-
Die Erfindung betrifft ein Steinschlag-Simulationsgerät für die Prüfung der
Steinschlagfestigkeit von Lackschichten, insbesondere der Steinschlagfestigkeit
von Fahrzeuglackierungen.
-
Es ist ein Steinschlag-Simulationsgerät zur Prüfung der
Steinschlagfestigkeit von Fahrzeuglackierungen bekannt. Dieses weist
eine Luft-Ausblasvorrichtung, die mit einem Druckluftschlauch verbunden
ist, ein an diese angeschlossenes Ausblasrohr, in das ein Granulat,
vorzugsweise ein definiertes Stahlhartgußgranulat, aus kleinen scharfkantigen Teilchen, über eine
periphere Öffnung
eingelassen und im Ausblasrohr durch den aus der Luft-Ausblasvorichtung
strömenden
Druckluftstrom beschleunigt wird, und einen Granulatsammelbehälter auf,
in dem im Abstand von der Mündung
des Ausblasrohres ein Beschußfenster
ausgebildet ist. Mit diesem Beschußfenster wird das Steinschlag-Simulationsgerät auf die
zu prüfende
Lackoberfläche
aufgesetzt, vorzugsweise im Winkel von 90°, so daß die Granulatteilchen im Bereich
des Beschußfensters
senkrecht auf die Lackoberfläche
auftreffen, und eine vorbestimmte Menge Granulat mittels freigegebener Druckluft
eines definierten Arbeitsdruckes in einer vorbestimmten Zeiteinheit
auf diese geschossen. Die von der Lackoberfläche abprallenden Granulatteilchen
werden im Granulatsammelbehälter
in einem unterhalb des Beschußfensters
ausgebildeten trichterartigen Fuß aufgefangen und können aus
diesem durch eine Klappe entfernt werden. Danach wird auf die derartig
beaufschlagte Lackoberfläche
ein Abschnitt eines Klebebandes mit Hilfe einer Rakel fest und lückenlos
aufgeklebt und anschließend
ruckartig wieder abgerissen, wodurch abgeschlagenes und lose an
der Lackoberfläche
haftendes Beschichtungsmaterial entfernt wird. Danach wird die beschossene
Lackoberfläche
nach bestehenden Vorschriften einer Sichtprüfung unterzogen und bewertet.
Das Steinschlag-Simulationsgerät
weist zur Erleichterung des Einlassens des Granulates in das Ausblasrohr
an der peripheren Öffnung
einen Einfülltrichter
auf, in den dieses von einer Bedienperson eingelassen wird. Dabei
ist jedoch ein auf eine vorbestimmte Zeiteinheit bezogenes gleichmäßiges Einlassen
des Granulates nicht sichergestellt, da der Einfüllvorgang in starkem Maße von der
Bedienperson abhängt,
und es gelangen unterschiedliche Mengen von Granulat in den einen
konstanten Arbeitsddruck aufweisenden Luftstrom. Die Folge davon
ist, daß von
diesem erfaßte
und beschleunigte Teilchen mit unterschiedlicher Energie auf die
zu prüfende Lackoberfläche treffen
und somit zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. Gelangt weniger Granulat
in das Ausblasrohr, nimmt das einzelne Teilchen mehr Energie auf
und wird somit stärker
beschleunigt als ein Teilchen aus einer größeren Menge von Granulat.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein
Steinschlag-Simulationsgerät
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß subjektive
Einflüsse
beim Einlassen des Granulates in das Ausblasrohr ausgeschlossen
sind.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Steinschlag-Simulationsgerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den nach folgenden Unteransprüchen aufgeführt.
-
Die Erfindung besteht darin, daß bei einem gattungsgemäßen Steinschlag-Simulationsgerät, das ein
an eine Luft-Ausblasvorrichtung angeschlossenes Ausblasrohr mit
einer peripheren Öffnung
für einzubringendes
Granulat aufweist, an diese Öffnung eine
Dosiervorrichtung für
das Granulat angeschlossen ist, die mit einer vorbestimmten Menge
des Granulates befüllbar
ist und die dieses in einer vorbestimmten Zeiteinheit kontinuierlich
in das Ausblasrohr abgibt. In diesem werden die Teilchen vom Luftstrom
erfaßt
und beschleunigt, wobei die Anzahl der nach und nach beschleunigten
Teilchen weitestgehend konstant ist und die einzelnen Teilchen auch
in gleichem Maße
beschleunigt werden und mit der gleichen Energie auf eine zu prüfende Lackoberfläche treffen.
Dieser durch die Dosiervorrichtung optimierte Teilchenstrom ist
unabhängig
von einer Bedienperson und liefert bei gleichen Versuchsparametern
vergleichbare Ergebnisse.
-
Dabei kann die Dosiervorrichtung
ein Magazin mit einer Vielzahl von Kammern sein, die jeweils mit
einer mit der Öffnung
korrespondierenden Granulataustrittsöffnung versehen sind und mit
dieser nacheinander mit konstanter Geschwindigkeit an der Öffnung vorbeibewegt
werden, wobei die Geschwindigkeit von der Anzahl der Kammern und
der Zeiteinheit abhängt,
in der das in die Dosiervorrichtung eingegebene Granulat vorbestimmt
aus dieser ausgelassen sein muß.
Die Kammern sind jeweils mit annähernd
dem gleichen Bruchteil der Gesamtmenge des eingegebenen Granulats
gefüllt
und werden nacheinander gelehrt, wobei die Granulataustrittsöffnungen benachbarter
Kammern bezüglich
der Öffnung
so angeordnet sind, daß sich
deren Entleerungsvorgänge überschneiden,
wenn die Granulataustrittsöffnung der
vorausbewegten Kammer die Öffnung
mit einem Teil ihres Querschnitts passiert hat. Dadurch werden Schwankungen
bei der Beschickung des Ausblasrohres minimiert.
-
In einer bevorzugten Ausfürung ist
das Magazin ein elektromotorisch angetriebenes Trommelmagazin, in
dem die Kammern konzentrisch angeordnet sind. Ein derartiges Magazin
ist durch einen steuerbaren Elektromotor in seiner Drehgeschwindigkeit
auf einfache Weise einstellbar. Es ist auch raumsparend. In seiner
konstruktiven Ausführung kann
es mit den Kammern über
einer drehfest zum Ausblasrohr angeordneten Dosierplatte mit einer
mit der Öffnung
korrespondierenden Durchlaßöffnung für das Granulat
drehbar angeordnet sein. Bei einer Drehung des Trommelmagazins werden
die Kammern mit ihrer Granulataustrittsöffnung nacheinander an der
Durchlaßöffnung vorbeibewegt,
wobei jede Kammer vollständig
geleert wird.
-
Auf einfache Weise werden die Kammern durch
Röhrchen
gebildet, die mit ihrer Längsachse senkrecht
zur Dosierplatte ausgerichtet sind. Die dosierplattenseitige Öffnung des
jeweiligen Röhrchens ist
dabei die Granulataustrittsöffnung
und die der Dosierplatte abgewandte Öffnung dessen Befüllöffnung. Zur
Bildung des Magazins sind die Röhrchen
an einer der Dosierplatte zugewandten Grundplatte, die zugleich
als Riemenscheibe ausgebildet ist, und einer im Abstand von dieser
angeordneten Deckplatte gehaltert.
-
Damit es bei der Entleerung der Röhrchen in das
Ausblasrohr keine Störungen,
insbesondere durch Verkantungen und/ oder Verklemmungen, gibt, sind
die Röhrchen
innenseitig jeweils als ein sich nach der Dosierplatte zu aufweitender
Konus ausgebildet. Sie liegen auch mit ihrer Stirnfläche auf
der Dosierplatte auf und werden auf dieser im wesentlichen drucklos
reibend bewegt, da auch in diesem Bereich eine Spaltbildung mit
der Gefahr von Verkantungen und/ oder Verklemmungen verbunden ist.
Daher ist es zweckmäßig, daß die Kammern
und die Dosierplatte aus einer nichtfressenden Materialpaarung bestehen.
Insbesondere sind die Kammern aus einer Aluminium-Legierung und die
Dosierplatte aus einer Stahllegierung gebildet. Dabei kann die Dosierplatte zusätzlich noch
polliert sein.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
-
1:
eine Seitenansicht eines Steinschlag-Simulationsgerätes, 2: eine Vorderansicht desselben,
-
3:
eine Explsionsdarstellung der Dosiervorrichtung,
-
4a:
eine Deckplatte für
ein Magazin in einem Axialschnitt,
-
4b:
diese in der Draufsicht,
-
5a:
die Grundplatte für
das Magazin in einem Axialschnitt,
-
5b:
diese in der Draufsicht,
-
6a:
ein Dosierröhrchen
des Magazins in einem Axialschnitt im Maßstab 2:1 und
-
6b:
dieses in der Draufsicht.
-
Das in den 1 und 2 gezeigte
Steinschlag-Simulationsgerät
weist eine Luft-Ausblasvorrichtung 1,
ein an diese angeschlossenes Ausblasrohr 2 mit einer peripheren Öffnung 3 zum
Einlassen von Granulat und einen Granulatsammelbehälter 4 auf.
An diesem ist im Abstand von der Mündung des Ausblasrohres 2 ein
Beschußfenster 5 ausgebildet. Seitlich
von diesem sind Luftaustrittsöffnungen 6 angeordnet.
Unterhalb des Ausblasrohres 2 und des Beschußfensters 5 ist
der Granulatsammelbehälter 4 zu
einem trichterförmigen
Fuß 7 geformt,
der am unteren Ende mit einer betätigbaren Klappe 8 verschlossen
ist. Im Bereich zwischen der Luft-Ausblasvorrichtung 1 und
dem Granulatsammelbehälter 4 ist eine
Dosiervorrichtung 9 für
das in das Ausblasrohr 2 einzulassende Granulat angebracht,
die über
ein Einlaßrohr 10 mit
dem Ausblasrohr 2 verbunden ist. In dem seitlich angeordneten
Gehäuseteil 11 derselben (9)
ist ein elektromotorischer Antrieb für die Dosiervorrichtung 9 untergebracht.
-
Die Dosiervorrichtung 9 ist
in 3 dargestellt. Kernstück derselben
ist ein Trommelmagazin 12, das aus einer kreisrunden Grundplatte 12.1,
die zugleich als Riemenscheibe ausgebildet ist und mit einer Umfangsnut 13 für den Eingriff
eines Antriebsriemens 14 versehen ist, einer Deckplatte 15 und
an diesen (12.1, 15) konzentrisch zur Drehachse A im gleichmäßigen Abstand
voneinander angeordneten Dosieröhrchen 16 aus
einer Al-Legierung (AlZnMgCu 1,5) gebildet ist, wobei diese (16)
mit ihrer Längsachse
senkrecht zu den Platten 12.1 und 15 stehen. Das Trommelmagazin 12 ist
an und über
einer drehfest zum Ausblasrohr 2 angeordneten Dosierplatte 17 aus
verschleißfestem
Edelstahl mit polierter Oberfläche
auf der den Röhrchen
zugewandten Seite, die eine über
das Einlaßrohr 10 mit
der Öffnung 3 verbundene
Durchlaßöffnung 18 für das Granulat
aufweist, drehbar angeordnet. Der Abstand der Durchlaßöffnung 18 von
der Drehachse A entspricht dem Abstand der Dosierröhrchen 16 von
dieser (A), so daß die
Dosierröhrchen 16 mit
ihrer Granulataustrittsöffnung 19 bei
einer Drehung des Trommelmagazins 12 die Durchlaßöffnung 18 exakt überstreichen.
-
Die Dosierplatte 17 ist
mit einem Flansch 20 versehen, mit dem diese im Gehäuseteil 11 befestigt ist.
Der Flansch 20 weist eine Bohrung 21 für den Durchtritt
der Abtriebswelle 22 eines an einem Elektromotor 23 angeordneten
Getriebes 24 auf. Mit der Abtriebswelle 22 ist
eine Riemenscheibe 25 drehfest verbunden. Energiequelle
für den
Elektromotor 23 ist ein Akkumulatorensatz 26,
der zusammen mit einer Steuereinrichtung für den Elektromotor 23 in
einem zweiteiligen Gehäuse 27 untergebracht
ist, das zugleich auch das Ausblasrohr 2 umgibt. Des weiteren sind
ein Deckel 28 aus Plexiglas, ein das Trommelmagazin 12 und
die Dosierplatte 17 peripher umgebender Gehäuseteil 29,
einen Lagerkörper 30 für die Grundplatte 12.1 sowie
verschiedene Befestigungs- und Verbindungselemente, die nicht weiter
bezeichnet sind, zu erkennen.
-
Die 5a und 5b zeigen die Ausbildung
der Grundplatte 12.1. In der Schnittdarstellung V-V sind die
Umfangsnut 13 und eine Lagerschale 31 für den Lagerkörper 30 zu
erkennen. Die Draufsicht nach 5b zeigt
die konzentrische Anordnung von Aufnahmebohrungen 32 für die in
den 6a und 6b dargestellten Dosierröhrchen 16.
Deutlich zu erkennen ist eine konische Ausbildung der Innenwandung, wobei
der Durchmesser der Granulateinfüllöffnung 33 9
mm und der Durchmesser der Granulataustrittsöffnung 19 11 mm beträgt. Auf
der Seite der Granulataustrittsöffnung 19 ist
ein umlaufender Bund 34 angeformt, der eine Auflageschulter 35 für die Grundplatte 12.1 ausbildet.
-
In den 4a und 4b ist die Deckplatte 15 dargestellt.
In der Draufsicht in 4b ist
die konzentrische Anordnung von Aufnahmebohrungen 36 zu erkennen,
die mit den Aufnahmebohrungen 32 in der Grundplatte 12.1 korrespondieren.
In der Schnittdarstellung (4a)
ist zu sehen, daß diese
mit einem Absatz versehen sind, der jeweils eine Schulter 37 zur
Anlage an dem jeweiligen Dosierröhrchen 16 ausbildet.
Die Deckplatte 15 weist in ihrer Mitte eine konische Aufbauchung 38 mit
einer abgerundeten Spitze auf, die als Verteilerhilfe beim Einfüllen des Granulates
in die einzelnen Dosierröhrchen 16 dient. Zusätzlich ist
eine Bohrung 39 angeordnet, die der Aufnahme eines Halterungsstiftes
für den
Deckel 28 dient.
-
Eine Steinschlag-Simulation mit dem
vorbeschriebenen Gerät
wird nun so durchgeführt,
daß dessen
Luft-Ausblasvorrichtung 1 mit einer Druckluftquelle, also
einem Druckluftleitungssystem oder einem Kompressor, verbunden und
für die
Abgabe eines Luftstromes mit einem vorbestimmten Arbeitsdruck, verbunden
mit einer bestimmten Luftströmungsgeschwindigkeit
im Ausblasrohr 2, mittels eines am Gerät angeordneten Druckreglers
eingestellt (kalibriert) wird (beipielsweise 75 ± 2 g als druckäquivalente
Gewichtskraft). Dazu dient in bekannter Weise eine in einem Kalibrierständer eingehängte Waage,
auf die das Gerät
in Vertikalstellung gerichtet und die mit dem Luftstrom beaufschlagt
wird. Nach der Kalibrierung wird das Granulat in Form von schartkantigem
Stahlschrot (2,4 bis 3,15 mm) einer vorbestimmten
Masse, beispielsweise 100 + 5 g, in die Dosiervorrichtung 9 eingefüllt und
dabei mit Hilfe der konischen Aufbauchung 38 und durch
Schütteln
gleichmäßig in die
Dosierröhrchen 16 verteilt.
Die Dosiervorrichtung 9 wird durch den Deckel 28 verschlossen. Anschließend wird
das Gerät
mit dem Beschußfenster 5 in
einem vorbestimmten Winkel, normalerweise im Winkel von 90°, auf die
zu prüfende
Lackoberfläche
angedrückt
und der Druckluftstrom durch Anschalten aktiviert. Die Druckluft
entweicht nach dem Durchströmen
des Granulatsammelbehälters 4 im Bereich
des Beschußfensters 5 durch
die Luftaustrittsöffnungen 6 aus
diesem. Nach der Aktivierung des Druckluftstromes wird die Dosiervorrichtung 9 durch eine
Schalterbetätigung
aktiviert, wodurch das Trommelmagazin 12 in Drehung versetzt
wird. Das in den Dosierröhrchen 16 befindliche
Granulat gelangt nun kontinuierlich durch die Durchlaßöffnung 18 in
der Dosierplatte 17 in das Einlaßrohr 10 und durch
dieses in das Ausblasrohr 2, dabei wegen der eng benachbarten
Dosierröhrchen 16 auch
gleichmäßig, da ja
in Abhängigkeit
von der Stellung der jeweiligen Granulataustrittsöffnung 19 Granulat
aus zwei Dosierröhrchen
in die Durchlaßöffnung einfällt. Im
Ausblasrohr 2 werden die Granulatteilchen vom Luftstrom
erfaßt
und durch das Beschußfenster 5 auf
die Lackoberfläche
geschleudert. Das auf diese auftreffende Granulat gibt seine Energie
an diese ab und fällt
in den Fuß 7 ab.
Die Trommelmagazin 12 dreht sich solange, bis sämtliche
Dosierröhrchen 16 einmal an
der Durchlaßöffnung 18 vorbeigestrichen
sind und sämtliches
Granulat verschossen ist. Die Reinigung und Auswertung der beschossenen
Lackoberfläche erfolgt
in bekannter Weise.
-
- 1
- Luft-Ausblasvorrichtung
- 2
- Ausblasrohr
- 3
- Öffnung
- 4
- Granulatsammelbehälter
- 5
- Beschußfenster
- 6
- Luftaustrittsöffnung
- 7
- Fuß
- 8
- Klappe
- 9
- Dosiervorrichtung
- 10
- Einlaßrohr
- 11
- Gehäuseteil
- 12
- Trommelmagazin
- 12.1
- Grundplatte
- 13
- Umfangsnut
- 14
- Antriebsriemen
- 15
- Deckplatte
- 16
- Dosierröhrchen
- 17
- Dosierplatte
- 18
- Durchlaßöffnung
- 19
- Granulataustrittsöffnung
- 20
- Flansch
- 21
- Bohrung
- 22
- Abtriebswelle
- 23
- Elektromotor
- 24
- Getriebe
- 25
- Riemenscheibe
- 26
- Akkumulatorensatz
- 27
- Gehäuse
- 28
- Deckel
- 29
- Gehäuseteil
- 30
- Lagerkörper
- 31
- Lagerschale
- 32
- Aufnahmebohrung
- 33
- Granulateinfüllöffnung
- 34
- Bund
- 35
- Auflageschulter
- 36
- Aufnahmebohrung
- 37
- Schulter
- 38
- Konische
Aufbauchung
- 39
- Bohrung
- A
- Drehachse