ATBECHDEDKESFRGBGRITLILUNLSEMCPTIESILTLVFIROMKCYALTRBGCZEEHUPLSKBAHRIS..MTNORSMESM..................
J
DIM360 Ver 2.41 (21 Oct 2013) - 1100000/0
2757173
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
A1
20140723
EP
13152230.2
20130122
20130122
de
de
de
20140723
201430
20140723
201430
C23C 4/12 20060101AFI20130516BHEP
de
Geregelte thermische Beschichtung
en
Regulated thermal coating
fr
Revêtement thermique réglé
4
Siemens Aktiengesellschaft
101362070
2011P28973EP
Wittelsbacherplatz 2
80333 München
DE
Wilkenhöner, Rolf
Jägerhorn 39
14532 Kleinmachnow
DE
Barautzki, Karsten
Fontanestr. 9
14621 Schönwalde
DE
Felkel, Mario
Chausseestraße 100, Vorderhaus Etage 4 li
10115 Berlin
DE
Kyeck, Sascha Martin
Geisenheimerstr. 8
14197 Berlin
DE
Richter, Johannes
Quitzowstraße 125
10559 Berlin
DE
AL
AT
BE
BG
CH
CY
CZ
DE
DK
EE
ES
FI
FR
GB
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HU
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NO
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BA
ME
Durch die kombinierte Messung der Partikelgeschwindigkeit, -temperatur, -intensität, Brennerspannung und deren Regelung in einem Toleranzbereich ist es möglich, die Schichtstruktur, die Schichtdicke und das Schichtgewicht trotz verschleißbedingter Schwankungen im Beschichtungsprozess konstant zu halten.
Die Erfindung betrifft einen Prozess der thermischen Beschichtung.
Thermische Spritzprozesse werden zur Herstellung von metallischen und keramischen Schichten eingesetzt, bei denen ein Material ganz oder zumindest teilweise aufschmilzt.
Das Material wird in eine Düse beispielsweise eines Plasmabrenners oder extern injiziert. Durch sehr hohe Plasmatemperaturen und den Pulvermaterialeinfluss verschleißt zumindest die Düse. Dies führt zu verschleißbedingten Schwankungen im Beschichtungsprozess, welche hauptsächlich durch einen Spannungsabfall am Brenner verursacht werden.
Bisher wurden diese Schwankungen durch Nachjustieren des Pulvermassenstroms ausgeglichen, um das gewünschte Schichtgewicht der Schaufel im Toleranzband zu halten.
Dies ist jedoch nicht optimal, da lediglich der spannungsabfallinduzierte Leistungsabfall am Brenner durch eine Erhöhung des Pulvermassenstroms kompensiert wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Es zeigen:
Figuren 1 - 3
Parameterverläufe aus dem Stand der Technik,
Figuren 4 - 9
erfindungsgemäße Parameterverläufe,
Figur 10
eine Düse,
Figuren 11, 12
eine Temperaturverteilung,
Figur 13
eine Turbinenschaufel.
Die Beschreibung und die Figuren stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Beschichtungen werden durch thermische Beschichtungsprozesse wie SPPS, HVOF, APS, LPPS, VPS, ... aufgebracht. Dabei wird in einer Düse ein Plasma oder eine Flamme erzeugt, wobei durch die Düse oder am Ende der Düse ein Material einströmt.
Durch den Verschleiß an der Düse oder an der Beschichtungsvorrichtung verändern sich die Materialstromeigenschaften und damit auch der Aufschmelzgrad des Materials, insbesondere vom Pulver.
Figur 1 zeigt einen beispielhaften Verlauf der Spannung U_B zwischen der Düse 30 und einer Elektrode 36 (Fig. 10) nach dem Stand der Technik.
Die Spannung U_B zwischen der Düse 30 und der Elektrode fällt mit der Zeit t ab und geht dann in eine Sättigung über. Bei anderen Düsentypen ist auch ein kontinuierlicher Abfall der Spannung U_B über die Zeit t oder andere Verläufe möglich.
Dementsprechend ist der Verlauf der durchschnittlichen Temperaturen T und der durchschnittlichen Materialstromgeschwindigkeit v_p (nicht dargestellt) über die Zeit.
Als Auswirkung davon nimmt das Schichtgewicht m_c mit der Zeit ab (Figur 2) und/oder die Porosität p (Figur 3) nimmt zu.
Es werden daher erfindungsgemäß die Eigenschaften der Flamme oder des Plasmas und/oder des aufgeschmolzenen Materials, die bei der thermischen Beschichtung aus der Düse 30, insbesondere bei der Plasma-Beschichtung oder HVOF-Beschichtung austreten, ermittelt.
Dabei werden Zielwerte Z1, Z2, Z3, wie insbesondere von Spannung U_B zwischen der Düse 30 und der Elektrode 36 oder der Leistung P an der Düse 30, Materialstromgeschwindigkeit v_p, die Temperatur T_p des Materialstroms 42 und/oder eine Helligkeitsverteilung H (x,y) oder Temperaturverteilung T(x,y) mit H = Lichtstärke oder Strahlungsleistung der Partikel Mxy im Materialstrom 42 ermittelt.
Dies erfolgt durch Messgeräte, die über Pyrometrie oder CCD-Kameras quantitative Daten ermitteln.
Werden bei der Messung also Abweichungen festgestellt, so ist auf einen Verschleiß zu schließen und Parameter R1, R2, R3 zur Veränderung der Zielgrößen Z1, Z2, Z3 werden entsprechend eingestellt, so dass wieder die gewünschten Zielwerte von Z1, Z2, Z3 erreicht werden.
Die Regelung der Zielwerte (Z1, Z2, Z3) erfolgt über die Anpassung der Regelgrößen (R1, R2, R3), hier von Stromstärke I_B der Düse 30, der Flussraten der Primär- und/oder Sekundärgase in H_2, in A_r an der Düse 30, durch welche sich die Zielparameter Z1, Z2, Z3 gezielt einstellen lassen.
Primärgase sind Argon (Ar) und/oder Helium (He), Sekundärgas ist z.B. Wasserstoff (H_2), die durch die Düse 30 strömen.
Es können ein, zwei oder drei Regelgrößen verwendet werden ausgehend von einem optimalen Sollzustand für Z1 Z2, Z3, für die hier verwendeten drei Regelgrößen R1, R2, R3.
Ausgehend von den Regelgrößen R1, R2, R3, bei denen die Zielgrößen Z1 Z2, Z3 eingehalten werden, werden vorab Parametersätze K1, K2, ... ermittelt, bei denen die Regelgrößen R1, R2, R3 gleichzeitig oder teilweise erhöht (> 1,0) oder erniedrigt (< 1,0) werden oder konstant (1,0) bleiben. 1,0 stellt dabei für R1, R2, R3, ... einen nominierten Wert dar, nämlich der eingestellte Wert geteilt durch den Ausgangszustand von R1, R2, ....
Die Werte 1,1; 0,9 stellen dementsprechend eine entsprechende Erhöhung oder Erniedrigung von R1, R2, ... dar.
| R1 | R2 | R3
K1 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1
K2 | 1, 1 | 1,0 | 1,0
K3 | 1, 1 | 1,0 | 1, 1
K4 | 1, 1 | 1,0 | 0, 9
K5 | 0, 9 | 0, 9 | 0, 9
K6 | 0, 9 | 1, 1 | 1,0
K7 | ... | ... | ...
Aufgrund dieser Erhöhungen und/oder Änderungen der Regelgrößen R1, R2, R3 werden dann die veränderten Werte der hier vorzugsweise drei verwendeten Zielgrößen Z_1, Z_2, Z_3 ermittelt:
| R1 | R2 | R3 | Z1 | Z2 | Z3
K1 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | 1,2 | 0, 8 | 0, 8
K2 | 1, 1 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,2
K3 | 1, 1 | 1,0 | 1, 1 | 1,2 | 1,2 | 1,2
K4 | 1, 1 | 1,0 | 0, 9 | 1,2 | 1,2 | 1,2
K5 | ... | ... | ... | ... | ... | ...
Die Werte 1,1; 0,9; 1,0 stellen dementsprechend eine entsprechende Erhöhung, Erniedrigung oder keine Veränderung der normierten Werte von Z1, Z2, ... dar.
Die Veränderungen der Zielgrößen Z1, Z2, Z3, hier Partikeltemperatur T_P, Spannung U_B, Leistung P, Partikelgeschwindigkeit, hängen von der jeweiligen Düse 30 ab.
Ebenso ist es möglich, nur mit höheren (↑) und niedrigeren (↓) Werten für R1, R2, ... eine Datentabelle zu erfassen, d.h. keine gleichbleibende Werte (-) für die Regelgrößen.
| R1 | R2 | R3 | Z1 | Z2 | Z3
K1 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | 1,2 | 0, 8 | 0, 8
K8 | 1, 1 | 1, 1 | 0, 8 | 1,2 | 1,2 | 1,3
K9 | 1, 1 | 0, 9 | 1, 1 | 1,2 | 1, 1 | 1, 1
K10 | 0, 9 | 1, 1 | 0, 9 | 1,2 | 1,2 | 1,2
K11 | • | • | • | • | • | •
Ebenso ist es möglich, die höheren (1,0) oder niedrigeren (0.9) Werte von R1, R2, R3 unterschiedlich groß auszugestalten und die Auswirkung auf die Zielgrößen Z1, Z2, Z3 zu bestimmen:
K1: R2 hat prozentual größere Änderungen als R1, R3; K2: R1 hat prozentual größere Änderungen als R2, R3; K4: R3 kleiner als R1, R2.
| R1 | R2 | R3 | Z1 | Z2 | Z3
K12 | 1, 1 | 1,2 | 1, 1 | 1, 1 | 0, 9 | 0, 9
K13 | 1,2 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | 1,4 | 1,2
K14 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1
K15 | 1, 1 | 1,0 | 0, 8 | 1, 1 | 1, 1 | 1, 1
Diese vorab ermittelten Parametersätze K1, ... werden dann zur Regelung verwendet, wenn eine Abweichung bei Z1, Z2, Z3 auftritt.
Es wird bei einer Abweichung des Wertes von Z1, Z2, ... ermittelt, welche Kombination K1, K2, ... von Z1, Z2, Z3 der Abweichung am nächsten kommt, ggf. eine Bestfist-Anpassung durchgeführt und die Regelwerte R1, R2, R3 dieser so gefundenen Kombination K1, K2, ... werden dann für den weiteren Betrieb der Düse 30 und Elektrode 36 verwendet, um die Abweichungen zu kompensieren.
Durch diese Regelung bleiben die Schichtstruktur, die Schichtdicke und das Schichtgewicht m_c (Fig. 6) der Schaufel sowie Porosität p (Fig. 7) über die Zeit t konstant.
Durch die Regelung der Stromstärke I_B (Fig. 4) wird die die Leistung P relativ konstant gehalten (Fig. 5). Dies ist dann auch erkennbar an den konstanten Werten der Partikeltemperaturen und der Partikelgeschwindigkeiten V_p (nicht dargestellt).
Figur 10 zeigt eine Düse 30, bei der als Primärgas Argon (Ar), Helium (He) und/oder als Sekundärgas Wasserstoff (H_2) an einem Düsenende 31 eingeleitet werden und am anderen Ende 33 Material (Mx,y) hinzugeführt wird.
Durch das Anlegen der Spannung U_B zwischen der Elektrode 36 und der Düse 30 wird durch einen hochenergetischen Lichtbogen ein Plasma erzeugt, das die Plasmaflamme bildet.
Ebenso können die Gas-Flussraten ṁ_G von Argon ṁ_{Ar} (Fig. 8) sowie die von Wasserstoff ṁ_{H2} (Fig. 9) an der Düse 30 geregelt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, insbesondere für die Spannung U_B.
In Figur 11 ist eine Verteilung 36 der Temperatur T(x,y) oder der Helligkeit H(x,y) in Ausströmrichtung z des Materialstroms 42 dargestellt.
Dabei gibt es einen heißesten inneren Kern 39' und weiter außen gelegene Bereiche 39'', 39''', die weniger heiß sind. Das Vorhandensein von mehreren Bereichen 39', 39'', 39''' ist hier nur schematisch bzgl. eines kontinuierlichen Abfalls oder Veränderung der Temperatur oder Helligkeit.
Figur 12 ist eine seitliche Ansicht auf den Materialstrom 42 und dessen Helligkeitsverteilung H(x,y) oder dessen Temperaturverteilung T(x,y).
Bei dieser seitlichen Aufsicht werden die Helligkeitswerte in x-Richtung für eine y Position aufsummiert.
Die Helligkeit H(x,y) wird bestimmt durch alle Partikel M_{xy} entlang der x-Richtung für eine Stelle y und der Temperatur T der Partikel M_{xy}, da nicht nur die äußeren Partikeln im Bereich 39''' strahlen, sondern auch die inneren Partikel im Bereich 39' nach außen abstrahlen und erfasst werden.
Die Temperatur T(x,y) wird eher nur durch die äußeren Partikel im Bereich 39''' bestimmt.
Es kann auch ein integraler Wert R einer Fläche ∫H(x,y)dxdy über die Aufsicht gemäß Figur 11 oder Figur 12 ermittelt werden und es ergibt sich ein einzelner integraler Helligkeitswert R.
Dieser Wert R kann zur Regelung verwendet werden.
Wenn Abweichungen in diesem Integralwert R festgestellt werden, tritt eine Regelung ein.
Ebenso kann ein integraler Temperaturwert R = ∫'T(x,y)dxdy über den Querschnitt gemäß Figur 12 oder Figur 11 für die Regelung ermittelt werden.
Dieser integrale, singuläre Wert R stellt dann auch eine Regelgröße Z dar.
Ebenso kann ein bildhafter Vergleich zu verschiedenen Zeiten zwischen zwei Bildern der Figuren 11, 12 für die Temperaturverteilung T(x,y) oder Helligkeitsverteilung H(x,y) angestellt und Abweichungen ermittelt werden.
Wenn Abweichungen festgestellt werden, tritt ebenfalls eine Regelung ein.
Die Materialflussrate ṁ_M des Materialstroms wird bei der Regelung dabei vorzugsweise nicht verändert.
Die Figur 13 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.
Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampfturbine oder ein Kompressor sein.
Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.
Als Leitschaufel 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufelspitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt).
Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt).
Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich.
Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schaufelblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Abströmkante 412 auf.
Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise massive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet.
Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.
Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.
Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen werden als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.
Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken erfolgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt.
Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichte machen.
Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Richtung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korngrenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefügen (directionally solidified structures).
Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP 0 892 090 A1 bekannt.
Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen, z. B. (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf)). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1.
Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dichte.
Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer).
Vorzugsweise weist die Schichtzusammensetzung Co-30Ni-28Cr-8Al-0,6Y-0,7Si oder Co-28Ni-24Cr-10Al-0,6Y auf. Neben diesen kobaltbasierten Schutzbeschichtungen werden auch vorzugsweise nickelbasierte Schutzschichten verwendet wie Ni-10Cr-12Al-0,6Y-3Re oder Ni-12Co-21Cr-11Al-0,4Y-2Re oder Ni-25Co-17Cr-10A1-0,4Y-1,5Re.
Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrO_2, Y_2O_3-ZrO_2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht. Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die MCrAlX-Schicht.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 120, 130 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen). Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse im Bauteil 120, 130 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung des Bauteils 120, 130 und ein erneuter Einsatz des Bauteils 120, 130.
Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeutet) auf.
1. Verfahren zur thermischen Beschichtung mittels eines Materialstroms (42) mittels einer Düse (30), insbesondere mittels eines Pulverstroms,
bei dem ein Material (M_{xy}) des Materialstroms (42) erwärmt, angeschmolzen und/oder aufgeschmolzen wird,
insbesondere mittels eines Plasmas oder einer Flamme,
bei dem zumindest eine der Zielgrößen (Z_1, Z_2, Z_3, ...) Materialstromgeschwindigkeit (v_p) des Materialstroms (42) und/oder
Helligkeitsverteilungen (H (x, y) ; ∫H(x,y)dxdy) oder Temperaturverteilung (T (x, y; ∫T(x,y)dxdy )
des Materialstroms (42)
und/oder
Spannung (U_B) zwischen einer Elektrode (36) und der Düse (30)
und/oder
die Leistung (P) der Düse (30)
gemessen oder bestimmt und geregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem als zumindest eine Zielgröße (Z_1, Z_2, Z_3, ...) eine Helligkeitsverteilung (H(x,y); ∫H(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42) oder die Spannung (U_B) zwischen der Düse (30) und der Elektrode (36) oder die Leistung (P) an der Düse (30) geregelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem als Zielgrößen (Z_1, Z_2)
entweder
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) und
die Spannung (U_B) zwischen der Düse (30) und
der Elektrode (36)
oder
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) und
die Leistung (P) an der Düse (30) geregelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem als Zielgrößen (Z_1, Z_2)
eine Helligkeitsverteilung (H (x, y) ; ∫H(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42) und
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) geregelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem als Zielgrößen (Z_1, Z_2)
eine Temperaturverteilung (T(x,y); ∫T(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42) und
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) geregelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem als Zielgrößen (Z_1, Z_2, Z_3) entweder
eine Temperaturverteilung (T(x,y); ∫T(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42),
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) und
die Spannung (U_B) zwischen der Düse (30) und der Elektrode (36)
oder
eine Temperaturverteilung (T(x,y); ∫T(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42),
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) und
die Leistung der Düse (30)
geregelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem als Zielgrößen (Z_1, Z_2, Z_3)
entweder
die Helligkeitsverteilung (H(x,y); ∫H(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42),
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) und
die Spannung (U_B) zwischen der Düse (30) und der Elektrode (36)
oder
die Helligkeitsverteilung des (H(x,y); ∫H(x,y)dxdy ) Materialstroms (42),
die Materialstromgeschwindigkeit (v_p) und
die Leistung (P) an der Düse (30)
geregelt werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
bei dem die Stromstärke (I_B) zwischen der Düse (30) und der Elektrode (36),
und/oder
die Gasflussraten (ṁ_{H2}, ṁ_{Ar}) der Düse (30),
als Regelgrößen (R1, R2, R3) verändert werden,
um die Zielgrößen (Z1, Z2, Z3) wie die Helligkeitsverteilung (H(x,y); ∫H(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42) oder die Temperaturverteilung (Tx,y); ∫T(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42) oder
die Spannung (U_B) an der Düse (30) oder
die Leistung (P) an der Düse (30) und/oder Materialstromgeschwindigkeit (v_p)
in einem bestimmten Toleranzbereich oder konstant zu halten.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
bei dem als eine Regelgröße (R1, R2, R3) die Stromstärke (I_B) erhöht oder gesenkt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
bei dem als zumindest eine Regelgröße (R1, R2, R3) die Gasflussrate (ṁ_{Ar}, ṁ_{H2}) der Primärgase (Argon, Helium) und/oder der Sekundärgase (Wasserstoff, ...) der Düse (30) erhöht oder gesenkt werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
bei dem die Materialflussrate (ṁ_m) während der Beschichtung nicht verändert wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem als Temperatur die Temperaturverteilung (T(x,y)) des Materialsstroms (42) verwendet wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem als Temperatur des Materialsstroms (42) ein Integralwert (∫T(x,y)dxdy ) des Materialsstroms (42) verwendet wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem als Helligkeitswert ein Integralwert (∫H(x,y)dxdy ) des Materialstroms (42) verwendet wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem als Helligkeitswert die Helligkeitsverteilung (H(x,y)) des Materialsstroms (42) verwendet wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, 14 oder 15,
bei dem als Helligkeitswert (H) die Lichtstärke oder Strahlungsleistung des Materialstroms (42) verwendet wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
bei dem ein HVOF-Verfahren verwendet wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
bei dem ein Plasmaspritzverfahren verwendet wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
bei dem vor der Beschichtung,
ausgehend von einem und/oder mehreren Anfangswerten der Regelgrößen (R1, R2, R3),
bei dem die gewünschten Zielgrößen (Z1, Z2, Z3) erreicht und/oder eingehalten werden,
Parametersätze für verschiedene Konstellationen wie höher, tiefer, konstant der Regelgrößen (R1, R2, R3) eingestellt werden und
die Veränderungen der Zielgrößen (Z1, Z2, Z3) ermittelt werden,
die dann später zur Regelung verwendet werden.
2011P28973EP
EP
13152230.2
Siemens Aktiengesellschaft
4
MN
20130523
C23C
US
2004245354
A1
SRINIVASAN VASUDEVAN [US]
20041209
X
1,3,5,7,12-14,17-19
* Absätze [0007], [0008], [0042]; Ansprüche 1-22 *
WO
2005085489
A1
MTU AERO ENGINES GMBH [DE]; ABDULLAHI HASSAN [DE]; JAKIMOV ANDREAS [DE
20050915
X
1-5,7,12-19
* Seite 1, Absatz 2 *
* Seite 2, Absatz 3 *
* Seite 4, Zeile 4 - Seite 5, Zeile 1 *
US
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A
VOGTS WILLIAM A ET AL
19760406
X
1-3,7-14,18,19
* Spalte 2, Zeile 41 - Spalte 3, Zeile 6 *
US
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A1
GEVELBER MICHAEL ALAN [US] ET AL
20040219
X
1,3,5-7,12-14,18,19
* Absätze [0116], [0117]; Abbildungen 1,5 *
Hoyer, Wolfgang
Munich
20130515
US
2004245354
A1
20041209
KEINE
WO
2005085489
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KEINE
US
2004031776
A1
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US
2004031776
A1
20040219
US
2006198944
A1
20060907

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
- EP
1204776
B1
[0045]
- EP
1306454
A
[0045]
- EP
1319729
A1
[0045]
- WO
9967435
A
[0045]
- WO
0044949
A
[0045]
- US
PS6024792
A
[0047]
- EP
0892090
A1
[0047]
- EP
0486489
B1
[0048]
- EP
0786017
B1
[0048]
- EP
0412397
B1
[0048]
- EP
1306454
A1
[0048]