DE19738572A1 - Dosierventil, insbesondere für ein Druckstrahlgerät, Druckstrahlgerät sowie Verfahren zum Betrieb eines Druckstrahlgeräts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosierventil, insbesondere für ein Druckstrahlge­ rät, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein mit einem Dosier­ ventil ausgerüstetes Druckstrahlgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17 und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Druckstrahlgeräts.

Druckstrahlgeräte dienen zum Freistrahlen und Reinigen von Oberflächen. Dabei wird im allgemeinen ein Strahlmittel aus einem Strahlmittelkessel über eine Förderleitung zu einem Strahlapparat mit einer Strahldüse gelenkt, aus der es in einem von einem Kompressor erzeugten und in einer Druckluft­ leitung herangeführten Druckluftstrom unter einem bestimmten Strahldruck austritt. Ein bekanntes Anwendungsbeispiel ist das Sandstrahlen von Ge­ bäudefassaden.

Je nach der Größe der zu bearbeitenden Fläche gibt es größere und kleinere Druckstrahlgeräte. Die sogenannten Kompaktgeräte sind mobile, leicht zu transportierende Geräte mit relativ kleinem Strahlmittelkessel. Bei den gat­ tungsgemäßen Druckstrahlgeräten ist ein Druckkessel vorgesehen, aus dem das Strahlmittel herausgepreßt wird. Die Menge des in die Förderleitung ab­ gegebenen Strahlmittels wird dabei durch den auf den Druckkessel wirken­ den Förderdruck geregelt. Die an der Strahldüse austretende Strahlgutmenge wird durch ein in der Verbindungsleitung vorgesehenes Dosierventil gere­ gelt. Das Dosierventil ist ein handreguliertes Ventil, beispielsweise ein Na­ delventil oder ein Membranventil.

Ein Membranventil ist beispielsweise aus der EP 0 183 342 und der WO 92/09835 bekannt. Dabei dient eine Membran zum Verschließen der Lei­ tung. Durch Betätigen eines Drehknopfes wird die Membran mittels eines Kolbens oder dergleichen zum Verschließen bzw. zum Öffnen in die Leitung gepreßt.

Diese Konstruktion hat mehrere Nachteile. Mit einem handregulierten Ventil kann die Strahlmittelmenge nicht präzise dosiert werden. Das hat zur Folge, daß zumeist zuviel Strahlmittel verbraucht wird. Bei teuren Strahlmitteln wie beispielsweise Korund ist dies aber ein wesentlicher Kostenfaktor. Außer­ dem ist eine einmal gefundene optimale Dosierung nur sehr schlecht zu re­ produzieren.

Ferner rieselt nach dem Schließen des Dosierventils und dem Abstellen des Drucks das Strahlmittel relativ lange in die Förderleitung nach, bis der Druck im Druckkessel vollständig abgebaut ist. Dadurch kann die Förderlei­ tung verstopfen. Nimmt man das Gerät später wieder in Betrieb, so kann das angesammelte Strahlmittel auch auf einmal in einem unkontrollierten Nebel aus der Strahldüse ausgeblasen werden. Das ist besonders nachteilig, wenn empfindliche Oberflächen behandelt werden, da diese dadurch Schaden nehmen können.

Darüber hinaus muß der bei Kompaktgeräten recht kleine Druckkessel des öfteren mit Strahlmittel aufgefüllt werden. Dazu muß das Gerät abgeschaltet, der Kesseldruck abgebaut, der Kessel befüllt, der Kesseldruck wieder auf­ gebaut und das Gerät wieder eingeschaltet werden. Dies ist im laufenden Betrieb sehr umständlich und zeitraubend. Druckkessel sind außerdem technisch relativ aufwendig. Der jeweils herrschende Druck beeinflußt nachteilig die Funktion des Dosierventils und die mit dem Ventil erzielte Dosierung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Dosierventil und ein Druckstrahlge­ rät der vorstehend benannten Art bereitzustellen, mit denen eine präzise Dosierung der Strahlmittelmenge möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Druckstrahlgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Druck­ strahlgeräts bereitzustellen, bei denen sich in der Verbindungsleitung kein überschüssiges Strahlmittel sammeln kann. Des weiteren soll ein Druck­ strahlgerät bereitgestellt werden, dessen Strahlmittelkessel einfach zu befül­ len ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Dosierventil mit den Merkmalen des An­ spruches 1 und ein Druckstrahlgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 17 bzw. 18 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Druckstrahlge­ räts mit den Merkmalen des Anspruchs 27 vorgeschlagen.

Mit dem erfindungsgemäßen Dosierventil kann die Strahlmittelmenge sehr präzise und reproduzierbar reguliert werden. Die Konstruktion des erfin­ dungsgemäßen Dosierventils mit einem druckbeaufschlagten verschiebbaren Regelelement erlaubt eine sehr feine Regulierung des Öffnungsgrades.

Das erfindungsgemäße Druckstrahlgerät ist aufgrund der Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils sehr kompakt ausgestaltet und gestattet ein be­ sonders bequemes und einfaches Arbeiten.

Ein erfindungsgemäßes Druckstrahlgerät ist ferner mit einem drucklosen Strahlmittelkessel ausgestattet, der über einen Anschluß mit einem örtlich verringerten Durchmesser an die Druckluftleitung angeschlossen ist. Da­ durch wird die Förderluft beschleunigt und nach dem Bernoulli-Prinzip ein Unterdruck erzeugt, so daß das Strahlmittel mitgenommen wird. Dies er­ möglicht ein einfaches Befüllen des Kessels auch während des laufenden Betriebs. Ein druckloser Kessel ist ferner technisch einfach gestaltet. Es wird kein veränderlicher Einfluß auf das Dosierventil mehr ausgeübt. Dar­ über hinaus ist keine Abnahme des drucklosen Kessels durch den TÜV not­ wendig.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Druckstrahlgeräts mit­ tels einer Steuerungselektronik sieht vor, daß beim Abschalten der Strahlpi­ stole oder Strahldüse zuerst das Dosierventil geschlossen wird und erst da­ nach alle anderen Betriebsparameter heruntergefahren werden, so daß die Verbindungsleitung stets frei von Strahlmittel bleibt. Bei einem erneuten Betätigen der Strahlpistole bzw. Strahldüse fahrt das Gerät in umgekehrter Reihenfolge wieder hoch, so daß kein Strahlmittel unkontrolliert austreten kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Regelelement ist bevorzugt ein Stellzylinder mit einem druckbeauf­ schlagten Kolben. Dies entspricht einer Gasfeder, welche die Membran des Dosierventils in den Schließzustand drückt. Der Kolben kann pneumatisch entgegen der Wirkung der Gasfeder bewegt werden, so daß das Dosierventil geöffnet wird, was eine sehr feine und präzise Regelung des Öffnungsgrades des Dosierventils gestattet.

In besonders vorteilhafter Weise ist das Ventil mit einem Sicherheitsorgan, insbesondere in Form einer Nullagenfeder versehen, die in dieselbe Richtung wie die Gasfeder wirkt. Bei einem Druckabfall im erfindungsgemäßen Ventil bewirkt die Nullagenfeder, daß sich das Ventil sofort selbsttätig vollständig schließt. Bei der Bearbeitung empfindlicher Oberflächen kann es dann nicht zu Beschädigungen kommen.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Ventil elektronisch steuerbar. Damit ist eine sehr feine und reproduzierbare Dosierung auf besonders ein­ fache Weise möglich.

Der Strahlapparat des erfindungsgemäßen Druckstrahlgeräts ist in besonders vorteilhafter Weise mit einem über einen Turbinendruck drehbaren Strahl­ rohr versehen. Damit kann das Strahlmittel in Form von Rotationsstrahlen austreten. Die Turbine bewirkt eine Reaktionskraftumlenkung bezüglich des Strahlmittels, so daß es nicht mit voller Wucht auf die zu bearbeitende Flä­ che prallt. Dies ermöglicht eine besonders sanfte Behandlung empfindlicher Oberflächen.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zumindest das erfindungsgemäße Ventil, insbesondere jedoch weitere Betriebsparameter wie Turbinendruck, Förder­ druck und Strahlmittelmenge, über eine an oder in der Nahe des Strahlappa­ rats angebrachte Fernbedienung regelbar sind. Dann kann die Dosierung im laufenden Betrieb geändert werden, obwohl der Strahlmittelkessel in eini­ gem Abstand zum Benutzer steht. Der Benutzer kann somit "vor Ort" die Betriebsparameter nach Bedarf einregulieren.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Betriebsparameter gespeichert werden können. Beim Ingangsetzen des Druckstrahlgeräts fährt es dann auf die gespeicherten Werte hoch, d. h. es wird sofort mit präzise derselben Strahlmittelmenge und denselben Betriebs­ parametern weiter gearbeitet wie vor dem Abschalten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an­ hand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen eines Druckstrahl­ gerätes.

Fig. 2 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dosierventils.

Fig. 3 zeigt eine schematische Frontansicht des Ventils gemäß Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Funktionsweise des Ven­ tils gemäß den Fig. 2 und 3.

Fig. 5a und 5b zeigen den Ausschnitt V in Fig. 1 mit teilweise ge­ schnittenen schematischen Darstellungen zweier Ausführungsbei­ spiele für den Anschluß der Druckluftleitung an die Förderleitung.

Fig. 6 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines drehbaren Strahlrohres.

Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der Druckregelung gemäß dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren.

In Fig. 1 sind schematisch Teile eines integrierten beweglichen Druck­ strahlgerätes 1, nämlich ein Strahlmittelkessel 2 für das Strahlmittel, eine Förderleitung 7 für das Strahlmittel, ein Dosierventil 20, ein Kompressor 8 zur Erzeugung von Druckluft mit einer Druckluftleitung 9 dargestellt. Das Druckstrahlgerät 1 ist an einem in Fig. 1 lediglich angedeuteten Gestell mit Rädern befestigt. Ferner ist ein Strahlapparat 50 mit einer drehbaren Strahl­ düse 60 schematisch dargestellt (vgl. Fig. 6).

Der Strahlmittelkessel 2 ist ein druckloser Kessel, d. h. er ist nicht mit einem Förderdruck zur Förderung des Strahlmittels in die Förderleitung 7 beauf­ schlagt. Der Strahlmittelkessel 2 weist einen etwa zylinderförmigen oberen Bereich 3 mit einem Deckel 4, sowie einen etwa trichterförmigen unteren Bereich 5 auf. An den unteren Bereich 5 schließt sich ein kurzes Rohr 6 an, an dem das Dosierventil 20 angebracht ist.

Als Strahlmittel können beliebige Substanzen wie Sand, Korund, Soda, Glasperlen oder Gesteinsmehle eingesetzt werden. Das Strahlmittel rieselt von selbst in das Rohr 6 in Richtung des Dosierventils 2. Zur Unterstützung ist der Strahlmittelkessel 2 lediglich mit einer Rütteleinrichtung versehen (nicht dargestellt), die verhindern soll, daß sich die Partikel des Strahlmittels ineinander verhaken und sich im unteren Bereich 5 oder im Rohr 6 verkei­ len.

Die Druckluftleitung 9 verzweigt sich in zwei Leitungen 9' und 9''. Die Druckluftleitung 9, dient zur Aufrechterhaltung des Förderdrucks für die Förderleitung 7. Die Druckluftleitung 9'' mündet in einen Druckluftanschluß 56 des Strahlapparats 50 und dient zur Aufrechterhaltung des Turbinen­ drucks (siehe unten Fig. 6). Der Kompressor 8 und die Druckluftleitungen 9, 9', 9'' sind mit dem üblichen Zubehör, wie beispielsweise Druckluftmem­ brantrockner und Druckluftfilter, bzw. der üblichen Sicherheitsausstattung, wie beispielsweise Druckwächter ausgestattet, auf die hier nicht näher ein­ gegangen werden soll.

Ein Schenkel 11 eines T-Stücks 10 ist an das untere Ende 6' des Rohres 6 angeschlossen. Der zweite Schenkel 12 des T-Stücks 10 ist mit der Druck­ luftleitung 9' und der dritte Schenkel 13 ist mit der Förderleitung 7 für das Strahlmittel verbunden. Die Förderleitung 7 mündet in einen Strahlmittelan­ schluß 64 des Strahlapparats 50 (siehe unten Fig. 6).

Der Aufbau des Dosierventils 20 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht, Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dosierven­ tils 20. Das Rohr 6 tritt in Fig. 2 durch die Zeichenebene hindurch und ist nur mit gestrichelten Linien angedeutet. Das Dosierventil 20 weist ein Ven­ tilgehäuse 21 mit einem innerhalb des Ventilgehäuses 21 verschiebbaren Ventilkonus 22 und einen Ventilboden 23 auf. Der Ventilboden 23 ist mit einer mit dem Rohr 6 fluchtenden Durchgangsbohrung 24 und einer die Durchgangsbohrung 24 mittig anschneidenden Konusöffnung 25 versehen, die als Ventilsitz dient. Die Konusöffnung 25 weist in allen parallel zur Durchgangsbohrung 24 verlaufenden Schnittebenen einen Durchmesser auf der größer als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 24 ist.

Zwischen dem Ventilboden 23 und der Stirnfläche 21' des Ventilgehäuses 21 ist der Umfangsrand 27 einer Membran 26 eingespannt. Die Membran 26 weist einen zentrischen, sphärisch vorspringenden Wulst 28 auf. Der Wulst 28 ist dazu bestimmt, im Laufe der Ventilregelung vom Querschnitt der Durchgangsbohrung 24 einen mondsichelförmigen Öffnungsspalt 24' verän­ derbar freizulassen. Im Schließzustand ist der Wulst 28 an den unteren ge­ rundeten Abschnitt der Konusöffnung 25, also des konischen Ventilsitzes, abdichtend angepreßt. Dabei wird der Wulst 28 elastisch verformt. Damit ist der Querschnitt des Rohrs 6 vollständig verschlossen.

Die Membran 26 und damit der Wulst 28 wird vom Ventilkonus 22 verstellt. Zu diesem Zweck ist in die Membran 26 ein von ihrer Rückseite 26' zen­ trisch vorstehender Gewindebolzen 29 eingeformt, der in einer Gewindeboh­ rung 30 an der Stirnseite 22' des Ventilkonus 22 ständig aufgenommen ist. Wird der Ventilkonus in Richtung des Pfeils A verschoben, wandert der Wulst in Fig. 2 nach links und der mondsichelförmige Öffnungsspalt 24' verkleinert sich. Umgekehrt wird der mondsichelförmige Öffnungsspalt 24' vergrößert, wenn der Ventilkonus 22 in Richtung des Pfeiles B gezogen wird.

An die Rückseite 21'' des Ventilgehäuses 21 ist ein pneumatischer Stellzy­ linder 32 angeschlossen. Der Stellzylinder 32 ist mit dem Ventilgehäuse 21 und dem Ventilboden 23 über Schrauben 33, 34 fest verbunden. Die Rück­ seite 22' des Ventilkonus 22 ist mittels eines im Durchmesser verjüngten Zwischenstücks 31 mit der Kolbenstange 35 des Kolbens 34 des Stellzylin­ ders 32 ebenfalls fest verbunden.

Ein das Zwischenstück 31 mit einer Bohrung aufnehmendes Übertragungs­ teil 36 ist mittels einer sich am Stellzylinder 32 abstützenden Druckfeder 38 gegen die Rückseite 22' des Ventilkonus 22 angepreßt und erstreckt sich mit einem stangenförmigen schlanken Abschnitt 37 durch einen Längsschlitz 39 des Ventilgehäuses 21 nach außen. Außerhalb des Ventilgehäuses 21 ist das Übertragungsteil 36 mittels Schrauben 40 auf einer Gewindestange 41 be­ festigt, die von einem Weggeber 42 (Potentiometer) ausgeht. Der Weggeber 42 ist außen am Ventilgehäuse 21 mittels eines Tragwinkels 43 gehalten und insgesamt einschließlich der Gewindestange 41 und des Übertragungsteils 36 durch eine Haube 44 abgedeckt.

Die Funktionsweise des Dosierventils 20 wird anhand der schematischen Darstellung in Fig. 4 deutlich. Der Stellzylinder 32 weist einen Anschluß 45 für Druckluft auf. Der Anschluß 45 liegt im Bereich 47 zwischen dem Kolben 34 und der Rückseite 21'' des Ventilgehäuses 21. Die andere Seite des Kolbens 34 ist ständig mit Druckluft beaufschlagt und stellt somit eine Gasfeder 48 dar, die mit der Druckfeder 38 in Richtung des Pfeiles A wirkt und das Ventil 20 somit ständig geschlossen hält. Wenn das Ventil 20 um einen bestimmten Betrag geöffnet werden soll, wird der Stellzylinder 32 über den Anschluß 45 mit Druckluft beaufschlagt. Gegen die Wirkung der Gasfeder 48 wird der Kolben 34 somit in Richtung des Pfeiles B bewegt und das Ventil 20, wie oben beschrieben, geöffnet. Diese Ventilsteuerung wirkt somit proportional gegen die Kraft der Gasfeder 48 und die Kraft der Druckfeder 38. Sie erlaubt eine äußerst präzise Einstellung des Dosierventils 20, so daß immer nur genau die benötigte Menge an Strahlmittel in die För­ derleitung eintritt.

Die Druckfeder 38 dient dabei als Sicherheitsorgan. Falls die Druckluftver­ sorgung ausfällt, bewirkt die Gasfeder 48 ein sofortiges Schließen des Ven­ tils 20. Die Druckfeder 38 hält das Ventil 20 dann ständig geschlossen.

Die Fig. 5a und 5b zeigen zwei Ausgestaltungen der Druckluftzuführung in der Druckluftleitung 9. Dargestellt ist der Bereich des T-Stücks 10 aus Fig. 1. In Fig. 5a ist ein T-Stück 10 dargestellt, welchen im Bereich seiner Schenkel 12 und 13 im Querschnitt eine Einschnürung 14 aufweist. Damit ist der Durchmesser der Schenkel 12, 13 verringert. Im Bereich der Ein­ schnürung 14 ist der zum Ventil 20 mündende Schenkel 11 des T-Stücks 10 positioniert. Fig. 5b zeigt ein T-Stück 10, welches im Bereich seiner Schenkel 12, 13 einen Staurand 15 aufweist, der ebenfalls dazu dient, den Durchmesser zu verringern.

Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Bei geöffnetem Ventil 20 rie­ selt das Strahlmittel aus dem Rohr 6 in den Schenkel 11 des T-Stücks 10, gegebenenfalls unterstützt von einer Rütteleinrichtung. Die aus der Druck­ luftleitung 9' in Richtung der Pfeiles einströmende Luft wird im Bereich der Einschnürung 14 bzw. des Staurandes 15 beschleunigt. Dadurch wird gemäß dem Bernoulli'schen Gesetz ein Unterdruck erzeugt und das einrieselnde Strahlmittel in Richtung der Pfeile mitgerissen, so daß von oben weitere Körner nachrieseln können, ohne sich im Schenkel 11 des T-Stücks 10 zu stauen.

Der maximale Füllgrad des Strahlmittelkessels 2 hängt somit nur von Art und Zustand des Strahlmittels ab, beispielsweise von der Rieselfähigkeit. Zusätzliche Fördereiirrichtungen wie Druckbeaufschlagung des Kessels sind nicht notwendig.

Vorteilhafterweise ist an das andere Ende der Förderleitung 7 ein Strahlap­ parat, beispielsweise eine Strahlpistole, mit rotierender Strahldüse ange­ schlossen. Ein solcher Strahlapparat ist bereits in der DE 44 04 954 C2 be­ schrieben, die hiermit voll in die Offenbarung einbezogen wird. In Fig. 6 ist ein derartiger Strahlapparat 50 schematisch dargestellt (vgl. Fig. 1). Er be­ steht im wesentlichen aus einem Gehäuse 51, das eine Turbine 52 und einen Rotor 57 umschließt. Die Turbine 52 weist einen mit Spiralnuten 54 bzw. schraubenförmigen Nuten versehenen Läufer 53 auf und ist über eine Luft­ kanalbohrung 55 mit einem Druckluftanschluß 56 ausgestattet (vgl. DE 195 39 512 A1 desselben Anmelders). An den Druckluftanschluß 56 wird die Druckluftleitung 9'' angeschlossen (Fig. 1). Im Bereich 57 hinter der Tur­ bine 52 befinden sich die Lagerung für den Rotor 58 und Dichtungselemen­ te, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Auf dem Rotor 58 sitzt eine Strahldüse 59 mit einer bezüglich zur Längsachse des Rotors 58 asym­ metrisch ausgebildeten Düsenöffnung 60. Ein Zufuhrkanal 61 erstreckt sich mittig über die gesamte Länge des Strahlapparats 50. Ein Ende 62 mündet in die Strahldüse 61. Das andere Ende 63 erstreckt sich durch den Bereich 57 des Strahlapparats 50 und endet in einem Förderanschluß 64, an den die För­ derleitung 7 angeschlossen wird (Fig. 1).

Im Betrieb strömt das zugeführte Strahlmittel durch den Zuführkanal 61 und tritt in einem Strahl aus, dessen genaue Geometrie von der Form der Dü­ senöffnung 60 abhängt. Gleichzeitig strömt Druckluft auf die Spiralnuten 54 des Läufers 53 der Turbine 52. Dadurch wird die Turbine 54 und damit der Rotor 58 in eine schnelle Drehung versetzt, wobei der Rotor 58 die Strahl­ düse 59 mitnimmt. Der aus der Düsenöffnung 60 austretenden Strahl rotiert somit um die Längsachse des Strahlapparats 50. Der resultierende Strahl ist in Fig. 6 gestrichelt angedeutet.

Zur Förderdruckregelung dient ein hier nicht dargestellter schneller, pneu­ matischer Präzisionsdruckregler mit integriertem Drucksensor. Der Öff­ nungsgrad dieses Reglers bestimmt mit der Öffnungsstufe des Dosierventils den Durchfluß und die Geschwindigkeit des Strahlmittels. Zur Turbinen­ druckregelung wird ein weitere derartiger Druckregler eingesetzt. Der Öff­ nungsgrad dieses weiteren Reglers bestimmt die Rotationsgeschwindigkeit, mit der das Strahlmittel auf die zu bearbeitende Fläche rotierend aufgebracht wird.

Abschließend soll anhand der Fig. 1 und 7 noch auf die Steuerung des erfindungsgemäßen Druckstrahlgeräts 1 eingegangen werden.

Das Druckstrahlgerät 1 weist eine elektronische Steuerung auf, die sowohl für stationäre als auch für bewegliche Geräte geeignet ist. Kernstück ist ein Steuergerät 70, das die Steuerelektronik enthält. Am Strahlapparat 50, vor­ zugsweise am Griff, ist ein Infrarot-Datenempfänger 17 angebracht. Dieser Datenempfänger 17 ist über eine oder mehrere Steuerleitungen mit dem Steuergerät verbunden. Die Steuerleitungen werden an einer Anschlußstelle 16 angeschlossen. Der Datenempfänger 17 kann Daten von einer Infrarot- Fernbedienung empfangen, diese aufbereiten und über die Steuerleitung an das Steuergerät senden. Über die Fernbedienung erfolgt die Einstellung der Betriebsparameter des Druckstrahlgeräts 1. Das Steuergerät und/oder die Fernbedienung weisen ein Display zur Anzeige der eingestellten Betriebspa­ rameter auf. Optional können Daten und Einstellung der Steuerung mittels sektionalen Datenverkehr zur Fernbedienung übermittelt werden, so daß an der Fernbedienung Arbeitsparameter abgelesen werden können.

Vorteilhafterweise ist in der Steuerelektronik eine Kodierung vorgesehen, so daß mit einer Fernbedienung nur ein Steuergerät angesprochen werden kann. Auf diese Weise können mehrere Druckstrahlgeräte nebeneinander betrieben werden.

In der Fig. 7 ist die Regelung der Betriebsparameter beim Einschalt- und Ausschaltvorgang dargestellt. Dabei bedeuten:
D_F: Förderdruck (Förderung des Strahlmittels in der Förderleitung 7)
D_T: Turbinendruck (Rotation der Strahldüse 60 des Strahlapparats 50)
D_V Ventildruck (Öffnen des Dosierventils 20)
W: Wartezeit

Die Einstellung aller drei Parameter erfolgt über die Fernbedienung, d. h. an dem Ort, an dem der Benutzer das Druckstrahlgerät einsetzen will. Es ist nicht wie bisher nötig, einen oder mehrere Parameter direkt am Strahlmittel­ kessel einzustellen. Der Benutzer stellt die gewünschten Werte für den För­ derdruck D_F, den Turbinendruck D_T und den Ventildruck D_V ein und schal­ tet das Gerät ein. Diese Werte können über die Fernbedienung neu gewählt werden. Es können aber auch aus dem Speicher der Steuerelektronik vorein­ gestellte Werte abgerufen werden, die sich beispielsweise bereits vorher als besonders vorteilhaft erwiesen haben.

Sobald das Druckstrahlgerät 1 eingeschaltet wird, wird zuerst der Förder­ druck D_F aufgebaut. Kurz danach oder gleichzeitig wird der Turbinendruck D_T aufgebaut. Während der Druck aufgebaut wird, bleibt das Dosierventil 20 geschlossen, d. h. es kann kein Strahlmittel in das T-Stück 10 oder die Förderleitung 7 eindringen. Erst wenn sowohl der Förderdruck D_F als auch der Turbinendruck D_T ihre Sollwerte erreicht haben, wird der Ventildruck D_V auf den vorbestimmten Wert aufgebaut und so das Dosierventil exakt um den gewünschten Betrag geöffnet. Jetzt erst wird das Strahlmittel in die För­ derleitung 7 transportiert und vom Förderdruck D_F zum Strahlgerät 50 ge­ fördert, wo es durch die Turbine 52 beschleunigt und durch die Strahldüse 60 rotierend an die zu bearbeitende Oberfläche gebracht wird.

Das bedeutet, daß das Strahlmittel erst dann freigegeben wird, wenn sämtli­ che anderen Betriebsparameter ihren Sollwert erreicht haben. Das Strahlmit­ tel tritt also in der gewünschten Menge mit dem gewünschten Druck und der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit aus. Ein unkontrolliertes Austreten größerer Mengen, die sich in der Förderleitung angestaut haben, wird ver­ mieden.

Von nun an läuft das Druckstrahlgerät 1 im geregelten Strahlbetrieb. Wäh­ rend des Betriebs des Druckstrahlgeräts 1 können die Betriebsparameter über die Fernbedienung kontinuierlich verändert werden, ohne daß der Be­ nutzer seinen Arbeitsplatz verlassen muß. Die zuletzt eingestellten Parame­ ter werden dabei automatisch gespeichert. Andere, ältere Parameter können selbstverständlich auch gespeichert werden. Die gespeicherten Daten wer­ den beim Wiedereinschalten des Druckstrahlgeräts 1 abgerufen und wieder verwendet.

Beim Abschalten wird der oben beschriebene Vorgang in genau umgekehr­ ter Reihenfolge wiederholt. Wenn der Benutzer das Druckstrahlgerät aus­ schaltet, wird zuerst der Ventildruck D_V abgebaut und das Dosierventil 20 möglichst schnell geschlossen. Der Turbinendruck D_T und der Förderdruck D_F verbleiben während einer Wartezeit W auf ihren Sollwerten. Dadurch werden das T-Stück 10, die Förderleitung 7 und der Strahlapparat 50 von Strahlmittelresten gereinigt und über den Strahlapparat 50 nach außen beför­ dert. Erst danach werden der Turbinendruck D_T und der Förderdruck D_F gleichzeitig oder kurz nacheinander abgebaut.

Mit dieser Steuerung wird also sichergestellt, daß es im Rohr 6, im Dosier­ ventil 20, im T-Stück 10 oder in der Förderleitung 7 nicht zu einem Strahl­ mittelstau kommt.

Mit dem erfindungsgemäßen Druckstrahlgerät läßt sich, insbesondere beim Einsatz der elektronischen Regelung, das Strahlverhalten so einstellen, daß auch feinste Materialien bearbeitet werden können. Außerdem sind die bei der elektronischen Regelung eingestellten Werte ablesbar bzw. speicherbar und somit jederzeit reproduzierbar.

Claims (31)

1. Dosierventil (20), insbesondere für ein Druckstrahlgerät (1), mit einem Ventilgehäuse (21), einer Durchgangsbohrung (24) und einer Membran (26), die mit einem im Ventilgehäuse (21) in einer Öffnungsrichtung (B) und einer Verschließrichtung (A) verschiebbaren Vorrichtung (22) verschiebbar ist, um die Durchgangsbohrung (24) freizugeben bzw. ab­ zudichten und so das Dosierventil (20) zu öffnen und zu schließen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) mit einem in Ver­ schließrichtung (A) druckbeaufschlagten Regelelement (34) verbunden ist, wobei das Regelelement (34) in Öffnungsrichtung (B) geregelt ver­ schiebbar ist, um die Durchgangsbohrung (24) freizugeben und so das Dosierventil (20) zu öffnen.

2. Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rege­ lelement (34) ein in einem Stellzylinder (32) bewegbarer Kolben (35) ist.

3. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Regelelement bzw. der Stellzylinder (32) an der Rückseite (21'') des Ventilgehäuses (21) angeordnet ist.

4. Dosierventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) über ein Zwischenstuck (31) mit der Kolbenstange (35) des Kolbens (34) verbunden ist.

5. Dosierventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwi­ schenstück (31) im Durchmesser verjüngt ist.

6. Dosierventil nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein das Zwischenstück (31) aufnehmendes Übertragungs­ teil (36) vorgesehen ist, welches sich durch das Ventilgehäuse (21) er­ streckt.

7. Dosierventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Über­ tragungsteil (36) außerhalb des Ventilgehäuses auf einer von einem Weggeber (42) ausgehenden Gewindestange (41) befestigt ist.

8. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Sicherheitsorgan (38) zum schnellen Verschlie­ ßen der Durchgangsbohrung (24) bei Druckverlust vorgesehen ist.

9. Dosierventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Si­ cherheitsorgan eine Feder (38) ist.

10. Dosierventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsorgan bzw. die Feder (38) das Zwischenstück (31) gegen die Rückseite (30) der Vorrichtung (22) preßt.

11. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (24) in einem an der Stirn­ seite (21') des Ventilgehäuses (21) angeordneten Ventilboden (23) an­ gebracht ist.

12. Dosierventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (26) zwischen dem Ventilboden (23) und der Stirnseite (21') des Ventilgehäuses (21) eingespannt ist.

13. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membran einen sphärisch vorspringenden Wulst (28) aufweist.

14. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilboden (23) eine die Durchgangsbohrung (24) mittig anschneidende Konusöffnung (25) aufweist, deren Durch­ messer in allen parallel zur Durchgangsbohrung (24) verlaufenden Schnittebenen größer als der Durchmesser der Durchgangsbohrung (24) ist.

15. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) ein über einen Positionierbol­ zen mit der Membran (26) verbundener Ventilkonus ist.

16. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Regelelement (34) elektronisch steuerbar ist.

17. Druckstrahlgerät (1), mit einem Strahlmittelkessel (2), einem Kompres­ sor (8), mindestens einer Druckluftleitung (9, 9', 9''), einem Strahlap­ parat (50) und einer den Strahlmittelkessel (2) und den Strahlapparat (50) verbindenden Förderleitung (7), in welche eine Druckluftleitung (9') mündet, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen dem Strahlmit­ telkessel (2) und der Förderleitung (7) ein Dosiergerät (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist.

18. Druckstrahlgerät (1), insbesondere nach Anspruch 17, mit einem Strahlmittelkessel (2), einem Kompressor (8), mindestens einer Druckluftleitung (9, 9', 9''), einem Strahlapparat (50) und einer den Strahlmittelkessel (2) und den Strahlapparat (50) verbindenden Förder­ leitung (7), in welche eine Druckluftleitung (9') mündet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es einen drucklosen Strahlmittelkessel (2) sowie ei­ nen Anschluß (10) mit mindestens teilweise reduziertem Durchmesser aufweist.

19. Druckstrahlgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (10) ein T-Stück ist, an welches der Strahlmittelkessel (2), die Druckluftleitung (9) und die Förderleitung (7) angeschlossen sind.

20. Druckstrahlgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das T-Stück (10) und/oder die Druckluftleitung (9') eine Einschnürung (13) aufweist.

21. Druckstrahlgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das T-Stück (10) und/oder die Druckluftleitung (9') einen Staurand (14) aufweist.

22. Druckstrahlgerät nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlmittelkessel (2) und/oder die Förderleitung (7) eine Rütteleinrichtung aufweist.

23. Druckstrahlgerät nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es einen Strahlapparat (50) mit drehbarer Strahldüse (60) aufweist.

24. Druckstrahlgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlapparat (50) eine Turbine (52) aufweist, mittels derer die Strahl­ düse (60) drehbar ist.

25. Druckstrahlgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (52) mit Druckluft beaufschlagbar ist.

26. Druckstrahlgerät nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es eine elektronische Steuerung aufweist.

27. Druckstrahlgerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung über eine Fernbedienung bedienbar ist.

28. Verfahren zum Betrieb eines Druckstrahlgerätes nach einem der An­ sprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Inbetriebnah­ me des Druckstrahlgeräts (1) das Dosierventil (20) erst dann geöffnet wird, wenn alle anderen regelbaren Betriebsparameter ihren Sollwert erreicht haben und/oder daß bei der Abschaltung des Druckstrahlgeräts (1) das Dosierventil (20) zuerst vollständig geschlossen wird und erst dann alle anderen Betriebsparameter heruntergefahren werden.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß als die an­ deren regelbaren Betriebsparameter mindestens der Förderdruck zur Förderung des Strahlmittels und gegebenenfalls der Turbinendruck zum Betrieb des Strahlapparats (50) geregelt werden.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schließen des Dosierventils (20) während einer Wartezeit (W) mindestens der Förderdruck und gegebenenfalls der Turbinen­ druck auf ihrem Sollwert gehalten werden.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeich­ net, daß die Betriebsparameter gespeichert und bei der Inbetriebnahme aufgerufen und wieder eingestellt werden.