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Rückzündsicheres Auftragsgerät Die Erfindung betrifft ein rückzündsicheres
Auftragsgerät für das Auftragen von metallischem Auftragsmaterial auf zu beschichtende
metallische Trägerflächen gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Auftragsgeräte der genannten Art sind in jüngster Zeit bekannt und
insbesondere für das Pulverflammspritzen in Benutzung genommen worden, wobei die
Rückzündsicherheit durch eine besondere DUsenausbildung gewährleistet wird. Im Gegensatz
zu bisherigen DUsen an solchen Geräten erfolgt hierbei die Mischung der Gaskomponenten
zu einem zünd- und damit auch explosionsfähigem Gemisch nicht mehr an geeigneter
Stelle im Gerät, sondern in der Düse selbst und zwar praktisch erst unmittelbar
vor den Ausmündungen an der Düse.
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Solche "innenmischende" Düsen waren an sich schon von Schneidbrennern
her bekannt, bei denen allerdings das Erfordernis
der Rückzündsicherheit
gar nicht so sehr im Vordergrund stand, wie das bei Geräten für das Auftragen metallischer
Schichten der Fall ist und war, was bei dieser schon zu den unterschiedlichsten
Lösungsvorschlägen geführt hat, die aber letztlich nicht voll befriedigen konnten.
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Die Zuordnung solcher rückzündsicherer, innenmischender Düsen zu Geräten
bekannter Bauart, obgleich absolut wünschenswert, ist nun für solche Auftragsgeräte
nicht ohne weiteres möglich, es sei denn, man entwickelt gewissermaßen im umgekehrten
Sinne ein zur Düse passendes und entsprechend geeignetes Gerät, wie das praktisch
beim Gerät der eingangs genannten Art erfolgt ist.
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Zu berücksichtigen ist hierbei, daß im Gegensatz zu einfachen Schweiß-
bzw. Schneidbrennern bei Auftragsgeräten der hier interessierenden Art noch der
Pulver- und Trägergaszufuhr, Mischung dieser Komponenten, Abdichtungen metallischer
Anschlußflächen usw. bei Unterbringung auf engstem Raum Rechnung getragen werden
muß.
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Erschwerend tritt ferner noch hinzu, daß die Gaskomponenten-Zuleitungen,
bzw. deren Ausmündungen am Gerät in der Regel nicht mit den entsprechenden Anschlußöffnungen
der innenmischenden
Düse übereinstimmen, d.h., einem Anschluß der
Düse am Gerätegehäuse, die in der Regel pistolenartig ausgebildet sind, steht gewissermaßen
eine "Unsemetrie" der Anschlußverhältnisse entgegen.
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Beim in jüngster Zeit bekanntgewordenen Gerät der eingangs genannten
Art ist dies in keineswegs optimaler Art dadurch gelöst worden, daß man einen in
das Gerät selbst einbezogenen und fest angeordneten Block vorsieht, wobei die Weiterleitung
der Gaskomponenten zur Düsenanschlußfläche mittels kleiner Gasleitungsröhrchen erfolgt.
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Die Düse muß dabei für einen einwandfreien Betrieb des Gerätes sehr
fest und dicht gegen die metallische Anschlußfläche des Blockes gespannt werden.
Die bei Beschichtungsvorgängen häufig erforderliche Düsenauswechselung ist dabei
insofern nachteilig, als man das ganze Gerät (solche Geräte haben in der Regel fast
an keiner Stelle paralell verlaufende Einspannflächen) in einen Schraubstock oder
sonstigen Halter einspannen muß, um die die Düse haltende Überwurfmutter lösen,
die Düse auswechseln und wieder festspannen zu können.
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Abgesehen von der damit notwendigen und umständlichen Einspannung
des ganzen Gerätes sind damit neben der möglichen
äußeren Beschädigung
des Gerätegehäuses auch Gefährdungen der metallischen Dichtfläche, gegf. auch durch
unbeachtet gebliebene kleine Pulverpartikel gegeben, die zu einem wiederholten Ein-
und Ausbau der Düse führen können.
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Ferner ist zu berücksichtigen, daß je nach Konstruktion solcher Geräte,
an den verschiedensten Stellen, gegf. bedingt durch besondere Art der Kanalführungen
und Kanalaufteilung in mehrere gleichmäßig verteilte Weiterleitungseinzelkanäle,
die Anordnung von thermisch beschränkt belastbaren Dichtungsmitteln (bspw. Weichringdichtungen)
unvermeidbar ist.
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Die unmittelbare Anordnung am in das Gerätegehäuse einbezogenen Block
beim bekannten Gerät, das allerdings durch die Weiterleitungsröhrchen ohne solche
Dichtungen auskommt, konnte also nicht richtunggebend für solche Konstruktionen
sein, bei denen solche Dichtungen verwendet werden müssen, abgesehen davon, daß
natürlich das ganze Gerät im Anschlußbereich der Düse bis zum Anschluß des Pulvervorratsgefäßes
relativ heiß wird, da ja die heißwerdende Düse unmittelbar am fest in das Gerätegehäuse
einbezogenen Block angeschlossen wird.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das Gerät der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, daß einerseits die rückzündsichere Düse,
ohne das ganze Gerätegehäuse einspannen zu müssen, leichter und schadensfrei ausgetauscht
und eine neue Düse entsprechend leicht -wieder festgespannt werden kann und zwar
unter Schonung der metallischen Dichtflächen und daß ferner thermisch beschränkt
belastbare Dichtungsringe mit der Maßgabe einer möglichst weiten Distanzierung zum
heißen Brennerkopf zum Einsatz kommen können, und daß andererseits die Möglichkeit
geschaffen wird, die vorteilhaft rückzündsichere, "innenmischende" Düse am Gerätegehäuse
anschließen zu können, auch wenn die Anschlußmündungen der Düse mit den Ausmündungen
am Gerätegehäuse nicht übereinstimmen.
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Diese komplexe Aufgabe ist mit einem Gerät der eingangs genannten
Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
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Wesentlich bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist also, daß man weder
die Düse in ihrer prinzipiellen Eigenart noch das Gerät in seiner speziellen Eigenart
durch spezifische Anpassung in der einen und/oder anderen Richtung
aufeinander
konstruktiv abstimmt, sondern einen anderen Weg in Form der Ausbildung eines besonderen
Zwischenstückes beschritten hat, mit dem auch die anderen, für ein solches Gerät
wesentlichen und wichtigen Faktoren, nämlich leichte Austauschbatkeit, "thermische
Distanzierung" der Düse vom eigentlichen Gerätegehäuse und Verwendbarkeit von thermisch
beschränkt beanspruchbaren Dichtungen berücksichtigt werden.
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Da das Zwischenstück erfindungsgemäß an die Anschlußfläche des Gerätegehäuses
anliegend oder leicht einsteckbar (bspw.
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mit einer abgedichteten Steckzapfenausbildung) ausgebildet ist, kann
also die ganze Düsen - Zwischenstückeinheit entnommen und die Düse vorteilhaft am
entnommenen Zwischenstück ausgewechselt und mit diesem wieder zusammen eingesetzt
werden, was zu einer wesentlichen Handhabungserleichterung führt, abgesehen von
der Möglichkeit, sich einen fertigen Satz aus mehreren Zwischenstücken mit bereits
daran befindlichen Düsen bereithalten zu können, so daß nur jeweils das betreffende
Zwischenstück mit Düse gegen ein anderes Zwischenstück mit Düse ausgetauscht werden
muß.
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Durch die Verwendung der rückzündsicheren, "innenmischenden" Düse,
bei der also nur über eine sehr kurze Strecke innerhalb
der Düse
selbst ein extrem kleines Volumen an Zünd-und explosionsfähigem Gasgemisch vorhanden
ist, können also auch ungefährdet am Zwischenstück thermisch beschränkt belastbare
Dichtungsringe benutzt und diese vorteilhaft möglichst im düsenfernen Endbereich
des Zwischenstückes angeordnet werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung des Zwischenstückes
ist sogar die Möglichkeit geschaffen und zwar ohne prinzipielle Anderung des Zwischenstückes
- da dieses nur eine Weiterleitungsfunktion aber keine Mischfunktion für die Gaskomponenten
hat - die Kanäle (Auftragsmaterial-Zufuhrkanal und Gaskomponentenkanäle) in Form
von Rohren mit entsprechenden Durchmessern zwischen den konstruktiv beizubehaltenden
Anschlußflächenabschnitten auszubilden.
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Damit sind noch größere "thermische Distanzierungen" aber auch ohne
weiteres bspw. abgewinkelte Düsenanordnungen möglich.
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Das erfindungsgemäße Auftragsgerät und seine vorteilhaften Ausführungs-
und Weiterbildungsformen werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung
von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es zeigen schematisch: Fig. 1 einen Schnitt durch den Kopf des Auftragsgerätes;
Fig. 2 eine Ansicht der geräteseitigen Anschlußfläche; Fig. 3 eine Ansicht der düsenseitigen
Anschlußfläche; Fig. 4 einen Schnitt Längslinie IV-IV durch das Zwischenstück; Fig.
5 einen Schnitt Längslinie V-V durch das Zwischenstück und Fig. 6 -teilweise in
Schnitt und Ansicht eine besondere Ausführungsform des Zwischenstückes.
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Der im nachfolgenden Ausführungsbeispiel benutzte Begriff Pulverflammspritzgerät
soll nicht ausschließen, daß das Auftragsmaterial auch in anderer Form (bspw. als
Draht) zugeführt werden kann. Ferner soll mit dem Begriff Flammspritzen auch keine
Beschränkung auf diese spezielle Auftragsart zum Ausdruck gebracht sein.
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In Fig. 1 ist der ganze Kopf eines Pulverflammspritzgerätes etwa im
Maßstab 2 : 1 dargestellt. Vom Gerät ist nur der Anschlußbereich erkennbar, an den
sich nach rechts das ganze, etwa pistolenartig ausgebildete Gerätegehäuse 3 anschließt.
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Symetrisch zum zentralen Pulverträgergaskanal 6, also bspw.
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auf einem gemeinsamen Kreis liegend, führen die Zuleitungskanäle 4,4'
die Gaskomponenten für die Flammausbildung vor der Düse zu, d.h. durch die Leitungen
4 das Brenngas und durch die Leitung 4' den Sauerstoff, wobei das Zwischenstück
5 in der Anschlußfläche 2 über entsprechend fluchtende Zuleitungskanäle 8", 8"'
verfügt, die zu Gaskomponenten-Verteilernuten 11,11' im Anschlußbereich 24 liegend,
führen, von denen aus, auf konzentrischen Kreisen verlaufend (im Schnitt gesehen),
bspw. mehrere Zuleitungskanäle 8,8' zur Düsenanschlußseite führen und dort in zwei
konzentrischen Ringkanälen 25,25' ausmünden.
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Die Aufteilung in mehrere Einzelkanäle 8,8' ist jedoch nicht zwingend
erforderlich, d.h. es kann auch nur jeweils ein Kanal 8,8' im Sinne der Fig. 1 genügen.
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Durch diese Kanalführung findet also im Zwischenstück noch keinerlei
Gasmischung statt. Funktionell hat das Zwischenstück fünf nur folgende Aufgaben:
Weiterführung der getrennt gehaltenen Gaskomponenten zur Düse; Verbringung der Gaskomponenten
von beispielsweise auf einem gemeinsamen Kreis liegenden Zuleitungskanälen 4,4'
bzw. 8", 8"' auf zwei Ringkanäle 25,25' unterschiedlichen Durchmessers;
gegf.
durch Aufgliederung in mehrere, gleichmäßig auf den Umfang verteilte Zuleitungskanäle
8,8' gleichmäßige Verteilung der Gaskomponenten schon im Bereich des Zwischenstückes;
Tragfunktion für die vorn aufgesetzte Düse 1, die somit lediglich am Zwischenstück
5 festzuspannen ist und an diesem bzw. mit diesem ausgewechselt werden kann und
schließlich eine thermische Distanzierungsfunktion für die Düse 1 zum Gerätegehäuse
3.
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Die in Fig. 1 links erkennbare, innenmischende DUse 1 besteht aus
einem.Zentralteil 13 und aus einem Überwurfteil 14, die beide zueinander passende
Flansche 16,18 aufweisen.
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Die die Zuleitungskanäle 8' fortsetzenden Kanäle 15 verlaufen im Zentralteil
13 und die die Zuleitungskanäle 8 fortsetzenden Kanäle 17 nur im Flansch 16 des
Zentralteils 13.
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Das Überwurfteil 14 bildet von einer Ringnut 20 aus zum Zwischenstück
5 hin mit dem Zentralteil 13 einen Ringspalt 19, der im Bereich der beiden Flansche
16,18 erweitert ist und somit die Kanäle 17 mit erfaßt, so daß die durch die Kanäle
17 zugeleitete Gaskomponente durch den Ringspalt 19 bis zur Ringnut 20 weiterströmen
kann, in die aber auch, wie erkennbar, die Kanäle 15 einmünden. Erst an dieser Stelle
erfolgt also kurz vor der Düsenfrontfläche 27 die Mischung
der
beiden Gaskomponenten, was bedeutet, daß von der Frontfläche 27 aus zum Gerät hin
über eine sehr kurze Strecke ein äußerst kleines Gasvolumen aus rückzündfähigem
Gasgemisch vorliegt. Die kurze Abdichtfläche im Umfassungsbereich 22 vor der Ringnut
20 ist vorteilhaft schwach konisch gehalten.
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Die ganze Düse 1 aus dem Zentralteil 13 mit Flansch 16 und Überwurfteil
14 mit Flansch 18 wird, wie dargestellt, mit einem Überwurfstück 23 am Zwischenstück
5 festgespannt, während diese ganze, aus Düse 1 und Zwischenstück 5 gebildete Einheit
mittels eines Halteelementes 10 in Form einer Überwurfhülse am Gerätegehäuse 3 befestigt
wird, wofür ein Festspannen von Hand genügt.
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Für die lagegenaue Zuordnung der Kanäle 8'', 8"' im Zwischenstück
5 zu den Kanälen 4,4' im Gerätegehäuse genügt die Anordnung irgendwelcher Ausrichtelemente
im Bereich der Anschlußfläche 2.
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Die Darstellungen in den Fig. 2 bis 5 verdeutlichen die Anordnung
und Aufgliederung der Einzelkanäle und bedürfen in Rücksicht auf die angegebenen
entsprechenden Bezugszeichen keiner näheren Erläuterung. Gemäß Fig. 6 kann das Zwischenstück
5"' auch aus zwei Teilstücken 5', 5" gebildet sein, wobei diese durch den Zuleitungskanälen
und dem Auftragsmaterialzufuhrkanal entsprechende Rohre 12, 12', 12'' miteinander
verbunden sind.
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Die Anordnung von Verteilernuten 11,11', wie dargestellt, ist hierbei
nicht zwingend erforderlich, da die Kompensation der Anschlußassymetrie auch ohne
weiteres durch die Rohre 12', 12'' selbst erfolgen kann.
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Da die Dichtungen 28, wie erkennbar, relativ weit von der heißwerdenden
Düse 1 entfernt liegen und außerdem aufgrund der Düse keinerlei Innenzündungen im
ganzen Brenner zu befürchten sind, kann man sich eine besondere Kühlung des ganzen
Gerätevorbaus sparen. Ungeachtet dessen, wäre jedoch eine Luftbespülung des Innenraumes
zwischen Überwurfhülse 10 und hinterem Ende des Zwischenstückes 5 ohne weiteres
möglich, wofür entsprechende Ausblasöffnungen 30 vorgesehen werden müßten.
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DUse 10 könnte auch, wie in Fig. 1 in der oberen Hälfte gestrichelt
angedeutet, bis nach vorn verlängert sein und an einem mit Bohrungen versehenen
Haltestück 29 angreifen.
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Am Zwischenstück 5 sind vorteilhaft Ansatzflächen 26 für den Ansatz
eines Schraubenschlüssels oder von Einspannbacken vorgesehen, um das Zwischenstück
5 für den Fall einer Düsenauswechslung, die ja das Lösen des festgespannten Überwurfstückes
23 verlangt, besser halten zu können.