DE2462297A1

DE2462297A1 - Vorrichtung zum behandeln von oberflaechen

Info

Publication number: DE2462297A1
Application number: DE19742462297
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Maasberg; Elmar Dipl Ing Veltrup
Original assignee: Woma Apparatebau GmbH
Current assignee: Woma Apparatebau GmbH
Priority date: 1974-10-24
Filing date: 1974-10-24
Publication date: 1976-10-07

Description

47 986/MS.

Patentanmeldung P 24 62 297.7
Woma-Apparatebau
Wolfgang Maasberg & Co. GmbH
Werthauser Straße 77-79
4100 Duisburg 14

"Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen, insbesondere zum Bearbeiten oder Reinigen von Wänden, Böden, Decken oder dergleichen Flächen, bestehend aus einem Injektorträger und einem darauf angeordneten Spritzbalken mit einer oder mehreren Spritzdüsen, wobei die Spritzdüsen mit wählbarem Abstand zu der zu behandelnden Oberfläche

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angeordnet und ihnen jeweils einzeln oder gemeinsam ein Diffusor mit Umlenkflansch zum Umlenken der austretenden Düsenstrahlen zwischen Umlenkflansch und Oberfläche in den Außenraum zugeordnet ist.

Es ist eine selbsthaftende Reinigungsvorrichtung für Unterwasserarbeiten mit einer druckwasserbetriebenen Strahlpumpeneinrichtung mit mindestens einer Treib- und Fangdüse bekannt, bei welcher jede Treibdüse zusammen mit der Fangdüse auf die zu reinigende Oberfläche gerichtet ist und die Fangdüse eine Schlitzdüse darstellt, deren Schlitzlänge ein Vielfaches des Durchmessers der Treibdüse beträgt und deren Düsenlängswände am Fangdüsenaustritt sich trichterförmig öffnend über eine längere Strecke parallel oder nahezu parallel zur zu reinigenden Oberfläche verlaufen. Bei dieser bekannten Reinigungsvorrichtung sind Treib- und Fangdüsen starr an Zuleitungen für das Reinigungsmedium angeschlossen. Zwischen den Treib- und Fangdüsen ist ein Zwischenraum vorgesehen, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht, so daß von den Treibdüsen über diesen freien Zwischenraum Luft angesaugt wird und sich folglich ein Strahlpumpeneffekt in den Fangdüsen nicht aufbauen kann. Folglich lassen sich mit dieser bekannten Reinigungsvorrichtung nur in einem beschränkten Umfang Haftkräfte zur Rückstoßkompensation erzeugen. Hinzu kommt, daß die Abtrag- und Reinigungswirkung aufgrund der starren Festlegung der Treib- und Fangdüsen an dem Zuleitungssystem unbefriedigend ist (vergl. DT-AS 1 756 030).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung

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zum Behandeln von Oberflächen, insbesondere zum Bearbeiten oder Reinigen von Wänden, Böden, Decken oder dergleichen Flächen zu schaffen, deren Spritzbalken sich neben Rückstoßkompensation durch besondere Behandlungseffekte, vor allem durch hohen Abtrage- und Reinigungsgrad auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Spritzbalken als geteilter Balken mit gegeneinander schwingenden Balkenhälften ausgebildet ist und beide Balkenhälften zur Bildung eines schwingungsfähigen Systems, vorzugsweise eines mechanischen Schwingers, unter Zwischenschaltung einer Feder gekoppelt, in Balkenlängsrichtung geführt sowie an eine gemeinsame oder getrennte Energiequelle angeschlossen sind. - Diesen Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß der Spritzbalken bzw. die Balkenhälften eine gegeneinander oszillierende Behandlungsbewegung ausführen, woraus besonders intensive Behandlungseffekte, insbesondere Abtrage- und Reinigungseffekte resultieren. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß eine einwandfreie Rückstoßkompensation beim Arbeiten an der zu behandelnden Oberfläche selbst dann gewährleistet ist, wenn die Spritzdüsen in Schwingungen versetzt werden. Das gilt beim Arbeiten in der Luft ebenso wie unter Wasser. Dabei kann der Abstand zwischen den Umlenkflanschen der Spritzdüsen und der zu behandelnden Oberfläche unter Wasser größer sein als beim Arbeiten in Luft. Bei einem in Wasser eingetauchten Spritzbalken ist insbesondere von Vorteil, daß Kavitationsblasen nicht unschädlich beim Spritzen in der Atmosphäre zusammenfallen, sondern erhalten bleiben, bis sie auf die zu

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behandelnde Oberfläche auftreffen. Dort können durch den hohen Power-Impact Materialabtragungen realisiert werden. Unter bestimmten Voraussetzungen läßt sich sogar zusätzlich eine Haftkraft erzeugen. Jedenfalls arbeitet der erfindungsgemäße Spritzbalken aufgrund des oder der die Spritzdüsen umgebenden Diffusoren und Umlenkflansche nach dem Prinzip des hydrodynamischen Paradoxons. Danach wird dafür Sorge getragen, daß die Strömungsgeschwindigkeit der sekundären Strömung der Düsenstrahlen zwischen dem oder den Umlenkflanschen und der zu behandelnden Oberfläche so hoch ist, daß der statische Druck in diesem Bereich kleiner als der von außen wirkende Druck ist, welcher gleich dem statischen Druck des ruhenden Wassers oder der ruhenden Atmosphäre entspricht. Polglich erfahren der oder die Diffusoren bzw. Umlenkflansche und damit der Spritzbalken eine gegen die zu behandelnde Oberfläche gerichtete Kraft, welche sich durch Variation des Druck-Mengen-Verhältnisses bei den Düsenstrahlen und der wirksamen Oberfläche des oder der Diffusoren mit Umlenkflanschen unschwer so bestimmen läßt, daß neben einwandfreier Rückstoßkompensation auch noch Haltekräfte frei werden. Außerdem wird eine teilweise Evakuation des bzw. der Diffusoren erreicht. Denn die Erfindung arbeitet nicht nur nach dem hydrodynamischen Paradoxon, sie macht sich außerdem einen Strahlpumpeneffekt zunutze. Dieser Strahlpumpeneffekt tritt im Übergangsbereich von Primärs-öömung zu Sekundäretrömung auf, also dort, wo der oder die auf die zu reinigende Oberfläche bereits aufgetroffenen Düsenstrahlen zwischen dem bzw. den Umlenkflanschen und der zu reinigenden Oberfläche umgelenkt und nach außen abgeführt werden. Evakuation des oder der Diffusoren erfolgt dadurch in jenen Bereichen, in denen

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der oder die Düsenstrahlen den bzw. die Diffusoren als Primärströmung nicht vollständig ausgefüllt haben. Diese Teilevakuation des bzw. der Diffusoren trägt einerseits zur Rückstoßkompensation bei, andererseits zur Erzeugung von darüber hinaus wirksamen Haltekräften. Ferner ist von Bedeutung, daß lediglich minimale Reibung zwischen dem oder den Umlenkflanschen der Diffusoren und der zu behandelnden Oberfläche, nämlich Flüssigkeitsreibung, auftritt, so daß der gesamte Injektorträger nebst Spritzbalken leicht auf der zu behandelnden Oberfläche bewegt werden kann. Das gilt für nahezu jede Neigung der zu behandelnden Oberfläche.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß der Spritzbalken bzw. seine Balkenhälften außerdem in Balkenquerrichtung schwingend gelagert und dazu unter Zwischenschaltung eines Schwingers an den Injektorträger angeschlossen sind. Auf diese Weise lassen sich Längs- und Querschwingungen überlagern, um eine einwandfreie Flächenbehandlung zu erreichen. Vorzugsweise schwingen die Balkenhälften in Balkenlängsrichtung und/oder Balkenquerrichtung mit Frequenzen zwischen 1 Hz und 1000 Hz, vorzugsweise 25 Hz. Die Energiequelle kann als auf beide Balkenhälften in entgegengesetzter Richtung arbeitendes Hebel-, Exzenter- oder Zahnstangengetriebe ausgebildet sein.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß sich die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung bzw. deren Spritzbalken neben einwandfreier Rückstoß-

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kompensation durch besondere Behandlungseffekte, insbesondere Äbtrage- und Reinigungseffekte fördernde Bauweise auszeichnet. Dabei besteht die Möglichkeit, mit dem erfindungsgemäßen Spritzbalken sowohl in der Luft oder in einem anderen Gas als auch unter Wasser oder in einer anderen Flüssigkeit zu arbeiten. Denn stets wird selbst bei oszillierenden Spritzdüsen Rückstoßkompensation nach dem Prinzip des hydrodynamischen Paradoxons erreicht, wobei dieser Effekt durch eine Teilevakuation des bzw. der Diffusoren unierstützt wird, so daß insoweit zusätzliche Haftkräfte erzeugende Strahlpumpeneffekte auftreten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Spritzbalken für eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung in schematischer Darstellung und Frontansicht und

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Seitenansicht.

In den Figuren ist ein Spritzbalken 1,2 mit Spritzdüsen 3 dargestellt, der zur Behandlung von Oberflächen 4, insbesondere zum Bearbeiten oder Reinigen von Wänden, Böden, Decken oder dergleichen Flächen dient und auf einem nicht gezeigten Injektorträger angeordnet wird. Die Spritzdüsen 3 sind mit wählbarem Abstand A zu der zu behandelnden Oberfläche 4 angeordnet und auf jeder Balkenhälfte 1, 2 einzeln oder - wie gezeigt -

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gemeinsam von einem Diffusor 5 mit Umlenkflansch 6 zum Umlenken des austretenden Düsenstrahls 7 zwischen Umlenkflansch 6 und Oberfläche 4 in den Außenraum 8 umgeben. Die Diffusoren 5 können mittels Distanzhalter 9, vorzugsweise höhenverstellbarer Distanzhalter, gegen die zu behandelnde Oberfläche 4 abgestützt sein. Die Distanzhalter 9 sind als an die Umlenkflansche 6 angeschlossene Rollen oder Räder ausgebildet. Die Spritzdüsen 3 sind mit vorgegebenen Abständen B auf dem Spritzbalken 1, 2 angeordnet, und zwar derart, daß sich die in den Außenraum 8 eintretenden Düsenstrahlen 7 nicht gegenseitig am Austritt hindern oder anders stören. Ferner können die Spritzdüsen 3 unabhängig von dem zugeordneten Diffusor 5 gegen die zu behandelnde Oberfläche 4 verstellbar, insbesondere höhenverstellbar sein, was jedoch nicht gezeigt ist. Um eine möglichst gleichmäßige und intensive Beaufschlagung der zu behandelnden Oberfläche 4 zu erreichen, ist der Spritzbalken als geteilter Balken mit gegeneinander schwingenden Balkenhälften 1, 2 ausgebildet. Beide Balkenhälften 1, 2 sind zur Bildung eines schwingungsfähigen Systems bzw. eines mechanischen Schwingers unter Zwischenschaltung einer Feder 10 gekoppelt, in Balkenlängsrichtung auf dem Injektorträger geführt sowie an eine gemeinsame Energiequelle 11 angeschlossen. Dargestellt ist eine Energiequelle, welche als auf beide Balkenhälften 1, 2 in entgegengesetzter Richtung arbeitende Hebelgetriebe ausgebildet ist. Aber auch der Einsatz eines Exzenter- oder Zahnstangengetriebes oder einer getrennten Energiequelle ist möglich. Ferner schlägt die Erfindung vor, und diesem Vorschlag kommt selbständige Bedeutung zu, daß der Spritzbalken bzw. seine beiden Balkenhälften 1, 2 nicht nur gegeneinander und damit in

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Balkenlängsrichtung, sonder außerdem in Balkenquerrichtung schwingend gelagert und dazu unter Zwischenschaltung eines Schwingers an den Injektorträger angeschlossen sind, was im einzelnen nicht gezeigt ist. Die beiden Balkenhälften 1, 2 schwingen in Balkenlängsrichtung und/oder Balkenquerrichtung vorzugsweise mit Frequenzen zwischen 1 Hz und 1000 Hz, vorzugsweise 25 Hz. Durch Abstimmung der Frequenzen für die Schwingungen in einerseits Balkenlängsrichtung und andererseits Balkenquerrichtung läßt sich eine Kreisbewegung für die Spritzdüsen 3 erzeugen. Es hat sich herausgestellt, daß durch die überlagerten Balkenschwingungen die Abtrage- und Reinigungseffekte ganz beträchtlich erhöht werden können. - Schließlich kann die Umlenkung des bzw. der austretenden Düsenstrahl.en 7 zwischen Umlenkflansch 6 und zu behandelnder Oberfläche 4 in vorgegebene Richtung erfolgen, z.B. zur Vorderseite des Spritzbalkens bzw. der Balkenhälften 1,2 hin, wenn auf der Rückseite des Spritzbalkens eine gegen die zu behandelnde Oberfläche anliegende Dichtschürze verwirklicht wird, welche nicht gezeigt ist.

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Claims

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Patentansprüche :

1 .J Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen, insbesondere zum Bearbeiten oder Reinigen von Wänden, Böden, Decken oder dergleichen Flächen, bestehend aus einem Injektorträger und einem darauf angeordneten Spritzbalken mit einer oder mehreren Spritzdüsen, wobei die Spritzdüsen mit wählbarem Abstand zu der zu behandelnden Oberfläche angeordnet und ihnen jeweils einzeln oder gemeinsam ein Diffusor mit Umlenkflansch zum Umlenken der austretenden Düsenstrahlen zwischen Umlenkflansch und Oberfläche in den Außenraum zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbalken als geteilter Balken mit gegeneinander schwingenden Balkenhälften (1, 2) ausgebildet ist und beide Balkenhälften (1, 2) zur Bildung eines schwingungsfähigen Systems, vorzugsweise eines mechanischen Schwingers, unter Zwischenschaltung einer Feder (10) gekoppelt, in Balkenlängsrichtung geführt sowie an eine gemeinsame oder getrennte Energiequelle (11) angeschlossen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbalken bzw. seine Balkenhälften (1, 2) außerdem in Balkenquerrichtung schwingend gelagert und dazu unter Zwischenschaltung eines Schwingers an den Injektorträger angeschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Balkenhälften (1, 2) in Balkenlängsrichtung und/oder

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Balkenquerrichtung mit Frequenzen zwischen 1 Hz und 1000 Hz, vorzugsweise 25 Hz, schwingen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (11) als auf beide Balkenhälften (1, 2) in entgegengesetzter Richtung arbeitendes Hebel-, Exzenter- oder Zahnstangengetriebe ausgebildet ist.

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