drahtzuführöffnung 47 zugeführt. Der auf diese Weise zugeführte Draht 23 wird durch den Heißwind 93 geschmolzen und zusammen mit dem Heißwind 93 nach unten gestreut, ohne auf die Innenoberfläche 19a gerichtet zu werden. Es kann auch vorgesehen werden, dass zum Zeitpunkt t₂ die Zufuhr von Beschleunigungsluft nicht vollständig unterbrochen wird, sodass der Druck nicht auf null fällt, sondern auf einen derartig niedrigen Pegel reduziert wird, dass der Draht 23, der mit dem durch die Beschleunigungsluft vorgesehenen Heißwind 93 geschmolzen wird, nicht die Innenoberfläche 19a erreicht.
Danach wird zum Zeitpunkt t₃ wieder Beschleunigungsluft zu der Beschleunigungsluftflussleitung 61 mit einem Zufuhrdruck von 1,5 MPa zugeführt, während die Sprühpistole 21 in der rückwärts gerichteten Teilbewegung wie in Fig. 10C gezeigt nach oben bewegt wird. Wenn die Beschleunigungsluft derart zugeführt wird, führt der aufgrund der Beschleunigungsluft aus der Sprühdüse 21a ausgestoßene Heißwind den geschmolzenen Draht zu und bildet die Sprühpartikeln 95, die wiederum mit einem Sprühwinkel, d. h. demselben Neigungswinkel α wie in der ersten Ausführungsform, in einem Rückwärtsbereich der Translationsbewegung der Sprühpistole 21 aufgesprüht werden. Daraus resultiert, dass wie in Fig. 7 und 8 gezeigt auf der Innenoberfläche 19a ein aufgesprühter Beschichtungsfilm 39 ausgebildet wird. Der Winkel, mit dem die geschmolzenen Partikeln 95 aufgesprüht werden, kann variabel bestimmt werden, indem die Beziehung zwischen der Richtung und dem Druck der Atomisierungsluft und der Richtung und dem Druck der Beschleunigungsluft entsprechend gewählt wird. Der Sprühwinkel kann frei innerhalb des in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform beschriebenen Sprühwinkelbereichs gewählt werden.
Dabei wird auch während der nach oben gerichteten Bewegung der Sprühpistole 21 wie in Fig. 10C gezeigt das Spitzenglied 83 mit der Sprühdüse 21a aufgrund der Beschleunigungsluft gedreht. Deshalb kann bei der nach oben gerichteten Bewegung der Sprühpistole 21 der Beschichtungsfilm 39 auf beinahe der gesamten Innenoberfläche 19a aufgesprüht werden.
Weil bei dem oben genannten Aufbau die Atomisierungsluft und die Beschleunigungsluft in jeweils separaten Systemen gehandhabt werden, kann der Druck, mit dem die Atomisierungsluft zugeführt wird, bei einem entsprechenden Wert von 0,5 MPa gehalten werden und kann der Druck, mit dem die Beschleunigungsluft zugeführt wird, bei einem höheren Wert von 1,5 MPa gehalten werden.
Indem der Druck, mit dem die Beschleunigungsluft zugeführt wird, derart erhöht wird, wird die Geschwindigkeit, mit der die Sprühpartikeln 95 gestreut werden, auf einem hohen Pegel gehalten, während der Sprühwinkel der Sprühpartikeln 95 in dem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung der Sprühpistole ausgerichtet ist, wodurch die kinetische Energie der auf die Innenoberfläche 19a auftreffenden Sprühpartikeln 95 erhöht werden kann. Daraus, resultiert, dass der Beschichtungsfilm 39 noch dünner auf der Innenoberfläche 39 aufgesprüht werden kann, um einen besonders ebenen Film mit einer höheren Haftungskraft auf der Innenoberfläche 19a und verbesserten Filmeigenschaften wie etwa der Oberflächenrauheit des aufgesprühten Beschichtungsfilmes vorzusehen.
Weiterhin wird damit begonnen, den Draht 23 unter der in Fig. 10B gezeigten Bedingung zuzuführen, und sobald der Draht 23 zugeführt wird, wird die Zufuhr der Beschleunigungsluft vor der nach oben gerichteten Bewegung der Sprühpistole 21 unterbrochen. Dabei wird der nach unten gerichtete Heißwind 93 erzeugt, sodass die Sprühpartikeln des geschmolzenen Drahtes 23 mit dem Heißwind 93 zu dem Öffnungsteil am unteren Ende des Zylinderblocks 19 ausgestoßen werden. Dadurch kann ohne Vorbereitung einer Maske zuverlässig verhindert werden, dass ein aufgesprühter Beschichtungsfilm auf der Oberfläche eines Randteils 97 des Zylinderblocks 19 ausgebildet wird, wo kein aufgesprühter Beschichtungsfilm benötigt wird.
Weil weiterhin das Lager 77, das den Drehzylinderteil 79 und das Spitzenglied 83 dreht, in der Beschleunigungsluftflussleitung 61 angeordnet ist, wird das Lager 77, das durch die von der Verbrennungsflamme 53 ausgestrahlte Wärme auf eine hohe Temperatur erhitzt werden würde, durch die Beschleunigungsluft abgekühlt, um seine Lebensdauer zu verlängern.
Weil weiterhin Feuchtigkeit und Ölkomponenten durch das Mikrodampffilter 73 aus der Beschleunigungsluft entfernt werden, wird reine Luft ohne Feuchtigkeit und Ölkomponenten zu dem Lager 77 geführt, sodass eine hohe Leistung des Lagers 77 über eine längere Zeitspanne aufrechterhalten wird.
Weil weiterhin mit der Zufuhr der Beschleunigungsluft zum Zeitpunkt t₁ nach Ablauf des gegebenen Zeitintervalls nach Beginn der Zufuhr der Atomisierungsluft und der Bildung der Verbrennungsflamme 43 begonnen wird, kann die Verbrennungsflamme 53 stabilisiert werden.
Die Richtungen des Heißwindes 91 von Fig. 10A und der Sprühpartikeln 95 von Fig. 10C müssen derart ausgerichtet werden, dass sie die Richtung der Translationsbewegung der Sprühpistole 21 schneiden, während andererseits die Richtung des Heißwindes 93 von Fig. 10B im wesentlichen parallel zu der Richtung ausgerichtet werden muss, in der sich die Sprühpistole 21 für die Translationsbewegung bewegt. Wenn also die Richtung, in welcher der Heißwind und die Sprühpartikeln der Sprühpistole 21 gesprüht werden, mit einem Winkel zu der zentralen Achse X der Sprühpistole 21 ausgerichtet ist, sollte dieser einen maximalen Wert im Bereich von 0° bis 90° aufweisen.
Unter Verwendung des Aufbaus der vorliegenden Ausführungsform wird die zentrale Achse der Sprühpistole 21 entlang der zentralen Achse X der Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 in Ausrichtung mit der Achse X eingeführt, wobei die Sprühpistole 21 für eine Translationsbewegung entlang der Richtung der zentralen Achse mit einer Geschwindigkeit im Bereich zwischen 90 und 160 mm/min bewegt und dabei um die zentrale Achse gedreht wird, sodass eine Beziehung zwischen der Sprüh- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit, die der Geschwindigkeit in der Umfangsrichtung auf einem Umfang der Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 entspricht, und der maximalen Temperaturdifferenz auf dem Umfang der Innenoberfläche 19a erhalten wird.
Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen der Sprüh- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit v in der Umfangsrichtung auf dem Umfang der Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19, die erhalten wird, wenn die Sprühpistole 21 für eine Translationsbewegung geführt und gedreht wird, und der maximalen Temperaturdifferenz ΔT_max auf dem Umfang der Innenoberfläche 19a.
Aus Fig. 11 wird deutlich, dass wenn die Sprüh- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit erhöht wird, die maximale Temperaturdifferenz auf der Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 abnimmt und keine Unregelmäßigkeiten in der Temperaturverteilung auf der Innenoberfläche 19a auftreten. Hierzu durchgeführte Studien haben ergeben, dass je größer der Bereich hoher Temperatur in der Temperaturverteilung auf der Innenoberfläche 19a ist, desto größer die durch die Wärme bedingte Spannung ist, was eine Verzerrung des Zylinderblocks 19 und in einigen Fällen eine Beeinträchtigung der mechanischen Stärke des Zylinderblocks 19 zur Folge haben kann. Auch wenn kein wesentlicher Einfluss auf die mechanische Stärke des Zylinderblocks 19 vorliegt, wird eine Restspannung in dem ausgebildeten Beschichtungsfilm verursacht, die zu einer Verschlechterung der Filmeigenschaften wie etwa der Haftungskraft des aufgesprühten Beschichtungsfilmes führen kann.
Um also den Einfluss einer Restspannung auf den aufgesprühten Beschichtungsfilm im wesentlichen zu beseitigen, sollte die maximale Temperaturdifferenz auf der Innenoberfläche 19a des Zylinderblocks 19 vorzugsweise gleich oder kleiner als 150°C sein, sodass die assoziierte Sprüh- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit in der Umfangsrichtung auf dem Umfang der Innenoberfläche 19a einen Wert gleich oder höher als 100 m/min aufweisen sollte. Auch wenn in Nachbarschaft zu der Innenoberfläche 19a der Zylinderblock 19 als Dünnfilm ausgebildet ist, sollte die maximale Temperaturdifferenz auf der Innenoberfläche 19a vorzugsweise gleich oder kleiner als 40°C sein und sollte die assoziierte Sprüh- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit vorzugsweise einen Wert gleich oder höher 200 m/min aufweisen.
Dasselbe gilt auch für die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform genannte Verbindungsstange.
Die vorliegende Ausführungsform wurde hauptsächlich auf der Basis der ersten Ausführungsform beschrieben, wobei die vorliegende Ausführungsform natürlich auch in geeigneter Weise auf den Aufbau der zweiten Ausführungsform angewendet werden kann, in der die zylindrische Innenoberfläche einem Gewindeschneiden mit einer rauen Oberfläche unterworfen wird.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Produkts mit einem aufgesprühten Beschichtungsfilm, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Vorbereiten einer Komponente (19, 41) mit einer zylindrischen Innenoberfläche (19a, 43a),
Vorbereiten einer Gassprühpistole (21) mit einer zentralen Achse gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente, die mit einer zentralen Achse (X) der zylindrischen Innenoberfläche auszurichten ist,
Zuführen eines Sprühmaterials (23) zu der Sprühpistole,
Schmelzen des Sprühmaterials mit einer Verbrennungsflamme (53),
Führen der Sprühpistole für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung (E), die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, und Ausbilden eines aufgesprühten Beschichtungsfilms (39) auf der zylindrischen Innenoberfläche, wobei das durch die Verbrennungsflamme geschmolzene Sprühmaterial auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung (I) gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, um ein Produkt (19, 41) mit einem auf der zylindrischen Innenoberfläche aufgesprühten Beschichtungsfilm zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Richtung (E), in welcher die Sprühpistole (21) von der zylindrischen Innenoberfläche (19a, 43a) für eine rückwärts gerichtete Bewegung herausgezogen wird, der Bewegungsrichtung entspricht, die der einen der Richtungen der zentralen Achse (X) entspricht, und wobei eine Richtung (D), in welcher die Sprühpistole entlang der zylindrischen Innenoberfläche für eine vorwärts gerichtete Bewegung eingeführt wird, der Bewegungsrichtung entspricht, die der anderen der Richtungen der zentralen Achse (X) entspricht, wobei während der vorwärts gerichteten Bewegung die zylindrische Innenoberfläche mit der Verbrennungsflamme (35, 91) vorgeheizt wird und während der rückwärts gerichteten Bewegung das Sprühmaterial auf die während der vorwärts gerichteten Bewegung vorgeheizte zylindrische Innenoberfläche gesprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sprühpistole (21) während der Bewegung entlang der zylindrischen Innenoberfläche (19a, 43a) um die zentrale Achse (X) gedreht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Sprühpistole (21) mit einer Umfangsgeschwindigkeit gleich oder größer als 100 m/min in Bezug auf die zylindrische Innenoberfläche (19a, 43a) gedreht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sprühpistole (21) eine erste Gasflussleitung (55) umfasst, in der ein erstes Gas fließt, um das durch die Verbrennungsflamme (53) geschmolzene Sprühmaterial in der einen der Richtungen der zentralen Achse zu befördern und auf die zylindrische Innenoberfläche (19a, 43a) in der im Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichteten Sprührichtung (I) aufzusprühen, sowie eine zweite Gasflussleitung (61), in der ein zweites Gas fließt, um das in der einen Richtung zu befördernde Sprühmaterial in einer Richtung zu befördern, welche die eine Richtung schneidet, wobei die erste und die zweite Gasflussleitung jeweils durch separate Systeme gebildet werden und der Druck des zweiten Gases höher ist als der Druck des ersten Gases.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei wenn das durch die Verbrennungsflamme (53) geschmolzene Sprühmaterial nicht durch die Sprühpistole (21) ausgesprüht wird, die Zufuhr oder der Druck des zweiten Gases unterbrochen bzw. reduziert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Gasflussleitung (55) um eine Außenperipherie eines Zufuhrabschnittes (47) vorgesehen ist, durch den das Sprühmaterial zugeführt wird, wobei die zweite Gasflussleitung (61) um eine Außenperipherie der ersten Gasflussleitung vorgesehen ist, und wobei ein Lager (77) in der zweiten Gasflussleitung angeordnet ist, um das zweite Gas durchzulassen, wodurch das Lager einen Teil der zweiten Gasflussleitung in Bezug auf die erste Gasflussleitung drehen kann.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein Filter (73) zum Filtern des zweiten Gases vor dem Lager (77) in der zweiten Gasflussleitung (61) vorgesehen ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das zweite Gas zugeführt wird, wenn ein bestimmtes Zeitintervall (t₁) abgelaufen ist, nachdem die Verbrennungsflamme (35, 91) gebildet und das erste Gas zugeführt wurde.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zylindrische Innenoberfläche (19a, 43a) einen durch einen Gewindeschneidprozess ausgebildeten Vertiefungsteil (105) und eine mit einem bestimmten Neigungswinkel in Bezug auf die zentrale Achse (X) der zylindrischen Innenoberfläche aufgebrochene Oberfläche (111) aufweist, sodass ein in dem Gewindeschneidprozess auszubildender Gratteil (107) durch in dem Gewindeschneidprozess erzeugte Späne geschabt wird, wobei der Winkel zwischen der Sprührichtung (I) der Sprühpistole und der zentralen Achse größer als der bestimmte Winkel der aufgebrochenen Oberfläche ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Sprührichtung (I) einen Winkel innerhalb eines Bereichs zwischen 44°C und 90°C zu der zentralen Achse (X) aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Glied ein Zylinderblock (19) eines Motors aus einer Aluminiumlegierung ist, wobei die zylindrische Innenoberfläche die Innenoberfläche (19a) des Zylinderblocks ist und wobei das Sprühmaterial ein Metallmaterial ist, das im wesentlichen aus Eisen besteht.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Glied eine Verbindungsstange (41) eines Motors aus einem im wesentlichen aus Eisen bestehenden Material ist, wobei die zylindrische Innenoberfläche die Innenoberfläche (43a) eines großen Anschlussteils der Verbindungsstange ist und wobei das Sprühmaterial aus einem Metallmaterial ist, das im wesentlichen aus einer Legierung aus Aluminium und Kupfer besteht.

14. Produkt (19, 41) mit:
einer zylindrischen Innenoberfläche (19a, 43a), und
einem aufgesprühten Beschichtungsfilm (39), der auf der zylindrischen Innenoberfläche ausgebildet ist,
wobei der aufgesprühte Beschichtungsfilm ausgebildet wird, indem eine Gassprühpistole (21) gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche einer Komponente für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung (E) geführt wird, die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, wobei die zentrale Achse (X) der zylindrischen Innenoberfläche mit der zentralen Achse der Sprühpistole ausgerichtet ist, während ein durch eine Verbrennungsflamme (53) geschmolzenes Material aus der Sprühpistole auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung (I) gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist.

15. Produkt nach Anspruch 14, wobei die zylindrische Innenoberfläche (19a, 43a) einen durch einen Gewindeschneidprozess ausgebildeten Vertiefungsteil (105) und eine mit einem bestimmten Neigungswinkel in Bezug auf die zentrale Achse (X) der zylindrischen Innenoberfläche aufgebrochene Oberfläche (111) aufweist, sodass ein in dem Gewindeschneidprozess auszubildender Gratteil (107) durch in dem Gewindeschneidprozess erzeugte Späne geschabt wird, wobei der Winkel zwischen der Sprührichtung der Sprühpistole und der zentralen Achse größer als der bestimmte Winkel der aufgebrochenen Oberfläche ist.

16. Sprühpistoleneinrichtung für eine Komponente (19, 41) mit einer zylindrischen Innenoberfläche (19a, 43a) zum Ausbilden eines aufgesprühten Beschichtungsfilmes (39) auf der zylindrischen Innenoberfläche, wobei die Sprühpistoleneinrichtung umfasst:
eine Gassprühpistole (21), die gegenüber der zylindrischen Innenoberfläche der Komponente für eine Translationsbewegung in einer Bewegungsrichtung (E) geführt werden kann, die einer der Richtungen der zentralen Achse der zylindrischen Innenoberfläche entspricht, wobei die zentrale Achse (X) der zylindrischen Innenoberfläche mit der zentralen Achse der Sprühpistole ausgerichtet ist,
eine erste Gasflussleitung (55), in der ein erstes Gas fließt, um das durch die Verbrennungsflamme (53) geschmolzene Sprühmaterial in der einen der Richtungen der zentralen Achse zu befördern, und
eine zweite Gasflussleitung (61), in der ein zweites Gas fließt, um das in der einen Richtung zugeführte Sprühmaterial in einer Richtung zu befördern, welche die eine Richtung schneidet,
wobei die erste Gasflussleitung und die zweite Gasflussleitung jeweils durch separate Systeme gebildet werden, wobei der Druck der zweiten Gasflussleitung höher ist als der Druck der ersten Gasflussleitung, wobei die Sprühpistole in der Bewegungsrichtung für eine Translationsbewegung geführt wird und das durch die Verbrennungsflamme geschmolzene Sprühmaterial von der Sprühpistole auf die zylindrische Innenoberfläche in einer Sprührichtung (I) gesprüht wird, die in einem Rückwärtsbereich der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist, um den aufgesprühten Beschichtungsfilm auf der zylindrischen Innenoberfläche auszubilden.