Die Erfindung betrifft eine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Plasmaspritzvorrichtung.The invention relates to a trained according to the preamble of claim 1Plasma spraying device.
Unter dem Begriff Plasmaspritzvorrichtung ist im vorliegenden wie im allgemeinen Fall eine mit einem Plasmatron versehene Beschichtungsvorrichtung zu verstehen, bei der das Beschichtungsmaterial dem Plasmastrahl in Pulverform zugeführt wird. Dieses Beschichtungsmaterial wird im Plasmastrahl aufgeschmolzen und als homogene Schicht auf das Substrat aufgetragen.The term plasma spraying device is used here as in generalCase to understand a coating device provided with a plasmatron,in which the coating material is supplied to the plasma jet in powder form.This coating material is melted in the plasma jet and homogene layer applied to the substrate.
Bei den heutzutage überwiegend zum Einsatz kommenden Plasmaspritzvorrichtungen wird das Beschichtungspulver dem Plasmastrahl von der Seite her, also radial, zugeführt.With the plasma spraying devices that are mainly used todayThe coating powder is exposed to the plasma jet from the side, i.e. radially,fed.
Untersuchungen der mit solchen Plasmaspritzvorrichtungen beschichteten Substraten haben ergeben, dass es in den aufgetragenen Schichten in besonderen Fällen zu Inhomogenitäten in Form von Einschlüssen kommt. Eine Ursache für diese Einschlüsse dürfte darin liegen, dass es am Brennerkopf im Bereich der als Anode geschalteten Auslassdüse zum Ankleben von Pulverpartikeln kommt, welche Pulveragglomerate von Zeit zu Zeit vom Plasmastrahl mitgerissen werden. Die vom Plasmastrahl mitgerissenen Pulveragglomerate sind meistens stark oxidiert bzw. kontaminiert, so dass sie eine Beeinträchtigung in der Schicht darstellen.Investigations of the substrate coated with such plasma spray deviceshave shown that in the applied layers there are special casesInhomogeneity comes in the form of inclusions. A cause for this oneThe conclusion may be that the burner head is located in the area of the anodeswitched outlet nozzle for sticking powder particles comes, which Pulveragfrom time to time glomerates are carried away by the plasma jet. The plasmaPowder agglomerates entrained in the jet are mostly heavily oxidized or contaminatedniert so that they represent an impairment in the layer.
Insbesondere aerodynamische Gegebenheiten dürften ursächlich für solche Pulveransammlungen verantwortlich sein.In particular, aerodynamic conditions are likely to be the cause of such pulsesgatherings to be responsible.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgestaltete Plasmaspritzvorrichtung derart weiterzubilden, dass die auf das Substrat aufgetragene Spritzschicht eine höhere Qualität aufweist, indem insbesondere vermieden wird, dass es zu klumpenartigen Pulvereinschlüssen kommt.It is therefore the object of the invention, one according to the preamble of the claim1 designed plasma spray device in such a way that the on the Substrat applied spray coating has a higher quality, in particularit is avoided that lump-like powder inclusions occur.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved by the listed in the characterizing part of claim 1times solved.
Durch die angeführten Merkmale kann dem geschilderten Problem abgeholfen werden, indem verhindert wird, dass es insbesondere im Bereich zwischen dem Pulverzufuhrkanal und der Auslassdüse zu Pulveransammlungen kommt.Who can help the described problem by the mentioned characteristicsby preventing it in particular in the area between the powderfeed channel and the outlet nozzle to accumulate powder.
Bevorzugte Ausführungsformen der Plasmaspritzvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 umschrieben.Preferred embodiments of the plasma spraying device are in the dependent onesClaims 2 to 9 circumscribed.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt:A preferred embodiment of the invention is described below with reference toDrawings explained in more detail. In these drawings:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines herkömmlichen Brennerkopfs;Fig. 1 is a schematic side view of a conventional burner head;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemässen Brennerkopfs;Fig. 2 is a schematic side view of the inventive burner head;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Brennerkopf;Fig. 3 is a plan view of the torch head;
Fig. 4 eine Frontansicht des Brennerkopfs;Fig. 4 is a front view of the burner head;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Anodenbasiskörper, undFig. 5 is a plan view of the anode base body, and
Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Anodenbasiskörper.Fig. 6 shows a longitudinal section through the anode base body.
DieFig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines herkömmlichen Brennerkopfs1. Aus dieser Darstellung sind ein Anodenbasiskörper2, ein Kathodenbasiskörper4 und ein dazwischen eingefügter Isolierkörper3, welcher den Anodenbasiskörper2 elektrisch gegenüber dem Kathodenbasiskörper4 isoliert, ersichtlich.Fig. 1 shows a schematic side view of a conventional burner head1st From this illustration, an anode base body2 , a cathode base body4 and an interposed insulating body3 , which electrically insulates the anode base body2 from the cathode base body4 , can be seen.
Der Anodenbasiskörper2 ist mit einer Anodendüse6 und der Kathodenbasiskörper4 mit einer Kathode7 versehen, wobei sowohl die Anodendüse6 wie auch die Kathode7 quer zur Längsmittelachse des Brennerkopfs1 in diesen eingesetzt sind, so dass ein erzeugter Plasmastrahl10 radial aus dem Brennerkopf1 austritt. Sowohl der Anodenbasiskörper2 wie auch der Kathodenbasiskörper4 sind aus einem elektrisch gut leitenden Material wie beispielsweise Messing gefertigt. Dabei ist die Anodendüse6 elektrisch mit dem Anodenbasiskörper2 und die Kathode7 elektrisch mit dem Kathodenbasiskörper4 verbunden. Die Zufuhr des Beschichtungspulvers erfolgt über ein Rohr9, welches auf der Aussenseite des Brennerkopfs1 angeordnet ist. Da dieses Rohr9 quer zur Längsmittelachse L der Auslassdüse6 verläuft, wird das Beschichtungsmaterial dem andeutungsweise eingezeichneten Plasmastrahl10 im wesentlichen radial zugeführt. Der Brennerkopf1 ist sehr kompakt ausgebildet, wodurch sich die gezeigte Plasmaspritzvorrichtung insbesondere auch zum Beschichten von Bohrungs- und Rohrwandungen eignet. Auf die übrigen, für die Zufuhr der Betriebs- sowie Kühlmedien notwendigen Kanäle wird im einzelnen nicht näher eingegangen.The anode base body2 is provided with an anode nozzle6 and the cathode base body4 with a cathode7, wherein both the anode nozzle6 as well as the Ka Thode7 transverse to the longitudinal central axis of the burner head1 in this are used, so that a generated plasma jet10 radially out of the burner head1 exits. Both the anode base body2 and the cathode base body4 are made of an electrically good conductive material such as brass. The anode nozzle6 is electrically connected to the anode base body2 and the cathode7 is electrically connected to the cathode base body4 . The coating powder is supplied via a tube9 which is arranged on the outside of the burner head1 . Since this tube9 extends transversely to the longitudinal center axis L of the outlet nozzle6 , the coating material is supplied to the indicated plasma jet10 essentially radially. The burner head1 is of a very compact design, as a result of which the plasma spraying device shown is also particularly suitable for coating bore and tube walls. The other channels necessary for the supply of the operating and cooling media are not discussed in detail.
Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemässen Brennerkopfs1, währenddemFig. 3 eine Draufsicht auf den Brennerkopf1 undFig. 4 eine Frontansicht des Brennerkopfs1 zeigt. Anhand dieser drei Figuren wird die Ausgestaltung des Brennerkopfs1 näher erläutert, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in derFig. 1 versehen sind. Beim gezeigten Brennerkopf1 ist in den Anodenbasiskörper2 ein Gaszufuhrkanal12 (Fig. 2) eingelassen, der in eine im wesentlichen kegelförmig gestaltete Ausnehmung13 mündet. Das für die Zufuhr des Beschichtungspulvers vorgesehene Rohr9 ist an einem Abstützelement14 fixiert, welches mit einem sich zwischen der Ausnehmung13 und dem Pulverzufuhrrohr9 erstreckenden Hohlraum15 versehen ist. Dieser Hohlraum15 kann über den Kanal12 mit einem Gas geflutet werden, wie dies inFig. 2 andeutungsweise dargestellt ist. Dieses Gas16 tritt auf der zum Plasmastrahl10 gerichteten Seite aus dem Hohlraum15 aus und verhindert somit, dass es im aerodynamisch kritischen Bereich zwischen der Austrittskante der Anodendüse6 und der Mündung des Pulverzufuhrrohrs9 zu Pulveransammlungen kommt.FIG. 2 shows a schematic side view of the burner head1 according to the invention, whileFIG. 3 shows a top view of the burner head1 andFIG. 4 shows a front view of the burner head1 . On the basis of these three figures, the design of the burner head1 is explained in more detail, the same parts being provided with the same reference numerals as inFIG. 1. In the burner head1 shown, a gas supply channel12 (FIG. 2) is let into the anode base body2 , which opens into a substantially conical recess13 . The procedure provided for the supply of the coating powder tube9 is fixed to a support element14 which is itself provided with a between the recess13 and the powder feed pipe9 extending cavity15th This cavity15 can be flooded with a gas via the channel12 , as is indicated inFIG. 2. This gas16 emerges from the cavity15 on the side directed towards the plasma jet10 and thus prevents powder accumulations from occurring in the aerodynamically critical region between the outlet edge of the anode nozzle6 and the mouth of the powder feed tube9 .
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Anodenbasiskörper undFig. 6 einen Längsschnitt durch den Anodenbasiskörper. Aus diesen beiden Figuren geht insbesondere die Ausgestaltung der Anodendüse6 sowie die Form der Ausnehmung13 hervor.FIG. 5 shows a top view of the anode base body andFIG. 6 shows a longitudinal section through the anode base body. The design of the anode nozzle6 and the shape of the recess13 can be seen in particular from these two figures.
Je nach gewünschtem Effekt und Art des Spritzpulvers kann sowohl ein reaktives wie auch ein inertes Gas über den Kanal12 zugeführt werden. In den allermeisten Fällen genügt es, wenn ca. 10 bis 20 Liter Gas pro Minute zugeführt werden.Depending on the desired effect and type of wettable powder, both a reactive and an inert gas can be supplied via the channel12 . In most cases it is sufficient to add approx. 10 to 20 liters of gas per minute.
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