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Verfahren und Apparatur zur Oberflächenumwandlung mittels Korn®uspension.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Apparatur zum Schleifschneiden,
Putzen oder sonstiger Oberflächenumwandlung von Körpern. Erfindungsgemäss werden
die Schleif- oder Oberflächenumwandlungsteilchen, wie.z.D.
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Schleif- oder Hammerkorn, durch hydraulische Mittel,mit der erforderlichen
Energie versorgt. Die Erfindung umfasst insbesondere die selbsttätige Regenerierung
gereinigter, oberflächenumwandelnder Teilchen in der gleichen Vorrichtung, in der
die Oberflächen abgeschliffen, behämmert oder sonstwia bearbeitet werden.
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Es-besteht ein ernstes Problem bei dieser Veränderung der Materialoberfläche,
um beispielsweise Grat, Angüese und andere Vorsprünge an Metallguss *der plastischen
Erzeugnissen zu beseitigen, Walzzunder von hitzebehandelten Metalletüoken zu entfernen,
vorgegebene Metallflächen durch Abschleifen
oder sonstige Mittel zu erzeugen
und die Oberfläche von Metallkörpern durch Massnahmen zu verändern, die z.8. durch
Abschleifen unerwünschten Oberflächenmateriale oder durch Änderung der Molekülanordnung
in der Oberflächensohioht die Oberfläche umwandeln. Ptir diese letztgenannte Art
der Oberfl4ehenbehandlung ist das Schrotbehämmerungsverfahren kennzeichnend.
All
e bisher genannten Massnahmen verlangen entweder eine tatsächliche Entfernung von
Materialteilchen selbst oder eine. solche energiereiche Oberflächenbehandlung, dann
deren kristalline und/oder sonstige Eigenschaften geändert werden. Alle Verfahren
stellen die gleiche Forderung, dann feste Teichen, gleichgültig, ob sie schleifeäld_oder
hämmernd wirken sollen, mit hochgradiger Energie versorgt werden
müssen, damit
sie selbst bei ziemlich harten und festen Materialien, wie z.B. Metallen, eine.
Oberflächenumwandlung hervorrufen können. Die pberflächenbehandliang wird nachstehend
allgemein als "Umwandlung" bezeichnet.
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Die erste und schon seit vielen Jahrzehnten angewandte Verfahrenstype
wird durch Sandstrahlbehandlung verkörpert. Anfangs wurde die hohe kinetische Energie
den Feetteil®hen mittels Druckluft zugeführt. Dieses Verfahren wird immer noch angewandt,
bietet aber bei Anwendung in umgrenztem Raum und bei der Met alleäuberung ernste
Betriebsgefahrene Staub- und Feuergefahr können zwar durch Verwendung eines Flüssigkeitsstromes
anstelle eines Luftstromes beseitigt werden; jedoch lassen Versuche zur betriebsmässiger
Verwendung dieser Verfahrensart noch viel zu wünschen übrig: Die Wiedergewinnung
der Schleifkörner bietet Probleme, und ausserdem treten beim Transport der Körner
z.B. durch Leitungen Verstopfungen -vergleichsweise enger Durchläse* und Verschleißschäden
an der Verrichtung auf: Ein ganz anderes Problem tritt bei .der Säuberung von Plasohen
und anderen Artikeln auf, deren Oberfläche nicht
angesahni tten
oder sonotwie umgewandelt werden soll. In diesen fällen werden mässig langsame
Wasserstrahlen. in oder
unmittelbar unter Pührungerohre gerichtet, die mit
dem Boden eines Wasser urd die weichen Scheuerkörner enthaltenden Trichters oder
Tanke in Verbindung stehen. Bei Flaschenwaschmaschinen wird beispielsweise durch
ein langes, in die Flasche hineinreichendes Rohr ein Bleischrot oder Gummikugeln
mitführender Flüosigkeitestrom eingeführt. Ein ähnliches Verfahren wurde sogar zur
Autowäsche benutzt, wobei kleine Stückchen Schwamm. oder ähnliches, weiches,
leicht verformbaren Material als Scheuermaterial dienten. Alle diese Verfahren benötigen
verhältnismässig grosse Wassermengen und bewirken keine Oberflächenumwandlung. Diese
beiden Probleme standen also getrennt nebeneinander und waren keineswegs analog.
Immer, wenn schnellbewegte Oberflächenumwandlungskörner in Betracht kamen, wurde
mittels Pistolenverfahren verblasen.
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Erfindungegemäse können schnellströmende flüesigkeitestrahlen dazu
gebracht werden, eine flüssige Masse suspendierter, oberflächenumwandelnder Körner
mitzureissen und zu beschleunigen. Diese Körner können beispielsweise in
einer Trägerflüssigkeit am Hoden eines kegelstumpfförmigen Trichters abgesetzt
und die so konzentrierten Pestteilohen durch die Bjektorwirkung eines schnellströmenden
Strahl® in einen Blasetrom eingesaugt werden, wobei der Strahl in ein Führungsrohr
geleitet wird, das den Schnellstrom bis zu
einem Niveau oberhalb
den Flüssigkeitsspiegels im
Trichter
| umgib. Dadurch können die oberflächenumwandelnden Körner |
| in einem flitasigketagtrom mit hoher _ Geschwindigkeit aus |
| dem Leitungsrohr ausgestossen werden. Die angewandten |
| Geschwindigkeiten können den jeweiligen Bedingur4gen und |
| Erforderniseen Entsprechend verschieden hoch sein, sind |
| aber im allgemeinen derart, dass die mitgerissenen, ubeT- |
| flä.ehenumwandelnden Körnchen eine für das gewünschte |
| Abschleit- oder Bahämmerungsverfahren auereichende, |
| kinetische Energie erlangen. |
| Besondere vorteilhaft sind hohe Geschwindigkeiten |
| beim flüssigen Sandblasen oder Schrotbehämmern. Wenn die |
| oberflächenumwandelnden Teilchen lediglich in einer schnell- |
| strömenden Flüssigkeit mitgerissen werden, könnte die über- |
| schüssige ß.ünsigkeit die Kornhöchstleistung-beeinträchtigen. |
| Durch die Verwendung von höchstschnellen E jektorstrahlen |
| kann den Körnern jedoch höhere Energie ohne übermäaeiges |
| hlüssigkeitsvolumen erteilt werten. In der` vorliegenden |
| Beschreibung und den Ansprüchen wird diese hohe Energie |
| als für eine zufriedenstellende Oberflächenumwandlung hoch |
| genüg bezeichnet. - _ |
| Im Palle-von Oberflächenmaterialbeseitigung, zb8. von |
| ' Grate-Angüteen oder sonstiger, unerwünschter Vorsprünge,
oder |
| heim Bntzundern oder Entgraten worden -tatsächlich beträ®ht- |
| liehe Materialanteile von der behandelten Oberfläche entfernt. |
| Im Falle der Bährotbehämmerung andererseits wird die Ober- |
| fläche durch Veränderung ihrer Oberflä;chenmikrostruktur |
| umgewandelt, obwohl: die Umwandlung derart gleichmä:esß sein. |
kann, date sie für das blosse Auge nicht erkennbar Set. Bei gewissen
Behämmerungsverfahren wird allerdings auch tatsächlich Material entfernt, indem
z.B. spröder Walzzunder oder kleine Unebenheiten der bearbeiteten-Oberfläche abgeklopft
werden. Somit kann also die Erfindung eine zwei-.fache Funktion, nämlich
Entzundern und Behämmern, erfüllen. Mit anderen Worten kann in ein und demselben
Arbeitsvorgang Zunder entfernt und die verbleibende oberflächenmikroetruktur geändert
werden. In beiden Fällen wird die Oberfläche in vorstehend angegebenem Sinne umgewandelt.
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Nun hat sich nicht nur als praktisch erwiesen,
die
Sohnellachleif-
oder sonstigen Oberflächenumwandlungseffekte in einer Vorrichtung beschriebener
Art zu entwickeln,
die
Erfindung kann vielmehr auch dazu benutzt werden, die
erfindungsgemässe Vorrichtung eine doppelte Funktion ausführen zu lassen. Der Trichter
oder Tank bietet nicht nur einen Behälter fair die Suspension der oberflächenumwandelnden
Körner, sondern sammelt auch das vom behandelten Gegenstand zurückströmende Material
und kann ausserdem noch als kontinuierlicher, hydraulischer Separator dienen, mit
dem das überschüssige Wasser, das mit dem Schnellstromstrahl zwecks Energiezufuhr
zu den oberflächenumwandelnden Körnern singebz acht wird, zum Waschen und hydraulischen
Klassieren der wiedergewonnenen Körner verwendet und dann in beruhigtem Zustand
unter Mitnahme des leichter suspendierten "Sdhmutz" abgezogen wird, während sich
die oberflUchenumwandelnden Körner im Trichter absetzen. Das ausgegebene Material
| verdräizg-t beim Wiedereintritt in den Triehter überschüssige |
| fllüssigkeit, die vorzugsweise über den gesamten
frichterrand |
| hinweg abilieset. |
| Zwecks Herabsetzung der Abflu®egeechwindigkeit kaue |
| z.8. durch Verwendung eines grösseren Trichtere die
Länge |
| der Überfliesskante vergrössert werden. Der =Trthter verhält |
| sich also, mit anderen Worten, wie ein Freiabsetz-Telohen-. |
| klassiertr in einem hydraulischen System. |
| Von den Abgabeflüssigkeiten können verschiedene Sorten |
| von Festteilchen mitgenommen werden. So sind z.D. die von |
| der bearbeiteten Oberfläche entfernten Teilchen (Walazunder, |
| Argüsse und Grat .yersonieaer Art) manehmal beträchtlich |
| grösser oder manchmal beträchtlich kleiner als dis Blas- |
| kärner. Dar Rückstrom kann auch den Gußotüoken noch |
| anhaftenden Formsand, Hobel- oder ®ilepäne von maschinell |
| bearbeiteten Teilen sowie normalen Sehmutz und dl
u®w. mit- |
| führen, und selbst die oberflächenumwandelnden Körner. |
| können zu feinen Teilchen verbraucht oder zerschlagen
®sirr. |
| Diese Feinetteilohen weisen meist eine-so kleine niedrige |
| Absetzgeschwindigkeit auf, dass sie in den Trichterberlauf |
| hineingewaachen werden. |
| Diese wirkungsvolle Säuberung mittels hydraulischer |
| Klassierung-iat ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfin- |
| dung. Die sauberen Körner können nach dem Absetzen für |
| weitere Oberfläohenumwandlungearbet wiederbenutzt
Werden ` |
| und liefern dennoch sauber bearbeitete Geg®nständei
. |
Ein
besonders gewöhnliches Anwendungsgebiet für die Erfindung
besteht im Entzundern. Der bei hitzebehandelten Gegenständen auftretende Zunder
aus z.B. Eisenoxyden und -carbonaten etc. ist oft recht spröde und löst sich seiner
physikalischen Struktur zufolge in ziemlich grossen Flocken. Jedoch
selbst
diese Schwierigkeit wird von der Erfindung wirkungsvoll gelöst, denn die Zunderflocken
besitzen trotz
ihrer möglichen Grösse eine solche Form und ein solches spezifisches
Gewicht, dass sie eine verhältnismässig
geringe
Abeetzgeschwindigkeit erhalten
und deshalb auch mit
dem
Überlauf entfernt werden können.
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Die Trennung des unerwünschten Materials von den zurückgeförderten,
aberfläehenumwandelnden Körnern ist umso überraschender, als beim erfindungsgemässen
Verfahren der Durchsatz sehr hoch ist und vergleichsweise grosse Mengen Oberflächenumwandelnder
Körner die Vorrichtung in kurzer Zeit durchlaufen. Trotzdem ist die vorliegende
Erfindung bezüglich
der Wiederverwendung der oberflächenumwandelnden
Körner und ihrer Reinigung öueserst wirksam. Infolge ihrer Wiederverwendung
werden die Körner ausserdem während ihrer Beschleunigung und Mitnahme
durch die Flüssigkeit vom Bjektorstrahl heftig gewaschen und dadurch von allem anhaftenden
Schmutz befreit.
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Die Art der erfindungggemäae verwendeten, oberflächenumwandelnden
Körner hängt im wesentlichen von dem erwünschten Ergebnis ab. Pans ein Abschleifen
der Oberfläche gewünscht wird, können die üblichen Schleifkörner aus z.B.
Hartsand,
kluminiumoxydgries-, Siliziumkarbid, Eisenschrot, schmiedbarem
Schru*c, Stahlschrot, Hartlegierungsschro.t oder dergl., und -für leichter schleifbare
Oberflächen Eisenoxydkörner verwendet werden. Die Wiederverwendung nach hydraulischer
Klassierung gestattet auseerdem die wirkungsvolle Verwendung eines Teiles des von
der Oberfläche entfernten Materials selbst.
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_. Für das Behämmern können die .erfindungsgemäss verwendeten Körner
aus hartem, zähen Schrot, z.B. aus Eisen- oder Stahllegierungen in Form kleiner
Kugeln-oder aus rundkörnigem Grobsand, wie z.B. Seesand, oder auch aus abgenutztem
Sand, z.B. Kiesel- oder Zirkonsand, bestehen, der für dge Absanden nicht mehr scharf
genug ist. Diese Kornsorten dürfen nicht y mit WPichbleigchrot verwechselt werden,
das schon manchmal beim Flaschenwaschen, wo jede mögliche Oberflächenveränderung
durch Abrieb, Abschaben oder sonstige Umwandlung vermieden werden muss, verwendet
worden ist, Die.Strahlorm kann verschieden sein. Bei kleinen Gegenständen oder solchen
mit unregelmässiger Oberfläche bieten runde Strahlen viele Vorteile. Für andere
Zwecke, wie z.B. Entzundern, Behämmern oder sonstige Oberflächenbearbeitungen grösserer
Gegenstände, -flacher Metallbleche usw.,- besitzt der Strahl. vorzugsweise die Form
eines ausgedehnten Bandes, das längs der Schmaldimension des Bleches oder sonstigen,
zu beblasenden und dann darüber hinwegbewegbaren Gegenstandes ausgerichtet ist.
Im Fall eines Breitbandstrahles ist-die Düsenöffnung selbstverständlich eng und
mehr oder weniger rechteckig geformt. Eine ähnliche Wirkung kann aber auch mit einer
Reihe dicht benachbarter Ejektoretrahlen erzielt werden.
Bit
runden Strahlen kann eine höhere Gleiohmäasigkeit dadurch erzielt
werden, dass ein Führungsrohr mit engerem,
unteren Ende, wo
der Sohnellstromstrahl die wiederverwendeten Körner einzieht,
und vergrössertem Querschnitt an einer
höheren Stelle verwendet
wird, um die Flüesigkeiteaäule von ihrer Reibung an der Rohrwand
5 usw. zu befreien. In
anderen fällen können auch Führungsrohre
gleichförmigen Querschnitts mit Vorteil benutzt werden. Yerstä,ndlionerweise
ist die Erfindung nicht auf Führungsrohre veränderliähen Querschnitts beschränkt,
jedoch ist in besonderer
Sicht die Verwendung solcher, sich
erweiternder Querschnitte als ein besonderes Merkmal der Erfindung
zu betrachten.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die hohe Wirksamkeit
von Verfahren und Apparatur"gemäus Erfindung ohne besondere Wartungsprobleme
erzielt wird. Der einzige Apparatteil, der
den schnellströmenden
Festteilchen ausgesetzt ist, ist das füührungsrohr, und dieses ist
vorteilhafterweise so gross, dass diese Abachleifwirkung
gering bleibt. Dieses Rohr kann -aus hoohabriebefesten Materialien, wie
z.B. sehr harten Eisenlegierungen oder Hartgummi bestehen und
leicht susweahselbar gemacht werden. Hierdurch werden die Kosten
und Probleme der Wartung beträchtlich herabgesetzt und die
Ausnutzung
der übrigen Vorteile der Erfindung ohne erhebliche
wirtschaftliche Nachteile
ermöglicht.
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Als Treibflüssigkeit dient für gewöhnlich Wasser;
die
Erfindung arbeitet aber auch mit anderen Plü$agkeiten
geeig-
neter Schwere und Viskosität, um die Körner anzutreiben
und danach zu tragen.
Der au® klarem Wasser
oder sonstiger, nicht aahleifend wirkender Flüssigkeit bestehende
Strahl wird zusammen mit stark beschleunijem Schleifmaterial umgrenzt, um den so
geschaffenen Naasblanatrahl ,legen die gewünschten Teile der
zu bearbeitenden
Oberfläche zu richten.
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Natürlich unterliegen die Begrenzungswände einem -Abrieb;
da
sie aber bei der praktischen Erfindungsdurchführung nur aus kurzen Rohren oder wirkungsgleichen,
billigen Einrichtungen zu bestehen brauchen, ist es ziemlich bedeutungslos,
da®®
sie sich eventuell abnutzen, weil sie erfindungsgemäss selbst verhältni®mäasig
billig Land billig austauschbar gestaltet sind. Ausserdem kann der Vorachleias dieser
Teile dadurch stark gemindert und vi®lfach sogar fast ganz vermieden -werden, dass
die Rohre mit einer glatten, geschlossenen Oberfläche aus hochabriebfestem Material,
wie z.B. Meehanite (Römpp, Spalte 2771), oder mit einem Futter aus abriebfestem.
Gummi oder ähnlichem Elastomer versehen werden.: Ein solches Elastomerfutter kann
so gestaltet sein, dsas es in das
kurze Bohr mit übergreifenden Endflanschen
einschnappt, 'so dass die-Auswechselung praktisch eine Sache von Minuten ist. Selbst
bei auftretendem Verschleiss an diesem Teil ist die entstehende Querschnittaveränderung
nicht kritisch, so dann er bis zum vollkommenen Verschleiss gebraucht
werden
kann.
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Die Erfindung sei nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
im einzelnen beschrieben. Es zeigena
11g.1 einen lotrechten
Schnitt durch den Trichterteil einer einfachen, einen runden
Strahl erzeugenden Apparatur, fig.2 ein Schaubild durch eine einen Bandstrom
oder -strahl erzeugende Apparatur mitteilweise fortgebroohenen
Teilen,
Fig.3 eine Teilaufsicht auf den Bodenteil des Trichters
gemä.es
Pig.2 mit einer andere geformten Düse und Fig.4 einen lotrechten Schnitt
durch eine abgewandelte
Apparatur gemäss Fig.l. In Fig.l
ist der kombinierte Trichter und hydraulische
Reiniger mit 1 bezeichnet.
Der Trichter besitzt die Form
einen stumpfen Kegele. In seinem Boden
ist ein durch eine
Stellschraube 3 einstellbar gehaltenes Düsenrohr
2 eingebaut,
das über ein Rohr 4 mit dem unter Hochdruck atehenden-Reinwasservorrat
in Verbindung steht. Oberhalb des Düsenrohrs 2
ist ein
führungerohr 5 vorgesehen, das nicht ganz bis zum Triohterboden,
aber über den eingezeichneten Plüssigkeitsspiegel im Trichter hinaus reicht.
Im unteren Triohterabschnitt befindet sich der grösste Teil der
Suspension abgesetzter, oberflächenumwandelnder Körner.
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Etwas
weiter oben zeigt das hührungsrohr
5 einen vergrösserten
Querschnitt
6, der dazu dient, die im Trichter
befindliche Flüssigkeit
vom Blasstrom
fernzuhalten und
gleichseitig
von Reibung
und das Rohr
von Abrieb zu befreien. Das
engere Rohr kann entweder,
wie
dargestellt, an den
erweiterten,
tassenartigen Abschnitt ansetzbar
sein, oder
| mit ihm ein Stück bilden-"-so dass das ganze Rohr als |
| Einheit austauschbar ist. - |
| Der aus dem Rohr 6 mit hoher Geschwindigkeit austretende |
| Strom trifft auf einen (nicht dargestellten) direkt
.darüber |
| befindlichen Gegenstand,. dessen. Oberfläche - bearbeitet werden- |
| soll » . |
| Nach dem Auftreffen auf den Gegenstand wird die ver- |
| brauchte Blaeflüssigket, die neben den oberflächenumwandeln- |
| den Körnern und sonstigen, ursprünglich mitgefdi:rderten |
| Materialien gegebenenfalls auch von der Behandlung herrührende |
| Teilchen enthält, durch eine Haube am Verspritzen gehindert |
| und: fällt direkt n.-den Trichter 1 zurück, wo sie ein Über- |
| fliessen über den Trichterränd verursacht. Dieser Trichter- |
| Tand ist horizontal: ausgebildet, so dann der Ablauf praktisch
. |
| auf ganzes Umfangslänge erfolgt und durch einen nach aussen |
| hin abgeschrägten Abfluss 8_ abfliesst. Das Abflue®wa®ser |
| läuft in ein Absetzbeeken *der einen Teich, in dem sich vor |
| dem Abpumpen alles= noch zurückgebliebene Schleifmaterial |
| absetzen kann. Derkblauf trägt ausserdem Teilchen mit |
| geringerer Absotzgeschwindgkeit, wie z.R. Trübe, spezifisch |
| leicht® sowie fleckge -Teilchen mit sieh: Die oberflächen- |
| umwandelnden Körner netzen sich ab und werden wiederverwendet. |
| Egaatskörner und etwa verwendete, chemische Substanzen
werden |
| nach Bedarf u den Trichter eingeführt. |
| .i 7guren 2 und 3 "neigen eine abgeänderte Apparatur, |
| bei gier gleich. Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen |
| einC Austelides .einzigen runden Dosenrohr® 2 sind hier |
ein schmaler Schlitz 2a, siehe Pig.2, oder eine Reihe nebeneinander
angeordneter Runddüsen, siehe Fig.3vorgesehen. Während in Pig.l das Führungarohr
5 runden Querschnitt hat, ist
es in Fig.2, wie dargestellt, schmal rechteckig
geformt und im Trichter mittels Tragkreuz 13 verankert.
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Die abgeänderten .Apparaturen gemäss Fig.2 und 3 erzeugen einen Bandstrahl
mit hochbeschleunigten, oberflächenumwandelnden Körnern, um, über den Strahl hinweg
bewegte, ausgedehnte Flächen, wie z.Bflache Metallbleche oder breitflächige Gegenstände
zu bearbeiten.
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Tig.4 stellt eine noch andere Ausführungsform der in 7ig.l dargestellten
Grundapparatur dar. Bei ihr kehren nicht alle oberflächenumwandelnden Körner in
den Trichter zurück, tuen sich an oder nahe dem Unterende des Pührungsrohre 5 abzusetzen
und durch den Flüssigkeitsstrahl wieder aufgenommen zu werden, sondern nur ein Teil
der Blaskürner wird zum Trichterboden 1b zurückgeführt, an den über ein Ringglied
11-ein weites Rohr 12 angesetzt ist. Das Strahlrohr
2
durchsetzt die Zeitung
12 mutig und ragt über den 1b hinaus. Das Rohr 12 steht mit einem Körnervorrat in
Verbindung, der über eine langsam laufende Pumpe.und einen Mixer, beide nicht dargestellt,
eine Suspension
von
oberflächenumwandelnden Körnern in den Trichter einströmen
lässt. Infolge der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit-tritt im Rohr 12 nur geringe
Abnutzung ein und erst am fUhrungsrahr 5b werden die Körner durch den sehr schnellen
Bjektorstrahl auf die zur Oberflächenumformung erforderliche,
hohe
| Energiestufe beschleunigt. Die Bearbeitung des. Gegenstande® |
| erfolgt wie bei Fig.1, läset sich ;aber etwas. genauer regu- |
| lieren.. Wie bereits dargestellt, werden nur die
sich am |
| schnellsten absetzenden Teilchen über den Trichter
in den |
| Elassetrvm 5b zurü_.ckgeführt. Es ist r zulässig,
den |
| Trichter 1b überhaupt fortzulassen und lediglich
die Weite |
| des lhrun$srohra 5b in der Zone, in der der Strom durch |
| den Strahl 2 beschleunigt wird, zu verkleinern, so dann die |
| hohe Geschwindigkeit im Bleaatrom mit eine niedrigen |
| Geschwindigkeit im Rohr 12 erreicht werden kann. |
| fig. 4 zeigt ausserdem. die Veendung eines Piihrungerohre |
| 5b gleichförmigen Querschni ttG sowie einer Einschnappau®eis |
| dung 14 aus abriebfestem-Gummi oder dergl. Diese Auskleidung |
| wird durch Eigenelastizität festgehalten und kann leicht |
| eingeaotzt und nach. Abnutzung obanao leicht wieder
ersetzt |
| werden. |
| Nenn auch bei der Erfindung Einrichtungen verschiedener. |
| Grösse und Bauart mit Vorteil. verwendbar sind, kommt e® zur |
| Erzielung optimaler Ergebnisse auf bestimmte Verhältnisse der |
| Elemente an. Wird gemäss Fig.1 der Durchmesser des Düsen- |
| rohre 2 mit D bezeichnet, so beträgt der Abstand dea.Pührungs- |
| rohre a vomArohterb®d®n vorzugsweise 1 bis 20 D$
wobei der |
| Düsenmund vorzugsweise ein.. gutes: Stück über der :Trichtersohle, |
| jedoch um etwa 1/2 D bis 20 D unter dem Führungarohr 5, liegt. |
| Der Durchmesser lies Führungsrohre 5 kann zwischen 2 D und:
4 D |
| variieren. Der kleinere (Ejektor-)Abschnitt
des Rohrs. 5 |
| braucht nur so lang: zu sein, um zusammen mit dem. Msenetrahl |
| ljektorwirkung au erzielen, kann natürlich aber
auch länger |
| sein. Der Durohneeser den erweiterten Rohrabschnitte 6 ist |
| nicht kritisch, aber dadurch praktisch in
seiner Weite |
| begrenzt, dann das Absatzgebiet nicht $u stark verkleinert |
| werden darf. Er innen so weit sein, dann der aus
dem unteren |
| Rjektorabsahnitt austretende Endstrahl genügende Preiheit |
| besitzt, und nolohe flöhe besitzen, dann er über den Plüssig- |
| keitsspiegel im Trichter reicht und dadurch den Trichter- |
| inhält von austretenden Strahl fernhält. |
| Bei einem besonderen Ausführungebeispiel kann
das |
| Msenrohr 2 aus eint 3193 mm weiten Rohrnippel. mit
ober- |
| seitig eingeaohweisster, bei 21 durchbohrter
Zwiechantscheibe |
| bestehen. Der Bohrungedurohmesaer beträgt 15,8 mm. Das |
| führuugsrohr 5 hat einen Aueeendurchmeaser von 37,7
mm, |
| eine lichte Weite von 25,4 mm und eine Länge von 254
mm |
| und ist über dem friohterboden 1 um das Düsenrohr
2 herum |
| in einen Abstand von 50,7 nm. zugeordnet. |
| Der Heiterte Rerabschnitt 6 besitzt eine Weite vors |
| 126 im und ragt etwa, 2"53 am über das
Kopfende des engen |
| Robrabeohnitte 5 und etwa 10 zu über den Pltieegkeitsspiegel |
| im Trichter 1 hinaus. Das Rohr 6 kann zwar auch schon etwas |
| unter dem flt@,esigkeitsapiegel endenv dhängt es
aber von |
| der Strahlwirkung ab, das Bohr sauber Land den Blasstroa |
| zurückzuhalten. Das fl"eigkeätsbad im Trichter hat eine |
| Tiefe von etwa 507 ms, Land die Triohterweite
beträgt etwa |
| 914 rm, wobei jedboh grössenvarlationen möglich,
sind. Hei |
| diesem speziellen Beispiel, bei dem mit einem Druck von |
| - 4,21 kg/om2 im Rohr 4 gearbeitet wurde; betrug die Wasser- |
| austrittsgeschwindi:gkeit aus der Düsenöffnung 2° am Kopf |
| des Rohres 2 22,5 m/geo und di e-Blaestromgeschwindigkeit |
| am Kopf des Rohres 6 12$5 m/sec. Die mit diesem. Druck und |
| dienen Stzahlgeschwindzgkeiten erzielten Ergebnisse waren |
| äusserst zufriedenstellend, erfahrungsgemäss wurde aber |
| insbesondere beim Entzundern und Abschleifen durch Verdoppe- |
| lung oder Verdreifachung der Strahlgeschwindigkeit die |
| Leistung noch erhöht. In der Praxis wurden Strahlgeschwindig- |
| keiten zwischen 1-1 tund 5695 m/sec mit Drucken zwischen
4,21 |
| - |
| und 8,43 kg/cm2 angewendet, wobei jedoch Bier zulässige Bereich. |
| noch weiter ist,`: Die gewünschten Geschwindigkeiten
hängen |
| weitgehend von sonstigen Paktaren ab, wie z.8. der Natur das |
| Grundmetalls, d.h. seiner Härte oder Weichheit, der
beim |
| Entgraten zu entfern-enden Oberflächen, der Grösse, Härte, |
| Dielte .und P®rm der Schleiftellohen. -So kann z.B. zur - |
| Erzielung einer bestimmen Oberflächenbeschaffenheit
bei |
| weichem Metall ein weicheres und feinkörngeres: Schleifmaterial |
| erwünscht sein, während bei härteren Oberflächen j:ribere |
| Schleifteilchen mit höherer Massenschwere und/oder Schneid- |
| müssen |
| kraft und allgemein härterer Charakteristik verwendet werdenY: |
| -Zur Erfüllung dieser zahlreich verschiedenen Bedingungen und |
| wegen-der ®onetigen Betriebsfaktoren st ein breiter Geschwin- |
| digkeitubereieh anwendbar: Wahrscheinlich kann die Geschwin- |
| digkeit der aus dem Strahlrohr austretenden Flüssigkeit, |
| zwiaohen 3*5 und. 500 x/ee® gewählt werden-. Der. Druck
im |
Düsenrohr kann von
0907 bis 2109,2 kg/cm2 reichen, liegt
aber in der Praxis vorzugsweise unter etwa 26,4 kg/cm2.
Bei einem
bestimmten
Druck von Pumpe und öffnungsgy$tem her kann
die
Geschwindigkeit der aus dem
Blasrohr austretenden Flüssigkeit je nach Weite des Blasrohre und anderen Begleitbedingungen
gross oder klein sein. Bei den verschiedenen Anwendungsformen des "flüssig suspendierten
Schleifmittel"-Verfahrens können Geschwindigkeiten im Blasrohr zwischen 3 und 450
M/eec gewählt werden, um bei speziellen Abachleif- oder Entgratungearbeiten zu erfolgreichen
Voraussetzungen zu kommen.
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Bei einem harten Material, wie z.B. Gusseisen oder mässig hartem Stahl,
werden gute Erfolge mit einer D:isengeschwindigkeit von 55 m/sec erreicht.
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Die für Pig.l angegebenen Dimensionen können auch-für die Bandstrahlapparaturen
gemäss Fig.2 bisÄangewendet werden, wobei D als die kleinere der beiden Dimensionen
des
Schlitzes 2a und dementsprechend der Durchmesser des rechteckigen Führungsrohrs
2 als die kleinere der zwei Dimensionen zu betrechten sind.
| Der Eingabedruck der Flüssigkeit im Rohr 2 treibt
sie |
| durch czie D=.Ise ?' |
| mit so hoher Geschwindigkei hindurch' dass den in das |
gührungsrohr 5 einströmenden, oberflächenumwandelnden Körnern die erforderliche
kinetische Energie erteilt wird. Die Ejektorwirkung der Düse 2 im Führungsrohr treibt
einen praktisch massiven Schlammstrom aus oberflächenumwandelnden Körnern aus dem
Rohr 5 heraus gegen die zu bearbeitende
| Oberfläche, der sich beim Austritt aus de& Rohr nur ger:ng- |
| fügig, z.B. um etwa 15°, verbreitert. |
| Vorteilhafterweise-wird die zu behandelnde Oberfläche |
| ziemlich nahe, d.h. z.B. etwa 152 mm entfernt, am
Kopfende |
| des führungarchrs angeordnet, braucht es aber nicht
unbedingt |
| zu sein, solange ihr Abstand so gross ist, dass die Körner-. |
| energie ernstlich verzehrt ist. -So ist manchmal ein, Abstand |
| von 914 mm noch zufriedenstellend, Veobei dann natürlich |
| höhere Anfangsgeschwindigkeit und/oder grösaeres Blaustrom- |
| volumen nötig werden könnten. |
| Das Verhältnis zwischen Blaustrom- und Absetztrichter- |
| volumen sowie die'Blasstromgeschwindigket werden so
eings- |
| stellt, dass im Trichtergrunde bis weit über aas Fussende |
| des Führungsrohrs 5, d.h, also auf einer Tiefe von etwa |
| 1:00 bis 300 mm oder noch. mehr,-ein konzentrierter
Schlamm |
| aus oberflächenumwandelnden Körnern.aufrechterhalten wird, |
| Um dies für verschiedene Betriebsweisen leicht zumachen" |
| kann das Führungsrohr 5 in Klemmstützen 15 lotrecht ver- |
| stellbar gehaltert sein, die auf gerätefesten Stützstangen |
| 16 montiert sind. |
| Für den Fachmann ist klar, dass die vorstehenden Dimen- |
| sionen, Geschwindigkeiten und Drücke auch durch andere Bedin-- |
| gungen beeinflusst werden können. So hat beispielsweise
eine |
| Yiskositätsänderung in der im Trichter 1 und im Strahl
2 |
| befindlichen Flüssigkeit auch eine Änderung ihrer kinetischen. |
| Energie zur Folge. Es kann auch eine Änderung der
l`lüasigkeite- |
| geschwindigkeit 'vorgenommen sowie die Fähigkeit der Plüssigkeit |
| oberflächenumwandelnde Körner mitzureissen, erforderlichen- |
| falle reguliert werden. |
| Änderungen im spezifischen Gewicht der Flüssigkeit,
die |
| entweder durch Austausch gegen eine andere Flüssigkeit
oder |
| durch. Zusätze erfolgen kann, beeinflusst sowohl das Schwimm- |
| vermögen und denzufolge auch die Absetzgeschwindigkeit der |
| Körner in der Flüssigkeit als auch die kinetische
Bnergie |
| den Blasstrome beim Auftreffen auf die zu
bearbeitende Ober- |
| fläche. |
| Bei den meisten technischen Anlagen wird mehr als
ein |
| Strahl benötigt, und daher können mehrere solcher in ein
und |
| demselben Tank 1, lag lb usw. vorgesehen werden.
Die Tankform |
| hängt mm !!eil von der Natur der zu behandelnden
Oberfläche |
| #ind zum Teil von der Anzahl der erforderlichen Blaantrahlen |
| ab. für gewöhnlich wird zwecks erleichterter Schlammansammlung |
| der Boden, wie dargestellt, nahe dem Strahlrohr abgeschrägt, |
| die feilohenanaammlung kann aber auch in einen Zusatzgerät |
| bewirkt werden, oder das Absetzen kann auf einen. mehr oder |
| weniger flachen Boden vor sich gehen, wobei mechanische |
| Kratztorriohtungen die abgesetzten Festteilchen zusammen- |
| holen. |
| Mie Stellung der Düne des Dtsenrohre 2 kann zwischen |
| unterhalb den Tankbodens, in gleicher Höhe mit ilum, zwischen |
| ihm und dem funnende des lrungerohre 5 und innerhalb den |
| lührungerohre 5 variieren. Wichtig ist dabei, dann ihre |
| Stellung maximale Strahlwirkung gibt, also z.B-. die durch
!!a |
| Rohr 5 in den Blanntroin eintretenden und auf die zu |
bearbeitende Oberfläche auftreffenden$ oberflächenumwandelnden
Körner zu beschleunigen vermag.
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Je nach Strahllestung muss mehr oder weniger klare Flüssigkeit in
die Düse hineingepumpt und-in gleicher Menge aus dem System abgeführt werden. Ein
bestimmter Teil wird zum Auswaschen des Schmutzes und der zertrümmerten Schleifkörnen
sowie als Ersatz für unvermeidbare Flüssigkeiteverluuate benötigt. Darüberhinaüs
ist Flüssigkeit aber unerwünscht, und erfahrungegemäas bleiben gute Leistungen gewahrt,
wenn das Verhältnis von Umlaufschlamm zu Frischflüssigkeit im Strahlrohr zwischen
etwa 0,65 t 1 bis zu 1,5 : 1 oder vorteilhafterweise bei 19 1 bis 1,5 t 1
liegt.
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Aue dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass die Erfindung ein neuartiges
Verfahren zur hydraulischen ob erflächenbearbeitung für das Schleifschneiden,
Abgraten und sonstige Oberflächenänderung von Gegenständen. bildet.
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Obwohl in-der Beschreibung und :den Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung nebst Abwandlungen und Variationsbereiche erläutert worden änd, sind
sie ersichtlicherweise nicht erschöpfend und nur mitgeteilt,- um anderen
Fachleuten
eine optimale Anpassung und Abwandlung der Erfindung an die Bedingungen und Erfordernisse
des jeweiligen Anwendungsfalles zu erleichtern. -