DE4226680A1 - Mobile Schleuderstrahlmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Schleuderstrahlmaschine, die in einer Arbeitsrichtung über abzustrahlende Flächen hinweg­ bewegbar ist, wobei von einem rotierenden Schleuderrad beschleu­ nigte Strahlpartikel in Richtung der abzustrahlenden Fläche ge­ schleudert werden und diese in einer Aufprallzone treffen.

Eine Schleuderstrahlmaschine dieser Art geht beispielsweise aus der DE 27 08 528 C2 hervor. Sie besitzt ein motorisch zu einer Rotationsbewegung antreibbares Schleuderrad, dessen Drehachse in einer Ebene verläuft, die von der Arbeitsrichtung und der Höhen­ richtung der Maschine aufgespannt wird. Aus einem Speicher zuge­ führte Strahlpartikel, insbesondere kleine Kugelkörper, werden von dem rotierenden Schleuderrad beschleunigt und gegen die im Bereich der Unterseite der Maschine befindliche abzustrahlende Fläche geschleudert. Dort findet im Bereich der Aufprallzone der gewünschte Materialabtrag statt. Einsetzbar ist die Schleuder­ strahlmaschine vor allem bei der Bearbeitung von zumindest im wesentlichen horizontalen Flächen, beispielsweise Bodenflächen. Bei den abstrahlbaren Werkstoffen kann es sich insbesondere um Beton, Beschichtungen, Estriche oder Stahlplatten handeln.

Das von einer Maschine der bekannten Art erzeugte Strahlbild ist uneinheitlich. Wegen der unvermeidlichen Streuung der Strahl­ partikel stellt sich regelmäßig eine zentrale Zone mit hoher Abstrahlintensität ein, die beidseits von Zonen mit geringerer Abstrahlintensität flankiert wird. Man bezeichnet diese Erschei­ nung auch als sogenannten "Hot Spot". Nachteilig ist dies vor allem dann, wenn die abgestrahlten Flächen als Sichtflächen ver­ bleiben und später eventuell nur farblos versiegelt werden. Besonders ausgeprägt ist die Erscheinung bei relativ weichem Material der abzustrahlenden Flächen. Meist ist man daher ge­ zwungen, auf die maximal erzielbare Arbeitsbreite zu verzichten und die Schleuderstrahlmaschine so in Bahnen über die abzustrahlende Fläche zu bewegen, daß sich die erzeugten streifenartigen Abstrahl­ bereiche überlagern. Abgesehen davon, daß die Qualität des auf diese Weise erzeugten Strahlbildes weiterhin zu wünschen übrig läßt, geht diese Betriebsweise sehr zu Lasten der möglichen Arbeitsleistung pro Zeiteinheit.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mobile Schleuderstrahlmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sich bei hoher Arbeitsleistung ein sehr einheitliches Strahlbild erzeugen läßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Schleuderstrahl­ maschine zwei quer zur Arbeitsrichtung nebeneinander angeordnete Schleuderräder vorgesehen sind, die im Betrieb jeweils einen zur abzustrahlenden Fläche hin gerichteten Partikelstrahl erzeugen, wobei in der Aufprallzone ein von den einander zugeordneten Strahlrandbereichen beider Partikelstrahlen bestrahlter zentraler Abstrahlbereich entsteht.

Auf diese Weise ergibt sich in der Aufprallzone quer zur Arbeits­ richtung ein sehr einheitliches Strahlbild ohne Hot Spot-Aus­ bildung. Wird mit der Schleuderstrahlmaschine eine Arbeitsbahn zurückgelegt, so ergibt sich ein einheitlicher Abstrahlstreifen, der sich praktisch im wesentlichen aus drei nebeneinanderliegen­ den und unmerklich ineinander übergehenden streifenartigen Abstrahlbereichen zusammensetzt. Im mittleren Abstrahlbereich findet eine Bearbeitung durch die einander zugewandten Strahlrand­ bereiche beider Partikelstrahlen statt. Diese Überlagerung bewirkt eine erhöhte resultierende Abstrahlintensität, die zumindest im wesentlichen derjenigen entspricht, wie sie von einem jeweiligen angrenzenden Strahlhauptbereich der beiden Partikelstrahlen erzeugt wird. Infolge des sich ergebenden gleichmäßigen Strahl­ bildes kann der Arbeitsbereich der Schleuderstrahlmaschine voll ausgenutzt werden. Dadurch läßt sich pro Zeiteinheit eine erheb­ lich größere Fläche qualitativ hochwertig abstrahlen als dies beim Stand der Technik möglich ist. Der Wirkungsgrad ist beträcht­ lich größer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen aufgeführt.

Es ist von Vorteil, wenn die Anordnung so getroffen wird, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Partikelstrahlen spätestens beim Erreichen der Aufprallzone mit ihren einander zugewandten Strahlrandbereichen seitlich überlappen. Vor allem in diesem Zusammenhang bietet es sich an, die beiden Schleuderräder beid­ seits einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung als auch in Arbeits­ richtung ausgerichteten Längsmittelebene symmetrisch zu dieser anzuordnen. Man wird zweckmäßigerweise die beiden Partikelstrahlen so einstellen, daß ihre Hauptstrahlrichtungen, d. h. die Richtungen der Strahlhauptbereiche, in Richtung zur Aufprallzone hin diver­ gieren. Man erreicht hiermit eine größtmögliche Arbeitsbreite.

Beide Schleuderräder sind vorzugsweise identisch spiegelbildlich ausgebildet und werden zweckmäßigerweise mit gleicher Drehzahl betrieben. Hierbei kann jedem Schleuderrad ein eigener Antriebs­ motor zugeordnet sein. Denkbar wäre auch die Verwendung eines zentralen Antriebsmotors, der unter Zwischenschaltung eines geeigneten Getriebes beide Schleuderräder antreibt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleuderstrahlmaschine in Seitenansicht gemäß Pfeil II aus Fig. 2, teilweise aufgebrochen und stark schematisiert, und

Fig. 2 die bei der Schleuderstrahlanlage gemäß Fig. 1 vorgesehene Schleuderradanordnung in vergrößerter Darstellung, mit einer Blickrichtung gemäß Pfeil I die mit der Arbeitsrichtung zusammenfällt, wobei die Schleuderräder vereinfacht als Kreise darge­ stellt sind, wiederum stark schematisiert.

Aus Fig. 1 wird der allgemeine Aufbau der beispielsgemäßen mobilen Schleuderstrahlmaschine offenbar. Sie besitzt einen allgemein mit 1 bezeichneten Aufbau, der auf einem Fahrgestell 2 ruht. Mit dem Fahrgestell 2 ist sie auf einer abzustrahlenden Fläche 4 abgestellt, bei der es sich vorliegend um eine horizontal verlaufende Bodenfläche eines Nutzbodens im Industrie- oder Privatbereich handelt. Dieser Boden besteht aus Beton, wobei es sich selbstverständlich auch um ein anderes Material oder um ein Mischmaterial handeln kann. Die abzustrahlende Fläche 4 muß nicht notwendigerweise eine Bodenfläche sein, es kann sich auch um die Fläche eines beliebigen sonstigen Körpers handeln, beispielsweise derjenigen einer Stahlplatte. Die bevorzugte Bearbeitung erfolgt allerdings bei zumindest im wesentlichen horizontal ausgerichteten Flächen, ohne daß die Erfindung auf eine derartige Anwendung beschränkt sein soll.

Im Betrieb wird die Schleuderstrahlmaschine von einer Bedienperson über die abzustrahlende Fläche 4 hinweg bewegt. Zur dabei even­ tuell notwendigen Führung kann ein Handgriff 3 vorgesehen sein. Die Bewegungsrichtung der Schleuderstrahlmaschine während des Betriebes sei als Arbeitsrichtung bezeichnet, sie ist durch den Pfeil 5 angedeutet. Regelmäßig wird die Schleuderstrahlmaschine unter Zurücklegung von Arbeitsbahnen bewegt werden, die sich seitlich aneinander anschließen.

Unter Bezugnahme auch auf die Fig. 2 verfügt der Aufbau 1 über ein Gehäuse 6, das zwei Schleuderräder 7, 8 aufnimmt. Wegen der Seitenansicht ist in Fig. 1 nur eines (7) dieser Schleuderräder zu erkennen. Der Aufbau eines Schleuderrades als solchem ist dem Fachmann bekannt, so daß sich an dieser Stelle detailliertere Ausführungen erübrigen.

Jedes Schleuderrad 7, 8 ist um eine zentrale Längsachse 12, 13 drehbar. Für den entsprechenden Drehantrieb sorgen beispielsgemäß zwei Antriebsmotoren, von denen lediglich einer in Fig. 1 bei 14 gezeigt ist, und die jeweils einem der Schleuderräder 7, 8 zuge­ ordnet sind. Die Antriebsmotoren 14 sind beispielsgemäß an dem Gehäuse 6 befestigt und ohne aufwendige Zwischengetriebe unmittel­ bar an das zugehörige Schleuderrad 7, 8 angeflanscht.

Es wäre durchaus möglich, für beide Schleuderräder 7, 8 einen gemeinsamen Antriebsmotor vorzusehen, der dann zweckmäßigerweise über einen zwischengeschalteten Riementrieb oder ein sonstiges Getriebe mit den Schleuderrädern 7, 8 in Antriebsverbindung steht (nicht dargestellt). Damit lassen sich auf besonders ein­ fache Weise identische Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Schleuderräder 7, 8 verwirklichen.

An das Gehäuse 6 schließt sich nach oben hin ein Aufnahmebehälter 15 für Strahlpartikel 16 an. Bei letzteren handelt es sich um schüttgutartig vorliegende Partikel von insbesondere kugelähn­ licher Gestalt, weshalb man die vorliegende Maschine auch als Kugelstrahlmaschine bezeichnen könnte. Der Aufnahmebehälter 15 ist über zwei Zuführkanäle 17, 18 an das Gehäuse 6 angeschlossen, wobei jeweils einer der Zuführkanäle 17, 18 im Bereich eines der Schleuderräder 7, 8 in das Gehäuse 6 einmündet (in Fig. 2 strich­ punktiert angedeutet). Auf diese Weise werden die Strahlpartikel 16 schwerkraftbedingt gleichzeitig beiden Schleuderrädern 7, 8 zugeführt.

Die im Betrieb rotierenden Schleuderräder 7, 8 schleudern die ihnen zugeführten Strahlpartikel 16 gemäß Pfeilen 19 (Fig. 1) in Richtung der abzustrahlenden Fläche 4, die sich im Bereich der Unterseite der Schleuderstrahlmaschine befindet. Dort besitzt die Schleuderstrahlmaschine eine von einem Rahmen umgrenzte Arbeits­ öffnung 23, die zur abzustrahlenden Fläche 4 hin offen ist. Der Weg der Strahlpartikel 16 hin zur Arbeitsöffnung 23 wird von Gehäusewänden 24 vorgegeben, die sich an das Schleuderrad-Gehäuse 6 anschließen und einen Strahlkanal 25 definieren.

Nachdem die fliehkraftbedingt weggeschleuderten Strahlpartikel 16 durch die Arbeitsöffnung 23 hindurch auf die Fläche 4 aufgeprallt sind, prallen sie von dieser gemäß Pfeilen 26 wieder ab und gelangen über einen ebenfalls mit der Öffnung 23 kommunizierenden Rückführkanal 27 gemäß Pfeil 28 zurück in den Aufnahmebehälter 15. Die Rückführung kann allein auf der Rückprallenergie basieren, möglich ist aber auch eine zusätzliche z. B. mechanische Rückführunter­ stützung. lm Moment des Aufpralles auf der Fläche 4 vollziehen die Strahlpartikel 16 an dieser einen Materialabtrag. Die dabei abgetragenen Teilchen gelangen ebenfalls in den Rückführkanal 27 und werden vor Erreichen des Aufnahmebehälters 15 von den Strahl­ partikeln 16 getrennt. Hierfür sind geeignete Mittel vorgesehen, beispielsweise ein in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutetes Gebläse 32, das den Rückführkanal 27 vor Erreichen des Aufnahme­ behälters 15 mit einem quer verlaufenden Luftstrom beaufschlagt, der die leichteren abgetragenen Teilchen entfernt. Die in den Aufnahmebehälter 15 zurückgelangenden Strahlpartikel 16 werden dann erneut den Schleuderrädern 7, 8 zugeführt, so daß der Kreis­ lauf wieder von vorn beginnen kann.

Der momentan von der Arbeitsöffnung 23 überfahrene Bereich der Fläche 4 bildet eine Aufprallzone 33 für die Strahlpartikel 16. Ihre Breite entspricht im wesentlichen derjenigen des für die beiden Schleuderräder 7, 8 gemeinsam vorgesehenen Strahlkanales 25. Die beiden Schleuderräder 7, 8 sind quer zur Arbeitsrichtung 5 nebeneinanderliegend angeordnet, wobei sie sich zweckmäßiger­ weise auf gleicher Höhe befinden, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, daß die beiden Schleuder­ räder 7, 8 beidseits einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung 34 als auch in Arbeitsrichtung 5 ausgerichteten Längsmittelebene 35 symmetrisch zu dieser zu liegen kommen, wie dies beim Ausführungs­ beispiel verwirklicht ist. Hier sind die beiden Schleuderräder 7, 8 horizontal rechtwinkelig zur Arbeitsrichtung mit relativ geringem Abstand seitlich nebeneinander angeordnet, so daß sie mit ihren Umfangsseiten einander zugewandt sind.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schleuderräder 7, 8 so anzuordnen, daß ihre Drehachsen 12, 13 in im Parallelabstand zueinander angeordneten Achsebenen 36, 37 enthalten sind, die parallel zur oben definierten Längsmittelebene 35 verlaufen , wobei sie bezüglich der Horizontalen schräg angestellt sind. Die recht­ winkelig zu den Drehachsen 12, 13 verlaufenden Radebenen sind somit unter einem vorzugsweisen spitzen Winkel zu der jeweils abzustrahlenden Fläche 4 angeordnet, so daß die Strahlpartikel 16 gemäß Pfeilen 19 schräg auf die Aufprallzone 33 treffen und sich ein optimaler Rückpralleffekt in den sich anschließenden Rückführ­ kanal 27 einstellt.

Wie man aus Fig. 2 ersieht, rotieren die beiden Schleuderräder 7, 8 im Betrieb gegensinnig. Blickt man in Arbeitsrichtung 5 auf die Schleuderradanordnung, so rotiert das linke Schleuderrad 7 gemäß Pfeil 38 im Uhrzeigersinn und das rechte Schleuderrad 8 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Pfeil 39. Auf diese Weise besitzen die während der Rotation jeweils momentan einander zugewandten innenliegenden Radabschnitte 40, 40′ eine nach unten zur Aufprallzone 33 hin gerichtete Bewegungskomponente.

Jedes Schleuderrad 7, 8 erzeugt im Betrieb einen eigenen, nach unten in Richtung der Maschinenunterseite gerichteten Partikel­ strahl 43, 44. Zur besseren Unterscheidung ist der linke Partikel­ strahl 43 mit strichpunktierten und der rechte Partikelstrahl 44 mit gestrichelten Begrenzungslinien angedeutet. Dabei ist die Einstellung zweckmäßigerweise so getroffen, daß die in Fig. 2 durch die Pfeile 45, 46 angedeuteten Hauptstrahlrichtungen der beiden Partikelstrahlen 43, 44 in Richtung zur Aufprallzone 33 hin leicht schräg auseinanderlaufen. Ein jeweiliger Partikelstrahl 43, 44 erweitert sich ausgehend vom zugeordneten Schleuderrad 7, 8 und hat seine größte quer zur Längsmittelebene 35 gemessene Breite im Bereich der Aufprallzone 33. Da die beiden Schleuder­ räder 7, 8 quer zur Längsmittelebene 35 miteinander fluchten, ergibt es sich, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Par­ tikelstrahlen 43, 44 mit den einander zugewandten Strahlrand­ bereichen 47, 47′ quer zur Längsmittelebene 35 überlappen. Der sich überlappende Strahlbereich ist in Fig. 2 bei 48 angedeutet und hat bei mit der Arbeitsrichtung 5 zusammenfallender Blick­ richtung eine einem gleichschenkeligen Dreieck ähnelnde Gestalt, wobei die beiden gleichlangen Dreiecksseiten von den Begrenzungen der sich überlappenden Strahlrandbereiche 47 gebildet werden.

Insgesamt wird somit die Aufprallzone 33 quer zur Arbeitsrichtung 15 in drei unmittelbar ineinander übergehende streifenähnliche Abstrahlbereiche 49, 50, 51 unterteilt. Es ergibt sich ein zentra­ ler mittlerer Arbeitsbereich 49 in dem die sich überlappenden Strahlrandbereiche 47, 47′ aufprallen. Dieser wird beidseits von äußeren Abstrahlbereichen 50, 51 flankiert, die vom verbleibenden Strahlanteil eines jeweiligen der beiden Partikelstrahlen 43, 44 hervorgerufen werden. Anders ausgedrückt, rühren die beiden äußeren Abstrahlbereiche 50, 51 von Strahlhauptbereichen 52, 53 her, die von den Hauptstrahlrichtungen 45, 46 bestimmt werden, die für eine hohe Strahlintensität sorgen. Die Strahlrandbereiche 47, 47′ haben an sich eine geringere Strahlintensität, so daß im Falle eines Aufpralles ohne Überlappung Abstrahlbereiche ent­ stehen würden, in denen ein geringerer Materialabtrag stattge­ funden hat. Durch die Strahlüberlappung wird dies jedoch ausge­ glichen, da sich die geringen Strahlintensitäten addieren und in einer höheren Gesamtstrahlintenistät resultieren, die im wesent­ lichen derjenigen eines jeweiligen Strahlhauptbereiches 52, 53 entspricht. Man erreicht dadurch über praktisch die gesamte Breite der Aufprallzone 33 ein gleichmäßiges Strahlbild ohne sogenannte Hot Spots.

Wichtig ist also, daß sich die beiden Partikelstrahlen 43, 44 partiell überlagern können, so daß spätestens beim Erreichen der Aufprallzone 33 ein im wesentlichen einheitlicher Gesamtstrahl ankommt. Da im Inneren des Strahlkanals 25 auf Trennwände ver­ zichtet werden kann, ergibt sich insgesamt ein sehr einfacher Aufbau bei hoher Effektivität.

Claims (10)

1. Mobile Schleuderstrahlmaschine, die in einer Arbeitsrich­ tung über abzustrahlende Flächen hinwegbewegbar ist, wobei von einem rotierenden Schleuderrad beschleunigte Strahlpartikel in Richtung der abzustrahlenden Fläche geschleudert werden und diese in einer Aufprallzone treffen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei quer zur Arbeitsrichtung (5) nebeneinander angeordnete Schleuder­ räder (7, 8) vorgesehen sind, die im Betrieb jeweils einen zur abzustrahlenden Fläche (4) hin gerichteten Partikelstrahl (43, 44) erzeugen, wobei in der Aufprallzone (33) ein von den einander zugeordneten Strahlrandbereichen (47, 47′) beider Partikelstrahlen (43, 44) bestrahlter zentraler Abstrahlbereich entsteht.

2. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Partikel­ strahlen (43, 44) spätestens beim Erreichen der Aufprallzone (33) mit ihren einander zugewandten Strahlrandbereichen (47, 47′) seitlich überlappen.

3. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) beidseits einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung (34) als auch in Arbeits­ richtung (5) ausgerichteten Längsmittelebene (35) symmetrisch zu dieser angeordnet sind.

4. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) rechtwinkelig zur Arbeitsrichtung (5) mit Abstand seitlich neben­ einander angeordnet sind.

5. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) im Betrieb gegensinnig (38, 39) rotieren, wobei die während der Rotation jeweils momentan einander zugewandten Radabschnitte (40, 40′) eine zur Aufprallzone (33) gerichtete Bewegungskomponente besitzen.

6. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehachsen (12, 13) beider Schleuderräder (7, 8) in zueinander parallelen und beabstandeten, jeweils sowohl in Maschinen-Höhenrichtung (34) als auch in Ar­ beitsrichtung (5) ausgerichteten Achsebenen (36, 37) erstrecken, wobei sie bezüglich der abzustrahlenden Fläche (4) vorzugsweise schräg angestellt sind.

7. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Partikelstrahlen (43, 44) so eingestellt sind, daß ihre Hauptstrahlrichtungen (45, 46) zur Aufprallzone (33) hin divergieren.

8. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallzone (33) von den Partikel­ strahlen (43, 44) in drei quer zur Arbeitsrichtung (5) unmittel­ bar aneinander angrenzende oder ineinander übergehende Abstrahl­ bereiche (49, 50, 51) unterteilt wird, und zwar in einen von den beiden einander zugewandten Strahlrandbereichen (47, 47′) bear­ beiteten zentralen Abstrahlbereich (49) und in zwei vom jeweils verbleibenden Strahlanteil (52, 53) der beiden Partikelstrahlen (43, 44) bearbeitete, den zentralen Abstrahlbereich (49) seitlich flankierende äußere Abstrahlbereiche (50, 51).

9. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8), insbesondere unter Zwischenschaltung eines Riementriebes, von einem gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben werden.

10. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schleuderrad (7, 8) ein eigener, insbesondere unmittelbar angeflanschter Antriebsmotor (14) zuge­ ordnet ist.