DE2916131A1

DE2916131A1 - Vorrichtung zur behandlung einer oberflaeche

Info

Publication number: DE2916131A1
Application number: DE19792916131
Authority: DE
Inventors: Donald James Brown
Original assignee: Knox Manufacturing Co
Current assignee: Knox Manufacturing Co
Priority date: 1978-05-25
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1979-11-29
Also published as: GB2021450B; AU4583379A; BE876552A; IE790563L; JPS54154895A; CA1088752A; IE47861B1; NL7902589A; GB2021450A; US4232487A; FR2426535A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Veickwvnis Djpl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Ch^m.JLHuber Dr. Ing. H. Liska & £3 Ib131

2 0. April 1979

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Knox Manufacturing Co., 111 Spruce Street, Wood Dale,

Illinois, V.St.A.

Vorrichtung zur Behandlung einer Oberfläche

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, wie sie im Gattungsteil des ersten Anspruchs beschrieben ist. Sie ist auf ein System gerichtet, um Schleifpartikel gegen eine Arbeitsfläche zu schleudern und die Partikel zur erneuten Verwendung wiederzugewinnen.

Der Gebrauch eines Schleifmittels« wie Sandpartikel oder grobkörniger Sand, zum Glanzschleifen einer Fläche oder zum Entfernen eines Lacküberzugs o.dgl. von einer Fläche ist bekannt» Bei Verfahren, wie der SandStrahlreinigung_s wird Sand mit einem Strom rasch fließender Luft, der den Sand mitnimmt und auf die Fläche gerichtet wird_y -gegen die Arbeitsfläche geschleudert« Durch den Aufprall des Sandes gegen die Arbeitsfläche wird die oberste Schicht des Werkstückes abgetragen. Üblicherweise wird der Sand weit zerstreut,, so Saß er verlorengeht«. Außerdem verschmutzen der verbrauchte Sand und der Abrieb von der Werkstückoberfläche die Umgebung«

Es sind bereits Gehäuse verwendet ΐ/oräensr um das Schleifmittel im Arbeitsbereich zu halten« Solche Gehäuse umfassen Hauben^ die die Sandblaspistole umgeben.} um den. verbrauchten Sand und den Abrieb einzufangen, sowie Systeme, um den eingefangenen Sand der Wiederverwendung zuzuleiten.. Die bisherigen Sandstrahlsysteme sind jedoch in ihrer Konstruktion relativ korn-

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pliziert und erfordern oft komplizierte Ventile oder Strahldüsenanordnungen. Daher sind die bisherigen Vorrichtungen verhältnismäßig teuer.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung zu schaffen, die Schleifsand auf eine Werkstückfläche schleudert, den Sand wiedereinfängt und ihn zur Wiederverwendung zurückführt.

Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung weist eine an eine Druckluftquelle angeschlossene Pistole auf, ferner ein Gehäuse, das einen Vorrat an Schleifmittel enthält, eine Schleifmittelzuleitung vom Boden des Gehäuses zu einem Schleifmitteleinlaß in die Pistole, die eine öffnung nächst dem Gehäuseauslaß hat, eine Haube zum Sammeln des verbrauchten Schleifmittels und eine Vakuumquelle, die das verbrauchte Schleifmittel aus der Haube durch eine Rückführleitung in das Innere des Gehäuses über dem Schleifmittelvorrat zurücksaugt. Der Druckluftstrom durch die Pistole geht an dem Schleifmitteleinlaß vorbei, um über die Öffnung Luft durch die Schleifmittelzuleitung zu saugen, wodurch Schleifmittel vom Gehäuseboden in den Luftstrom der Pistole gesaugt und gegen eine Arbeitsfläche geschleudert wird.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Schleifmittel Sand, der auf einer solchen Höhe gehalten wird, daß er eine trennende Barriere zwischen dem Unterdruekbereicn über dem Sand in dem Gehäuse und dem Sandauslaß am Boden des Gehäuses bildet. Ein Sieb, das etwas über dem Sand angebracht ist, dient dazu, große Sandpartikel oder Abriebteilchen, die nicht zurückgeführt werden können, auszuscheiden, während ein Filter kleinere Partikel des benutzten Sandes oder des Abriebs sammelt, die nicht genug Gewicht haben, um entgegen der Saugwirkung der Vakuumpumpe auf den Boden des Gehäuses zu sinken.

Es kann ein Dosiermechanismus verwendet werden_f um die in der Zeiteinheit angelieferte Sandmenge zu steuern. Bei Betätigung dieses Mechanismus durch den Benutzer wird die Größe der Öff-

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nung nach Wunsch verändert, wodurch die Geschwindigkeit der Luftströmung durch die Sandzuleitung geändert wird und damit auch die Durchflußmenge von Sand aus dem Gehäuseauslaß durch die Sand zuleitung. Der Dosiermechanismus macht es außerdem möglich, die Pistole aus der Druckluftquelle mit variierendem Druck, z.B. zwischen 0,21 und 0,62 N/mm (30 psi bis 90 psi) zu speisen, so daß die Geschwindigkeit und Menge des auf die Arbeitsfläche auftreffenden Schleifmittels entsprechend der Beschaffenheit des Materials dieser Arbeitsfläche reguliert werden kann.

An dem offenen Vorderende der Haube ist eine elastische Dichtung angebracht, die auf die Arbeitsfläche aufgesetzt wird. Eine weitere elastische Dichtung ist ringsum eine Öffnung an der Rückseite der Haube vorgesehen, um eine satte Anlage an dem in die Öffnung eingeschobenen Lauf der Pistole zu bieten, dabei aber doch eine Schwenkbewegung der Pistole zu gestatten, so daß das Schleifmittel wahlweise auf irgendeinen Teil der von der Haube umschlossenen Werkstückfläche gerichtet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Haubenaufbau eine Haube umfassen, die lösbar an einem Adapter befestigt ist. Der Adapter ist so gestaltet, daß er am Lauf der Pistole und am stromaufwärtigen Ende der Sandrückleitung angefügt werden kann. Die Haube, die vielfältige Formen haben kann, wird in den Adapter eingeführt und an diesem mittels eines Kugelrastmechanismus lösbar festgehalten. Der Adapter macht es überflüssig, bei einem etwaigen Austausch der Haube die Pistole abzunehmen und die Sandrückleitung abzuhängen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung in Konstruktion und Punktion ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Abschleifvorrichtung in ihrer Verwendung an einem Kotflügel eines Autos;

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Pig.2 eine fragmentarische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Erfindung, die den Fluß des Schleifmittels veranschaulicht;

Fig.3 eine Draufsicht einer veränderbaren öffnung, die im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbar ist;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Darstellung und teilweise im Schnitt einer Haubenkonstruktion, die einen Adapter zeigt, an dem ein Haubentyp befestigt werden kann;

Fig.5 eine perspektivische Ansicht eines anderen Haubentyps, der zusammen mit dem Adapter verwendbar ist; und

Fig.6 eine perspektivische Ansicht noch eines anderen Haubentyps, der zusammen mit dem Adapter verwendet werden kann.

In Fig.1 und 2 ist eine Vorrichtung zum Abschleifen einer Oberfläche dargestellt, die ein Gehäuse 10 hat, das im Inneren ein Reservoir für das Schleifmittel, beispielsweise Sand 11, bietet, ferner eine Pistole 13, die den durch eine Zuleitung 14 angelieferten Sand gegen eine Arbeitsfläche 16 schleudert, eine Haube 17 zum Einfangen des benutzten Sandes und des Abriebs, und einen Vakuummotor 20 zum Absaugen von Sand aus der Haube 17 durch eine Rückführleitung 21, um den verbrauchten Sand in das Innere des Gehäuses 10 zurückzuleiten. Als Schleifmittel kann Sand unterschiedlicher Korngröße oder Grit verwendet werden, aber auch andere Materialien, wie etwa Granatkörnchen, Glasperlen, gemahlene Maiskolben oder geschrotete Nußschalen.

Wie Fig.1 zeigt, ruht das Gehäuse 10 auf einem Gestell, das zwei rückwärtige Räder 23, ein vorderes Bein 24 und einen nach hinten ragenden annähernd U-förmigen Handgriff 26 umfaßt. An einer Querleiste 27, die quer über dem Handgriff 26 angebracht ist, ist ein Druckregelventil 30 und ein Druckmesser 31 montiert, die in einer Druckluftleitung 33 liegen, wobei das Ventil 30 die Geschwindigkeit der Druckluft in der Leitung 33 reguliert. Das stromaufwärtige Ende 33a der Druckluftleitung 33 ist mittels einer rasch lösbaren Nippel· und Muffenverbindung

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34 an einen äußeren Druckluftvorrat angeschlossen. Wenn die Vorrichtung nicht im Gebrauch ist, können die flexiblen Schläuche, die die Leitungen 14» 21 und 33 bilden, um die zylindrische Außenwand des Gehäuses 10 innerhalb der Handgriffteile gewickelt werden.

Das Gehäuse 10 hat im Inneren eine ringförmige Rippe 36, die als Auflage für ein Sieb 37 dient. Das Sieb 37 sondert alle Partikel aus, die für die leitung 14, die vom Boden des Gehäuses 10 zur Pistole 13 führt, zu groß sein könnten. Der Boden 40 des Gehäuses 10 hat vorzugsweise die Form eines Trichters, um den im Gehäuse 10 aufgenommenen Sand nach unten zu einem Auslaß 41 zusammenzuführen,- der sich in der Mitte am Unterende des Bodens befindet. Der Sand 11 wird auf einer solchen Tiefe gehalten, daß er eine Druckbarriere bildet. Dabei hängt die Sandtiefe vom Durchmesser des Gehäuses und der Art des verwendeten Schleifmittels ab. Die oberste Schicht 43 des Sands 11 im Reservoir wird auf einer Höhe relativ nahe an der Unterseite des Siebes 37 gehalten.

Vom Auslaß 41 ragt ein am Gehäuse angeformter Rohrstutzen 44 vertikal nach unten, der mittels eines Knies 47 mit einem annähernd horizontal liegenden Rohr 46 verbunden ist. Selbstverständlich kann diese Auslaßkonstruktion auch aus einem einzigen Stück sein. In dem Auslaßstutzen 44 ist in einem Abstand von,vorzugsweise etwa 25 mm zum Auslaß 41 eine Öffnung 50 ausgebildet, die in dem gezeigten Beispiel einen Durchmesser -von annähernd 4,8 mm (3/16 Zoll) hat. Der Zweck dieser öffnung 50 wird weiter unten noch beschrieben. Das stromaufwärtige Ende 14a der Sandzuleitung 14 ist mit dem Auslaßrohr 46 verbunden.

Die Pistole 13 hat einen Kanal 52, der ihren Handgriff 53 und ihren Lauf 54 durchzieht. Das stromabwärtige Ende 33b des Druckluftschlauches 33 ist an das Handgriffende des Kanals 52 angeschlossen. Der Lauf 54 ist mit einem Einlaßstutzen 56 von vorzugsweise etwa 7»9 mm (5/16 Zoll) Innendurchmesser versehen, der eine T-Verbindung mit dem stromabwärtigen Ende des Kanals

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52 herstellt. Das stromabwärtige Ende Hb der Sandzuleitung ist mit dem Rohrstutzen 56 funktionell verbunden.

Die Pistole 13 ist mit einem Abzug 57 versehen, der mit einer üblichen, nicht dargestellten Einrichtung verbunden ist, um den Druckluftstrom in den Lauf 54 einzulassen oder von diesem abzusperren. Der Abzug 57 kann entweder ein Ventil in der Pistole 13 betätigen oder ein Solenoid, das seinerseits die äussere Druckquelle selbst ein- oder abschaltet. Wenn der Abzug 57 betätigt wird, wird rasch strömende Druckluft in den Kanal 52, durch den Lauf 54 und aus dem offenen Ende 60 der Pistole heraus getrieben. Die Luft im Kanal 52 erzeugt durch ihre rasche Strömung über das offene Ende des Einlaßstutzens 56 bei A einen Unterdruck, so daß Sand durch die Zuleitung 14 in den Kanal 52 hereingesaugt wird. Der Sand wird dann von der rasch strömenden Luft mitgenommen und aus der Pistole bei 60 heraus und gegen die Arbeitsfläche 16 geschleudert.

Die Haube 17 ist eine schalenförmige Umhüllung zum Wiedereinfangen des Sandes, der gegen die von der Haube umschlossene Arbeitsfläche geschleudert worden ist. Die Haube 17 verhindert, daß Sand und Abrieb in die Umgebungsluft diffundieren. Wie die Fig.1 und 2 zeigen, sind die vier Seiten der Haube 17 trapezförmig und die Haube hat ein Vorderende 61, das der Arbeitsfläche zugekehrt ist und eine offene Fläche von beispielsweise 20 cm (8 Zoll) in Querrichtung bildet. Entlang dem Umfang der Haube 17 an deren Vorderende ist eine elastische Gummidichtung 62 angebracht, die eine satte Anlage an der Arbeitsfläche 16 bietet. Da das Innere der Haube 17 auf einem Druck unter dem Atmosphärendruck gehalten wird, kann durch eine etwaige undichte Stelle zwischen der Dichtung 62 und der Arbeitsfläche 16 nur Umgebungsluft in die Haube 17 eingesaugt werden. Die Luftströmung um die Ränder der Haube bewirkt, daß Sand und Abrieb im Inneren der Haube verbleiben.

Die Rückwand 63 der Haube bildet eine öffnung 64, durch die der Lauf 54 der Pistole eingeschoben wird. Die Öffnung 64 hat

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solche Abmessungen, daß sie in ziemlich guter Passung auf dem lauf sitzt, aber doch zuläßt, daß die Pistole geschwenkt wird, um nach unten, oben öder nach der Seite gerichtet zu werden, damit die Richtung, in der der Sand gegen die Arbeitsfläche geschleudert wird, verändert werden kann» Um einen Austritt von Luft durch die öffnung 64 zwischen dem Pistolenlauf 54 und der Haube 17 zu verhindern, ist an der Außenseite der Rückwand 63 der Haube eine elastische Dichtung 66 befestigt. Diese elastische Dichtung 66 hat eine öffnung 67, die mit der Öffnung 64 in der Rückwand in Deckung ist und so bemessen ist, daß sie eine feste Anlage am Lauf 54 der Pistole vorsieht. Dadurch wird der Luftaustritt durch die Öffnung 64 der Haube auf ein Minimum herabgesetzt. Der Pistolenlauf 54 bildet eine abgeschrägte Schulter 68, die vom Benutzer gegen die Dichtung 66 gepreßt und teilweise in die öffnung 64 hineingedrückt werden kann, um den festen Sitz noch zu verbessern. Der Sand kann also mit hoher Geschwindigkeit aus dem Lauf der Pistole gegen die Arbeitsfläche geschleudert und dabei auf alle Stellen der Arbeitsfläche gerichtet werden, die von der Haube 17 umschlossen sind. Am Boden der Haube 17 ist eine Öffnung mit einem Auslaßstutzen 70 ausgebildet, an den das stromaufwärtige Ende 21a der Sandrückführleitung 21 abnehmbar angeschlossen ist.

Der Yakuummotor 20 ist auf einem Deckel 73 des Gehäuses montiert, der das Gehäuseoberende verschließt und nach dem Lösen von Riegeln 74 abgenommen werden kann. Die Sandrückführleitung 21 ist mit dem Gehäuse 10 lösbar verbunden, indem ihr stromabwärtiges Ende 21b in ein den Deckel 73 durchstoßendes Einlaßrohr 75 eingeschoben ist. Der Vakuummotor 20 treibt ein Gebläse 76, das Luft aus dem Inneren des Gehäuses 10 durch einen wegnehmbaren Filtersack 77 absaugt und durch einen Auslaß 78 ins Freie ausstößt. Auf diese Weise wird der Innenraum des Gehäuses 10 über dem Sand 11 evakuiert, so daß der darin herrschende Druck wesentlich niedriger ist als der Atmosphärendruck. Folglich wird verbrauchter Sand und von der Arbeitsfläche entfernter Abrieb aus "der Haube 17 durch die Rückführleitung 21 in das

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Gehäuse 10 gesaugt.

Die Größe des Gehäuses und der Typ des Vakuummotors, wie sie im Rahmen der Erfindung verwendet werden, entsprechen im allgemeinen denjenigen des üblichen Haß-Trockenstaubsaugers für Werkstätten, der häufig in kleinen Werkstätten zum Beseitigen von Abfall verwendet wird.

Im Inneren des Gehäuses 10 ist ein Ablenker 81 aus Kunststoff angebracht, um den sich rasch bewegenden Sand und Staub beim Eintritt in das Gehäuse abzubremsen. Während die leichteren Partikel zum Filtersack 77 gesaugt werden, sinken die schwereren Sandteilchen durch ihr Eigengewicht auf den Boden des Gehäuses. Der Sand passiert dann das Sieb 37 und fällt auf die Oberfläche des Sandhaufens 11, um diesen wieder aufzufüllen und auf der gleichen Tiefe zu halten. Dieser Sand kann dann wiederverwendet werden, indem er wieder zur Pistole gelenkt wird. Der Filtersack 77 filtert etwaigen Abrieb, der durch die Sandrückführleitung 21 hereinkommt und nach Größe und Gewicht von der Luft mitgenommen wird, aus, so daß Staub und kleine Partikel nicht in die Umgebungsluft ausgestoßen werden. Aller Staub und alle Partikel, die in der Luft schweben, kommen in den Einflußbereich des Absaugmotors 20 und sammeln sich in den Zwischenräumen des Filtersackes 77 an. Der Filtersack 77 kann ausgetauscht werden, wenn er mit Staub und Schmutz schwer beladen ist. Hierzu wird der Deckel 73 abgenommen. Selbstverständlich kann der Filtersack auch außerhalb des Gehäuses angebracht sein, so daß Staub und kleine Teilchen aus dem Auslaß 78 heraus und in einen solchen äußeren Sack geleitet werden.

Im Betrieb bietet die Vorrichtung einen geschlossenen Kreis für den Fluß von Schleifmittel aus dem Reservoir in dem Gehäuse zur Blaspistole und auf die Arbeitsfläche und von dieser zurück auf die Oberfläche des Reservoirs in dem Gehäuse, so daß das Schleifmittel erneut verwendet werden kann. Wichtig ist, daß die Vorrichtung in einer geschlossenen Werkstatt verwendet werden kann, ohne daß eine besondere Ableitung zur Außenluft

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außerhalb der Werkstatt notwendig ist.

Aufgrund der konstruktiven und funktionalen Merkmale der Erfindung wird die Schleifmittelströmung aus dem Gehäuse durch die Schleifmittelleitung zur Pistole in einem gleichmäßigen und gleichbleibenden Fluß dosiert, dessen Menge in der Zeiteinheit sogar während des Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verändert werden kann. Die besonderen hierin erwähnten Merkmale machen es möglich, die Vorrichtung innerhalb eines weiten Bereiches von Betriebsdrücken in der Pistole (z.B. von 0,21 bis 0,62 N/mm ) zu betreiben, so daß die Abriebwirkung des Schleifmittels auf der Arbeitsfläche je nach der Art des Materials dieser Oberfläche, die behandelt wird, eingestellt werden kann. Auch ist es von Bedeutung, daß die erfindungsgemäße Abschleifvorrichtung zu einem großen Bereich von Luftkompressorleistungen paßt, wie sie sich in kleinen Werkstätten, wo die Vorrichtung verwendet wird, finden.

In dem System werden die Drücke auf einer Höhe von unter 1 at gehalten. Drücke unter dem Atmosphärendruck herrschen in der Pistole 13 bei A, in dem Auslaß-Rohrstutzen 44 bei B, in der Haube 17 und in dem Gehäuse 10 über dem Sandhaufen 11. Die Sandzuleitung 14 steht unter niedrigem Druck wegen der hohen Geschwindigkeit des Luftstromes in dem Kanal 52, der über das Ende des Sandeinlaßstutzens 56 wegströmt. Die Sandrückführleitung 21 dagegen steht unter niedrigem Druck aufgrund des in dem Gehäuse 10 von dem Vakuummotor 20 erzeugten Unterdrücke.

Weil das Innere der Haube 17 während des Betriebs durch das Vakuum in der Sandrückführleitung 21 auf niedrigem Druck gehalten wird, wird dem Sand eine starke Turbulenz erteilt. Die Anfangsgeschwindigkeit des Sandes beim Aufprall auf die Arbeitsfläche und die außerordentliche Turbulenz des Sandes in der Haube verstärken noch die Abriebwirkung auf der Arbeitsfläche. Zudem wird die Haube 17 wegen des in ihr herrschenden niedrigen Druckes vom' Atmosphärendruek gegen die Arbeitsfläche 16 gepreßt.

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Die Öffnung 50 macht das stromaufwärtige Ende 14a der Sandzuleitung 14 zur Atmosphäre offen und bewirkt, daß eine Sandmenge in Bewegung gesetzt wird und durch die Zuleitung 14 aus dem Reservoir zur Pistole 13 fließt. Das Niveau des Sandes wird auf einer geeigneten Höhe gehalten, um eine Barriere oder ein trennendes Element zu bilden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden gute Ergebnisse erzielt, wenn man zwischen dem Unterdruckbereich im Gehäuse oberhalb des Sandes und dem Unterdruckbereich im Auslaß 41 unter dem Sand bei B etwa 15 cm Sand vorsieht. Doch kann diese Tiefe je nach der körnigen Beschaffenheit des Schleifmittels, dem Volumen des Gehäuses und der Stärke und Absaugfähigkeit des Vakuummotors 20 variiert werden. Die Sandbarriere im Unterende des Gehäuses 10 ermöglicht die Erzeugung eines niedrigeren Druckes in der Sandzuleitung 14 durch die durch die Pistole fließende Druckluft und durch das Einströmen von Luft durch die Öffnung 50, als der Vakuummotor 20 in dem unteren Teil des Sandes 11 nahe dem Auslaß 41 erzeugen kann. Eine Barriere von ungenügender Tiefe läßt zu, daß Luft gegen die in der Sandzuleitung 14 am Auslaß 41 erzeugten Kräfte durch den Sand nach oben gesaugt wird zur Oberseite des Reservoirs.

Wenn die Öffnung 50 offen ist und das Ventil in der Pistole geöffnet wird, strömt eintretende Umgebungsluft durch die Öffnung zur Pistole 13 und der bei B erzeugte Venturi-Effekt zieht den Sand in die Zuleitung 14 und mit dem Luftstrom fließt der Sand zur Pistole. Es wurde zwar eben davon gesprochen, daß der Sand gezogen wird, doch sei bemerkt, daß Luft aus einer Zone hohen Druckes zu einer Zone niedrigeren Druckes strömt, so daß der Sand von der so fließenden Luft getrieben oder vorwärtsgeschoben wird.

Die Punktion der Öffnung 50 wird verständlicher, wenn man beachtet, daß, wenn die Öffnung 50 vollständig geschlossen wäre und das Gehäuse 10 evakuiert würde, nur sehr wenig Sand durch die Sandzuleitung 14 zur Pistole fließen würde, wenn Druckluft durch den Kanal 52 der Pistole vorbei am Ende der Sandzuleitung

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14 geschickt würde. Wenn die Vorrichtung vollständig außer Betrieb gesetzt wird, fällt etwas Sand infolge seines Eigengewichtes durch den Auslaß 41 am Unterende des trichterförmigen Gehäusebodens. Wenn der Vakuummotor eingeschaltet wird, um Luft aus dem Gehäuse über der Oberfläche des Sandes und aus der Haube 17 abzusaugen, aber keine Druckluft durch die leitung 33 in die Pistole 13 geschickt wird, wird atmosphärische Luft von der Öffnung 50 nach oben durch den Auslaß 41 und das Schleifmittel 11 gesaugt, so daß Schleifmittel, das durch sein Eigengewicht in den Auslaß 41 gefallen war, in großem Maß zurück in den Auslaßstutzen 44 und in das Gehäuse 10 gesaugt wird. In gleicher Weise wird auch Schleifmittel, das sich in der Zuleitung 14 befindet, durch das Verbindungsknie 47 vorbei an der Öffnung 50 zu dem Schleifmittelreservoir im Gehäuse zurückgeführt. Es sei bemerkt, daß die Höhe der Sandbarriere wesentlich größer sein kann als 15 cm je nach den oben angeführten Faktoren. Da jedoch die Vorrichtung ein möglichst geringes Gewicht haben und für den Gebrauch im Haus transportabel sein soll und da kein großes Reservoir für das Schleifmittel erforderlich ist, weil das Schleifmittel kontinuierlich umgewälzt wird, ist in dem Gehäuse 10 kein besonders großer Schleifmittelvorrat notwendig.

Es wurde die Punktion der Öffnung 50 und verschieden großer solcher Öffnungen untersucht, wozu eine transparente Sandzuleitung 14 aus Kunststoff verwendet wurde. Wenn bei vollständig geschlossener Öffnung 50 der Motor 20 eingeschaltet wird, um die Haube 17 durch die Sandrückführleitung 21 zu evakuieren, und Druckluft durch die Druckluftleitung 33 und die Pistole strömt, bewegt sich das Schleifmittel 11 zunächst im allgemeinen ein kurzes Stück in die Zuleitung 14 hinein, bis der Sand 11 die Sandzuleitung 14 praktisch total verstopft. Bei höherem Druck der Luft in der Pistole ist der Sand bestrebt, sich in der Leitung etwas weiter zu bewegen, doch bleibt die Leitung noch praktisch verstopft. Gelegentlich bricht eine Portion Sand, der am nächsten der Pistole ist, durch und wandert durch die Zuleitung, durch die Pi&tole und gegen die Arbeitsfläche;

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doch ist dieser geringfügige Sandfluß unregelmäßig, ungleichmäßig und ungleichförmig und er ist ungenügend für eine Abschleifwirkung. Vermutlich wird die Leitung 14 verstopft aufgrund einer Art Druckausgleich, der sich zwischen den Niederdruckzonen in der Leitung 14 und in dem Gehäuse 10 über dem Schleifmittel 11 herstellt, und wegen des Fehlens einer Luftströmung, die das Schleifmittel durch die Leitung 14 vorwärtstreiben könnte.

Wenn die Öffnung 50 unter obigen Bedingungen geöffnet wird, strömt Umgebungsluft rasch durch die Öffnung 50, durch das verschlungene Labyrinth von Luftkanälen zwischen benachbarten Körnchen des Schleifmittels und zu der Wiederdruckzone in der Leitung 14, die von der in der Pistole 13 strömenden Druckluft verursacht wird. Diese Luftströmung durch die öffnung 50 macht die Leitung 14 rasch durchgängig und befördert den Sand gleichmäßig aus dem Reservoir durch die Leitung 14 zur Pistole 13. Wie durch die transparente Zuleitung 14 hindurch zu beobachten war, ist für eine zufriedenstellende Schleifwirkung die Zuleitung nicht vollständig mit Schleifmittel gefüllt, vielmehr formt eine viel kleinere Schleifmittelmenge einen gleichmäßigen Strom beabstandeter Schleifmittelkörnchen, die in der Luftströmung von der Öffnung 50 mitgeführt werden. Durch die Verwendung unterschiedlich großer Öffnungen 50 kann der Luftdurchsatz durch die Leitung 14 gesteuert werden, der seinerseits die Strömungsgeschwindigkeit und Menge des Schleifmittels 11, die von der Luftströmung zur Pistole befördert wird, reguliert. Anders ausgedrückt, das aus dem Reservoir abfließende Schleifmittel kann dosiert und seine.Menge in der Zeiteinheit kann variiert werden, um so die Vorrichtung den speziellen Erfordernissen eines durchzuführenden Abschleifvorgangs anzupassen. Außerdem ermöglicht diese Einstellbarkeit mit Hilfe unterschiedlicher Größen der Öffnung 50 die Verwendung von Luftdrücken an der Pistole 13 innerhalb eines weiten Bereiches, um die Auftreffgeschwindigkeit des Schleifmittels auf der Arbeitsfläche zu steuern, so daß die Abriebwirkung an der Fläche je nach der Art des Oberflächenmaterials und dem gewünschten Effekt, der

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auf der Oberfläche hergestellt werden soll, variiert werden kann.

Die oben beschriebene Vorrichtung wurde betrieben, um empirisch die Menge von Granatschleifmittel ( 4Φ- 36 Grit) zu bestimmen, die in einer Minute aus dem Gehäuse 10 zur Haube 17 und zurück zu einem Sammelreservoir in einem zweiten ähnlichen Gehäuse umgewälzt wurde. Der Betrieb wurde unter Verwendung unterschiedlich großer öffnungen über dem Verbindungsknie 47 und unterschiedlicher Betriebsdrucke in der Pistole 13 durchgeführt.

Die dabei sich ergebende Schleifmittelmenge, die in einer Minute umgewälzt wurde, ist in der nachstehenden Tabelle aufgeschrieben.

0 der Öffnung (mm)

Luftdruck in Pistole

0,21 N/mm² 0,28 N/mm²

0,34 N/mm

1,58	wenig od	. nichts	56 g	■213 g
2,38	425	g	851 g	1163 g
3,18	879	g	1304 g	1377 g
3,97	1176	g	1106 g	1433 g
4,76	1049	g	1247 g	1589 g
6_:,35	823	g	' 1077 g	1332 g
7,93	482	g	723 g	695" g
9,53	184	g	284 g	284 g
11,13	wenig od	. nichts	wenig od. nichts	wenig od. nichts

Aus obigen .Beobachtungen ersieht man, daß das Gewicht oder die Menge an zirkulierendem Schleifmittel dadurch variiert oder eingestellt werden kann, daß die Größe der Öffnung 50 und/oder der Betriebsdruck der Druckluft in der Pistole variiert wird.

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Diese beiden Faktoren können zur Steuerung verwendet werden, wenn man eine Oberfläche eines weichen Metalls, etwa Aluminium, bearbeitet, damit die Oberfläche nicht zu stark abgetragen wird. In gleicher Weise kann eine Regulierung und Einstellung der Sandmenge und/oder des Luftdrucks angewandt werden, um Rost von Fensterrahmen aus Metall zu entfernen, besonders in den Ecken nahe dem Fensterglas. Die Steuerungsmöglichkeiten sind auch wichtig, wenn die Vorrichtung zum Reinigen unebener Flächen von Ziegeln oder einem ähnlichen Material verwendet wird.

Wenn nach dem Abschleifen der Druck an der Pistole abgeschaltet wird, bleibt zunächst etwas zirkulierendes Schleifmittel in der Zuleitung 14. Wegen der Öffnung 50 oberhalb des Knies 47 und weil der obere Teil des Gehäuses 10 evakuiert ist, wird das Schleifmittel in der Leitung 14 fast unverzüglich durch das Knie 47 und vorbei an der Öffnung 50 zum Sand 11 in dem Gehäuse zurückgeführt, so daß die Leitung 14 von Schleifmittel frei wird.

In Fig.3 ist ein Dosiermechanismus 80 dargestellt, der stromabwärts vom Knie 47 angebracht ist und mit dem stromaufwärtigen Ende der Leitung 14 verbunden ist. Nach Wunsch kann ein solcher Dosiermechanismus auch oberhalb des Knies 47 verwendet werden.

Die Konstruktion des Dosiermechanismus 80 gestattet eine wahlweise Justierung der wirksamen Größe der Öffnung 50·, um den speziellen Anforderungen eines bestimmten Absohleifvorganges zu genügen. Wie Fig.3 zeigt, ist die Öffnung 50· an der Oberseite des horizontalen Rohres 45' angebracht. Auf das Rohr 45' ist eine Muffe 84 aufgeschoben, die in Abständen auf ihrem Umfang mehrere unterschiedlich große öffnungen 85a, 85b und 85c hat. Die Öffnung 50' des Rohres hat vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 4,8 mm; die Öffnungen 85a,b,c der Muffe messen vorzugsweise 4,8 mm bzw. 4,0 mm bzw. 2,4 mm. Die Muffe 84 kann gedreht werden, um wahlweise eine der Öffnungen 85a,b oder c mit der Rohröffnung 50* zur Deckung zu bringen und auf diese

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Weise den wirksamen Querschnitt dieser Öffnung zu verändern. Um die Muffe 84 auf dem Rohr 45' in die richtige Lage zu bringen und in dieser zu halten, ist die Muffe 84 mit einem Stift 86 versehen, der in eine der Kerben 87 einfällt, die in der Schulter des Knies 47' ausgeformt sind. Eine Feder 88 drückt gegen einen festgelegten Bund 89 auf der Leitung 14* und preßt die Muffe 84 und den Stift 86 in Achsrichtung in die gewählte Kerbe 87. Durch Einstellen der Öffnung, die in die Leitung 14' führt, kann die in der Zeiteinheit fließende Sandmenge reguliert werden. Die veränderbare Öffnung bietet außerdem eine passende Justierung für unterschiedliche Arten von Schleifmittel.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit dem Dosiermechanismus 80 betrieben worden, um empirisch die Menge von Granat-Schleifmittel ( Φ£ 36 Grit) zu bestimmen, die in einer Minute aus dem Gehäuse 10 zur Haube 17 und zurück in ein Sammelreservoir in einem zweiten gleichen Gehäuse zirkulierte. Der Betrieb wurde mit unterschiedlich großen öffnungen und bei verschiedenen Betriebsdrücken der Luft in der Pistole 13 durchgeführt. Die Öffnungen waren annähernd 76 mm von der vertikalen Achse des Knies 47 beabstandet. In der nachstehenden Tabelle ist die sich ergebende Schleifmittelmenge, die in einer Minute umgewälzt wurde, aufgeschrieben.

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0 der Öffnung Luftdruck in Pistole

(mm) 0,21 N/mm² 0,28 N/mm² 0,54 N/mm²

1,58	156	g	255	g	624	g
2,58	794	g	992	g	1162	g
5,97	723	g	1162	g	1505	g
4,76	624	g	1154	g	1134	g
6,35	412	g	758	g	866	g
7,93	wenig nichts	od*	28	g	71	g

Wieder kann die Menge oder das Gewicht des Schleifmittels verändert und gesteuert werden, indem die G-röße der Öffnung in dem Dosiermechanismus 80 variiert wird, um die erfindungsgemässe Vorrichtung den Anforderungen des speziellen AbschleifVorganges in Anbetracht der Materialart der abzuschleifenden Oberfläche und des auf dieser Oberfläche gewünschten Effektes anzupassen.

Nach einem AbschleifVorgang unter Verwendung des Dosiermechanismus 80 bleibt, wenn der Druck von der Pistole 15 abgesperrt wird, zunächst etwas zirkulierendes· Schleifmittel in der Schleifmittelleitung 14 zurück. Der oben beschriebene Druckausgleich in dieser Situation ist jedoch so, daß die Leitung 14 fast augenblicklich-zur Haube 17 und zurück in das Oberende des Gehäuses 10 durchgespült wird, ziemlich genau so wie dies mit der Öffnung 50 über dem Knie 47 der Pall war. Dieses Durchräumen der Leitung 14 zur Haube 15 ist vermutlich eine funktion der zusätzlichen Barriere aus Schleifmittel stromaufwärts von der Öffnung 50^f und der Anbringung der Öffnung 50' stromabwärts vom Knie 47·

In den ]?ig.4-& sind alternative Konstruktionen für die Haube dargestellt, die eine Wahl nach Wunsch zwischen unterschied-

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lieh geformten Hauben 90a, 90b und 90c gestatten. In Fig.4 haltert ein Adapter 91 die abnehmbare Haube 90a. Der Adapter 91 hat einen quadratischen Querschnitt, ein offenes Vorderende 93 und eine rückwärtige Wand 94 mit einer Öffnung 95 zur Aufnahme der Pistole. Wie im vorhergehenden Beispiel ist auf der Rückseite der rückwärtigen Wand 94 eine rechteckige Dichtung 96 angebracht, die eine Öffnung 97 hat, die sich bündig um den Pistolenlauf schmiegt, so daß dieser in der Öffnung des Adapters abgedichtet ist. An der Unterseite des Adapters 91 ist ein Auslaßrohrstutzen 98 angebracht, der eine Öffnung 99 bildet, durch die verbrauchter Sand und Abrieb rückgeführt werden. Der Adapter 91 bietet die Möglichkeit, die Haube auszutauschen, ohne daß dazu die Pistole 13 abgenommen oder die Sandrückleitung 26 abgehängt werden muß. Der quadratische Querschnitt des Adapters erlaubt, die entsprechend gestalteten Hauben in vier verschiedenen Stellungen in den Adapter 91 einzusetzen.

Jede Haube 90a, b oder c hat einen starren Halteteil 101a bzw. b bzw. c, der einen quadratischen Querschnitt hat und so bemessen ist, daß er bündig in das offene Ende 93 des Adapters 91 paßt. Ein kleiner Vorsprung 103 an der Haube 90a, b oder c rastet in eine der Vertiefungen 104, die in dem Adapter 91 ausgeformt sind, um die gewählte Haube nach dem Einführen in einer der vier Stellungen lösbar in dem Adapter zu arretieren.

In Pig.4 hat der Punktionsteil 106a der Haube 90a einen vorderen peripheren Rand 108a, der in einer Ebene liegt, so daß er auf eine relativ ebene Arbeitsfläche aufsetzbar ist. Die an den peripheren Rand anschließende Umfangswand 110 wird von einer elastischen Dichtung gebildet. In Pig.5 bildet der periphere Rand 108b des Punktionsteils 106b eine konvexe Ecke von 90°, so daß die Haube an innenseitigen Ecken oder sonstigen konkaven Arbeitsflächen arbeiten kann. In Pig.6 hat der periphere Rand 108c des Punktionsteils 106c unter 45° zueinander verlaufende Kanten, die mit einer zentralen Sehne verbunden sind, so daß eine konkave Form entsteht, die an vorspringenden Ek-

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ken, Rohren und anderen konvexen oder gebogenen Arbeitsflächen verwendbar ist. Die Funktionsteile 106b und 106c sind ganz aus einem elastischen Material geformt und fest auf die betreffenden Halteteile 101b und 101c aufgepaßt oder aufgeklebt. Die "Vorderränder der starren Halteteile 101a, b oder c haben die gleiche Form wie die elastischen Teile 106a, b oder c, um eine gute Abstützung für letztere zu bieten. Die Hauben können beispielsweise so konstruiert sein, daß sie Sand genau in bestimmte Bereiche lenken, wie etwa in Rost enthaltende Spalte entlang den Falzen von Autotüren oder entlang der Oberfläche eines Doppel-T-Trägers. Die elastischen Funktionsränder ermöglichen es, die Haube gegen eine Arbeitsfläche zu pressen und sie dabei dieser Arbeitsfläche weitgehend anzupassen.

Die Halterung mit quadratischer Symmetrie macht es möglich, die Hauben wahlweise nach Wunsch zu drehen, wobei jedoch die Auslaßöffnung 99 im Adapter 91 stets an der Unterseite bleibt und der Rohrstutzen 98 immer nach unten gerichtet ist, unabhängig von der Arbeitsfläche, an die die Haube angelegt wird. Die quadratische Querschnittsform des Adapters beispielsweise erlaubt, die Haube in dem Adapter in vier verschiedene Stellungen einzusetzen. Dadurch kann es möglich werden, die Vorrichtung in relativ schwer zugängliche Bereiche zu bringen.

Ferner sei darauf hingewiesen, daß die Leistung des Vakuummotors 20 je nach der gewünschten Evakuierung der Luft aus dem Oberende des Gehäuses variiert werden kann, die ihrerseits abhängig ist von-dem Volumen der Haube und der Sandrückleitung, dem Volumen des Gehäuseoberteils und dem Ausmaß, in dem Luft durch die von dem Schleifmittel im Gehäuse errichtete Barriere fließt. Die Wirksamkeit der Schleifmittelbarriere in der Unterdrückung oder Begrenzung des Luftdurchtritts zwischen den getrennten,Unterdruckzonen hängt von der Körnelung des verwendeten Schleifmittels und der Tiefe des Schleifmittels zwischen diesen Zonen ab. Außerdem nimmt die Geschwindigkeit der Evakuierung des Luftvolumens aus der Sandleitung 14 im allgemei-

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nen zu, wenn die Geschwindigkeit der Druckluftströmung durch die Pistole gesteigert wird, und das Ausmaß der Luftströmung durch die verstellbaren öffnungen 50 kann mit dem effektiven Querschnitt der verwendeten Öffnung variiert werden. Auf diese Weise kann bei einer bestimmten Konstruktion der erfindungsgemäßen Abschleifvorrichtung der Durchsatz, mit dem Schleifmittelmengen zur Pistole befördert werden, gesteuert werden und zugleich kann die Geschwindigkeit, mit der das Schleifmittel auf eine bestimmte Arbeitsfläche aufprallt, gesteuert und variiert werden, um eine maximale Effizienz zu erzielen.

Die Vorrichtung ist besonders geeignet für ihre Verwendung in einer Werkstatt für Kotflügel von Autokarosserien, um Autoflächen zu reparieren, weil sie klein und tragbar ist und mit üblichen Druckluftsystemen, wie sie sich in solchen Werkstätten finden, betreibbar ist. Eine solche Vorrichtung, die Abrieb einfängt und filtert, ist leicht zur Verwendung an Autokarosserien mit Oberflächen unterschiedlicher Konfiguration und Zugänglichkeit anpaßbar.

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Claims

Ansprüche

ί 1.!Vorrichtung zur Behandlung einer Oberfläche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10), das einen Vorrat an Schleifmittel (11) enthält und an seinem TJnterende einen Auslaß (41) hat,

eine Pistole (13) zum Lenken von Schleifmittel auf eine abzuschleifende Oberfläche (16), die von einem Kanal (52) durchzogen ist, an dessen eines Ende eine Druekluftquelle angeschlossen ist,

eine Zuleitung (14), die den Auslaß (41) des Gehäuses mit dem Kanal (52) in der Pistole an einer Stelle stromabwärts von der Verbindung mit der Druckluftquelle verbindet, eine öffnung (50), die in der Zuleitung (14) nächst dem Gehäuseauslaß (41) angebracht ist und durch die der Atmosphärendruck mit der Zuleitung in Verbindung steht, so daß Druckluft, die durch den Kanal der Pistole und über das Ende der Zuleitung (14) strömt, in der Zuleitung einen Unterdruck erzeugt, der Luft durch die Öffnung (50) ansaugt, wodurch Schleifmittel aus dem Gehäuseauslaß (41) abgezogen und aus dem anderen Ende des Kanals der Pistole auf die zu behandelnde Oberfläche geschleudert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (10) eine Vakuumquelle (20, 76) angeschlossen ist, die im Gehäuse über der obersten Schicht des Schleifmittels einen Unterdruck anlegt, daß ferner eine Haube (17) die_Pistole (13) umgibt und auf die zu behandelnde Fläche aufsetzbar ist, und daß eine Rückleitung (21) das Innere der Haube (17) mit dem Inneren des Gehäuses (10) über dem Schleifmittel verbindet^ durch die der in. dem Gehäuse über dem Schleifmittel herrschende Unterdruck das Schleifmittel aus der Haube in das Gehäuse auf die Oberseite des dortigen Schleifmittelvorrats zurückaaugt.
3« Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Gehäuses von einem Auslaßstutzen (44) ge-

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bildet ist, der vom Unterende des Gehäuses nach unten ragt und in dem die Öffnung (50) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen konkaven, trichterförmigen Boden (40) hat, an dessen Unterende der Auslaß geformt ist, und daß der Boden das Schleifmittel zu diesem Auslaß (41) zusammenführt .
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (80) zum Verändern der Größe der Öffnung (50·).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (80) eine Muffe (84) aufweist, die ein Auslaßrohr (45') umgibt und in der Öffnungen (85a, 85b, 85c) unterschiedlicher Größe angebracht sind, die wahlweise mit der Öffnung (50·) im Auslaßrohr in Deckung bringbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Stift-Kerbenanordnung (86, 87) zum wahlweisen Einstellen der Lage der Muffe auf dem Auslaßrohr.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittelvorrat (11) in dem Gehäuse (10) eine ausreichende Tiefe hat, daß er eine Druckbarriere zwischen dem Unterdruck in dem Gehäuse oberhalb des Schleifmittels und dem Unterdruck in der Zuleitung (14) bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel Sand ist und der Sand eine Tiefe von etwa 152 mm hat.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, daß das haubenseitige Ende (14b) der Zuleitung (14) an einen Adapter (91) angeschlossen ist, der an sei-

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nem Hinterende eine Öffnung (95) zur Aufnahme der Pistole (13) hat, und daß die Haube (90) an dem Adapter befestigt ist und eine offene Vorderseite (108) hat, die auf die zu bearbeitende Fläche aufsetzbar ist, so daß Schleifmittel durch die Haube gegen diese Fläche geschleudert wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (91) an seiner Rückseite (94) mit einer Dichtung (96) versehen ist, die ein Loch (97) hat, durch das die Pistole einschiebbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (91) ein offenes Vorderende (93) mit einem quadratischen Querschnitt hat und daß die Haube einen rückwärtigen Halteteil (101) aufweist mit einem gleichen quadratischen Querschnitt, der auf dem offenen Vorderende des Adapters anbringbar ist, wobei die Form von Adapter und Haube die Wahl zwischen mehreren WinkelStellungen der Haube zum Adapter gestattet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube einen Funktionsteil (106) aus einem elastischen Material hat, der den Vorderrand der Haube bildet, und daß der Halteteil (101) aus einem starren Material ist und nach vorne bis nahe zum Vorderrand heranreicht und eine dem Vorderrand aus elastischem Material ähnliche Konfiguration hat, um diesen Vorderrand abzustützen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderrand (108a) der Haube (90) praktisch planar ist, um auf ebene Flächen aufsetzbar zu sein.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderrand (108b) der Haube (90b) annähernd V-förmig und konvex ist, um an konkaven Oberflächen zu arbeiten.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderrand (108c) der Haube (90c) konkav ist für den Gebrauch an einer konvexen Oberfläche.

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