DE19735627A1

DE19735627A1 - Vorrichtung zum Strahlen plattenförmiger Werkstücke

Info

Publication number: DE19735627A1
Application number: DE19735627A
Authority: DE
Inventors: Ricardo Reh; Rene Loeb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 1998-03-05
Also published as: AU4198597A; WO1998007549A1; DE19780863D2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine bekannte Sandstrahlanlage der gattungsgemäßen Art (Hersteller: Fratelli Pezza; 24028 Ponte Nossa, Italien, Modell Sahara 1000) besteht aus einer Transporteinrichtung für Glasplatten und einem darüber befindlichen Gehäuse. Im ersten Teil des Gehäuses sind an einem vertikal verschiebbaren Träger vier bis sechs Sandstrahlpistolen, deren Austrittsöffnungen nach unten weisen, angebracht. Die zu strahlende Glasplatte wird von der Transporteinrichtung waagerecht in das Gehäuse eingeführt und bewegt sich unter den Sandstrahldüsen durch den ersten Teil des Gehäuses hindurch. Dabei erfolgt der Sandstrahlvorgang. Durch den punktförmigen Austritt des Strahlmittels aus den vier bis sechs Sandstrahldüsen ist es schwierig, eine über die gesamte Plattenbreite gleichmäßige Strahlwirkung zu erzielen. Die Qualität des Strahlvorgangs hängt von der Geschwindigkeit der Transporteinrichtung, der Zahl und Art der Sandstrahldüsen und deren Höhe über der Glasplatte sowie dem Druck ab. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen, ist es notwendig, die Transportgeschwindigkeit gering zu halten und eine große Zahl von Sandstrahldüsen anzubringen. Je weiter der Abstand zwischen Sandstrahldüsen und Werkstück ist, desto größer wird der Querschnitt des aus der Austrittsöffnung austretenden Luftstrahls. Ursächlich hierfür ist die Reibung zwischen dem Luftstrahl und der ruhenden Luft. Infolgedessen nimmt die Geschwindigkeit des im Luftstrom befindlichen Strahlmittels und damit auch dessen kinetische Energie und Strahlwirkung ab. Die Sandstrahldüsen werden mit einem Druck von 5 bis 7 bar versorgt bei einem Luftbedarf von insgesamt etwa 2.000-3.000 L/min. Daraus resultiert ein großer Verschleiß der Sandstrahldüsen und ein hoher flächenspezifischer Energiebedarf für das Sandstrahlen, was besonders nachteilig ist, da Druckluft aufgrund des überwiegend eingesetzten Endenergieträgers Elektrizität und des naturgesetzlich niedrigen Wirkungsgrads von Kompressoren ein sehr teurer Energieträger ist. In dem in Transportrichtung gesehen hinteren Teil des Gehäuses befindet sich ein Gebläse, welches das Strahlmittel von der Glasplatte entfernt. Der dabei aufgewirbelte Staub wird durch einen Filter gebunden und das Strahlmittel wird gesammelt und einer erneuten Verwendung zugeführt. Problematisch an dieser bekannten Sandstrahlanlage sind die ungleiche Strahlwirkung, die begrenzte Bearbeitungsbreite, der hohe Energiebedarf, die geringe Arbeitsgeschwindigkeit, (0,4 bis 0,7 m²/min) und die Vielzahl der Betriebsparameter, die abhängig von der auszuführenden Sandstrahlarbeit einzustellen sind.

Bei einer weiteren bekannten Sandstrahleinrichtung (DE AS 12 94 847) wird vollständig auf einen Drucklufterzeuger verzichtet. Die erforderliche Druckdifferenz wird dadurch erreicht, daß in der Strahlkammer ein Unterdruck herrscht, welcher mit Sand angereicherte Umgebungsluft ansaugt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Druckdifferenz auf den Umgebungsdruck beschränkt ist und, daß das Strahlgut nicht auf das Werkstück gerichtet wird.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Demgegenüber hat der erfindungsgemäße Gegenstand mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs den Vorteil, daß das Strahlmittel gleichmäßig aus einer sich über die gesamte Breite der Anlage erstreckenden Austrittsöffnung austritt, wodurch eine gleichmäßige Strahlwirkung erzielt wird. Weiterhin sind die erforderlichen Druckdifferenzen geringer, da die Austrittsöffnung in geringem Abstand an der zu strahlenden Fläche vorbeigeführt wird. Demzufolge reduziert sich auch der flächenspezifische Energiebedarf. Aufgrund des niedrigeren Druckniveaus ist auch der Verschleiß an der Austrittsöffnung geringer. Beide Effekte reduzieren die Betriebskosten. Eine von der Universität Stuttgart durchgeführte überschlägige Berechnung ergab folgende Werte für den benötigten Gebläsedruck:

Diese Werte liegen deutlich unter denen von Sandstrahlanlagen nach dem Stand der Technik. Es ist auch möglich, die erforderliche Druckdifferenz mit dem Sauggebläse zu erzeugen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Unterdruckerzeuger ein Sauggebläse odgl., so daß das von der zu strahlenden Fläche abprallende Strahlmittel in den stromab der Sandstrahleinrichtung gelegenen Teil der Verbindungsleitung gesaugt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abluft des Sauggebläses gefiltert und/oder der Saugseite des Luftdruckerzeugers zugeführt, so daß aufgrund des entstehenden geschlossenen Luftkreislaufs die Geräusch- und Staubemissionen sowie der Energiebedarf gesenkt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Saugseite des Luftdruckerzeugers der Unterdruckerzeuger, so daß ein auf den Anwendungszweck angepaßtes Verhältnis zwischen Druckerhöhung und Druckabsenkung bei vereinfachter Herstellung und verringerten Betriebskosten erreicht wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Abluftseite des Sauggebläses der Luftdruckerzeuger, so daß ein auf den Anwendungszweck angepaßtes Verhältnis zwischen Druckerhöhung und Druckabsenkung bei vereinfachter Herstellung und verringerten Betriebskosten erreicht wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Sandstrahleinrichtung und Unterdruckerzeuger ein Strahlmittelabscheider und/oder ein Luftfilter vorsehbar, so daß das Strahlmittel gesammelt und die Luft gereinigt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das im Strahlmittelabscheider gesammelte Strahlmittel zur Strahlmittelzufuhr rückführbar, so daß es erneut verwendet werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist sind in der Sandstrahleinrichtung Luftleitbleche odgl. zur Vergleichmäßigung der Strömung vorgesehen, so daß über die gesamte Kanalbreite eine annähernd gleiche Strahlwirkung erzielt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Bearbeitungsbreite durch Nebeneinanderstellen mehrerer Vorrichtungen vergrößert werden, so daß die Vorteile einer Modulbauweise genutzt werden können.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftdruckerzeuger ein Gebläse, so daß die Herstellungs- und Betriebskosten gering sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse mindestens eine Öffnung auf, durch die das Werkstück in den Wirkungsbereich der Sandstrahleinrichtung bewegt werden kann und dichtet das Gehäuse die Austrittsöffnung gegen die Umgebung ab, so daß kein Strahlmittel in die Umgebung gelangt, keine Fremdluft angesaugt wird und die Geräusch emissionen reduziert werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben und zeigt stark vereinfacht eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Strahlen plattenförmiger Werkstücke.

In Fig. 1 ist ein Werkstück 1 gezeigt, das mit Hilfe einer Transporteinrichtung 2 unter einem Gehäuse 3 hindurch transportiert wird. Unterhalb des Werkstücks 1 befindet sich die Sandstrahleinrichtung 4. Auf der rechten Seite sieht man einen Luftdruckerzeuger 5, welcher die zum Strahlen benötigte Luft in die Verbindungsleitung 6 einbläst. Die Verbindungsleitung 6 ist zwischen Luftdruckerzeuger 5 und Sandstrahleinrichtung 4 angebracht. Mit dieser Verbindungsleitung 6 wird sowohl die benötigte Luft als auch über die Strahlmittelzufuhr 7 das Strahlmittel zugeführt. Die Sandstrahleinrichtung 4 erstreckt sich über die gesamte Breite der Vorrichtung und weist eine Abwinklung 8 auf. An der Außenseite dieser Abwinklung 8 ist eine schmale, sich ebenfalls über die gesamte Breite der Vorrichtung erstreckende Ausstrittsöffnung 9 vorhanden. Aufgrund der Massenträgheit des Strahlmittels bewegt es sich durch die Austrittsöffnung 9, prallt gegen die zu strahlende Oberfläche 18 des Werkstücks 1, erzielt dadurch die gewünschte Strahlwirkung und prallt von der Werkstückoberfläche ab und bewegt sich in Richtung der Eintrittsöffnung 11. Um diesen Effekt zu verstärken, werden Strahlmittel und Luft von der Eintrittsöffnung 11 im zweiten Teil der Sandstrahleinrichtung 4 angesaugt. Diese Eintrittsöffnung 11 erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Breite der Vorrichtung. Die Sandstrahleinrichtung 4 mündet in einen Sammler 14 und der in die Verbindungsleitung 15, welche die Sandstrahleinrichtung 4 mit einem hier nicht dargestellten Strahlmittelabscheider und einem Sauggebläse 17 verbindet. Um den Luftbedarf der Vorrichtung möglichst gering zu halten, sind im Bereich der Austrittsöffnung 9 und der Eintrittsöffnung 11 und/oder im Bereich der Transporteinrichtung 2 Dichtlippen 12 vorgesehen, die ungewollte Luftströmungen unterbinden. Ungewollt sind Luftströmungen, die im Überdruckbereich der Sandstrahleinrichtung 4 Strahlmittel nach außen transportieren und im Saugbereich derselben Außenluft eintreten lassen. Das im Strahlmittelabscheider gesammelte Strahlmittel kann anschließend wieder über die Strahlmittelzufuhr 7 einer erneuten Verwendung zugeführt werden. Um die Umweltbelastungen zu verringern und die Lebensdauer des Sauggebläses 17 zu erhöhen, ist es vorteilhaft mittels eines hier nicht dargestellten Luftfilters die Ansaugluft des Sauggebläses von staubförmigen Bestandteilen zu befreien. Die am Sauggebläse 17 austretende Luft kann, dem Luftdruckerzeuger 5 als Ansaugluft zugeführt werden. Dadurch werden sowohl Strahlmittel als auch die zum Strahlen benötigte Luft im Kreislauf geführt. Vorteile dieser geschlossenen Kreisläufe sind die Minimierung der Betriebskosten (Strombedarf, Strahlmittel verbrauch) und eine Verringerung der Umweltbelastungen durch Lärm und Staub. Dadurch, daß das Werkstück 1 in sehr geringem Abstand an der Sandstrahleinrichtung 4 vorbeigeführt wird, verringern sich die die Strömungsverluste. Betriebsparameter sind im wesentlichen Geschwindigkeit der Transporteinrichtung 2, die Strahlmittelmenge sowie Menge, Überdruck und Unterdruck der Luft.

Ausgehend von einer Verbindungsleitung 6 mit beispielsweise kreisförmigen Querschnitt ist die Breite der Sandstrahleinrichtung 4 durch die Länge des Diffusors 13 und dessen Öffnungswinkel begrenzt. Werden große Bearbeitungsbreiten gewünscht, so kann entweder die vom Luftdruckerzeuger 5 bereitgestellte Luft auf mehrere quer zur Transportrichtung des Werkstücks 1 angeordnete Verbindungsleitungen 6 aufgeteilt werden oder es werden mehrere Vorrichtungen zum Strahlen ebener Werkstücke mit je einem Luftdruckerzeuger 5 und einer Verbindungsleitung 6 und einer Sandstrahleinrichtung 4 nebeneinander gestellt. Durch diesen modularen Aufbau sind der Bearbeitungsbreite prinzipiell keine Grenzen gesetzt. Wird in einer Anlage, die aus mehreren nebeneinander gestellten Vorrichtungen besteht, ein Werkstück geringer Breite bearbeitet, können die überzähligen Vorrichtungen abgeschaltet werden. In diesem Fall sind unerwünschte Luftbewegungen an den Seiten des Werkstücks durch geeignete hier nicht dargestellte Dichtlippen oder dergleichen zu unterbinden. Das oberhalb des Werkstücks befindliche Gehäuse 3 dient dazu, die unerwünschten Luftbewegungen weiter zu verringern, die Staub- und Geräuschentwicklung in der Umgebung der Vorrichtung zu verringern und weist zu diesem Zweck Dichtlippen auf, die auf dem Werkstück aufliegen. Diese Dichtlippen erleichtern darüber hinaus das Anfahren der Anlage, bis das Werkstück 1 über der Austrittsöffnung 9 der angekommen ist.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Werkstück
2 Transporteinrichtung
3 Gehäuse
4 Sandstrahleinrichtung
5 Luftdruckerzeuger
6 Verbindungsleitung
7 Strahlmittelzufuhr
8 Abwinklung
9 Austrittsöffnung
10 -
11 Eintrittsöffnung
12 Dichtlippen
13 Diffusor
14 Sammler
15 Verbindungsleitung
16 Dichtlippen
17 Sauggebläse
18 zu strahlende Werkstückoberfläche

Claims

1. Vorrichtung zum Strahlen plattenförmiger Werkstücke

- mit einer Transporteinrichtung (2),
- mit einem Luftdruckerzeuger (5), welcher durch eine Verbindungsleitung (6) Luft in eine eine Austrittsöffnung (9) aufweisende Sandstrahleinrichtung (4) fördert,
- mit einer in die Verbindungsleitung (6) mündenden Strahlmittelzufuhr und
- mit einem Gebläse zum Entfernen des Strahlguts vom Werkstück (1),

dadurch gekennzeichnet,

- daß das Gebläse zum Entfernen des Strahlguts ein stromab der Verbindungsleitung (6) angeordneter Unterdruckerzeuger (17) ist
- daß die Verbindungsleitung (6, 15) Luftdruckerzeuger (5) und Sandstrahleinrichtung (4) sowie Sandstrahleinrichtung (4) und Sauggebläse (17) verbindet und
- daß die Sandstrahleinrichtung (4) ein Kanal ist, der eine im wesentlichen quer zur Längsachse des Kanalquerschnitts und parallel zu der zu strahlenden Oberfläche verlaufende Abwinklung aufweist und dessen Breite größer als dessen Höhe ist und der im konvexen Bereich der Abwinklung eine sich über die gesamte Kanalbreite erstreckende Austrittsöffnung (9) aufweist, so daß das der Sandstrahleinrichtung (4) zugeführte Strahlmittel aufgrund seines Beharrungsvermögens durch die Austrittsöffnung (9) hinausgeschleudert wird, gegen die zu strahlende Fläche (18) prallt und durch eben diese Fläche in die Verbindungsleitung (15) zurückgeschleudert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckerzeuger ein Sauggebläse (17) odgl. ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft des Sauggebläses (17) gefiltert und/oder der Saugseite des Luftdruckerzeugers (5) zugeführt wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite des Luftdruckerzeugers (5) der Unterdruckerzeuger ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftseite des Sauggebläses (17) der Luftdruckerzeuger (5) ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sandstrahleinrichtung (4) und Unterdruckerzeuger (17) ein Strahlgutabscheider und/oder ein Luftfilter vorsehbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Strahlgutabscheider gesammelte Strahlmittel zur Strahlmittelzufuhr (7) rückführbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sandstrahleinrichtung Luftleitbleche odgl. zur Vergleichmäßigung der Strömung vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsbreite durch Nebeneinanderstellen mehrerer Vorrichtungen vergrößert werden kann.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruckerzeuger (5) ein Gebläse ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mindestens eine Öffnung aufweist, durch die das Werkstück (1) in den Wirkungsbereich der Sandstrahleinrichtung (4) bewegbar ist und dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) die Austrittsöffnung (9) gegen die Umgebung abdichtet.