DE3912791A1

DE3912791A1 - Schrotstrahlsystem und verfahren zum schrotstrahlen

Info

Publication number: DE3912791A1
Application number: DE3912791A
Authority: DE
Inventors: Robert Alan Thompson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1989-11-16
Also published as: GB2218226B; GB8909889D0; IT1229312B; JPH029579A; US4848123A; GB2218226A; IT8920333A0; FR2630673B1; FR2630673A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schrotstrahlsystem sowie ein Verfahren zum Schrotstrahlen. In diesem Zusammenhang bezweckt die Erfindung die Gewinnung von Größen oder Signalen, die den Schrotmassendurchsatz und/oder die mittlere Schrotgeschwindigkeit angeben.

Schrotstrahlanwendungen sind allgemein bekannt. Dazu wird verwiesen auf das Kugelstrahlen oder Kugelverdichten, Strahlverfestigen oder Strahlhämmern, aber auch Stahlsandblasen oder Stahlsandstrahlen. Hierbei wird insbesondere ein Strom oder Strahl aus Schrot, d. h. aus Körnern, mit einer hohen Geschwindigkeit auf die Oberfläche eines Werkstücks gerichtet. Bezweckt werden soll eine plastische Verformung der Werkstückoberfläche, bei der es sich oft um eine Metalloberfläche handelt. Das Schrotstrahlen kann zur Oberflächenhärtung herangezogen werden und dient auch oft zur Erhöhung der Dauerfestigkeit des auf diese Weise behandelten Werkstücks. Weitere Anwendungszwecke bieten sich an.

Im Laufe der letzten Jahre wurden verschiedenartige Geräte und Verfahren zum Schrotstrahlen entwickelt.

Schrotstrahlsysteme haben im allgemeinen einen Massenstromregler, oder sie können leicht damit ausgerüstet werden. Diese Regler dienen zur Steuerung der einer Schrotstrahlkanone zugeführten Schrotmenge. Ein üblicher Massenstrom- oder Mengenregler, der zur Anwendung für Schrot geeignet ist, das aus einem magnetischen Werkstoff besteht, weist einen Elektromagneten auf, der gepulst wird und es auf diese Weise gestattet, daß abgemessene Mengen an Schrot in die Schrotstrahlkanone gelangen. Diese übliche Art von Massenstromreglern macht von einer internen Rückführung Gebrauch, um den Massendurchsatz, d. h. die in einem gegebenen Zeitabschnitt abgemessene Menge an Schrot, zu stabilisieren. Hierbei kann der Massendurchsatz an Schrot auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Der Durchsatz wird meistens mit Hilfe eines Sichtgerätes angezeigt.

Herkömmliche Schrotstrahlsysteme enthalten als Teil eines Mengen- oder Massenstromreglers oder als separate Baueinhait Schrotdurchflußmengenmesser in verschiedenartigen Ausführungsformen. Diese Mengenmesser liefern eine Anzeige des Durchflusses oder Durchsatzes an Schrot. Als Durchflußmengenmesser kann ein magnetisches Densitometer verwendet werden, beispielsweise ein "Modell 260 Shot Flow Meter", hergestellt von Electronics Incorporated of Mishawaki, Indiana.

Der Sensor des magnetischen Densitometers ist, wie es für das "Modell 260" typisch ist, eine Drahtspule, die rund um eine Röhre gewickelt ist, durch die das Schrot in Vertikalrichtung wandert. Das Gerät mißt die Menge an Schrot in der Spule zu einer gegebenen Zeit durch Erfassen der Induktivität der Spule. Innerhalb einer Zeitdauer, die ein Schrotkorn benötigt, um die Länge der Spule zu durchqueren, wird das Schrot in der Spule vollständig durch neues Schrot ersetzt.

Verwendet man die folgenden Bezeichnungen:

L = Spulenlänge (cm),
T = Laufzeit des Schrots durch die Spule (s),
V = Schrotgeschwindigkeit (cm/s),
m = Menge an Schrot innerhalb der Spule (g) und
R = Schrotmassendurchsatz (g/s),

erhält man für den Massendurchsatz an Schrot durch die Spule folgende Gleichungen:

R = m/T (g/s) (1)

und

v = L/T (cm/s) (2)

und somit

R = mv/L (g/s). (3)

Damit eine Auflösung für den Massendurchsatz R erfolgen kann, wird die Spule des magnetischen Densitometers "Model 260" in der Schrotzuleitung senkrecht unterhalb des Schrotmengenregelventils angebracht. Unter Heranziehung der Ballistik erhält man für die mittlere Geschwindigkeit v des frei fallenden Schrots in der Spule eine bekannte Konstante.

Da das Densitometer m mißt und die Werte v und L bekannter Konstanten bei diesem Aufbau sind, löst der Signalverarbeitungsteil des Mengenmessers die Gleichung (3) und liefert ein Signal, das den Massendurchsatz R darstellt.

Die wichtigsten Prozeßparameter bei einem Schrotstrahlvorgang sind die Geschwindigkeit der einzelnen Schrotkörner und der Schrotmassendurchsatz. Der Durchsatz bestimmt wie schnell die gesamte Oberfläche bestrahlt wird. Ist der Durchsatz für eine gegebene Bestrahlungszeit zu klein, bleiben einige Bereiche der Oberfläche nach Ablauf der Bestrahlungszeit unbehandelt. Ist andererseits der Massendurchsatz zu groß, kann eine übermäßige Kaltbearbeitung der Oberfläche zu Schäden in der Oberfläche und einer erhöhten Ermüdungsanfälligkeit führen. Die Schrotgeschwindigkeit legt die Menge an Energie oder Kaltarbeit fest, die bei jedem Aufschlag oder Zusammenstoß abgegeben wird, der wiederum das Oberflächenprofil und die Tiefe der verdichteten Schicht beeinflußt. Die Schrotkornenergie ist gleich der Hälfte des Produkts aus der Schrotkornmasse und dem Quadrat der Schrotkorngeschwindigkeit. Die Abhängigkeit dieser kinetischen Energie von der Schrotkorngeschwindigkeit macht klar, daß die Schrotkorngeschwindigkeit ein wesentlicher Umstand bei der Beurteilung der Qualität des Schrotstrahlens ist.

Obgleich einige Meßverfahren in Verbindung mit Schrotstrahlvorgängen angewendet worden sind, waren die meisten dieser herkömmlichen Verfahren unzulänglich, um auf bequeme und kostengünstige Weise eine Anzeige für die Qualität des Schrotstrahlens zu liefern. Da einfache und kostengünstige Verfahren zum Messen der Qualität des Schrotstrahlens generall nicht zur Verfügung standen, sah man keine Möglichkeit, gleichförmige Schrotstrahlergebnisse zu erhalten.

Ferner sind einige Schrotstrahlsysteme nicht in der Lage, eine Störung zu erfassen, beispielsweise eine verstopfte Düse oder ein Luftleck, und eine korrektive Handlung vorzunehmen. Diese Unfähigkeit, Störungen zu erfassen, kann zum Ergebnis haben, daß Werkstücke den Prozeß durchlaufen, ohne schrotgestrahlt zu werden.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei einigen herkömmlichen Verfahren eine Messung des Massendurchsatzes nahe bei einem Schrottrichter und somit eine beachtliche Distanz von der Kanone entfernt vorgenommen werden muß. Bei einer solchen Meßanordnung können Ungenauigkeiten in der Messung auftreten, die durch Veränderungen in den Eigenschaften des Schrotstromes zwischen dem Sensor und der Kanone entstehen können, und zwar aufgrund von Strominstabilitäten, Leckstellen, Knickstellen, Verstopfungen im Schrotschlauch oder anderen Umständen. In Abhängigkeit von den Veränderungen in den Schrotstromeigenschaften können diese Meßfehler beachtlich sein.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schrotstrahlsystem und ein Verfahren zum Schrotstrahlen anzugeben, bei denen es möglich ist, Schrotstrahlparameter quantitativ zu bestimmen, um die Erzielung von gleichförmigen Bearbeitungsergebnissen zu erleichtern.

Nach der Erfindung sollen hochgenaue Meßergebnisse beim Schrotstrahlen insbesondere dadurch erzielt werden, daß an der Schrotstrahlkanone selbst Sensoren eingesetzt werden, wodurch sonst auftretende Ungenauigkeiten eliminiert werden.

Vorzugsweise sollen nach der Erfindung auch Störungen erfaßt werden, die im Falle der Nichtbeseitigung einem fachgerechten Schrotstrahlen entgegenstehen.

Vorzugsweise sollen die erfindungsgemäßen Maßnahmen so getroffen werden, daß sie ohne weiteres auch bei bereits existierenden Schrotstrahlkanonen angewendet werden können.

Ein Schrotstrahlsystem mit einer Schrotstrahlkanone, die eine Düse mit einem Auslaß aufweist, enthält nach der Erfindung angrenzend an den Düsenauslaß einen Sensor, der dazu dient, die Menge an Schrot innerhalb einer Zone in einer Schrotstrahlbahn zu erfassen. Der Sensor enthält angrenzend an den Düsenauslaß eine Spule und eine Sensorschaltung, die derart betreibbar ist, daß durch Messen der Induktivität der Spule die Menge an ferromagnetischem Schrot innerhalb der Spule erfaßt werden kann. Die Sensor- oder Meßschaltung erzeugt ein Mengensignal, das die Menge an Schrot innerhalb der Spule darstellt. Die Schrotstrahlkanone wird von einer Abstützung wie einem Ständer, Fundament, Sockel oder dergleichen, getragen, und es ist ein Kraftsensor vorgesehen, der die Reaktionskraft aufgrund des Betriebs der Kanone erfaßt. Der Kraftsensor wird verwendet mit einer Anordnung, die ein Signal erzeugt, das die Reaktionskraft aufgrund des von der Kanone ausgestoßenen Schrots darstellt. Diese Reaktionskraft steht in Beziehung zu der unbekannten Schrotgeschwindigkeit und dem unbekannten Massendurchsatz. Da das Mengensignal, das die Menge an Schrot innerhalb der Spule darstellt, von der bekannten Länge der Sensorspule sowie der unbekannten Schrotgeschwindigkeit und dem unbekannten Massendurchsatz abhängt, kann man unter Heranziehung der Sensorspule und des Kraftsensors zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten aufstellen, nämlich der mittleren Schrotgeschwindigkeit und dem Massendurchsatz. Die beiden Unbekannten werden gewonnen durch eine Reihe von Berechnungen. Die mittlere Schrotgeschwindigkeit und/oder der Massendurchsatz können somit durch Verwendung der Sensoren bestimmt werden, die an der Schrotstrahlkanone angebracht sind und recht genaue Ergebnisse liefern, da die Messungen nicht beeinträchtigt werden von Veränderungen in den Schrotstromeigenschaften zwischen einem Sensor und der Kanone.

Ein Verfahren zum Schrotstrahlen umfaßt nach der Erfindung die folgenden Schritte: Zuführen von Schrot zu einer zum Schrotstrahlen dienenden Kanone, Betreiben der Kanone zum Ausstoßen von Schrot durch eine Düse der Kanone, Messen der Menge an Schrot innerhalb eines Volumens, das an den Düsenauslaß der Kanone angrenzt, und Messen der Reaktionskraft der Kanone zum Erzeugen eines Kraftsignals. Das Verfahren umfaßt ferner: Berechnen eines Geschwindigkeitssignals, das die mittlere Geschwindigkeit des Schrots am Düsenausgang darstellt, und/oder Berechnen eines Massendurchsatzsignals, das den Durchsatz von Schrot darstellt, das auf die Oberfläche eines Werkstücks gestrahlt wird, das mittels des Schrotstrahls bearbeitet werden soll. Vorzugsweise wird sowohl das mittlere Geschwindigkeitssignal als auch das Massendurchsatzsignal berechnet, und der Massendurchsatz und die mittlere Geschwindigkeit werden angezeigt.

Vorzugsweise ist nach der Erfindung noch eine Testschaltung vorhanden, die beim Erfassen einer Störung einen Alarm auslöst und/oder verschiedene Baueinheiten in dem System abschaltet. Die Störung wird ermittelt aufgrund der Verarbeitung der erfaßten Reaktionskraft, der Menge an Schrot innerhalb der Sensorspule, des Massendurchsatzes und/oder der mittleren Schrotgeschwindigkeit.

Die Erfindung kann somit zusammenfassend darin gesehen werden, daß beim Schrotstrahlen, beispielsweise Strahlhämmern der Oberfläche eines Werkstücks, zum Überwachen eines gleichförmigen Arbeitsvorgangs ein neuartiges Sensorsystem eingesetzt wird. Das Sensorsystem macht von einem Kraftsensor Gebrauch, der die Reaktionskraft einer Schrotstrahlkanone erfaßt, und zwar in Kombination mit einer zu einem magnetischen Densitometer gehörenden Sensorspule, die beim Auslaß der Düse der Schrotstrahlkanone vorgesehen ist. Ein Sensormeßsignal, das die Reaktionskraft aufgrund des ausgestoßenen Schrots darstellt, und ein weiteres Sensormeßsignal, das das ferromagnetische Schrot innerhalb der Sensorspule darstellt, werden herangezogen, um die mittlere Schrotkorngeschwindigkeit und den Schrotmassendurchsatz zu berechnen. Wenigstens ein Teil der gemessenen und berechneten Signalwerte wird angezeigt und zum Erkennen von Störungen in einer Alarmabgabeschaltung verarbeitet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen beispielshalber erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schrotstrahlsystems nach der Erfindung in Verbindung mit einer Seitenquerschnittsansicht einer Schrotstrahlkanone und einer ersten Ausführungsform für einen Sensor,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils der ersten Ausführungsform des Sensors,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform des Sensors,

Fig. 4 eine Darstellung einer elektrischen Anlage des Systems nach der Erfindung mit Baueinheiten, die zum Teil bereits in Fig. 1 dargestellt sind, und

Fig. 5 ein Schaltbild einer Alarmeinrichtung, die in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden kann.

In Fig. 1 ist ein Schrotstrahlvorgang nach der Erfindung dargestellt. Gezeigt ist insbesondere ein Werkstück 10 mit einer Oberfläche 12, die einem Schrotstrahl einer Schrotstrahlkanone 14 ausgesetzt ist. Bei dem dargestellten Vorgang könnte es sich um eine Oberflächenhärtung durch Strahlverfestigen oder Strahlhämmern handeln. Den Vorgang könnte man auch mit Kugelstrahlen oder Kugelverdichten bezeichnen. Die Schrotstrahlkanone 14 erstellt eine Schrotblas- oder Schrotstrahlbahn 16 dadurch, daß sie Schrot ausstößt, das der Kanone 14 über eine Schrotzuleitung 18 zugeführt wird. Das zugeführte Schrot 20 stammt von einem Trichter 22, der von der Zuleitung 18 getragen wird. Das Schrot gelangt in die Zuleitung 18 über einen Mengenregler 24. Hierbei kann es sich um einen üblichen Mengenregler handeln, der unter Ausnutzung elektromagnetischer Arbeitsprinzipien abgemessene Mengen an metallischem Schrot abgibt. Es können auch Mengenregler eingesetzt werden, die auf anderen Arbeitsprinzipien beruhen.

Der Mengenregler 24 kann auch an eine nicht dargestellte Steuerleitung in an sich bekannter Weise ein Massendurchsatzsignal abgeben. Nach der Erfindung wird jedoch der Massendurchsatz vorteilhafterweise durch Einsatz von anderen Techniken bestimmt, die im einzelnen noch erläutert werden und Ungenauigkeiten in der Geschwindigkeit bzw. dem Durchsatz vermeiden, die durch eine Blockade zwischen dem Massenfluß- oder Mengenregler 24 und der Kanone 14 verursacht werden können. Das über die Zuleitung 18 der Kanone 14 zugeführte Schrot wird von Druckluft mitgerissen, die aus einer Luftdüse 26 am Ende einer Luftzuleitung 28 austritt. Die Luftzuleitung 20 liefert Druckluft von einer Druckluftquelle 30 über einen Leitungsdruckregler 32, der in an sich bekannter Weise eingesetzt wird, um den Druck der der Kanone 14 zugeführten Druckluft zu regeln und einzustellen. Der Druck der der Düse 26 zugeführten Luft bestimmt in Verbindung mit weiteren Umständen die Geschwindigkeit des von einer Düse 34 der Kanone 14 ausgestrahlten oder ausgestoßenen Schrots. Für die Kanone 14 ist eine im einzelnen nicht dargestellte Halterung 36 vorgesehen.

Die bis jetzt erläuterten, in Fig. 1 dargestellten Bauteile sind im wesentlichen übliche, standardisierte Komponenten. Die dargestellte Schrotstrahlkanone 14 beruht auf Schwerkraft. Die Erfindung kann auch bei anderen Arten von Schrotstrahlkanonen angewendet werden, beispielsweise bei Saughebekanonen oder Druckgefäßkanonen. Die Erläuterung der Erfindung ist jedoch im wesentlichen auf das Anwendungsbeispiel bei Schwerkraftschrotstrahlkanonen abgestellt.

Die Kanone 14 weist eine Halterung 36 auf, die auf einem Kraftsensor 38 angebracht ist. Der Kraftsensor 38 befindet sich zwischen der Kanone 14 und einer Abstützung 40, die die Kanone 14 trägt. Der Kraftsensor 38 besteht vorzugsweise aus Richtungsdehnungsmeßgeräten, die Kräfte erfassen, welche parallel zu der Richtung gerichtet sind, in der der Schrotstrahl aus der Kanone 14 ausgestoßen wird. Dies bedeutet, daß der Kraftsensor 38 im wesentlichen unabhängig von Vertikalkräften ist, beispielsweise der auf die Kanone 14 einwirkenden Schwerkraft. Der Kraftsensor 38 erfaßt allerdings die Reaktionskraft der Kanone 14, wenn diese das Schrot in die Bahn 16 ausstößt. Der Kraftsensor 38 ist mit einer Signalverarbeitungsschaltung 42 verbunden, die ein Kraftsignal F liefert. Obgleich auch andere Kraftsensoren angewendet werden können, handelt es sich bei dem Kraftsensor 38 vorzugsweise um einen handelsüblichen Sensor vom Typ "Lebow load cell Model 3397", und die Signalverarbeitungsschaltung kann ein zugehöriges "Transducer Instrument 7530" sein. Diese beiden Geräte werden meistens als Paket im Handel angeboten. Die Signal verarbeitungsschaltung 42 hat die grundsätzliche Aufgabe, das Ausgangssignal des Kraftsensors 38 in eine Form zu überführen, die der Einheit für die Kraft "Newton" entspricht, so daß das Ausgangssignal angezeigt und/oder registriert bzw. aufgezeichnet werden kann. Die Verwendung eines derartigen Kraftsensors bei Schrotstrahlmessungen ist ausführlich dargestellt in einer eigenen US-Patentanmeldung Serial No. 138 004, eingereicht am 28. Dezember 1987, mit dem Titel "Shot Peening System and Method with velocity Sensing". Der Offenbarungsgehalt dieser bereits eingereichten Patentanmeldung wird in den Inhalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.

Angrenzend an den Auslaß der Düse 34 ist ein Sensor 44 vorgesehen, der mit Hilfe einer Ringklemme 46 in seiner Position befestigt ist. Der Aufbau des Sensors 44 wird später noch im einzelnen beschrieben. An dieser Stelle sei bemerkt, daß der Sensor 44 eine Spule (in Fig. 1 nicht separat dargestellt) enthält, die mit einer Sensorschaltung 48 elektrisch verbunden ist. Einschließlich der Sensorschaltung 48 arbeitet der Sensor 44 wie ein an sich bekanntes magnetisches Densitometer. Die Sensorschaltung 48 erzeugt intern ein Signal aufgrund der Induktivität der Spule innerhalb des Sensors 44. Da die Induktivität der Spule des Sensors 44 von der Menge des ferromagnetischen Schrots innerhalb der Spule abhängt, erzeugt die Sensorschaltung 48 ein Ausgangssignal m, das die Masse an ferromagnetischem Schrot innerhalb des von der Spule begrenzten Raumes darstellt. Die Spule ermittelt das Schrot in einem Abschnitt der Schrotstrahlbahn 16, die sich vom Auslaß der Zuleitung 18 bis zur Oberfläche 12 erstreckt. Da die Einzelheiten der Rechenvorgänge bekannt sind, die zum Gewinnen eines Massensignals aus dem Meßsignal der Spule in einem magnetischen Densitometer herangezogen werden, besteht kein Bedürfnis nach einer detaillierten Erläuterung. Die Anwendung eines solchen Sensors am Düsenausgang ist in einer eigenen US-Patentanmeldung Serial Nr. 188 826, eingereicht am 2. Mai 1988, mit dem Titel "Shot Sensing shot Peening System and Method", erläutert. Der Offenbarungsgehalt dieser bereits eingereichten Patentanmeldung wird ebenfalls in den Inhalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.

Als nächstes sollen unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Einzelheiten des Aufbaus des Sensors 44 beschrieben werden. Bei der Darstellung nach Fig. 2 handelt es sich um einen Querschnitt durch den Sensor 44 beim vorderen Ende der Düse 34 der Kanone 14. Wie bereits angegeben, kann der Sensor 44 am Düsenende angeklemmt sein, und zwar mit Hilfe der Ringklemme 46, die eine Schraube 50 zum Festziehen enthält. Die Ringklemme 46 kann in der gleichen Art und Weise wie eine übliche Schlauchklemme ausgebildet sein, die zum Befestigen eines Gartenschlauches auf einem eingeschobenen Verbindungsteil dient. Die Klemme enthält einen Ring 52, der durch Anziehen der Schraube 50 zusammengezogen wird. Der Sensor 44 hat eine zylinderförmige Gestalt und den gleichen Außendurchmesser wir die Spitze der Düse 34, so daß die Schlauchklemme 46 auf den Außendurchmesser der Düse und den Außendurchmesser des Sensors 44 paßt. Der Sensor 44 hat eine Spule 54, die auf einem nicht ferromagnetischen Kern 56 angeordnet ist. Ein Flußkonzentrator 58 aus Stahl erstreckt sich rund um drei Seiten der Querschnittsfläche der Spule 54. Die Spule 54, der Kern 56 und der Konzentrator 58 verlaufen jeweils zylindrisch rund um den Auslaß des vorderen Endes der Düse 34. Als Werkstoff für den Kern 56 wird Polyethylen bevorzugt. Dadurch wird die Spule 54 gegenüber der relativ feindlichen, vom Schrotstrahl beherrschten Umgebung geschützt. Zusätzlich zum Fernhalten von Fremdmaterial konzentriert der ringartige Flußkonzentrator 58 aus Stahl das von der Spule 54 erzeugte Magnetfeld auf eine Zone innerhalb der Spule 54.

Die Anordnung des Sensors 44 nach Fig. 2 macht es möglich, daß das beschriebene System auf eine bereits existierende Schrotstrahlkanone (nur teilweise in Fig. 2 dargestellt) angewendet werden kann. Der Sensor 44 kann mit Leichtigkeit mit Hilfe der Schlauchklemme 46 am Ende einer bereits existierenden Schrotstrahlkanone angeklemmt werden. Abweichend davon kann man eine Klammer (nicht gezeigt) oder eine Reihe von Klammern (nicht gezeigt) verwenden, um den Sensor 44 an dem vorderen Düsenende der Kanone 14 anzubringen. Bei der Verwendung der Anordnung nach Fig. 2 kann man eine herkömmliche bzw. standardisierte Schrotstrahlkanone 14 (vgl. Fig. 1) auch in Verbindung mit der Anbringung eines Kraftsensors 38 benutzen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt eine abweichende Anordnung, bei der ein Sensor 144 in eine Schrotstrahlkanone 114 eingebaut ist, um das Schrot innerhalb einer Zone länge einer Schrotstrahlbahn 116 zu ermitteln. Die Bezugszahlen der Bauteile der Ausführungsform nach Fig. 3 haben jeweils in den beiden letzten Ziffernstellen Zahlen, die den Bezugszahlen von entsprechenden Bauteilen nach Fig. 2 entsprechen, sofern diese Bauteile dort vorhanden sind. Der Sensor 144 ist nahe beim vorderen Ende der Düse 134 in die Kanone 114 eingebaut. Die Düse 134 hat eine zylinderförmige Vertiefung oder Ausnehmung 160, in die die Spule 154 eingesetzt ist. Der zylindrische Flußkonzentrator 158 aus Stahl hat seitliche Oberflächen 162, die sich nach unten in die Ausnehmung 160 erstrecken. Der Sensor 144 arbeitet in der gleichen Weise wie der Sensor 44, und zwar in Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Sensorschaltung. Da Polyethylen äußerst abriebfest ist, kann man es als Werkstoff zum Ausbilden der Düse 134 der Kanone 114 einsetzen.

Bevor mit der Erläuterung fortgefahren wird, wie die Sensoren 38 und 44 verwendet werden können, um den Massendurchfluß oder Massendurchsatz R und die mittlere Schrotkorngeschwindigkeit v zu bestimmen, ist es zweckmäßig, einige mathematische Überlegungen anzustellen.

Das zweite Newton'sche Axiom bzw. die Newton'sche Bewegungsgleichung besagen, daß eine Kraft gleichzusetzen ist mit der Änderung in der Menge einer Bewegung bzw. mit der Änderung eines Bewegungsimpulses, wobei die Menge der Bewegung bzw. der Bewegungsimpuls gleich der Masse m mal der Geschwindigkeit v ist. Somit ergibt sich:

Typischerweise reduziet sich die obige Gleichung auf F=ma, wobei a die Beschleunigung ist. Dies entspricht dem ersten Term der rechten Seite der Gleichung (4), wobei die Kraft auf einen Körper konstanter Masse ausgeübt wird. Im Falle einer Schrotstrahlkanone ist allerdings im stationären Zustand der erste Term gleich Null, weil sich die Geschwindigkeit nicht ändert. Deshalb ist die Kraft gleich der Geschwindigkeit mal dem Massendifferential. Die Anwendung der Gleichung (4) auf einen Schrotstrahlstrom kann man etwa als ein Analogon zu einem Vorgang betrachten, bei dem ein Seil aus einem Kasten mit konstanter Geschwindigkeit herausgezogen wird. Der erste Term der Gleichung ist Null, weil das Zeitdifferential der Geschwindigkeit gleich Null ist. Der zweite Term der Gleichung (4) wäre jedoch insofern anzuwenden, als sich die Masse des Seils ändert, wenn mehr Seil aus dem Kasten gezogen wird. In etwa ähnlicher Weise ist die Änderung im Bewegungsimpuls eines Schrotstrahlstromes gleich seinem Massendurchsatz mal seiner Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit v eines Schrotstrahlstroms ist wie folgt anzugeben:

v = F _s/R. (5)

Dabei wird R zur Angabe des Massendurchsatzes entsprechend dm/dt verwendet, v ist die mittlere Geschwindigkeit des Schrotstrahlstroms und F _s ist die Kraft des Schrotstrahlstroms.

Die oben im einzelnen erläuterten Gleichungen (5) und (3) bilden ein Gleichungssystem aus zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten. Es sei bemerkt, daß bei der Erläuterung des magnetischen Densitometers vom Typ "Model 260" die Gleichung (3) gelöst werden kann, weil die Geschwindigkeit des Schrotstrahls eine bekannte Konstante ist, die dem frei fallenden Schrot entspricht. Obgleich die Gleichung (3) auf den Sensor 44 (Fig. 1) anwendbar ist, sind lediglich die Masse des ferromagnetischen Schrots innerhalb der Spule und die Länge der Spule bekannt. Der unbekannte Massendurchsatz R und die unbekannte mittlere Schrotgeschwindigkeit v können bestimmt werden unter Verwendung der Gleichung (3) in Verbindung mit der Gleichung (5).

Löst man die Gleichung (3) nach v auf, erhält man folgendes:

v = RL/m. (6)

Setzt man die rechte Seite der Gleichung (6) gleich der rechten Seite der Gleichung (5), ergibt sich:

F _s/R = v = RL/m. (7)

Löst man die Gleichung (7) nach R auf, erhält man:

R = (F _s m/L) ^1/2 (8)

Substituiert man das obige Ergebnis für R in die Gleichung (5), erhält man:

v = (F _s L/m) ^1/2 (9)

Aus dem Obigen ersieht man, daß die mittlere Schrotgeschwindigkeit v und der Massendurchsatz R in Kenntnis der Reaktionskraft, der Masse an Schrot innerhalb der Spule zu einer besonderen Zeit und der gegebenen Länge der Spule bestimmt werden können. (In den Gleichungen steht der Exponent 1/2 stellvertretend für eine Quadratwurzel.)

Die Gleichungen (8) und (9) werden ausgeführt von der Anordnung nach Fig. 4. Das Ausgangssignal des Signalprozessors 42 stellt die Kraft F dar, d. h. eine Größe bzw. ein Signal, das der Reaktionskraft der Kanone aufgrund des Ausstoßes von Schrot und Luft entspricht. Dieses Signal kann einer Kraftanzeigevorrichtung 200 zugeführt werden, so daß ein Benutzer oder Anwender die gesamte Reaktionskraft der Kanone beobachten kann. Diese Kraft ist gleich dem Betrag der Kraft des aus der Kanone ausgestoßenen Schrots sowie der aus der Kanone ausgestoßenen Luft, jedoch von entgegengesetzter Richtung. Das Kraftsignal F wird ferner dem positiven Eingang eines Differenzenverstärkers 202 zugeführt. Der negative Eingang des Differenzenverstärkers 202 erhält ein Kraftsignal F _a von einer Abtast- und Halteschaltung 206, der ein Schalter 204 vorgeschaltet ist. Der Differenzenverstärker 202 gestattet es, daß man die Reaktionskraft der Kanone aufgrund des ausgestoßenen Schrots mit großer Genauigkeit erhält. Wenn vor dem Einschalten des Mengenreglers 24 (Fig. 1) die Kanone lediglich Luft ausstößt, ist die gesamte vom Sensor 38 erfaßte Reaktionskraft auf die ausgestoßene Luft zurückzuführen. Während dieser Zeit kann der Benutzer den Momentanschalter 204 drücken, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Halte- und Abtastschaltung 206 (Sample and Hold Circuit) das Signal F _a speichert, das der allein durch Luft verursachten Reaktionskraft entspricht. Dieses Luftreaktionssignal F _a gelangt, wie bereits erwähnt, zum negativen Anschluß des Differenzenverstärkers 202. Schaltet jetzt der Anwender den Mengenregler 24 ein, woraufhin der Schrotstrahlvorgang in Betrieb genommen wird, subtrahiert der Differenzenverstärker 202 den zuvor gespeicherten Spannungspegel der Abtast- und Halteschaltung 206 von dem gesamten Kraftsignal F, so daß das Ausgangssignal des Differenzenverstärkers 202 bzw. der Spannungspegel F _s am Ausgang des Differenzenverstärkers der durch das Schrot allein verursachten Reaktionskraft entspricht.

Das Ausgangssignal F _s des Differenzenverstärkers 202 gelangt zum einem Multipolzierglied 208, das eine Multiplikation mit einem Signal m vornimmt, welches der Masse innerhalb der Spule des Sensors 44 entspricht. Das Ausgangssignal des Multiplizierglieds 208 gelangt zu einem Dividierglied 210, welches das vom Multiplizierglied 208 gelieferte Produkt durch ein Signal L dividiert, das die bekannte Spulenlänge darstellt. Wie es gezeigt ist, kann das Signal L eine konstante Spannung sein, die von einem Spannungsteiler aus einem Widerstand 212 und einem variablen Widerstand 214 abgeleitet wird. Das Ausgangssignal des Dividierglieds 210 gelangt zu einer Quadratwurzelziehschaltung 216, die aus dem Ausgangssignal des Dividiergleids 210 die Quadratwurzel zieht. Als Ergebnis erhält man das Massendurchsatzsignal R, das man in einer Durchsatzanzeigevorrichtung 218 darstellen kann.

Ein Multiplizierglied 220, ein Dividierglied 222 sowie eine Quadratwurzelziehschaltung oder ein Funktionsgenerator 224 können in ähnlicher Weise verwendet werden, um ein Signal v zu bilden, das der mittleren Schrotkorngeschwindigkeit entspricht. Dieses Signal kann in einer Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung 226 dargestellt werden.

In Fig. 5 ist eine Alarmschaltung zur Verwendung in Verbindung mit Fig. 1 gezeigt. Die Schaltung nach Fig. 5 ist ein Teil der Schaltung nach Fig. 4, jedoch der besseren Übersicht halber in einer separaten Figur dargestellt. Verschiedene Signale der Schaltung nach Fig. 4 werden der Schaltung nach Fig. 5 zugeführt, wie es im folgenden erläutert wird.

Das Signal F, das dem Ausgangssignal des Prozessors 42 in Fig. 4 entspricht, wird einem Vergleicher 228 der Fig. 5 zugeführt. Es sei bemerkt, daß die Reaktionskraft F die Gesamtreaktionskraft oder Rückstoßkraft der Kanone 14 aufgrund des Ausstoßes des Schrots und aufgrund des Ausstoßes von Gas ist. Falls diese Reaktionskraft zu niedrig ist, bedeutet dies, daß eine Störung vorhanden ist, beispielsweise eine Verstopfung in der Schrotzuleitung 18 oder ein Leck in der Druckluftzuleitung 28. Folglich dient der Vergleicher 228 als eine Vergleichsvorrichtung zur Sicherstellung, daß das Kraftsignal F einen vorbestimmten Minimalwert hat. In der Anordnung nach Fig. 5 vergleicht der Vergleicher 46 das Kraftsignal F mit einem Signal F MIN oder einer Spannung A MIN. Diese beiden Spannungen werden wahlweise in Abhängigkeit von den Schaltzuständen gesteuerter Schalter 230 und 232 angelegt. Bei diesen Schaltern kann es sich, wie gezeigt, um Feldeffekttransistoren handeln.

Dem Gate des Schalters 230 wird ein Schrot-Ein- Signal zugeführt, das einen hohen Wert hat oder positiv ist, wenn von der Kanone ein Schrotstrahl ausgestoßen wird. Wenn kein Schrot ausgestoßen wird, ist dieses Signal gleich Null. Dieses Schrot-EIN-Signal kann man in einfachster Weise dadurch bereitstellen, daß man die Spannung verwendet, die zum Einschalten des Mengereglers von Fig. 1 zugeführt wird. Obgleich es in Fig. 1 nicht dargestellt ist, hat der Mengenregler 24 eine Starkstromzuleitung, über die er Strom erhält, wenn der Mengenregler Schrot abgeben oder den Durchtritt von Schrot gestatten soll. Das gleiche Signal, das den Mengenregler 24 unter Strom setzt, kann man für das Schrot-EIN-Signal verwenden. Abweichend davon kann man das Schrot-EIN-Signal auch dadurch gewinnen, daß die dem Mengenregler 24 zugeführte elektrische Energie in eine Spannung mit einem anderen Wert oder in ein andersartiges Signal überführt wird.

Wenn das Schrot-EIN-Signal Null ist oder einen niedrigen Wert hat, was bedeutet, daß die Kanone kein Schrot erhält, befindet sich der über ein Umkehrglied 234 angesteuerte Schalter 232 im eingeschalteten Zustand, wohingegen der Schalter 230 ausgeschaltet oder gesperrt ist. Folglich wird die Spannung A MIN dem Vergleicher 228 zum Vergleich mit dem Kraftsignal F zugeführt. Die Spannung A MIN entspricht der Minimalreaktionskraft, die vom Sensor erfaßt werden sollte, wenn der Druckregler 32 Luft zur Schrotstrahlkanone liefert, aber kein Schrotstrahl ausgestoßen wird. Sobald der Mengenregler 24 eingeschaltet wird und somit mit der Zufuhr von Schrot zur Kanone begonnen wird, nimmt das Schrot-EIN-Signal einen solchen Wert an, daß der Schalter 232 ausgeschaltet und der Schalter 230 eingeschaltet wird. Der Vergleicher 228 vergleicht jetzt das Gesamtkraftsignal F mit der Spannung F MIN, die der minimalen Reaktionskraft entspricht, welche vom Sensor erfaßt werden sollte, wenn die Kanone Schrot ausstößt.

Es sei bemerkt, daß die Spannungswerte F MIN und A MIN, die der minimalen Reaktionskraft bei vorhandenem Schrotstrahl bzw. der minimalen Reaktionskraft bei nicht vorhandenem Schrotstrahl entsprechen, mit Hilfe von Spannungsteilern bereitgestellt werden können, die variable Widerstände haben, um dem Benutzer eine ähnliche Einstellung wie mit den Widerständen 212 und 213 nach Fig. 4 zu gestatten.

Ist das Kraftsignal F kleiner als der ausgewählte minimale Wert (in Abhängigkeit davon, ob Schrot ausgestoßen wird oder nicht, liefert der Vergleicher 228 ein positives Ausgangssignal. Dieses positive Ausgangssignal des Vergleichers 228 gelangt zu einem ODER-Glied 236, an dessen Ausgang ein STOPP-Signal auftritt. Das STOPP-Signal wird einer Alarmgabevorrichtung 238 zugeführt. Ferner kann dieses Signal einem gesteuerten Leistungsschalter 240 zugeführt werden, um die Energiezufuhr zum System abzuschalten. Der Leistungsschalter 240, bei dem es sich um ein Relais, einen Schalttransistor oder einen anderen steuerbaren Schalter handeln kann, schaltet den Schrotstrahlbetrieb ab. Der Leistungsschalter 240 kann die Zufuhr von Energie bzw. Strom zum Mengenregler 24 unterbrechen oder auf irgendeine andere Weise verhindern, daß der Mengenregler zur Kanone Schrot liefert. Weiterhin kann der Leistungsschalter 240 die Zufuhr von Energie zum Druckregler 32 unterbinden oder den Druckregler auf irgendeine andere Weise daran hindern, daß er Luft zur Kanone weiterleitet. Dem Druckregler 32 ist eine Steuervorrichtung 242 zugeordnet, die eingestellt werden kann, um den Druck der der Kanone zugeführten Luft festzulegen. Bei einer Alarmgabe durch die Alarmvorrichtung 238 wird der Benutzer darüber unterrichtet, daß der Schrotstrahlbetrieb gestoppt worden ist.

Liegt die Gesamtreaktionskraft unterhalb des ausgewählten minimalen Wertes, enthält die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 zusätzlich zu den Schaltungsmitteln zum Anhalten des Schrotstrahlbetriebs und zur Alarmgabe eine Reihe von Testschaltungen, die überprüfen sollen, ob andere Systemparameter innerhalb annehmbarer Bereiche liegen.

Wie dargestellt enthält eine Testschaltung 244 zum überprüfen des Wertes von v einen Vergleicher 246 und einen weiteren Vergleicher 248. Ist das Geschwindigkeitssignal v kleiner als eine annehmbare Minimalgeschwindigkeit v _min oder größer als eine annehmbare Maximalgeschwindigkeit v _max′ gibt der entsprechend zugeordnete Vergleicher 246 oder 248 ein positives Signal an seinem Ausgang ab, das über ein ODER-Glied 250 weitergeleitet wird. Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 250 ist somit positiv, wenn für das Geschwindigkeitssignal v die Feststellung getroffen wurde, daß es außerhalb der Grenze von annehmbaren Bereichen liegt.

Die Testschaltungen 252, 254 und 256 können in der gleichen Weise wie die Testschaltung 244 aufgebaut sein und dienen zum Durchführen von Vergleichen bezüglich der Werte des Massendurchsatzsignals R, des Schrotreaktionskraftsignals F _s und des Spulenmassensignals m, um festzustellen, ob jedes dieser Signale innerhalb annehmbarer Bereiche liegt. Fallen diese Signale aus dem Annehmbarkeitsbereich heraus, ist eine Störung anzuzeigen. Wird beispielsweise der Wert von m zu klein, bedeutet dies, daß die der Kanone zugeführte Schrotmenge unzureichend ist. Die Ursache dafür kann eine Verstopfung zwischen dem Schrottrichter 22 (Fig. 1) und der Kanone 14 sein. Die annehmbaren Minimal- und Maximalwerte für die vier Signale v, R, F _s und m können mittels einstellbarer Spannungsteiler vorgegeben werden, und zwar in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung mit den Widerständen 212 und 214 nach Fig. 4. Obgleich alle Testschaltungen 244, 252, 254 und 256 in gleicher Weise ausgebildet sein können, sind auch einfachere Ausführungsformen denkbar, die lediglich überprüfen, ob ein Wert unter einen Minimumwert gefallen ist, oder die nur überprüfen, ob ein Wert einen Maximalwert übersteigt. Die Ausgangssignale der verschiedenen Testschaltungen 244, 252, 254 und 256 werden einem ODER-Glied 258 zugeführt. Hat das Ausgangssignal des ODER-Glieds 258 einen hohen Wert, bedeutet dies, daß wenigstens einer der vier überprüften Parameter außerhalb seines geeigneten Bereiches liegt.

Da einer oder mehrere der vier Parameter, die von den Testschaltungen überprüft werden, anfangs, bis der Schrotstrahlbetrieb einen stationären Zustand erreicht hat, außerhalb des gewünschten Bereiches liegen können, wird das Ausgangssignal des ODER-Glieds 258 dem einen Eingang eines UND-Glieds 260 zugeführt, dessen anderer Eingang mit einem Verzögerungsglied 260 verbunden ist, das das Schrot-EIN-Signal erhält. Die Anzeige einer Störung aufgrund des Umstandes, daß eines oder mehrere der vier Signale außerhalb annehmbarer Bereiche liegen, wird daher von einem UND-Glied 260 nicht weitergeleitet, es sei denn, daß nach Ablauf einer vorgegebenen, am Verzögerungsglied 262 eingestellten Verzögerungszeit nach dem Einschalten des Schrotstrahlbetriebs das Signal immer noch außerhalb des annehmberen Bereiches liegt. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 260 gelangt zum ODER-Glied 236.

Die Betriebsweise des Systems ist relativ leicht verständlich. Nachdem bei dem in Fig. 1 gezeigten System der Druckregler 32 eingeschaltet worden ist, stößt die Kanone 14 einen Luftstrom aus. Der Massendurchfluß- oder Mengenregler 24 ist noch geschlossen, so daß kein Schrot austritt. Der Benutzer kann dann kurzzeitig den Knopf 204 (Fig. 4) niederdrücken, um die aufgrund der ausgestoßenen Luft hervorgerufene Reaktionskraft abzutasten und zu speichern. Solange lediglich Luft ausgestoßen wird, wird vom Vergleicher 228 (Fig. 5) überprüft, ob die Gesamtreaktionskraft nicht so niedrig ist wie bei einem vorhandenen Luftleck oder einer anderen Störung. Nachdem das Reaktionskraftsignal abgetastet ist und der Schalter 204 wieder geöffnet ist, wird der Mengenregler 24 eingeschaltet, so daß jetzt mit der Zufuhr von Schrot zur Kanone 14 begonnen wird. Das Einschalten des Mengenreglers erfolgt durch Energiezufuhr über eine übliche Kraftstromleitung, und das Schrot-EIN-Signal, das mit dem Beginn des Schrotstrahlvorgangs auftritt, wird der Alarmschaltung nach Fig. 5 zugeführt. Der Differenzenverstärker 202 liefert das Kraftsignal F _s′ und der Spulensensor 44 (oder 144 in Fig. 3) dient zur Bereitstellung des Massensignals m. Die beiden zuletzt genannten Signale werden mit einem Signal vereint, das die Länge der Spule darstellt, um die erforderlichen Berechnungen vorzunehmen und den Massendurchsatz R sowie die mittlere Schrotkorngeschwindigkeit v zu bestimmen.

Nach Ablauf einer kurzen Verzögerungszeit nach dem Einschalten des Mengenreglers 24 (wobei diese Verzögerungszeit vom Verzögerungsglied 262 festgelegt wird), liefern die verschiedenen Testschaltungen 244, 252, 254 und 256 eine Anzeige darüber, ob die jeweils zugeordneten überprüften Signale innerhalb annehmbarer Bereiche liegen. Trifft dies nicht zu, tritt am Ausgang des UND- Glieds 260 ein positiver Impuls auf, der durch das ODER-Glied 236 gelangt und als STOPP-Signal der Alarmvorrichtung 238 sowie dem Energiesteuerschalter 240 zugeführt wird.

Obgleich das beschriebene System die Werte von R und v auf der Grundlage von F _s berechnet, kann man abweichend davon auf F benutzen und entweder eine geringere Genauigkeit akzeptieren oder für die Reaktionskraft aufgrund der ausgestoßenen Luft eine Kompensation vornehmen, und zwar unter Anwendung irgendeines anderen Verfahrens, beispielsweise unter Heranziehung des Drucks der Kanone zugeführten Luft (z. B. Berechnen der durch die ausgestoßene Luft verursachten Reaktionskraft unter Heranziehung dieses Druckes). Ganz allgemein könnten die Berechnungen einen Wert für F _x liefern, wobei F _x das Kraftsignal F oder ein daraus abgeleitetes Signal ist.

Obgleich verschiedene spezifische Ausführungsformen und Anordnungen offenbart worden sind, sollen diese lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen. Es sind zahlreiche verschiedenartige Modifikationen und Abwandlungen denkbar. So könnte man beispielsweise anstelle der offenbarten analogen Signalverarbeitung eine digitale Signalverarbeitung vorsehen, und entsprechende digitale Bauglieder einsetzen, beispielsweise zum Multiplizieren, Dividieren und Radizieren. Ferner kan man einen Mikroprozessor verwenden, um die erforderlichen Operationen durchzuführen.

Claims

1. Schrotstrahlsystem, enthaltend:

a) eine Abstützung (40),
b) eine zum Schrotstrahlen dienende Kanone (14; 114) mit einer einen Auslaß aufweisenden Düse (34; 134), welche Kanone an der Abstützung befestigt ist,
c) einen Kraftsensor (38), der die aufgrund des Betriebs der Kanone auftretende Reaktionskraft erfaßt und auf der Grundlage der erfaßten Reaktionskraft ein Kraftsignal (F) erzeugt,
d) einen beim Auslaß der Düse (34; 134) angebrachten Sensor (44; 144) zum Erfassen der Schrotmenge innerhalb einer Zone längs einer Schrotstrahlbahn (16; 116) und zum Erzeugen eines Mengensignals (m) aufgrund der erfaßten Schrotmenge, und
e) eine Recheneinrichtung (Fig. 4), der die Signale (F) und (m) zugeführt werden die die daraus wenigstens einen Schrotstrahlparameter berechnet, der aus der folgenden Parametergruppe ausgewählt ist:
Massendurchsatz R,
mittlere Schrotkorngeschwindigkeit v.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die Recheneinrichtung (Fig. 4) sowohl R als auch v berechnet und das ferner eine Anzeigeneinrichtung (218; 226) enthält, die den Massendurchsatz und die mittlere Schrotkorngeschwindigkeit anzeigt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Recheneinrichtung (Fig. 4) R und v unter Anwendung der folgenden Gleichungen berechnet: R = (F _s m/L) ^1/2 v = (F _s L/m) ^1/2,worin F _s der jenige Anteil von F ist, der auf die Reaktionskraft aufgrund des Ausstoßens von Schrot zurückzuführen ist, und L eine Abmessung der Zone ist.

4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Sensor (44; 144) eine beim Düsenauslaß vorgesehene Spule (54; 154) enthält und eine zugehörige Sensorschaltung (48) die Menge an Schrot innerhalb der Spule dadurch ermittelt, daß die Induktivität der Spule erfaßt wird.

5. System nach Anspruch 4, bei dem die Spule (144) rund um die Düse (134) gewickelt ist.

6. System nach Anspruch 4, bei dem die Spule (44) rund um einen an der Düse (14) angebrachten Kern (56) aus nicht ferromagnetischem Werkstoff gewickelt ist.

7. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Recheneinrichtung R unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet: R = (F _x m/L) ^1/2,worin F _x das Kraftsignal F oder ein daraus abgeleitetes Signal ist und L ein Signal ist, daß die Länge der Spule (44; 144) darstellt.

8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Recheneinrichtung v unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet: v = (F _x L/m) ^1/2,worin F _x das Kraftsignal F oder ein daraus abgeleitetes Signal ist und L ein Signal ist, das die Länge der Spule (44; 144) darstellt.

9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Alarm- und Testschaltung (5) Störzustände erfaßt und im Falle der Erfassung eines Störzustandes einen Alarm auslöst.

10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Leistungsschalter (240) vorgesehen ist, der beim Erfassen eines Störzustandes durch eine Testschaltung betätigt wird, um das Schrotstrahlen zu unterbinden.

11. Verfahren zum Schrotstrahlen, enthaltend die folgenden Schritte:

a) Zuführen von Schrot zu einer zum Schrotstrahlen dienenden Kanone,
b) Betreiben der Kanone zum Zwecke des Ausstoßens von Schrot aus einer Düse der Kanone,
c) Erfassen der Menge an Schrot in einer Zone bei einem Düsenauslaß der Kanone längs einer Schrotstrahlbahn,
d) Erzeugen eines Mengensignals m aufgrund der erfaßten Schrotmenge,
e) Erfassen einer Reaktionskraft der Kanone aufgrund des Ausstoßens des Schrots,
f) Erzeugen eines Kraftsignals F aufgrund der erfaßten Kraft und
g) Berechnen wenigstesn eines Parameters, der aus der nachstehenden Parametergruppe ausgewählt ist, unter Verwendung des Kraftsignals F und des Mengensignals m:
Massendurchsatz R,
mittlere Schrotkorngeschwindigkeit v.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der berechnete Parameter angezeigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem sowohl R und v berechnet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem sowohl der Massendurchsatz als auch die mittlere Schrotkorngeschwindigkeit angezeigt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem R und v unter Verwendung der folgenden Gleichungen berechnet werden: R = (F _s m/L) ^1/2 v = (F _s L/m) ^1/2,worin F _s derjenige Anteil von F ist, der auf die Reaktionskraft aufgrund des Ausstoßens von Schrot zurückzuführen ist, und L eine Abmessung der Zone ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem das Erfassen der Schrotmenge mit Hilfe einer Spule vorgenommen wird, die beim Düsenauslaß vorgesehen ist, und bei dem eine Sensorschaltung das Schrot innerhalb der Spule dadurch ermittelt, daß die Induktivität der Spule erfaßt wird, und aufgrund der erfaßten Induktivität der Spule das Mengensignal m erzeugt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem auf Störzustände überprüft wird und beim Erfassen einer Störzustandes ein Alarm ausgelöst wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem auf Störzustände überprüft wird und beim Erfassen eines Störzustandes der Betrieb der Schrotstrahlkanone angehalten wird.