DE3330557A1

DE3330557A1 - Regeleinrichtung zur pulverzufuhr in einen gasstrom

Info

Publication number: DE3330557A1
Application number: DE3330557A
Authority: DE
Inventors: Gary Anthony 92630 El Toro Calif. Hislop; Roland Denton 92660 Newport Beach Calif. Kremith; Erich 92673 San Clemente Calif. Muehlberger
Original assignee: Electro Plasma Inc
Current assignee: Plasmainvent Ag Wohlen Ch
Priority date: 1982-08-27
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1984-03-01
Also published as: GB8322666D0; FR2532200B1; SE8304609L; CA1235894A; SE8304609D0; US4740112A; GB2127767A; GB2127767B; JPS5959262A; SE454652B; DE3330557C2; JPH0339746B2; CA1264016C; FR2532200A1

Description

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Regeleinrichtung zur.-.Pulverzufuhr in einen Gasstrom

Die Erfindung bezieht · §=ich auf eine Plasma-Strahl-Spritzeinrichtung, insbesondere eine Regeleinrichtung zur Pulverzufuhr in einen Gasstrom in einer Plasma-Strahl-Spritzumgebung

Plasma-Strahl-Spritzeinrichtungen, bei denen Pulver selektiv in einen strömenden Gasstrom eingeleitet wird, sind allgemein bekannt. In der eigenen US-PS 4 328 257 ist z. B. eine Vorrichtung angegeben, bei der ein pulverhaltiger Gasstrom in eine Kammer mit hohen Temperaturen und Überschallgeschwindigkeiten eingeleitet .wird, um einen Spritzüberzug auf ein Werkstück aufzubringen.

Bei Plasma-Strahl-Spritzeinrichtungen von der Art entsprechend der genannten US-PS kann das Pulver in den Gasstrom mit Hilfe verschiedener Konstruktionen von Pulverzufuhrvorrichtungen eingeführt werden. Bei einer typischen bekannten Pulverzufuhrvorrichtung ist das Pulver in einen zylindrischen Behälter gefüllt, der unter einem Winkel von 45° angeordnet ist und an seinem Unterende eine Schlitzscheibe trägt. Die Scheibe läuft um, wobei die Schlitze mit Pulver gefüllt werden, woraufhin die Schlitze in die Bahn des Gasstroms bewegt werden, so daß das in den Schlitzen befindliche Pulver in dem Gasstrom mitgerissen wird. Pulverzufuhrvorrichtungen dieser Art sind mit einigen Nachteilen behaftet, insbesondere ergibt sich eine ungleichmäßige Zuführung des Pulvers.

Dies hat zur Entwicklung einer verbesserten Pulverzufuhrvorrichtung geführt, die in der eigenen US-Patentanmeldung Serial-Nr. 387 356 angegeben ist. Bei dieser Pulverzufuhr-

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vorrichtung ist der Pulverbehälter in aufrechter, im wesentlichen vertikaler Lage angeordnet, und eine Rührspindel sowie ein .iZiifuhrlaufrad, das auf einer umlaufenden ersten Antriebswelle am Unterende des Behälters angeordnet ist, rühren und vermischen das Pulver und geben es dann in dosierten Mengen aus einer Öffnung im Boden des Behälters ab, während die erste Antriebswelle von einem Motor getrieben wird. Die dosierten Pulvermengen, die durch die öffnung im Behälterboden abgegeben werden, werden von einer Leitung durch eine Öffnung im Oberende eines Gehäuse und dann in eine Mehrzahl Schlitze gerichtet, die um den Außenumfang einer Zufuhrscheibe ausgebildet sind, die im Gehäuse montiert ist und von einer zweiten Antriebswelle, die ebenfalls von dem Motor getrieben wird, drehangetrieben wird. Die Schlitze, die gleiche Größe aufweisen, haben Grundflächen und gegenüberliegende Seitenflächen, die durch zueinander entgegengesetzte Flügel gebildet sind, die sich von der Oberfläche des Zufuhrscheibe zwischen einem ersten hohlen Rohr, das relativ zu der Zufuhrscheibe ortsunveränderlich angeordnet ist, so daß ein Gasstrom durch die Schlitze gerichtet wird, und einem entgegengesetzten zweiten hohlen Rohr nach oben erstrecken, das den Gasstrom und das in die Schlitze verbrachte Pulver aufnimmt. Durch die gleichbleibende Wirkung der Rührspindel, des Zufuhrlaufrads und der Zufuhrscheibe ergibt sich eine relativ gleichbleibende und gleichmaßige Zuführung des Pulvers in den Gasstrom, auch ■ wenn veränderliche Betriebsbedingungen vorliegen.

Bei der vorstehend angegebenen Pulverzufuhrvorrichtung sowie bei anderen solchen Vorrichtungen, etwa der eingangs angegebenen, wird der Gasstrom durch einen Schlauch, ein Rohr oder eine sonstige Leitung in die Pulverzufuhrvorrichtung und von dort durch einen Bereich gerichtet, in dem dosierte Pulver-

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mengen in eine weitere Leitung abgegeben werden, die das resultierende Gas-Pulver-Gemisch in den Plasmastrom richtet. WennT-der Spritzvorgang beginnen soll, wird die Druckgasversorg.üng eingeschaltet, so daß der Gasstrom durch die Leitungen und die Pulverzufuhrvorrichtung beginnt. .Typischerweise dauert es mehrere Sekunden oder auch länger, bis der Druck in der Pulverzufuhrvorrichtung so weit aufgebaut ist, daß der Spritzvorgang beginnen kann und der Pulverstrom konstant ist. Dabei werden sowohl Zeit als auch Pulver verschwendet. Wenn, .der Spritzvorgang beendet wird, ist es normalerweise •erwünscht oder auch erforderlich, die Einrichtung von überschüssigem Pulver zu befreien, um den nächsten Spritzvorgang vorzubereiten. Dieser Vorgang, der mit dem Ausblasen von Restpulver aus den Leitungen und den Pulverzufuhrbereichen .innerhalb der Pulverzufuhrvorrichtung verbunden ist, kann bis zu 10 s oder länger dauern und stellt ebenfalls eine Zeit- und Pulververschwendung dar. Bestimmte Arten von Plasma-Strahl-Spritzvorgängen erfordern es, daß das Pulver während einer Folge von Perioden von jeweils einigen Sekunden zugeführt wird. Bekannte Regeleinrichtungen für Pulverzufuhrvorrichtungen weisen erhebliche Verzögerungen zwischen den kurzen Spritzintervallen auf, während die Einrichtung von Restpulver befreit und der Spritzdruck nach jedem Spritzbeginn-Signal wiederum aufgebaut wird. Dies führt dazu-, daß solche Spritzvorgänge sowohl übermäßig viel Zeit benötigen als auch mit Pulververschwendung verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung einer Pulverzufuhr-Regeleinrichtung, mit der der Beginn und die Beendigung der Pulverzufuhr mit nur geringen Verzögerungen bzw. verzögerungsfrei und gleichzeitig unter Minimierung der Pulververschwendung durchführbar sind. Dabei soll es ferner möglich sein, den Pulverbehälter von überschüssiger einge-

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schlossener Luft nach dem Einfüllen von Pulver zu befreien, so-daß ein Solldruck innerhalb der Pulverzufuhrvorrichtung füi^.die optimale Pulverzufuhr schnell aufgebaut und unterhalten werden kann. Ferner soll dabei ein verbessertes Ventil geschaffen werden, das sowohl in Pulverzufuhr-Regeleinrichtungen als auch auf anderen Anwendungsgebieten einsetzbar ist, wo es erwüncht ist, ein strömendes Pulver-Gas-Gemisch schnell und wirksam zu blockieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Pulverzufuhr-Regeleinrichtung gelöst, die eine kontinuierliche Gasströmung unterhalt. Es wird eine Anordnung von Ventilen und Leitungen verwendet, um den Gasstrom während derjenigen Zeiten, in denen Pulver mit dem Gasstrom zur Zufuhr zu einem Plasma-Strahl-Spritzvorgang zu vermischen ist, durch die Pulverzufuhrvorrichtung zu leiten. Wenn die Pulverzufuhr zu beenden ist, wird der Gasstrom durch eine Bypaßleitung gerichtet, die die Pulverzufuhrvorrichtung umgeht. Gleichzeitig wird durch die Leitungs- und Ventil-Anordnung die Pulverzufuhrvorrichtung hermetisch dicht gemacht, so daß der optimale Druck darin für den erneuten Beginn der Pulverzufuhr in den Gasstrom aufrechterhalten bleibt. Wenn die Pulverzufuhr wieder beginnen soll, wird durch die Leitungsund Ventil-Anordnung der Gasströmungsweg sehr schnell von der Bypaßleitung zurück in die Pulverzufuhrvorrichtung umgeschaltet, so daß die Pulverzufuhr mit einem erwünschten Volumen und Druck praktisch verzögerungsfrei erfolgt. Bei Beendigung des Spritzvorgangs wird der Gasstrom wiederum schnell von der Pulverzufuhrvorrichtung in die Bypaßleitung umgeschaltet.

Die Leitungs- und Ventil-Anordnung umfaßt ein Pulverabsperrventil, das der Pulverzufuhrvorrichtung unmittelbar nachge-

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schaltet ist und durch Druckgas betätigt wird. Wenn der ankommende Gasstrom von der Pulverzufuhrvorrichtung in die Bypaßleitung umgelenkt wird, um die Pulverzufuhr ztf unterbrechen, wird gleichzeitig das Pulverabsperrventil.geschlossen und verhindert die Zufuhr von weiterem Pulver aus der Pulverzufuhrvorrichtung in die Spritzumgebung. Das Pulverabsperrventil umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Organ aus federelastischem Werkstoff, z. B. Gummi, das in der Bohrung eines Ventilgehäuses angeordnet ist und eine Mittenbohrung aufweist, durch die das Pulver strömt. Die Zufuhr Von Druckluft oder einem anderen Druckgas durch eine Bohrung in der Gehäuseseitenwand und in einen kleinen Zwischenraum zwischen den Wandungen der Gehäusebohrung und des federelastischen Organs bewirkt, so daß durch Kompression das federelastische Organ in sich zusammenfällt und damit die es durchsetzende Mittenbohrung verschließt.

Luft, die beim Nachfüllen von Pulver in dem Behälter der Pulverzufuhrvorrichtung eingeschlossen wird, wird durch eine Vorrichtung schnell evakuiert, die ein Wechselventil aufweist, dessen Einlaß mit einer Druckluftversorgung verbunden ist, dessen erster Auslaß zur Atmosphäre geht und dessen zweiter Auslaß so geschaltet ist, daß ein Absperrventil verstellbar ist. Das Absperrventil verbindet eine Unterdruckversorgung mit dem Inneren der Pulverzufuhrvorrichtung unter Steuerung durch den zweiten Auslaß des Wechselventils. Das Wechselventil ist normalerweise so positioniert, daß es die Druckluftversorgung mit dem Absperrventil verbindet, so daß letzteres geschlossen gehalten wird, wodurch die Unterdruckversorgung vom Inneren der Pulverzufuhrvorrichtung getrennt ist. Beim Nachfüllen von Pulver in den Behälter wird das Wechselventil so betätigt, daß es die Unterdruckversorgung mit der Atmosphäre anstatt mit dem Absperrorgan

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verbindet. Dadurch wird das Absperrventil geöffnet und verbindet die Unterdruckversorgung mit dem Behälterinneren,

wodurch im Pulver etwa eingeschlossene Luft evakuiert wird. *. · » " -

Na'chdem das Absperrventil durch das Wechselventil wiederum geschlossen wurde, kann der Gasdruck im Behälter schnell auf den erwünschten Betriebsdruck erhöht werden, indem die Pulverzufuhrvorrichtung momentan mit Gas beaufschlagt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Pulverzufuhr-Regeleinrichtung ist ein Magnetwechselventil so angeordnet, daß es den ankommenden Gasstrom entweder durch ein Absperrventil und in die Pulverzufuhryorrichtung oder in eine Bypaßleitung richtet. Der Auslaß der Pulverzufuhrvorrichtung ist mit der Plasma-Strahl-Spritzumgebung durch das Pulverabsperrventil und ein diesem zugeordnetes pneumatisches Bypaß-/Absperrventil verbunden. Das pneumatische Bypaß-/Absperrventil, mit dem das Abströmende der Bypaßleitung gekoppelt ist, läßt den Gasstrom in der Bypaßleitung frei zum Auslaß strömen, während es gleichzeitig verhindert, daß dieser Gasstrom nach rückwärts oder aufstrom zum Pulverabsperrventil gelangt. Das Pulverabsperrventil wird durch zwei verschiedene Einweg-Magnetventile betätigt, deren erstes normalerweise so positioniert ist, daß das Pulverabsperrventil mit Druckluft beaufschlagt wird, und deren zweites so .geschaltet ist, daß die Druckluft von dem Pulverabsperrventil weg umgeleitet wird., wenn das Pulverabsperrventil geöffnet werden soll. Eine alternative Vorrichtung zur Einstellung des Pulverabsperrventils umfaßt ein Magnetwechselventil, das alternativ dem Pulverabsperrventil Druckluft zuführt oder die Druckluft von dem Pulverabsperrventil weg umleitet in Abhängigkeit davon, ob das Pulverabsperrventil geschlossen bzw. geöffnet werden soll.

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Die Regeleinrichtung nach der Erfindung zur selektiven Pulverzufuhr in den Gasstrom einer Spritzeinrichtung ist -gekennzeichnet durch eine Gasstrom-Erzeugungseinheit, durch einen Auslaß, durch einen Pulvervorrat, durch eine Vorrich-

tung zum selektiven Verbinden des Gasstroms mit dem Auslaß " über eine den Pulvervorrat enthaltende erste Leitung und durch eine Vorrichtung zum abwechselnden Verbinden des Gasstroms mit dem Auslaß über eine den Pulvervorrat umgehende zweite Leitung.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: ■■ , >

• Fig. 1 eine Perspektivansicht der Pulverzufuhr-Regeleinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 das Blockschaltbild einer typischen bekannten Pulverzufuhr-Regeleinrichtung;

Fig. 3 das Blockschaltbild der Pulverzufuhr-Regeleinrichtung n.ach Fig. 1;

■ Fig. 4 das Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform, die in einem Teil der Einrichtung von Fig. 3 verwendbar ist;

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Kombination aus

Pulverabsperrventil und pneumatischem Bypaß-/ Absperrventil zur Verwendung in der Einrichtung nach den Fig. 1 und 3;

Fig. 6 eine Schnittansicht 6-6 durch die Einrichtung nach Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht 7-7 durch die Einrichtung von Fig. 5; und

Fig. 8 das Blockschaltbild einer Vorrichtung in der Pulverzufuhr-Regeleinrichtung nach Fig. 1 zum Evakuieren unerwünschter Luft aus dem Pulvervorratsbehälter der Einrichtung.

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Fig. 1 zeigt die Pulverzufuhr-Regeleinrichtung 1, die in Verbindung mit einer Pulverzufuhrvorrichtung 10 entsprechend der genannten US-Patentanmeldung Serial-Nr. 387 356 gezeigt ist. Die Pulverzufuhrvorrichtung 10 wird daher nur kurz erläutert. Selbstverständlich können auch andere Arten von Pulverzufuhrvorrichtungen in Verbindung mit der Regeleinrichtung 1 verwendet werden.

Die Pulverzufuhrvorrichtung 10 umfaßt eine obere Trichtereinheit 12, die auf der Oberseite eines Hauptrahmens 14 angeordnet ist, der eine untere Trichtereinheit 16 unterhalb der oberen Trichtereinheit 12 sowie eine elektronische Antriebssteuereinheit 18 aufnimmt.

Die obere Trichtereinheit 12 umfaßt einen hohlen, im wesentlichen zylindrischen und vertikal angeordneten Pulverbehälter 20, der eine einem Gasstrom zuzuführende Pulvermenge enthält. Der Pulverbehälter 20 ist auf der Oberseite einer Hauptplatte 22 mittels einer Mehrzahl von Behälterklemmorganen 24 montiert, die ein Grundelement 26 des Behälters 20 auf der Hauptplatte 22 sichern. Zugang zum Behälter 20 zum Einfüllen von Pulver erfolgt über eine Behälteröffnungs-Untereinheit 28, die auf ihrer Oberseite ein Manometer 30 trägt. Die Behälteröffnungs-Untereinheit 28, die normalerweise auf dem Oberende des Behälters 20 angeordnet ist, kann durch Lösen einer Mehrzahl Veriegelungen 32 entfernt werden, so daß der Behälter 20 mit Pulver gefüllt werden kann. Wenn die Behälteröffnungs-Untereinheit 28 durch die Verriegelungen 32 auf dem Oberende des Behälters 20 gehalten wird, ist das Pulver im Behälter 20 hermetisch dicht abgeschlossen, und dem Behälterinneren kann Druck zugeführt und dort unterhalten werden. Das Manometer 30 zeigt den Druck am Kopf des Behälters 20 und oberhalb des darin befindlichen Pulvers an.

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Die obere Trichtereinheit 12 umfaßt eine Primäreinheit an der Basis des Behälters 20 unmittelbar über der Grundplatte 22, in der im Behälter 20 befindliches Pulver vermischt und gerührt wird und aus der dosierte Pulvermengen in eine unmittelbar unter der Grundplatte 22 befindliche Sekundäreinheit abgegeben werden. Die Sekundäreinheit umfaßt eine Mehrzahl Schlitze, in die das Pulver aus der Primäreinheit verbracht wird, um dann einem Gasstrom zugeführt zu werden. Der Gasstrom tritt in die Pulverzufuhrvorrichtung 10 durch einen Schlauchabschnitt 34 ein, der einen Teil einer Hauptleitung 36 bildet. Der Gasstrom mit dem ihm zugeführten Pulver tritt aus der Pulverzufuhrvorrichtung 10 über einen Schlaüchabschnitt 38 aus, aus dem er einer Plasma-Strahl-Spritzeinrichtung oder einer anderen Einrichtung zugeführt wird. Der Schlauchabschnitt 38 bildet ebenfalls einen Teil der Hauptleitung 36.

Der Hauptrahmen 14 umfaßt eine Vorderplatte 40 und eine Rückplatte 42, einander gegenüberliegende Seitenplatten 44 und ein Bedienungsfeld 46. An jeder der gegenüberliegenden Seitenplatten 44 ist ein Handgriff 48 befestigt, um,das Tragen der Pulverzufuhrvorrichtung 10 zu erleichtern.

Der Hauptrahmen 14 umschließt die untere T'richtereinheit im Bereich der oberen Trichtereinheit 12. Wie in der genannten US-Patentanmeldung angegeben ist, umfaßt die untere Trichtereinheit 16 einen Motor, der über verschiedene Wellen und Getriebe so gekoppelt ist, daß er sowohl die Primär- als auch die Sekundäreinheit in der oberen Trichtereinheit 12 antreibt. Der Motor sowie die verschiedenen anderen Teile der Pulverzufuhrvorrichtung 10 werden durch die elektronische Antriebssteüereinheit 18 gesteuert; ein Teil derselben ist auf dem Bedienungsfeld 46 angeordnet, und ein weiterer

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Teil ist im Hauptrahmen 14 enthalten. Das Bedienungsfeld 46 umfaßt Sicherungen, Anzeigelampen und Kippschalter. Die verschiedenen Stellelemente dienen z. B. der Einstellung der Wärme, die dem im Behälter 20 befindlichen Pulver durch Heizelemente (nicht gezeigt) zugeführt wird, die an der Außenseite des Behälters 20 angeordnet sind. Insbesondere verwenden die auf dem Bedienungsfeld 46 gezeigten Stellelemente ein Servosystem zur genauen Einstellung der dem Gasstrom zugeführten Pulvermenge. Die Pulvermenge, die in dem aus dem Schlauchabschnitt 38 austretenden Gasstrom enthalten ist, kann erfaßt und der Meßwert dem Servosystem zugeführt werden zur Regelung der Drehzahl des Motors, der die Primär- und die Sekundäreinheit an der Basis des Behälters 20 antreibt.

An der Vorderplatte 40 sind zwei Anlaufblöcke 50 und 52 befestigt, deren Oberflächen jeweils zwei Anschläge 54 bzw. 56 aufnehmen, wenn die obere Trichtereinheit 12 in eine Pulverentleerungsstellung geschwenkt wird. Die Bewegung der oberen Trichtereinheit 12 in die Entleerungsstellung wird durch einen Handgriff 58 erleichtert, der mit der Seite des Behälters 20 verbunden ist und sich nach außen erstreckt. Die Pulverentleerungsstellung erlaubt die Entleerung des Behälters 20, ohne daß die gesamte Pulverzufuhrvorrichtung 10 umgekehrt werden muß. · ·

Der Gasstrom wird in die Pulverzufuhr-Regeleinrichtung 1 über einen Schlauchabschnitt 60 eingeleitet, der zwischen eine Druckgasversorgung (nicht gezeigt) und ein Magnetwechselventil 62 geschaltet ist. Das Magnetwechselventil 62 weist einen Einlaß 64, der mit dem Schlauchabschnitt 60 verbunden ist, sowie zwei Auslässe 66 und 68 auf. Der Auslaß 66 bildet einen Teil der Hauptleitung 36 und ist mit

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dem Schlauchabschnitt 34 über einen Schlauchabschnitt 70 und ein Rückschlagventil 72 verbunden. Der Auslaß 68 ist mit einem Schlauchabschnitt 74 verbunden, der eine Bypaßleitung 76 umfaßt.

Das Magnetwechselventil 62 wird elektrisch so betätigt, daß sein Einlaß 64 entweder mit seinem Auslaß 66 oder seinem Auslaß 68 verbunden ist. Infolgedessen wird der Gasstrom im Schlauchabschnitt 60 entweder in die Hauptleitung 36 oder die Bypaßleitung 76 entsprechend der Stellung des Ventils gerichtet. Wenn das Magnetwechselventil 62 so betätigt ist, daß sein Einlaß 64 mit seinem Auslaß 66 gekoppelt ist, wird der Gasstrom aus dem Schläuchabschnitt 60 durch den Schlauchabschnitt 70, das Absperrventil 72 und den Schlauchabschnitt 34 in die Pulverzμfuhrvorrichtung 10 gerichtet. Das Absperrventil 72 verhindert, daß Pulver in der Pülverzufuhrvorrichtung 10 zurück zum Magnetwechselventil 62 gelangt. Wenn der Gasstrom aus dem Schlauchabschnitt 34 in die Zufuhrvorrichtung 10 eintritt, wird er zwischen die Flügel der umlaufenden Scheibe gerichtet, so daß eine erwünschte Pulvermenge aufgenommen wird, bevor der Gasstrom aus der Pulverzufuhrvorrichtung 10 über den Schlauchabschnitt 38 austritt. Dieser Vorgang ist im einzelnen in der bereits genannten US-Patentanmeldung erläutert. Das Pulver-Gas-Gemisch, das aus der Pulverzufuhrvorrichtung 10 durch den Schlauchabschnitt 38-austritt, wird durch ein Pulverabsperrventil 78 und ein pneumatisches Bypaß-/Absperrventil 80 zu einem Auslaß-Schlauchabschnitt 82 gerichtet. Dieser richtet das Pulver-Gas-Gemisch in eine Plasma-Strahl-Spritzumgebung, die z. B. in der US-PS 4 328 257 genannt ist.

Das Pulverabsperrventil 78 wird von zwei Einweg-Magnetventilen 84 und 86 verstellt. Das Einweg-Magnetventil 84 ist

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zwischen eine Preßluftversorgung (nicht gezeigt) und das Pulverabsperrventil 78 mittels eines Schlauchabschnitts 88 und eines Schlauchabschnittpaars 90 und 92 gekoppelt. Die Schlauchabschnitte 90 und 92 sind über ein T-Verbindungsstück 94 miteinander verbunden. Das T-Verbindungsstück 94 verbindet das Einweg-Magnetventil 86 mit der Leitung, die zwischen dem Einweg-Magnetventil 84 und dem Pulverabsperrventil 78 verläuft und durch die Schlauchabschnitte 90 und 92 gebildet ist. Das Einweg-Magnetventil 84, das normalerweise geöffnet ist, so daß das T-Verbindungsstück 94 mit Preßluft beaufschlagt wird, kann geschlossen werden, wenn die Preßluftversorgung von dem Pulverabsperrventil 78 getrennt werden soll. Die Preßluft am T-Verbindungsstück beaufschlagt selektiv das Pulverabsperrventil 78 über den Schlauchabschnitt .92 oder wird von dem Absperrventil 78 weg durch das Einweg-Magnetventil 86 umgeleitet.

Wenn das Magnetwechselventil 62 so positioniert ist, daß der Gasstrom über die Hauptleitung durch die Pulverzufuhrvorrichtung 36 geleitet wird, wird das Pulverabsperrventil 78 durch das Einweg-Magnetventil 86 geöffnet gehalten, das in der Offenstellung gehalten wird, um die Preßluft am T-Verbindungsstück 94 umzuleiten. Wenn die Pulverzufuhr in den Gasstrom beendet werden soll, wird das Magnetwechselventil 62 so beaufschlagt, daß. sein Einlaß 64 mit dem Auslaß 68 in Verbindung gelangt, wodurch der Gasstrom aus dem ankommenden Schlauchabschnitt 60 in die Bypaßleitung 76 gelangt. Im wesentlichen gleichzeitig mit der Umschaltung des Magnetwechselventil 62 wird das Einweg-Magnetventil 86 geschlossen und das Einweg-Magnetventil 84 geöffnet, falls es geschlossen war. Dadurch werden das T-Verbindungsstück 94 und das Pulverabsperrventil 78 über den Schlauchabschnitt 92 mit Preßluft beaufschlagt, wie noch unter Bezugnahme auf die

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Fig. 5-7 erläutert wird, bewirkt die Beaufschlagung des Pulverabsperrventils 78 mit Preßluft das Zusammenfallen eines darin befindlichen federelastischen Organs, so daß eine zentrale Bohrung vergeschlossen wird und einen weiteren Pulverstrom aus der Pulverzufuhrvorrichtung 10 zum Auslaß-S'chlauchabschnitt 82 verhindert. Das Pulverabsperrventil 78 ist so ausgelegt, daß es den Pulverstrom auch bei sehr hohen Pulverzuführdrücken von der Pulverzufuhrvorrichtung 10 unterbrechen kann, ohne daß dabei wegen der abtragenden Eigenschaft des Pulvers ein merklicher Verschleiß bzw. eine Verschlechterung eintritt. Wenn das Magnetwechselventil 62 wieder umgeschaltet wird, so daß der Gastrom nun wiederum durch die Hauptleitung 36 und die Pulverzufuhrvorrichtung strömt, wird das Einweg-Magnetventil 86 im wesentlichen gleichzeitig geöffnet und leitet die Preßluft an dem T-Verbindungsstück 94 vom Pulverabsperrventil.78 weg, wodurch das Pulverabsperrventil 78 geöffnet wird, so daß der Pulver-Gas-Strom es durchsetzen kann. Gleichzeitig wird das Einweg-Magnetventil 84 geschlossen und sperrt die Preßluftzufuhr zum T-Verbindungsstück 94 ab.

Wenn der Gasstrom durch die Hauptleitung 36 und die Pulverzufuhrvorrichtung 10 gerichtet wird, um ein Gas-Pulver-Gemisch zum Auslaß-Schlauchabschnitt 82 zu leiten, ermöglicht das pneumatische Bypaß-/Absperrventil 80 das Durchströmen des Gas-Pulver-Gemischs aus dem Pulverabsperrventil 78 zum Auslaß-Schlauchabschnitt 82, während es gleichzeitig verhindert, daß das Gemisch über den Schlauchabschnitt 74 . zum Magnetwechselventil 62 gelangt. Wenn umgekehrt der ankommende Gasstrom vom Magnetwechselventil 62 in den Schlauchabschnitt 74 gerichtet wird, ermöglicht das pneumatische Bypaß-/Absperrventil 80 das freie Strömen des Gases in den Auslaß-Schlauchabschnitt 82. Gleichzeitig wird das

Pulverabsperrventil 78 geschlossen, so daß der Gasstrom nicht in den'Schlauchabschnitt 38 gelangen kann. Ein Ausführungsbeispiel des pneumatischen Bypaß-/Absperrventils 80 wird in Verbindung mit den Fig. 5-7 noch erläutert.

Die Vorzüge der angegebenen Pulverzufuhr-Regeleinrichtung 1 sind bei Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 noch besser ersichtlich. Fig'. 2 zeigt eine typische bekannte Pulverzufuhr-Regeleinrichtung in Verbindung mit der Pulverzufuhrvorrichtung 10. Die Preßluft wird der Pulverzufuhrvorrichtung 10 durch einen ankommenden Schlauchabschnitt 96 zugeführt. Ein_ abgehender Schlauchabschnitt 98 verbindet die Pulverzufuhrvorrichtung 10 mit der Plasma-Strahl-Spritzumgebung. Wenn Pulver zugeführt werden soll, wird die Preßluftversorgung eingeschaltet, so daß Gas durch den Schlauchabschnitt 96 und in die Pulverzufuhrvorrichtung 10 strömt, um das Pulver in den Gasstrom einzuleiten. Das resultierende Pulver-Gas-Gemisch strömt dann durch den Schlauchabschnitt 98 zu der Plasma-Strahl-Spritzumgebung.. Wenn die Zufuhr des Gas-Pulver-Gemischs beendet werden soll, wird die Preßluftversorgung einfach ausgeschaltet,' so daß der Gasstrom durch den Schlauchabschnitt 96 und in die Pulverzufuhrvorrichtung 10 aufhört. Wenn wiederum Gas-Pulver-Gemisch zuzuführen ist, wird die Preßluftversorgung wieder eingeschaltet und startet den Gasstrom durch den Schlauchabschnitt 96 in die Zufuhrvorrichtung 10. Typischerweise dauert es mehrere Sekunden oder langer, bis sich der Gasdruck in der Zufuhrvorrichtung 10 wieder auf einen Sollpegel, aufbaut, so daß eine optimale Zufuhr des Gas-Pulver-Gemischs in die Plasma-Strahl-Spritzumgebung erfolgen kann. In der Zwischenzeit werden geringe Pulvermengen mit verringertem Druck zugeführt, so daß der Plasma-Strahl-Spritzvorgang schwer zu kontrollieren ist.

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Die bekannte Vorrichtung nach Fig. 2 ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Pulverzufuhr intermittierend während
InterVallen von jeweils einigen Sekunden zu erfolgen hat.
Die ziar Beendigung der Pulverzufuhr und zur Wiederaufnahme derselben erforderliche Zeit kann wesentlich länger als
jede Pulverzufuhrperiode sein, was in einem relativ langsamen* und unwirksamen Spritzvorgang resultiert. Das Problem
wird jioch verschärft, wenn es erforderlich ist, Restpulver aus .der Einrichtung jedesmal dann, wenn die Pulverzufuhr
beendet wird, zu entfernen. Das Entfernen von Restpulver
kann'bei manchen Einrichtungen bis zu 10 s oder länger
dauern.

In Fig. 3 ist das Blockschaltbild der Pulverzuführ-Regeleinrichtung 1 in Verbindung mit einem Solenoid-Stellkreis 100 gezeigt. Der Solenoid-Stellkreis 100 ist so angeschlossen, daß er das Magnetwechselventil 62 sowie die beiden Einweg-Magnetventile 84 und 86 verstellt. Wenn der Plasma-Strahl-Spritzumgebung Pulver zuzuführen ist, positioniert der
Solenoid-Stellkreis 100 das Magnetwechselventil 62 so, daß der Schlauchabschnitt 60 mit dem Schlauchabschnitt 70
verbunden wird. Das Gas strömt durch das Absperrventil 72 in die Pulverzufuhrvorrichtung 10. Das resultierende Gas-Pulver-Gemisch strömt aus der Pulverzufuhrvorrichtung 10 durch das Pulverabsperrventil 78 und das pneumatische Bypaß-/Abspejrrventil 80 zum Auslaß-Schlauchabschnitt 82, so daß das Gemisch der Plasma-Strahl-Spritzumgebung zugeführt wird. Das Pu-lverabsperrventil 78 wird durch den Solenoid-Stellkreis
100 offengehalten, der das Einweg-Magnetventil 86 geöffnet hält, so daß Preßluft an dem T-Verbindungsstück 94 vom
Pulverabsperrventil 78 weg umgeleitet wird. Der Solenoid-Stellkreis 100 schließt ferner normalerweise das Einweg-Magnetventil 84, wenn das Pulverabsperrventil 78 geöffnet

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gehalten werden soll. Wenn die Pulverzufuhr beendet werden soll, ändert der Solenoid-Stellkreis 100 im wesentlichen gleichzeitig die Positionen des Magnetwechselventils -62 und der Einweg-Magnetventile 86 und 84. Dadurch wird der J?' Schlauchabschnitt 60 mit dem Schlauchabschnitt 74, der¹die Bypaßleitung 76 enthält, gekoppelt, so daß der ankommende Gasstrom durch die Bypaßleitung 76 geleitet wird. Gleichzeitig wird durch das Schließen der Einweg-Magnetventile 86 und 84 die Preßluft in das Pulverabsperrventil 78 gerichtet und schließt das Magnetventil 78 und verhindert jede weitere Zufuhr von Pulver zum Auslaß-Schlauchabschnitt 82. Inzwischen strömt der Gasstrom in der Bypaßleitung 7 6 ungehindert durch das pneumatische Bypaß-/Absperrventil 80 ΐη den' Auslaß-Schlauchabschnitt 82. Wenn die Zufuhr von Pulver z.u der Plasma-Strahl-Spritzumgebung wieder aufgenommen werden soll, schaltet der Solenoid-Stellkreis 100 die Stellungen des Magnetwechselventils 62 und der Einweg-Magnetventile und 84 im wesentlichen gleichhzeitig wieder um. Das ankommende Gas wird somit wiederum in die Pulverzufuhrvorrichtung 10 gerichtet, und das Pulverabsperrventil 78 wird im-wesentlichen gleichzeitig geöffnet, so daß das resultierende Pulver-Gas-Gemisch zum Auslae-Schlauchabschnitt 82 strömen kann und zur Plasma-Strahl-Spritzumgebung gefördert wird.

Während die bekannte Pulverzufuhr-Regeleinrichtung nach Fig. 2 viel Zeit benötigt, bis sich der Druck wieder aufweinen zur Pulverzufuhr optimalen Pegel aufbaut, kann die Einrichtung nach Fig. 3 das Pulver nahezu sofort mit dem Solldrück zuführen. Wenn das Magnetwechselventil 62 so beaufschlagt ist, daß der Gasstrom in die Bypaßleitung 76 umgelenkt wird, ist die Pulverzufuhrvorrichtung 10 praktisch sofort durch das Magnetwechselventil 62 und das Pulverabsperrventil 78 hermetisch' dicht. Dadurch wird die Pulverzufuhrvorrichtung

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10 im wesentlichen auf dem Solldruck gehalten, so daß sie für den Beginn der folgenden Pulverzuführung bereit ist. Wenn das Magnetwechselventil 62 wieder so beaufschlagt wird, daß der Gasstrom in die Pulverzufuhrvorrichtung 10 erfolgt, wird das Gas-Pulver-Gemisch praktisch sofort zum Auslaß-Schlauchabschnitt 82 mit dem Solldruck gerichtet. Die Fähigkeit, den Solldruck aufrechtzuerhalten, um dadurch einen gleichmäßigen Pulver- und Gasstrom zu erzielen, ist insbesondere bei großtechnischen Anwendungen von Bedeutung, wo große oder aufeinandergestapelte Behälter große Pulvermengen aufnehmen.

Bei der speziellen Anordnung der Pulverzufuhr-Regeleinrichtung 1 nach den Fig. 1 und 3 wird das Pulverabsperrventil 78 durch die beiden verschiedenen Einweg-Magnetventile 84 und 86 in der erläuterten Weise verstellt. Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Verstellung des Pulverabsperrventils 78, die ein einziges Magnetwechselventil 102 verwendet. Dieses weist einen Einlaß 104 auf, der mit der Preßluftversorgung über einen Schlauchabschnitt 106 verbunden ist. Das Magnetwechselventil 102 hat einen ersten Auslaß 108, der mit dem Pulverabsperrventil 78 über einen Schlauchabschnitt 110 gekoppelt ist, und einen zweiten Auslaß 112, der über einen Schlauchabschnitt 114 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der Solenoid-Stellkreis 100 nach Fig. 3 dient dazu, das Magnetwechselventil 102 so zu verstellen, daß entweder dessen Einlaß 104 mit dem Auslaß 108 oder alternativ der Auslaß 108 mit dem Auslaß 112 verbunden ist.' Das Pulverabsperrventil 78 wird dadurch geschlossen, daß das Magnetwechselventil 102 so verstellt wird, daß die Preßluft durch dessen Einlaß 104 gelangt, so daß sie durch den ersten Auslaß 108 strömt und über den Schlauchabschnitt 110 an das Pulverabsperrventil 78 gelangt. Dieses wird dadurch geöff-

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net, daß das Magnetwechselventil 102 so verstellt wird, daß sein an die Preßluftversorgung angeschlossener Einlaß 104 geschlossen wird. Dadurch wird auch" der erste Auslaß 108 mit dem zweiten Auslaß 112 verbunden, *w°^durcn eine Druckentlastung im Schlauchabschnitt 110 stattfindet.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Pulverabsperrventils 78 und des pneumatischen Bypaß-/ Absperrventils 80. Das Pulverabsperventil 78 umfaßt ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 116 mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenbohrung 118. Die Bohrung 118, die sich zwischen entgegengesetzten Enden 120 und 122 des Gehäuses 116 erstreckt, hat unveränderlichen Durchmesser. Ein Endanschlußstück 128 ist auf dem Ende 122 des Gehäuses 116 gesichert. Das Endanschlußstück 128 trägt eine Kupplung 130, die zur Verbindung des Schlauchabschnitts 38 mit dem Pulverabsperrventil 78 dient. Die Kupplung weist einen Nippel 132 auf, der in einer öffnung 134 in dem Endanschlußstück 128 sitzt und sich in die Bohrung 118 erstreckt.

Die Bohrung 118 im Gehäuse 116 hat eine Mittenachse 138. Die Öffnung 134 im Endanschlußstück 128 ist mit der Mittenachse 138 koaxial. Ebenso weist das Endanschlußstück 128 eine Mittenbohrung 142 auf, die mit der Mittenachse 138 koaxial verläuft. Die Leitung durch das Pulverabsperrventil 78, die durch die Mittenbohrung 142 gebiJLdet ist, wird durch die in ihr befindliche Mittenbohrung 144 eines im wesentlichen zylindrischen Organs 146 aus elastischem Werkstoff, z. B. Gummi, verlängert. Das Organ 146, das in der Zylinderbohrung 118 des Gehäuses 116 angeordnet ist·, verläuft zwischen dem Endanschlußstück 128 und dem entgegengesetzten Ende 120 des Ventils 78 und hat einen über seine Länge gleichförmigen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner als der Durchmes-

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* 3Ll-

ser der Zylinderbohrung 118 ist. Dadurch ist zwischen der Außenfläche des Organs 146 und der Innenwandung der Zylinderbohrung 118 über einen wesentlichen Längenabschnitt des Organs 146 ein relativ kleiner Zwischenraum 148 gebildet. Ein erstes Ende 150 des Elements 146 sitzt im Paßsitz über dem Nippel 132. Ein entgegengesetztes zweites Ende 152 des Organs 146 sitzt im Paßsitz auf einem Nippel 153, der durch eine Seite eines metallischen Dichtrings 154 gebildet ist, der am Ende 120 des Gehäuses 116 angeordnet ist. Eine hermetische Passung zwischen den entgegengesetzten Enden und 152 des Organs 146 und den entgegengesetzten Enden der Zylinderbohrung 118 ist durch O-Dichtringe 155 bzw. 156 sichergestellt, die in Nuten 158 bzw. 160 in der Wandung der Zylinderbohrung 118 an deren entgegengesetzten Enden sitzen. Der O-Dichtring 155 wird gegen das Ende 150 des Organs 146 durch einen aus Aluminium bestehenden Stützring 161 gedruckt, der in der Nut 158 zwischen dem O-Dichtring 155 und dem Endanschlußstück 128 vorgesehen ist. Ebenso wird der O-Dichtring 156 gegen das Ende 152 des Organs 146 durch einen aus Aluminium bestehenden Stützring 162 gedruckt, der in der Nut 160 zwischen dem O-Dichtring 156 und einem scheibenförmigen Mittenabschnitt 163 des metallischen Dichtrings 154 sitzt.

Der Zwischenraum 148 steht mit einer ein Gewinde aufweisenden Öffnung 164 in der Seitenwand des Gehäuses 116 über eine Bohrung 165 in Verbindung. Die Gewindeöffnung 164 dient der Verbindung des Pulverabsperrventils 78 mit dem Schlauchabschnitt 92 bei der Anordnung nach Fig. 3 oder dem Schlauchabschnitt 110 bei der Anordnung nach Fig. 4. Wenn durch eines der Einweg-Magnetventile 86 und 84 nach Fig. 3 oder das Magnetwechselventil 102 nach Fig. 4 die Öffnung 164 mit Preßluft beaufschlagt wird, gelangt der Druck von der

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Bohrung 164 zum Zwischenraum 148. Infolgedessen fällt das Organ 146 über einen erheblichen Längsabschnitt in sich zusammen, so daß dadurch die Mittenbohrung 144 und damit das Pulverabsperrventil 78 geschlossen werden. Der Druck wird aufgrund der Wirkung der O-Dichtringe 155 und 156, die eine hermetische Dichtung der entgegengesetzten Enden des Organs 148 bewirken, in dem Zwischenraum 148 eingeschlossen gehalten. Zum Öffnen des Pulverabsperrventils 78 wird die Preßluft von der Öffnung 164 abgeleitet, und zwar entweder durch die Einweg-Magnetventile 86 und- 84 nach Fig. 3 oder das Magnetwechselventil 102 nach Fig. 4. Dadurch kann das elastische Organ 148 seinen natürlichen unverformten Zustand entsprechend Fig. 5 wieder annehmen. Dadurch wird die Mittenbohrung 144 geöffnet, so daß ein Strom des Pulver-Gas-Gemischs von der Pulverzufuhrvorrichtung 10 passieren kann.

Die Anordnung des Pulverabsperrventils 78 nach den Fig. 5-7 weist eine Reihe von Vorteilen auf. Da das elastische Organ 148 durch die Beaufschlagung mit von Preßluft über einen wesentlichen Teil seiner Länge in sich zusammenfällt, wird die abtragende Wirklung des Pulvers verteilt und konzentriert sich nicht in einem bestimmten lokalen Bereich. Dadurch wird die Standzeit des Ventils 78 erheblich verlängert. Der Druck der an die Ans'chlußbohrung 164 angelegten Preßluft kann mit dem Druck am Anschlußstück 130 in Beziehung gesetzt werden und braucht keinen Absolutwert anzunehmen. Somit ist es unabhängig von dem Druck des ankommenden Gas-Pulver-Gemischs am Anschlußstück 130 nur erforderlich, daß der Druck der Preßluft an der Öffnung 164 höher gemacht wird, um den Druck an dem Anschlußstück 130 zu überwinden und dadurch die Mittenbohrung 144 zu schließen. Es besteht kaum eine Gefahr, daß das Pulverabsperrventil 78 infolge von

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übermäßigen Luftdrücken beschädigt wird, weil das elastische Organ 148 einfach zusammenfällt und mit steigenden Drücken immer weiter komprimiert vj>ird.

Das pneumatische Bypaß-/Absperrventil 80 umfaßt ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 166 mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenbohrung 168. Das Gehäuse 166 ist mit dem Ende 120 des Gehäuses 116 des Pulverabsperrventils 78 verbunden. Wenn das Gehäuse 166 so angeschlossen ist, verläuft seine Innenbohrung 168 im wesentlichen koaxial mit der Mittenachse 138 der Zylinderbohrung 118 des Pulverabsperrventils 78. Der Durchmesser der Bohrung 168 ist über deren Länge unveränderlich mit Ausnahme einer darin befindlichen Nut 170, die an den metallischen Dichtring 154 am einen Ende der Bohrung 168 angrenzt, und einer ein Gewinde aufweisenden Öffnung 172 am entgegengesetzten Ende der Bohrung 158. Die Gewindeöffnung 172 nimmt ein Anschlußstück 174 auf, das zum Anschluß des pneumatischen Bypaß-/Absperrventils 80 an den Auslaß-Schlauchabschnitt 82 dient. Die Bohrung 168 ist mit dem Schlauchabschnitt 74, der die Bypaßleitung 76 bildet, über eine Bohrung 176 und eine Gewindeöffnung 178 in der Seitenwand des Gehäuses 166 verbunden. ." ·

In der Bohrung 168 des Gehäuses 166 ist ein hohles, im wesentlichen zylindrisches Organ 180 aus biegsamem kunststoffähnlichem Werkstoff so angeordnet, daß seine Außenfläche normalerweise an den Wandungen der Bohrung 168 anliegt. Das Organ 180 ist mit einem Ende 182 engpassend auf einen Nippel 184 an der dem Nippel 153 entgegengesetzten Seite des metallischen Dichtrings 154 geschoben. Das Organ 180 weist eine Innenbohrung 185 auf, die im wesentlichen koaxial mit der Mittenachse 138 des Gehäuses 116 des Pulverabsperrven-

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• 30 · -

tils 78 verläuft. Die hermetische Dichtung des Endes 184 des Organs 180 mit der Bqhrung 168 wird durch einen in der Nut 170 angeordneten O-DÜchtring 188 erzielt. Der O-Dichtring 188 ist auf das Endd.-äes Organs 184 mittels eines aus Aluminium bestehenden Stützrings 190 gedrückt, der in der Nut 170 zwischen dem O-Dichtring 188 und dem scheibenförmigen Mittenabschnitt 163 des metallischen Dichtrings 154 angeordnet ist.

Das Ende 182 des Organs 180 bildet einen ersten Einlaß des pneumatischen Bypaß-/Absperrventils 80 zur Aufnahme eines Gas-Pulver-Gemischs von der Pulverzufuhrvorrichtung 10. Die Gewindeöffnung 178 bildet einen zweiten Einlaß des pneumatischen Bypaß-/Absperrventils 80 zur Aufnahme des Gasstroms aus der Bypaßleitung^-76. Das Anschlußstück 174 bildet den Auslaß des pneumatischen Bypaß-/Absperrventils 80 und dient der Verbindung des Ventils 80 mit der Plasma-Strahl-Spritzumgebung über den Schlauchabschnitt 82. Das Ventil 80 hat die Funktion, einen seiner beiden Einlasse mit seinem Auslaß zu verbinden, während gleichzeitig der durch die Gewindeöffnung 178 gebildete Einlaß von dem durch das Ende 184 des Organs 180 gebildeten Einlaß getrennt wird. Wenn das Gas-Pulver-Gemisch von der Pulverzufuhrvorrichtung 10 zum Auslaß-Schlauchabschnitt 82 geliefert wird, ist dieses Gemisch in der Bohrung 185 im Organ 180 eingeschlossen und wird dadurch zum Anschlußstück 174 gefördert, während es gleichzeitig daran gehindert wird, durch die Bohrung 176 in die Bypaßleitung 76 zu strömen. Wenn umgekehrt der Gasstrom in die Bypaßleitung 76 gerichtet ist, gelangt er in die Gewindeöffnung 178 und die Bohrung 176 und dann auf die Außenfläche des Organs 180. Dieses verformt sich so weit, daß das Gas aus der Bohrung 176 zum Anschlußstück 174 strömen und durch den Auslaß-Schlauchabschnitt 82 austreten kann.

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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wurde bereits erwähnt, daß die Verriegelungen 32 die Abnahme der Behälteröffnungs-Untereinheit 28 vom Behälter 20 .gestatten, so daß der Behälter 20 mit Pulver gefüllt werden kann. Wenn der Behälter 20 mit Pulver gefüllt wird, geschieht es häufig, daß eine gewisse Luftmenge in den Behälter 20 gelangt. Die Luft kann im Pulver eingeschlossen werden und kann im leeren Innenraum des Behälters 20 vorhanden sein. Wenn dann später die Einrichtung zur selektiven Pulverzufuhr betrieben wird, beeinträchtigt die Anwesenheit von feuchter Luft im Pulver und im Behälter 20 häufig die Gleichmäßigkeit des Pulverstroms und dessen Mitnahme in den Gasstrom. Die Anwesenheit von Luft kann ferner zur Bildung von Oxiden während des thermischen Spritzverfahrens führen.

Eine Vorrichtung zum Evakuieren der unerwünschten Luft aus dem Behälter 20 ist in Fig. 1 und in Form des Blockschaltbilds von Fig. 8 gezeigt. Diese Vorrichtung umfaßt ein Magnetwechselventil 192 mit einem Einlaß, der durch einen Schlauchabschnitt 194 mit einer Preßluftversorgung gekoppelt ist, die in Fig. 1 nicht gezeigt ist und die die gleiche Preßluftversorgung sein kann, die über den Schlauchabschnitt 88 mit dem Einweg-Magnetventil 84 verbunden ist. Das Magnetwechselventil 192 weist einen ersten Auslaß, der über einen Schlauchabschnitt 196 zur Atmosphäre führt, und einen zweiten Auslaß auf, der über einen Schlauchabschnitt 198 mit einem Absperrventil 200 verbunden ist. Letzteres ist mit einem ersten Ende über einen Schlauchabschnitt 202 an eine Unterdruckversorgung oder eine andere Quelle verminderten Drucks (nicht gezeigt) angeschlossen, und ein zweites Ende ist über einen Schlauchabschnitt 204 mit einem T-Verbindungsstück 206 verbunden. Dieses ist an das Innere des Behälters 20 sowie an ein Druckentlastungsventil 208 angeschlossen.

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Das Absperrventil 200 ist ebenso wie das Absperrventil 78 nach den.Fig. 5 und 6 ausgebildet, wobei jedoch das Ende seines Gehäuses 116 ein Anschlußstück entsprechend dem Anschlußs.tück 130 am entgegengesetzten Ende 122 des Gehäuses 116 aufweist. Der metallische Dichtring 154 und das pneumatischeBypaß-/Absperrventil 80 sind bei dem Absperrventil 200 nicht vorgesehen. Der Schlauchabschnitt 198 vom Magnetwechselventil 192 ist an die Gewindeöffnung 164 angeschlossen, so daß die Druckluft im Schlauchabschnitt 194 von dem Magnetwechselventil 192 selektiv an den Zwischenraum 148, der·das Organ 146 umgibt, angelegt werden kann. Die im Endanschlußstück 128 angeordnete Kupplung 130 ist über den Schlauchabschnit 202 an die Unterdruckversorgung angeschlossen. Das Anschlußstückende und das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 116 des Ventils sind über den Schlauchabschnitt 204 an das T-Verbindungsstück 206 angeschlossen.

Im Betrieb verbindet das Magnetwechselventil 192 normalerweise die Preßluft im Schlauchabschnitt 194 mit dem Absperrventil 200 über den Schlauchabschnitt 198, um das Absperrventil 200 in der Schließstellung zu halten. Dies hat zur Folge, daß die Unterdruckversorgung nicht an das Innere des Behälters 20 angeschlossen ist.'Nachdem der Behälter 20 mit Pulver gefüllt wurde, wird in ihm befindliche unerwünschte Luft dadurch abgezogen, daß das Magnetwechselventil 192 so umgeschaltet wird, 'daß der Preßluftstrom durch dieses zum Absperrventil 200 blockiert ist, während gleichzeitig der Schlauchabschnitt 198 mit dem Schlauchabschnitt 196 verbunden wird, um Druck aus dem Absperrventil 200 abzulassen. Dadurch kann sich das Absperrventil 200 öffnen und kann die Unterdruckversorgung an das Innere des Behälters 20 während eines geeigneten Zeitraums anschließen. Das Magnetwechselventil 192 wird dann in die Ausgangsstellung zurückgebracht,

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in der es mit Preßluft beaufschlagt ist, so daß das Absperrventil 200 geschlossen und damit die Unterdruckversorgung vom Behälterinnenraum getrennt wird. - ."..

Das Druckentlastungsventil 208 ist ein erwünschtes Sicherheitsorgan. Falls der im Innenraum des Behälters 20 sich aufbauende Druck aus irgendeinem Grund zu hoch wird, wird der Überdruck durch das Druckentlastungsventil- 208 abgelassen.

Nachdem der Behälter 20 mit Pulver gefüllt und unerwünschte Luft aus dem Pulver dadurch abgezogen wurde, daß die Unterdruckversorgung an das Behälterinnere während einiger Sekunden oder erwünschtenfalls langer angeschlossen wurde, wird vorzugsweise das Magnetwechselventil 62 nach den Fig. 1 und 3 momentan in die vorherige Stellung zurückgebracht, um den ankörnenden Gasstrom über das Absperrventil mit der Pulverzufuhrvorrichtung 10 zu verbinden. Dadurch kann das Gas den Behälter 20 füllen und den Gasdruck im Behälterinneren auf Betriebspegel bringen. Das Magnetwechselventil 62 wird dann betätigt und leitet den ankörnenden Gasstrom zur Bypaßleitung 76, bis die Pulverzufuhr beginnen soll.

Es wurde bereits erwähnt, daß das Pulverabsperrventil 78 nach den Fig. 5 und 6 sowohl vom Standpunkt der Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit als auch hinsichtlich anderer Faktoren vorteilhaft ist. Der Grund hierfür ist, daß die abtragende Wirkung des das Ventil 78 durchsetzenden Pulvers im wesentlichen über die Gesamtlänge des im wesentlichen zylindrischen Organs 146 aus elastischem Werkstoff verteilt wird. Ähnliche Überlegungen gelten hinsichtlich des Einsatzes eines ähnlich aufgebauten Ventils als Absperrventil 200. Die Luft, die aus dem Inneren des Behälters 20 nach dem Auffüllen desselben abgezogen wird, enthält unterschiedliche Pulvermengen. Daher ist das Absperrventil 200 gegenüber den abtragenden Auswirkungen des Pulvers beständig.

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Claims

«; · (Electro-Plasma

Electro-Plasma, Inc., 16842 Milliken Avenue Irvine,' Californien 9271 4/USA

Patentansprüche

1 J Regeleinrichtung zur selektiven Pulverzufuhr in den Gasstrom einer Spritzeinrichtung, gekennzeichnet: durch

- eine Gasstrom-Erzeugungseinheit,

- einen Auslaß (82),
einen Pulvervorrat (10),

- eine Vorrichtung zum selektiven Verbinden des Gasstroms mit dem Auslaß (82) durch eine den Pulvervorrat (10) enthaltende erste Leitung (36) und

- eine Vorrichtung zum abwechselnden Verbinden des Gasstroms mit dem Auslaß (82) durch eine den Pulvervorrat (10) umgehende zweite Leitung (76).

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einheit (62), die den Pulvervorrat (10) gegenüber der zweiten Leitung (76) hermetisch abschließt, wenn der Gasstrom über die zweite Leitung (76) mit dem Auslaß (82) verbunden ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine Einlaßleitung (60) für den Gasstrom, -. ein erstes Ventil (62), das die Einlaßleitung -f.60) in seiner ersten Stellung mit der ersten Leitung £36) und in seiner zweiten Stellung mit der zweiten Leitun'g' (76) verbindet,

ein zweites Ventil (80), das den Auslaß (82) .in einer ersten Stellung mit der ersten Leitung (36) und in einer zweiten Stellung mit der zweiten Leitung (76) verbindet,

Organe (84, 86), die aufgrund eines ersten Befehls (von

100) das erste und das zweite Ventil (62, '80) in die erste Stellung und aufgrund eines zweiten Befehls (von

100) diese Ventile (62, 80) in die zweite Stellung bringen.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein drittes Ventil (78), das in die erste Leitung (36) zwischen den Pulvervorrat (10) und das zweite Ventil (80) geschaltet ist und die erste Leitung (36) zwischen dem Pulvervorrat (10) und dem zweiten Ventil (80) blockiert, wenn das zweite Ventil (80) in die zweite Stellung gebracht ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spritzeinrichtung eine Plasma-Strahl-Spritzeinrichtung ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Gasstrom-Erzeugungseinheit eine Druckgasversorgung umfaßt,

daß der Pulvervorrat eine Pulverzufuhrvorrichtung (10) umfaßt,

daß die Vorrichtung zum selektiven Verbinden des Gasstroms mit dem Auslaß (82) über eine den Pulvervorrat

enthaltende erste Leitung (36) Mittel zum selektiven Verbinden der Druckgasversorgung mit dem Auslaß (82) durch die Pulverzufuhrvorrichtung (10) umfräßt, und daß die Vorrichtung zum abwechselnden Verbinden des Gasstroms mit dem Auslaß durch eine den Pulvervorrat umgehende zweite Leitung (76) eine Einheit zum abwechselnden Verbinden der Druckgasversorgung unmittelbar mit dem Auslaß (82) unter Umgehung der Pulverzufuhrvorrichtung (10) umfaßt.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum selektiven Verbinden der Druckgasversorgung mit dem Auslaß (82) durch die Pulverzufuhrvorrichtung (10) ein mit der Druckgasversorgung gekoppeltes Wechselventil (62) sowie eine zwischen das Wechselventil (62) und den Auslaß (82) geschaltete erste Leitung (36) umfaßt, und daß die Einheit zum abwechselnden direkten Verbinden der Druckgasversorgung mit dem Auslaß (82) eine zwischen das Wechselventil (62) und den Auslaß (82) geschaltete zweite Leitung (76) aufweist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch ein zwischen die Pulverzufuhrvorrichtung (10) und den Auslaß (82) geschaltetes Pulverabsperrventil (78) und Organe (84, 86), die das Pulverabsperrventil (78) schließen, wenn das Wechselventil (62) die Druckgasversorgung mit der zweiten Leitung (76) verbindet.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pulverabsperrventil (78) umfaßt:

ein Gehäuse (116) mit einem im wesentlichen zylindrischen Innenraum (118), ein im wesentlichen zylindrisches flexibles Organ (146), das in dem Innenraum (118) angeordnet ist und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innenraumdurchmesser ist unter Bildung eines Gas-Zwischenraums (148) und eines hohlen Innenraums (144), die in die erste Leitung (36) eingeschaltet sind, und eine Bohrung (164) zur selektiven Druckgasbeaufschlagung des Gas-Zwischenraums (146) unter Kompression des flexiblen Organs (146), so daß dessen hohler Innenraum (144) geschlossen wird.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spritzeinrichtung eine Plasma-Strahl-Spritzeinrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulvervorrat eine Pulverzufuhrvorrichtung (10) mit einem hermetisch dichten Pulverbehälter (20) ist, und . ·

daß die Vorrichtung zum selektiven Verbinden sowie die Vorrichtung zum abwechselnden Verbinden gemeinsam umfassen: - eine Einlaßleitung (60), die zur Aufnahme des Gasstroms angeschlossen ist,

ein Magnetwechselventil (62) mit einem an die Einlaßleitung (60) angeschlossenen Einlaß (64) und zwei Auslassen (66, 68), wobei der Einlaß (64) an den einen oder den anderen der beiden Auslässe (66, 68) anschließbar ist, ein Pulverabsperrventil (78), dessen Ausfaßende gegenüber einem Einlaßende aufgrund der Beaufschlagung mit Druckgas verschließbar ist,

eine Hauptleitung (36), die die Pulverzufuhrvorrichtung (10) in Reihe zwischen einen der beiden Auslässe des Magnetwechselventils (62) und den Einlaß des Pulverabsperrventils (78) koppelt,
ein pneumatisches Bypaß-/Absperrventil (80) mit zwei

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Einlassen und einem Auslaß, wobei der Auslaß mit jedem der beiden Einlasse verbunden ist und die beiden Einlasse voneinander getrennt sind und wobei einer der beiden Einlasse mit dem Auslaßende des Pulverabsperrventils (78) gekoppelt ist,

- eine Bypaßleitung (76), die einen zweiten der beiden Auslässe des Magnetwechselventils (62) mit einem zweiten Einlaß des pneumatischen Bypaß-/Absperrventils (80) verbindet, und

- Mittel zur selektiven Druckgasbeaufschlagung des Pulverabsperrventils (78).

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur selektiven Druckgasbeaufschlagung des Pulverabsperrventils (78) dieses Ventil immer dann mit Druckgas beaufschlagen, wenn der Einlaß (64) des Magnetwechselventils (62) mit dem zweiten (68) der beiden Auslässe gekoppelt ist.

11. Regeleinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur selektiven Druckgasbeaufschlagung des Pulverabsperrventils (78) aufweisen:

- eine Druckgasversorgung,

zwei Einweg-Magnetventile (84, 86), eine erste Leitung (90), die das erste Einweg-Magnetventil (84) zwischen die Druckgasversorgung und das Pulverabsperrventil (78) schaltet, und

- eine zweite Leitung (94), die das zweite Einweg-Magnetventil (86) an einer Stelle in die erste Leitung einschaltet, die zwischen dem ersten Einweg-Magnetventil (84) und dem Pulverabsperrventil (78) liegt.

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12. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur selektiven Druckgasbeaufschlagung des

Pulverabsperrventils (78) aufweisen: eine'Druckluftversorgung/

ein Magnetwechselventil (102) mit einem Einlaß, der selektiv mit einem von zwei Auslässen verbindbar ist,

- eine erste Leitung (106), die den Einlaß (104) des Magnetwechselventils (102) an die Druckluftversorgung anschließt, und

- eine zweite Leitung (110), die einen (108) der beiden Auslässe des Magnetwechselventils (102) an das Pulverabsperrventil (78) anschließt.

■13. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulverabsperrventil (78) umfaßt:

ein langes Gehäuse (116) mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenbohrung (118), die entlang einer Mittenachse (138) zwischen entgegengesetzten Gehäuseenden (120, 122) verläuft,

ein Endanschlußstück (128) und einen Dichtring (154), die am Gehäuse (116) an dessen entgegengesetzten Enden (120, 122) montiert sind, wobei das Endanschlußstück (128) und der Dichtring (154) jeweils eine im wesentlichen zylindrische Innenbohrung (142) aufweisen, die entlang der Gehäusemittenachse verläuft,

- eine im Gehäuse (116) zwischen dessen gegenüberliegenden Enden (120, 122) vorgesehene seitliche Öffnung (164) und

ein im wesentlichen zylindrisches Organ (146) aus Elastomer, das in der Gehäusebohrung (118) angeordnet ist und sich zwischen dem Endanschlußstück (128) und dem Dicht-

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ring (154) in Verbindung mit diesen erstreckt, wobei der Außendurchmesser des Organs (146) geringfügig kleiner als der Durchmesser der Gehäusebohrung (118) ist unter Bildung eines Zwischenraums .(-148), der mit der seitlichen Öffnung (164) im Gehäuse (116) in Verbindung steht und einen beträchtlichen Abschnitt des Organs (146) umgibt, und wobei das Organ (146) eine im wesentlichen zylindrische Innenbohrung (144) aufweist, die entlang der Gehäusemittenachse verläuft und an die Bohrungen in dem Endanschlußstück (128) und dem Dichtring (154) anschließt, und wobei das Organ (146) aufgrund der Einleitung von Druckgas in den Zwischenraum (148) in sich zusammenfällt und seine Innenbohrung (144) verschließt.

14. Regeleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß daß pneumatische Bypaß-/Absperrventil (80) umfaßt: ein zweites Gehäuse (166), das mit einem (120) der entgegengesetzten Enden des ersten Gehäuses (116) verbunden ist und eine im wesentlichen zylindrische Innenbohrung (168) aufweist, die mit der Bohrung im Dichtring (154) verbunden ist und damit im wesentlichen koaxial verläuft,

eine Öffnung (178) in der Seite des zweiten Gehäuses (166), die zwischen der Gehäuseaußenseite und der Innenbohrung (168) verläuft,"und

ein hohles, im wesentlichen zylindrisches flexibles Organ (180) in der Innenbohrung (168) des zweiten Gehäuses (166), wobei dieses Organ (180) über einen erheblichen Längenabschnitt der Innenbohrung (168) und angrenzend an die Öffnung (172) in der Seite des zweiten Gehäuses (16) verläuft und ferner mit dem zweiten Gehäuse (166) an einem ersten Ende desselben angrenzend an den Dichtring

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(154) hermetisch dicht verbunden ist und relativ zum zweiten Gehäuse (166) an einem entgegengesetzten zweiten Gehäuseende nich-t' hermetisch dicht ist, und wobei das Organ (180) sich*, von den Wandungen der Bohrung (168) des zweiten Gehäuses (166) weg durchbiegt bei Beaufschlagung der Öffnung (178) in der Seite des zweiten Gehäuses (166) mit Druckgas, so. daß das Druckgas aus einem zum ersten Gehäuse (116) entgegengesetzten Ende des zweiten Gehäuses (166) entweicht.

Ί5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pulvervorrat eine Pulverzufuhrvorrichtung (10) mit einem hermetisch dichten Pulvervorratsbehalter (20) sowie eine Unterdruckversorgung und eine Vorrichtung zum selektiven Verbinden der Unterdruckversorgung mit dem Behälterinnenraum zum Abzug von Luft aus diesem aufweist.

16. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum selektiven Verbinden umfaßt:

ein Absperrventil (200),' das zwischen eine Unterdruckversorgung und den Innenraum des Behälters (20) geschaltet ist und die Unterdruckversorgung an den Behälterinnenraum anschließt, wenn dieser nicht mit Druckgas beaufschlagt ist, '-

ein Magnetwechselventil (192), dessen einer Einlaß mit jeweils einem' von zwei Auslässen verbindbar ist, eine erste Leitung (194), die den Einlaß des Magnetwechselventils (192) mit einer Druckgasversorgung verbindet, und

eine zweite Leitung (198), die einen zweiten der beiden Auslässe des Magnetwechselventils (192) mit dem Absperrventil (200) verbindet. '

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