CH632688A5

CH632688A5 - Vorrichtung zur automatischen auftragsschweissung.

Info

Publication number: CH632688A5
Application number: CH790278A
Authority: CH
Inventors: Erwin Dieter Huehne; Jochen Hans Anders
Original assignee: Castolin Gmbh
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1982-10-29
Also published as: BE869210A; FR2397912A1; GB2002819A; FR2397912B3; US4201341A; ATA525078A; IT7822387V0; AT368424B; GB2002819B; DE7722908U1; SE7807911L; JPS5446825U; SE425767B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Auftragsschweissung von insbesondere Bohrungsinnenflächen an insbesondere grossen nicht drehbar zu lagernden Werkstücken durch Pulverflammspritzen mit selbstfliessenden oder exotherm reagierenden Pulverlegierungen, mit einem beweglich an einem Gestell gelagerten Pulverflammspritzbrenner mit Pulver- und Gaszufuhrschlauchleitungen und einem Verlängerungsansatz, der die Pulver- und Gasaustrittsdüse trägt.

Vorrichtungen dieser Art sind nach dem DT-GM 7 506 296 bekannt. Bei dieser vorbekannten Vorrichtung muss jedoch das Werkstück (Schlammförderschnecke) gedreht werden, und eine Beschichtung von Bohrungsinnenflächen ist damit nicht möglich.

Zur Auftragschweissung von Werkstücken oben genannter Art werden bisher in allen vorkommenden Positionen die Auftragsschweissungen zwecks Reparatur aus Verschleiss-gründen oder bei der Neufertigung manuell oder mechanisch mittels des sogenannten Drahtspritzverfahrens durchgeführt, wobei an einer Drahtzuführungsvorrichtung bzw. an deren Verlängerungsansatz an dessen freiem Ende der Draht abgeschmolzen wird, eine rotierende Luftdüse sitzt, die das abgeschmolzene Schweissmaterial radial zur Achse des Verlängerungsansatzes gegen die zu beschichtende Fläche bläst.

Diese Technik ist jedoch in bezug auf die Haftzugfestigkeit der Auftragsschicht, die mittels eines drahtförmigen

Spritzzusatzwerkstoffes erreichbar ist, nur beschränkt anwendbar, denn bei statisch oder dynamisch hoch beanspruchten Auftragsschichten kommt es infolge extremer Eigenspannung zum Abblättern bzw. Abscheren des aufgetragenen Materials.

Wesentlich bessere technische Werte in bezug auf Haft-und Scherfestigkeit werden bei den sogenannten Pulver-Flammspritz-Techniken erzielt. Diese Techniken unterscheiden sich gegenüber des Drahtspritzens dadurch, dass das pulverförmige Auftragsschweissmaterial mittels eines Fördergasstromes mit ca. 20 m/sec. in die Flamme des Auftragsbrenners eingeleitet wird.

Durch diese Fördertechnik und die relativ hohe Partikel-geschwindikgeit besteht nicht die Möglichkeit wie beim Drahtspritzen, den axial austretenden Spritzstrahl mit Pressluft radial umzulenken, da die Spritzpartikel in diesem Falle zu stark abkühlen würden, was auch mit der Grund für die in der Regel schlechten Ergebnisse bezüglich der Haftzugfestigkeit beim Drahtspritzschweissen sein dürfte.

Ausgehend davon, dass mittels des Pulverflammspritz-verfahrens bessere Auftragsergebnisse zu erzielen sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie eine automatische Pulverflammspritz-Auftragsschweissung insbesondere an grossen, nicht ohne weiteres drehbar zu lagernden Werkstücken ermöglicht.

Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfasste gelöst.

Mit der erfmdungsgemässen Ausbildung der Vorrichtung ist es möglich, die Spritzdüse am Verlängerungsansatz - eine Bohrungsinnenflächenbeschichtung sei zum Beispiel angenommen - in nebeneinanderliegenden Spuren über die Längserstreckung der Bohrung zu fahren, also parallel zu deren Achse zu fahren, wobei mittels der Drehlagerung die Düse von Spur zu Spur weitergerückt wird ggf. unter Berücksichtigung einer Randüberlappung der aufgetragenen Beschichtungsspuren. Für die Folgebeschichtungen bis zur gewünschten Schichtdicke wird in Rücksicht auf die Verwin-dung der Zufuhrschläuche für Pulver und Gas die Vorrichtung entweder in Gegendrehrichtung geführt oder für einen Neubeginn in gleicher Richtung zurückgedreht.

Es ist aber auch möglich, die Spuren der Krümmung der zu beschichtenden Fläche folgen zu lassen und nach kleinem Schrittvorschub in Längsrichtung die nächste Spur in oder nach Rückdrehung zu verlagern usw., ggf. unter Beachtung einer Überlappung der Spuren.

Um den erforderlichen Spritzabstand zur Auftragsfläche einstellen zu können - beim Drahtspritzen kann immer nur aus einer Zentralstellung heraus aufgesprüht werden - ist die Vorrichtung vorteilhaft derart ausgebildet, dass der Verschiebeschlitten innerhalb der Drehlagerung exzentrisch angeordnet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung kann darin bestehen, dass der Verschiebeschlitten mit seiner Führung oder die Drehlagerung am Gestell in Richtung des Verlängerungsansatzes verschieblich gelagert ist.

Durch diese Ausbildung kann die Düse relativ schnell von einem zu beschichtenden Bereich in einen weiteren entfernt liegenden Bereich gefahren werden, beispielsweise von einer Bohrungsgrundfläche zur anderen.

Schliesslich kann eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung darin bestehen, dass der Verschiebeschlitten mit seiner Führung oder die Drehlagerung am Gestell neigungseinstellbar angeordnet ist.

Dadurch ist es möglich, den Verlängerungsansatz mit der Düse auf jede beliebige Achsrichtung der betreffenden Boh2

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rung einzustellen, ohne das schwere Werkstück selbst ausrichten zu müssen.

Die Anzahl der Drehungen der Vorrichtung nach rechts oder links ist von der maximal zulässigen Verwindung der verschiedenen Förderleitungen für Gas und Pulver abhängig-

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 im Schnitt eine zu beschichtende Bohrung mit Längsbeschichtungsspurverlauf,

Fig. 3 im Schnitt eine zu beschichtende Bohrung mit Querbeschichtungsspurverlauf,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung in etwas anderer Ausführungsform und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Drehlagerung.

In den Fig. sind bezeichnet mit 1 der Flammspritzbrenner, befestigt am vorderen Ende des Verschiebeschlittens 2, mit 3 der Verlängerungsansatz mit Düse 5, deren Öffnung quer zur Längsachse des Verlängerungsansatzes steht, und mit 6 des Vorrichtungsgestell.

Mit 7 sind die zum Flammspritzbrenner 1 führenden Schlauchleitungen für die Gas- und Pulverzufuhr bezeichnet. 8 ist die zu beschichtende Innenbohrung eines grossen, nicht drehbar zu lagernden Werkstückes 9.

Gemäss Fig. 2 wird die Innenbohrungsfläche mit axial verlaufenden Spuren 10 belegt, wobei die radiale Verstellung schrittweise von Spur zu Spur, ggf. unter Berücksichtigung einer Überlappung der Spuren, durch entsprechend schrittweise Drehung der ganzen Vorrichtung mittels der Drehung der Drehlagerung 4 erfolgt, die mit einem entsprechend gesteuerten Antrieb 11 versehen ist. Der axiale Vorschub der Düse 5 bzw. des Verlängerungsansatzes 3 erfolgt mittels des Verschiebeschlittens 2, ebenfalls mittels eines entsprechend gesteuerten Antriebes 11', der nur beispielsweise als Elektromotor dargestellt ist.

Gemäss Fig. 3 können die Spuren 10' aber auch radial, der Krümmung der Bohrungsfläche folgend, verlegt werden, wobei die Drehlagerung 4 ständig entsprechend langsam gedreht wird. Das Weiterrücken von einer Spur zur nächsten Spur 10' erfolgt schrittweise, entsprechend gesteuert mit dem Verschiebeschlitten 2.

Falls nun die Endbereiche 8' einer Bohrung in der einen oder anderen Art zu beschichten sind, so kann ein zusätzlicher Verschiebeschlitten 2' mit Antrieb 11" vorgesehen wer3 632 688

den, mit dem die Düse in einem Hub, ohne dass dabei Pulver ausgesprüht wird, schnell von einem in den anderen Bereich 8' (gestrichelt angedeutet) verstellt werden kann.

Da man bei dieser Vorrichtung und Auftragsmethode s nicht auf eine in bezug auf die Bohrungsmitte zentrische Halterung der Düse 5 angewiesen ist, ist der Brenner derart der Drehlagerung 4 zugeordnet, dass er innerhalb der Drehlagerung radial, also exzentrisch verstellt werden kann, was mit einer Führung 12 erfolgt, Damit kann der gewünschte io Spritzabstand der Düse 5 zur Auftragsfläche eingestellt werden.

Wesentlich ist dabei nur, dass die Mitte der Drehlagerung 4 zumindest in etwa genau auf Mitte Bohrung 8 eingestellt ist.

i5 Die ganze Vorrichtung ist ferner im Sinne der Pfeile gemäss Fig. 1 schwenkbar und gegebenenfalls auch verschiebbar am Gestell 6 angeordnet, um sie von vorneherein in die günstige Ausgangsstellung in bezug auf das grosse, stationär angeordnete Werkstück 9 bringen zu können, von der aus 20 dann die Auftragsschweissung im Sinne der Fig. 2 oder 3 erfolgt.

Die Grösse der Dreh- bzw. Pendelbewegungen ist abhängig von der maximal zulässigen Verwindbarkeit der Schlauchleitungen 7, die jedoch eine Verdrehung von 0 bis 25 mindestens 360° zulassen, wonach schrittweise oder in totaler Rückstellung zur Ausgangslage für den Neubeginn der Auflage einer oder weiterer Beschichtungen erfolgt.

Gemäss Fig. 4 besteht die Vorrichtung aus einem auf Schienen 17 fahrbaren Gestell mit 2 Tragsäulen 6', an denen 30 auf der einen Seite eine Treppe 18 und ein Halterahmen 19 für die erforderlichen Armaturen 20 und Gaszuleitungen und auf der anderen Seite vertikal verstellbar ein Halter 21 für die Drehlagerung 4 angeordnet sind. Die Drehlagerung 4 ist mit einem Führungsstück 14 in einem in der Halterung 21 35 schwenkbar gelagerten Führungsstück 13 gelagert, das beispielsweise mit einem Verstellelement 22 in seiner Neigung verstellt werden kann. Innerhalb der Drehlagerung 4 kann der Tragring 4' gedreht werden, der mit parallelen Führungsschienen 15 versehen ist für die exzentrische Verstel-40 lung der Führung 12, auf der axial verschieblich der Verschiebeschlitten 2 für den Pulverflammspritzbrenner 1 sitzt.

Die Antriebselemente für die diversen Bewegungen sind nicht dargestellt. Als Antriebe können dafür elektromotorische, hydraulische oder pneumatische Antriebe verwendet 45 werden, für die eine entsprechende Steuerung (nicht dargestellt) vorgesehen ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

632 688 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur automatischen Auftragsschweissung von insbesondere Bohrungsinnenflächen an insbesondere grossen, nicht drehbar zu lagernden Werkstücken durch Pulverflammspritzen mit selbstfliessenden oder exotherm reagierenden Pulverlegierungen, mit einem beweglich an einem Gestell gelagerten Pulverflammspritzbrenner mit Pulver-und Gaszufuhrschlauchleitungen und einem Verlängerungsansatz, der die Pulver und Gasaustrittsdüse trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverflammspritzbrenner (1) an einem motorisch angetriebenen Verschiebeschlitten (2) und dieser quer zur Richtung der Achse des Verlängerungsansatzes (3) verstellbar und in einer motorisch drehbaren Drehlagerung (4) gelagert und die Düse (5) zur Achse des Verlängerungsansatzes (3) geneigt bis senkrecht angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeschlitten (2) innerhalb der Drehlagerung (4) exzentrisch verstellbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeschlitten (2) mit seiner Führung oder die Drehlagerung (4) am Gestell (6) in Richtung des Verlängerungsansatzes (3) verschieblich gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeschlitten (2) mit seiner Führung oder die Drehlagerung (4) am Gestell (6) neigungsverstellbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Drehlagerung (4) ein Tragring (4') mit parallelen Führungsschienen (15) für ein exzentrisch verstellbares Führungsstück (12) drehbar angeordnet ist, wobei die Drehlagerung (4) ihrerseits neigungsverstellbar in einem zwischen Säulen (6') vertikal beweglichen Halter (21) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlagerung über zueinander verstellbare Führungsstücke (13,14) zum Halter (21) verstellbar angeordnet ist.