DE2652416A1

DE2652416A1 - Vorrichtung zum behandeln horizontaler oder geneigter oberflaechen

Info

Publication number: DE2652416A1
Application number: DE19762652416
Authority: DE
Inventors: James R Goff; Charles W Lake
Original assignee: Worldwide Blast Cleaning Ltd
Current assignee: Worldwide Blast Cleaning Ltd
Priority date: 1975-11-20
Filing date: 1976-11-17
Publication date: 1977-05-26
Also published as: GB1542495A; HK30382A; NL171868B; NL171868C; AU1908676A; JPS5331288A; AU504126B2; AU1908776A; NL7612425A; NO763974L; NO147545C; SE7612953L; JPS54106589U; JPS6018287Y2; FR2332103A1; MY8100364A; EG12915A; FR2332103B1; NL8100299A; IT1083991B

Description

PATENTANWALT

DlPL-ING.

Gzg/Rph

ViORLDWITJE BLAST CLEANING LIMITED, P.O. Box ΪΤ-7788 Nassau, Bahamas

Vorrichtung zum Behandeln horizontaler oder geneigter Oberflächen

Die Erfindung "betrifft Schleifmaschinen und insbesondere Maschinen, die eine Gebläsevorrichtung für Oberflächenschleifmittel . aufweisen.

Schleifmaschinen sind bereits bekannt. Eine solche Maschine, die geeignet ist, flache horizontale Oberflächen zu bearbeiten, ist in der TJS-PS 3 691 689 offenbart. Diese Maschine weist eine Verkleidung mit einer Öffnung auf, die geeignet ist, mit der zu bearbeitenden Oberfläche in Berührung zu treten. Die Öffnung in der Verkleidung ist mit einer elastischen Dichtung umgeben. Ein zentrifugales Gebläserad schleudert Schleifteilchen auf die Ober-.fläche. Diese Sohleifteilchen sammeln sich auf der behandelten Oberfläche an. Wenn die Maschine sich nach vorne bewegt, werden die auf der Oberfläche liegenden verwendeten Schleifteilchen unter der elastischen Dichtung hinwegbewegt und von einer hinter der Verkleidung angeordneten Drehbürste aufgenommen. Das so aufgenommene Sohleifmaterial wird von der Drehbürste nach oben und vorn in einen Sammelbehälter geworfen.

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Mit der Benutzung dieser bekannten Maschine zum Reinigen flacher Oberflächen sind zahlreiche Nachteile verbunden. Zunächst trifft man gelegentlich auf Oberflächen, die schwierig zu reinigen sind_T In solchen Fällen ist es häufig erforderlich , die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Maschine zu vermindern oder die Maschine für eine bestimmte Zeit in ruhender Stellung zu betreiben. Die in der US-PS 3 691 689 offenbarte Maschine kann jedoch nicht für eine zu lange Zeit in ruhender Stellung betrieben werden, da sich das verbrauchte Sohleifmaterial auf der behandelten Oberfläche ansammelt» Das Sohleifmaterial, das unbenutzt in die Strahlzone fällt, kann dabei die zu behandelnde Oberfläche bedecken, wodurch nur eine geringe Säuberungswirkung erzielt wird. Die Maschine muß vorwärts bewegt werden, so daß der Arbeitsbereich von dem benutzten Schleifmittel gesäubert wird.

Zweitens wird die Drehbürste im allgemeinen bei einer bestimmten Anwendung mit einer konstanten Geschwindigkeit betrieben.Bei Verwendung eines Gebläses mit einer relativ geringen Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung wird das Sohleifmaterial von der Drehbürste mit der selben Geschwindigkeit aufgenommen, mit der es geschleudert wird, ohne Rücksicht auf die Größe der Schicht des Schleifmaterials zwischen der elastischen Dichtung und der Drehbürste. Wenn die Bedienungsperson die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Maschine erhöht, tritt plötzlich eine große Menge von Schleifmaterial zwischen der Dichtung und der Drehbürste auf. Diese sich ergebende große Menge von Sohleifmaterial, die in einer sehr kurzen Zeit beansprucht wird, kann das Materialbehandlungssystem blockieren·

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Drittens muß das in der US-PS 3 691 689 offenbarte kontinuierliche Gebläsegerät in der Lage sein, eine derartige Menge Schleifmittel aufzunehmen, die ausreicht, um das Gebläserad zu versorgen, wobei es gleichzeitig ermöglichen muß, daß das benutzte Schleifmaterial auf der behandelten Oberfläche angesammelt wird. Dieses verbrauchte Schleifmaterial, das auf der Oberfläche liegt, erfüllt keine nützliche Funktion, erhöht jedoch das Gesamtgewicht der Reinigungsvorrichtung, Dieses zusätzliche Gewicht der Reinigungsvorrichtung kann beträchtlich sein, wenn Metallkörner als Sohleifmaterial verwendet werden. Dies ist besonders nachteilig, wenn die Oberteile von Lagertanks gereinigt werden, da diese Oberteile nicht zum Tragen punktförmiger, statischer oder dynamischer Kräfte ausgelegt sind.

Die TJS-PS 3 380 196 offenbart einen beweglichen Oberflächenbehandlungsapparat bei dem ein zentrifugales Gebläserad einen Strahl eines Sohleifmaterials gegen eine zu behandelnde Oberfläche schleudert. Das abgestrahlte Sohleifmaterial wird gesammelt und mittels einer Saugvorrichtung dem Gebläserad wieder zugeführt. Da die Vorrichtung nur mit der Saugwirkung und einem erheblichen Luftstrom arbeitet, um das abgestrahlte Schleifmaterial wieder zurückzuführen, ist die Vorrichtung unwirtschaftlich in der Bauweise und in der Bedienung, wenn relativ schweres Schleifmaterial verwendet wird. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn Öllagertanks gereinigt werden, da dann im allgemeinen schwere Metallkörner als Schleifmaterial benutzt werden.

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Die TJS-PS 3 262 228 offenbart eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung, bei der das Sohle if material gegen eine zu "behandelnde Oberfläche geschleudert wird. Das abgestrahlte Material wird der Schleudereinrichtung durch Wirkung der Schwerkraft wirder züge- ■ führt. Diese Vorrichtung ist zum Reinigen der Oberseite einer horizontalen oder, geneigten Oberfläche nicht vollständig zu- · friedenstellend, da dabei die Gravitationskräfte nicht dazu benutzt werden können, 'das abgestrahlte Material zu der Strahlvorrichtung zurückzuführen.

Die TJS-PS 3 034 262 offenbart eine Oberflächenerneuerungs- und Bearbeitungsmaschine»die sich drehende Strahlmittel aufweist, um ein Schleifmaterial gegen eine zu behandelnde Oberfläche zu schleudern. Das abgestrahlte Schleifmaterial wird durch die Schwerkraft und auch durch Saugkräfte, die durch die sieh drehenden Strahlmittel erzeugt werden, zu den G-ebläsevorrichtungen zi;-rückgeführt. Bei dieser Vorrichtung sammeln sich Schleifmittelteilchen auf der behandelten Oberfläche an; dies ist, wie bei der Darstellung der US-PS 3 691 689 bereits erwähnt, nicht wünschenswert. Weiterhin ist die durch die Schleifmittel erzeugte Saugwirkung nicht ausreichend, um ein großes Volumen von Schleifmaterial großer Korngröße oder hoher Dichte wieder zurückzuführen, Außerdem kann die Schwerkraft nicht herangezogen werden j um das abgestrahlte Material wieder zurückzuführen, wenn die Vorrichtung an der Oberseite einer horizontalen Oberfläche benutzt wird.

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Die US-Patentanmeldung ITr. 569 727 offenbart eine Gebläsevorrichtung für Schleifmaterial, bei der die abgestrahlten Schleifmittelteilchen von der behandelten Oberfläche zurückprallen und von drehbaren Mitteln zur Wiedertrenutzung zu den Gebläsemitteln zurückgeschleudert werden. Typisch für die drehbaren Mittel ist eine Bürste oder eine Schaufel. Die drehbaren Mittel sind einer Abnutzung unterworfen, wenn große Volumina schwerer oder großer Schleifteilchen gegen die zu"behandelnde Oberfläche geschleudert werden. Beispielsweise können die Borsten einer sich drehenden Bürste sehr stark ausgefranst werden, wodurch sie ihre Steifheit, ihre Elastizität und ihieFähigkeit,die abprallenden Teilchen wieder zu den Gebläsemitteln zurückzuschleudern, verlieren.

Es ist daher verständlich, daß ein Bedarf für eine Vorrichtung zum Reinigen der Oberseite einer horizontalen oder geneigten Oberfläche besteht, die in der Lage ist, mit verschiedenen Geschwindigkeiten und für eine ausgedehnte Zeitdauer auch im Stillstand zu arbeiten. Die Schleifmittelreinigungsmaschine soll leicht sein, so daß sie besonders nützlich zum Reinigen von Oberflächen ist, die keine schweren Gewichte aufnehmen können. Die Maschine sollte auch in der Lage sein,mit großen Volumina schwerer Schleifmittel oder Schleifmittel mit'großer Teilchengröße wirtschaftlich und wirksam zu arbeiten.

Die Erfindung erfüllt diesen Bedarf, indem sie eine verbesserte Schleifmittelvorrichtung schafft. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Gehäuse mit einer öffnung darin auf, und Diehtmittel um den Umfang -der Öffnung, um mit der zu behandelnden Oberfläche in Berührung zu treten und das Austreten des abge-

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strahlten Schleifmittels aus der Öffnung zu verzögern. Es sind Mittel in der Öffnung vorgesehen, um die Schleifmittelteilchen entlang eines Einfallbewegungsweges auf die Strahlzone auf der Oberfläche zu schleudern und von der Strahlzone entlang eines aufwärtsgerichteten Rückprallbewegungsweges. Die G-ebläsemittel sind so ausgerichtet, daß sowohl der Einfallsbewegungsweg als auch der Rückprallbewegungsweg/spitze Winkel mit der Oberfläche bilden· Es sind Mittel vorgesehen, um das abgestrahlte Schleifmittel entlang eines Rückführungsweg für das Schleifmaterial zu den Gebläsemitteln zurückzuführen. Erfindungsgemäß weist der .Rückführungsweg unbehinderte längliche Umlaufkammermittel auf, die die Strahlzone mit den Gebläsemitteln verbinden, um das abgestrahlte Material von der Strahlzone zur Wiederverwendung zu den Schleudermitteln zurückzuführen. Die Umlaufkammermittel verengen sich im Querschnitt von der Strahlzone zu den Schleudermitteln. Di-e erfindungsgemäße Verbesserung weist auch Mittel auf, um einen Fluidstrom an der Rückseite der Strahlzone zu schaffen, Die Energie der rückprallenden Teilchen und die von dem Fluid auf die Teilchen wirkende Kraft reichen zusammen aus, um die abgestrahlten Schleifmittelteilchen entlang des Rückführungsweges den Schleudermitteln wieder zuzuführen.

Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlicher.

Es zeigen:

Pig, 1 einen Querschnitt einer bevorzugten Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

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Fig· 2 einen Typ eines Strahrbildes der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, von vorn gesehen; und

Fig· 5 Mittel zum Erzielen eines bevorzugten Strahlbildes.

Es wird nun auf Figur 1 Bezug genommen, in der eine Schleifmittel-Strahlvorrichtung dargestellt ist, die zum Behandeln von im wesentlichen flachen, horizontalen Oberflächen geeignet ist. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, das im allgemeinen mit 1 bezeichnet ist. Das Gehäuse weist eine Öffnung 2 auf, die ge-. eignet ist, einer mit dem Schleifmittel zu behandelnden Oberfläche 3 gegenübergestellt zu werden. Ein luftloses Fliehkraft-Strahlgebläserad 4 ist in einer Kammer 5 vorgesehen, um einen Strom 6 der Schleifmittelteilchen 7 in einem bezüglich der zu behandelnden Oberfläche 3 geneigten Winkel zu schleudern. Elastische Dichtungsmittel 8 sind um den Umfang der Öffnung 2 herum vorgesehen. Die elastischen Dichtungsmittel 8 berühren die Oberfläche 3 und verhindern im wesentlichen,daß abgestrahltes Schleifmittel aus dem Gehäuse 1 austritt. Die Sohleifteilchen 7 treffen in der Strahlzone 9 auf die Oberfläche 3 auf. Die verwendeten Schleifmittelteilchen 10 prallen nach oben entlang eines Rückprallweges zurück, der im allgemeinen mit 11 bezeichnet ist. Dieser Rückprallweg ist gleichfalls bezüglich der Oberfläche 3 geneigt. Die rückprallenden Teichen 10 dringen in eine längliche, im wesentlichen keine Hindernisse aufweisende Kammer 12 ein. Ein Speichertrichter 20 ist zwischen der Kammer 12 und dem Strahlgebläserad 4 angeordnet. Die Kammer 12 verbindet die Strahlzone 9 mit dem Strahlgebläserad 4 über den Trichter 20, wodurch es ermöglicht wird, daß das von der Strahlzone 9 zurückprallende Schleifmittel dem Strahlgebläserad 4 wieder özugeführt wird.

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Die längliche Kammer 12 verengt sich im Querschnitt allmählich von der Strahlzone 9 zum Trichter 20 hin.

Die Öffnung 2 im Gehäuse 1 weist einen vorderen Bereich auf, der in Figur 1 im allgemeinen mit 13 "bezeichnet ist und einen hinteren Bereich, der mit 14 bezeichnet ist. Der vordere Bereich 13 und der hintere Bereich 14 sind außerhalb der Strahlzone 9 jedoch innerhalb des Bereiches, der von der Dichtung 8 begrenzt ist, angeordnet. Während des Betriebs der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung besteht die Neigung, daß eine geringe Menge des abgestrahlten Sohleifmaterials sich in dem hinteren Bereich 14 ansammelt. Es ist vorteilhaft, dieses abgestrahlte Schleifmaterial wieder zurückzuführen, obwohl die Menge sehr gering sein kann. Die kann erreicht werden, indem Mittel vorgesehen sind, um das abgestrahlte Sohleifmaterial im hinteren Bereich 14 zurück in. die Strahlzone 9 zu zwingen, so daß frisches Schleifmaterial 7 auf das bereits abgestrahlte, auf der Oberfläche 3 liegende Material aufschlägt und es von der Oberfläche entlang des Rückprallweges 11 abstrahlt. Dies kann zweckmäßig erreicht werden, indem im !Trichter 20 eine Saugwirkung ausgübt wird,und indem ein Eintritt für das Fluid, beispielsweise ein Gas, vorzugsweise Luft, in den hinteren Bereich 14 geschaffen wird. Dies kann erreicht werden, indem im Trichter 20 eine Saugwirkung erzeugt wird und indem der Teil der elastischen Dichtung 8, der neben dem hinteren Bereich 14 liegt, mit zumindest einem Durchgang versehen wird, um den Eintritt von Luft außerhalb des Gehäuses 1 zu ermöglichen· Vorzugsweise weist dieser Teil der elastischen Dichtung elastische Bürstenmittel 15 auf, die neben dem hinteren Bereich 14 angeordnet sind. Die Bürstenmittel 15

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erlauben, daß die Luft entlang eines in Figur 1 allgemein mit 16 bezeichneten Weges strömt. Dieser luftstrom geht über die Strahlzone 9 und durch das Gehäuse entlang des Rückprallweges 11 und entlang des durch 17, 18, und 19 bestimmten Eückführweges.

Dieser Gasstrom entlang der Strahlzone und entlang des Rückführweges trägt bedeutend zu der Rückführung des abgestrahlten Materials zu dem Strahlgebläserad 4 bei. Die Energie der rückprallenden Teilchen und die durch das strömende Gas auf diese Teilchen ausgeübte Kraft reichen zusammen aus, um die abgestrahlten Schleifmaterialteilchen 10 entlang des Rückführungsweges zu dem Trichter 20 zurückzuführen. Dieses Ergebnis wird durch die Verminderung des Querschnittes der länglichen Kammer 12 verstärkt. Wenn das Gas durch die Kammer 12 strömt, nimmt seine Geschwindigkeit infolge des sich vermindernden Querschnittes der Kammer zu. Auf diese Weise verlieren die rückprallenden Sohleifmaterialteilchen bei der Aufwärtsbewegung allmählich ihre kinetische Energie, wobei dieser Energieverlust zumindest teilweise durch die allmählich zunehmende.Strömungsgeschwindigkeit des Gases ausgeglichen wird. Die Verminderung des Querschnitts der Kammer 12 führt auch den unkontrollierten Strom der rückprallenden Teilchen 10 in einen kontrollierten Strom über, der in den Speichertrichter 20 geführt und geleitet werden kann. Die Schleifmaterialteilchen werden dann dem Strahlgebläserad 4 über eine Eingangsöffnung zugeführt, die Mittel 22 aufweist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Teilchen zu steuern.

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Aus dieser Beschreibung wird deutlich, daß die Schleifmaterialteilchen kontinuierlich auf die zu reinigende Oberfläche aufprallen und kontinuierlich von der Oberfläche wieder weggeführt werden, um eine wesentliche Ansammlung von abgestrahlten Schleifmaterialteilchen darauf zu verhindern. Dadurch wird es der Bedienungsperson ermöglicht, die Geschwindigkeit der Maschine zu verändern und auch bei stillstehender Maschine zu arbeiten, wobei die Oberfläche wirksam behandelt wird. Da im wesentlichen alles Schleifmaterial in dem Gehäuse bleibt und kontinuierlich zurückgeführt wird, ist das Gesamtgewicht der Maschine geringer als das einer Maschine, bei der das Schleifmaterial unter der elastischen Dichtung hindurchgeht und sich auf der Oberfläche ansammelt, bis es durch mechanische Mittel aufgenommen wird. Die kinetische Energie der zurückprallenden Teilchen trägt Teilchen von der zu behandelnden .Oberfläche weg. Es ist so auch ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung wirksam die kinetische Energie der rückprallenden Teilchen ausnutzt, indem diese Teilchen wiedergewonnen und entlang des Rückführweges dem Speichertrichter wieder zugeführt werden.

Jedes beliebige der bekannten Mittel zum Schleudern von Schleifmittelteilchen gegen eine zu behandelnde Oberfläche kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden. Ein bevorzugtes Schleifmittelgebläse ist das in der US-PS 3 867 791 beschriebene luftlose Zentrifugalstrahlgebläserad. Ein bevorzugtes luftloses Zentrifugalstrahlgebläserad weist einen Durchmesser von etwa 13 1/2 inches (34,5 cm) auf und wird mit etwa 3200 U/Min, betrieben.

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Das Schleifmaterial wird unter einem Winkel von etwa 10° bis 60°, vorzugsweise etwa 15° bis etwa 45° bezüglich der Oberfläche geschleudert. Ein Winkel von etwa 30° wird besonders bevorzugt. Diese Winkel gewährleisten, daß das Strahlmittel im Winkel zurückprallt. Die meisten der»Strahlteilchen prallen im wesentlichen im selben Winkel zurück, wie sie auf die Oberfläche aufprallen. Andere Teilchen jedoch prallen in verschiedenen Winkeln zurück, wodurch der ungesteuerte Strom des rückprallenden Schleifmaterials zunimmt.

Jeder Typ von herkömmlichem Schleifmaterial kann bei der erfindugsgemäßen Vorrichtung verwendet werden. Beispielsweise kann man Metallkörner, Schlacke, Sand, Vulkanasche, G-lasperlen, Metalloxidteilchen, Zirkon, Granat, !Carborundum, Stein usw. verwenden. Das Sohleifmaterial muß in der Lage sein, nachdem es auf die zu behandelnde Oberfläche aufgeprallt ist, um eine wesentliche Strecke zurückzuprallen. Da kleinere oder leichtere Teilchen nicht so gut zurückspringen wie größere Teilchen, wird die Gesamtmenge pro Zeiteinheit dieses Materials im wesentlichen geringer sein, wenn größere, schwerere Schleifmittel von einem Zentrifugalstrahlgebläserad geschleudert werden. Die Rückprallcharakteristika können ausgeglichen werden, indem die Geschwindigkeit, mit der die Schleifteilchen gegen die Oberfläche geschleudert werden, eingestellt wird. Beispielsweise können ein oder mehrere Hochdruckstrahldüsen an Stelle des Strahlgebläserades benutzt werden. Die Wirtschaftlichkeit und die Wirksamkeit werden häufig die Verwendung von relativ großen Schleifmittel

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erforderlich machen, wie "beispielsweise große Metallkörner. Metallkörner von im wesentlichen runder Form werden wgen ihrer Haltbarkeit und ihrer Wirkung auf die zu behandelnde Oberfläche bevorzugt. Kugelförmige Schleifmittel geben ein gutes Strahlbild und Profil auf der zu behandelnden Oberfläche. Während winkelförmige Teilchen auch benutzt werden können, ist das Profil der damit behandelten Oberfläche häufig durch Erhöhungen und Vertiefungen gekennzeichnet. Wenn die behandelte Oberfläche bemalt werden soll, kann eine derartige Erhöhung in den PiIm eindringen und später einen Angriffspunkt für Rost und Zersetzung bilden.

Das Schleifmaterial wird gegen die zu behandelnde Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 pounds (45»3 kg) bis etwa 800 pounds (362,4 kg) pro Minute geschleudert, mit einer Maschine, die eine Strahlzone von etwa 18 inches (45»7 cm) Breite aufweist. Die Drehgeschwindigkeit des Strahlgebläserades und die Menge des Schleifmittels, die bei Strahlzonen mit anderen Abmessungen benötigt werden, kann leicht durch Experiment bestimmt werden. Ein für die Erfindung besonders bevorzugtes Strahlgebläserad weist einen Durchmesser von etwa 13 1/2 inches (34,3 cm) auf, eine Drehgeschwindigkeit von etwa 3200 Tj/Min. und eine Durchflußgeschwindigkeit des Schleifmittels von 600 pounds (272 kg) pro Minute für eine Strahlzone von etwa 18 inches (45 >7 cm) Breite, wobei das Schleifmittel aus Stahlkörnern besteht, mit einem Durchmesser von etwa 0,030 bis 0,035 inches (0,076 bis 0,089 cm).

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Da die komplikationslose, kontinuierliche Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in großem Maße von den von der behandelten Oberfläche zurückspringenden Schleifmittelteilchen abhängt, muß die Anzahl und die Größe der Teilchen, die verwendet werden, in Betracht gezogen werden· Wenn daher die Stahlkugeln einen Durchmesser von etwa 0,07 inches (0,043 cm) aufweisen, nimmt entweder die Länge der gestrahlten Körner ab oder die Umdrehungsgeschwindigkeit des Schleifstrahlgebläserades . nimmt zu, oder beides, wenn man mit Stahlkugeln vergleicht, die einen Durchmesser con etwa 0,030 bis 0,035 inches ( 0,076 bis 0,089 cm) aufweisen. Umgekehrt kann ein größeres Volumen von größeren Stahlkugeln gestrahlt werden, vorrausgesetzt, daß die Anzahl der Teilchen nicht so groß ist, daß sie sich beim Rückprallen von der behandelten Oberfläche gegenseitig störend beeinflussen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders gut geeignet für Schleifmittelteilchen, die.einen durchschnittlichen Duchmesser von zumindest etwa 0,017 inches (0,043 cm) aufweisen.

Während das Schleifstrahlgebläserad 4 zentral in der Kammer 5 angeordnet sein kann, ist es vorteilhaft, daß Schleifstrahlgebläserad in der Kammer zu versetzen, wenn das Schleifmaterial eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 0,017 inches (0,034 cm) oder weniger aufweist. In Figur 2 ist ein Schleifstrahlgebläserad 4 in der Kammer 5 dargestellt, wie es von der Vorderseite der Vorrichtung aus zu sehen ist. Das Schleifstrahlgebläserad 4 dreht sich im Uhrzeigersinn und schleudert die Körner auf die Strahlzone BC. Der Bereich ABCD stellt das Strahlbild dar. Die Körner schlagen nicht in einem einheitlichen Bild auf die Strahlzone BC auf und es wurde gefunden, daß dies die

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Rückprallcharakteristika in dem Gebiet der Strahlzone nahe beim Punkt C nachteilig beeinflußt. Das SchleifStrahlmaterial kann sich sogar in diesem Gebiet auf der Oberfläche 3 ansammeln und die Oberfläche eventuell mit Sohleifmaterial abdecken. Dies macht es erforderlich, daß die Vorrichtung abgestellt, das auf der Oberfläche 3 angesammelte Sohleifmaterial eingesammelt und in den Speichertrichter 20 zurückgebracht wird, worauf der normale Betrieb wieder beginnen kann.

Dieses Problem kann korrigiert werden, indem das Schleifstrahlgebläserad 4 auf einer Seite der Mittellinie der Kammer 5» wie in Figur 3 dargestellt, angeordnet wird. Wie in Figur 3 dargestellt, fällt die rechte Kante des Schleifstrahlgebläserads 4 mit der Mittellinie der Kammer 5 zusammen. Das Schleifstrahlbild der Strahlzone B'C in Figur 3» ist gleichmäßiger als das von BC in Figur 2, und die Rückprallcharakteristika werden dadurch verbessert. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn kleineres Schleifmaterial benutzt wird, beispielsweise Sohleifmaterial mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 0,017 inches (0,043 cm) oder weniger. Die in Figur 2 dargestellte Ausgestaltung kann allgemein bei größeren Schleifmaterialien verwendet werden, da große Schleifmittelteilchen im wesentlichen eine ausreichende kinetische Energie aufweisen, um sie von der Oberfläche 3 frei zu bekommen, sogar wenn das Schleifmittelmuster in der Strahlzone BC nicht vollständig einheitlich ist.

Der sich vermindernde Querschnitt der Rückführkammer 12 ist ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der vermindert Querschnitt erhöht die Geschwindigkeit des durch die

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Kammer 12 strömenden Gases, wodurch der Strom der festen Materialteilchen durch die Kammer unterstützt wird. Auch führt Sie Verminderung des Querschnittes von einem ungesteuerten Strom des Schleifmaterials zu einem gesteuerten Strom. Dies ermöglicht es, die rückprallenden Teilchen entlang des Rückführweges zum Schleifstrahlgebläserad zu führen.

Die Rückführkammer 12 ist zumindest so breit wie die Strahlzone Bei der bevortugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Auslaß der Kammer 12 etwa 36 inches (91,5 cm) oberhalb der zu bearbeitenden Oberfläche angeordnet, die größten Querschnittsabmessungen der Kammer sind etwa 10 inches mal 18 inches (25,4 cm mal 45,7 cm) und die kleinsten Querschnittsabmessungen sind etwa 2 inches mal 18 inches (5,1 cm mal 45,7 cm). Wie in Figur 1 dargestellt, ist der Auslaß der Kammer 12 oberhalb der Oberfläche angeordner, und höher als das Schleifstrahlgebläsrerad von der Einlaßöffnung 21.

Der Gasstrom 16 ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung bei geringen Geschwindigkeiten oder im Stillstand betrieben wird, da dabei vermieden wird, daß größere Mengen von abge strähltem Schleifmaterial im hinteren Bereich 14 der Öffnung angesammelt werden. Es ist verständlich, daß ein Gasstrom im vorderen Bereich 13 vorgesehen werden kann, falls das Ansammeln von abgestrahlten Schleifmittelteilchen in diesem Gebiet problematisch wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Vorrichtung im Stillstand betrieben wird. Wenn die Vorrichtung bewegt wird und zum Eeinigen horizontaler Oberflächen benutzt wird, tritt alles Schleifmaterial, das sich im vorderen Bereich 13 ansammelt, in die Strahlzone 9 ein, wenn

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die Vorrichtung vorwärts "bewegt wird. In diesem Fall ist es im allgemeinen nicht notwendig, zusätzliche Luft in den vorderen Bereich 13 einzubringen»

Bürstenmittel 15 erlauben nicht nur den Durchtritt von Gas in den hinteren Bereich 14 der Öffnung 2, sonder halten auch das abgestrahlte Sohleifmaterial von einem Austreten durch die Öffnung zurück.

Die Luft 16 kann durch Vakuum oder durch ein Pressluftumlaufsystem zugeführt werden. Beispielsweise kann das Gehäuse mit Mitteln verbunden sein, die ein Vakuum in dem Gehäuse erzeugen, beispielsweise d"rch Verbindung mit einem Stäubsammelsystem. Die Luft kann dann durch die Bürstenmittel 15 in den unteren Teil des Gehäuses eintreten. Wenn ein Vakuumsystem verwendet wird, ist es vorteilhaft, den Speichertrichter 20 mit dem Schleif strahlgebläserad 4 über eine im wesentlichen luftdichte Dichtung zu verbinden, um ein Kurzschließen des Luftstromes zu vermeiden. Der Luftstrom 16 kann auch durch Mittel erzeugt werden, die in der Lage sind, nahe der Bürste 15 Luft mit Überdruck zuzuführen. In diesem Fall ist es nicht so wichtig, daß die Dichtung zwischen dem Speichertrichter 20 und dem Schleifstrahlgebläserad 4 luftdicht ist, da die Luft in den inneren Bereich 14 gedrückt wird; Luft, die bei der Dichtung zwischen dem Schleifstrahlgebläserad 4 und dem Trichter 20 in das Schleif strahlgebläserad 4 gezogen wird, kann daher nicht verhindern, daß der Luftstrom 16 seine beabsichtigte Punktion erfüllt·

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Es wurde gefunden, daß der Luftstrom 16 ein großes Volumen und geringen Druck oder „Vakuum aufweisen sollte. Bei der zuvor beschriebenen "bevorzugten Vorrichtung hat sich ein Luftstrom von etwa 800 cfm (22,5 qm/Min.) bei etwa 2 bis 7 inches (5,1 bis 17,8 cm) Wassersäule und bei Umgebungstemperatur als ausreichend herausgestellt. Andere Strömungsgeschwindigkeiten und Drucke können verwendet v/erden, vorausgesetzt, daß der Strom ausreicht, um das in den hinteren Bereich 14 gestrahlte Sohleif material in die Strahlzone9 zu zwingen und daß er ausreichend ist, um die Rückführung des abprallenden Schleifmaterials zu unterstützen. Es ist verständlich, daß der Lufstrom 16 sich nicht störend auf die Schleifteilchen 7 entlang ihres geneigten Weges 6 auswirken sollte. Da der Luftstrom nicht allein ausreichend zu sein braucht, um das abgestrahlte Schleifmaterial zurückzuführen (d.h. die Energie der rückprallenden Teilchen wird auch ausgenutzt),können sehr hohe Drucke und hohe Luftstromgeschwindigkeiten vermieden werden·

Die Luftversorgung erfolgt entlang des Weges 17, 18, 19. Wenn die abgestrahlten Schleifmittelteilchen in den Trichter 20 fallen, strömt die Luft entlang dem mit 23 bezeichneten Weg weiter. Es ist ersichtlich, daß die Luft durch die entlang dem mit 23 bezeichneten Weg hinabbewegten Teilchen 24 hindurch streicht. Dies führt zu einer Luftreinigung der abgestrahlten Schleifmittelteilchen. Fremdmaterial, das von der behandelten Oberfläche wegbewegt wurde, kann auf diese Weise wirksam von den abgestrahlten Schleifmittelteilchen getrennt werden.

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Wenn die Luft entlang des Weges 23 strömt, trägt sie eine geringe Menge abgestrahlten Sohleifmaterials mit sich, das in Figur 1 mit 25 "bezeichnet-ist. Die Luft kann durch einen allgemein mit 26 bezeichneten erweiterten Bereich hindurchströmen. Dies führt zu einer verringerten Strömungsgeschwindigkeit der Luft. Die Schleifmittelteilchen 25 fallen dann infolge der Schwerkraft in die Rinne 27. Die Rinne 27 ist mit einem einstellbaren Tor 28 versehen, das vorzugsweise aus einem elastischen Material wie Gummi besteht. Schleifmittelteilchen werden oberhalb des ein*·? stellbaren Toren 28 gesammelt, und fallen gegebenenfalls in den Speichertrichter 20 zurück. Die Luft strömt entlang des in Figur 1 mit 29 bezeichneten Weges weiter. Die Luft kann durch einen Staubsammler (nicht dargestellt) geführt werden, um Fremdmaterial, das von der bearbeiteten Oberfläche aufgenommen wurde, zu entfernen.

Die Vorrichtung kann auch mit einer Steuervorrichtung, wie sie in Figur 1 mit 30 bezeichnet ist, versehen sein. Die Vorrichtung kann einen Eigenantrieb aufweisen, indem eines oder mehrere Antriebsräder 31 nahe der Hinterseite der Vorrichtung vorgesehen sind. Eine Lenkrollanordnung 32 kann an der Vorderseite der Vorrichtung vorgesehen sein, Geschwindigkeitssteuervorrichtungen und solche für die Richtung und die Geschwindigkeit der Strahlvorrichtung können an der Steuervorrichtung 30 befestigt sein. Es ist ersichtlich, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung einer besonderen Anwendung angepaßt werden kann. Vorzusweise sind veränderliche Geschwindigkeitssteuereinrichtungen vorgesehen.

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Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung ist so aufgetaut, daß sie nahe der zu behandelnden Oberfläche entlang bewegt wird, wie es durch den Teil 33 angezeigt ist. Der mittlere Teil der Vorrichtung kann-an Hindernissen oder Unregelmäßigkeiten der Oberfläche hängenbleiben, dies kann vermieden werden, indem die Antriebsräder 31 in dem Bereich neben der Strahlzone 9, eher noch außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet werden. Die Vorrichtung kann dann über Hindernisse und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche hinwegbewegt werden.

Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Gehäuse besteht im allgemeinen aus einem leichten Material, wie beispielsweise dünnem Stahl oder Aluminium (gauge steel). Teile des Gehäuses können mit einem auswechselbaren, abriebfesten Material verkleidet sein. Beipielsweise kann das in Figur 1 dargestellte Gehäuse 5, in dem das Schleifstrahlgebläserad 4 angeordnet ist, mit Mangan, Stahl, Gußlegierungen oder gehärteten Platten ausgekleidet sei. Dies wird vorteilhaft erreicht, indem austauschbare Verkleidungen des bekannten Typs verwendet werden. Auf ähnliche Weise können andere Oberflächen des Gehäuses, die der Abnutzung unterworfen sind, mit einem abriebfesten Material ausgekleidet werden.

Die elastischen Dichtungsmittel um den Umfang der Öffnung im Gehäuse verhindern im wesentlichen, daß abgestrahlte Schleifmittelteilchen aus der Öffnung entweichen. Die Dichtung sollte aus einem Material bestehen, das ausreichend elastisch ist, um über Hindernisse auf der behandelten Oberfläche hinweg- und herumzugleiten, wobei das abgestrahlte Schleifmaterial jedoch in dem

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Gehäuse zurückgehalten wird. Elastomere für diesen Zweck sind bekannt. Der hintere, neben H liegende Teil der Dichtung, ist vorzugsweise eine rechteckige Bürste, deren Borsten im wesentlichen senkrecht zur horizontalen Oberfläche stehen.

Die Oberflächenbearbeitungsmaschine kann durch herkömmliche Mittel angetrieben werden. Beispielsweise können hydraulische, elektrische, pneumatische oder manuelle Antreibsmittel benutzt werden. Hydraulische Antriebsmittel werden bevorzugt, wenn das Gewicht der Maschine beträchtlich ist.

Die Öffnung 2 im Gehäuse 1 ist im wesentlichen von rechteckiger oder quadratischer Form, obwohl sie auch andere Formen haben kann. Beispiels'"3ise kann auch eine ovale oder längliche Form benutzt werden.

Eine rechteckige oder quadratische Öffnung erlaubt es der Bedienungsperson die Strahlzone näher an Hindernisse auf der behandelten Oberfläche heranzubewegen. So ist die Bedienungsperson beispielsweise in der Lage, die Maschine nahe an Tragevorrichtungen heranzuführen, die sich durch schwimmende Dächer von Lagertanks erstrecken.

Die bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung wurde mit einer 18 inch (45»7 cm) breiten Strahlzone beschrieben. Es ist verständlich, daß auch Strahlzonen mit anderen Abmessungen in Erwägung gezogen und durch genaue Auswahl der Gebläsevorrichtung für Schleifmittel geschaffen werden können. Beispielsweise können

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zwei oder mehr Zentrifugal-Schleifstrahlgebläseräder nebeneinander angeordnet werden, falls eine "breite Strahlzone gewünscht wird. Eine breite Strahlzone ist häufig vorteilhaft, da sie die Behandlung eines größeren Oberflächenbereiches pro Zeiteinheit ermöglicht, als eine enge Strahlzone.

Es ist verständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung "bewegt werden oder im Stillstand betrieben werden kann. Während die Vorrichtung als beweglich beschrieben wurde und insbesondere zur Verwendung zum Reinigen von im wesentlichen flachen, horizontalen oder geneigten Oberflächen, ist es verständlich, daß die Vorrichtung auch im Stillstand betrieben werden kann, wobei die zu behandelnde Oberfläche an der Öffnung im Gehäuse vorbei bewegt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zahlreiche Vorteile auf» Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist kompakt, wodurch sie relativ manövrierfähig wird. Sie kann im Stillstand oder im bewegten Zustand betätigt werden. In jedem FaIl werden die abgestrahlten Schleifmittelteilchen daran gehindert, sich in größeren Mengen auf der behandelten Oberfläche anzusammeln» Die Strahlzone weist eine im wesentliche gleichbleibende Größe auf, da die Schleifmittelteilchen kontinuierlich von der behandelten Oberfläche entfernt werden. Weiterhin ist, da das Schleifmaterial kontinuierlich von der Oberfläche entfernt und den Strahlmitteln wieder zugeführt wird, die Menge des Schleifmaterials gering im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen. Dies vermindert die Gesamtbetriebskosten und das Gewicht der Vorrichtung, wodurch die

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Vorrichtung insbesondere zum Reinigen der Obersiten von Lagertanks geeignet ist» Zusätzlich wird die Energie der rückprallenden Teilchen nicht verschwendet. Dies wird erreicht, indem die meisten der rückprallenden Teilchen daran gehindert werden auf die behandelte Oberfläche zurückzufallen· Wenn die Maschine vorwärtsbewegt wird, wird das Schleifmaterial kontinuierlich auf die zu behandelnde Oberfläche gestrahlt und kontinuierlich wieder zurückgeführt. Die Vorwärtsgeschwindigkeit der Vorrichtung kann geändert werden, ohne daß es zu stoßartigen Mengenänderungen der abgestrahlten Schleifmittelteilchen kommt, die zu einem Verstopfen der Rückführeinrichtung führen könnten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine im wesentlichen nicht mit Hindernissen versehene Rückführkammer auf, die ohne bewegliche Teile ist, die durch rückprallende Schleifmittelteilchen abgenutzt werden könnten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Lage große Volumina und große oder schwere Schleifmittelteilchen zu schleudern und wieder zurückzuführen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bersonders nützlich beim Reinigen von Decks von Schiffen, Fahrbahnen, von Gängen und von Oberseiten von Lagertanks.

Vorstehend wurde eine verbesserte Schleifstrahlvorrichtung beschrieben, mit einem Gehäuse, das Mittel darin aufweist, um Schleifmittelteilchen entlang eines relativ zu einer zu bearbeitenden Oberfläche geneigten Winkels zu schleudern. Die verbesserte Vorrichtung weist im wesentlichen ungehinderte, längliche Rückführkammermittel auf, um das abgestrahlte Schleifmittel von der

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Strahlzone zurück zu den G-ebläsemitteln zu führen. Die Rückfülirkaimiierinittel vermindern ihren Querschnitt von der Strahlzone zu den G-ebläsemitteln hin. Ein Fluidstrom, beispielsweise Luft, ist in die Strahlzone gerichtet. Die abgestrahlten Schleifmittelteilchen prallen von der "behandelten Oberfläche zurück. Die Energie der rückprallenden Teilchen und die durch das Fluid auf die Teilchen ausgeübte Kraft reichen zusammen aus, um das Schleifmaterial zu den G-ebläsemitteln zurückzuführen.

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Claims

Patentansprüche

(1.yGebläsevorrichtung für Schleifmittel mit einem Gehäuse mit einer Öffnung darin, mit Dichtungsmitteln um den Umfang der Öffnung in dem Gehäuse, um eine zu bearbeitende Oberfläche zu berühren und das Entweichen von abgestrahltem Schleifmaterial aus der Öffnung zu vermeiden, ferner mit Mitteln in dem Gehäuse, um Schleifmittelteilchen entlang eines eilfallenden Zuführweges durch die Öffnung zu der Strahlzone auf der Oberfläche und von der Strahlzone eines aufwärtsgerichteten Rückprallweges zu führen, wobei die Strahlmittel so ausgerichtet sind, daß sowohl der Aufprallweg als auch der Rückprallweg im spitzen Winkel zur Oberfläche verlaufen, und mit Mitteln zum Rückführen des abgestrahlten Schleifmaterials entlang eines Rückführweges für das Sohleifmaterial zu den Gebläsevorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführmittel im wesentlichen unbehinderte, längliche Rückführkammermittel aufweisen, die die Strahlzone mit den Gebläsevorrichtungen verbinden, um das abgestrahlte Schleifmaterial von der Strahlzone zur Wiederverwendung zu den Gebläsevorrichtungen zurückzuführen,, daß die Kammermittel sich im Querschnitt von der Strahlzone zu den Strahlmitteln hin verengen, und daß Mittel vorgesehen sind, um in der Strahlzone einen Fluidstrahl zu schaffen, wobei die Energie der rückprallenden Teilchen und die von dem Fluid auf die Teilchen ausgeübte Kraft zusammen ausreichen, um das abgestrahlte Schleifmaterial entlang des Rückführweges zu den Gebläsevorrichtungen zurückzuführen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung "beweglich ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in dem Gehäuse einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich außerhalb der Strahlzone, jedoch innerhalb eines von den Dichtungsmitteln umfaßten Bereich aufweist, daß der
vordere Bereich in der Bewegungsrichtung liegt, und daß die
Mittel zum Erzeugen eines Fluidstromes ausreichen, um das
abgestrahlte Schleifmaterial von dem hinteren Bereich in die Strahlzone zu bewegen»
4-. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid/ist, und daß der Teil der elastischen Dichtung, der
neben dem hinteren Bereich angeordnet ist, zumindest einen
Durchgang aufweist, um den Eintritt von Luft in den hinteren Bereich zu ermöglichen, so daß das abgestrahlte Schleifmaterial von dem hinteren Bereich in die Strahlzone geführt wird,
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der elastischen Dichtung, der zumindest einen Durchgang aufweist, eine Bürste ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die G-ebläsevorrichtung für Schleifmittelteilchen ein zentrifugales, luftloses Strahlgebläserad ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speichertrichter zwischen den Rückführkammermitteln und den · G-ehläsevorrichtungen angeordnet ist.

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