VORRICHTUNG ZUM THERMISCHEN BESCHICHTEN EINER OBERFLÄCHE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Beschichten einer Oberfläche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit durchführtes Verfahren und ein mit dem Verfahren hergestelltes Bauteil.

[0002] Erfindungsgemäße Vorrichtungen zum thermischen Beschichten einer Oberfläche sind beschrieben in der US 6372298 B1, der US 6706993 B1 und der WO 2010/112567 A1. Alle Vorrichtung weisen auf: Eine Drahtzuführeinrichtung zur Zuführung eines Drahtes, wobei der Draht als erste Elektrode wirkt; eine Quelle für Plasmagas zur Erzeugung eines Plasmagasstroms; einen Düsenkörper mit einer Düsenöffnung, durch die der Plasmagasstrom als Plasmagasstrahl auf ein Drahtende geleitet wird; und einer zweiten Elektrode, die im Plasmagasstrom angeordnet ist bevor dieser in die Düsenöffnung eintritt.

[0003] Zwischen den beiden Elektroden bildet sich durch die Düsenöffnung hindurch ein Lichtbogen aus. Durch diesen Lichtbogen wird auch das durch die Düsenöffnung strömende Plasmagas gebildet. Der aus der Düsenöffnung austretende Plasmagasstrahl trifft auf das Drahtende und bewirkt dort mit dem Lichtbogen ein Abschmelzen des Drahtes und den Abtransport des geschmolzenen Drahtmaterials in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche. Ringförmig um die Düsenöffnung herum sind Sekundärluftdüsen angebracht, durch die ein verwirbelter Sekundärgasstrahl erzeugt wird, der das vom Drahtende abgeschmolzene Material hinter dem Drahtende trifft und so eine Beschleunigung des Transports in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche und eine Sekundärzerstäubung des geschmolzenen Drahtmaterials bewirkt.

[0004] Die Beschichtung soll ohne größere Einschlüsse von nicht oder nur teilweise aufgeschmolzenen Spritzpartikeln hergestellt werden. Solche Einschlüsse oder sogenannte Spratzer entstehen in der Regel durch nicht vollständig geschmolzenes Drahtmaterial. Es hat sich gezeigt, dass, soll der Draht möglichst vollständig und gleichmäßig aufgeschmolzen werden, eine genaue Positionierung des Drahtes relativ zur Düsenöffnung notwendig ist. Ebenso kann schon eine recht kurze Betriebszeit der Vorrichtung im Beschichtungsbetrieb eine neue Justierung der Drahtposition notwendig machen.

[0005] Das Dokument US 5,109,150 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, mit der eine sichere und gute Beschichtung der Oberfläche, insbesondere eine Beschichtung ohne Einschlüsse und Spritzer, auf einfache Weise hergestellt werden kann.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0008] Indem die Drahtzuführeinrichtung verstellbar ist, wodurch das vor der Düsenöffnung befindliche Drahtende um einen bestimmten Verstellweg bewegt werden kann, kann auf einfache Weise eine Justierung des Drahtes bzw. des Drahtendes relativ zur Düsenöffnung vorgenommen werden. Unter der Verstellbarkeit bzw. Verstellung des Drahtes ist ein sehr geringer Verstellweg zu verstehen.

[0009] Für die Justierung sind in der Regel Verstellwege von kleiner 0,2 mm notwendig, um die ausreichende genaue Positionierung zu erreichen. Vorteilhaft ist der Verstellweg nicht größer als 0,08 mm. Als Verstellweg ist dabei der Weg zu verstehen, den das Drahtende aus einer Grundposition vor der Düsenöffnung heraus bei einer Positionierung zu zwei maximalen Auslenkungen rechts und links der Grundposition zurücklegt. Die Drahtzuführeinrichtung kann natürlich, bauartbedingt, auch das Drahtende um größere Verstellwege verfahren. Dies ist jedoch nicht für die genaue Position des Drahtendes notwendig, sondern allenfalls um während des Justiervorganges die optimale Position bestimmen zu können, indem eine größerer Verstellweg gefahren wird und dann die optimale Drahtposition iterativ ermittelt wird.

[0010] Erfindungsgemäß ist eine Verstellrichtung des Verstellweges zumindest teilweise quer zur Drahtlängsachse und/oder zumindest teilweise quer zum Plasmagasstrahl. Die Drahtzuführrichtung kann dabei so ausgeführt sein, dass eine Verstellbewegung in beliebiger Richtung erfolgt. Zumindest eine Komponente der Verstellbewegung ist dabei quer zur Drahtlängsachse. Eine weitere Komponente der Verstellbewegung ist quer zum Plasmagasstrahl. Auf diese Weise resultiert die Verstellung des Drahtendes auf jeden Fall in einer seitlichen Verschiebung relativ zum Plasmagasstrahl. Dabei zeigt die Düsenlängsachse der Düsenöffnung etwa in die gleiche Richtung wie der Plasmagasstrahl.

[0011] Vorteilhaft ist die Drahtzuführeinrichtung mittels statischer Einstellmittel verstellbar. Statisch bedeutet hier, dass während einem oder mehrer Beschichtungsvorgänge die Einstellung nicht geändert wird. In der Regel erfolgt die Einstellung bei abgeschalteter Vorrichtung. Mittels solcher Einstellmittel kann der Draht auf einfache Weise vor der Düsenöffnung bzw. im Plasmagasstrahl positioniert werden. Besonders geeignet sind Einstellschrauben, mittels derer die genaue Position des Drahtes recht genau eingestellt werden kann.

[0012] In einer weiteren Ausführung ist die Drahtzuführeinrichtung mittels dynamischer Einstellmittel verstellbar. Dies erlaubt auch eine Verstellung im Betrieb der Vorrichtung, also auch während eines Beschichtungsvorganges. Dabei kann die Verstellung quasi-statisch sein, also es findet eine kontinuierliche, aber geringfügige Verstellung statt damit der Draht immer in der richtigen Position ist.

[0013] Es kann aber auch eine dynamische Verstellung erfolgen, indem die Verstellung mit einer bestimmten Frequenz erfolgt. Handelt es sich um eine drehbare Vorrichtung, wie sie z. B. für die Beschichtung von Innenbohrungen verwendet wird, kann die Frequenz auf die Drehzahl der Vorrichtung abgestimmt sein, um einen geringfügige Krümmung des sich relativ zur Vorrichtung drehenden Drahtes auszugleichen. Die Frequenz kann aber auch höher als die Drehzahl sein.

[0014] Oder die Frequenz ist so, dass ein leichtes Schwingen des Drahtendes im höherfrequenten Bereich, z. B. zwischen 1 kHz und 10 kHz, um ein sicheres Abschmelzen des Drahtendes zu bewerkstelligen, indem das Drahtende gleichmäßig innerhalb bestimmter Positioniergrenzen ausgelenkt wird. Damit wird sichergestellt, dass sich alle Bereiche des Drahtendes zumindest zeitweise in optimaler Position zum Plasmagasstrahl befinden. Aufgrund der hochfrequenten Schwingung verlassen einzelne Bereiche des Drahtendes diese Optimalposition nur so kurzfristig, dass sich keine gefährlichen Spritzer oder Einschlüsse beim Abschmelzen bilden können. Bevor sich diese bilden, ist das Drahtende schon wieder zurückgeschwungen und ein vorher außen liegender Bereich befindet sich wieder in Optimalposition. Damit wird das Abschmelzverhalten des Drahtendes wesentlich verbessert.

[0015] Besonders geeignet als dynamische Einstellmittel sind Piezokristalle, die mit wenig Leistung zuverlässig und schnell, d.h. hochfrequent, geschaltet werden können. Um die erforderlichen Verstellwege zu erzielen sind ggf. sogenannte Piezostacks, also mehrere, gestapelte Piezokristalle zu verwenden.

[0016] Erfindungsgemäß weist die Drahtzuführeinrichtung ein verstellbares Führungsstück auf, auf das die Einstellmittel wirken. Eine Verstellung des Führungsstückes erlaubt die genaue Ausrichtung des Drahtes. Dieses Führungsstück ist sinnvollerweise kurz vor dem Austritt des Drahtes aus der Drahtzuführrichtung angeordnet.

[0017] Erfindungsgemäß weist die Drahtzuführeinrichtung ein verstellbares Führungsrohr auf. Bevorzugt weist die Drahtzuführeinrichtung einen feststehenden Befestigungsstück auf, wobei das Führungsrohr Befestigungsstück und Führungsstück verbindet. Mittels des Befestigungsstückes kann die Drahtzuführeinrichtung in der Vorrichtung befestigt werden, und mittels des Führungsrohres wird der Draht zum Führungsstück geführt. Dies gewährt eine relativ lange Führung des Drahtes bevor dieser aus dem Führungsstück austritt. Bevorzugt weisen Führungsrohr, Befestigungsstück und Führungsstück eine durchlaufende Bohrung auf, durch die der Draht geführt ist. Die Führung des Drahtes in der Drahtzuführeinrichtung kann aber auch durch andere geeignete Mittel erfolgen.

[0018] In einer weiteren Ausführung sind das Befestigungsstück und Führungsrohr einstückig ausgeführt und das Führungsrohr wird beim Verstellen elastisch verformt. Aufgrund der kleinen Verstellwege kann die elastische Verformung des Führungsrohres ausreichend sein, um den Draht zu positionieren. Das Führungsstück kann hier fest mit dem Führungsrohr verbunden sein. Oder das Führungsstück ist ein separates Teil, das Führungsrohr übernimmt dann nur die Zuführung des Drahtes zum Führungsstück. Zueinander zentriert werden können das separate Führungsrohr und Führungsstück über den Draht selber.

[0019] Vorteilhaft sind Befestigungsstück und Führungsrohr zweiteilig ausgeführt und zwischen Befestigungsstück und Führungsrohr ist ein elastisches Element angeordnet, insbesondere ein O-Ring. Während das Befestigungsstück fest in der Vorrichtung verankert ist, kann sich das Führungsrohr über das elastische Element abstützen. Gleichzeitig erlaubt die elastische Abstützung eine geringe Auslenkung des Führungsrohres, um den Verstellweg des Drahtendes zu bewerkstelligen. Das Führungsstück kann fest mit dem Führungsrohr verbunden sein oder als separates Teil ausgeführt sein. Auch hier übernimmt der Draht die Zentrierung der Einzelteile zueinander, zumindest von Befestigungsstück und Führungsrohr, und falls das Führungsstück auch separat ist, von Führungsstück und Führungsrohr.

[0020] Vorteilhaft weist das Führungsstück seitliche Führungsflächen zur Führung in der Vorrichtung quer zur Verstellrichtung auf. Da die Verstellrichtung im Wesentlichen quer zum Plasmagasstrahl ist, reicht die Positionierung in Richtung des Plasmagasstrahls mittels der Führungsflächen.

[0021] Wird mit der Vorrichtung ein Verfahren zum Beschichten durchgeführt, kann während des Startvorganges des Verfahrens die dynamische/und oder statische Verstellung anders sein als während des eigentlichen Beschichtensvorganges. Insbesondere durch die dynamische Verstellung kann die Drahtposition bzw. die dynamische Stellbewegung gut an die Erfordernisse einer optimalen Drahtschmelze angepasst werden. Dazu gehört z. B., dass beim Start des Verfahrens eine Position des Drahtes anders ist als beim Beschichten, und dass beim Start des Verfahrens eine dynamische Verstellbewegung anders ist als beim Beschichten, und zwar sowohl bezüglich des Verstellweges als auch der Frequenz der Verstellbewegung.

[0022] Besonders geeignet ist die Vorrichtung, Beschichtungen auf eine Zylinderlaufbahn eines Verbrennungsmotors aufzubringen. Die kleine, verstellbare Drahtzuführeinrichtung läßt sich gut in einer abmessungsmäßig begrenzten Vorrichtung unterbringen. Begrenzt deshalb, weil eine Vorrichtung, die in eine Zylinderbohrung einfahren können soll, nur eine bestimmte Abmessungen aufweisen kann, üblicherweise nicht mehr als 4 bis 5 cm im Durchmesser.

[0023] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und der dazugehörigen Beschreibung. Es zeigen:

Fig. 1

einen Längsschnitt längs des Drahtes und quer zur Düsenöffnung durch eine erfinderische Vorrichtung;

Fig. 2

einen Längsschnitt längs der Drahtes und längs der Düsenöffnung durch die erfinderische Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3

nur die Drahtzuführeinrichtung aus Fig. 1; und

Fig. 4

nur die Drahtzuführeinrichtung aus Fig. 2.

[0024] Die Figuren 1 und 2 zeigen Schnitte durch eine erfinderische Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist einen Düsenkörper 2 mit einer Düsenöffnung 3 und eine Drahtzuführeinrichtung 4 zur Zuführung eines Drahtes 5 auf. Dabei zeigt Fig. 1 den Längsschnitt längs des Drahtes 5 und quer zur Düsenöffnung 3 und Figur 2 den Längsschnitt längs des Drahtes 5 und längs der Düsenöffnung 3. Der Draht 5 ist über einen nicht dargestellten elektrischen Kontakt, der oberhalb der Drahtzuführeinrichtung 4 angeordnet ist, mit einer Stromquelle verbunden und wirkt so als erste Elektrode.

[0025] Hinter dem Düsenkörper 2 befindet sich eine als Hohlraum ausgeführte Plasmagaszuführung 6, die mit einer nicht dargestellten Quelle für Plasmagas verbunden ist. In der Plasmagaszuführung 6 ist eine zweite Elektrode 7 angeordnet, die ebenfalls mit der Stromquelle verbunden ist. Bei laufender Vorrichtung strömt aus der Plasmagaszuführung 6 Gas durch die Düsenöffnung 3 auf das Drahtende 8 des Drahtes 5. Wenn die Stromquelle eine entsprechende Spannung und Strom liefert, bildet sich zwischen dem Drahtende 8 und der zweiten Elektrode 7 ein Lichtbogen durch die Düsenöffnung 5 hindurch aus, wodurch das durch die Düsenöffnung 5 strömende Gas ionisiert und so zum Plasmagas wird.

[0026] Der aus der Düsenöffnung 3 austretende Plasmagasstrahl trifft auf des Drahtende 8 und bewirkt dort mit dem Lichtbogen ein Abschmelzen des Drahtes 5 und den Abtransport des geschmolzenen Drahtmaterials in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche. Im Betrieb muß deshalb der Draht 5 ständig in Richtung des Vorschubs V gefördert werden, um das Abschmelzen des Drahtendes 8 auszugleichen.

[0027] Ringförmig um die Düsenöffnung 3 herum sind Sekundärluftdüsen 9 angebracht, durch die ein verwirbelter Sekundärgasstrahl erzeugt wird, der das abgeschmolzene Material am Drahtende 8 nach dem Schmelzbereich zerstäubt und so eine Beschleunigung des Transports in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche und eine feinere Verteilung des geschmolzenen Drahtmaterials bewirkt.

[0028] Überraschend wurde festgestellt, dass schon ein geringer Ausrichtungsfehler des Drahtendes quer zur Düsenöffnung, dargestellt durch die Richtungspfeile der beiden Verstellrichtungen F, zu einem vermehrten Auftreten von Fehlstellen, insbesondere dem Einschluss von nicht oder nur teilweise aufgeschmolzenen Spritzpartikeln und Lunkern in der Mikrostruktur der Beschichtung führt. Die Justierung des Drahtes 5 erfolgt deshalb im Wesentlichen quer zum aus der Düsenöffnung 3 austretenden Plasmagasstrahl, wobei der Plasmagasstrahl überwiegend die gleiche Richtung aufweist wie die Düsenlängsachse 10 der Düsenöffnung 3. Dabei kann der Draht 5 entsprechend den Verstellrichtungen F nach links oder nach rechts, bezogen auf die Düsenlängsachse 10 und die Drahtlängsachse, verschoben werden.

[0029] In den Figuren 3 und 4 ist nur die Drahtzuführeinrichtung 4 dargestellt. Sie besteht aus einem verstellbaren Führungsstück 11, einem verstellbaren Führungsrohr 12 und einem in der Vorrichtung 1 befestigten Befestigungsstück 13, wobei das Führungsrohr 12 Befestigungsstück 13 und Führungsstück 11 verbindet. Die Zentrierung der drei Teile zueinander erfolgt durch den - nicht dargestellten - Draht selber, indem die Bohrungen 11a, 12a und 13a, durch die der Draht im Führungsstück 11, Führungsrohr 12 und Befestigungsstück 13 geführt wird, eine gewisse Toleranz nicht überschreiten und so die Führung des Drahtes 5 übernehmen. Diese Führung des Drahtes 5 wiederum zentriert die drei Teile gegeneinander.

[0030] Das Führungsstück 11 weist seitliche Führungsflächen 14 zur Führung in der Vorrichtung 1 quer zu den Verstellrichtungen F auf. An der Unterseite weist das Führungsstück 11 untere Abstützflächen 15 auf, die eine Führung des Führungsstückes 11 in Richtung der Drahtlängsachse bewirken. Damit kann das Führungsstück so in der Vorrichtung 1 geführt werden, dass lediglich eine Verschiebung in die Verstellrichtungen F möglich ist. Der Verstellweg S ist durch die gestrichelte Darstellung des Führungsstückes 1 nach links und rechts gezeigt. Zumindest an seinem unteren Ende bewegt sich das Führungsrohr 12 entsprechend mit, während es im oberen Bereich, am Übergang zum Befestigungsstück 13, eher unverschieblich ist.

[0031] Zwischen Befestigungsstück 13 und Führungsrohr 12 ist ein O-Ring 16 angeordnet. Über ein Außengewinde ist das Befestigungsstück 13 fest in der Vorrichtung 1 verschraubt und drückt den O-Ring 16 gegen das Führungsrohr 12, welches wiederum das Führungsstück 11 über die Abstützflächen 15 gegen die Vorrichtung 1 drückt. Damit sind Führungsstück 11, Führungsrohr 12 und Befestigungsstück 13 gegeneinander verspannt und eindeutig in der Vorrichtung positioniert - bis auf den Freiheitsgrad der Verstellrichtungen F - wobei die Verspannung vom Grad der Verformung des O-Rings 16 abhängt. Neben dem Aufbringen der Vorspannung hat der O-Ring 16 noch die Aufgabe, bei der Justierung des Führungsstücks 11 eine Drehung des Führungsrohres 12 gegenüber dem Befestigungsstück 13 durch seine elastische Verformung zuzulassen.

[0032] Wie in Figur 1 gezeigt, sind, um das Führungsstück 11 und damit den Draht 5 justieren zu können, links und rechts des Führungsstückes 11 zwei Madenschrauben 17 im Gehäuse 18 der Vorrichtung 1 angebracht. Über zwei Isolierstücke 19 übertragen die Madenschrauben 17 die Justierbewegung auf das Führungsstück 11 und halten damit auch das Führungsstück 11 in der richtigen Position. Üblicherweise ist der Verstellweg S nicht größer als 0,2 mm, meistens sogar kleiner als 0,08 mm. Von daher ist die Verwendung relativ kleiner Madenschrauben 17 mit Feingewinde, also geringer Steigung vorgesehen. Vorzugsweise werden Madenschrauben der Größe M3 mit einer Steigung von 0,5 mm verwendet.

[0033] Elektrisch ist die Drahtzuführeinrichtung 4 mit dem Draht 5 als erste Elektrode verbunden. Das Gehäuse 18 der Vorrichtung 1 ist mit der zweiten Elektrode 7 elektrisch verbunden. Die Isolierung der Drahtzuführeinrichtung 4 gegenüber dem Gehäuse 18 erfolgt, indem die Drahtzuführeinrichtung 4 im Isolierblock 20 befestigt ist, wobei der Isolierblock 20 aus einem nichtleitenden Kunststoff hergestellt ist. Die Isolierstücke 19 sind von daher notwendig, damit über die Madenschrauben 17 kein elektrischer Kontakt zwischen Gehäuse 18 und Drahtzuführeinrichtung 4 hergestellt wird.

[0034] Die Isolierstücke 19 können auch als piezo-elektrische Aktuatoren ausgebildet sein. Dann kann entweder eine statische Spannung und damit eine statische Verstellung aufgebracht werden, um einen geringen Spielausgleich zu schaffen. Oder es kann eine Wechselspannung aufgebracht werden, die eine dynamische Verstellung der Position des Drahtes 5 bewirkt. Bevorzugt erfolgt die dynamische Verstellung mit einer Frequenz, die nicht kleiner ist als 50 Hz. Besonders vorteilhaft ist eine Verstellfrequenz von 1 kHz oder größer. Diese Frequenzen sind auf jeden Fall deutlich höher als die Drehzahl der Vorrichtung 1, wenn diese sich um den feststehenden Draht 5 dreht, um in einer Bohrung die Beschichtung zu erzeugen. Die Drehzahl der Vorrichtung 1 liegt üblicherweise in Abhängigkeit des zu beschichtenden Bohrungsdurchmesser in einem Bereich von 100 - 700 U/min, also etwa bei einer Frequenz von 1 - 12 Hz. Damit ist Verstellfrequenz deutlich höher und der feststehende Draht 5, um den sich die Vorrichtung dreht 1, wird von allen Seiten mit dem nötigen Verstellweg vom Plasmagasstrahl beaufschlagt.

[0035] Die dynamische Verstellung kann auch zusammen mit einer statischen Verstellung kombiniert werden. Weiterhin kann während des Startvorganges des Verfahrens die dynamische/und oder statische Verstellung anders sein als während des eigentlichen Beschichtensvorganges. Damit lassen sich eine Vielzahl von Toleranzen beim Beginn und/oder während des Beschichtens ausgleichen.

Bezugszeichen

[0036] 

1

Vorrichtung

2

Düsenkörper

3

Düsenöffnung

4

Drahtzuführeinrichtung

5

Draht

6

Plasmagaszuführung

7

zweite Elektrode

8

Drahtende

9

Sekundärluftdüsen

10

Düsenlängsachse

11

Führungsstück

11a

Bohrung

12

Führungsrohr

12a

Bohrung

13

Befestigungsstück

13a

Bohrung

14

Führungsflächen

15

Abstützflächen

16

O-Ring

17

Madenschraube

18

Gehäuse

19

Isolierstück

20

Isolierblock

F

Verstellrichtung

S

Verstellweg

V

Drahtvorschub

Ansprüche

1. Vorrichtung zum thermischen Beschichten einer Oberfläche, mit:

einer Drahtzuführeinrichtung (4) zur Zuführung eines Drahtes (5), wobei der Draht (5) als erste Elektrode wirkt,

einer Quelle für Plasmagas zur Erzeugung eines Plasmagasstroms,

einem Düsenkörper (2) mit einer Düsenöffnung (3), durch die der Plasmagasstrom als Plasmagasstrahl auf ein Drahtende (8) geleitet wird, und

einer zweiten Elektrode (7), die im Plasmagasstrom angeordnet ist bevor dieser in die Düsenöffnung (3) eintritt, wobei die Drahtzuführeinrichtung (4) verstellbar ist gekennzeichnet durch Einstellmittel, wodurch das vor der Düsenöffnung (3) befindliche Drahtende (8) in einer Verstellrichtung (F) um einen bestimmten Verstellweg zumindest teilweise quer zur Drahtlängsachse und/oder zumindest teilweise quer zum Plasmagasstrahl bewegt werden kann, wobei

die Drahtzuführeinrichtung (4) ein zumindest an seinem unteren Ende sich mit einem durch Einwirkung von den Einstellmitteln verstellbaren Führungsstück (11) mitbewegendes Führungsrohr (12) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Drahtzuführeinrichtung (4) mittels statischer Einstellmittel, insbesondere mittels Einstellschrauben (17), verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Drahtzuführeinrichtung mittels dynamischer Einstellmittel, insbesondere mittels Aktuatoren wie Piezoaktuatoren, verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Drahtzuführeinrichtung (4) ein feststehendes Befestigungsstück (13) aufweist, wobei das Führungsrohr (12) Befestigungsstück (13) und Führungsstück (11) verbindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Befestigungsstück (13) und Führungsrohr (12) einstückig ausgeführt sind und das Führungsrohr (12) beim Verstellen elastisch verformt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
Befestigungsstück (13) und Führungsrohr (12) zweiteilig ausgeführt sind und zwischen Befestigungsstück (13) und Führungsrohr (12) ein elastisches Element (16) angeordnet ist, insbesondere ein O-Ring.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Führungsstück (11) seitliche Führungsflächen (14) zur Führung in der Vorrichtung (1) quer zur Verstellrichtung (F) aufweist.

8. Verfahren zum thermischen Beschichten einer Oberfläche mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstellweg (S) der Drahtzuführeinrichtung (4) nicht größer als 0,2 mm ist, insbesondere nicht größer als 0,08 mm.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine dynamische Verstellung mit einer Frequenz nicht kleiner als 50 Hz erfolgt insbesondere nicht kleiner als 1 kHz.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
während des Startvorganges des Verfahrens eine dynamische und/oder statische Verstellung anders ist als während des eigentlichen Beschichtungsvorganges.

12. Beschichtung, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11.

13. Beschichtung nach Anspruch 12, wobei es sich bei der Beschichtung um die Zylinderlaufbahnbeschichtung eines Verbrennungsmotors handelt.

Claims

1. Device for the thermal coating of a surface, having:

a wire supply unit (4) for the supply of a wire (5), wherein the wire (5) acts as a first electrode,

a source for plasma gas for generating a plasma gas stream,

a nozzle body (2) with a nozzle opening (3) through which the plasma gas stream is conducted as a plasma gas jet to one wire end (8), and

a second electrode (7) which is arranged in the plasma gas stream before the latter enters into the nozzle opening (3), wherein the wire supply unit (4) is adjustable, characterized by adjustment means, whereby the wire end (8) situated in front of the nozzle opening (3) can be moved in an adjustment direction (F) by a certain adjustment travel at least partially perpendicular to the wire longitudinal axis and/or at least partially perpendicular to the plasma gas jet,

wherein the wire supply unit (4) has a guide tube (12) which, at least at its lower end, moves conjointly with a guide piece (11) which is adjustable by the action of the adjustment means.

2. Device according to Claim 1,
characterized in that
the wire supply unit (4) can be adjusted by static adjustment means, in particular by means of adjustment screws (7).

3. Device according to Claim 1 or 2,
characterized in that
the wire supply unit can be adjusted by dynamic adjustment means, in particular by means of actuators such as piezo actuators.

4. Device according to Claim 1,
characterized in that
the wire supply unit (4) has a fixed fastening piece (13), characterized in that the guide tube (12) connects the fastening piece (13) and guide piece (11).

5. Device according to Claim 4,
characterized in that
the fastening piece (13) and guide tube (12) are formed in one piece, and the guide tube (12) is elastically deformed during the adjustment.

6. Device according to Claim 4,
characterized in that
the fastening piece (13) and guide tube (12) are formed in two pieces, and an elastic element (16), in particular an O-ring, is arranged between the fastening piece (13) and guide tube (12).

7. The device according to Claim 1,
characterized in that
the guide piece (11) has lateral guide surfaces (14) for guidance in the device (1) transversely with respect to the adjustment direction (F).

8. Method for the thermal coating of a surface by means of a device (1) according to one of the preceding claims.

9. Method according to Claim 8,
characterized in that
the adjustment travel (S) of the wire supply unit (4) is no greater than 0.2 mm, in particular no greater than 0.08 mm.

10. Method according to Claim 8 or 10,
characterized in that
a dynamic adjustment is performed with a frequency of no lower than 50 Hz, in particular no lower than 1 kHz.

11. Method according to one of Claims 8 to 10,
characterized in that
a dynamic and/or static adjustment during the starting process of the method is different than that during the coating process itself.

12. Coating produced by means of a method according to one of Claims 8 to 11.

13. Coating according to Claim 12, wherein the coating is the cylinder barrel coating of an internal combustion engine.

Revendications

1. Dispositif pour le revêtement thermique d'une surface, comportant :

un dispositif d'alimentation en fil (4), pour délivrer un fil (5), dans lequel le fil (5) agit comme une première électrode,

une source de gaz de plasma destinée à générer un flux de gaz de plasma,

une tête de pulvérisation (2) comportant une couverture de pulvérisation (3) à travers laquelle le flux de gaz de plasma est guidé sous la forme d'un jet de gaz de plasma sur une extrémité (8) du fil, et

une deuxième électrode (7), qui est disposée dans le flux de gaz de plasma avant que celui-ci ne pénètre dans l'ouverture de pulvérisation (3), dans lequel le dispositif d'alimentation en fil (4) est réglable,

caractérisé par un moyen de réglage à l'aide duquel l'extrémité (8) du fil se trouvant devant l'ouverture de pulvérisation (3) peut être déplacée dans une direction de réglage (F) sur un trajet de réglage déterminé au moins partiellement transversalement à l'axe longitudinal du fil et/ou au moins partiellement transversalement au jet de gaz de plasma, dans lequel le dispositif d'alimentation en fil (4) comporte au moins à son extrémité inférieure un tube de guidage (12) se déplaçant en association avec une pièce de guidage (11) réglable sous l'effet des moyens de réglage.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en fil (4) est réglable à l'aide de moyens de réglage statiques, notamment au moyen de vis de réglage (17).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en fil est réglable à l'aide de moyens de réglage dynamiques, notamment au moyen d'actionneurs tels que des actionneurs piézoélectriques.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en fil (4) comporte une pièce de fixation (13) fixe, dans lequel le tube de guidage (12) relie la pièce de fixation (13) à la pièce de guidage (11).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce de fixation (13) et le tube de guidage (12) sont réalisés de manière solidaire et en ce que le tube de guidage (12) est déformé élastiquement lors du réglage.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce de fixation (13) et le tube de guidage (12) sont réalisés en deux parties et en ce qu'un élément élastique (16), notamment un joint taurique, est disposé entre la pièce de fixation (13) et le tube de guidage (12).

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de guidage (11) présente des surfaces de guidage latérales (14) destinées à être guidées dans le dispositif (1) transversalement à la direction de réglage (F).

8. Procédé pour le revêtement thermique d'une surface au moyen d'un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

9. Procédé selon la revendication 8,
caractérisé en ce que le trajet de réglage (S) du dispositif d'alimentation en fil (4) n'est pas supérieur à 0,2 mm, et plus particulièrement, n'est pas supérieur à 0,08 mm.

10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un réglage dynamique est effectué à une fréquence non inférieure à 50 Hz, notamment non inférieure à 1 kHz.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10,
caractérisé en ce que, pendant le processus de démarrage du procédé, un réglage dynamique et/ou statique est différent de celui qui est réalisé pendant le processus de revêtement proprement dit.

12. Revêtement, réalisé au moyen d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11.

13. Revêtement selon la revendication 12, dans lequel le revêtement est un revêtement d'une surface de glissement de cylindre d'un moteur à combustion interne.

Zeichnung