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Die Erfindung betrifft eine Strahlanlage zum Strahlen von Werkstücken mittels eines partikelförmigen Strahlmittels, mit einer Strahlkammer, mit einem Werkstückförderer, mittels welchem die Werkstücke durch die Strahlkammer transportierbar sind, und mit wenigstens einer über dem Werkstückförderer angeordneten, das Strahlmittel in Richtung zum Werkstück und zum Werkstückförderer abgebenden Strahlturbine, wobei der Werkstückförderer zum Erzeugen eines Ricochet-Effekts das Strahlmittel reflektierende Flächen aufweist.
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Aus
DE 83 19 085 U1 ist eine Strahlanlage mit einer Schwingfördereinrichtung mit einem für Strahlmittel und abgestrahlte Teilchen durchlässigen, die zu strahlenden Werkstücke fördernden Werkstückförderer in Form eines Auflagerosts bekannt. Der Auflagerost besteht mindestens aus einem Rostteil, welches mehrere nebeneinander angeordnete, in Förderrichtung verlaufende Rinnen aufweist, welche sich in gleicher Richtung gesehen verbreitern und in ihrer Tiefe verringern. Bevorzugt ist der Rinnenboden eben, in Förderrichtung ansteigend geneigt und sich verbreiternd ausgebildet. Die Rinne weist oben auf der ganzen Länge eine konstante Breite auf. Weiter bevorzugt sind dabei die Rinnen im Querschnitt trapezförmig und die dazwischen angeordneten Längsstege dreiecksförmig ausgebildet. Dadurch liegen die Werkstücke hohl auf und die Schleuderstrahlen können von Seitenwänden und Boden der Rinnen zurückprallen. Der Rinnenboden ist mit Öffnungen für den Durchlass des Strahlmittels und abgestrahlter Teilchen versehen.
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Mit der bekannten Strahlanlage kann zwar der Ricochet-Effekt genutzt werden, um Werkstücke auch an deren Unterseite zu strahlen, auch wenn nur oberhalb des Werkstückförderers eine oder mehrere Strahlturbinen angeordnet sind, jedoch ist als nachteilig anzusehen, dass der Werkstückförderer eine komplizierte Form aufweist und dadurch in seiner Fertigung aufwendig und relativ teuer ist. Dies fällt besonders ins Gewicht, weil der Werkstückförderer ein Verschleißteil ist, da er selbst auch von dem Strahlmittel getroffen und dadurch mit der Zeit abgenutzt wird und regelmäßig erneuert werden muss. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass der Werkstückförderer nur als Schwingförderer funktionsfähig ist, da nur durch eine Schwingbewegung des Auflagerosts eine zuverlässige Abfuhr des Strahlmittels und abgestrahlter Teilchen durch die Öffnungen im Rinnenboden gewährleistet werden kann. Ohne die Schwingbewegung käme es hier zu einem Anhäufen von Strahlmittel und abgestrahlten Teilchen auf dem Rinnenboden, was das gewünschte Abprallen der Strahlmittelpartikel vom Werkstückförderer zur Erzielung des Ricochet-Effekts behindern würde.
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Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Strahlanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet und bei welcher der Werkstückförderer einfacher aufgebaut ist und der gewünschte Ricochet-Effekt auch ohne eine Schwingbewegung des Werkstückförderers zuverlässig erzielt wird.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Strahlanlage der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Werkstückförderer eine durch Lamellen gebildete Tragfläche für die Werkstücke aufweist, wobei zwischen einander benachbarten Lamellen jeweils ein für das Strahlmittel und für abgestrahlte Schmutzteilchen durchlässiger Schlitz freigehalten ist.
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Mit den Lamellen wird einerseits eine große Abprallfläche für die Strahlpartikel zur Verfügung gestellt, was einen zuverlässigen und wirksamen Ricochet-Effekt sicherstellt. Andererseits wird durch die Schlitze zwischen den Lamellen ein zuverlässiges und schnelles Abfließen des Strahlmittels und der abgestrahlten Schmutzteilchen von der Tragfläche allein durch Schwerkraftwirkung gewährleistet. Der Werkstückförderer ist aufgrund seiner durch die Lamellen gebildeten Tragfläche konstruktiv einfach und dadurch kostengünstig herstellbar.
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Damit das Abfließen des Strahlmittels und der abgestrahlten Schmutzteilchen von der Tragfläche des Werkstückförderers besonders zuverlässig erfolgt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lamellen in einem festen Winkel oder winkelverstellbar schräg zur Horizontalrichtung um ihre Längsachse geneigt ausgerichtet sind.
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Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass ein Winkel der Neigung der Lamellen zur Horizontalen zwischen 5° und 20°, vorzugsweise 10° bis 15°, beträgt.
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Damit möglichst wenig Strahlmittel von der Strahlturbine kommend ungenutzt unmittelbar durch die Schlitze zwischen den Lamellen hindurchtritt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lamellen in Draufsicht auf die Tragfläche gesehen einander überlappen.
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Im Sinne einer möglichst einfachen und kostengünstigen Fertigung des Werkstückförderers sind die Lamellen bevorzugt durch flache Rechteckprofile aus Stahl gebildet. Alternativ können die Lamellen auch quer zu ihrer Längsrichtung gewölbt oder gebogen ausgeführt sein.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Strahlanlage ist vorgesehen, dass die Tragfläche mit den Lamellen als umlaufendes, durch die Strahlkammer verlaufendes Transportband ausgebildet ist. Aufgrund der durch die Lamellen gebildeten Tragfläche kann der Werkstückförderer problemlos gelenkig ausgebildet werden, sodass er dann wie ein endloses Förderband mit Obertrum und Untertrum über zwei Umlenktrommeln geführt werden kann.
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In einer dazu alternativen Ausgestaltung der Strahlanlage ist vorgesehen, dass die Tragfläche mit den Lamellen als Palette ausgebildet ist, die mittels einer Fördereinrichtung durch die Strahlkammer führbar ist. In dieser Ausgestaltung können vorteilhaft ein oder mehrere Werkstücke schon außerhalb der Strahlanlage auf der palettenartigen Tragfläche angeordnet werden, um dann durch die Strahlanlage gefördert zu werden, beispielsweise auf einer Rollen- oder Schienenbahn.
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Um in der Strahlanlage Werkstücke, auch solche mit komplexeren Oberflächenformen, effektiv strahlen zu können, sind zweckmäßig in der Strahlkammer mehrere Strahlturbinen mit unterschiedlicher, jeweils fixer oder verstellbarer Strahlrichtung angeordnet.
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Aus Gründen eines sauberen, umweltschonenden Betriebes ist für die Strahlanlage weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass unter dem Werkstückförderer eine Sammelwanne für durch den Werkstückförderer hindurchgefallene Strahlmittelpartikel und Schmutzteilchen angeordnet ist. Hiermit wird sichergestellt, dass kein Strahlmittel und keine abgestrahlten Schmutzpartikel unkontrolliert in die Umgebung gelangen.
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Ein weiterer Beitrag zu einem sauberen und zugleich wirtschaftlichen Betrieb der Strahlanlage wird dadurch geleistet, dass bevorzugt der Sammelwanne eine Strahlmittelaufbereitungseinrichtung nachgeschaltet ist, von der aus aufbereitetes, von Schmutzteilchen befreites Strahlmittel der wenigstens einen Strahlturbine wieder zuführbar ist.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 eine Strahlanlage in Ansicht schräg von oben,
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2 einen Abschnitt eines Werkstückförderers der Strahlanlage, mit Werkstücken während des Strahlens, in einer Seitenansicht,
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3 einen Ausschnitt einer Strahlkammer der Strahlanlage, mit einer Strahlturbine sowie einem Abschnitt des Werkstückförderers mit einem Werkstück, in einer ersten Förderposition relativ zueinander, teils in Seitenansicht, teils im Vertikalschnitt,
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4 den Ausschnitt gemäß 3, nun mit der Strahlturbine und dem Werkstück in einer zweiten Förderposition relativ zueinander,
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5 den Ausschnitt gemäß 3, nun mit der Strahlturbine und dem Werkstück in einer dritten Förderposition relativ zueinander, und
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6 den Ausschnitt gemäß 3, nun mit der Strahlturbine und dem Werkstück in einer vierten Förderposition relativ zueinander.
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In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.
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1 zeigt eine Strahlanlage 1 in Ansicht schräg von oben. Den tragenden Teil der Strahlanlage 1 bildet ein Rahmen 10, an welchem die weiteren Teile der Strahlanlage 1, hier eine Strahlkammer 2, ein Werkstückförderer 3, zwei Strahlturbinen 4 und eine Strahlmittelaufbereitungseinrichtung 5, angeordnet sind.
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Der Werkstückförderer 3 verläuft längs und im Wesentlichen in horizontaler Richtung durch die Strahlkammer 2 der Strahlanlage 1. An ihrem in 1 rechts liegenden Ende besitzt die Strahlkammer 2 einen Eingang 21 und an ihrem in 1 links liegenden Ende einen Ausgang 22. Mit dem Werkstückförderer 3 können zu strahlende Werkstücke, die hier nicht dargestellt sind, durch die Strahlkammer 2 gefördert und in der Strahlkammer 2 mittels der beiden Strahlturbinen 4 gestrahlt werden, beispielsweise um eine Werkstückoberfläche zu reinigen oder zu vergüten.
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Der Werkstückförderer 3 ist hier als umlaufendes Förderband ausgebildet und besteht aus einer endlosen Anordnung von quer zur Längsrichtung des Werkstückförderers 3 verlaufenden Lamellen 31, die im Obertrum des Werkstückförderers 3 eine Tragfläche 30 für die Werkstücke bilden. Die einzelnen Lamellen 31 sind jeweils um ihre Längsachse leicht gekippt und weisen somit eine geringe Neigung ihrer Oberfläche von hier etwa 10° zur Horizontalen auf. In Draufsicht auf das Obertrum des Werkstückförderers 3 ergibt sich durch eine gegenseitige gewisse Überlappung der Lamellen 31 eine von oben gesehen geschlossene Tragfläche 30, wobei aber zwischen je zwei einander benachbarten Lamellen 31 jeweils ein Schlitz 32 freigehalten ist. Mittels eines Antriebes, wie Elektro- oder Hydraulikmotor, kann der Werkstückförderer 3 in eine umlaufende Bewegung versetzt werden.
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Die Strahlturbinen 4 sind an der Strahlkammer 2 angeordnet und geben mit hoher Geschwindigkeit und Energie ein Strahlmittel, wie metallische oder mineralische Strahlmittelpartikel, innerhalb der Strahlkammer 2 in Richtung zum Werkstückförderer 3 und zu den darauf transportierten Werkstücken ab. Nach Abgabe seiner Bewegungsenergie rutscht das Strahlmittel unter Schwerkraftwirkung auf der schrägen Oberfläche der Lamellen 31 ab und fällt durch die Schlitze 32 in einen Bereich unter der Tragfläche 30 des Werkstückförderers 3.
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In dem Bereich unter dem Werkstückförderer 3 und unter der Strahlkammer 2 ist eine Sammelwanne 50 für die Strahlmittelpartikel und für von den Werkstücken abgestrahlte Teilchen, wie Schmutzteilchen, angeordnet.
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Der Sammelwanne 50 ist die Strahlmittelaufbereitungseinrichtung 5 nachgeordnet, die hier auf einer vom Rahmen 10 getragenen erhöhten Bühne 11 angeordnet ist. Das in der Sammelwanne 50 aufgefangene Gemisch aus Strahlmittelpartikeln und Schmutzteilchen wird in an sich bekannter Weise mittels eines Förderers nach oben zur Strahlmittelaufbereitungseinrichtung 5 transportiert, wo die Strahlmittelpartikel in an sich ebenfalls bekannte Art und Weise von den Schmutzteilchen getrennt werden. Die aufbereiteten Strahlmittelpartikel können dann wieder den Strahlturbinen 4 zugeführt werden, während die abgetrennten Schmutzteilchen gesondert entsorgt werden.
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2 zeigt einen Abschnitt eines Werkstückförderers 3 mit Werkstücken 6 während des Strahlens, in einer Seitenansicht. Durch den rechts in 2 eingezeichneten Pfeil ist die Bewegungsrichtung 34 des Werkstückförderers 3 angegeben. Die Tragfläche 30 des Werkstückförderers 3, auf der die Werkstücke 6 liegen, wird durch die schräg angeordneten, einander geringfügig überlappenden Lamellen 31 gebildet. Zwischen je zwei einander benachbarten Lamellen 31 ist jeweils ein Schlitz 32 freigehalten, durch den im Betrieb der Strahlanlage 1 Strahlmittelpartikel 43 zusammen mit von den Werkstücken 6 abgestrahlten Schmutzteilchen unter Schwerkraftwirkung hindurch fallen.
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Von zwei hier nicht dargestellten Strahlturbinen kommen mit unterschiedlicher Strahlrichtung zwei primäre Partikelstrahlen 41, die auf den Werkstückförderer 3 und die darauf transportierten Werkstücke 6 gerichtet sind und diese treffen, wodurch die gewünschte Oberflächenbehandlung der Werkstücke 6 durch Strahlen erfolgt. Die Lamellen 31 bilden dabei Prallflächen, von denen zumindest ein Teil der Strahlmittelpartikel der Partikelstrahlen 41 abprallt, also reflektiert wird. Diese reflektierten, sekundären Partikelstrahlen 42 treffen zumindest zum Teil ebenfalls die Werkstücke 6, nun aber mit deutlich anderer Strahlrichtung als die direkt von den Strahlturbinen kommenden primären Partikelstrahlen 41. Durch die Nutzung dieses sogenannten Ricochet-Effekts werden die Werkstücke 6 auch in solchen Oberflächenbereichen gestrahlt, die für die direkt von den Strahlturbinen kommenden Partikelstrahlen 41 nicht erreichbar sind.
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Vorteilhaft genügt somit eine Anordnung einer oder mehrerer Strahlturbinen nur oberhalb des Werkstückförderers 3, um die Werkstücke 6 allseitig zu strahlen.
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Durch die überlappende Anordnung der Lamellen 31 in der Tragfläche 30 geht dabei praktisch kein Strahlmittel ungenutzt durch die Tragfläche 30 hindurch. Vielmehr wird der Anteil des Strahlmittels, welcher nicht unmittelbar auf ein Werkstück 6 trifft, von den Lamellen 31 als sekundärer Partikelstrahl 42 mit anderer Strahlrichtung reflektiert und trifft dann zumindest zum Teil ebenfalls auf die Werkstücke 6. Erst wenn die Strahlmittelpartikel ihre Bewegungsenergie vollständig abgegeben haben, fallen sie auf die Lamellen 31.
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Die Strahlmittelpartikel 43, die ihre Bewegungsenergie vollständig abgegeben haben, rutschen unverzüglich über die schräge Oberfläche der Lamellen 31 und durch die Schlitze 32 unter Schwerkraftwirkung nach unten und haben somit keine längere Verweildauer auf der Tragfläche 30. Eine Störung der Strahlmittelreflexion auf der Oberfläche der Lamellen 31 wird so sicher verhindert. Auf diese Weise wird jedes Werkstück 6, wie die 2 anschaulich zeigt, unabhängig von seiner Ausrichtung und Lage auf der Tragfläche 30 des Werkstückförderers 3 allseitig wirksam gestrahlt.
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Die einzelnen Lamellen 31 des Werkstückförderers 3 sind hier als flache Profile, beispielsweise aus Stahl, dargestellt; alternativ können sie auch mit einer Wölbung oder Krümmung quer zu ihrer Längsrichtung ausgebildet sein, um das Abrutschen von Strahlmittelpartikeln von der Oberfläche der Lamellen 31 zu beschleunigen. Auch sind Lamellen 31 aus anderen Materialien, wie Gusseisen oder Gussstahl, oder auch aus nichtmetallischen Materialien, wie Kunststoff, einsetzbar, sofern der gewünschte Ricochet-Effekt und eine ausreichende Haltbarkeit der Lamellen 31 gewährleistet sind.
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Die Lamellen 31 sind an Lamellenträgern 33 angeordnet. Die Lamellenträger 33 können beispielsweise nach Art einer umlaufenden Kette unmittelbar oder über gesondert vorgesehene Kettenglieder miteinander endlos verbunden sein, wobei dann zweckmäßig jeweils ein Stirnendbereich jeder Lamellen 31 mit einem Lamellenträger 33 verbunden ist. Bei Bedarf, insbesondere bei breiteren Tragflächen 30 mit langen Lamellen 31 und/oder bei hohen Gewichten der zu strahlenden Werkstücke 6, können auch zwischen den stirnseitigen Endbereichen der Lamellen 31 weitere Lamellenträger 33 angeordnet sein. Die Verbindung zwischen den Lamellen 31 und den Lamellenträgern 33 kann dabei fest sein, so dass die Lamellen 31 eine fixe Schrägstellung aufweisen. Alternativ können die Lamellen 31 auch relativ zu den Lamellenträgern 33 verstellbar, insbesondere um ihre Längsachse verdrehbar, und in gewünschten Stellungen fixierbar sein. Schließlich ist es technisch auch möglich, die Lamellenträger 33 und/oder die Lamellen 31 während des Umlaufs des Werkstückförderers 3 regelmäßig oder unregelmäßig in ihrer Ausrichtung zu verändern, um unterschiedliche, während des Durchlaufs der Werkstücke 6 variierende Strahlrichtungen der reflektierten Partikelstrahlen 42 zu erreichen.
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Die 3 bis 6 zeigen jeweils einen Ausschnitt einer Strahlkammer 2 der Strahlanlage 1, mit einer Strahlturbine 4 sowie einem Abschnitt des Werkstückförderers 3 mit einem hier vereinfacht dargestellten Werkstück 6, in verschiedenen Förderpositionen relativ zueinander, jeweils teils in Seitenansicht, teils im Vertikalschnitt. Die Strahlturbine 4 ist hier jeweils fest innerhalb der Strahlkammer 2 angeordnet und gibt über einen Auslass 40 einen z.B. mittels eines Schleuderrades beschleunigten primären Partikelstrahl 41 von Strahlmittelpartikeln in Richtung zum Werkstückförderer 3 und dem darauf transportierten Werkstücke 6 ab. Unten in der 3 ist der Werkstückförderer 3 mit der aus den Lamellen 31 mit den dazwischen liegenden Schlitzen 32 gebildeten Tragfläche 30 sichtbar. Unter den Lamellen 31 sind die zugehörigen Lamellenträger 33 angedeutet.
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3 zeigt die Strahlturbine 4 und das Werkstück 6 in einer ersten Förderposition relativ zueinander. In dieser Position trifft der primäre Partikelstrahl 41 praktisch vollständig auf einen nach oben, das heißt zur Strahlturbine 4, weisenden ersten Oberflächenbereich 61 des Werkstücks 6, wodurch dieser gestrahlt wird. Wie oben schon erläutert, rutschen die Strahlmittelpartikel nach Abgabe ihrer Bewegungsenergie über die schräge Oberfläche der Lamellen 31 und durch die Schlitze 32 zwischen den Lamellen 31 nach unten und werden so technisch einfach schnellstmöglich von der Oberfläche der Lamellen 31 entfernt.
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4 zeigt den Ausschnitt gemäß 3, nun mit der Strahlturbine 4 und dem Werkstück 6 in einer zweiten Förderposition relativ zueinander, in der das Werkstück 6 mittels des Werkstückförderers 3 in Förderrichtung 34 um einen gewissen Weg weiter transportiert ist. Der primäre Partikelstrahl 41 trifft nun zu seinem überwiegenden Teil auf eine der Lamellen 31, ohne zuvor das Werkstück 6 getroffen zu haben. Der von der getroffenen Lamellen 31 reflektierte Partikelstrahl 42 trifft nun, zumindest zum Teil, einen nach unten, das heißt in Richtung zur Tragfläche 30, weisenden zweiten Oberflächenbereich 62 des Werkstücks 6. Somit wird das Werkstück 6 mittels des Ricochet-Effekts auch an seinen Oberflächenbereichen 62 gestrahlt, die von dem primären Partikelstrahl 41 nicht direkt erreichbar sind.
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5 zeigt den Ausschnitt gemäß 3, nun mit der Strahlturbine 4 und dem Werkstück 6 in einer dritten Förderposition relativ zueinander, in der das Werkstück 6 um eine weitere kleine Wegstrecke in Förderrichtung 34 weiter transportiert ist. In dieser Position trifft der primäre Partikelstrahl 41 in vollem Umfang auf eine der Lamellen 31 wird von dort als sekundärer Partikelstrahl 42 in das Innere des Werkstücks 6 reflektiert. Somit wird auch hier der in Richtung zur Tragfläche 30 des Werkstückförderers 3 weisende zweite Oberflächenbereich 62 des Werkstücks 6 wirksam gestrahlt.
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6 schließlich zeigt den Ausschnitt gemäß 3, nun mit der Strahlturbine 4 und dem Werkstück 6 in einer vierten Förderposition relativ zueinander. Das Werkstück 6 ist hier mittels des Werkstückförderers 3 nochmals in Förderrichtung 34 um eine gewisse Wegstrecke weiter transportiert. Der von der Strahlturbine 4 kommende primäre Partikelstrahl 41 trifft nun zum einen Teil auf eine erste Lamelle 31 und zum anderen Teil auf eine zweite Lamellen 31, wodurch sich wieder ein reflektierter Partikelstrahl 42 ergibt, der auch hier in das Innere des Werkstücks 6 gelangt und dort dessen nach unten weisenden, zweiten Oberflächenbereich 62 strahlt.
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In
6 wird weiterhin anschaulich sichtbar, dass der primäre Partikelstrahl
41 vollständig in den sekundären Partikelstrahl
42 reflektiert wird, auch wenn der primäre Partikelstrahl
41 auf zwei einander benachbarte Lamellen
31 trifft. Ein unerwünschter Verlust an Strahlmittel infolge eines unmittelbaren Durchtritts von Teilen des primären Partikelstrahls
41 durch einen der Schlitze
32 wird durch die Überlappung der Lamellen
31 vermieden. Bezugszeichenliste:
| Zeichen | Bezeichnung |
| 1 | Strahlanlage |
| 10 | Rahmen |
| 11 | Bühne |
| 2 | Strahlkammer |
| 21 | Eingang |
| 22 | Ausgang |
| 3 | Werkstückförderer |
| 30 | Tragfläche |
| 31 | Lamellen |
| 32 | Schlitze |
| 33 | Lamellenträger |
| 34 | Förderrichtung von 3 |
| 4 | Strahlturbine(n) |
| 40 | Auslass |
| 41 | Partikelstrahl direkt |
| 42 | Partikelstrahl reflektiert |
| 43 | Strahlmittelpartikel |
| 5 | Strahlmittelaufbereitungseinrichtung |
| 50 | Sammelwanne |
| 6 | Werkstücke |
| 61 | erster Oberflächenbereich von 6 |
| 62 | zweiter Oberflächenbereich von 6 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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