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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befreiung eines von Verunreinigungen zu befreienden Bereiches eines Gutes mittels Trockeneisstrahlen oder CO2-Schneestrahlen, wobei eine Düse vorgesehen ist, durch die Partikel aus festem Kohlendioxid mit einem gasförmigen Medium beschleunigt und auf das zu reinigende Material geleitet, quasi ”geschossen”, werden.
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Trockeneisstrahlen ist ein gebräuchliches Druckluftstrahlverfahren. Dabei wird festes Kohlenstoffdioxyd, was auch Trockeneis genannt wird, als Strahlmittel eingesetzt. Die Temperatur des Trockeneises bei dem Strahlvorgang beträgt weniger als –78,48°C, da das Trockeneis bei –78,48°C ohne Rückstände sublimiert, d. h. unmittelbar vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht.
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In der Regel wird das zum Strahlen verwendete Trockeneis in Pellets mit einer Größe von ca. 3 Millimetern gepresst und durch eine spezielle Strahldüse mit Druckluft bis auf maximal ca. 300 m/s beschleunigt, was nahezu Schallgeschwindigkeit ist. Trifft das so beschleunigte Pellet auf das zu strahlende Gut, wird dessen Oberfläche kurzzeitig vereist und die zu entfernende Schicht wird partiell unterkühlt und porös. Nachfolgende Pellets dringen dann in die poröse Schicht ein und sublimieren beim Auftreffen schlagartig. Das Kohlenstoffdioxid wird gasförmig, wobei es sein Volumen um ein vielhundertfaches bis hin zu etwa zum 700- bis 1000-fachen vergrößert und somit die Schicht von dem Gut absprengt.
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Gleiches gilt analog für das CO2-Schneestrahlen, wobei die Partikel aus festem Kohlendioxid nicht zu Pellets verpresst sind.
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Aus der Praxis sind derartige Vorrichtungen in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. So werden bei größeren Objekten, bei denen ein über die Fläche des Strahldurchmessers hinausgehender Bereich gestrahlt werden muss, die Strahldüsen beispielsweise manuell oder aber mittels Roboterarmen geführt. Nachteilig hierbei ist, dass die manuelle Handhabung aufwändig ist und die vorbekannten maschinellen Führungen teuer und aufwändig sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Trockeneisstrahlen oder CO2-Schneestrahlen von insbesondere großen Objekten anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Vorrichtung lediglich eine während des Strahlvorgangs ortsfest vorgesehene Lineareinheit mit einem entlang der Lineareinheit verfahrbaren Schlitten zum Bewegen des Strahls entlang des zu strahlenden Bereichs des Gutes umfasst, wobei die Düse zum Bewegen des Strahls in zumindest einer Längsbewegung ausschließlich entlang der Bewegungsrichtung der Lineareinheit an dem Schlitten der Lineareinheit angebracht ist. Hierdurch ist lediglich eine einzige Handhabungseinrichtung für die Düse vorgesehen, welche die Düse ausschließlich entlang einer Bewegungsrichtung verfahren kann. Damit kann ein entsprechend der Erstreckung der Lineareinheit breiter Bereich des Gutes gestrahlt werden, ohne dass eine aufwändige maschinelle Handhabungseinrichtung hierfür erforderlich ist.
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Vorzugsweise kann die Lineareinheit eine Steuerung zum abwechselnden Bewegen des Schlittens mit einer daran angeordneten Düse in die beiden entgegengesetzten Bewegungsrichtungen der Lineareinheit aufweisen, wodurch die Einsatzmöglichkeiten vielfältiger werden.
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Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung weiterhin eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Gutes unter der Lineareinheit hindurch aufweisen, so dass das Gut unter der Lineareinheit entlang bewegt wird und damit nacheinander nachfolgende Teilbereiche des Gutes gestrahlt werden können. Die Bewegung unter der Lineareinheit entlang kann dabei beispielsweise kontinuierlich oder aber intermittierend erfolgen.
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Dabei kann die Vorschubeinrichtung ein Förderband sein, dessen Förderrichtung orthogonal zu der Ausrichtung der Lineareinheit ist.
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Alternativ kann die Vorschubeinrichtung bei einem rotationssymmetrischen Gut, wie einem Rohr oder einer Hülse, mit kreisförmigem Querschnitt eine Dreheinrichtung sein, deren Drehachse parallel zu der Ausrichtung der Lineareinheit vorgesehen ist. Somit erfolgt ebenfalls eine Bewegung des zu strahlenden Bereichs unter der Lineareinheit entlang.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Düse mittels einer verstellbaren Winkeleinstellung an dem Schlitten der Lineareinheit angeordnet sein, so dass unabhängig von der Ausrichtung der Lineareinheit eine wunschgemäße Ausrichtung der Strahldüse in Bezug auf den zu strahlenden Bereich des Gutes einstellbar ist.
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Dabei kann die Winkeleinstellung manuell, elektromotorisch oder pneumatisch verstellbar sein, so dass auch während des Strahlvorgangs, beispielsweise zwischen mehreren Verfahrvorgängen, eine Änderung des Winkels möglich ist. Somit kann beispielsweise eine stufenweise Änderung bei mehreren Hin- und Her-Bewegungen ausgeführt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung Sensoren umfassen, welche den Abstand der Düse zu dem zu strahlenden Bereich des Gutes erfassen kann, so dass eine Änderung des Abstands aus einem guten oder sogar optimalen Bereich heraus detektierbar ist.
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Dabei kann für eine Anpassung der Strahlsteuerung bis hin zu einem Abschalten des Strahls bei einem Abweichen des von den Sensoren erfassten Abstands von einem voreingestellten Wert eine Steuerung vorgesehen sein, welche eingangsseitig mit den Sensoren und ausgangsseitig mit einer Strahlsteuerung verbunden ist. Hierdurch sind schlechte oder nicht optimale Bearbeitungsvorgänge vermeidbar.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Vorrichtung für die Verstellung des Abstands der Düse zum zu strahlenden Gut eine in Richtung auf das zu strahlende Gut weisende Kurzhubverstelleinrichtung umfassen, welche vorzugsweise zur Anpassung des Abstands der Düse zum zu strahlenden Gut mit der Strahlsteuerung verbunden sein kann. Hierdurch ist beispielsweise ein Ausgleich von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des zu strahlenden Bereichs möglich, wobei der Hub der Kurzhubverstelleinrichtung bis ca. 15 cm betragen kann.
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Vorzugsweise kann die Vorrichtung eine im Bereich der Düse vorgesehene und die Düse seitlich umgebende, insbesondere glockenförmige, Einhausung aufweisen, so dass eine Absaugung von durch das Strahlen entfernten Verunreinigungen und/oder des sublimierten CO2-Gases erfolgt.
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Dabei kann die Einhausung unterseitig mit Dichtlippen oder Bürsten versehen sein, um eine besonders gute Abschirmung zu erzielen.
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Auch kann eine Absaugvorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb der Einhausung vorgesehen sein, so dass das Austreten von Emissionen verringert oder sogar vermieden wird.
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Sofern beispielsweise eine vollständige Schicht, wie z. B. restliche Lagen von aufgewickelter Folie, von einer Rolle oder Hülse entfernt werden sollen, kann mittels Strahlen ein Schnitt bzw. ein linienförmiger Freibereich geschaffen werden, wobei weiterhin Bürsten, z. B. rotierende Bürsten, zum Ablösen der restlichen Folienbereiche vorgesehen sein können.
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Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
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Im Folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Befreiung eines von Verunreinigungen zu befreienden Bereiches 3 eines Gutes 2 mittels Trockeneisstrahlen oder CO2-Schneestrahlen, wobei eine Düse 4 vorgesehen ist, durch die Partikel aus festem Kohlendioxid mit einem gasförmigen Medium beschleunigt und auf das zu reinigende Material ”geschossen” werden.
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Die Vorrichtung 1 umfasst zum Bewegen des Strahls entlang des zu strahlenden Bereichs 3 des Gutes 2 lediglich eine Lineareinheit 5 mit einem entlang der Lineareinheit 5 verfahrbaren Schlitten 6, wobei die Düse 4 zum Bewegen des Strahls in zumindest einer Längsbewegung ausschließlich entlang der Bewegungsrichtung der Lineareinheit 5 an dem Schlitten 6 der Lineareinheit 5 angebracht ist.
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Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Vorschubeinrichtung 7 zum Bewegen des Gutes 2 unter der Lineareinheit 5 hindurch auf, die orthogonal zu der Ausrichtung der Lineareinheit 5 vorgesehen ist. Die Vorschubeinrichtung 7 ist dabei als Förderband ausgebildet, auf dem mehrere als Hülse ausgebildete Gutstücke 2 angeordnet sind. Damit wird jedes einzelne Gut 2 unter die Lineareinheit 5 bewegt und dort in die Strahlposition gebracht. Die Bewegung unter der Lineareinheit 5 entlang erfolgt somit intermittierend und orthogonal zu der Ausrichtung der Lineareinheit 5. Die Hülsen sind dabei auf Schubladen 9 eines in der Zeichnung nicht dargestellten Magazins oder dergleichen angeordnet.
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Die Vorrichtung 1 ist zudem im Bereich der Düse 4 mit einer die Düse 4 seitlich umgebenden Einhausung 8 versehen, so dass eine Absaugung von durch das Strahlen entfernten Verunreinigungen und/oder des sublimierten CO2-Gases erfolgt. Dabei kann die Einhausung 8 seitlich mit zu öffnenden und zu schließenden Toren 10 versehen sein, um das Einbringen des Guts 2 zum Strahlen und das Entfernen des Guts 2 nach dem Strahlen bei guter Abschirmung während des Strahlens zu ermöglichen.
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Insoweit kann eine in der Zeichnung nicht gezeigte Absaugvorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb der Einhausung 8 vorgesehen sein, so dass das Austreten von Emissionen verringert oder sogar vermieden wird.
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Vorschubeinrichtung 7 als eine schiefe abfallende Ebene ausgebildet ist. Der Fortschritt der Bewegung der einzelnen Gutstücke 2 wird dabei durch steuerbare Stopper 11 gesteuert. Auch hier erfolgt die Bewegung der Gutstücke 2 orthogonal zu der Ausrichtung der Lineareinheit 5.
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Die Einhausung 8 weist Freibereiche, welche unterseitig mit Klappen 12 versehen sind, auf, durch die das zu strahlende Gut 2 in die Einhausung 8 hinein und auch wieder heraus gelangt.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Variante, bei der die Vorschubeinrichtung 7 wiederum als Förderband ausgebildet ist, auf dem mehrere als Hülsen ausgebildete Gutstücke 2 angeordnet sind. Die Bewegung der Gutstücke 2 erfolgt dabei fluchtend mit der durch Pfeile dargestellten Ausrichtung der Lineareinheit 5 und Bewegungsrichtung des Schlittens 6 der Lineareinheit 5. Dabei wird zunächst jedes einzelne Gut 2 unter die Lineareinheit 5 bewegt und dort in die Strahlposition gebracht. Dann verfährt der Schlitten 6 der Lineareinheit 5 zum Strahlen des Guts 2. Dies kann beliebig oft erfolgen. Zudem können einzelne oder mehrere Verfahrwege auch mit unterschiedlichen Parametern durchgeführt werden, welche beispielsweise Strahlleistung, Zusammensetzung des Strahls, Ausrichtung der Düse 4 durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Winkelverstellung, Verstellung des Abstands der Düse 4 zum Gut 2 etc. sein können. Die Bewegung der Gutstücke 2 unter der Lineareinheit 5 entlang erfolgt auch hier intermittierend.
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4 zeigt eine Vorrichtung 1 mit der daran angebrachten Lineareinheit 5. Nicht dargestellt ist die Vorschubeinrichtung 7, die das Gut 2 in Richtung der Pfeile 22 unter der Lineareinheit 5 hindurch bewegt. Die Vorrichtung 1 liegt oberseitig ortsfest auf zwei beabstandet zueinander angeordneten Trägern 13 auf. Die Düse 4 ist an dem Schlitten 6 der Lineareinheit 5 angebracht und kann zum Bewegen des Strahls in zumindest einer Längsbewegung ausschließlich entlang der Bewegungsrichtung der Lineareinheit 5 (Pfeile 14) verlagert werden.
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Wie 4 zu entnehmen ist, ragt der untere Bereich der Düse 4 in die kastenförmige Einhausung 8 hinein, während sich der obere Teil der Düse 4 außerhalb der Einhausung 8 befindet. Der obere Teil der Düse 4 ist mit der Lineareinheit 5 verbunden.
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Für die Verlagerung der Düse 4 weist die Einhausung 8 oberseitig eine mittels Bürsten verschlossene schlitzförmige Ausnehmung 15 auf, durch die der untere Teil der Düse 4 in die Einhausung 8 geführt ist. Statt der Bürsten können auch andere Maßnahmen, wie beispielsweise eine Gummilippendichtung, vorgesehen sein. Die Länge der Ausnehmung 15 ist etwas größer als der maximale Verfahrweg der Düse 4. Bei der in 4 dargestellten Ausgestaltung erweitert sich die Düse 4 in der Strahlrichtung 16 zunächst und verjüngt sich anschließend wieder. In dem erweiterten Bereich 17 ist ein nicht näher dargestelltes Gitter angeordnet, in dem die Pellets zur Erzielung eines noch feineren Strahlgutes aufgespalten werden.
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Für eine Absaugung von durch das Strahlen entfernten Verunreinigungen und/oder des sublimierten CO2-Gases sind zwei Absaugöffnungen 18 vorgesehen, an die eine nicht dargestellte Absaugleitung angeschlossen werden kann. Unterseitig weist die Einhausung 8 an den beiden gegenüberliegenden unteren Längskanten, die parallel zur Bewegungsrichtung der Lineareinheit 5 (Pfeile 14) ausgerichtet sind, jeweils eine nach unten vorstehende Gummilippe 19 auf. Zum Antrieb der Lineareinheit 5 ist ein Elektromotor 20 vorgesehen. Die entsprechende Steuerung ist in einem seitlich an der Einhausung 8 angeordneten Kasten 21 vorgesehen.
