DE2757080A1 - Vorrichtung zum aufbringen von ueberzuegen auf erzeugnisse mittels detonationen - Google Patents
Vorrichtung zum aufbringen von ueberzuegen auf erzeugnisse mittels detonationenInfo
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Description
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Aufbringen von Überzügen auf Erzeugnisse mittels Detonationen mit einem das
Pulver dem Erzeugnis zuführenden Lauf, einer Gasverteilungseinheit, über welche der Lauf mit Brenngaszufuhrkanälen zur Erzeugung einer
Detonationswelle im Lauf sowie mit dem Spülgaszufuhrkanal
kommuniziert, wobei die Kanäle über Ventile an entsprechende Gasdruckquellen und eine Brenngasmischkammer angeschlossen sind,
sowie mit Einrichtungen zum Initiieren einer Explosion im Lauf und zum Zuführen von Pulver in den genannten Lauf.
Die vorliegende Erfindung kann besonders wirksam bei der Stahlsandbearbeitung
von Erzeugnissen, bei der Herstellung von Kugelpulver sowie beim Aufbringen von Pulverstoffüberzügen angewandt
werden.
Gegenwärtig haben Vorrichtungen zum Aufbringen von Überzügen auf Erzeugnisse mittels Detonationen in verschiedenen Industriezweigen
(Maschine-, Turbinen-, Werkzeug-, chemischer Maschinenbau usw.) Anwendung gefunden. Die erzeugten Überzüge gestatten
es, die Betriebsdauer hochbeanspruchter Maschinenteile und Einrichtungen wesentlich zu verlängern. Im Vergleich mit Geräten
für das Gasplasma- und Plasmaaufdampfen von Überzügen gestatten es die Vorrichtungen zum Aufbringen von Überzügen mittels Detonationen,
hochwertige Überzüge (ein besseres Haften des Überzugs am Erzeugnis und eine geringere Porösität des Überzugs) be8
bedeutend geringerer Erwärmung des Erzeugnisses zu erzeugen.
Es sind Vorrichtungen zum Aufbringen von überzügen mittels
Detonationen bekannt, bei denen die Brenn- und Spülgase von den entsprechenden Gasquellen durch Ventile unter Druck in den Lauf
eingeführt werden, welche in den Gaszufuhrkanälen angeordnet
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und mechanisch bzw. elektrisch gesteuert werden. In diesen Vorrichtungen
sind Mittel zum Initiieren der Explosion im Lauf sowie für die Pulverzuführung in den Lauf vorgesehen, über den
das Pulver auf die Erzeugnisse aufgebracht wird.
Aus der US-PS 2 714 563 ist eine Vorrichtung ersichtlich, bei
welcher die Vorbereitung des Explosionsgemisches in der Brenngasmischkammer
erfolgt und die Spülung des Laufs mit Stickstoff durch drei mechanische Ventile durchgeführt wird, die in den
Gaszufuhrkanälen angeordnet und mittels Nockenverteilern gesteuert werden.
Zu den Nachteilen des Gasverteilungssystems einer derartigen Vorrichtung
zählen das Vorhandensein von drei Ventilen, ein komplizierter Antrieb derselben sowie die Anwendung der Schmierung
in den Ventilen, wodurch an die Arbeitsschutztechnik infolge der Sauerstoffverwendung besonders hohe Anforderungen gestellt werden.
In der DL-PS 98048.05.41 ist eine Anlage zum Aufdanpfen mittels
Detonationen beschrieben, bei welcher die Vorbereitung des Explosionsgemisches in der Mischkammer und die Laufspülung durch
drei elektromagnetische Ventile vorgenommen wird, die nach einem vorgegebenen Progrimm arbeiten. Bei dieser bekannten Anlage ist
die elektronische Steuerschaltung zur Erzeugung der Steuersignale für die drei Ventile und die Zündung des Explosionsgemisches
kompliziert. Der Gasstrahlmischer ist ebenfalls in seiner Herstellung kompliziert.
Bei der Anlage gemäß US-PS 3 150 828 werden die Gase über die Gasmischkammer durch drei mechanische Ventile dem Lauf zugeführt,
die durch eine elektromechanisch angetriebene Nockenwelle gesteuert werden.
Beim Betrieb von mechanischen Ventilen ist bekanntlich mit einer zwischen Metall und Metall erfolgenden Reibung zu rechnen,
für welche eine Schmierung erforderlich ist. Unter diesen
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Umständen wird die bauliche Gestaltung des Sauerstoffventils unter Berücksichtigung der arbeitsschutztechnischen Forderungen
komplizierter.
Bei einer Veränderung der technologischen Betriebsverhältnisse dieser bekannten Anlage ist das Umrichten des Nockenverteilers
(Auswechseln der Nocken, Änderung der Drehgeschwindigkeit der Verteilerwelle) umständlich, wobei durch das Auftreten einer
Reibung und der dadurch erforderlichen Schmierung an die Arbeitsschutztechnik besonders hohe Anforderungen gestellt werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die oben genennten Nachteile
zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung
zum Aufbringen von Überzügen auf Erzeugnisse mittels Detonantionen zu schaffen, bei welcher das Gasverteilungssystem
eine einfache bauliche Gestaltung aufweist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Mischkammer zum Mischen der Brenngase in der Mündung des Laufs angeordnet ist, wobei die
Austrittsöffnung des Spülgaszufuhrkanals in Strömungsrichtung des Spülgases vor der Zone der Brenngaseinführung in den Lauf
liegt, dessen Quelle auf einen den Druck jeder Brenngasquelle überschreitenden Druck eingestellt ist, und die Ventile der
Brenngaszufuhrkanäle zwischen den Austrittsöffnungen dieser Kanäle
und der Mischkammer angeordnet sind und in ihrer Offenstellung die Brenngase in den Lauf einströmen lassen und in ihrer
Schließstellung die Brenngaszufuhrkanäle während der Zufuhr von Spülgas in den Lauf absperren.
In einer der Ausführungsvarianten der Erfindung sind die Austrittsstutzen
der Brenngaszufuhrkanäle einander gegenüberliegend
angeordnet und ist ein Kanal vorgesehen, über welchen der Spülgaszufuhrkanal mit den Brenngaszufuhrkanälen kommuniziert,
in dem die Ventile der Brenngaszufuhrkanäle angeordnet sind, jedes von denen in Form einer Platte mit um deren Umfang ange-
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ordneten überströmöffnungen ausgebildet ist, deren Mittelteil
zum Absperren des Austrittsstutzenz des Brenngaszufuhrkan^ls
bestimmt ist.
In einer anderen AusführungsVariante der Erfindung sind in die
Gasverteilungseinheit die Austrittsstutzen der Brenngeszufuhrkpnäle
derart eingeb ut, d?ß deren Austrittsöffnungen in der
Mischkammer liegen, wobei der mittlere Austrittsstutzen für Spülgas in Bezug zu den anderen Austrittsstutzen hervortritt und
auf dessen herausragendem Teil eine Scheibe mit einem Abschnitt zum Absperren der Austrittsstutzen der Brenngaszufuhrkanäle sowie
mit außerhalb dieses Abschnittes liegenden Überströmöffnungen frei gelagert ist.
Gemäß einer weiteren AusführungsVariante der Erfindung sind die
Austrittsstutzen der Brenngaszufuhrkanäle symmetrisch unter
einem Winkel relativ zum mittleren Austrittsstutzen angeordnet, wobei in der Mitte der Mischkammer ein Leitelement angeordnet
ist, das mit den Wänden der Mischkammer einen Kanal zum Durchgang der Gase in den Lauf bildet und Jedes Ventil der Brenngaszufuhrkenäle
in Form einer Platte ausgebildet ist, die am Austrittsstutzen des Brenngaszufuhrkanals zum Absperren desselben
angeordnet und mit über deren Umfang angeordneten Überströmö'ffnungen
versehen ist.
Nach einer anderen Ausführungsvariante wird vorgesehen, in die Gasverteilungseinheit die Austrittsstutzen der genannten Gaszufuhrkanäle
einzubauen, wobei der Austrittsstutzen der Gaszufuhrkanäle zwischen den anderen Austrittsstutzen angeordnet und über
einen Querkanal mit diesen verbunden wird, in dem die Ventile der Brenngaszufuhrkanäle angeordnet sind, welche in Form von
Kugelventilen ausgebildet sind, die in einer ihrer Stellungen die Brenngaszufuhrkanäle während der Zufuhr von Spülgas in den
Lauf absperren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine im Vergleich zu den
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bekpnnten Vorrichtungen wesentlich einfachere bauliche Gestaltung auf. Dadurch wird deren Bedienung bedeutend vereinfacht
und die Betriebssicherheit erhöht, weil darin keine Reibung zwischen Metall und Metall auftritt und somit die Notwendigkeit
einer Schmierung entfällt.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen von Überzügen auf Erzeugnisse mittels Detonationen in schematischer
Darstellung;
Figuren 2 bis 4 Ausführungsvarianten der GasVerteilungseinheit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung enthält den Lauf 1 (Fig. 1), über welchen Pulver auf das Erzeugnis (nicht gezeigt) aufgetragen wird. Das Explosionsgemisch
wird in einer Gasverteilungseinheit 2 vorbereitet, über welche der Lauf 1 mit den Austrittsstutzen 3, 4 der Brenngaszufuhrkanäle
für Azetylen und Sauerstoff sowie mit dem Austrittsstutzen 5 des Spülgaszufuhrkanals für Stickstoff kommuniziert.
Die Gase werden von entsprechenden Gasquellen (in Fig. nicht gezeigt) unter Druck dem Lauf 1 zugeführt. Der Druck in
der Spülgasquelle ist wesentlich höher als der Druck jeder Brenngasquelle. Zur Änderung der Explosionsenergiewerte ist in der
Einheit 2 ein Kanal 6 für die Zuführung eines Gases zur Verdünnung des Explosionsgemisches vorgesehen. Als Verdünnung kann
z.B. Stickstoff bzw. Argon verwendet werden.
Das Spülgas wird durch ein elektromagnetisches Ventil 7 dem Austrittsstutzen
5 zugeführt. In den Lauf 1 sind Einrichtungen zum Initiieren der Explosion, z. zw. Zündkerzen 8, eingebaut. Das
Ventil 7 und die Zündkerzen 8 sind mittels Leitungen 9 mit einer Programmier- und Steuereinheit 10 verbunden.
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Die Brenngase werden von den entsprechenden Gasquellen über Ventile 11 zugeführt, die an den Austrittsstutzen 3, 4 in der
Gasverteilungseinheit 2 angeordnet sind. Jedes Ventil 11 stellt
eine scheibenförmige Platte 12 dar, die in einer Kammer 13 frei gelagert ist. Die Platte 12 weist Überströmöffnungen 14 auf,
die auf einem Radius liegen, welcher den Radius der Austrittsöffnungen der Austrittsstutzen 3, 4 überschreitet. Die Kammern
13 kommunizieren über Kanäle 15 mit dem Lauf 1. Der Austrittsstutzen 5 kommuniziert mit den Kammern 13 über einen Kanal 16.
Alle Kanäle für die Gaszufuhr in den Lauf 1 kommunizieren miteinander
in der Mischkammer 17, die in der Mündung des Laufs 1 angeordnet ist.
Die Vorrichtung ist mit einem Mittel 18 für die Pulverzuführung
(in Fig. nicht gezeigt) in den Lauf 1 versehen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Vor dem Beginn der Arbeit wird das zu überziehende Erzeugnis (bzw.
die Erzeugnisse) vor dem Lauf 1 angeordnet. Die für den technologischen Ablauf erforderliche Sauerstoff- und Azetylenmenge
wird den Austrittsstutzen 3, 4 zugeführt. Die Brenngase drücken dabei die scheibenförmigen Platten 12 an die Stirnflächen des
Kanals 16 und strömen über die Mischkammer 17 durch die Uberströmöffnungen
14 der Platten 12 sowie durch die Kanäle 15 in den Lauf 1 ein. In der Steuereinheit 10 werden nach einem vorgegebenen
Programm zwei Signale, z. zw. zum Öffnen des Ventils 7 und zum Initiieren einer Explosion durch Kerzen 8, erzeugt.
Nach dem Initiieren der Explosion wird das Pulver durch die Detonationswelle aus dem Lauf 1 auf das Erzeugnis geschleudert.
Beim Öffnen des Ventils 7 tritt der Stickstoff durch den Austrittsstutzen 5 in den Kanal 16 ein, drückt infolge einer
Druckerhöhung im Austrittsstutzen 5 die die Austrittsstutzen 3,4
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absperrenden scheibenförmigen Platten 12 ab und strömt aus den
Kammern 13 über die Kanäle 15 in den Lauf 1 ein. Nach dem Ab-Uhren
von Explosionsprodukten aus dem Lauf 1 wird das Ventil 7 geschlossen. Die scheibenförmigen Platten 12 werden durch den
Sauerstoff- und Azetylenstrom an die Stirnflächen des Kanals 16 gedruckt und die Brenngase strömen unter Bildung eines Gemisches
für die nächste Explision in den Lauf 1 ein.
Ist es notwendig, die Explisionsenergiewerte zu ändern, so wird dem Explisionsgasgemisch über den Kanal 6 ein Verdünnungsgas zugeführt
.
In Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsvarianten der Gasverteilungseinheit
2 dargestellt.
In die Mischkammer 17 der Gasverteilungseinheit 2 (Fig. 2) sind die Austrittsstutzen 3,4 5 für die Gaszufuhr eingeführt. Der
Austrittsstutzen 5 ragt in Bezug zu den anderen Austrittsstutzen 3, 4 hervor. Auf dem herausragenden Teil des Austrittsstutzens 5
ist eine Scheibe 19 mit ÜberStrömöffnungen 20 frei gelagert.
Bei der Spülgaszufuhr in den Austrittsstutzen 5 wird die Scheibe 19 unter Einwirkung des Überdrucks in der Mischkammer 17 an die
Austrittsstutzen 3, 4 gedruckt und sperrt diese über ihren Querschnitt ab. Beim Absperren des Ventils 7 strömen die Brenngase
durch die Austrittsstutzen 3, 4 drücken die Scheibe 19 ab und gelangen
nach dem Durchtritt durch die Uberströmöffnungen 20 in die Mischkammer 17 und aus dieser in den Lauf 1.
In Fig. 3 ist die Gasverteilungseinheit 2 dargestellt, in welcher
die Austrittsstutzen 3, 4 symmetrisch unter einem Winkel in Bezug zum mittleren Austrittsstutzen 5 angeordnet sind. In der
Mitte der Kammer 17 ist ein Leitelement 21 angeordnet, das zusammen mit der Wand der Mischkammer 17 einen Kanal 22 zum Durchgang
der Gase in den Lauf 1 bildet.
In dieser Ausführungsvariante ist die bauliche Gestelung der Ventile
11 die gleiche wie gemäß Fig. 1
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Die in Fig. 4 dargestellte Gasverteilungseinheit 2 enthält Austrittsstutzen
3, 4, 5, die über einen Querkanal 23 und einen
Kanal 24 miteinander und mit dem Lauf 1 kommunizieren. In den Austrittsstutzen 3t 4 sind Kugelventile angeordnet.
Bei der Spülgaszufuhr in den Austrittsstutzen 5 werden die Austrittsstutzen
3, 4 durch die Kugeln 25 der Ventile 11 gesperrt und das Spülgas strömt durch den Kanal 24 in die Mischkammer 17
und aus dieser in den Lauf 1. Beim Absperren des Ventils 7 drücken die Brenngase die Kugeln 25 in den Querkanal 23 und strömen
durch den Kanal 24 in den Lauf 1 ein.
Um die Frequenz des Aufbringens des Überzuges auf das zu behandelnde
Erzeugnis zu ändern, wird die Steuereinheit 10 auf einen entsprechenden Betrieb eingestellt. Der Anwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Aufbringen von überzügen auf die Schaufeln von Verdichtern und Turbinen von Flugzeugmotoren gestattet
es, die Gesamtlaufzeit des Motors um ein Mehrfaches zu verlängern
und folglich die Kosten für die Instandsetzung eines
Motors wesentlich herabzusetzen. Durch das Überziehen von Magnetaufzeichnungsköpfen
wird deren Standzeit ebenfalls verlängert. Das Aufbringen von Überzügen auf Walzen gestattet es, die Betriebszeit
zwischen zwei Reparaturen der Walzwerke um ein Dutzendfaches zu verlängern, wodurch ein bedeutender Wirtschaftsnutzen
erzielt wird. Durch die Verwendung von HartmetallUberzügen für Werkzeuge wird die Einsparung von teueren Hartmetallen ermöglicht
sowie die Technologie der Werkzeugherstellung wesentlich vereinfacht.
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Leerseite
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Aufbringen von Überzügen auf Erzeugnisse
mittels Detonationen mit einem das Pulver dem Erzeugnis zuführenden Lauf, einer Gasverteilungseinheit, über welche der Lauf
mit Brenngaszufuhrkanälen zur Erzeugung einer Detonationswelle im
Lauf sowie mit dem Spülgaszufuhrkanal kommuniziert, wobei die Kanäle über Ventile an entsprechende Gasdruckquellen und eine
Brenngasmischkammer angeschlossen sind, sowie mit Einrichtungen zum Initiieren einer Explosion im Lauf und zum Zuführen von Pulver
in den genannten Lauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (17) zum Mischen der Brenngase in der Mündung
des Laufs (1) angeordnet ist, wobei die Austrittsöffnung des Spülgaszufuhrkanals in Strömungsrichtung des Spülgases vor
der Zone der Brenngaseinführung in den Lauf (1) liegt, dessen
Quelle auf einen den Druck jeder Brenngasquelle überschreitenden
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Druck eingestellt ist, und die Ventile (11) der Brenngaszufuhrkanäle
zwischen den Austrittsöffnungen dieser Kanäle und der Mischkammer (17) angeordnet sind und in ihrer Offenstellung die
Brenngase in den Lauf (1) einströmen Ipssen und in ihrer Schließstellung
die Brenngaszufuhrkanäle während der Zufuhr von Spülgas
in den Lauf (1) absperren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Austrittsstutzen (3, 4, 5) der Brenngaszufuhrkanäle
einander gegenüberliegend angeordnet sind und ein Kanal (16) vorgesehen ist, über welchen der Spülgaszufuhrkanal
mit den Brenngaszufuhrkanälen kommuniziert, in dem die Ventile
der Brenngaszufuhrkanäle angeordnet sind, jedes von denen in Form einer Platte (12) mit um deren Umfang angeordneten Überströmöffnungen
(14) ausgebildet ist, wobei der Mittelteil der Platte (12) zum Absperren des Austrittsstutzens (3>
4) des Brenngas zufuhrkanaIs bestimmt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasverteilungseinheit (2) die Austrittsstutzen
(3, 4) der Brenngaszufuhrkanäle derart eingebaut sind, daß deren Austrittsöffnungen in der Mischkammer (17) liegen,
wobei der mittlere Austrittsstutzen (5) für Spülgas in Bezug zu den anderen Austrittsstutzen (3, 4) hervortritt und auf
dessen herausragendem Teil eine Scheibe (19) mit einem Abschnitt zum Absperren der Austrittsstutzen (3, 4) der Brenngaszufuhrkanäle
sowie mit außerhalb dieses Abschnittes liegenden Über-
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Strömöffnungen (20) frei gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsstutzen (3, 4^ 5) der Brenngas
zufuhrkanäle symmetrisch unter einem Winkel zum mittleren Austrittsstutzen (5) angeordnet sind, wobei in der Mitte der
genannten Mischkammer (17) ein Leitelement (21) angeordnet ist, das mit den Wänden der Mischkammer (17) einen Kanal (22) zum
Durchgang der Gase in den Lauf (1) bildet und jedes Ventil (11) der Brenngaszufuhrkanäle in Form einer Platte (12) ausgebildet
ist, die am Austrittsstutzen (3, 4) des Brenngaszufuhrkanals zum Absperren desselben angeordnet und mit über deren Umfang angeordneten
Überströmöffnungen (14) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gasverteilungseinheit (2) die Austrittsstutzen
(3, 4, 5) der Gaszufuhrkanäle eingebaut sind, wobei der Austrittsstutzen (5) des Spülgaszufuhrkanals zwischen
den anderen Austrittsstutzen (3, 4) angeordnet und über einen Querkanal (23) mit diesen verbunden ist, in dem die Ventile (11)
der Brenngaszufuhrkanäle angeordnet sind, welche in Form von Kugelventilen ausgebildet sind, die in einer ihrer Stellungen
die Brenngaszufuhrkanäle während der Zufuhr von Spülgas in den Lauf (1) absperren.
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Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=6026777
Family Applications (1)
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