WO2011015224A1 - Verpackungsstrang - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verpackungsstrang (1) zur Verpackung einer kornförmigen Substanz (2, 21, 22), insbesondere zur Verpackung eines Spritzpulvers (2, 21, 22) zum thermischen Beschichten einer Oberfläche (31) eines Werkstücks (3). Erfindungsgemäss umfasst der Verpackungsstrang (1) eine Mehrzahl von einzelnen Verpackungstaschen (4) von vorgebbarer Grösse, wobei in der einzelnen Verpackungstasche (4) eine dosierbare Menge der kornförmigen Substanz (2, 21, 22) gegen eine äussere Umgebung abgeschlossen verpackt ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Beschicken einer Behandlungsvorrichtung mit einer kornförmigen Substanz (2, 21, 22), eine Behandlungsvorrichtung (6) zur Verwendung eines Verpackungsstrangs (1), ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsstrangs (1), sowie eine Verpackungsvorrichtung.

Description

Verpackunqsstranq

Die Erfindung betrifft einen Verpackungsstrang, ein Verfahren zum

Beschicken einer Behandlungsvorrichtung mit einem Verpackungsstrang, eine Behandlungsvorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung eines

Verpackungsstrangs, sowie eine Verpackungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie.

Pulver verarbeitende Einrichtungen der verschiedensten Art, die im

Betriebszustand mit pulverförmigen, Materialien, wie Spritzpulvern,

Mineralien, wie beispielsweise Sand, Granulaten, die aus den

verschiedensten Werkstoffen bestehen können, versorgt werden müssen, umfassen in der Regel ein Pulverversorgungssystem, das im wesentlichen aus einem Pulverfördersystem besteht, mit welchem aus einem

Vorratsbehälter, in dem eine bestimmte Menge des benötigten Pulvers als Vorrat gespeichert werden kann, das Pulver der Pulver verarbeitenden Einrichtung zugeführt werden kann.

In der industriellen Praxis können die zuvor erwähnten Pulver verarbeitenden Einrichtungen zum Beispiel thermische Spritzvorrichtungen, wie

Plasmapistolen, Kaltgas-Spritzsysteme, oder die verschiedenen wohlbekannten Flammspritz- und Lichtbogenspritzsysteme (bei welchen teilweise parallel neben einem Spritzdraht auch Pulver verarbeitet werden kann) oder andere Pulver verarbeitende Spritzsysteme sein, mit denen beispielsweise Oberflächen von Werkstücken veredelt werden. Ein Beispiel für andere Pulver verarbeitende Einrichtungen sind Vorrichtungen zur

Oberflächenbehandlungen von Werkstücken, zum Beispiel zur abrasiven, aufrauenden oder polierenden Behandlung einer Oberfläche eines

Werkstücks mittels eines Strahlguts, beispielsweise mittels Mineralien wie Sand, feinem Staub, oder einem metallischen, keramischem oder

synthetischen Strahlgut.

Das Problem aller dieser beispielhaft genannten, aus dem Stand der Technik bekannten Pulver verarbeitenden Einrichtungen besteht darin, das diese über konventionelle Pulverförderungssysteme verfügen, deren Vorratsbehälter für das entsprechende Pulver oder Strahlgut von beschränkter Kapazität sind, die im Fall von thermischen Spritzsystemen in der Regel beispielsweise maximal 5 Liter Volumen haben. Das ist insbesondere für die Massenproduktion, wenn also Teile in Serie in sehr grosser Stückzahl zum Beispiel mit einer

thermischen Spritzschicht versehen werden müssen oder die Oberflächen von Werkstücken mittels Strahlen mit einem Strahlgut behandelt werden müssen, ausserordentlich hinderlich.

Bei der Massenproduktion müssen die Prozesse, zum Beispiel das

Beschichten von Werkstücken, relativ häufig in regelmässigen Abständen abgebrochen werden, um die Vorratsbehälter neu zu beladen, was natürlich erhebliche zeitliche Verzögerungen bringt und zudem nur aufwendig zu bewerkstelligen ist.

Ausserdem ist häufig die Güte des Prozesses nicht völlig unabhängig vom Füllstand des Vorratsbehälters. So kann es beim thermischen Spritzen, abhängig vom Spritzverfahren, und / oder vom Spritzmaterial und / oder von der geforderten Güte der zu spritzenden Schicht, vorteilhaft sein, dass der Füllstand im Vorratsbehälter sich nur zwischen einem vorgegeben maximalen und minimalen Wert ändert, da der konkrete Füllstand zum Beispiel die Pulverförderrate mit beeinflusst, so dass ein zu hoher und / oder ein zu niedriger Füllstand die Qualität einer zu spritzenden Schicht negativ

beeinflussen kann.

Beim thermischen Beschichten von Zylinderlaufflächen von

Hubkolbenbrennkraftmaschinen im industriellen Massstab, zum Beispiel beim Beschichten von Lastwagenmotoren, modernen Motoren für

Personenkraftwagen, Motoren für Zweiräder oder andere land-, luft- oder seegestützte Fahrzeuge werden täglich grosse Mengen an Spritzpulver verarbeitet. Das Spritzpulver wird dabei, wie eingangs erwähnt, aus

Gewichtsgründen in Gebinden von 1 Liter bis 5 Liter, in wenigen Fällen auch bis 7 Liter Volumen angeliefert. Da die verwendeten Spritzpulver sehr häufig ein Gemisch aus verschiedenen Komponenten sind, die unterschiedliche chemische Zusammensetzung, unterschiedliche Pulverkorngrössen, unterschiedliche Pulverkornformen, unterschiedliche spezifische Gewichte usw. haben, entmischen sich diese Spritzpulver beim Transport mehr oder weniger stark, so dass die Spritzpulver, bevor sie in der Beschichtungsanlage zum Einsatz kommen können, aufwändig in einer Taumelmaschine wieder gemischt werden müssen. Der Mischungsvorgang ist dabei zeitaufwändig und benötigt typischerweise 10 Minuten und mehr, wobei der Mischungsvorgang selbst nicht selten nur mit unbefriedigendem Ergebnis abläuft. Am Fliessband wird in der Praxis zum Beispiel alle 40 sec eine

Zylinderlaufbüchse eines Verbrennungsmotors an der inneren

Kolbenlauffläche beschichtet. Dabei werden pro Zylinderlaufbüchse je nach deren Grosse z.B. 300 g Spritzpulver benötigt, was einen Verbrauch von ca. 500g Spritzpulver pro Minute ergibt. Das heisst, eine Bedienungskraft muss ca. alle 3 - 6 Minuten ein neues Gebinde, meistens in Form einer mit

Spritzpulver gefüllten Flasche zur Mischung in der Taumelmaschine

bearbeiten lassen. Eine leere Flasche aus der Spritzvorrichtung entfernen und eine neue Flasche, deren Inhalt in der Taumelmaschine neu gemischt wurde, in die Spritzvorrichtung wieder einbauen. Damit ist eine Person ständig nur mit der Vorbereitung und dem Auswechseln der Spritzpulverflaschen beschäftigt.

Dabei treten diese Probleme selbstverständlich nicht nur im Zusammenhang mit der Beschichtung von Zylinderlaufbüchsen auf, sondern sind ganz generell ein Problem beim thermischen Spritzen, aber auch bei anderen

Bearbeitungsvorgängen, die pulver- oder kornförmige Substanzen benutzen, wie zum Beispiel bei der Oberflächenbehandlung durch abrasive

Strahl Vorgänge, wie Sandstrahlen mit kornförmigen Pulvern oder

Pulvergemischen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Versorgungssystem zur Bereitstellung von kornförmigen Substanzen an einer Behandlungsvorrichtung bereit zu stellen, insbesondere ein neues Versorgungssystem zur

Bereitstellung von Spritzpulvern an einer thermischen Spritzvorrichtung vorzuschlagen, mit welchem die Nachteile des Stands der Technik vermieden werden können. Vor allem soll eine Entmischung beim Transport der kornförmigen Substanzen verhindert werden, so dass das Mischen der kornförmigen Substanz in der Taumelmaschine entfällt und insbesondere eine gezielte automatisierte Nachlieferung der kornförmigen Substanz ermöglicht wird, ohne dass der Betrieb der mit Pulver zu versorgenden

Behandlungsvorrichtung unterbrochen werden muss, wobei gleichzeitig optimale Arbeitsergebnisse garantiert werden können.

Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte

Ausführungsformen der Erfindung.

Die Erfindung betrifft somit einen Verpackungsstrang zur Verpackung einer kornförmigen Substanz, insbesondere zur Verpackung eines Spritzpulvers zum thermischen Beschichten einer Oberfläche eines Werkstücks.

Erfindungsgemäss umfasst der Verpackungsstrang eine Mehrzahl von einzelnen Verpackungstaschen von vorgebbarer Grosse, wobei in der einzelnen Verpackungstasche eine dosierbare Menge der kornförmigen Substanz gegen eine äussere Umgebung abgeschlossen verpackt ist. Durch die Verpackung der kornförmigen Substanz im erfindungsgemässen Verpackungsstrang, insbesondere z.B. eines Spritzpulvers zum thermischen Beschichten, werden die eingangs erwähnten Probleme aus dem Stand der Technik erstmals vollständig gelöst. Der Verpackungsstrang der vorliegenden Erfindung ist als langer mechanisch flexibler Strang ausgebildet, in welchem zumindest in Längsrichtung des Strangs in bestimmten Abständen

Verpackungstaschen vorgesehen sind, in welchen eine vorgebbare Menge an kornförmiger Substanz dosiert und geschützt gegen Einflüsse aus der Umgebung abgepackt ist. Der lange flexible Verpackungsstrang kann auf einfache Weise transportiert werden, indem der Verpackungsstrang zum Beispiel in vielen Lagen übereinander und / oder nebeneinander gelegt, sehr kompakt in einem Transportbehälter oder zum Beispiel abgepackt in einer Transportfolie angeliefert werden kann.

Dabei kann der Verpackungsstrang, der mit einer Vielzahl von

Verpackungstaschen ausgestattet ist, sehr einfach durch eine automatische Fördereinrichtung, zum Beispiel durch ein Paar von Förderrollen automatisch einer Behandlungsvorrichtung, die bevorzugt eine thermische

Spritzvorrichtung ist, zugeführt werden, so dass das Spritzpulver automatisch z.B. in eine thermische Spritzpistole gefördert werden kann, wo es dann zum thermischen Spritzen zur Verfügung steht. Somit entfällt das aus dem Stand der Technik bekannte ständige Wechseln der Gebinde bzw. Flaschen, die nur einen sehr begrenzten Vorrat an Spritzpulver enthalten. Im Prinzip kann der erfindungsgemässe Verpackungsstrang beliebig lang mit beliebig vielen Verpackungstaschen ausgebildet werden, so dass ohne Unterbrechung und ohne weiteres Bedienungspersonal die Behandlungsvorrichtung solange betrieben werden kann, bis andere Randbedingungen eine Unterbrechung erforderlich machen.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es somit, dass im Betriebszustand die Behandlungsvorrichtung mit einer vorgebbaren Menge an kornförmiger Substanz, also zum Beispiel mit Pulver oder einem Strahlgut nachgefüllt werden kann, und zwar ohne, dass ein laufender Prozess, zum Beispiel ein Beschichtungsvorgang, der von einer als thermischer Spritzvorrichtung ausgestalteten Verarbeitungseinrichtung im Gange ist, unterbrochen werden muss oder für das Nachfüllen permanent Personal bereit gestellt werden muss. Lediglich zu Beginn eines Arbeitsprozesses muss der

Behandlungsstrang in die automatische Fördereinrichtung eingelegt werden. Die Fördereinrichtung ist dabei bevorzugt durch eine

Datenverarbeitungsanlage programmgesteuert, so dass der Nachfüllprozess auch mit anderen Prozessabläufen verknüpft werden kann. So kann zum Beispiel ein thermischer Beschichtungsprozess unterbrochen und beliebig wieder gestartet werden, solange nicht alle Verpackungstaschen des

Verpackungsstrangs entleert sind.

Somit können im Falle einer Serienfertigung bzw. bei der Massenproduktion einer sehr grossen Anzahl von Werkstücken, sehr lange Standzeiten erreicht werden, ohne dass der Produktionsprozess unterbrochen werden muss. So kann eine Beschichtungsanlage zum thermischen Beschichten eines Bauteils, wie eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eine ganze Woche oder länger ununterbrochen betrieben werden, ohne dass der Prozess der Beschichtung der Teile zum Nachfüllen des Vorratsbehälters

unterbrochen werden müsste, wenn nur ein Verpackungsstrang genügender Länge verwendet wird. Auch können natürlich zwei oder mehrere

Verpackungstränke zu einem noch längeren Verpackungsstrang kombiniert werden. In einem speziellen Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Verpackungsstrang entlang einer Längsrichtung in einer vorgebbaren Länge, und die einzelnen Verpackungstaschen sind entlang der Längsrichtung in einem vorgebbaren Abstand, bevorzugt in einem äquidistanten Abstand angeordnet und bilden eine erste Kette von Verpackungstaschen. In einem anderen Ausführungsbeispiel können zusätzlich zur ersten Kette von Verpackungstaschen eine zweite Kette oder mehrere zusätzliche Ketten von Verpackungstaschen vorgesehen sein, in die zum Beispiel verschiedene Sorten kornförmiger Substanz isoliert voneinander verpackt sein können. Beispielsweise können die Verpackungstaschen in der ersten Kette und der zweiten Kette verschiedene Grossen haben, so dass in der

Verpackungstasche der ersten Kette eine andere Menge an Material abgepackt sein kann als in den Verpackungstaschen der zweiten Kette. Wenn jeweils der Inhalt einer Verpackungstasche der ersten Kette und der zweiten Kette gemeinsam der Behandlungseinrichtung zugeführt werden, kann so ein Mischungsverhältnis zweier oder mehrerer kornförmiger Substanzen voreingestellt werden.

Die Verteilung der kornförmigen Substanz auf zwei oder mehr verschiedene Ketten von Verpackungstaschen kann dabei unterschiedliche Gründe haben. Beispielsweise ist es möglich, dass zwei Pulversorten gleichzeitig verarbeitet werden müssen, die aus bestimmten Gründen nicht über längere Zeiten gemischt gelagert werden können. Auch ist es möglich, dass eine Substanz anders verpackt werden muss, als eine andere Substanz. Während eine der Substanzen zum Beispiel gegen Feuchtigkeit geschützt werden muss, ist die andere gegen Sauerstoff zu schützen, so dass die Verpackungstaschen der jeweiligen Ketten aus verschiedenen Materialien gefertigt sind.

Dabei versteht es sich, dass auch innerhalb einer Kette z.B. die

Verpackungstaschen abwechselnd mit verschiedenen Substanzen befüllt sind, wenn der entsprechende Bearbeitungsprozess dies erfordert. In dem Fall kann die Behandlungsvorrichtung zum abwechselnd mit einer ersten

Substanz und dann mit einer zweiten Substanz beschickt werden. Auch kann die Grosse der Verpackungstaschen innerhalb ein und derselben Kette variieren.

Besonders interessant sind solche Verpackungsvarianten bzw.

Kombinationen dann, wenn automatisch komplizierte Prozesse, zum Beispiel komplizierte Beschichtungsprozesse realisiert werden sollen. So können beispielweise bei einem komplizierten Beschichtungsprozess die einzelnen Verpackungstaschen in einer vorgegebenen Sequenz abwechselnd mit verschiedenen Spritzpulvern und / oder mit verschiedenen Mengen an

Spritzpulver befüllt werden. Dadurch können zum Beispiel verschiedene Werkstücke nacheinander mit verschiedenen Schichten thermisch beschichtet werden oder verschiedene Bereiche können bei ein und demselben

Werkstück automatisch mit verschiedenen Spritzschichten versehen werden, ohne dass ein manuelles Auswechseln des Spritzpulvers notwendig werden. Oder es können automatisch mehrere verschiedene Schichten übereinander gespritzt werden. Der Fachmann versteht sofort, dass auch eine ganze Reihe anderer komplizierter Kombinationen von Einzelschritten durch Verwendung eines geeignet bestückten Verpackungsstrangs realisierbar sind, und dies nicht nur beim thermischen Spritzen.

So kann auch beim Strahlen mit abrasivem Strahlgut beispielweise eine stufenweise Behandlung eines Werkstücks mit unterschiedlichem

Strahlmaterial realisiert werden oder es können verschiedene Werkstücke nacheinander mit unterschiedlichem Strahlgut behandelt werden.

In ganz bestimmten Fällen können sogar verschiedene Prozesse kombiniert werden, indem die Verpackungstaschen in entsprechender Weise mit den benötigten Materialien befüllt sind. Zum Beispiel kann ein Werkstück von einer kombinierten Bearbeitungsvorrichtung zunächst mit dem Inhalt einer

Verpackungstasche sandgestrahlt werden, während in einer nächsten

Verpackungstasche ein Spritzpulver enthalten ist, mit welchem dann die Oberfläche des Werkstücks mit einer thermischen Spritzschicht versehen wird. Bei einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel ist die kornförmige Substanz ein Gemisch aus mindestens einer ersten

Pulverkomponente und einer zweiten Pulverkomponente. Dies ist sehr häufig beim thermischen Spritzen der Fall. Moderne Spritzwerkstoffe sind häufig ein komplexes Gemische aus verschiedenen Komponenten, zum Beispiel aus metallischen und keramischen Komponenten, wobei zum Beispiel eine mittlere Korngrösse der ersten Pulverkomponente verschieden von einer mittleren Korngrösse der zweiten Pulverkomponenten und / oder wobei die erste Pulverkomponente eine chemische Zusammensetzung hat, die verschieden ist von einer chemischen Zusammensetzung der zweiten Pulverkomponenten und / oder wobei sich ein spezifisches Gewicht der Pulverkomponenten mehr oder weniger deutlich unterscheidet und / oder wobei andere chemische oder physikalische Eigenschaften der

Pulverkomponenten verschieden sind.

In all diesen Fällen besteht beim Transport der Pulvermischungen die Gefahr der Entmischung, allein schon durch die Bewegungen den die

Pulvermischungen beim Transport ausgesetzt sind. Daher mussten im Stand der Technik Pulvermischungen bisher immer aufwändig in einer

Taumelmaschine wieder gemischt werden, bevor sie zum Beispiel beim thermischen Spritzen verwendet werden konnten.

Bei einem für die Praxis sehr wichtigen Beispiel eines erfindungsgemässen Verpackungsstrangs ist die kornförmige Substanz dagegen in der

Verpackungstasche gegen Entmischung gesichert verpackt, indem die kornförmige Substanz zum Beispiel in Bezug auf einen Umgebungsdruck unter einem Unterdruck in der Verpackungstasche gegen Entmischung gesichert verpackt ist. Dadurch, dass in der Verpackungstasche ein ausreichender Unterdruck in Bezug auf den Umgebungsdruck erzeugt wird, presst der Umgebungsdruck die Verpackungstasche so stark zusammen, dass die einzelnen Körner der kornförmigen Substanz in der

Verpackungstasche gegeneinander und gegen die Hülle der

Verpackungstasche fixiert sind, so dass bei Transport keine Entmischung mehr stattfindet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die kornförmige Substanz z.B. mit hohem Druck beim Verpacken in die Verpackungstasche gepresst, so dass das Pulver den Innenraum der Verpackungstasche in so hohem Masse ausfühlt, dass ein Entmischen verhindert wird. Dieses Ausführungsbeispiel kann dabei besonders vorteilhaft mit einer Verpackungstasche realisiert werden, die aus einem ausreichend elastischen Material, zum Beispiel einem Kunststoff gefertigt ist. In diesem Fall kann optional zusätzlich auch noch ein Unterdruck in der Verpackungstasche erzeugt werden, was aber in vielen Fällen dann nicht mehr notwendig ist.

Insbesondere wenn in einem erfindungsgemässen Verpackungsstrang eine chemisch empfindliche Substanz verpackt werden soll, kann die kornförmige Substanz auch unter einer Schutzgasatmosphäre in der Verpackungstasche verpackt sein. Beispielweise unter einer Edelgasatmosphäre oder unter einem Inertgas wie zum Beispiel Stickstoff.

Bevorzugt ist der Verpackungsstrang bzw. die Verpackungstasche aus einem plastischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, im Speziellen aus einem Polyethylen hergestellt. Zur Isolierung gegen einen Austausch eines Fluids zwischen einem Inneren der Verpackungstasche und der Umgebung kann die Verpackungstasche aus einem Barrierematerial hergestellt sein, das zum Beispiel der Austausch von Gasen wie Sauerstoff oder von Flüssigkeiten wie Wasser oder anderen Fluiden verhindert. Im Speziellen ist das Barrierematerial eine Mehrschichtfolie aus

unterschiedlichen Funktionsfolien, so dass das Innere der

Verpackungstaschen gleichzeitig gegen das Eindringen von Sauerstoff und Wasser geschützt ist, bzw. eine Schutzgasatmosphäre im Inneren der

Verpackungstasche aufrecht erhalten werden kann. ist. Insbesondere wenn eine besondere Abschottung des verpackten Pulvers nicht von besonderer Bedeutung ist, kann der Verpackungsstrang natürlich auch aus einem anderen Material, zum Beispiel aus einem gewebten Material, aus einem Carbon Verbundwerkstoff, aus Glasfasern, metallischen Fäden oder textilen Materialien gefertigt sein. Auch können die Verpackungstaschen und der Strang selbst, in welchem die Verpackungstaschenangeordnet sind, aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein.

Damit der erfindungsgemässe Verpackungsstrang z.B. einfach in mehrere Teilstränge aufgeteilt werden kann, kann zwischen zwei Verpackungstaschen eine Separierungsnaht vorgesehen sein, eine Art Sollbruchstelle, an der der Verpackungsstrang einfach aufgetrennt werden kann. Ausserdem gestattet eine Separierungsnaht auch ein einfacheres und kompakteres

Zusammenlegen des Verpackungsstrangs, weil der Verpackungsstrang an der Separierungsnaht auch einfach geknickt werden kann, ohne dass er dabei zerteilt wird, was vor allem für den Transport und die Lagerung sehr vorteilhaft ist, da dadurch der Raumbedarf minimiert wird.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Beschicken einer

Behandlungsvorrichtung mit einer kornförmigen Substanz. Erfindungsgemäss wird dabei zur Behandlung eines Werkstücks durch eine

Behandlungseinrichtung der Behandlungsvorrichtung, die kornförmige

Substanz in einem Verpackungsstrang der vorliegenden Erfindung verpackt, wobei der Verpackungsstrang eine Mehrzahl von einzelnen

Verpackungstaschen von vorgegebener Grosse umfasst, und der

Verpackungsstrang der Behandlungsvorrichtung derart zugeführt wird, dass in einem vorgegebenen Zeitabstand eine in zwei verschiedenen

Verpackungstaschen dosierte Menge an kornförmiger Substanz nacheinander der Behandlungseinrichtung zugeführt wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird an der

Behandlungsvorrichtung bevorzugt eine Fördereinrichtung vorgesehen und der Verpackungsstrang wird der Behandlungsvorrichtung durch die

Fördereinrichtung automatisch zugeführt. Die Fördereinrichtung kann dabei zum Beispiel in an sich bekannter Weise durch ein Paar von Rollen realisiert sein, die den Verpackungsstrang führen. Auch andere Möglichkeiten können vorteilhaft eingesetzt werden. So kann zum Beispiel am Verpackungsstrang in Längsrichtung eine geeignete Perforation vor gesehen sein, so dass der Verpackungsstrang mittels eines Zahnradantriebs befördert werden kann, der in die Perforation des Verpackungsstrangs eingreift. Dem Fachmann sind dabei durchaus weitere Fördereinrichtungen und Möglichkeiten bekannt, wie der Verpackungsstrang auf einfache Weise befördert werden kann.

Sehr vorteilhaft wird dabei ein Öffnungsmittel zum Öffnen der

Verpackungstasche vorgesehen, so dass die Verpackungstasche automatisch durch das Öffnungsmittel geöffnet wird und die dosierte Menge an

kornförmiger Substanz automatisch der Behandlungseinrichtung zugeführt wird. Als Öffnungsmittel kommt dabei konkret zum Beispiel eine scharfe Klinge oder ein Messer in Frage, mit der die Verpackungstasche

aufgeschnitten werden kann, so dass die darin enthaltene kornförmige

Substanz austreten kann. Selbstverständlich sind auch andere Öffnungsmittel möglich, wie beispielweise Zangen, die die Verpackungstasche aufreissen, oder thermische Öffnungsmittel, die mittels Hitze die Verpackungstasche aufschweissen oder aufschmelzen oder auf andere geeignete Weise öffnen.

Gemäss einer speziellen Ausführungsvariante eine erfindungsgemässen Verfahrens erstreckt sich der Verpackungsstrang entlang einer Längsrichtung in einer vorgegebenen Länge, wobei die einzelnen Verpackungstaschen entlang der Längsrichtung in einem vorgegebenen Abstand, bevorzugt in einem äquidistanten Abstand angeordnet werden, so dass eine erste Kette von Verpackungstaschen gebildet wird. Dabei wird der Verpackungsstrang in einem Transportbehälter an die Behandlungsvorrichtung angeliefert, ein erstes Ende des Verpackungsstrangs in die Fördereinrichtung eingelegt und der Verpackungsstrang nach einem vorgegeben zeitlichen Ablaufschema der Behandlungsvorrichtung aus dem Transportbehälter heraus automatisch zugeführt.

Im Speziellen kann zusätzlich zur ersten Kette von Verpackungstaschen eine zweite Kette von Verpackungstaschen vorgesehen werden und je ein Inhalt der Verpackungstasche der ersten Kette und ein Inhalt der

Verpackungstasche der zweiten Kette der Behandlungseinrichtung

automatisch zugeführt werden. Insbesondere kann der Inhalt der

Verpackungstasche der ersten Kette und der Inhalt der Verpackungstasche der zweiten Kette gleichzeitig der Behandlungseinrichtung automatisch zugeführt werden.

In einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Beschicken einer

Behandlungsvorrichtung ist die Behandlungsvorrichtung eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen und / oder das Werkstück wird durch ein thermisches Spritzverfahren behandelt. Das thermische Spritzverfahren ist dabei ein Flamnnspritzverfahren, ein Plasmaspritzverfahren, ein HVOF-Spritzverfahren oder ein anderes thermisches Pulverspritzverfahren.

Im Speziellen ist das thermische Spritzverfahren ein rotierendes Plasma Pulverspritzverfahren, wobei bevorzugt eine Mehrzahl von Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine an einer Zylinderlauffläche nacheinander automatisch beschichtet werden.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Behandlungsvorrichtung, insbesondere eine thermische Beschichtungsvorrichtung zur Verwendung eines Verpackungsstrangs und zur Durchführung eines Verfahrens gemäss der oben beschriebenen Erfindung.

Insbesondere betrifft die Erfindung ausserdem ein Verfahren zur Herstellung, sowie eine Verpackungsvorrichtung zur Herstellung eines

Verpackungsstrangs.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 a ausschnittsweise ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Verpackungsstrangs;

Fig. 1 b einen Schnitt gemäss Fig. 1 a entlang der Schnittlinie l-l; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verpackungsstrangs;

Fig. 3 eine Mehrschichtfolie zur Herstellung einer Verpackungstasche;

Fig. 4 eine rotierende Plasmaspritzvorrichtung gemäss der Erfindung zur Beschichtung von Zylinderlaufflächen. Fig. 1 a zeigt in einer schematischen Darstellung ausschnittsweise ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen

Verpackungsstrangs, der im Folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird. Der Verpackungsstrang 1 gemäss Fig. 1 a umfasst zur Verpackung einer kornförmigen Substanz 2, 21 , 22 eine Vielzahl von Verpackungstaschen 4. Die Verpackungstaschen 4 sind im besonderen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 a in einer ersten Kette Ki entlang einer Längsrichtung L in äquidistanten Abständen A angeordnet. Jede Verpackungstasche 4 enthält dabei eine kornförmige Substanz 2, 21 , 22, die im vorliegenden Beispiel ein Spritzpulver 2, 21 , 22 ist und zwar in Form einer Mischung aus einer ersten

Pulverkomponente 21 und einer zweiten Pulverkomponente 22. Jede

Verpackungstasche 4 hat eine vorgebbare Grosse, so dass in jeder einzelnen Verpackungstasche 4 eine dosierbare Menge des Spritzpulvers 2, 21 , 22 gegen eine äussere Umgebung abgeschlossen verpackt ist. Zumindest die Verpackungstasche 4 selbst ist aus einem Barrierematerial 400 gefertigt. Das Barrierematerial 400 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 a eine

Mehrschichtfolie 400, die aus mehreren unterschiedlichen Funktionsfolien 401 , 402 aufgebaut ist, wie anhand der Fig. 3 später noch näher erläutert werden wird. Zum sicheren Transport des Verpackungsstrangs 1 mittels einer Fördereinrichtung 7, wie sie zum Beispiel anhand der Fig. 4 eingehend beschrieben ist, sind an den Ränder des Verpackungsstrangs 1 Perforationen 71 vorgesehen, in die z.B. ein Zahnrad der Fördereinrichtung 7 eingreifen kann, um den Verpackungsstrang 1 aus einem Transportbehälter 9 einer Behandlungsvorrichtung 6, also z.B. einer Plasmaspritzvorrichtung 6 zuzuführen. Das Spritzpulver 2, 21 , 22 ist dabei in Bezug auf einen

Umgebungsdruck unter einem Unterdruck in der Verpackungstasche 4 gegen Entmischung gesichert verpackt.

Deutlich zu sehen sind die Separierungsnähte 5, die es gestatten, den Verpackungsstrang 1 entweder an einer Sepaherungsnaht 5 auf einfache Weise aufzutrennen, oder aber den Verpackungsstrang 1 ohne ihn

aufzutrennen durch Knicken an den Sepaherungsnähten 5 kompakt zusammenzulegen, so dass dieser platzsparend transportiert und gelagert werden kann.

Fig. 1 b zeigt einen Schnitt gemäss Fig. 1a entlang der Schnittlinie l-l aus Blickrichtung Il auf den Verpackungsstrang 1. Hier ist deutlich zu erkennen, wie die in den Verpackungstaschen 4 unter Unterdruck verpackte kornförmige Substanz 2, 21 , 22 gegen Entmischung während des Transports des

Verpackungsstrangs 1 gesichert ist. Die unter Unterdruck stehende

Verpackungstasche 4, die aus dem elastischen Barrierematerial 400

hergestellt ist, legt sich aufgrund des äusseren Umgebungsdruck fest um das in der Verpackungstasche 4 verpackte Spritzpulver 2, 21 , 22, und presst dieses so in der Verpackungstasche 4 zusammen, dass eine Bewegung der Pulverkörner innerhalb der Verpackungstasche 4 weitgehend verunmöglicht ist, so dass gemäss der Erfindung beim Transport des Verpackungsstrangs 1 im wesentlichen keine Entmischung des kornförmigen Spritzpulvers 2, 21 , 22 mehr stattfinden kann.

In Fig. 2 ist exemplarisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines

Verpackungsstrangs 1 der vorliegenden Erfindung in schematischer Weise dargestellt. Hier handelt es sich um ein spezielles Ausführungsbeispiel, bei welchem sich der Verpackungsstrang 1 entlang der Längsrichtung L in einer vorgebbaren Länge erstreckt, und die einzelnen Verpackungstaschen 4 entlang der Längsrichtung L in einem vorgebbaren äquidistanten Abstand A angeordnet sind und eine erste Kette Ki von Verpackungstaschen 4 bilden. Zusätzlich zur ersten Kette Ki von Verpackungstaschen 4 ist eine zweite Kette K₂ von Verpackungstaschen 4 vorgesehen, so dass z.B. in den

Verpackungstaschen 1 der ersten Kette Ki eine andere kornförmige Substanz als in den Verpackungstaschen 1 der zweiten Kette K₂ verpackt sein kann. Der Verpackungsstrang 1 gemäss Fig. 2 hat dabei keine Perforationen 71 , da die Fördereinrichtung 7 zur Förderung des Verpackungsstrangs 1 gemäss Fig. 2 keine Zahnräder benützt, sondern mit rutschsicheren Rollenanordnungen den Verpackungsstrang 1 befördert, wie es aus dem Stand der Technik auf verschiedenen Gebieten bereits an sich bekannt ist. Fig. 3 zeigt schematisch ein Barrierematerial 400 zur Herstellung einer Verpackungstasche 4, wie es zum Beispiel für die Herstellung des

Verpackungsstrangs 1 gemäss Fig. 1 a bzw. Fig. 1 b verwendet werden kann.

Das Barrierematerial 400 ist eine spezielle Mehrschichtfolie 400 umfassend drei Funktionsfolien 401 , 402, wobei zwischen zwei identischen äusseren Funktionsfolien 402 eine innere Funktionsfolie 401 angeordnet ist. Im Beispiel der Fig. 3 ist die innere Funktionsfolie 401 eine Gas abdichtende Folie 401 , die insbesondere einerseits das Eindringen von Gasen, wie Sauerstoff oder anderen Gasen von aussen in die Verpackungstasche 4 verhindert. Und andererseits ein Schutzgas, das in der Verpackungstasche 4 die enthaltene kornförmige Substanz 2, 21 , 22 schützt, in der Verpackungstasche 4 zurückhält. Ausserdem kann die Funktionsfolie 401 auch dazu dienen, einen Unterdruck oder einen Überdruck, wie er vielleicht im Falle der Verwendung von Schutzgas in der Verpackungstasche 1 vorgesehen sein kann, aufrecht zu erhalten.

Die beiden äusseren Funktionsfolien 402 sind beim Beispiel der Fig. 3

Flüssigkeit dichtende Funktionsfolien 402, die einerseits das Eindringen von Flüssigkeit, zum Beispiel von Wasser in die Verpackungstasche 4 verhindern. Bei speziellen kornförmigen Substanzen 2, 21 , 22 kann sie im Speziellen auch dazu dienen, eine notwendige Restfeuchtigkeit innerhalb der

Verpackungstasche 4 aufrecht zu erhalten.

Es versteht sich von selbst, dass auch andere Arten von Funktionsfolien 401 , 402 je nach Anforderungen vorteilhaft verwendet werden können und selbstverständlich auch mehr als drei lagige Barrierematerialien 400 möglich sind.

In Fig. 4 ist schliesslich eine komplette Behandlungsvorrichtung 6

schematisch dargestellt, die durch eine Plasmaspritzvorrichtung 6 mit einem rotierenden Pulverplasmabrenner 61 mit Pulverversorgungseinrichtung 62 als Behandlungseinrichtung 61 gebildet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung weiterer wichtiger Versorgungseinrichtungen, die die Plasmaspritzvorrichtung 6 in an sich bekannter Weise umfasst, verzichtet. Wie der Fachmann weiss, sind neben der Pulverversorgungseinrichtung 62 auch nicht dargestellte Versorgungseinrichtungen zur Versorgung mit elektrischer Energie, Kühlwasser, Datenleitungen usw. vorhanden.

Der rotierende Pulverplasmabrenner 61 beschichtet in Fig. 4 gerade die Kolbenlauffläche 31 einer Zylinderbohrung eines Zylinderblocks 3 eines Mehrzylinder V-Motors mit einem speziellen thermischen Spritzpulver 2, 21 , 22. Dazu rotiert der Pulverplasmabrenner 61 wie durch den Pfeil 601 dargestellt um seine Achse und wird gleichzeitig entlang seiner Achse gemäss dem Pfeil 602 bewegt, so dass die Kolbenlauffläche 31 nach und nach vollständig mit einer thermischen Spritzschicht versehen wird. Wenn die Zylinderbohrung fertig beschichtet ist, bringt eine in Fig. 4 nicht dargestellte Roboteranlage den Zylinderblock 3 derart in eine neue Bearbeitungsposition, dass eine andere Zylinderbohrung ebenfalls beschichtet werden kann. Auf diese Weise werden nach und nach alle Zylinderbohrungen eines

Zylinderblocks 3 für einen Verbrennungsmotor beschichtet. Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde zum thermischen Beschichten der Kolbenlauffläche 31 durch den rotierenden Pulverplasmabrenner 61 das Spritzpulver 2, 21 , 22 in einem Verpackungsstrang 1 verpackt, wobei der Verpackungsstrang 1 eine Mehrzahl von einzelnen Verpackungstaschen 4 von vorgegebener Grosse umfasst, und der Verpackungsstrang 1 der

Plasmaspritzvorrichtung 6 derart zugeführt wird, dass in einem vorgegebenen Zeitabstand eine in zwei verschiedenen Verpackungstaschen 4 dosierte Menge an Spritzpulver 2, 21 , 22 nacheinander der Pulverversorgungsrichtung 62 und damit dem rotierenden Pulverplasmabrenner 61 zugeführt wird. An der Plasmaspritzvorrichtung 6 ist eine Fördereinrichtung 7 mit Förderrollen 70 vorgesehen, so dass der Verpackungsstrang 1 der

Plasmaspritzvorrichtung 6 durch die Fördereinrichtung 7 automatisch zugeführt wird. Dabei ist ein Öffnungsmittel 8, hier ein elektrisch beheizter Draht 8 zum Öffnen der Verpackungstasche 4 vorgesehen, der die Verpackungstasche 4 automatisch mittels Hitze öffnet, indem die Verpackungstasche 4 durch den beheizten Draht 8 an einer vorgebbaren Stelle durchschmolzen wird und so die dosierte Menge an Spritzpulver 2, 21 , 22 automatisch der

Pulverversorgungsrichtung 62 und damit dem rotierenden

Pulverplasmabrenner 61 zugeführt wird.

Der Verpackungsstrang 1 erstreckt sich dabei entlang der Längsrichtung L in einer vorgegebenen Länge, wobei die einzelnen Verpackungstaschen 4 entlang der Längsrichtung L in einem äquidistanten Abstand A angeordnet sind, so dass eine erste Kette Ki von Verpackungstaschen 4 gebildet wird. Der Verpackungsstrang 1 wurde dabei in einem Transportbehälter 9, z.B. auf einer Palette 9 an die Plasmaspritzvorrichtung 6 angeliefert und ein erstes Ende des Verpackungsstrangs 1 in die Fördereinrichtung 7 eingelegt. Im Betriebszustand wird der Verpackungsstrang 1 dann nach einem vorgegeben zeitlichen Ablaufschema der Plasmaspritzvorrichtung 6 aus dem

Transportbehälter 9 heraus automatisch zugeführt. Nach dem automatischen Entleeren der Verpackungstaschen 4 wird der Verpackungsstrang 1 dann darstellungsgemäss nach rechts von der Plasmaspritzvorrichtung 6 wieder weg transportiert und einer nicht gezeigten Entsorgungsstation zugeführt.

Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die exemplarisch beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Der Fachmann versteht insbesondere, dass alle beschriebenen Ausführungsbeispiele geeignet kombiniert ebenfalls von der Erfindung erfasst sind und erkennt ohne Mühe einfache Weiterbildungen der beanspruchten Erfindung.

Claims

Patentansprüche

1 . Verpackungsstrang zur Verpackung einer kornförmigen Substanz (2, 21 , 22), insbesondere zur Verpackung eines Spritzpulvers (2, 21 , 22) zum thermischen Beschichten einer Oberfläche (31 ) eines Werkstücks (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Verpackungsstrang eine Mehrzahl von einzelnen Verpackungstaschen (4) von vorgebbarer Grosse umfasst, wobei in der einzelnen Verpackungstasche (4) eine dosierbare Menge der kornförmigen Substanz (2, 21 , 22) gegen eine äussere Umgebung abgeschlossen verpackt ist.

2. Verpackungsstrang nach Anspruch 1 , wobei sich der Verpackungsstrang entlang einer Längsrichtung (L) in einer vorgebbaren Länge erstreckt, und die einzelnen Verpackungstaschen (4) entlang der Längsrichtung (L) in einem vorgebbaren Abstand (A), bevorzugt in einem äquidistanten Abstand (A) angeordnet sind und eine erste Kette (Ki) von

Verpackungstaschen (4) bilden.

3. Verpackungsstrang nach Anspruch 2, wobei zusätzlich zur ersten Kette (Ki) von Verpackungstaschen (4) eine zweite Kette (K₂) von

Verpackungstaschen (4) vorgesehen ist.

4. Verpackungsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die kornförmige Substanz (2, 21 , 22) ein Gemisch aus einer ersten

Pulverkomponente (21 ) und einer zweiten Pulverkomponente (22) ist.

5. Verpackungsstrang nach Anspruch 4, wobei eine mittlere Korngrösse der ersten Pulverkomponente (21 ) verschieden von einer mittleren

Korngrösse der zweiten Pulverkomponenten (22) ist.

6. Verpackungsstrang nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die erste Pulverkomponente (21 ) eine chemische Zusammensetzung hat, die verschieden ist von einer chemischen Zusammensetzung der zweiten Pulverkomponenten (22).

7. Verpackungsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die kornförmige Substanz (2, 21 , 22) in der Verpackungstasche (4) gegen Entmischung gesichert verpackt ist, insbesondere in Bezug auf einen Umgebungsdruck unter einem Unterdruck in der Verpackungstasche (4) gegen Entmischung gesichert verpackt ist.

8. Verpackungsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die kornförmige Substanz (2, 21 , 22) unter einer Schutzgasatmosphäre in der Verpackungstasche (4) verpackt ist.

9. Verpackungsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verpackungstasche (4) aus einem plastischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, im Speziellen aus einem Polyethylen hergestellt ist.

10. Verpackungsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Isolierung gegen einen Austausch eines Fluids zwischen einem Inneren der Verpackungstasche (4) und der Umgebung, die Verpackungstasche (4) aus einem Barrierematerial (400) hergestellt ist.

1 1 . Verpackungsstrang nach Anspruch 10, wobei das Barrierematerial (400) eine Mehrschichtfolie (400) aus unterschiedlichen Funktionsfolien (401 , 402) ist.

12. Verpackungsstrang nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen zwei Verpackungstaschen (4) eine Separierungsnaht (5) vorgesehen ist.

13. Verfahren zum Beschicken einer Behandlungsvorrichtung (6) mit einer kornförmigen Substanz (2, 21 , 22), dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung eines Werkstücks (3) durch eine Behandlungseinrichtung (61 ) der Behandlungsvorrichtung (6), die kornförmige Substanz (2, 21 , 22) in einem Verpackungsstrang (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verpackt wird, wobei der Verpackungsstrang (1 ) eine Mehrzahl von einzelnen Verpackungstaschen (4) von vorgegebener Grosse umfasst, und der Verpackungsstrang (1 ) der Behandlungsvorrichtung (6) derart zugeführt wird, dass in einem vorgegebenen Zeitabstand eine in zwei verschiedenen Verpackungstaschen (4) dosierte Menge an kornförmiger Substanz (2, 21 , 22) nacheinander der Behandlungseinrichtung (61 ) zugeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei an der Behandlungsvorrichtung (6) eine Fördereinrichtung (7) vorgesehen wird, und der Verpackungsstrang (1 ) der Behandlungsvorrichtung (6) durch die Fördereinrichtung (7) automatisch zugeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Öffnungsmittel (8) zum Öffnen der Verpackungstasche (4) vorgesehen wird, die Verpackungstasche (4) automatisch durch das Öffnungsmittel (8) geöffnet wird und die dosierte Menge an kornförmiger Substanz (2, 21 , 22) automatisch der

Behandlungseinrichtung (61 ) zugeführt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei sich der

Verpackungsstrang (1 ) entlang einer Längsrichtung (L) in einer

vorgegebenen Länge erstreckt, die einzelnen Verpackungstaschen (4) entlang der Längsrichtung (L) in einem vorgegebenen Abstand (A), bevorzugt in einem äquidistanten Abstand (A) angeordnet werden, so dass eine erste Kette (Ki) von Verpackungstaschen (4) gebildet wird, wobei der Verpackungsstrang (1 ) in einem Transportbehälter (9) an die

Behandlungsvorrichtung (6) angeliefert wird, ein erstes Ende des

Verpackungsstrangs (1 ) in die Fördereinrichtung (7) eingelegt wird und der Verpackungsstrang (1 ) nach einem vorgegeben zeitlichen

Ablaufschema der Behandlungsvorrichtung (6) aus dem Transportbehälter (9) heraus automatisch zugeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei zusätzlich zur ersten Kette (K₁) von Verpackungstaschen (4) eine zweite Kette (K₂) von Verpackungstaschen (4) vorgesehen wird und je ein Inhalt der Verpackungstasche (4) der ersten Kette (K₁) und ein Inhalt der Verpackungstasche (4) der zweiten Kette (K₂) der Behandlungseinrichtung (61 ) automatisch zugeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Inhalt der Verpackungstasche (4) der ersten Kette (K₁) und der Inhalt der Verpackungstasche (4) der zweiten Kette (K₂) gleichzeitig der Behandlungseinrichtung (61 ) automatisch zugeführt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die

Behandlungsvorrichtung (6) eine Vorrichtung (6) zum thermischen

Spritzen ist und das Werkstück (3) durch ein thermisches Spritzverfahren behandelt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das thermische Spritzverfahren ein Flammspritzverfahren, ein Plasmaspritzverfahren, ein HVOF-

Spritzverfahren oder ein anderes thermisches Pulverspritzverfahren ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei das thermische Spritzverfahren ein rotierendes Plasma Pulverspritzverfahren ist und eine Mehrzahl von Zylindern (3) von Verbrennungskraftmaschinen an einer Zylinderlauffläche (31 ) nacheinander automatisch beschichtet werden.

22. Behandlungsvorrichtung, insbesondere thermische

Beschichtungsvorrichtung zur Verwendung eines Verpackungsstrangs (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und zur Durchführung eines

Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 21.

23. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsstrangs (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

24. Verpackungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach

Anspruch 23.