DE3635698A1 - Flammspritzbrenner zur herstellung von oberflaechenschichten auf werkstuecken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flammspritzbrenner zur Herstellung von Oberflächenschichten auf Werkstücken durch Aufspritzen von pulverförmigen Materialien, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die bekannten Flammspritzbrenner dieser Art sind im allgemeinen in ihren Anwendungsmöglichkeiten stark begrenzt und bieten oft keine ausreichende Betriebs­ sicherheit.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flammspritzbrenner zu schaffen, der einerseits als handbedienter Brenner mit aufgesetztem Pulverbehälter und andererseits durch einfachen Austausch von aussen zugänglicher Organe als automatisch arbeitender Maschinenbrenner verwendbar ist, sowie einen solchen Brenner in einfacher Weise an verschiedene Leistungsniveaus und verschiedene Arbeitsbedingungen anpassbar zu machen. Insbesondere soll wahlweise ein Betrieb mit Sauerstoff als Trägergas für das Spritzpulver oder mit einem von aussen getrennt zugeführten Trägergas und regelbarem Zusatz von Sauerstoff ermöglicht werden.

Dies wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale erzielt. Die Ansprüche 2 bis 5 beschreiben spezielle Ausführungsformen des erfindungsgemässen Flammspritzbrenners.

Weitere Merkmale und Eigenschaften des erfindungsgemässen Flammspritzbrenners gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, das in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

eines Brennerkörpers für den erfindungsgemässen Flammspritzbrenner;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Trägergas-Leitorgan zum wahlweisen Einsatz in den Brennerkörper;

Fig. 3 einen Axialschnitt duch ein wahlweise einsetzbares Verschlussorgan, und

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Pulver-Trägergas- Leitorgan ebenfalls zum wahlweisen Einsatz in den Brennerkörper von Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Brennerkörper 1 ist an einem seiner Enden zum Anschluss an ein nicht näher dargestelltes, strichliert angedeutetes Düsenteil 19 ausgebildet und besitzt an seinem gegenüberliegenden Ende Anschlüsse für Sauerstoff und ein Brenngas, die in entsprechenden Förderkanälen, von denen der Sauerstoff-Förderkanal 8 strichliert angedeutet ist, über zumindest eine Regelvorrichtung - wie das schematisch gezeigte Regelventil 9 - durch den Brennerkörper zum Düsenteil 19 geleitet werden.

Ferner besitzt der Brennerkörper einen Förderkanal 4 für ein Pulver-Trägergas-Gemisch, der bei dem vorliegenden Brenner in einem Einsatzteil 2 verläuft, das bei abgenommenem Düsenteil von aussen, von einer stromabwärts gelegenen Ausgangsöffnung 10 her, in den Brennerkörper einsetzbar ist. Gegenüber dem Förderkanal 4 weist das Einsatzteil 2 eine Eingangsöffnung 12 auf, die mit einem Schraubgewinde versehen ist und in die beispielsweise, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Injektorteil 5 einschraubbar ist. Das Einsatzteil 2 weist ferner eine seitliche Eingangsöffnung 11 auf, die mit einem im Brennerkörper verlaufenden Pulver-Zuführkanal 3 in Verbindung steht und in den Förderkanal 4 einmündet, wobei am Ausgang des Injektorteils 5 eine Mischkammer gebildet wird.

In der Verlängerung des als zylindrische Bohrung ausgebildeten Förderkanals 4 verläuft ein Verlängerungskanal 6, der in eine Eingangsöffnung 13 des Brennerkörpers übergeht. Diese Eingangsöffnung weist ebenfalls ein Gewinde auf, in das beispielsweise gemäss Fig. 1 ein Verlängerungskanal-Verschlussorgan 14 eingeschraubt ist.

Der Verlängerungskanal 6 weist ferner eine seitliche Öffnung 7 auf, die mit dem Sauerstoff-Förderkanal 8 des Brennerkörpers in Verbindung steht. Sauerstoff dient im Anwendungsfall von Fig. 1 als Trägergas und gelangt über den Verlängerungskanal 6 in das Injektorteil 5, in dem durch im Durchmesser reduzierte Bohrungen eine Beschleunigung erzielt wird und dem aus einem nicht dargestellten Pulverbehälter ein pulverförmiger Spritzwerkstoff über den Kanal 3 und die Öffnung 11 des Einsatzteils zugeführt wird. Dieser Werkstoff wird im Förderkanal 4 als Pulver-Gasgemisch zum Düsenteil hin befördert. Dies ist ein Beispiel für eine handbediente Arbeitsweise des Flammspritzbrenners.

Fig. 2 zeigt ein Trägergas-Leitorgan 24, das anstelle des Verschlussteils 14 in die Eingangsöffnung 13 des Brennerkörpers einschraubbar ist und zum Anschluss an eine externe Trägergasquelle vorgesehen ist. Das Teil 24 weist einen zentralen durchgehenden Kanal 20 auf, der ein Anschlussteil 25 zum Anschluss einer Trägergasleitung mit dem mündungsseitigen Ende des Leitorgans 24 verbindet, wobei dieses Ende dem Injektorteil 5 gegenüber liegt. Auf der Höhe der seitlichen Öffnung 7 des Verlängerungskanals 6 weist das Leitorgan 24 einen Einleitkanal 27 auf, wozu der entsprechende Wandabschnitt 22 des Leitorgans als ringförmige Nut ausgebildet ist, um in jeder Winkellage des Leitorgans eine Verbindung mit der seitlichen Öffnung 7 zu gewährleisten. O-Ringe 28 und 29 sind zu beiden Seiten dieser Nut zur Abdichtung gegenüber dem Verlängerungskanal 6 angeordnet.

Bei Verwendung des Leitorgans gemäss Fig. 2 wird einerseits ein Trägergas, wie Argon, und andererseits Sauerstoff aus dem Förderkanal 8 dem Injektorteil 5 zugeführt und dient zur Förderung des Spritzpulvers aus dem erwähnten auf den Brenner aufgesetzten Pulverbehälter. Dabei wird vorzugsweise nach dem Abschalten des Brenners im Betrieb noch ein Restfluss von Sauerstoff zur Sicherheit gegen eine Rückdiffusion des Brenngases durch den Injektor geleitet. Für den Fall, dass infolge der Pulverbeschaffenheit kein Sauerstoff als Trägergas bzw. Trägergasbestandteil verwendet werden soll, wird anstelle des Leitorgans von Fig. 2 ein analog ausgebildetes Leitorgan ohne Einleitkanal 27 verwendet, wodurch die seitliche Öffnung 7 mit dem Leitorgan 24 abgeschlossen wird und lediglich das extern zugeführte Trägergas zur Verwendung gelangt.

Fig. 3 zeigt ein Verschlussorgan 34, das anstelle des Injektorteils 5 in die entsprechende Öffnung des Einsatzteils 2 einschraubbar ist und im eingeschraubten Zustand die seitliche Öffnung 11 gegen den Förderkanal 4 abschliesst, wobei das Ende des Organs 34 in die Öffnung des Kanals 4 eintritt bzw. daran anliegt.

Fig. 4 zeigt ein Leitorgan 44, das anstelle des Leitorgans 24 bzw. des Verschlussorgans 14 in den Brennerkörper 1 einschraubbar ist und zusammen mit dem Verschlussorgan von Fig. 3 zur Verwendung gelangt. Das Leitorgan 44 weist einen zentralen Kanal 40 auf, der einen zentralen Kanal 30 des Verschlussteils 34 verlängert und an seinem äusseren Ende 45 zum Anschluss an eine externe Quelle eines Pulver-Trägergas-Gemisches ausgebildet ist. Der im eingeschraubten Zustand des Organs 44 der seitlichen Öffnung 7 gegenüberliegende Teil dieses Leitorgans kann entweder, wie in Fig. 4 gezeigt, zum Abschluss der Öffnung 7 gegenüber dem Kanal 6 mit O-Ringen 42, 43 versehen sein, oder er kann, wie in Fig. 2 gezeigt, einen entsprechenden seitlichen Einleitkanal aufweisen, der die Zuführung von Sauerstoff zu dem Pulver-Trägergas-Gemisch ermöglicht bzw. nach dem Abschalten des Brenners einen Sauerstoffnachfluss zur Sicherheit gegen eine Rückdiffusion des Brenngases erlaubt.

Bei Verwendung der Verschluss- und Leitorgane gemäss den Fig. 3 und 4 dient der vorliegende Flammspritzbrenner als Maschinenbrenner mit Speisung aus einem externen vom Brenner unabhängigen Pulver-Fördergerät.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform veranschaulicht die vielfältigen Möglichkeiten des Einsatzes des erfindungsgemässen Flammspritzbrenners, wobei insbesondere die regelbare Zuführung von Sauerstoff jeweils als Trägergas, als Trägergaszusatz und/oder als Nachflussgas eine Flexibilität in der Anwendung und eine Betriebsicherheit ergeben, die von entscheidender Bedeutung sind.

Claims (5)

1. Flammspritzbrenner zur Herstellung von Oberflächenschichten auf Werkstücken durch Aufspritzen von pulverförmigen Materialien, mit einem Brennerkörper, der Förderkanäle für Sauerstoff, für ein Brenngas sowie für ein Pulver-Trägergas-Gemisch aufweist, wobei der Förderkanal für das Pulver-Trägergas-Gemisch mit einem Einsatzteil versehen ist, das von einer stromabwärts gelegenen Ausgangsöffnung des Brennerkörpers her in diesen einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (2) eine seitliche Eingangsöffnung (11) besitzt, die mit einem im Brennerkörper (1) verlaufenden Pulverzuführkanal (3) in Verbindung steht, und das eine dem Pulver-Trägergas-Förderkanal (4) gegenüberliegende axiale Eingangsöffnung (12) aufweist, welche über einen, in der Verlängerung des Pulver-Trägergas-Förderkanals verlaufenden Verlängerungskanal (6) mit einer Eingangsöffnung (13) des Brennerkörpers (1) in Verbindung steht, wobei der Verlängerungskanal (6) eine seitliche, mit dem Sauerstoff-Förderkanal (8) des Brennerkörpers (1) über eine Regelvorrichtung (9) in Verbindung stehende Öffnung (7) aufweist, und dass einerseits in der axialen Eingangsöffnung (12) des Einsatzteiles (2) und andererseits in der genannten Eingangsöffnung (13) des Brennerkörpers auswechselbare . Leit- bzw. Verschlussorgane (5, 14; 5, 24; 44, 34) angeordnet sind.

2. Flammspritzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der axialen Eingangsöffnung (12) des Einsatzteiles (2) ein Injektorteil (5) und in der genannten Eingangsöffnung (13) des Brennerkörpers (1) ein Verlängerungskanal-Verschlussorgan (14) angeordnet ist.

3. Flammspritzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der axialen Eingangsöffnung (12) des Einsatzteiles (2) ein Injektorteil (5) angeordnet ist und in der genannten Eingangsöffnung (13) des Brennerkörpers (1) ein Trägergas-Leitorgan (24) mit einem durchgehenden Leitkanal (20) befestigt ist, welches sich in den Verlängerungskanal (6) hinein erstreckt, wobei ein äusseres Ende des Trägergas-Leitorgans ein Anschlussteil (25) zum Anschluss an eine Trägergasleitung aufweist, und dass ein Wandteil (22) des Trägergas-Leitorgans (24) einen seitlichen Einleitkanal (27) für Sauerstoff aufweist, der so angeordnet ist, dass er eine Verbindung zwischen der seitlichen Öffnung (7) des Verlängerungskanals (6) und dem Leitkanal (20) des Trägergas-Leitorgans (24) herstellt.

4. Flammspritzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der axialen Eingangsöffnung (12) des Einsatzteils (2) ein den Pulverzuführkanal (3) gegenüber dem Pulver-Trägergas-Förderkanal verschliessendes Verschlussorgan (34) angeordnet ist, welches einen Durchgangskanal (30) zwischen dem Pulver-Trägergas-Förderkanal (4) und dem Verlängerungskanal (6) besitzt, und dass in der genannten Eingangsöffnung (13) des Brennerkörpers (1) ein Leitorgan (44) für ein dem Brenner von aussen zugeführtes Pulvers-Trägergas-Gemisch befestigt ist, welches sich in den Verlängerungskanal (6) hinein erstreckt.

5. Flammspritzbrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver-Trägergas-Leitorgan (44) Mittel (42, 43) zum Abschliessen der seitlichen Öffnung (7) des Verlängerungskanals (6) aufweist.