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Die
Erfindung betrifft eine Strahllanze zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere
von Oberflächen
eines Werkstücks
mit Strukturen, die einer effektiven Strahlreinigung schlecht zugänglich sind.
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Es
ist bekannt, Werkstücke
zur Reinigung ihrer Oberflächen
mit Sand, Druckluft, Druckwasser oder Wasserdampf zu bestrahlen.
Beim Sandstrahlen trifft der Sand mit hoher Geschwin digkeit und
hohem Impuls auf die zu behandelnde Oberfläche auf. Dabei können sich
insbesondere bei glatten, nachgiebigen oder weichen Oberflächen Dellen
bilden, z.B. in Blechteilen, oder Schäden erzeugt werden, z.B. Verletzungen
von Kabelummantelungen beim Reinigen von Schaltschränken. Zudem
kann außer den
Reinigungsabfällen
am/im gereinigten Werkstück
Sand zurückbleiben.
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Zur
Reinigung von Werkstücken
mit empfindlicher Oberfläche
wurde das Bestrahlen mit Trockeneis entwickelt, bei dem mit Trockeneis
versetzte Druckluft als Strahlmedium verwendet wird. Dieses Verfahren
hat sich z.B. beim Entlacken von Fahrzeugkarosserien, beim Entfernen
von Farbablagerungen in der Druckerei oder von Anti-Fouling Beschichtungen
bewährt.
Die verwendeten Trockeneispartikel sind nicht so hart wie Sand und
reinigen daher schonender. Zudem sublimieren die Trockeneispartikel
bei Raumtemperatur, bleiben also nicht am Werkstück haften.
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Die
bei diesen und ähnlichen
Verfahren allgemein verwendeten Strahllanzen sind üblicherweise
starr mit einer Strahlpistole verbunden. Die Richtung des abgegebenen
Strahls des Strahlmediums relativ zu der zu behandelnden Oberfläche wird
durch die Orientierung der Strahllanze bestimmt. Um eine optimale
Wirkung des Reinigungsstrahls zu erreichen, sollte der Strahl nahezu
senkrecht auf die jeweilige Stelle der zu reinigende Oberfläche auftreffen.
Diese läßt sich
bei engen und schwer zugänglichen
Stellen des Werkstücks,
aber auch bei ausgedehnten Werkstückoberflächen nur schwer bzw. nur mit
großem
Aufwand erreichen.
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Aus
der
US 6,447,377 B1 ist
eine Strahlpistole zur Trockeneisbehandlung von zu reinigenden Oberflächen bekannt.
Die Pistole umfaßt
einen Griff und eine Düsenhalterung,
welche an dem Griff schwenkbar befestigt ist. Die an der Düsenhalterung befestigte
Düse wird
mit Trockeneis über
eine Schlauchzuführung
versorgt, die im Inneren der Düsenhalterung
und des Griffs verläuft.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Strahllanze zu schaffen, welche
eine schonende und wirkungsvolle Reinigung von Werkstücken mit
empfindlichem Oberflächen
auch an schwer zugänglichen Stellen
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei
einer Strahllanze gemäß der Erfindung läßt sich
durch Verlagern des längs
des Strahlrohrs beweglich geführten
Schiebers der Düsenkopf
unter Biegen des Schlauchs in eine zur Werkstückoberfläche senkrechte und damit für die Reinigungswirkung optimale
Stellung schwenken.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Düsenführungsarm
der Strahllanze schieberseitig einen zum Strahlrohr parallelen,
geraden Abschnitt auf, der in einer Halterung des Strahlrohrs für den Schlauch
geführt
ist.
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Um
ein Einknicken des Schlauchs insbesondere in einer in Längsrichtung
des Strahlrohrs im wesentlichen gestreckten Lage des Schlauchs zu
vermeiden, schließt
sich vorzugsweise an den geraden Abschnitt des Düsenführungsarmes ein abgewinkelter
Abschnitt an, mit dem der Düsenführungsarm
an das Schwenkgelenk angekoppelt ist. Hierdurch wird dem Schlauch
bereits in der Grundstellung der Strahllanze mit unverschwenktem
Düsenkopf
eine leichte Biegung vermittelt.
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Vorzugsweise
schließt
der abgewinkelte Abschnitt des Arms einen Winkel zwischen 5° und 30° zum geraden
Abschnitt ein.
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Zur
weiteren Verbesserung der Stabilität des Aufbaus kann eine zusätzliche
Führung
für den Schieber
parallel zum Strahlrohr verlaufen.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hub des Schiebers
längs des
Strahlrohrs schlauchseitig durch die Halterung und quellenseitig
durch einen mit dem Strahlrohr festen Anschlag begrenzt.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Strahlmedium mit Trockeneis versetzte Preßluft, wobei das Trockeneis vorzugsweise
Pellets umfasst, die aus CO2-Schnee gepreßt sind.
Der Vorteil hierbei besteht darin, daß keine Sekundärrückstände (wie
z.B. Sand) an/in dem bestrahlten Werkstück oder der Reinigungsumgebung
entstehen, da das Trockeneis bei Raumtemperatur schnell sublimiert.
Somit müssen
nach dem Reinigen lediglich die eigentlichen Reinigungsrückstände entfernt
bzw. entsorgt werden. Nach dem Reinigen mit Trockeneis ist ferner
allgemein kein aufwendiges Nachbehandeln nötig, und die gereinigten Werkstücke können sofort
weiter verwendet werden.
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Bevorzugt
ist der Schlauch aus einem PTFE-Material gefertigt, das bei Temperaturen
bis herab zu mindestens –70°C biegsam
ist. PTFE-Materialien sind allgemein für hohe chemische Beständigkeit
bekannt und können
leicht gereinigt sowie über einen
breiten Temperaturbereich eingesetzt werden. Hierdurch wird gewährleistet,
daß der
durch Verlagern des Schiebers zunehmend gebogene Schlauch einen
entlang seiner Länge
stetigen, im wesentlichen konstanten Innendurchmesser beibehält und auch bei
tiefen Temperaturen nicht knickt.
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Zur
Erhöhung
der Drehsteifigkeit der Strahllanze können zwei parallele Düsenführungsarme (10)
fest mit dem Schieber (8) und über ein Schwenkgelenk (20)
mit dem Düsenkopf
(6) verbunden sein.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist anhand der Zeichnungen im folgenden mit weiteren Einzelheiten
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Strahllanze gemäß der Erfindung in
Grundstellung; und
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2 die
Strahllanze nach 1 in einer Stellung mit maximal
verschwenktem Düsenkopf.
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Die
gezeigte Strahllanze 1 umfaßt ein lanzenartiges Strahlrohr 2,
das mit seinem einen Ende mittels eines Adapters 3 an einem
Griff 30 angebracht ist. An dem Griff 30 ist ein
Anschluß 5 angeordnet, über den
das Strahlrohr 2 an eine nicht gezeigte Quelle für das Strahlmedium angeschlossen ist.
Das Strahlrohr 2 ist an seinem anderen Ende über eine
Halterung 13 in üblicher
Weise mit einem flexiblen Schlauch 4 verbunden.
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Der
Schlauch 4 ist an seinem freien Ende über einen Adapter 62 mit
Kupplungsmutter 63 mit einer Düse 61 zur Abgabe eines
Reinigungsstrahls eines Strahlmediums verbunden. Der Adapter, die Kupplungsmutter
und die Düse 61 bilden
einen Düsenkopf 6.
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Der
Schlauch 4 ist aus einem flexiblen PTFE-Material vom Typ „Bioflex" der Firma Tecnoplast
hergestellt. Der Schlauch 4 ist innen glatt, antistatisch
und mit einer Umflechtung aus Edelstahl umgeben. Alternativ kann
der aus PTFE-Material bestehende Schlauch 4 auch von einer
anderen Umflechtung umgeben sein (z.B. schlecht wärmeleitfähigem Polypropylen)
oder beim Verwenden niedrigen Betriebsdrucks auch ohne Umflechtung
eingesetzt werden. Das verwendete PTFE-Material bleibt auch bei niedrigen
Temperaturen bis herab zu mindestens –70°C biegsam, so daß bei Verwenden
von mit Trockeneis-Pellets aus gepreßtem CO2-Schnee als Strahlmedium
gewährleistet
bleibt, daß der
Schlauch sich flexibel an ein Verschwenken des Düsenkopfs anpaßt und nicht
bei den im Einsatz auftretenden tiefen Temperaturen starr oder sogar
brüchig
bzw. undicht wird. Alternativ kann z.B. auch ein Silikonschlauch
verwendet werden, der ebenso für
tiefe Temperaturen geeignet ist.
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An
dem schlauchseitigen Ende des Düsenkopfes 6 ist
an dem Adapter 62 ein Schwenkgelenk 20 lösbar befestigt.
Das Schwenkgelenk 20 hat eine Gabel 21 mit einem
Aufnahmeteil 22 für
einen nicht gezeigten Schlauchanschlußzapfen, der mit dem düsenseitigen
Schlauchende in üblicher
Weise durch Klemmung verbunden ist.
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In
der Gelenkgabel 21 ist das Ende eines abgewinkelten Düsenführungsarms 10 in
Gestalt einer Lasche 24 mittels eines Schwenkstifts 23 schwenkbar
aufgenommen. Alternativ können
auch zwei parallele Düsenführungsarme
zur Verbesserung der Verdrehsteifigkeit der Lanze verwendet werden,
deren jeweils eines Ende in Gestalt einer Lasche 24 mittels
eines Schwenkstifts 23 schwenkbar in der Gelenkgabel 21 aufgenommen
ist.
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Der
oder die beiden parallelen Düsenführungsarme 10,
haben jeweils einen geraden Abschnitt 11 und einen dazu
abgewinkelten Abschnitt 12 und sind über den abgewinkelten Abschnitt 12 mit der
Lasche 24 jeweils mittels eines Gewindestifts 25 lösbar verbunden.
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Jeder
der abgewinkelten Düsenführungsarme 10 ist
ferner mit seinem geraden Abschnitt 11 in der Halterung 13 parallel
versetzt zum Strahlrohr 2 gleitend geführt, wobei das über die
Führung
strahlrohrseitig hinaus stehende Ende des Abschnitts 11 starr
mit einem längs
des Strahlrohrs 2 beweglich geführten Schieber 8 verbunden
ist. Die starre Verbindung wird in der gezeigten Ausführungsform
durch jeweils zwei Muttern bewirkt, die an dem Ende des Abschnitts 11 an
entgegengesetzten Seiten des entsprechenden Wandabschnitts des Schiebers 8 eng anliegen.
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Der
Schieber 8 ist längs
des Strahlrohrs 2 gleitend beweglich geführt und
weist eine längliche Form
auf, die dazu geeignet ist, daß ein
Bediener den Schieber 8 mit einer Hand greifen und entlang
des Strahlrohrs 2 verlagern kann. Wird der Schieber 8 entlang
des Strahlrohrs 2 zwischen einer ersten, in 1 gezeigten
Position und einer zweiten, in 2 gezeigten
Position verlagert, so wird der gerade Abschnitt 11 des
Arms 10 durch die Führung
in der Halterung 13 zunehmend auf die Strahlrohrseite der
Halterung 13 gezogen. Hierbei übertragen die Düsenführungsarme 10 eine
in Richtung der Schieberverlagerung wirkende Kraft mittels seines
abgewinkelten Abschnitts 12 so über das Schwenkgelenk 20 auf
den Düsenkopf 6,
daß beim
Verlagern des Schiebers der Düsenkopf 6 unter
Biegen des Schlauchs geschwenkt wird. Die beschriebene Verlagerung
des Schiebers längs
des Strahlrohrs geschieht stufenlos und bleibt in der jeweils eingestellten
Position blockiert.
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Der
Schieber 8 ist längs
einer zusätzlichen, geraden
Führungstange 7 geführt, die
parallel zum Strahlrohr verläuft.
Die Führungstange 7 ist
an ihrem einen Ende mit der Halterung 13 verbunden. An
ihrem anderen Ende ist die Führungstange 7 mittels
einer zweiten, quellenseitigen Halterung 14 mit dem Strahlrohr 2 verbunden.
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Auf
das quellenseitige Ende der Führungstange 7 ist
ein PVC-Schlauch aufgeschoben, das einen Anschlag für den Schieber 8 bildet.
Der Hub des Schiebers 8 längs des Strahlrohrs ist somit
schlauchseitig durch die Halterung 13 und quellenseitig
durch den Anschlag 9 begrenzt. Der Gesamthub des Schiebers
längs des
Strahlrohrs entspricht im wesentlichen der Länge des geraden Abschnitts 11 des
Arms 10.
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Wird
der Schieber 8 zwischen der in 1 gezeigten
Grundstellung und einer an dem Anschlag 9 anliegenden Endstellung
verlagert, wird hierdurch die Orientierung des Düsenkopfs 6 um etwa
90° unter Biegen
des flexiblen Schlauchs verschwenkt.
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Der
abgewinkelte Abschnitt 12 schließt mit dem geraden Abschnitt 11 des
Düsenführungsarms 10 einen
Winkel von etwa 10° ein.
Hierdurch wird dem Schlauch 4 bereits in der in 1 gezeigten Grundstellung
der Strahllanze mit unverschwenktem Düsenkopf 6 eine Grundbiegung
eingeprägt.
Diese Grundbiegung verhindert ein Knicken des Schlauchs. Hierdurch
wird über
den gesamten Verschwenkungsbereich des Düsenkopfs 6 gewährleistet,
daß sich der
flexible Schlauch 4 durch Biegen mit einem im wesentlichen
konstanten Innendurchmesser entlang seiner Länge an ein Verschwenken des
Düsenkopfs 6 anpaßt.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Ausführung der
Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
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- 1
- Strahllanze
- 2
- Strahlrohr
- 3
- Adapter
- 4
- Schlauch
- 5
- Anschluß
- 6
- Düsenkopf
- 61
- Düse
- 62
- Adapter
- 63
- Kupplungsmutter
- 7
- Führungstange
- 8
- Schieber
- 9
- Anschlag
- 10
- abgewinkelter
Düsenführungsarm
- 11
- gerader
Abschnitt des Düsenführungsarms
- 12
- abgewinkelter
Abschnitt des Düsenführungsarms
- 13
- schlauchseitige
Halterung
- 14
- quellenseitige
Halterung
- 20
- Schwenkgelenk
- 21
- Gabel
- 22
- Aufnahmeteil
- 23
- Schwenkstift
- 24
- Lasche
- 25
- Gewindestift
- 30
- Griff