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Die Erfindung betrifft eine Bürstenwalze für eine Schleuderstrahlanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Eine solche Bürstenwalze wird insbesondere in einer Rollenbahn-Strahlanlage benötigt, in welcher Stahlbleche, Stahlprofile oder andere Werkstücke im Durchlaufbetrieb behandelt werden. Durch die Verwendung einer Schleuderstrahlanlage können glatte und auch profilierte Oberflächen automatisiert entgratet, entzundert oder entrostet werden. Das Strahlmittel bleibt nach der Behandlung auf dem über die Rollenbahn durch die Strahlkammer geführten Werkstück liegen und muss davon entfernt werden, bevor es die Kammer verlässt.
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Hierzu wird wenigstens eine Bürsteneinheit benötigt, die auf einer angetriebenen Bürstenwalze montiert ist. Die Bürsteneinheit ist hohen Belastungen ausgesetzt, da das Strahlmittel abrasiv wirkt und da ein fester Kontakt der Borsten mit der Oberfläche des Werkstücks erforderlich ist, um die gewünschte Reinigungswirkung zu erzielen. Dementsprechend verschleißen die Borsten der Bürsteneinheiten mit zunehmender Benutzungsdauer, so dass ein regelmäßiger Austausch der Bürsteneinheiten erforderlich ist. Beim Bürstenwechsel ist zu berücksichtigen, dass innerhalb der Strahlkammer sehr beengte Platzverhältnisse bestehen und dass eine weitere Öffnung der Strahlkammer z. B. durch Abnahme von Verkleidungsteilen und Ausbau sonstiger Einheiten aus Zeit- und Kostengründen nicht möglich ist. Der Monteur muss daher in die mit Strahlmittel verunreinigte Strahlkammer hineinkriechen, dort die Bürsteneinheiten von der Bürstenwalze entfernen und anschließend neue Bürsteneinheiten montieren. Um die Bürsteneinheiten abnehmen und montieren zu können, ohne jedoch die komplette Bürstenwalze ausbauen zu müssen, sind die Bürstenelemente in wenigstens zwei Hälften geteilt, die miteinander und/oder mit der Welle verschraubt sind. Unter den geschilderten beengten Arbeitsverhältnissen in staubiger Umgebung muss der Monteur die Verschraubungen lösen, die durch eingedrungenes Strahlmittel möglicherweise auch festsitzen. Zur Montage einer neuen Bürsteneinheit ist es dann erforderlich, die beiden Hälften unter Einschluss der Trägerwelle aneinander zu legen und die Verschraubungen wiederherzustellen. Angesichts der Länge und des Gewichts einer einzelnen Bürsteneinheit kann das Positionieren, Halten und Verschrauben nicht von einem einzelnen Monteur erledigt werden. Trotz der ohnehin beengten Platzverhältnisse ist daher meist eine zweite Person notwendig.
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Eine gattungsgemäße Bürstenwalze ist aus der
DE 10 2016 112 195 A1 bekannt. Hierbei ist die Bürstenwalze in zwei Bürsteneinheiten segmentiert, die vom Außenumfang her auf die Trägerwelle aufgesetzt werden können. Sie werden durch axiale Verschiebung der mit einem Keder versehenen Bürstenstreifenelemente in Aufnahmen auf der Trägerwelle gesichert, so dass entsprechend für jede Montage oder Demontage eine Vielzahl von Elementen axial verschoben werden muss. In einer zweiten Ausführungsform werden die Segmente mit axial aufzuschiebenden Stangen an der Trägerwelle gesichert. Für diese muss seitlich neben der Bürstenwalze ausreichend Platz vorhanden sein, so dass bei beengten Platzverhältnissen die Bürstenwalze möglicherweise zunächst aus der Anlage entfernt werden muss.
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Die
EP 1 164 890 B1 offenbart eine Bürstenwalze mit bogenförmigen Trägerringsegmenten, die zueinander verschraubt werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Montage und Demontage einer Bürstenwalze für eine Schleuderstrahlanlage noch mehr zu erleichtern und diese allein durch einen Zugriff auf die Bürstenwalze vom Außenumfang her, also ohne eine notwendige axiale Verschiebung von Elementen, zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bürstenwalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung basiert im Wesentlichen auf einem Trägerringsegment, das gezielt elastisch verformbar ist. Dadurch kann es durch Aufpressen von außen formschlüssig an der Trägerwelle festgelegt werden, wobei Vorsprünge an der Innenseite in entsprechende Ausnehmungen oder Nuten am Mantel der der Trägerwelle einfedern. Zur Demontage wird das Trägerringsegment wieder aufgebogen, so dass die Vorsprünge aus dem Eingriff mit den Ausnehmungen oder Nuten an der Trägerwelle ausrücken.
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Zur Herstellung eines ausreichend verformbaren Trägerringsegments ist es vorteilhaft, dieses aus Polyamid zu fertigen und in einem zentralen Bereich die radiale Ausdehnung um etwa 20% bis 30% zu reduzieren. Zugleich sollte die lichte Weite zwischen den nach innen weisenden Vorsprüngen etwa das 0,90-fache bis 0,95-fache des Durchmessers der Trägerwelle an derjenigen Stelle betragen, an der die Vorsprünge in die dort eingebrachte Ausnehmung oder Aufnahmenut eingreifen.
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Um das nach dem Aufdrücken bereits formschlüssig an der Trägerwelle festgelegte Trägerringsegment spielfrei festzulegen, kann wenigstens ein Spannelement vorgesehen sein, das zwischen dem Trägerringsegment und der Trägerwelle wirkt. Dabei kann es sich z. B. um eine radial durch das Trägerringsegment geführte Schraube handeln. Über das Spannelement werden die Vorsprünge des Trägerringsegments an die Kanten der Aufnahmenut angepresst.
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Zur weiteren axialen Sicherung kann wenigstens ein Abschlussring auf der Trägerwelle vorgesehen sein, der neben einer Bürsteneinheit, die jeweils zwei Trägerringsegmente und eine Vielzahl von diese verbindenden Bürsten- streifenelementen umfasst, befestigt wird.
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Die Bürsteneinheiten bilden quasi eine Halbschale, so dass sich zwei Bürsteneinheiten zu einem geschlossenen, zylindrischen Bürstenkörper ergänzen, welcher dann insgesamt wenigstens zwei Paare von Trägerringsegementen umfasst.
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Das Aufbiegen der Trägerringsegmente zur Demontage wird vorzugsweise über wenigstens je ein Abdrückelement in den beiden seitlichen Schenkeln des halbkreisförmigen Trägerringsegments und eine gleichzeitige Querschnittsschwächung in der Mitte ermöglicht.
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Alternativ können die Trägerringsegmente auch von einem axialen Ende der Trägerwelle her in die Aufnahmenuten eingeschoben bzw. daraus abzogen werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
- 1 eine Bürstenwalze in perspektivischer Ansicht;
- 2 ein Trägerringsegment in Ansicht von vorn;
- 3 eine Bürstenwalze bei der Montage in Ansicht von vorn;
- 4 ein vergrößertes Detail aus 3;
- 5 die montierte Bürstenwalze im Schnitt; und
- 6 eine Trägerwelle mit mehreren Bürstenwalzen nebeneinander.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung hergestellten Bürstenwalze 100 perspektivisch abgebildet. Diese setzt sich im Wesentlichen aus folgenden Teilen zusammen:
- - einer Trägerwelle 40 mit zwei axialen Aufnahmenuten 41;
- - einem Paar von Trägerringsegmenten 10 und
- - einer Vielzahl von Bürstenstreifenelementen 20
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Die Trägerwelle 40 besitzt in ihrem axialen Hauptbereich zwei Aufnahmenuten 41, die an diametral gegenüberliegenden Seiten des Außenumfangs eingebracht sind. Im Endbereich sind außerdem Absätze für Antrieb und Lagerung vorgesehen.
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Ein einzelnes, halbkreisförmiges Trägerringsegment 10 ist in 2 in Ansicht von vorn abgebildet. Dieses ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise Polyamid gebildet, um eine ausreichende Elastizität zu besitzen. Die Elastizität ist wichtig, um im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Formgebung, die formschlüssige Festlegung auf der Trägerwelle ebenso zu ermöglichen wie auch das spätere Abnehmen davon. Am Außenumfang besitzt das Trägerringsegment 10 eine Vielzahl hinterschnittener, schlüssellochförmiger Ausnehmungen, in welche die Bürstenstreifenelemente einsetzbar sind. Am Innenumfang ist endseitig, also auf einer 3-Uhr- bzw. einer 9-Uhr-Position, jeweils ein sich radial nach innen erstreckender Vorsprung 12 angeformt. In einem zentralen Bereich, auf einer 12-Uhr-Position, ist eine Ausnehmung 13 vorgesehen, um den Querschnitt an dieser Stelle bewusst zu schwächen und damit die elastische Verformbarkeit des Trägerringsegments 10 in diesem Bereich zu erhöhen.
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Außerdem sind drei radiale Durchgangsbohrungen 14, 15 vorgesehen, welche mit einem Innengewinde versehen sind. Dabei dient die Durchgangsbohrung 15 im Zentrum der Aufnahme einer Schraube, die das Spannelement bildet, mit dem das Trägerringsegment 10 spielfrei auf der Trägerwelle festgelegt und gesichert wird. Zwischen der Position der Spannschraube und einem der Vorsprünge 12, also ungefähr auf Position der Winkelhalbierenden, ist jeweils eine weitere Durchgangsbohrung 14 für ein Abdrückelement angeordnet.
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In 3 ist eine Bürstenwalze 100 von vorn dargestellt, bei welcher an der Unterseite der Trägerwelle 40 bereits ein Paar von axial beabstandeten Trägerringsegmenten 10 mit darin eingesetzten Bürstenstreifenelementen 20 befestigt sind. Eine zweite Einheit in Form eines weiteren Paars von axial beabstandeten Trägerringsegmenten 10 mit darin eingesetzten Bürstenstreifenelementen 20 wird von oben auf die Trägerwelle 40 aufgesetzt.
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Wie insbesondere die Vergrößerung des Zentrums in 4 zeigt, ist die lichte Weite zwischen den Vorsprüngen 12 kleiner als der horizontal gemessene Abstand zwischen den jeweiligen oberen Begrenzungskanten der Aufnahmenuten 41, der näherungsweise mit dem Wellendurchmesser an dieser Stelle gleichgesetzt werden kann. Das heißt, die Trägerringsegmente 10 können nicht einfach aufgelegt werden, sondern sie müssen durch elastische Verformung aufgespreizt werden, damit die Vorsprünge 12 bis auf Höhe der Aufnahmenuten 41 gelangen und dort einfedern können. Nach dem Einfedern sind die Trägerringsegmente 10 bereits formschlüssig an der Trägerwelle 40 festgelegt.
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Bei dem unteren Trägerringsegment 10 ist eine durch die Durchgangsbohrung 15 geführte Spannschraube 32 gegen den Außenmantel der Trägerwelle 40 verspannt, wodurch die Vorsprünge 12 an die jeweiligen unteren Begrenzungskanten der Aufnahmenuten 41 angedrückt werden. Damit ist das untere Trägerringsegment 10 spielfrei an der Trägerwelle 40 festgelegt. Abdrückschrauben 31 sind bereits in die Durchgangsbohrungen 14 im Trägerringsegment 10 eingesetzt, um eine spätere Demontage zu erleichtern, sind hier aber noch ohne Funktion.
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Nachdem auch bei dem oberen Trägerringsegment 10 die Spannschraube 32 gegen den Außenmantel der Trägerwelle 40 verspannt ist, ist die Bürstenwalze 100 fertig montiert. 5 zeigt die fertig montierte Bürstenwalze 100 im Schnitt.
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Um ein Trägerringsegment 10 auszutauschen, wird die Spannschraube 32 zunächst gelockert, um die Verformbarkeit des Trägerringsegments 10 zu erhöhen. Dann werden beidseits die Abdrückschrauben 31 gegen die Trägerwelle 40 verspannt, so dass die beiden äußeren Schenkel des Trägerringsegments 10 nach außen wandern, wodurch sich die Vorsprünge radial aus der Aufnahmenut 41 bewegen. Diese Verformung wird durch die gezielte Querschnittsschwächung an der Ausnehmung 13 in der Mitte erleichtert. Die Spannschraube 32 kann in dieser Phase zusätzlich zum Abdrücken benutzt werden. Möglich ist weiterhin, an der am Außenumfang in der Trennebene ausgebildeten Kerbe 16 ein Hebelwerkzeug anzusetzen, um das Trägerringsegment 10 abnehmen zu können.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf Teile der Bürstenwalze 100 mit zwei Bürsteneinheiten nebeneinander. Zur Verdeutlichung ist jeweils pro Bürsteneinheit nur ein aus zwei Trägerringsegmenten 10 gebildeter Trägerring mit nur je zwei Bürstenstreifenelementen 20 gezeigt.
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Die Bürstenstreifenelemente 20 besitzen innen jeweils eine kederförmige Verdickung oder sind mit einem separaten Kederelement 21 verbunden und sind darüber in den Ausnehmungen 11 radial festgelegt. Zur axialen Festlegung ist, soweit die Klemmwirkung zwischen Kederelement 21 und Ausnehmung 11 nicht ausreichend ist, beidseits der Bürstenstreifenelemente 20 jeweils ein Abschlussring 50 auf der Trägerwelle 40 befestigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser ebenfalls zweiteilig ausgebildet, um ihn an jeder axialen Position aufsetzen und abnehmen zu können. Um die Funktion als Sicherungselement für die Bürstenstreifenelemente 20 zu erfüllen, müssen sich die Abschlussringe 50 radial zumindest bis auf Höhe des Kederelements 21 erstrecken.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Bürstenwalze
- 10
- Trägerringsegment
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Vorsprung
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Durchgangsbohrung
- 15
- Durchgangsbohrung
- 16
- Kerbe
- 20
- Bürstenstreifenelement
- 21
- Kederelement
- 31
- Abdrückschraube
- 32
- Spannschraube
- 40
- Trägerwelle
- 41
- Aufnahmenut
- 50
- Abschlussring
