DE202013006953U1

DE202013006953U1 - Application nozzle for a blasting gun for applying dry ice

Info

Publication number: DE202013006953U1
Application number: DE202013006953U
Authority: DE
Original assignee: Dis Drylce Systems & Co KG GmbH
Current assignee: Dis Drylce Systems & Co KG GmbH
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2013-08-26
Anticipated expiration: 2023-08-02

Abstract

Applikationsdüse für eine Strahlpistole (18) zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung, umfassend – eine Wandung (12), die einen vom Trockeneis durchströmbaren Hohlraum (14) umschließt, – eine die Wandung (12) durchlaufende Eingangsöffnung (20) zum Zuführen des Trockeneises in den Hohlraum (14), – im Bereich der Eingangsöffnung (20) angeordnete Verbindungsmittel (16) zum Verbinden der Applikationsdüse (10) mit der Strahlpistole (18), – eine die Wandung (12) durchlaufende Ausgangsöffnung (22) zum Abgeben des in den Hohlraum (14) zugeführten Trockeneises, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (12) Carbonfasern umfasst oder aus Carbonfasern besteht.Application nozzle for a blasting gun (18) for applying dry ice for surface treatment, comprising - a wall (12) enclosing a dry ice permeable cavity (14), - an inlet opening (20) passing through the wall (12) for feeding the dry ice into the cavity (14), - in the region of the inlet opening (20) arranged connecting means (16) for connecting the application nozzle (10) with the blasting gun (18), - the wall (12) passing through the outlet opening (22) for discharging the in the Cavity (14) supplied dry ice, characterized in that the wall (12) comprises carbon fibers or consists of carbon fibers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Applikationsdüse für eine Strahlpistole zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung, umfassend eine Wandung, die einen vom Trockeneis durchströmbaren Hohlraum umschließt, eine die Wandung durchlaufende Eingangsöffnung zum Zuführen des Trockeneises in den Hohlraum, im Bereich der Eingangsöffnung angeordnete Verbindungsmittel zum Verbinden der Applikationsdüse mit der Strahlpistole, eine die Wandung durchlaufende Ausgangsöffnung zum Abgeben des in den Hohlraum zugeführten Trockeneises.The present invention relates to an application nozzle for a blasting gun for applying dry ice for surface treatment, comprising a wall enclosing a dry-ice permeable cavity, an inlet opening running through the wall for feeding the dry ice into the cavity, connecting means arranged in the region of the inlet opening for connecting the Application nozzle with the blasting gun, an outlet opening passing through the wall for discharging the dry ice fed into the cavity.

Bei der Oberflächenbehandlung eines Gegenstands mit Trockeneis wird ein Trockeneisstrahl erzeugt, bei dem Trockeneispellets mittels Druckluft auf eine Geschwindigkeit von ca. 300 m/sec beschleunigt und auf die zu reinigende Oberfläche des Gegenstands gerichtet werden, wo sie einen punktuellen Thermoschock erzeugen. Die Trockeneispellets haben idealerweise einen Durchmesser von ca. 1,5 bis 3 mm und eine Temperatur von ca. –79°C. Die zu entfernende Verunreinigung auf der Oberfläche des zu reinigenden Gegenstands zieht sich beim Aufprall der Trockeneispellets auf die Oberfläche zusammen, und die nachfolgenden Trockeneispellets bringen mit ihrer kinetischen Energie die Verunreinigung zum Abplatzen. Die Pellets sublimieren beim Aufprall sofort und lassen eine trockene Oberfläche ohne Reinigungs- oder Strahlmittelrückstände zurück, was ein großer Vorteil dieses Verfahrens beispielsweise gegenüber Sandstrahlen ist. Einzig die von der Oberfläche gelösten Verunreinigungen müssen entfernt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass beim Trockeneisstrahlen keinerlei gesundheitsgefährdende Chemikalien oder Lösungsmittel eingesetzt werden müssen. Der Benutzer ist daher während des Reinigens keinen schädigenden Dämpfen o. ä. ausgesetzt. Auch fallen keine Entsorgungskosten für derartige Chemikalien oder Lösungsmittel an.In the surface treatment of an item with dry ice, a dry ice jet is produced in which dry ice pellets are accelerated by compressed air to a speed of about 300 m / sec and directed to the surface of the object to be cleaned, where they produce a punctual thermal shock. The dry ice pellets ideally have a diameter of about 1.5 to 3 mm and a temperature of about -79 ° C. The contaminant to be removed on the surface of the object to be cleaned contracts upon impact of the dry ice pellets on the surface, and the subsequent dry ice pellets, with their kinetic energy, cause the contaminant to chip off. The pellets immediately sublime upon impact and leave a dry surface without any residue of cleaning or blasting material, which is a great advantage of this process, for example, to sandblasting. Only the impurities removed from the surface must be removed. Another advantage is that when dry ice blasting no hazardous chemicals or solvents must be used. The user is therefore exposed during cleaning no harmful fumes o. Ä. There are also no disposal costs for such chemicals or solvents.

Eine Vorrichtung zum Oberflächenbehandeln eines Gegenstands mit Trockeneis ist beispielsweise in der EP 0 786 311 offenbart, die eine Strahlpistole mit einer Applikationsdüse aufweist, mit welcher der Volumen- oder Massestrom des die Strahlpistole und die Applikationsdüse durchströmenden Trockeneises regelbar ist.An apparatus for surface treating an article with dry ice is exemplified in U.S. Patent Nos. 4,199,874 EP 0 786 311 discloses which comprises a blasting gun with an application nozzle, with which the volume or mass flow of the dry ice flowing through the blasting gun and the application nozzle can be regulated.

Nachteilig bei derartigen Strahlpistolen und Applikationsdüsen ist, dass sie ein hohes Gewicht aufweisen, so dass der Trockeneisstrahl vom Benutzer schwer zu lenken ist und es schnell zur Ermüdung des Benutzers kommt. Weiterhin ist der Wirkungsgrad der bekannten Applikationsdüsen und Strahlpistolen gering, so dass eine relativ hohe Energie aufgebracht werden muss, um die Trockeneispellets auf die benötigte Geschwindigkeit zu beschleunigen. Ferner ist die Geräuschentwicklung bei bekannten Applikationsdüsen und Strahlpistolen relativ hoch.A disadvantage of such blasting guns and application nozzles is that they have a high weight, so that the dry ice jet is difficult to steer by the user and it comes quickly to the fatigue of the user. Furthermore, the efficiency of the known application nozzles and blasting guns is low, so that a relatively high energy must be applied to accelerate the dry ice pellets to the required speed. Furthermore, the noise in known application nozzles and blasting guns is relatively high.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den beschriebenen Nachteilen von bekannten Applikationsdüsen und Strahlpistolen zu begegnen und eine Applikationsdüse und eine Strahlpistole anzugeben, die ein reduziertes Gewicht und einen höheren Wirkungsgrad aufweist und weniger Geräusch entwickelt.Object of the present invention is therefore to address the disadvantages of known application nozzles and blasting guns described and to provide an application nozzle and a blasting gun, which has a reduced weight and a higher efficiency and less noise developed.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 11 bis 13. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.The object is achieved by a device having the features of claims 1 and 11 to 13. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the respective subclaims.

Dadurch, dass die Wandung der erfindungsgemäßen Applikationsdüse Carbonfasern umfasst oder aus Carbonfasern besteht, kann das Gewicht der Applikationsdüse im Vergleich zu bekannten Applikationsdüsen deutlich reduziert werden. Hierdurch wird die Belastung des Benutzers reduziert, so dass dieser weniger schnell ermüdet und so den Trockeneisstrahl über eine längere Zeit gezielter auf die zu behandelnde Oberfläche richten kann, wodurch der Reinigungsprozess beschleunigt und effektiver gestaltet wird. Ferner ist es möglich, die Applikationsdüse länger auszuführen, was einerseits dem Benutzer die Möglichkeit gibt, die Ausgangsöffnung näher an die zu behandelnde Oberfläche zu bringen und damit die Trockeneispellets mit einer sehr hohen kinetischen Energie auf die Oberfläche auftreffen zu lassen, wodurch der Reinigungseffekt erhöht werden kann, ohne dass der Benutzer selbst dem Trockeneisstrahl zu nahe kommt. Andererseits wird der Trockeneisstrahl länger geführt und verlässt die Ausgangsöffnung auf einer klarer definierten Bahn als es bei kürzeren Applikationsdüsen der Fall ist, so dass die Oberfläche mit weniger Streuverlusten behandelt werden kann.Because the wall of the application nozzle according to the invention comprises carbon fibers or consists of carbon fibers, the weight of the application nozzle can be significantly reduced in comparison to known application nozzles. As a result, the burden of the user is reduced, so that it less fatigued and can direct the dry ice jet over a longer time more targeted to the surface to be treated, whereby the cleaning process is accelerated and made more effective. Furthermore, it is possible to make the application nozzle longer, which on the one hand gives the user the opportunity to bring the exit opening closer to the surface to be treated and thus allow the dry ice pellets to impinge on the surface with a very high kinetic energy, thereby increasing the cleaning effect can, without the user even comes too close to the dry ice jet. On the other hand, the dry ice jet is guided longer and leaves the exit opening on a more clearly defined path than is the case with shorter application nozzles, so that the surface can be treated with less scattering losses.

Vorzugsweise weist der Hohlraum der erfindungsgemäßen Applikationsdüse einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt in Strömungsrichtung des Trockeneises gesehen stromaufwärts des zweiten Abschnitts angeordnet ist und der zweite Abschnitt einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Querschnitt aufweist. Mithilfe des sich erweiternden Querschnitts erweitert sich auch der Trockeneisstrahl, so dass der vom Trockeneisstrahl erfasste Bereich der zu bearbeitenden Oberfläche auf das gewünschte Maß vergrößert wird, wodurch die Oberflächenbehandlung beschleunigt und effizienter gestaltet werden kann.The cavity of the application nozzle according to the invention preferably has a first section and a second section, wherein the first section is arranged upstream of the second section in the direction of flow of the dry ice and the second section has a cross-sectional widening in the flow direction. The expanding cross section also expands the dry ice jet to increase the dry ice jet area of the surface to be machined to the desired level, which can accelerate surface treatment and make it more efficient.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erste Abschnitt einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Querschnitt auf. Durch die Kombination des sich verjüngenden Querschnitts des ersten Abschnitts mit dem sich erweiternden Querschnitt des zweiten Abschnitts kann die Form der Applikationsdüse der Form einer Laval-Düse angenähert werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Trockeneisstrahl den ersten Abschnitt mit Unterschallgeschwindigkeit durchströmt und durch die Querschnittsverengung bis zum Eintritt in den zweiten Abschnitt auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird. Im zweiten Abschnitt wird der Trockeneisstrahl durch die Querschnittserweiterung auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Dabei nehmen Druck und Temperatur des Trockeneisstrahls ab. Hierdurch kann der Trockeneisstrahl auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt werden, ohne dass dem Trockeneisstrahl zusätzliche Energie zugeführt werden müsste. Die erhöhte kinetische Energie des Trockeneisstrahls verbessert die Effizienz des Behandlungsschritts der Oberfläche.In a preferred embodiment, the first section has a cross-section that tapers in the direction of flow. By combining the tapered cross section of the first Section with the widening cross section of the second section, the shape of the application nozzle of the shape of a Laval nozzle can be approximated. It is assumed that the dry ice jet flows through the first section at subsonic speed and is accelerated to the speed of sound by the cross-sectional constriction until it enters the second section. In the second section, the dry ice jet is accelerated to supersonic speed by the cross-sectional widening. The pressure and temperature of the dry ice jet decrease. In this way, the dry ice jet can be accelerated to supersonic speed, without the dry ice jet additional energy would have to be supplied. The increased kinetic energy of the dry ice jet improves the efficiency of the surface treatment step.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der zweite Abschnitt einen im Wesentlichen ovalen, ellipsoiden oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Allen Querschnittsformen ist gemein, dass sie sich entlang einer ersten Achse stärker erstrecken als entlang einer senkrecht zur ersten Achse verlaufenden zweiten Achse. Hierdurch kann die Applikationsdüse als eine Flachdüse ausgeführt werden, wodurch sich der Querschnitt des Trockeneisstrahls ebenfalls entlang der ersten Achse stärker erstreckt als entlang der zweiten Achse. Ein derart ausgebildeter Trockeneisstrahl unterstützt den Benutzer bei der Behandlung der Oberfläche, da der Trockeneisstrahl im Vergleich zu einem Trockeneisstrahl mit kreisförmigem Querschnitt nun eine Arbeitsrichtung vorgibt, der der Benutzer intuitiv folgt, nämlich senkrecht zur Achse mit der stärkeren Erstreckung. Ferner wird mit einer Bewegung der Applikationsdüse senkrecht zur Achse mit der stärkeren Erstreckung im Vergleich zu einem Trockeneisstrahl mit kreisförmigem Querschnitt und gleichem Flächeninhalt eine größere Fläche der zu behandelnden Oberfläche behandelt, so dass die Behandlung der Oberfläche innerhalb einer kürzeren Zeit abgeschlossen werden kann.Moreover, it has proved to be advantageous if the second section has a substantially oval, ellipsoidal or rectangular cross-section. Common to all cross-sectional shapes is that they extend more strongly along a first axis than along a second axis perpendicular to the first axis. As a result, the application nozzle can be designed as a flat nozzle, as a result of which the cross section of the dry ice jet also extends more along the first axis than along the second axis. Such a trained dry ice jet assists the user in the treatment of the surface, since the dry ice jet compared to a dry ice jet with circular cross section now specifies a working direction, the user intuitively follows, namely perpendicular to the axis with the greater extent. Further, with a movement of the application nozzle perpendicular to the axis having the greater extent as compared with a dry ice jet having a circular cross section and the same area, a larger area of the surface to be treated is treated, so that the treatment of the surface can be completed within a shorter time.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erste Abschnitt im Bereich der Eingangsöffnung einen kreisförmigen Querschnitt auf und geht in Strömungsrichtung in die Form des Querschnitts des zweiten Abschnitts über. Hierdurch wird eine laminare Strömung des Trockeneisstrahls begünstigt, und es werden Verdichtungsstöße beim Übergang von der Unterschall- in die Überschallgeschwindigkeit verringert, so dass die Schallemission der erfindungsgemäßen Applikationsdüse verringert wird. Ferner wird der Wirkungsgrad der Applikationsdüse durch die Vermeidung von turbulenten Strömungen verbessert.In a preferred embodiment, the first section has a circular cross section in the region of the inlet opening and merges in the flow direction into the shape of the cross section of the second section. As a result, a laminar flow of the dry ice jet is promoted, and it compression shocks are reduced in the transition from the subsonic to the supersonic velocity, so that the noise emission of the application nozzle according to the invention is reduced. Furthermore, the efficiency of the application nozzle is improved by avoiding turbulent flows.

Darüber hinaus weist der zweite Abschnitt im Bereich der Ausgangsöffnung einen Umlenkabschnitt mit konstantem Querschnitt zum Umlenken der Strömung des Trockeneises auf. Durch den Umlenkabschnitt mit konstantem Querschnitt wird die Strömung des Trockeneisstrahls bzw. des Trockeneises vor Austritt aus der Applikationsdüse so umgelenkt, dass sie im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Applikationsdüse verläuft. Ohne den Umlenkabschnitt würde sich das Trockeneis nach Verlassen der Applikationsdüse innerhalb eines Kegels bewegen, wodurch die Trockeneispartikel auf eine relativ große Fläche verteilt auf die zu behandelnde Oberfläche auftreffen würden, wobei die Fläche mit zunehmendem Abstand der Ausgangsöffnung von der zu behandelnden Oberfläche zunehmen würde. Mithilfe des Umlenkabschnitts wird die Fläche im Vergleich zu einer Applikationsdüse ohne Umlenkabschnitt auf das gewünschte Maß verkleinert, so dass die Anzahl der auf die zu behandelnde Oberfläche auftreffenden Trockeneispellets pro Flächeneinheit zunimmt und die Abhängigkeit der Größe der Fläche vom Abstand der Ausgangsöffnung von der zu behandelnden Oberfläche reduziert wird. Hierdurch wird die Behandlungsintensität gesteigert, so dass die Oberfläche effizienter behandelt werden kann.In addition, the second section in the region of the outlet opening has a deflection section with a constant cross section for deflecting the flow of dry ice. By the deflection section with a constant cross-section, the flow of dry ice jet or dry ice is deflected before exiting the application nozzle so that it runs substantially parallel to the longitudinal axis of the application nozzle. Without the diverting section, the dry ice would move within a cone after leaving the application nozzle, whereby the dry ice particles would impinge on the surface to be treated spread over a relatively large area, which area would increase with increasing distance of the exit opening from the surface to be treated. By means of the deflecting section, the surface is reduced to the desired dimension in comparison with an application nozzle without deflecting section, so that the number of dry ice pellets impinging on the surface to be treated increases per unit area and the dependence of the size of the surface on the distance of the outlet opening from the surface to be treated is reduced. As a result, the treatment intensity is increased, so that the surface can be treated more efficiently.

In einer Fortbildung der erfindungsgemäßen Applikationsdüse weist die Wandung im Bereich der Ausgangsöffnung einen Aufsteckabschnitt auf, auf den ein Schutzstück aufsteckbar ist. Im Betrieb der Applikationsdüse kommt es häufig vor, dass die Applikationsdüse beispielsweise gegen den zu behandelnden Gegenstand oder gegen andere Gegenstände in der Umgebung anschlägt. Hierdurch kann die Form der Ausgangsöffnung verändert werden, so dass der Trockeneisstrahl die Applikationsdüse nicht mehr mit den gewünschten Eigenschaften verlässt. Das Schutzstück fängt die Belastungen auf und kann ausgetauscht werden, wenn es sich selbst zu sehr verformt hat. Die Form der Ausgangsöffnung bleibt somit erhalten, so dass die Lebensdauer der Applikationsdüse erhöht wird.In a further development of the application nozzle according to the invention, the wall in the region of the outlet opening on a Aufsteckabschnitt, on which a protective piece can be plugged. During operation of the application nozzle, it often happens that the application nozzle strikes, for example, against the object to be treated or against other objects in the environment. As a result, the shape of the outlet opening can be changed, so that the dry ice jet no longer leaves the application nozzle with the desired properties. The protective piece catches the loads and can be replaced if it has deformed itself too much. The shape of the outlet opening is thus retained, so that the life of the application nozzle is increased.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandung entlang der Strömungsrichtung in eine erste und eine zweite Hälfte teilbar. In dieser Ausführungsform ist es möglich, die Applikationsdüse aus zwei identischen oder weitgehend identischen Hälften zu fertigen, was den Formgebungsprozess vereinfacht, da die Hälften keinen geschlossenen Hohlraum bilden. Weiterhin kann die Applikationsdüse besser gereinigt werden, da sie bei Bedarf zerlegt werden kann und so die inneren Oberflächen der Hälften besser zugänglich sind als in einer einstückigen Applikationsdüse. Die bessere Zugänglichkeit macht sich auch dann vorteilhaft bemerkbar, wenn die inneren Oberflächen nachbehandelt werden sollen, beispielsweise dann, wenn eine Beschichtung aufgebracht oder Fehlstellen ausgebessert werden sollen. Dabei können die beiden Hälften ebenfalls den Aufsteckabschnitt bilden, so dass das Schutzstück gleichzeitig auch als Verbindungs- und Fixiermittel dient. In einer alternativen Ausführungsform ist die Wandung einstückig ausgeführt. Hierdurch entfällt der Schritt des Verbindens von zwei Hälften der Wandung. Ferner wird zur Formgebung nur eine Bauteilform pro Applikationsdüse benötigt, so dass der Herstellungsprozess beschleunigt wird. Darüber hinaus wird die Stabilität der Applikationsdüse im Vergleich zu einer zweistückigen Ausführungsform erhöht, da der Kraftfluss innerhalb der Wandung nicht unterbrochen wird.In a preferred embodiment, the wall is divisible into a first and a second half along the flow direction. In this embodiment, it is possible to manufacture the application nozzle from two identical or substantially identical halves, which simplifies the molding process, since the halves do not form a closed cavity. Furthermore, the application nozzle can be cleaned better because it can be disassembled if necessary and so the inner surfaces of the halves are more accessible than in a one-piece application nozzle. The better accessibility is also noticeable advantageous if the inner surfaces are to be aftertreated, for example, when a coating applied or defects are repaired should. In this case, the two halves can also form the slip-on section, so that the protective piece simultaneously serves as a connecting and fixing means. In an alternative embodiment, the wall is made in one piece. This eliminates the step of connecting two halves of the wall. Furthermore, only one component shape per application nozzle is required for shaping, so that the manufacturing process is accelerated. In addition, the stability of the application nozzle is increased compared to a two-piece embodiment, since the flow of force within the wall is not interrupted.

Vorzugsweise weist die Wandung auf der zum Hohlraum hinweisenden Oberfläche eine Beschichtung auf. Die Beschichtung kann beispielsweise als Gel-Coat oder als Harzbeschichtung ausgestaltet sein. Die Beschichtung kann so gewählt werden, dass sie besonders gut für die Bedingungen, die beim Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung auftreten, geeignet ist und somit die Wandung schützt. Hierdurch kann die Lebensdauer der Applikationsdüse verlängert werden. Ferner kann die Beschichtung so gewählt werden, dass Verschmutzungen verringert und Reinigungsintervalle verlängert werden können, wodurch die Betriebskosten der Applikationsdüse verringert werden. Zudem kann die Oberfläche besonders glatt ausgeführt werden, so dass die Strömung des Trockeneises durch die Applikationsdüse kaum gestört wird. Infolgedessen werden Verwirbelungen vermieden, und es kann sich eine laminare Strömung ausbilden. Darüber hinaus wirkt die Beschichtung als Trennmittel beim Lösen der Wandung von den Formwerkzeugen, wodurch das Risiko von Beschädigungen verringert wird.The wall preferably has a coating on the surface facing the cavity. The coating can be configured, for example, as a gel coat or as a resin coating. The coating can be selected to be particularly well suited to the conditions encountered in applying dry ice to the surface treatment, thus protecting the wall. This can extend the life of the application nozzle. Further, the coating can be selected to reduce soiling and extend cleaning intervals, thereby reducing the cost of operating the application nozzle. In addition, the surface can be made very smooth, so that the flow of dry ice is hardly disturbed by the application nozzle. As a result, turbulence is avoided and a laminar flow can form. In addition, the coating acts as a release agent when loosening the wall of the molds, whereby the risk of damage is reduced.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Strahlpistole zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung, wobei das Trockeneis von einer Trockeneisbereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird, wobei die Strahlpistole eine Applikationsdüse nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie Anschlussmittel zum Anschließen der Strahlpistole an die Trockeneisbereitstellungseinrichtung umfasst. Die Vorteile und technischen Effekte, die sich mit der erfindungsgemäßen Strahlpistole erzielen lassen, entsprechen denjenigen, die für die Applikationsdüse beschrieben worden sind.A further aspect of the invention relates to a blasting gun for applying dry ice for surface treatment, wherein the dry ice is provided by a dry ice providing device, wherein the blasting gun comprises an application nozzle according to one of the previously described embodiments and connecting means for connecting the blasting gun to the dry ice providing device. The advantages and technical effects that can be achieved with the blasting gun according to the invention, correspond to those which have been described for the application nozzle.

Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung, umfassend eine Trockeneisbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Trockeneis, eine an die Trockeneisbereitstellungseinrichtung anschließbare Strahlpistole zum Applizieren des Trockeneises, und eine mit der Strahlpistole verbindbare Applikationsdüse nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Die Vorteile und technischen Effekte, die sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielen lassen, entsprechen denjenigen, die für die Applikationsdüse beschrieben worden sind.An additional aspect of the invention relates to a device for applying dry ice for surface treatment, comprising a dry ice supply device for providing dry ice, a blasting gun which can be connected to the dry ice supply device for applying the dry ice, and an application nozzle which can be connected to the blasting gun according to one of the previously described embodiments. The advantages and technical effects which can be achieved with the device according to the invention, correspond to those which have been described for the application nozzle.

Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer einstückigen Wandung einer Applikationsdüse für eine Strahlpistole zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung, umfassend folgende Schritte:

– Tränken von Carbonfaser-Halbzeugen mit einem Matrixharz,
– Stapeln der Carbonfaser-Halbzeuge in einer Bauteilform und Erzeugen eines Laminats, wobei die Bauteilform einen Kern zum Erzeugen des Hohlraums umfasst, wobei der Kern durch Einwirkung eines Fluids auflösbar ist,
– Abdecken des Laminats mit Folie und Anlegen eines Vakuums,
– Aushärten der Carbonfaser-Halbzeuge und der Harzmatrix durch Temperaturerhöhung,
– Entfernen des Kerns nach Aushärten und Abkühlen der Carbonfaser-Halbzeuge von der Wandung durch Einwirken des Fluids.

Yet another aspect of the invention relates to a method for producing a one-piece wall of an application nozzle for a blasting gun for applying dry ice for surface treatment, comprising the following steps:

Impregnating carbon fiber semi-finished products with a matrix resin,
Stacking the carbon fiber semi-finished products in a component mold and producing a laminate, wherein the component mold comprises a core for producing the cavity, the core being dissolvable by the action of a fluid,
Covering the laminate with foil and applying a vacuum,
Curing the carbon fiber semi-finished products and the resin matrix by increasing the temperature,
Removal of the core after hardening and cooling of the carbon fiber semi-finished products from the wall by the action of the fluid.

Zur Herstellung der Wandung der Applikationsdüse kann das Prepreg-Verfahren eingesetzt werden, welches den Vorteil gegenüber anderen Herstellungsverfahren für Carbonfasern hat, dass die Carbonfaser-Halbzeuge maschinell und damit blasenfrei und mit gleichbleibender Qualität getränkt werden können. Alternativ kann auch das Injektionsverfahren eingesetzt werden, welches folgende Schritte beinhaltet

– Einlegen von Carbonfaser-Halbzeuge in eine Form, wobei die Bauteilform einen Kern zum Erzeugen des Hohlraums umfasst, wobei der Kern durch Einwirkung eines Fluids auflösbar ist,
– Schließen der Form und Injizieren von Matrixharz in die Form,
– Aushärten der Carbonfaser-Halbzeuge und der Harzmatrix durch Temperaturerhöhung,
– Entfernen des Kerns nach Aushärten und Abkühlen der Carbonfaser-Halbzeuge von der Wandung durch Einwirken des Fluids.

For the production of the wall of the application nozzle, the prepreg process can be used, which has the advantage over other manufacturing processes for carbon fibers, that the carbon fiber semi-finished products can be soaked machine and thus bubble-free and with consistent quality. Alternatively, the injection method can be used, which includes the following steps

Inserting carbon fiber semi-finished products into a mold, wherein the component mold comprises a core for producing the cavity, the core being dissolvable by the action of a fluid,
Closing the mold and injecting matrix resin into the mold,
Curing the carbon fiber semi-finished products and the resin matrix by increasing the temperature,
Removal of the core after hardening and cooling of the carbon fiber semi-finished products from the wall by the action of the fluid.

Aus der angegebenen Reihenfolge soll keine Festlegung hierauf zum Ausdruck gebracht werden. Beiden Verfahren ist der erfindungsgemäße Gedanke gleich, dass der Kern durch Einwirken eines Fluids, vorzugsweise Wasser, aufgelöst werden kann. Hierdurch können auch kompliziertere Hohlräume mit Hinterschnitt erzeugt werden, die sonst nur mit einem teilbaren Kern oder nur mit zweistückigen Wandungen herstellbar wären.From the order given no definition is to be expressed. In both methods, the idea according to the invention is the same that the core can be dissolved by the action of a fluid, preferably water. As a result, even more complicated cavities can be generated with undercut, which would otherwise be produced only with a divisible core or only with two-piece walls.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch weitergebildet, dass der Kern ein Beschichtungsmaterial umfasst und folgender Schritt ausgeführt wird:

– Beschichten der zum Hohlraum hinweisenden Oberfläche der Wandung mit dem Beschichtungsmaterial während des Aushärtens der Carbonfaser-Halbzeuge und der Harzmatrix zum Erzeugen einer Beschichtung.

The method according to the invention is further developed in that the core comprises a coating material and the following step is carried out:

Coating the cavity-facing surface of the wall with the coating material during curing of the carbon fiber semi-finished products and the resin matrix to produce a coating.

Auf diese Weise kann ohne zusätzlichen Bearbeitungsschritt die Oberfläche beschichtet werden, was die Herstellung vereinfacht. Ferner wirkt die Beschichtung als Trennmittel, so dass der Kern gut von der Wandung der Applikationsdüse entfernt werden kann. Dieser Schritt kann sowohl für das Prepreg- als auch für das Injektionsverfahren angewendet werden. Die für diesen Schritt beschriebenen Vorteile gelten somit gleichermaßen für beide Verfahren.In this way, the surface can be coated without additional processing step, which simplifies the production. Furthermore, the coating acts as a release agent, so that the core can be easily removed from the wall of the application nozzle. This step can be used for both the prepreg and the injection method. The advantages described for this step thus apply equally to both methods.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment with reference to the attached drawings. Show it

1 eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Applikationsdüse, und 1 a sectional view through an embodiment of an application nozzle according to the invention, and

2 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung. 2 a schematic diagram of a device according to the invention for applying dry ice for surface treatment.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Applikationsdüse 10 zum Applizieren von Trockeneis zum Behandeln einer Oberfläche eines hier nicht dargestellten zu reinigenden Gegenstands. Die Applikationsdüse 10 umfasst eine Wandung 12, die aus Carbonfasern besteht oder die Carbonfasern umfasst und einen Hohlraum 14 umschließt. Ferner umfasst die Applikationsdüse 10 Verbindungsmittel 16, mit welchen die Applikationsdüse 10 mit einer Strahlpistole 18 (vgl. 2) lösbar verbunden werden kann. Über die Strahlpistole 18 kann Trockeneis durch eine Eingangsöffnung 20 in den Hohlraum 14 eingebracht und durch eine Ausgangsöffnung 22 aus dem Hohlraum 14 abgegeben werden. Die Applikationsdüse 10 oder der Hohlraum 14 weisen einen ersten Abschnitt 24 und einen zweiten Abschnitt 26 auf. In Strömungsrichtung des Trockeneises durch die Applikationsdüse 10, also von der Eingangsöffnung 20 zur Ausgangsöffnung 22, ist der erste Abschnitt 24 stromaufwärts vom zweiten Abschnitt 26 angeordnet. Der erste Abschnitt 24 hat einen in der für die 1 gewählten Schnittebene konstanten Querschnitt, während der zweite Abschnitt 26 einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Querschnitt aufweist. 1 shows an embodiment of an application nozzle 10 for applying dry ice for treating a surface of an article not to be cleaned, which is not shown here. The application nozzle 10 includes a wall 12 made of carbon fibers or comprising carbon fibers and a cavity 14 encloses. Furthermore, the application nozzle comprises 10 connecting means 16 , with which the application nozzle 10 with a blasting gun 18 (see. 2 ) can be releasably connected. About the blasting gun 18 can dry ice through an entrance opening 20 in the cavity 14 introduced and through an exit port 22 from the cavity 14 be delivered. The application nozzle 10 or the cavity 14 have a first section 24 and a second section 26 on. In the direction of flow of the dry ice through the application nozzle 10 , so from the entrance opening 20 to the exit opening 22 , is the first section 24 upstream of the second section 26 arranged. The first paragraph 24 has one in the for the 1 selected section plane constant cross section, while the second section 26 having a widening in the flow direction cross-section.

Weiterhin weist der zweite Abschnitt 26 einen Umlenkabschnitt 28 mit einem in Strömungsrichtung konstanten Querschnitt auf. Zudem umfasst die Wandung 12 einen Aufsteckabschnitt 30, auf welchen ein Schutzstück 32 zum Schützen der Applikationsdüse 10 vor Beschädigungen im Betrieb aufsteckbar ist. Darüber hinaus ist die Wandung 12 auf der zum Hohlraum 14 hinweisenden Oberfläche mit einer Beschichtung 34 versehen, die so gewählt ist, dass sie die Wandung 12 und die Carbonfasern im Betrieb der Applikationsdüse 10 schützt und eine glatte Oberfläche zur Verfügung stellt.Furthermore, the second section 26 a deflection section 28 with a constant in the flow direction cross section. In addition, the wall includes 12 a slip-on section 30 on which a protective piece 32 for protecting the application nozzle 10 can be attached before damage during operation. In addition, the wall is 12 on the to the cavity 14 indicative surface with a coating 34 provided, which is chosen so that they are the wall 12 and the carbon fibers during operation of the application nozzle 10 protects and provides a smooth surface.

In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 36 zum Applizieren von Trockeneis zur Oberflächenbehandlung anhand einer Prinzipskizze dargestellt. Die Vorrichtung 36 umfasst eine Trockeneisbereitstellungseinrichtung 38, mit welcher Trockeneis auf bekannte Weise bereitgestellt wird. Die Trockeneisbereitstellungseinrichtung 38 ist über Anschlussmittel 40, die im dargestellten Beispiel einen Zuführschlauch 42 und eine elektrische Leitung 44 umfassen, an die bereits erwähnte Strahlpistole 18 angeschlossen. Die Strahlpistole 18 weist einen Grundkörper 46 auf, der alle notwendigen Baueinheiten aufnehmen kann. Zur Erhöhung der Bewegungsfreiheit im Betrieb der Vorrichtung 36 können die elektrischen Leitungen 44 durch eine drahtlose Verbindung ersetzt werden. Die in 1 näher dargestellte Applikationsdüse 10 ist mit den Verbindungsmitteln 16 mit der Strahlpistole 18 lösbar verbunden.In 2 is a device according to the invention 36 for applying dry ice for surface treatment illustrated by a schematic diagram. The device 36 includes a dry ice providing device 38 with which dry ice is provided in a known manner. The dry ice supplying device 38 is via connection means 40 , which in the example shown a feed tube 42 and an electrical line 44 include, to the already mentioned blasting gun 18 connected. The blasting gun 18 has a basic body 46 on, which can accommodate all necessary building units. To increase the freedom of movement during operation of the device 36 can the electrical wires 44 be replaced by a wireless connection. In the 1 Application nozzle shown in detail 10 is with the connection means 16 with the blasting gun 18 releasably connected.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 36 wird wie folgt betrieben: Trockeneispellets 50 werden in einen Einfülltrichter 52 gegeben, der die Trockeneispellets 50 einem Mahlwerk 54 zuführt, mit welchem sie auf die gewünschte Partikelgröße zerkleinert werden können. Anschließend gelangen sie in einen Kanal 56, der in einen Druckluftkanal 58 mündet. Durch die strömende Druckluft werden die Trockeneispellets 50 mitgerissen und bilden so einen Trockeneisstrahl. Über den Zuführschlauch 42 gelangen die Trockeneispellets 50 in die Strahlpistole 18 und von dort aus in die Applikationsdüse 10. In der Applikationsdüse 10 wird der Trockeneisstrahl beschleunigt und verlässt die Applikationsdüse 10 über die Ausgangsöffnung 22 auf der gewünschten Bahn. Der Benutzer kann die Strahlpistole 18 an einem Griffstück 60 mit seiner ersten Hand ergreifen, an dem auch ein Schaltelement 62 angebracht ist. Durch Betätigen des Schaltelements 62 kann die Strömung des Trockeneisstrahls gestartet und gestoppt werden. Die entsprechenden Signale des Schaltelements 62 werden über die elektrischen Leitungen 44 an die Trockeneisbereitstellungseinrichtung 38 übermittelt. Mit seiner zweiten Hand ergreift der Benutzer die Applikationsdüse 10 und kann so den Trockeneisstrahl auf die gewünschte Oberfläche des zu reinigenden Gegenstands lenken.The device according to the invention 36 is operated as follows: dry ice pellets 50 be in a hopper 52 given that the dry ice pellets 50 a grinder 54 feeds, with which they can be crushed to the desired particle size. Then they get into a channel 56 which is in a compressed air channel 58 empties. The flowing compressed air causes the dry ice pellets 50 entrained and thus form a dry ice stream. About the delivery hose 42 arrive the dry ice pellets 50 in the blasting gun 18 and from there into the application nozzle 10 , In the application nozzle 10 The dry ice jet is accelerated and leaves the application nozzle 10 over the exit opening 22 on the desired path. The user can use the blasting gun 18 on a handle 60 take with his first hand, on which also a switching element 62 is appropriate. By actuating the switching element 62 the flow of the dry ice jet can be started and stopped. The corresponding signals of the switching element 62 be over the electrical wires 44 to the dry ice supplying device 38 transmitted. With his second hand, the user grasps the application nozzle 10 and thus can direct the dry ice jet to the desired surface of the object to be cleaned.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Applikationsdüseapplication nozzle
1212: Wandungwall
1414: Hohlraumcavity
1616: Verbindungsmittelconnecting means
18 18: Strahlpistoleblasting gun
2020: Eingangsöffnungentrance opening
2222: Ausgangsöffnungoutput port
2424: erster Abschnittfirst section
2626: zweiter Abschnittsecond part
2828: Umlenkabschnittdeflecting
3030: Aufsteckabschnittmounting section
3232: Schutzstückprotection piece
3434: Beschichtungcoating
3636: Vorrichtungcontraption
3838: TrockeneisbereitstellungseinrichtungDry ice providing device
4040: Anschlussmittelconnection means
4242: Zuführschlauchfeeding tube
4444: elektrische Leitungenelectric lines
4646: Grundkörperbody
4848: Verbindungsmittelconnecting means
5050: Trockeneispelletsdry ice pellets
5252: Einfülltrichterhopper
5454: Mahlwerkgrinder
5656: Kanalchannel
5858: DruckluftkanalCompressed air duct
6060: Griffstückgrip
6262: Schaltelementswitching element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0786311 [0003]

Claims

Application nozzle for a blasting gun ( 18 ) for applying dry ice for surface treatment, comprising - a wall ( 12 ), which can be traversed by a dry ice cavity ( 14 ) encloses, - a wall ( 12 ) continuous entrance opening ( 20 ) for feeding the dry ice into the cavity ( 14 ), - in the area of the entrance opening ( 20 ) connecting means ( 16 ) for connecting the application nozzle ( 10 ) with the blasting gun ( 18 ), - one the wall ( 12 ) passing exit opening ( 22 ) for dispensing into the cavity ( 14 ) Supplied dry ice, characterized in that the wall ( 12 ) Comprises carbon fibers or consists of carbon fibers.

Application nozzle according to claim 1, characterized in that the cavity ( 14 ) a first section ( 24 ) and a second section ( 26 ), the first section ( 24 ) seen in the flow direction of the dry ice upstream of the second section ( 26 ) and the second section ( 26 ) has a cross-section widening in the flow direction.

Application nozzle according to claim 2, characterized in that the first section ( 24 ) has a cross section tapering in the flow direction.

Application nozzle according to one of claims 2 or 3, characterized in that the second section ( 26 ) has a substantially oval, ellipsoidal or rectangular cross-section.

Application nozzle according to one of claims 2 to 4, characterized in that the first section ( 24 ) in the area of the entrance opening ( 20 ) has a circular cross section and in the flow direction in the shape of the cross section of the second portion ( 26 ) passes over.

Application nozzle according to one of claims 2 to 5, characterized in that the second section ( 26 ) in the region of the exit opening ( 22 ) a deflection section ( 28 ) having a constant cross-section for redirecting the flow of dry ice.

Application nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the wall ( 12 ) in the region of the exit opening ( 22 ) a slip-on section ( 30 ), on which a protective piece ( 32 ) can be plugged.

Application nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the wall ( 12 ) is divisible into a first and a second half along the flow direction.

Application nozzle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wall ( 12 ) is made in one piece.

Application nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the wall ( 12 ) on the to the cavity ( 14 ) indicative surface a coating ( 34 ) having.

Blasting gun for applying dry ice for surface treatment, wherein the dry ice from a dry ice providing device ( 38 ), comprising - an application nozzle ( 10 ) according to one of the preceding claims, - connection means ( 40 ) for connecting the blasting gun ( 18 ) to the dry ice delivery device ( 38 ).

Apparatus for applying dry ice for surface treatment, comprising - a dry ice providing device ( 38 ) for providing dry ice, - one to the dry ice providing device ( 38 ) connectable blasting gun ( 18 ) for applying the dry ice according to claim 11, and - one with the blasting gun ( 18 ) connectable application nozzle ( 10 ) according to one of claims 1 to 10.