DD265847A1 - Schleuderradstrahlvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf alle Schleuderradstrahlvorrichtungen zum Strahlen von Blechen, Profilen und Stahlkonstruktionen. Das erfindungswesentliche Merkmal besteht in der Zufuehrung von Strahlmittel zu den Schleuderschaufeln ueber einen Sektor, der mindestens drei, vorzugsweise fuenf bis sechs Schleuderschaufeln gleichzeitig umfasst. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, das Schleuderrad mit mindestens acht Schleuderschaufeln auszustatten. Die erfindungsgemaesse Ausfuehrung gewaehrleistet eine annaehernd gleichmaessige Verteilung der Strahlmitteldichte entlang der Laengsachse des Strahlbildes und damit bessere Reinigungseffekte. Fig. 3

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kann in allen Schleudorradstrahlanlagen zum Strahlen von Blechen, Profilen und Stahlkonstruktionen angewendet werden. Insbesondere ist sie dort günstig einzusetzen, wo bei relativ kleinen Abmessungen des Strahlgerätes noch eine ausreichend große Fläche erreicht werden muß (ζ. B. in Kammern, Behältern u. β.). Es ist aber auch ebenso ökonomisch günstig anzuwenden bei Anlagen für große Bauteile.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Das Strahlen mit metallischen Strahlmitteln in Schleuderradanlagen wird mit Schleuderrädern offener oder geschlossener Bauart mit 2 bis max\ B Schaufeln pro Rad durchgeführt. Die Schaufeln der Schleuderroder sind in den meisten Anlagen eben und gerade. In der Literatur und in Patentschr'aen (z. B. DT 2460983) werden auch verschiedenartig gekrümmte Schaufelformen und spiralförmig angeordnete Schaufeln mit ihren Vorzügen beschrieben. Die Zuführung des Strahlmittels zum Schleuderrad geschieht in den meisten Fallen axial vereinzelt auch radial. Boi der axialen Zuführung wird das Strahlmittel r* jrch ein Rohr (manchmal mit Druckluftunterstützung) oder durch eine

schlitzförmige Blende (Verteiler) in Verbindung mit mechanischer Vorbeschleunigung in das Schleuderrad gefördert. Dabei werden gleichzeitig mnximal 2 Schuufaln mit Strahlmittel beschickt. Für die radiale Zuführung wird in der Patentiiteratur nur die

Lösung mit preßluftboschleunigtem Strahlmittel durch eine Düse auf eine Schaufel dargestellt. Sowohl bei der axialen als auch radialen Zuführung erreicht man durch eine örtlich definierte Einspeisung des Strahlmittels auf

die einzelnen Schaufeln einen damit festgelegten Abwurf Ober einen Bereich in Form eines sogenannten Strahlkegels.

Je nach Baurt und Abmessungen des Rades, der Form der Schaufel und der gewählten Maschinenparameter (Drehzahl, Durchsatz, Leistung) erreicht man eine unterschiedliche Streuung und Dichte des auf die Strahlfläche auftreffenden Strahlmittels.

Bei den bekannten technischen Lösungen wird eine relativ steile glockenförmige Verteilung des Strahlmittels über oer Strahlfläche mit ausgeprägtem Dichtemaximum erreicht. Diese Verteilung ist sehr ungunstig, da einmal im Mittelteil zuviel Strahlmittel pro Flächeneinheit ouf die Oberfläche gelangt und an den Enden des Strahles Streuungsextreme auftreten, die n^;:ht nutzbar sind und außerdem einen zusätzlichen Verschleiß der Anaige herbeiführen. Diese Streuungen haben ihre Ursache in der Bauart der Schleuderräder, der Strahlmittelzuführung zum Schleuderrad und dar Maschinenparameter. In konventionollen Schleuderrädern mit max. 8 Schaufeln, mechanischer Vorbeschleunigung und Verteilerstück mit Blende durchläuft das Strahlmittel innerhalb des Rades folgende Wege:

— Es gelangt zuerst in den Vorbeschleuniger, der es tangential und zum Teil radial beschleunigt und durch die Blende des Verteilers wirft.

— Auf dem Wege vom Vorbeschleuniger durch die Blende des Verteilers zur Schaufel des Schleuderrades behält es die Richtuno vom Vorbeschleuniger solange bei, bis es auf die Schleuderradschaufel auftrifft.

— In dem Sektor zwischen zwei Schaufeln fliegt das Strahlmittel auf unterschiedlichen Bahnen. Ein Teil des Strahlmittel gelangt auf kürzestem Wog auf die Schaufel und bewegt sich dann in Sprüngen in radialer Richtung auf der Schaufel entlang bis zur Abwurfkante, die es dann in annähernd beabsichtigter Richtung verläßt.

— Der größere Teil des Strahlmittelpaketes gelangt in den nachfolgenden Schaufelsektor, wird an den Schaufelfläch<>n reflektiert und gelangt dann in Sprüngen oder auch durch stärkeren Impuls aus dem Schleuderrad. Das heiP», JnS Strahlmittel kommt mit der Wurfschaufel wenig in Kontakt und wird demzufolge kaum durch die Schaufel geführt. Verschleißspuren an den Deckscheiben eines Schleuderrades zeigten diese Strahlmittelbewegung.

Dos weiteren wird beim Überstreichen der Blende des Verteilers durch eine Wurfschaufel anfangs erst ein Teil der Blendenöffnung freigegeben, dann der volle Querschnitt und danach wieder ein verminderter Blendenteil. Ana>og zum freigegebenen Blendenquerschnitt verhält sich auch die auf die Wurfschaufel befördert* Strahlmittelmenge. Es g klangt zuerst eine geringe Menge durch die Blendenöffnung, dann die volle Menge bei vollem Blendenquerschnitt und danach wieder eine abnehmende Menge. Diese aufgezeigten Vorgänge bzw. Abläufe sind die Ursache für die zuvor genannten Streuungen und Häufungen des Strahlmittels. Die für die Reinigung aufgewandte Energie wird also in Anlagen dieser Art nicht voll genutzt.

ZIoI der Erfindung

Bei Anwendung der Erfindung wird im Vergleich zu den bereits bekannten Lösungen eine bessere Qualität der Reinigung der Strahlgutoberfläche bei gleicher Strahlmittelmenge und annähernd gleicher Antriebsenergie sowie verringerter Verschleiß von Anlagenteilen erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schleuderradstrahlvorrichtung bereitzustellen, die eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Strahlmitteldichte entlang der Längsachse des Strahlblldes gewährleistet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schleuderrad mit mehr als acht radialen Schleuderschaufeln gelöst, wobei das Strahlmittel über einen Sektor, der mindestens drei, bei Schleuderrädern über 5OOmm0 mindestens vier Schleuderschaufeln

umfaßt, gleichzeitig zugeführt wird. Vorzugsweise erfolgt die Zuführung übt r fünf bis sech» Schleuderschaufeln gleicnzeitig.

D^rch Kombination der Anzahl der Schleuderschaufeln und der Abmessung des Sektors, über den Strahlmittel dem Schleuderrad zugeführt wird, können die Strahlmitteldichte über der Auftrefffläche und die Größe des Strahlkegels bzw. -bildes

vtriiert werden. Das bedeutet, zur Erreichung einer Gleichmäßigkeit in der Strahlmittelverteilung ist erst dann ein positiver Effekt zu erreichen, wenn gleichzeitig über den gesamten Schleuderschaufelkanalquerschnitt von mindestens drei Schleuderschaufeln

Strahlmittel zugeführt wird. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, durch Abschrägung der in das Zentrum des Schleuderrades gerichteten Enden der Schleuderschaufeln einen kegelförmigen Raum zu schaffen, der axial zur Schleuderradachse liegt. In diesen Raum i?t

das Rohr zur Zuführung des Strahlmittels gerichtet. Das in den Raum hineinragende Ende des Rohres weist einen viertelkreisförrr.igen Querschnitt auf und ist der Kegelform des Raumes angepaßt. Die Übergabe dos Strahlmittels an die

Schleuderschaufeln erfolgt axial über einen Sektor von 90", was zu einer flächonhaften Belegung der Schleuderschaufeln mit Strahlmittel und einer entsprechenden Abgabe führt. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Sektors dor Zuführöffnung in Verbindung mit der gewählten SchaiiMzahl ergibt somit

eine längere gestrahlte Fläche mit ausreichender Strahlmitteldichte.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung sieht vor, im Zentrum dos Schleuderrades einen zylinderförmigen Raum zu

schaffen, indem die Schleuderschaufeln entsprechend radial nach außen gerückt angeordnet werden. Die Zuführung des

Strahlmittols erfolgt über einen Rohrkrümmer, der das Strahlmittel axial in das Schleuderrad einleitet und radial an die Schleudorschaufoln übergibt. Dazu ist das Ende des Rohres an die Zylinderform des Raumes angepaßt. Eino dritte erfindungsgemäße Ausführung sieht vor, das Strahlmittel eiern Schleuderrad axial im Bereich des Zentrums

zuzuführen, wobei das Rohr soitlich auf die Schleuderschaufeln gerichtet ist. Zur Gewährleistung der Zuführung über den gewünschten Sektor weist das Rohr einen viertelkreisringförmigen Querschnitt auf.

Ein Merkmal dieser letztgenannten Ausführungsform sieht vor, im Zentrum ein kegelförmiges Mittelstück anzuordnen. Das Rohr

wird unter einer Neigung, die dem Kegelwinkel entspricht gegen die Schleuderschaufeln gerichtet. Mit diesem Merkmal wird der des Strahlmittols aus der axialen Zuführung in die radiale Bewegungsrichtung verbessert.

Aus der Realisierung dor Erfindung ergeben sich eino Reihe von Vorteilen gegenüber dem bekannten Stand der Technik. Die Verteilung des Strahlmittels wird um so besser, je mehr Schaufeln gleichzeitig durch die Zuführeinrichtung mit Strahlmittel

versorgt worden. So wie die Zuführöffnung auf einen konstanten Betrag ansteigt, ihn nicht überschreitet und dann wieder abfällt, verhält sich die Strahlmittolzuführung zum Schleuderrad und annähernd auch die Strahlmittelverteilung über dor

Strahlgutoberfläche.

Ideal wäre ein Kurvenverlauf in Rechteckform. Da aber nicht schlagartig die gesamte Zuführöffnung zum Beschicken der Schleuderschaufel mit Strahlmittel frei wird, sind in der Praxis zur dem Rechteck angenäherte Formen erreichbar. Der trapezförmige Kurvenverlauf, wie er mit einer sektorförmigen Zuführöffnung erreicht wird, kommt der Idealform sehr nahe. Eine Steigerung der Strahlintensität wird erreicht, wenn bei der nächsten Umdrehung des Rades auf die gleiche Stelle gestrahlt wird, denn das bedeutet eine Überlagerung der Kurvonzüge und damit Überlagerung der abgeschleuderten Strahlmiuelmengo. Weitere Vorteile der Erfindung sind

— die Möglichkeit der beliebigen sinnvollen Vergrößerung des Sektors der Zuführöffnung,

— die engen Schaufelkanäle und relativ hohe Schaufelzahl (immer in bezug au' die Abmessungen des Schleuderrades gesehen).

Eine Vergrößerung des Sektors der Zuführöffnung bei gleichzeitig erhöhter Schaufeirahl ergibt eine längere gestrahlte Flüche mit ausreichender Strahlmitteldichte. Das führt zu einer höheren Reinigungsleistung alb *.iei den bisherigen Anlagen. Die höhere Schaufelzahl und die engeren Schaufelkanäle ergeben eine bessere Führung der Luft zwischen den Schaufein. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Schaufeln erhöht, das sich begünstigend auf den Strahlmitteldurchsatz durch das Schleuderrad auswirkt. Gleichzeitig bewirkt diese Luftströmung eine Beschleunigung des Strahlmittels in de~ beabsichtigten Richtung (radial) und unterstützt die Führungswirkung der Schaufel.

Ausführung.tbelsplel Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1: einen Schnitt durch ein 16schauf)iges Schleuderrad mit sektorförmiger axialer Strahlmittelzuführung; Fig. 2: einen Schnitt A-A durch Fig. 1; Fig. 3: einen Schnitt durch ein 1 Sschaufliges Schleuderrad mit in das Rad hineinreichender sektorförmiger axialer

Strahlmittelzuführung; Fig. 4: einen Schnitt A-A durch Fig. 3;

Fig. 5: einen Schnitt durch ein 16schaufliges Schleuderrad mit sektorförmiger radialer Strahlmittelzuführung; Fig.6: einen Schnitt A-A durch Fig.5.

Mit Hilfe von Schleuderrad rn wird vorwiegend metallisches Strahlmittel soweit beschleunigt, daß die Geschwindigkeit der aus dem Rad austretenden Strahlmittelkörner so groß ist, daß Rost, Zunder, Farbreste u.a. von den Werkstückoberflächen entfernt wird. Die Reinigung der Werkstückoberfläche ist dabei Im wesentlichen von der Trefferzahl pro Flächen- und Zeiteinheit at hängig nicht so sehr von der Wucht der Strahlmittelteilchen. Deshalb ist die Effektivität eines Schleudei rades davon abhängig

— wie groß die durch das Schleuderrad beschleunigte Strahlmittelmenge ist,

— wie der Strahlmittelstrom auf die Schaufeln gelangt,

— welche Bewegungen das Strahlmittel in den Schaufelkanälen vollzieht und

— wie der Abwurf des Strahlmittels erfolgt.

Grundsätzlich ist dazu zu sagen, daß so wie c"e Mengenanteile Strahlmittel in der Zeiteinheit auf die Schaufeln gelangen, so werden sie die Schaufeln verlassen. _#

Das bedeutet, erreicht eine große Menge in einer Zeiteinheit die Schaufel, dann wird diese Menge ohne größere zeitliche Versetzung die Schaufel verlassen und ebenso bei einer kleineren Menge. Es erfolgt im Schleuderrad auf der Schaufel kein« Mengeverteilung bzw. kein Ausgleich zwischen großer und kleiner zugeführter Menge. Deshalb kommt es darauf an, den Strahlmittelstrom möglichst in konstanter Dichte zuzuführen, damit unterschiedliche Häufungen auf der Werkstückoberfläche nicht entstehen.

In Fig. 1 ist dargestellt, wie ein 16schaufliges Schleuderrad 1, das in einem Stück gegossen ist, mit einer 90" sektorförmigen Strahlmittelzuführung 2 kombiniert wurde. Damit ist ec möglich, dar* gleichzeitig vier Schleuderschaufeln 3 über den gesamton Schaufelkanalquerschnitt mit Strahlmitte! 4 versorgt werden. Das Schleuderrad 1 mit geschlossener Bauart mit zwei Deckschoiben 5 ausgeführt und einem begrenzenden kegligen Mitte.'stück β wird über die Welle 7 angetrieben und auf die erforderliche Drehzahl gebracht. Das Strahlmittel 4 gelangt aus dem Behälter 8 über eine Absperrvorrichtung in die Strahlmittelzuführung 2. Diese teilt den Strahlmittelstrom entsprechend der Anzahl darunterliegender Schleuderschaufeln 3 (im Beispiel sind es vier) in Portionon. Diese Portionen werden durch die Fliehkraft radial beschleunigt, gelangen entlang der Schaufelfläche zur Außerkante und werden dort abgeworfen. Im Gegensatz zur konventionellen Strahlmittelzuführung, wo nur zu einem bestimmten Zeitpunkt die volle Strahlmittelmenge pro Schaufelsektor zugeführt werden kann, wird hierbei doi Schaufelsektor der einmal in den Bereich der Zuführung gelangt ist, über fast den gesamten öffnungswinkel der Strahlmittelzuführung 2 (von Anfangs· und Endphase abgesehen) kontinuierlich mit der gleichen Menge Strahlmittel 4 beschickt. Dadurch wird gewährleistet, daß stets die gleiche Menge abgeworfen und somit die Strahlgutoberfläche gleichmäßig mit Strahlmittel 4 bedeckt wird.

In Fig. 3 ist ein Schleuderrad 1 dargestellt bei dem die Strahlmittelzuführung und -bewegung analog dem Beispiol in Fig. 1 ist. Die veränderte Mittelzuführung gestattet jedoch, daß die durch das Schleuderrad 1 strömende Luft besser eintreten und damit den Luftdurchsatz in den Schaufelkanälen günstiger beeinflußt als in Fig. 1. Damit ist eine bessere Strahlmittolbeschleunigung und ein etwas größerer Strahlmitteldurchsatz verbunden.

In Fig. 5 wurde ein Schleuderrad 1 mit einer radialen Strahlmittelzuführung 2 dargestellt, ähnlich wie in bekannter Weise die Strahlmittelzuführung durch Preßluftdüse zum Schleuderrad erfolgt. Der Unterschied hier gegenüber der bekannten Lösung besteht darin, daß in diesem Beispiel durch die Strahlmittelzuführung 2 gleichzeitig mehrere Schleuderschaufeln 3 mit einem konstanten Strahlmittolstrom im Bereich des Zuführsektors beschickt werden. Damit werden wie in den anderen Beispielen Häufungsspitzen vermieden und eine gleichmäßige Strahlmittelverteilung auf der Oberfläche des Strahlgutes erreicht. Es sollte damit gezeigt werden, daß das Prinzip der erfinderischen Lösung niet' nur auf axiale Strahlmittelzuführungen beschränkt ist, sondern sich auch auf radiale übertragen läßt.

Claims (7)

1, Schleuderradstrahlvorrichtun^bestehend aus einem Schleuderrad mit mehreren radialen Schleuderschaufeln und einer im Zentrum des Schleuderrades wirksamen Strahlmittelzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleuderrad (1) mit mehr als acht Schleuderschaufeln (3) ausgestattet ist, und die Strahlmittelzuführung (2) über einen mindestens drei, vorzugsweise fünf bis sechs Schleuderschaufeln (3) umfassenden Sektor erfolgt.

2. Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlmittelzuführung (2) bei Schleuderrädern (1) bi3 500 mm 0 über einen mindestens drei Schleuderschaufeln (3) umfassenden Sektor erfolgt.

3_t Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlmittelzuführung (2) bei Schleuderrädern (1) über 500 mm 0 über einen mindestens vier Schleuderschaufeln (3) umfassenden Sektor erfolgt.

4. Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Zuführung von Strahlmitteln (4) ein im Bereich des Zentrums seitlich auf die Schleuderschaufeln (3) gerichtetes Rohr mit viertelkreisringförmigen Querschnitt angeordnet ist.

5. Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleuderrad (Dim Zentrum ein kegliges Mittelstück (6) aufweist und das Rohr unter dem Kegelwinkel geneigt angeordnet ist.

6. Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Zentrum gerichteten Enden der Schleuderschaufeln (3) derart abgeschrägt sind, daß axial zur Schleuderradachse ein kegelförmiger Raum gebildetHrd, in den ein Rohr mit viortelkreisförmigem Querschnitt zur Zuführung von Strahlmittel (4) führt, wobei das in den Raum hineinragende Ende des Rohres an die Kegelform des Raumes angepaßt ist.

7. Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum des Schleuderrades (1) ein zvlinderförmiger Raum gebildet wird, in den ein Rohr zur radialen Zuführung von Strahl mittel η (4) gerichtet ist, wobei das in den Raum hineinragende Ende dos Rohres über einen Sektor von vorzugsweise 90° an die Zylinderform des Raumes angepaßt ist.

8. Schleuderradstrahlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schleuderschaufeln (3) und die Abmessung des Sektors der Strahlmittelzuführung (2) in Abhängigkeit des Anwendungsfalles variierbar ist.