DE1003004B - Spritzpistole fuer schmelzfluessiges Material mit Draht- oder Pulverzufuehrung - Google Patents

Description

Bei. den bekannten Metallspritzpistolen werden die Düsensysteme für das Brenngas und das das Brenngas umgebende Preßgas (Preßluft) durch konzentrische, ineinander angeordnete konusförmige Düsen gebildet, deren. Kooiuswinkel so' zueinander ausgebildet sein kann, daß die austretenden, Strahlenkegel von Brenngas und Druckluft entweder parallel geführt sind, d. h, die Spitze des Druckluftkegels' weiter von der Pistolenmündung entfernt liegt als die Spitze des Brenngaskegels, oder daß umgekehrt die Spitze des Brenngaskegeis gegenüber der Spitze des Druckluftkegels weiter von der Pistolenmündung entfernt ist. Dabei ist dlie Brenngasdüse innerhalb der Preßluftdüse mit ihrer Mündiung so weit zurückgesetzt, daß die bekannte Brennkammer gebildet wird, die von der inneren Konusoberfläche der Drackluftdüse, auch Strahlkopf genannt, und ihrer Austrittsöffnung einerseits und der Stirnseite (Mündung) der Brenngasdüse begrenzt ist.

Es ist ferner bekannt, die Länge dieser Brennkammer in ein bestimmtes Verhältnis zu dem Nettoquerschnitt der Brennkammer zu bringen, um die wirtschaftlich beste Ausnutzung der Brenngasenergile zu gewährleisten. Dieses bekannte Verhältnis der Länge der Brennkammer in cm zu dem Nettoquerschnitt der Brennkammeröffnung in qcm von mindestens 4,5 ist für solche Düsensysteme gefunden worden, bei denen die Spitze des Brenngaskegels ganz innerhalb des Druckgaskegels liegt. Die Erfindung geht von Düsensystemen aus, bei denen die Spitze des Brenngaskegels außerhalb der Spitze des Preßgaskegels liegt, also der Brenngaskonus schlanker ausgebildet ist als der Druckgaskonus (Strahlkopf).

Nach der Erfindung ist die in bekannter Weise zwischen Strahlkopf und zurückgesetzter Brenngasdüse gebildete Brennkammer durch eine zylindrische Ausbohrung im Strahlkopf quer zur Strablrichtung vergrößert, wobei jedoch der durch den Kegelstumpf des Strahlkopfes gebildete Austrittsquerschnitt, also die an sich bekannte ursprüngliche Düsenweite, belassen wird. Durch diese zylindrische Ausbohrung der Brennkammer gemäß der Erfindung wird ein erheblicher technischer Fortschritt sowohl in der Spritzleistung als insbesondere auch in der Verbesserung der Qualität einer homogenen oxydfreien Metallspritzschicht, vorzugsweise beim Verspritzen von Kupfer, erreicht, indem der austretende Brenngas strahl die Preßluft in der erweiterten Brennkammer zurückdrückt und so von dem hier schmelzenden Metall weiter entfernt hält als bisher.

Weitere neue und vorteilhafte Merkmale der Erfindung seien an Hand des in der Zeichnung dargestellten AusiführungsbeiSpieles des neuen Düsensystems des näheren erläutert.

In dem im Maßstab 2 :1 dargestellten Längsschnitt

Spritzpistole für schmelzflüssiges Material mit Draht- oder Pulverzuführung

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Karl Orth, Weilbach, (Taunus),

und Heinrich Junker, Frankfurt/M.,

sind als Erfinder genannt worden

ist mit 1 der Düsenstock oder die Gasverteilungsplatte bezeichnet, der in bekannter Weise mit Gewinden 2

so und 3 versehen ist. Auf das untere größere Gewinde 2 ist der den Fuß teil der Druckluf ^(Schutzgas-) Düse bildende Konus 6 aufgeschraubt und auf das kleinere obere Gewinde 3 der äußere Konus 9 als Mantel der Brenngasdüse, die mit dem inneren lose eingesetzten

a5 Konus 10 mit seinem zylindrischen Fußteil 11 und den Drosselbohrungen 11' zur Rückschlagsicherung gebildet wird. Über den Bohrungen 11' besteht also die Brenngasdüse (Acetylen-Sauerstoff-Gemisch) aus einem sich verjüngenden Kegelanteil und nicht wie bisher aus Bohrungen (Ringdüse statt Lochdüse).

Die Druckluft (Druckgas) tritt in bekannter Weise durch die außenliegenden Bohrungen 4 und das Brenin.-gasgemisch (Sauerstoff und Acetylen od. dgl. Brenngas) durch vier längere Bohrungen 5 in den Düsienstock 1 ein. Dabei wird die Brenngasmischung in einem (nicht gezeichneten) bekannten Injektor vor Eintritt in den Düsenstock hergestellt. An Stelle der bekannten dünnen Drosselplatte besteht der innere Brenngas düsenkonus 10 mit dem Fußteil 11 aus einem einzigen Stück (Kupfer), wobei zwischen dem inneren Konus 10,11 und dem äußeren Konus der Brenngasdüse 9 Ringräume 12 und 13 verbleiben, in die die Brenngas-Sauerstoff-Vermischung durch die Bohrungen 5 und 11' eintritt. Eine Verbindung von innerem Brenngaskonus 10 mit dem äußeren Brentigaskonus 9 besteht bei diesem System nach der Erfindung also nicht, vielmehr wird der innere Konus 10 auf dein Düsenstock 1 durch den Konus9 mittels des Gewindes 3 gasdicht aufgepreßt und kann demzufolge leicht herausgenommen werden. Durch die Ausbildung als Ringdüse ist eine Reinigung der Düsenmündungen sehr erleichtert.

Während der Winkel des inneren Brenngaskonus 10 in an sich bekannter Weise klein gehalten ist und etwa

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zwischen, 5 und! 8° liegt, ist der Winkel des um den Brenngaskonus 10 konzentrisch angeordneten (äußeren) Brenngaskonus 9 wesentlich größer gemäß der Erfindung gehalten, beispielsweise mindestens doppelt so groß, also etwa um 10 bis 16°, vorzugsweise 12°, und der Winkel des Konus 14 (Strahlkopf) mindestens wieder doppelt so groß, vorzugsweise 30°, Dadurch wird erreicht, daß die Spitze des Kanals 15, die in der Zeichnung mit Sp₁ bezeichnet ist, zwischen Pistolen- ..-mündung und Kegel spitze Sb der Außenfläche des Ba-enngaskanus 9,10 zu liegen kommt.

Der stumpfe D ruckruf tkonus 14 besteht vorteilhaft aus Messing und ist mit dem Gewinde 17 in ein Ende des Fiußteils 6 der aus Leichtmetall bestehenden Druckluiftdüse eingeschraubt. Dieser Fußteil ,6 mit dem inneren Gewinde 2 besitzt einen Randteil 18, der sich über den hier im Durchmesser verkleinerten Fußteil 1' des Düsenstockes schiebt und dadurch einen Anschlag am Flansch 1" des Düsenstockes findet.

Der Spritzdraht (oder auch Pulver) wird in bekannter Weise durch die zentrale Bohrung 7 im Führungsrohr 8 und Düsenstock 1 mit der inneren Brenngasdüse 10 geführt. Diese lose eingesetzte Brenngasdüse 10 kann dabei eine korrosionsfeste, hitzebeständige Auskleidung aus Chromnickelstahl, Zirkon usw. besitzen.

Die in bekannter Weise zwischen der Mündung der Brenngasdüse und der Mündung der Druckluftdüse durch das Gewinde 17 in ihrer Länge (Tiefe) verstellbare Brennkammer 16 ist nur wenig lang ausgebildet (beispielsweise 5 bis 9 mm tief), wogegen der Durchmesser der Drackluftdüse 7 mm beträgt. Nach der Erfindung ist die gestrichelt angedeutete zylindrische Ausbohrung oder Ausbauchung 19 im Innern des Strahlkopfes 14 dicht vor seiner Mündung vorgesehen, um eine breitere Brennkammer 16 (im Beispiel von 12 mm Durchmesser) vor der Brenngasdüse zu schaffen.

Wie aus der um etwa das Doppelte des natürlichen Maßstabes vergrößerten Zeichnung ersichtlich ist, tritt in Verbindung mit den Konuswinkeln für Druckluft- und Brenngasdüise die stärkste Drosselung in der Führung der Preßluft im Schnittpunkt Sp₂ unmittelbar an oder in der Nähe der Mündung des erweiterten Strahlkopfes 14 auf, so daß von dieser Stelle ab eine größere Expansion der Verbrennungsgase eintritt, was einerseits zur Beschleunigung der Metallteilchen und andererseits zur Kühlhaltung der Düsenmündungen und damit zur Betriebssicherheit des neuen Düsensystems wesentlich beiträgt (kein Auslöschen der Flamme durch Rückschlag).

Durch scharfkantige Ausbildung der beiden Ränder der Birenngaskomen 9 und 10 kann der Verbrennungsvorgang noch weiter verbessert werden In dem Ausführu'ngsbeispiel der Zeichnung ist der Außenwinkel des inneren Konus 10 mit 5° und der des diarübergestülpten Konus 9 mit seiner Innenwandiung mit 7,5° gewählt und bei seiner Außenwandung mit 12°. Dadurch tritt auch im Ringraum 13 der Brenngasdüse eine stärkere Drosselung des Acetylen-Sauerstoff-Gemisches (Betriebsdruck unter 1,5 atü) unmittelbar an der Mündung ein. Es ist auch möglich, diese Drosselstelle in die Nähe des Ringkanals 12 zu verlegen, indem der Konuswiokel der Innenseite des Konus 9 kleiner gemacht wird als der des Konusmantels 10.

Claims (3)

Patentansprüche·.

1. Spritzpistole für schmelzflüssiges Material mit Draht- oder Pulverzuführung und kegelstumpfförmigen, konzentrisch ineinander angeordneten Düsen für Druckgas (Preßluft) und Brenngas (Sauerstoff-Acetylen-Gemisch) unter Belassung einer Brennkammer, die durch die vorgenannten Düsen und die vorgeschobene Pistolenmündung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (16) durch eine zylindrische Ausbohrung (19) im Strahlkopf (14) quer zur Strahlrichtung vergrößert ist unter Belassung der durch den Kegelstumpf des Strahlkopfes gebildeten Düsenweite (Sp.,).

2. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Brenngaskonus (10) nur durch Zentrierung von dem ihn umgebenden äußeren Brenngaskonus (9) gehalten ist, wobei zwischen beiden Konen Ringräume (12 und 13) belassen sind.

3. Spritzpistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Konus (10) einen zylindrischen Fußteil (11) mit zahlreichen Brenngasbohirungen (H') besitzt, die in den Gassammelraium (12) münden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 891 481, 863 279, 302, 742 070, 314 963;

schweizerische Patentschriften Nr. 181 545,109 713; französische Patentschriften Nr. 996 497, 934 354, 834, 741740;

USA.-Patentschriften Nr. 2 397 165, 2136 668.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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