DE102011120539B4 - Method for testing a thermal coating system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Prüfung einer als Lichtbogendrahtspritzanlage ausgebildeten thermischen Beschichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Standardbetriebsbrenner der thermischen Beschichtungsanlage gegen einen Normbrenner (1) ausgetauscht wird, welcher- eine Staudrucksensoreinheit (2) zur Erfassung eines Staudruckparameters eines Primärgases und eines Staudruckparameters eines Sekundärgases aufweist, die in einem Primärgaskanal (3) und in Sekundärgaskanälen (4) angeordnete Staudrucksensoren aufweist,- eine als Multimeter ausgebildete und zur Spannungsermittlung mit einer Stromzufuhr (7, 8) von Beschichtungsmaterialdrähten elektrisch gekoppelte Spannungssensoreinheit (5) zur Erfassung eines Spannungsparameters und eine als Zangenamperemeter ausgebildete Stromsensoreinheit (6) zur Erfassung eines Stromparameters aufweist, und- eine Schlupfsensoreinheit (10) zur Erfassung zumindest eines Schlupfparameters eines Drahtvorschubgetriebes aufweist,wobei mit der thermischen Beschichtungsanlage eine Spritzprobe durchgeführt wird und während der Spritzprobe mittels der Sensoreinheiten (2, 5, 6, 10) des Normbrenners (1) Parameter der thermischen Beschichtungsanlage erfasst werden, wobei die thermische Beschichtungsanlage neu eingestellt wird und/oder verschlissene Bestandteile der Beschichtungsanlage ausgetauscht werden, wenn erfasste Werte dieser Parameter von vorgegebenen Werten abweichen, wobei eine erstmalige Prüfung durchgeführt wird, wenn die Beschichtungsanlage neu und exakt eingestellt ist, um Referenzwerte für die Parameter zu ermitteln, welche als vorgegebene Werte für nachfolgende Prüfungen verwendet werden, die jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Beschichtungen durchgeführt werden, wobei- mittels der Staudrucksensoreinheit (2) des Normbrenners (1) der Staudruckparameter des Primärgases und der Staudruckparameter des Sekundärgases erfasst werden,- mittels der Spannungssensoreinheit (5) des Normbrenners (1) der Spannungsparameter und mittels der Stromsensoreinheit (6) des Normbrenners (1) der Stromparameter zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Lichtbogens erfasst werden, und- mittels der Schlupfsensoreinheit (10) des Normbrenners (1) der zumindest eine Schlupfparameter des Drahtvorschubgetriebes erfasst wird, wobei mittels der Schlupfsensoreinheit (10) über Drehsensoren (10.1, 10.2), welche nach einer Drahtumlenkung und kurz vor dem Lichtbogen im Normbrenner (1) angeordnet sind, an dem jeweiligen Beschichtungsmaterialdraht anliegen und durch einen Drahtvorschub gedreht werden, eine Vorschubgeschwindigkeit jedes der Beschichtungsmaterialdrähte erfasst wird und mit einer durch das Drahtvorschubgetriebe ermittelten Vorschubgeschwindigkeit verglichen wird und auf diese Weise ein Schlupf zwischen dem Drahtvorschubgetriebe und jedem der Beschichtungsmaterialdrähte und ein Schlupfunterschied sowie ein Vorschubgeschwindigkeitsunterschied zwischen den Beschichtungsmaterialdrähten ermittelt wird.Method for testing a thermal coating system designed as an arc wire spray system, characterized in that a standard operating burner of the thermal coating system is exchanged for a standard burner (1) which has a dynamic pressure sensor unit (2) for detecting a dynamic pressure parameter of a primary gas and a dynamic pressure parameter of a secondary gas, a primary gas duct (3) and dynamic pressure sensors arranged in secondary gas ducts (4), - a voltage sensor unit (5) designed as a multimeter and electrically coupled to a power supply (7, 8) of coating material wires for voltage determination for recording a voltage parameter and a current sensor unit designed as a clamp ammeter ( 6) has for detecting a current parameter, and has a slip sensor unit (10) for detecting at least one slip parameter of a wire feed gear, with the thermal coating system e a spray test is carried out and during the spray test the parameters of the thermal coating system are recorded by means of the sensor units (2, 5, 6, 10) of the standard burner (1), the thermal coating system being reset and / or worn components of the coating system being replaced, if recorded values of these parameters deviate from specified values, with an initial test being carried out when the coating system is newly and precisely set in order to determine reference values for the parameters which are used as specified values for subsequent tests, each after a specified number of coatings are carried out, whereby - by means of the dynamic pressure sensor unit (2) of the standard burner (1) the dynamic pressure parameters of the primary gas and the dynamic pressure parameters of the secondary gas are recorded, - by means of the voltage sensor unit (5) of the standard burner (1) the voltage parameters and by means of the current sensor unit (6) of the standard torch (1), the current parameters for generating and maintaining an arc are recorded, and - by means of the slip sensor unit (10) of the standard torch (1) the at least one slip parameter of the wire feed gear is detected, whereby by means of the slip sensor unit (10) Rotation sensors (10.1, 10.2), which are arranged after a wire deflection and shortly before the arc in the standard torch (1), lie against the respective coating material wire and are rotated by a wire feed, a feed speed of each of the coating material wires is detected and determined with a by the wire feed gear Feed speed is compared and in this way a slip between the wire feed gear and each of the coating material wires and a slip difference and a feed speed difference between the coating material wires is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer thermischen Beschichtungsanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for testing a thermal coating installation according to the features of the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2009 005 081 A1 beschrieben, eine Spritzvorrichtung zum Lichtbogendrahtspritzen bekannt. Die Spritzvorrichtung umfasst Mittel zum Führen zweier Elektroden mit jeweiligen Enden, zwischen denen in einem Brennerkopf ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist. Zumindest eine der Elektroden ist im Bereich des Lichtbogens schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar. Geschmolzene Partikel sind in Richtung einer zu beschichtenden Innenfläche eines Hohlkörpers transportierbar und auf der Innenfläche abscheidbar. Zumindest ein den Brennerkopf umfassender Teil der Spritzvorrichtung ist zum Beschichten der Innenfläche rotierbar. Der Brennerkopf weist einen Außendurchmesser von maximal 42 mm auf.From the prior art, as in the DE 10 2009 005 081 A1 described a spray device for arc wire spraying known. The spray device comprises means for guiding two electrodes with respective ends, between which an arc can be generated in a torch head by applying a voltage. At least one of the electrodes can be melted in the area of the arc and can be tracked to maintain the arc. Molten particles can be transported in the direction of an inner surface of a hollow body to be coated and can be deposited on the inner surface. At least one part of the spray device that encompasses the burner head can be rotated for coating the inner surface. The burner head has a maximum outside diameter of 42 mm.

In der DE 101 11 565 C2 wird ein Innenbrenner beschrieben. Der Innenbrenner zum Lichtbogendrahtspritzen von Hohlräumen, insbesondere von Zylinderlaufflächen, umfasst mindestens zwei Brennerrohre zur Zuführung von Elektroden, welche zur Aufschmelzung vorgesehen und als in einem Lichtbogen abbrennbare Drähte ausgebildet sind. Ferner umfasst der Innenbrenner eine Gaszuführung für ein Prozessgas, welches zum Transport und Zerstäuben des aufgeschmolzenen Drahtmaterials in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche des Hohlraumes vorgesehen ist. Die Drähte sind durch die Brennerrohre austrittsseitig und im Bereich des Lichtbogens aufeinander zu geführt. Der im Berührungsbereich der Drähte angeordnete Lichtbogen der Elektroden-Drähte ist im Bereich des Gasstromes des ausgetretenen Prozessgases angeordnet. Der Gasstrom des ausgetretenen Prozessgases ist quer zur Haupttransportrichtung der Drähte angeordnet. Die Drähte sind außer aufeinander zu zusätzlich noch quer dazu gebogen. In the DE 101 11 565 C2 an internal burner is described. The internal burner for arc wire spraying of cavities, in particular cylinder running surfaces, comprises at least two burner tubes for supplying electrodes, which are provided for melting and are designed as wires that can be burned off in an arc. Furthermore, the internal burner comprises a gas supply for a process gas which is provided for transporting and atomizing the melted wire material in the direction of the surface of the cavity to be coated. The wires are led through the burner tubes on the outlet side and in the area of the arc towards one another. The arc of the electrode wires arranged in the contact area of the wires is arranged in the area of the gas flow of the escaped process gas. The gas flow of the escaped process gas is arranged transversely to the main transport direction of the wires. The wires are bent at right angles to one another, in addition to one another.

Aus der DE 100 25 161 A 1 sind ein Werkstoff und ein Verfahren zum Herstellen einer korrosions- und verschleißfesten Schicht durch thermisches Spritzen bekannt. In dem Verfahren wird die korrosions- und verschleißfeste Schicht auf einem Substrat durch Flammspritzen, insbesondere durch Plasmaspritzen in der Luft oder im Vakuum, Hochleistungs-Plasmaspritzen (HPPS) oder Shroud-Plasmaspritzen (SPS) eines Werkstoffes auf Eisenoxidbasis, der aus reinem Fe2O3 besteht, hergestellt. Das Aufbringen der Schicht aus dem Werkstoff wird durch ein Online-Kontroll- und Steuersystem überwacht.From the DE 100 25 161 A 1, a material and a method for producing a corrosion and wear-resistant layer by thermal spraying are known. In the process, the corrosion- and wear-resistant layer is applied to a substrate by flame spraying, in particular by plasma spraying in the air or in a vacuum, high-performance plasma spraying (HPPS) or Shroud plasma spraying (SPS) of an iron oxide-based material made from pure Fe 2 O 3 is made. The application of the layer made of the material is monitored by an online monitoring and control system.

In der US 6 130 407 A wird ein Lichtbogenschweißbrenner für Roboteranwendungen beschrieben, welcher eine Mehrzahl von Sensoren zur Echtzeiterfassung von Schweißparametern während eines Schweißprozesses aufweist.In the U.S. 6,130,407 A an arc welding torch for robot applications is described, which has a plurality of sensors for real-time acquisition of welding parameters during a welding process.

Aus der DE 10 2006 020 449 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen einer Düse bekannt. Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zum Testen einer Düse, insbesondere zum Testen des Verschleißzustandes einer Düse zum Lackspritzen, wird der Ausstoß der zu testenden Düse bei vorbestimmten Bedingungen gemessen und der gemessene Ausstoß in Relation gesetzt zum Ausstoß einer neuwertigen Düse gleicher Bauart. Bei Überschreiten einer vorbestimmten Abweichung gilt die Düse als verschlissen und kann ausgesondert werden. Dadurch kann der Lackverbrauch gesenkt werden.From the DE 10 2006 020 449 A1 a method and an apparatus for testing a nozzle are known. In the method and device for testing a nozzle, in particular for testing the state of wear of a nozzle for spraying paint, the output of the nozzle to be tested is measured under predetermined conditions and the measured output is related to the output of a new nozzle of the same design. If a predetermined deviation is exceeded, the nozzle is considered worn and can be discarded. This can reduce paint consumption.

In der EP 1 970 126 A1 werden eine Vorrichtung und Verfahren zur Datenhaltung beschrieben. Ein System zur Datenhaltung eines thermischen Spritzgerätes mit einer Spritzpistole umfasst eine dezentral angeordnete Vorrichtung mit einem Speicher, um Prozessgrössen zu erfassen und Daten des thermischen Spritzgerätes zu speichern. Die Daten enthalten Identifikations- und Betriebsdaten des thermischen Spritzgerätes. Die Vorrichtung umfasst zusätzlich eine Busschnittstelle zur Übermittlung der Daten.In the EP 1 970 126 A1 a device and method for data storage are described. A system for data management of a thermal spray device with a spray gun comprises a decentrally arranged device with a memory in order to record process parameters and to store data of the thermal spray device. The data contain identification and operating data of the thermal spray device. The device also includes a bus interface for transmitting the data.

Aus der DE 10 2007 062 132 A1 sind ein Testverfahren und ein Testgerät zur Funktionsprüfung einer Lackiereinrichtung bekannt. Im Testverfahren wird ein Testgerät an die Lackiereinrichtung angeschlossen, Prozessgrößen der Lackiereinrichtung werden über den Anschluss durch das Testgerät erfasst und die Funktionsfähigkeit der Lackiereinrichtung wird durch das Testgerät anhand der erfassten Prozessgrößen der Lackiereinrichtung überprüft.From the DE 10 2007 062 132 A1 a test method and a test device for functional testing of a painting device are known. In the test method, a test device is connected to the painting device, process variables of the painting device are recorded via the connection by the test device and the functionality of the painting device is checked by the test device on the basis of the recorded process variables of the painting device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Prüfung einer thermischen Beschichtungsanlage anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved method for testing a thermal coating installation.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Prüfung einer thermischen Beschichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a method for testing a thermal coating installation with the features of claim 1.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Prüfung einer thermischen Beschichtungsanlage wird ein Standardbetriebsbrenner der thermischen Beschichtungsanlage gegen einen Normbrenner ausgetauscht. Der Normbrenner weist eine Staudrucksensoreinheit zur Erfassung eines Staudruckparameters eines Primärgases und eines Staudruckparameters eines Sekundärgases auf, die in einem Primärgaskanal und in Sekundärgaskanälen angeordnete Staudrucksensoren aufweist. Der Normbrenner weist eine als Multimeter ausgebildete und zur Spannungsermittlung mit einer Stromzufuhr von Beschichtungsmaterialdrähten elektrisch gekoppelte Spannungssensoreinheit zur Erfassung eines Spannungsparameters und eine als Zangenamperemeter ausgebildete Stromsensoreinheit zur Erfassung eines Stromparameters auf. Der Normbrenner weist eine Schlupfsensoreinheit zur Erfassung zumindest eines Schlupfparameters eines Drahtvorschubgetriebes auf. Es wird mit der thermischen Beschichtungsanlage eine Spritzprobe durchgeführt und während der Spritzprobe werden mittels der Sensoreinheiten des Normbrenners Parameter der thermischen Beschichtungsanlage erfasst. Die thermische Beschichtungsanlage wird neu eingestellt und/oder verschlissene Bestandteile der Beschichtungsanlage werden ausgetauscht, wenn erfasste Werte dieser Parameter von vorgegebenen Werten abweichen, wobei eine erstmalige Prüfung durchgeführt wird, wenn die Beschichtungsanlage neu und exakt eingestellt ist, um Referenzwerte für die Parameter zu ermitteln, welche als vorgegebene Werte für nachfolgende Prüfungen verwendet werden, die jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Beschichtungen durchgeführt werden. Mittels der Staudrucksensoreinheit des Normbrenners werden der Staudruckparameter des Primärgases und der Staudruckparameter des Sekundärgases erfasst. Mittels der Spannungssensoreinheit des Normbrenners wird der Spannungsparameter und mittels der Stromsensoreinheit des Normbrenners wird der Stromparameter zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Lichtbogens erfasst. Mittels der Schlupfsensoreinheit des Normbrenners wird der zumindest eine Schlupfparameter des Drahtvorschubgetriebes erfasst, wobei mittels der Schlupfsensoreinheit über Drehsensoren, welche nach einer Drahtumlenkung und kurz vor dem Lichtbogen im Normbrenner angeordnet sind, an dem jeweiligen Beschichtungsmaterialdraht anliegen und durch einen Drahtvorschub gedreht werden, eine Vorschubgeschwindigkeit jedes der Beschichtungsmaterialdrähte erfasst wird und mit einer durch das Drahtvorschubgetriebe ermittelten Vorschubgeschwindigkeit verglichen wird und auf diese Weise ein Schlupf zwischen dem Drahtvorschubgetriebe und jedem der Beschichtungsmaterialdrähte und ein Schlupfunterschied sowie ein Vorschubgeschwindigkeitsunterschied zwischen den Beschichtungsmaterialdrähten ermittelt wird.In a method according to the invention for testing a thermal coating system, a standard operating burner of the thermal coating system is exchanged for a standard burner. The standard burner has a dynamic pressure sensor unit for detecting a dynamic pressure parameter of a primary gas and a dynamic pressure parameter of a secondary gas, which has dynamic pressure sensors arranged in a primary gas duct and in secondary gas ducts. The standard burner has a multimeter and is electrically coupled to a power supply of coating material wires for voltage determination Voltage sensor unit for detecting a voltage parameter and a current sensor unit designed as a clamp ammeter for detecting a current parameter. The standard burner has a slip sensor unit for detecting at least one slip parameter of a wire feed gear. A spray test is carried out with the thermal coating system and parameters of the thermal coating system are recorded using the sensor units of the standard torch during the spray test. The thermal coating system is readjusted and / or worn components of the coating system are replaced if the recorded values of these parameters deviate from specified values, with an initial test being carried out when the coating system is newly and precisely set in order to determine reference values for the parameters, which are used as specified values for subsequent tests, which are each carried out after a specified number of coatings. The dynamic pressure parameters of the primary gas and the dynamic pressure parameters of the secondary gas are recorded by means of the dynamic pressure sensor unit of the standard burner. The voltage parameter is recorded by means of the voltage sensor unit of the standard torch and the current parameter for generating and maintaining an electric arc is recorded by means of the current sensor unit of the standard torch. By means of the slip sensor unit of the standard torch, the at least one slip parameter of the wire feed gear is detected, whereby by means of the slip sensor unit via rotation sensors, which are arranged after a wire deflection and shortly before the arc in the standard torch, lie against the respective coating material wire and are rotated by a wire feed, one feed speed each of the coating material wires is detected and compared with a feed speed determined by the wire feed gear and in this way a slip between the wire feed gear and each of the coating material wires and a slip difference and a feed speed difference between the coating material wires are determined.

Bei einer Vorrichtung zur Prüfung einer thermischen Beschichtungsanlage weist ein Normbrenner, welcher zum Prüfen der thermischen Beschichtungsanlage gegen einen Standardbetriebsbrenner der thermischen Beschichtungsanlage auszutauschen und an dieser zu montieren ist, zumindest eine Sensoreinheit zur Erfassung zumindest eines Parameters der thermischen Beschichtungsanlage während einer Spritzprobe auf.In a device for testing a thermal coating system, a standard burner, which for testing the thermal coating system is to be exchanged for a standard operating burner of the thermal coating system and to be mounted on this, has at least one sensor unit for detecting at least one parameter of the thermal coating system during a spray test.

Durch Montage dieses Normbrenners an der erfindungsgemäß als Lichtbogendrahtspritzanlage ausgebildeten thermischen Beschichtungsanlage sind während einer Spritzprobe ein oder mehrere Parameter der thermischen Beschichtungsanlage zu erfassen und zu überprüfen. Bei derartigen Beschichtungsanlagen können sich diese Parameter aufgrund von Verschleiß und auftretenden Temperaturbedingungen ändern. Dies führt dazu, dass sich eine Beschichtungsqualität, beispielsweise bei Beschichtungen von Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren, ändert. Dies kann beispielsweise zu einer verschlechterten Schichthaftung und/oder zu verschlechterten Motorparametern des Verbrennungsmotors führen, zum Beispiel zu einem höheren Verschleiß, einem höheren Kohlenstoffdioxidausstoß und/oder zu einem höheren Kraftstoffverbrauch.By mounting this standard burner on the thermal coating system designed according to the invention as an arc wire spraying system, one or more parameters of the thermal coating system can be recorded and checked during a spray test. In the case of such coating systems, these parameters can change due to wear and tear and the temperature conditions that occur. This leads to a change in the coating quality, for example in the case of coatings on cylinder liners of internal combustion engines. This can lead, for example, to deteriorated layer adhesion and / or to deteriorated engine parameters of the internal combustion engine, for example to higher wear, higher carbon dioxide emissions and / or to higher fuel consumption.

Die Änderung der Parameter der Beschichtungsanlage ist mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Prozesskontrolle nicht erkennbar. Mittels des Normbrenners sind diese Parameter in sehr großer oder unmittelbarer Nähe zu einem Lichtbogen zu ermitteln, mittels welchem ein Beschichtungsmaterial zum thermischen Beschichten aufzuschmelzen ist. Der Normbrenner ermöglicht auf diese Weise eine einfache Prozesskontrolle, so dass bei festgestellten Abweichungen zu vorgegebenen Werten die thermische Beschichtungsanlage neu einzustellen ist, wodurch die vorgegebenen Werte wieder erreichbar sind. Dadurch ist eine Einhaltung der Beschichtungsqualität sichergestellt.The change in the parameters of the coating system cannot be detected with a process control known from the prior art. By means of the standard torch, these parameters can be determined very close to or in the immediate vicinity of an arc by means of which a coating material is to be melted for thermal coating. In this way, the standard burner enables simple process control, so that if deviations from specified values are found, the thermal coating system must be reset, so that the specified values can be achieved again. This ensures compliance with the coating quality.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Normbrenners.
It shows:
  • 1 a schematic representation of a standard burner.

1 zeigt schematisch einen Normbrenner 1 einer Vorrichtung zur Prüfung einer hier nicht näher dargestellten thermischen Beschichtungsanlage, mittels welcher ein Verfahren zur Prüfung der thermischen Beschichtungsanlage durchführbar ist. Mittels derartiger thermischer Beschichtungsanlagen, welche beispielsweise als Lichtbogendrahtspritzanlagen ausgebildet sind, sind beispielsweise Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren zu beschichten. 1 shows schematically a standard burner 1 a device for testing a thermal coating system, not shown here, by means of which a method for testing the thermal coating system can be carried out. By means of such thermal coating systems, which are designed, for example, as arc wire spray systems, cylinder liners of internal combustion engines, for example, can be coated.

Bei derartigen Beschichtungsanlagen können sich Parameter aufgrund von Verschleiß und auftretenden Temperaturbedingungen ändern. So verändern sich beispielsweise reale Prozessstaudrücke eines Primärgases und/oder eines Sekundärgases, obwohl ein jeweiliger Prozessvolumenstrom weiterhin eingehalten wird. Dies ist beispielsweise eine Folge eines an einem Drehverteiler auftretenden Verschleißes. Des Weiteren kann sich beispielsweise eine Prozessleistung verändern, d. h. eine Beschichtungsspannung und/oder ein Beschichtungsstrom, beispielsweise aufgrund eines veränderten Innenwiderstandes. Auch ein Getriebeschlupf eines Drahtvorschubgetriebes kann sich aufgrund von Verschleiß verändern. Diese Veränderungen führen dazu, dass sich eine Beschichtungsqualität ändert. Dies kann beispielsweise zu einer verschlechterten Schichthaftung und/oder zu verschlechterten Motorparametern des Verbrennungsmotors führen, zum Beispiel zu einem höheren Verschleiß, einem höheren Kohlenstoffdioxidausstoß und/oder zu einem höheren Kraftstoffverbrauch.In such coating systems, parameters can change due to wear and tear and the temperature conditions that occur. For example, real process back pressures of a primary gas and / or a secondary gas change, although a respective process volume flow is still maintained. This is, for example, a consequence of wear and tear on a rotary distributor. Furthermore, for example, a process performance can change, ie a coating voltage and / or a coating current, for example due to a changed internal resistance. Gear slippage in a wire feed unit can also change due to wear. These changes lead to a coating quality changing. This can lead, for example, to deteriorated layer adhesion and / or to deteriorated engine parameters of the internal combustion engine, for example to higher wear, higher carbon dioxide emissions and / or to higher fuel consumption.

Die Änderung der Parameter der Beschichtungsanlage ist mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Prozesskontrolle nicht erkennbar, da die Parameter hier nur in der Beschichtungsanlage kontrolliert werden, zum Beispiel eine Stickstofffördermenge für das Primärgas und das Sekundärgas sowie ein Gesamtstrom und eine Gesamtspannung an einer Energiequelle der Beschichtungsanlage. Mittels des Normbrenners 1 sind diese Parameter in sehr großer oder unmittelbarer Nähe zu einem Lichtbogen zu ermitteln, mittels welchem ein Beschichtungsmaterial zum thermischen Beschichten aufzuschmelzen ist. Der Normbrenner 1 ermöglicht auf diese Weise eine einfache Prozesskontrolle, so dass bei festgestellten Abweichungen zu vorgegebenen Werten die thermische Beschichtungsanlage neu einzustellen ist, wodurch die vorgegebenen Werte wieder erreichbar sind. Dadurch ist eine Einhaltung der Beschichtungsqualität sichergestellt.The change in the parameters of the coating system cannot be detected with a process control known from the prior art, since the parameters are only controlled here in the coating system, for example a nitrogen flow rate for the primary gas and the secondary gas as well as a total current and a total voltage at an energy source of the Coating system. Using the standard burner 1 these parameters are to be determined in very close proximity to an arc, by means of which a coating material is to be melted for thermal coating. The standard burner 1 in this way enables a simple process control, so that if deviations from specified values are found, the thermal coating system must be reset, whereby the specified values can be achieved again. This ensures compliance with the coating quality.

Zum Prüfen der thermischen Beschichtungsanlage ist der Normbrenner 1 gegen einen hier nicht dargestellten Standardbetriebsbrenner der thermischen Beschichtungsanlage auszutauschen, d. h. an Stelle des Standardbetriebsbrenners an der thermischen Beschichtungsanlage zu montieren. Dieser Normbrenner 1 weist eine Mehrzahl von Sensoreinheiten 2, 5, 6, 10 zur Erfassung der Parameter der thermischen Beschichtungsanlage auf.The standard burner is used to test the thermal coating system 1 to be exchanged for a standard operating burner, not shown here, of the thermal coating system, ie to be installed in place of the standard operating burner on the thermal coating system. This standard burner 1 has a plurality of sensor units 2 , 5 , 6 , 10 to record the parameters of the thermal coating system.

In dem dargestellten Beispiel weist der Normbrenner 1 eine Staudrucksensoreinheit 2 zur Erfassung eines Staudruckparameters eines Primärgases und eines Staudruckparameters eines Sekundärgases auf. Das Primärgas, welches auch als Zerstäubergas bezeichnet wird, dient einem Zerstäuben des durch den Lichtbogen aufgeschmolzenen Beschichtungsmaterials und einem Transport des Beschichtungsmaterials zu einer zu beschichtenden Oberfläche. Das Sekundärgas dient einem Umhüllen des Lichtbogens und/oder des aufgeschmolzenen Beschichtungsmaterials, um beispielsweise eine Oxidation zu verhindern oder zu vermindern. Zur Erfassung der Staudruckparameter weist die Staudrucksensoreinheit 2 beispielsweise entsprechende, in einem Primärgaskanal 3 und in Sekundärgaskanälen 4 angeordnete Staudrucksensoren auf. Alternativ kann auch an jedem Gaskanal 3, 4 jeweils eine derartige Staudrucksensoreinheit 2 angeordnet sein, welche dann den Staudruck des jeweiligen Gases ermittelt. Durch diese Staudruckermittlung in den Gaskanälen 3, 4 wird auch eine Expansion des jeweiligen Gases im jeweiligen Gaskanal 3, 4 berücksichtigt.In the example shown, the standard burner 1 a dynamic pressure sensor unit 2 for detecting a dynamic pressure parameter of a primary gas and a dynamic pressure parameter of a secondary gas. The primary gas, which is also referred to as atomizer gas, is used to atomize the coating material melted by the arc and to transport the coating material to a surface to be coated. The secondary gas is used to envelop the arc and / or the melted coating material, for example to prevent or reduce oxidation. To detect the dynamic pressure parameters, the dynamic pressure sensor unit 2 for example, corresponding, in a primary gas duct 3 and in secondary gas channels 4th arranged dynamic pressure sensors. Alternatively, you can also use each gas duct 3 , 4th such a dynamic pressure sensor unit 2 be arranged, which then determines the back pressure of the respective gas. Through this dynamic pressure determination in the gas ducts 3 , 4th there is also an expansion of the respective gas in the respective gas channel 3 , 4th considered.

Des Weiteren weist der hier dargestellte Normbrenner 1 eine Spannungssensoreinheit 5 und eine Stromsensoreinheit 6 zur Erfassung eines Spannungsparameters bzw. eines Stromparameters auf, welche zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Lichtbogens zwischen Beschichtungsmaterialdrähten erforderlich sind. Diese (hier nicht dargestellten) Beschichtungsmaterialdrähte sind aus dem Beschichtungsmaterial oder aus einzelnen Bestandteilen des Beschichtungsmaterials gebildet. Im Bereich einer Düse 9 des Normbrenners 1 bzw. des normalerweise an der Beschichtungsanlage montierten Standardbetriebsbrenners ist zwischen den Beschichtungsmaterialdrähten der Lichtbogen zu zünden und die Beschichtungsmaterialdrähte sind durch diesen Lichtbogen aufzuschmelzen.The standard burner shown here also has 1 a voltage sensor unit 5 and a current sensor unit 6 for detecting a voltage parameter or a current parameter, which are required to generate and maintain the arc between coating material wires. These coating material wires (not shown here) are formed from the coating material or from individual components of the coating material. In the area of a nozzle 9 of the standard burner 1 or the standard operating burner normally mounted on the coating system, the arc is to be ignited between the coating material wires and the coating material wires are to be melted by this arc.

Die Spannungssensoreinheit 5 ist beispielsweise als ein Multimeter ausgebildet, welches zur Spannungsermittlung mit der Stromzufuhr 7, 8 der Beschichtungsmaterialdrähte elektrisch gekoppelt ist. Die Stromsensoreinheit 6 ist beispielsweise als ein Zangenamperemeter ausgebildet, auch als Strommesszange oder Stromzange bezeichnet. Dieses Zangenamperemeter kann eine eigene Auswerteeinheit aufweisen oder mit dem Multimeter zur Auswertung gekoppelt sein. Durch diese Spannungs- und Stromermittlung in großer oder unmittelbarer Nähe zum Lichtbogen sind eine tatsächlich wirksame Beschichtungsspannung und ein tatsächlich wirksamer Beschichtungsstrom und darüber direkt eine elektrische Schmelzleistung zu ermitteln, ohne einen Einfluss von Verlusten, welche durch einen Anlagenaufbau, durch elektrische Verbindungen sowie durch Leitungslängen verursacht sind.The voltage sensor unit 5 is designed, for example, as a multimeter, which is used to determine voltage with the power supply 7th , 8th the coating material wires are electrically coupled. The current sensor unit 6 is designed, for example, as a clamp ammeter, also referred to as a clamp meter or current clamp. This clamp ammeter can have its own evaluation unit or can be coupled to the multimeter for evaluation. With this voltage and current determination in great or immediate proximity to the arc, an actually effective coating voltage and an actually effective coating current and above that directly an electrical melting power can be determined without the influence of losses caused by a system structure, electrical connections and cable lengths are.

Zudem weist der hier dargestellte Normbrenner 1 eine Schlupfsensoreinheit 10 zur Erfassung zumindest eines Schlupfparameters eines Drahtvorschubgetriebes auf. Mittels der Schlupfsensoreinheit 10 ist über Drehsensoren 10.1, 10.2, welche an dem jeweiligen Beschichtungsmaterialdraht anliegen und durch einen Drahtvorschub gedreht werden, eine Vorschubgeschwindigkeit jedes der Beschichtungsmaterialdrähte zu erfassen und mit einer durch das Drahtvorschubgetriebe ermittelten Vorschubgeschwindigkeit zu vergleichen. Auf diese Weise ist ein Schlupf zwischen dem Drahtvorschubgetriebe und jedem der Beschichtungsmaterialdrähte und ein Schlupfunterschied sowie ein Vorschubgeschwindigkeitsunterschied zwischen den Beschichtungsmaterialdrähten zu ermitteln. Die Drehsensoren 10.1, 10.2 sind bevorzugt nach einer Drahtumlenkung und kurz vor dem Lichtbogen im Normbrenner 1 angeordnet. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass diese Schlupfermittlung während des Betriebs der Beschichtungsanlage durchzuführen ist. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Methoden ist dies nicht möglich, sondern der Schlupf wird im Stand der Technik während eines Stillstandes der Anlage durch einen aufwändigen Getriebetest ermittelt.In addition, the standard burner shown here 1 a slip sensor unit 10 to detect at least one slip parameter of a wire feed gear. By means of the slip sensor unit 10 is about rotary sensors 10.1 , 10.2 , which rest on the respective coating material wire and are rotated by a wire feed, to detect a feed speed of each of the coating material wires and to compare it with a feed speed determined by the wire feed gear. In this way, a slip between the wire feed gear and each of the coating material wires and a slip difference and a feed speed difference between the coating material wires can be determined. The rotation sensors 10.1 , 10.2 are preferred after a wire deflection and shortly before the arc in the standard torch 1 arranged. It is particularly advantageous that this slip determination has to be carried out during operation of the coating system. In the case of methods known from the prior art, this is not possible; instead, in the prior art, the slip is determined during a standstill of the installation by means of a complex gear test.

Im Verfahren zur Prüfung der thermischen Beschichtungsanlage wird der Standardbetriebsbrenner der thermischen Beschichtungsanlage gegen den Normbrenner 1 ausgetauscht. Danach wird mit der thermischen Beschichtungsanlage und mit dem mit dieser gekoppelten Normbrenner 1 eine Spritzprobe durchgeführt, wobei mittels der Sensoreinheiten 2, 5, 6, 10 die entsprechenden Parameter der thermischen Beschichtungsanlage erfasst werden. Weichen erfasste Werte dieser Parameter von vorgegebenen Werten ab, wird die thermische Beschichtungsanlage neu eingestellt und/oder verschlissene Bestandteile der Beschichtungsanlage werden ausgetauscht.In the procedure for testing the thermal coating system, the standard operating burner of the thermal coating system is compared to the standard burner 1 exchanged. Then the thermal coating system and the standard burner coupled to it 1 a spray test carried out, using the sensor units 2 , 5 , 6 , 10 the corresponding parameters of the thermal coating system are recorded. If the recorded values of these parameters deviate from predetermined values, the thermal coating system is reset and / or worn components of the coating system are replaced.

Vorzugsweise wird eine erstmalige Prüfung durchgeführt, wenn die Beschichtungsanlage neu und exakt eingestellt ist, um zunächst Referenzwerte für die Parameter zu ermitteln. An initial test is preferably carried out when the coating system is newly and precisely set in order to initially determine reference values for the parameters.

Diese Referenzwerte werden dann als vorgegebene Werte für nachfolgende Prüfungen verwendet. Die Prüfungen werden dann beispielsweise jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Beschichtungen durchgeführt, beispielsweise nachdem jeweils 1000 Zylinderkurbelgehäuse von Verbrennungsmotoren beschichtet wurden. Auf diese Weise kann eine gleichbleibend hohe Beschichtungsqualität sichergestellt werden.These reference values are then used as specified values for subsequent tests. The tests are then carried out, for example, after a predetermined number of coatings, for example after each 1000 Cylinder crankcases of internal combustion engines were coated. In this way, a consistently high coating quality can be ensured.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
NormbrennerStandard burner
22
StaudrucksensoreinheitDynamic pressure sensor unit
33
PrimärgaskanalPrimary gas duct
44th
SekundärgaskanalSecondary gas duct
55
SpannungssensoreinheitVoltage sensor unit
66th
StromsensoreinheitCurrent sensor unit
7, 87, 8
Stromzufuhr (zu einem Beschichtungsmaterialdraht)Power supply (to a coating material wire)
99
Düsejet
1010
SchlupfsensoreinheitSlip sensor unit
10.1, 10.210.1, 10.2
DrehsensorRotation sensor

Claims (1)

Verfahren zur Prüfung einer als Lichtbogendrahtspritzanlage ausgebildeten thermischen Beschichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Standardbetriebsbrenner der thermischen Beschichtungsanlage gegen einen Normbrenner (1) ausgetauscht wird, welcher - eine Staudrucksensoreinheit (2) zur Erfassung eines Staudruckparameters eines Primärgases und eines Staudruckparameters eines Sekundärgases aufweist, die in einem Primärgaskanal (3) und in Sekundärgaskanälen (4) angeordnete Staudrucksensoren aufweist, - eine als Multimeter ausgebildete und zur Spannungsermittlung mit einer Stromzufuhr (7, 8) von Beschichtungsmaterialdrähten elektrisch gekoppelte Spannungssensoreinheit (5) zur Erfassung eines Spannungsparameters und eine als Zangenamperemeter ausgebildete Stromsensoreinheit (6) zur Erfassung eines Stromparameters aufweist, und - eine Schlupfsensoreinheit (10) zur Erfassung zumindest eines Schlupfparameters eines Drahtvorschubgetriebes aufweist, wobei mit der thermischen Beschichtungsanlage eine Spritzprobe durchgeführt wird und während der Spritzprobe mittels der Sensoreinheiten (2, 5, 6, 10) des Normbrenners (1) Parameter der thermischen Beschichtungsanlage erfasst werden, wobei die thermische Beschichtungsanlage neu eingestellt wird und/oder verschlissene Bestandteile der Beschichtungsanlage ausgetauscht werden, wenn erfasste Werte dieser Parameter von vorgegebenen Werten abweichen, wobei eine erstmalige Prüfung durchgeführt wird, wenn die Beschichtungsanlage neu und exakt eingestellt ist, um Referenzwerte für die Parameter zu ermitteln, welche als vorgegebene Werte für nachfolgende Prüfungen verwendet werden, die jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Beschichtungen durchgeführt werden, wobei - mittels der Staudrucksensoreinheit (2) des Normbrenners (1) der Staudruckparameter des Primärgases und der Staudruckparameter des Sekundärgases erfasst werden, - mittels der Spannungssensoreinheit (5) des Normbrenners (1) der Spannungsparameter und mittels der Stromsensoreinheit (6) des Normbrenners (1) der Stromparameter zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Lichtbogens erfasst werden, und - mittels der Schlupfsensoreinheit (10) des Normbrenners (1) der zumindest eine Schlupfparameter des Drahtvorschubgetriebes erfasst wird, wobei mittels der Schlupfsensoreinheit (10) über Drehsensoren (10.1, 10.2), welche nach einer Drahtumlenkung und kurz vor dem Lichtbogen im Normbrenner (1) angeordnet sind, an dem jeweiligen Beschichtungsmaterialdraht anliegen und durch einen Drahtvorschub gedreht werden, eine Vorschubgeschwindigkeit jedes der Beschichtungsmaterialdrähte erfasst wird und mit einer durch das Drahtvorschubgetriebe ermittelten Vorschubgeschwindigkeit verglichen wird und auf diese Weise ein Schlupf zwischen dem Drahtvorschubgetriebe und jedem der Beschichtungsmaterialdrähte und ein Schlupfunterschied sowie ein Vorschubgeschwindigkeitsunterschied zwischen den Beschichtungsmaterialdrähten ermittelt wird.Method for testing a thermal coating system designed as an arc wire spray system, characterized in that a standard operating burner of the thermal coating system is exchanged for a standard burner (1) which - has a dynamic pressure sensor unit (2) for detecting a dynamic pressure parameter of a primary gas and a dynamic pressure parameter of a secondary gas, which in a primary gas duct (3) and dynamic pressure sensors arranged in secondary gas ducts (4), - a voltage sensor unit (5) designed as a multimeter and electrically coupled to a power supply (7, 8) of coating material wires for voltage determination for recording a voltage parameter and a current sensor unit designed as a clamp ammeter ( 6) for detecting a current parameter, and - has a slip sensor unit (10) for detecting at least one slip parameter of a wire feed gear, with the thermal coating system a spray test is carried out and during the spray test by means of the sensor units (2, 5, 6, 10) of the standard burner (1) parameters of the thermal coating system are recorded, the thermal coating system being reset and / or worn components of the coating system being replaced, if recorded values of these parameters deviate from specified values, with an initial test being carried out when the coating system is newly and precisely set in order to determine reference values for the parameters which are used as specified values for subsequent tests, each after a specified number of coatings are carried out, whereby - the dynamic pressure parameters of the primary gas and the dynamic pressure parameters of the secondary gas are recorded by means of the dynamic pressure sensor unit (2) of the standard burner (1), - the voltage parameters by means of the voltage sensor unit (5) of the standard burner (1) and the current sensor unit (6) of the standard torch (1), the current parameters for generating and maintaining an arc are recorded, and - by means of the slip sensor unit (10) of the standard torch (1), the at least one slip parameter of the wire feed gear is detected, whereby by means of the slip sensor unit (10) Rotation sensors (10.1, 10.2), which are arranged after a wire deflection and shortly before the arc in the standard torch (1), lie against the respective coating material wire and are rotated by a wire feed, a feed speed of each of the coating material wires is detected and determined with a by the wire feed gear Feed speed is compared and in this way a slip between the wire feed gear and each of the coating material wires and a slip difference as well Feed speed difference between the coating material wires is determined.
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