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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Muldenband-Strahlanlage sowie
ein Verfahren zum Betreiben einer Muldenband-Strahlanlage zum Strahlen von
Werkstücken
für alle
bekannten Strahlprozesse, insbesondere zum Reinigen, Mattieren,
Entgraten, Entzundern, Entlacken, Aufrauhen, Oberflächenfinishen
und Verfestigen muldenbandgeeigneter Werkstücke.
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Die
vorhandenen Strahlanlagen eignen sich sowohl zum Bearbeiten unempfindlicher,
kleinster Massenteile als auch großer und massiver Werkstücke. In
aller Regel sind sie mit einem Endlosband (sog. Muldenband) ausgestattet,
dass um mindestens zwei Umlenkrollen geführt ist und eine Mulde bildet,
die sich quer zu einer durch die Umlenkrollen definierten Bandförderrichtung
erstreckt, wobei für
mindestens eine der Umlenkrollen ein Antrieb vorgesehen ist. In
der Mulde, die werkstückspezifisch
mit einem kleineren oder größeren Muldenradius
ausgeführt
wird, werden die Werkstücke
gegen die Schwerkraft gedreht und gewendet. Das Drehen und Wenden
wird hierbei teilweise durch sog. aufvulkanisierte, halbrunde oder
keilförmige
Mitnehmer unterstützt. Aufgabe
dieser Mitnehmer ist es, die Werkstücke möglichst gleichmäßig zu drehen
und zu wenden. Zudem wird hier die Geschwindigkeit, mit der das
Muldenband fördert,
auf die Werkstücke
abgestimmt.
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Nachteilig
ist den bekannten Muldenband-Strahlanlagen, dass sie sich nicht
gleichermaßen
für alle
Arten von Werkstücken
eignen. So sind z.B. empfindliche Werkstücke, die ein berührungsloses
Strahlen auf Grund der Beschädigungsgefahr untereinander
fordern, mit einem enormen manuellen oder technisch sehr aufwendigen
Prozess und mit Spezialanlagen zu bearbeiten.
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Weitere
Nachteile der bereits bekannten Anlagen betreffen die Bearbeitungsqualität, da durch Aufnahmen,
Gehängen
oder durch einen Drahtgurt beispielsweise Schmutz- oder Rostrückstände durch Strahlschatten
entstehen können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung
zum Strahlen zu schaffen, mit der auf kostengünstige Weise vielfältige Strahlaufgaben
mit einer hohen Bearbeitungsqualität einerseits und einer beschädigungsfreien
Bearbeitung auch empfindlicher kleinster als auch größerer massiver
Werkstücke
andererseits gelöst
werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird gemäß dem vorliegenden
Anspruch 1 die Verwendung einer oder mehrerer in mindestens zwei
Kammern unterteilten Mulde vorgeschlagen. Bei der Unterteilung werden erfindungsgemäß mitlaufende,
gegen Verschleiß geschützte oder
verschleißbeständige Trennelemente (sog.
Fächerteiler)
eingesetzt, wobei die durch die Trennelemente gebildeten Kammern
der Mulde jeweils gleiche oder auch unterschiedliche lichte Weiten
aufweisen können.
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Weiterhin
sieht die erfindungsgemäße Muldenband-Strahlanlage
vor, dass die Werkstücke
den einzelnen Kammern der Mulde über
bewährte
Zuführbänder jeweils
getrennt zugeführt
werden, so dass in dem Muldenradius (Hüllkreis) immer berührungslos
Einzelteile getrennt voneinander gedreht und gewendet werden. Die
Trennelemente ermöglichen
so ein berührungsloses,
beschädigungsfreies Strahlen möglichen
so ein berührungsloses,
beschädigungsfreies
Strahlen der einzelnen, nebeneinander laufenden Werkstücke.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage sind
vielseitig:
So ist eine Berührung
und Beschädigung
der Werkstücke
untereinander durch die Bearbeitung in jeweils einzelnen Kammern
der Mulde gänzlich
ausgeschlossen. Empfindliche Werkstücke müssen nicht aufgesteckt, nicht
gedreht oder über
teure Handlings-Systeme gewendet werden.
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Teure
Werkstückgehänge, unterschiedliche Aufnahmen
und Spannvorrichtungen können
gänzlich
entfallen. Durch die absolut freie Bewegung der einzelnen Werkstücke in der
Strahlkammer können ferner
Strahlschatten ausgeschlossen werden.
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Darüber hinaus
können
alle erdenklichen Werkstücke,
die allseits reinigungsgestrahlt, verfestigungsgestrahlt oder entrostet,
entzundert und auch entgratet werden müssen, bearbeitet werden; vorausgesetzt,
die lichte Weite der einzelnen Kammern wurde richtig gewählt. Das
Teilegewicht kann hier 30 kg und mehr betragen. Ein mühevoll händisches
Aufstecken, wie bei der Hängebahn-Strahlanlage,
ist nicht notwendig.
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Eine
weitere Beschreibung der Erfindung und deren Vorteile erfolgt nachstehend
anhand von Ausführungsbeispielen,
die in Zeichnungsfiguren dargestellt sind.
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf einen Ausschnitt der Muldenband-Strahlanlage, teilweise aufgebrochen.
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2 eine
erste Ausbildung des erfindungsgemäßen Trennelements (1)
bzw. Fächerteilers
aus der Seitenperspektive.
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3 einen
Ausschnitt der Muldenband-Strahlanlage mit Strahldüsen (12)
aus der Seitenperspektive, teilweise aufgebrochen.
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3a eine
Frontansicht der Muldenband-Strahlanlage mit Strahldüsen (12),
teilweise aufgebrochen.
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4 eine
Draufsicht auf einen Ausschnitt der Muldenband-Strahlanlage mit Schleuderrädern (14),
die in dieser Ausführungsform
waagerecht am Kabinendach (7) angeordnet sind.
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4a einen
Ausschnitt der Muldenband-Strahlanlage gemäß 4 aus der
Seitenperspektive, teilweise aufgebrochen.
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5 die
erfindungsgemäße Muldenband-Strahlanlage
mit Schleuderrädern
(14), jedoch vertikal am Kabinendach (7) angeordnet,
sowie mit Zuführbändern (11)
aus der Seitenperspektive, teilweise aufgebrochen.
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5a die
Muldenband-Strahlanlage gemäß 5 – ohne Zuführbänder – aus der
Frontansicht, teilweise aufgebrochen.
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6 die
Muldenband-Strahlanlage mit Zuführbändern (11)
aus der Seitenperspektive, teilweise aufgebrochen.
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6a die
Muldenband-Strahlanlage gemäß 6 aus
der perspektivischen Frontansicht.
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7 eine
Ausbildung des Muldenbands (3) der erfindungsgemäßen Muldenband-Strahlanlage.
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Wie
aus 1 ersichtlich, bestimmen in bevorzugter Ausführungsform
die mitlaufenden Trennelemente (1) den jeweiligen Muldenradius
bzw. Hüllkreis.
Diese können
vorzugsweise gefedert von oben das Muldenband (3) nach
unten drücken.
Der Muldenradius bzw. der Durchmesser der Trennelemente (1)
sollte dabei mindestens die Größe des Diagonalmaßes der
zu strahlenden Werkstücke
aufweisen. Dabei umschlingt das Muldenband (3) um etwas mehr
als die Hälfte
den Umfang der Trennelemente (1).
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Bei
Ausführung
mit feststehendem Trennelement (1) bestimmen am Rand der
Mulde befindliche Umlenkscheiben, die vom Muldenband (3)
umschlungen werden, den Muldenradius bzw. Hüllkreis.
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Mitlaufende
Trennelemente (1) drehen vorzugsweis mit der gleichen Geschwindigkeit
wie das Muldenband (3) und werden über das Muldenband (3)
angetrieben bzw. gedreht. Hierbei wird mit einer gewissen Federvorspannung
das Trennelement (1) staubdicht gelagert und über eine
im Kabinendach (7) angeschraubte Aufnahme (8)
auf das Muldenband (3) gedrückt; siehe 1.
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Die
Ausführung
des Trennelements (1) ist werkstückabhängig, mitlaufend oder feststehend.
Bei einer Bearbeitung (z.B. dem Strahlen von Felgen) kann ein feststehendes
Trennelement (1) nur dafür Sorge tragen, dass die über das
Muldenband (3) angetriebene und drehende Felge nicht umfallen
kann.
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Die
Trennelemente (1) können
eine oder auch mehrere Trennscheiben (2) aufweisen, die – wie aus 2 ersichtlich – in bevorzugter
Ausführungsform
aus einem verschleißfesten
Stahldrahtgewebe (9) (z.B. aus Manganstahl) bestehen, und
darüber
hinaus mit einem umlaufenden Keilprofil (10) ausgestattet
sein. In einer weiteren Ausführungsform können die
Trennelemente (1) auch andere Trennschichten, z.B. aus
Blech oder Folie aufweisen. Das umlaufende Keilprofil (10)
am Trennelement (1) stellt sicher, dass Werkstücke, die
gegen ein Trennele ment (1) bzw. eine Trennscheibe (2)
laufen, umgelenkt werden und immer zurück zur Mitte der Kammer (5)
geführt
werden.
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In
einer Ausführungsform
kann der Strahlprozess über
bewährte
Strahldüsen
(Druckstrahl- oder Injektorstrahldüsen) (12) von oben
erfolgen; siehe 3 und 3a. Dabei
werden die Strahldüsen (12)
in bewährten
Düsenhaltevorrichtungen
(13) gespannt und ggfs. auch noch bewegt, bzw. oszillierend verfahren
und geschwenkt.
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Wie
die 4 und 4a zeigen, kann der Strahlprozess
darüber
hinaus mit bewährten
Schleuderrädern
(14) von oben am Kabinendach (6) aufgesetzt erfolgen.
Die schnelle und großflächige Bearbeitung
von vielen Werkstücken
in kurzer Zeit bei geringem Energieaufwand ist der bedeutendste
Vorteile dieses Schleuderrad-Prinzips. Hier sitzen die Schleuderräder (14)
normalerweise waagerecht auf dem Kabinendach (7). Die Anordnung
der Schleuderräder (14)
ist so ausgeführt,
dass mit einem Schleuderrad (14) eine oder mehrere Kammern
(5) im ca. 90 Grad-Winkel zur Muldenbandbewegung bestrahlt werden.
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Bei
den waagerecht sitzenden Schleuderrädern (14) kann ein
Kanalisieren des Strahlenmittelkegels in den Muldenbandradius über seitlich
stehende verschleißfeste
Stahlplatten oder dergleichen für eine
bessere Zentrierung und Kanalisierung (auch höhere Strahlleistung) sorgen.
Die Kanalisierung soll das vagabuntierende Strahlmittel zentrieren
(kanalisieren). Das Gesamtstrahlbild (sog. Hot-Spot) wird hier klarer
abgegrenzt, was für
einen geringeren Verschleiß an
den Kabinenwänden
und für
eine höhere Effizienz
der Strahlenleistung sorgt.
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Wie 5 zeigt,
können
im Gegensatz zu bewährten
Muldenband-Strahlanlagen
die Schleuderräder
(14) weiterhin auch vertikal am Kabinendach (7)
angeordnet sein und linear zur Laufrichtung des Muldenbandes (3)
strahlen. Jede einzelne Kammer (5) wird durch ein Schleuderrad
(14) versorgt, das genau mit seinem Hot-Spot in den Muldenradius gerichtet
ist. Bei dieser Ausführung
können
die Schleu derräder
(14) einzeln direkt angetrieben sein oder auch indirekt über einen
zentralen Motor angetrieben werden.
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Die
Schleuderräder
können
anwendungsbezogen weiterhin nicht nur vertikal oder horizontal auf dem
Kabinendach (7) angeordnet sein, sondern auch seitlich – ähnlich eines
Satteldaches – schräg von oben
für eine
ausreichende Ausstrahlung, beispielsweise bei Felgenbearbeitung,
sorgen. Bei dieser Ausführung
werden die Schleuderräder
ca. 45 Grad von oben auf die Seitenflächen links/rechts von der sich
drehenden Felge gerichtet.
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Um
die Werkstücke
immer möglichst
begrenzt im Muldenradius zu halten, so dass diese sich nur dort
frei bewegen können
und gedreht werden, können
verschleißfeste
Begrenzer (sog. Stop-Shots) teilespezifisch eingesetzt werden. Diese
Begrenzer verhindern, dass die Werkstücke zu weit nach oben vom Muldenband
(3) und gegebenenfalls den Mitnehmern (17) getragen
werden oder zu weit beim Abrollen nach vorne laufen. Hierbei handelt
es sich um ein einfaches Verschleißteil, das lediglich eingehängt und
seitlich von oben kommend über
einen Bügel
gehalten werden kann.
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Die
Beschickung der Anlage erfolgt in bevorzugter Ausführungsform über bewährte Zuführbänder (11)
(siehe 5 und 6) die die Werkstücke über eine Übergaberutsche
(15) jeweils einzeln in die Kammern (5) der Mulde
(2) eingeben. Die Muldenband-Strahlanlage wird hierbei über eine
bei Strahlanlagen bewährte
Kulissenhubtüre
geöffnet.
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Verfahrensmäßig werden
die in den einzelnen Spuren der Zuführbänder (11) laufenden
Werkstücke
vorzugsweise taktweise der Strahlanlage zugeführt (pro Spur bei jedem Takt
ein Werkstück).
Die Kulissenhubtüre
schließt
nach Eingabe der Rohteile. Der Strahlprozess beginnt.
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Nach
Beendigung der Strahlzeit wird die Strahlenmittelzufuhr vorzugsweise
durch Flachschieber (Muschelschieber) unterbrochen, die Kulissenhubtüre wird
geöffnet,
das Muldenband (3) läuft
gegen die Laufrichtung und gibt die Werkstücke nach außen auf eine darunter liegende Übergaberutsche (16)
und auf ein getaktetes, in Folge stehendes Förderband (18) ab.
Die obere Übergaberutsche
(15) klappt nach unten, das Rohteil Beschickungsband führt ein
neues Werkstück
zu. Dabei fördert
das Muldenband (3) in Laufrichtung (nach innen), die Übergaberutsche
(15) klappt zurück,
die Türe
schließt,
der Strahlprozess beginnt erneut, usw. Während des gesamten Prozesses
können
die Schleuderräder
weiterlaufen.
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Bei
Einsatz eines aggressiven Strahlmittels, das einen höheren Verschleiß am Muldenband
(3) verursachen würde,
kann über
ein profiliertes Muldenband (3), in dem der Strahlenmittelablauf über Bohrungen
erhöht
liegt, erreicht werden, dass sich ein Strahlenmittelbett bildet.
Dieses Strahlenmittelbett, das den Muldenradius gänzlich abdeckt,
sorgt für
ein Abbremsen des Strahlenmittels und wiederum zu einem minimierten
Verschleiß am
Muldenband (3). Bei dieser Ausführung wird vor Strahlbeginn
verfahrensgemäß eine vorgegebene
Strahlenmittelmenge über
einen Muschelschieber von oben separat der Mulde (4) zugeteilt,
damit vor Beginn des Strahlprozesses bereits ein Strahlenmittelbett
die Mulde (4) schützt.
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Für einen
verbesserten Werkstücktransport und
für eine
gleichmäßige Werkstückbewegung
bzw. -drehung sind – wie
in 7 dargestellte – seitlich versetzte, halbrund
oder keilförmig
ausgeführte
auf dem Muldenband (3) aufgesetzte (aufvulkanisierte) Mitnehmer
(17) angeordnet.
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Die
sich aus den dargestellten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Muldenband-Strahlanlage
ergebenden Vorteile gegenüber
den bestehenden Systemen werden im Folgenden dargestellt:
Durch
seine besondere Bauart bietet die Anlage eine Verkettungsmöglichkeit
mit Vor- und Nachprozessen; hier können Werkstücke voll automatisch über einfache
Puffer-Speicherbänder
getaktet der Strahlanlage zugeführt
werden. Dies kann ein- oder mehrspurig erfolgen. Eine hohe Prozesssicherheit
und schonende Übergabe
ist durch niedrige Fallstufen und kurze Übergaberutschen(-wippen) (15; 16) – wie in 5 dargestellt – gewährleistet.
Die Abgabe von Fertigteilen erfolgt dabei auf dem gleichen Weg lediglich
auf dem darunter liegenden Puffer- und Speicherband. Des weiteren
bietet die Strahlanlage im Beschickungsbereich keinerlei Gefahrenquellen,
die beispielsweise bei Dreh- und Schwenkbewegungen durch Handlingsgeräte immer
in Kauf zu nehmen sind.
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Die
gleichmäßige Ausstrahlung
von geometrisch anspruchsvolleren Werkstücken ist immer gewährleistet,
da diese durch einen Strahlwinkel gedreht werden. Die Bewegung kann über ein
dafür ausgelegtes
Muldenband unterstützt
werden.
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Die
Kapazität
bei einer beispielsweise 2 m breiten Anlage und einer werkstückabmessuflg
von 100 × 100
mm erlaubt zehn Werkstücke
parallel nebeneinander berührungslos
zu strahlen. Die Strahlzeit beträgt
beispielsweise 15 Sekunden. Hinzu kommt die Be- und Entladung mit
jeweils 6 Sekunden. Die Gesamtzeit liegt somit bei 27 Sekunden. Dies
entspricht wiederum 2 Chargen pro Minute = 20 Teile in der Minute.
Im Drei-Schicht-Betrieb entspricht dies einer Teilemenge pro Tag
von 28.800 Stück. Selbst
bei Verdoppelung der Strahl- und Nebenzeiten sind es immer noch
beachtliche 14.400 Werkstücke pro
Tag.
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Durch
die einfache Beschickung mittels Speicher- und Pufferbänder ist
die erfindungsgemäße Muldenband-Strahlanlage
zu keiner Zeit an eine Arbeitskraft gebunden. Es können Teile
in großen Mengen
gepuffert werden, die Anlage arbeitet die Ware selbständig ab,
oder es werden die Vor- und Nachprozesse gleich miteinander verkettet.
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Durch
die schnelle und simple Teileeingabe sind extrem kurze Nebenzeiten
die Folge und wirken sich bei Maschinenwirtschaftlichkeitsberechnungen positiv
auf die Betriebskosten aus.
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Die
Strahlanlage baut klein und kompakt und bietet dem Anwender jede
erdenkliche Verkettungsmöglichkeit
mit anderen Prozessen.
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Dadurch,
dass die Strahlanlage keine einlauf- und auslaufseitigen Öffnungen
mit Vorhängen aufweist,
ist diese hermetisch während
des Strahlprozesses nach außen
hin abgeschirmt. Ein Austritt von Strahlmittel und Staub ist somit
auf ein Minimum reduziert.
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Durch
einen möglichen
Nachlauf in der Mulde ohne Strahlmittelbeschuss wird das Werkstück allseitlich
vom Strahlmittel befreit, da die Mulde (4) es in alle Richtungen
dreht und wendet. Zusätzlich
können hier
noch Ablassdüsen
ggfs. notwendige Zusatzaufgaben übernehmen.
Auch die Verschleppung von Strahlmittel über Fertigteile ist somit auf
ein Minimum reduziert.
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Eine
Umrüstung
der Mulde (4) in große
und kleine Kammern (5) ist jederzeit möglich, so dass auf die Anforderung
von unterschiedlichen Werkstückgrößen jederzeit
Einfluss genommen werden kann.
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- 1
- Trennelement
bzw. Fächerteiler
- 2
- Trennscheiben
- 3
- Muldenband
bzw. Endlosband
- 4
- Mulde
- 5
- Kammer
- 6
- Umlenkrollen
- 7
- Kabinendach
- 8
- Aufnahme
im Kabinendach
- 9
- Stahldrahtgewebe
- 10
- Keilprofil
- 11
- Zuführbänder
- 12
- Strahldüsen
- 13
- Düsenhaltevorrichtungen
- 14
- Schleuderrädern
- 15
- obere Übergaberutsche
- 16
- untere Übergaberutsche
- 17
- Mitnehmer
- 18
- Förderband