DE4410629A1 - Schleuderrad mit Verteilerrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleuderrad für eine Schleu­ derstrahlanlage zur Oberflächenbehandlung von Gegenstän­ den, bestehend aus

• - einem zentrisch angeordneten Verteilerrad (Impeller), das an einem Wellenzapfen einer Antriebswelle mittels einer zentralen Schraube befestigt ist,
• - zwei in gegenseitigem Abstand am Verteilerrad angeord­ neten Seitenscheiben,
• - und zwischen den Seitenscheiben angeordneten, radial zur Drehachse des Schleuderrades ausgerichteten Schleu­ derrad-Schaufeln, die an ihren Flanken an den Seiten­ scheiben gehalten sind.

Ein derartiges Schleuderrad ist bekannt aus der AT-PS 278 569. Hierbei ist das Verteilerrad, auch Impeller oder Verteiler genannt, einstückig hergestellt. Das Ver­ teilerrad ist einem hohen Verschleiß ausgesetzt, und zwar eigentümlicherweise nur im radialen Bereich, so daß bei Austausch der aufwendig bearbeitete Mitnehmerflansch mit ausgewechselt werden muß.

Es stellt sich die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseiti­ gen und ein Schleuderrad anzugeben, das mit einem Ver­ teilerrad versehen ist, das auf längere Sicht preiswer­ ter ausgetauscht werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Schleuderrad mit Verteilerrad der eingangs genannten Art, bei dem das Verteilerrad aus zwei getrennten Elementen besteht, näm­ lich aus einem Impellerboden und aus einer teilweise offenen Impellerhülse, die mit einem Innenflansch ver­ sehen ist, der von der Peripherie des Bodens überlappt ist und der bei Anzug der zentralen Schraube zusammen mit der Impellerhülse in Richtung Wellenzapfen gedrückt ist.

Bei Lösen der Schraube kann das Verteilerrad entnommen werden und lediglich die Impellerhülse ausgewechselt wer­ den.

Durch das zweiteilig ausgeführte Verteilerrad kann das teure, aufwendig bearbeitete und verschleißarme Material des Bodens mehrfach genutzt werden, da nur die Hülse aus­ getauscht wird.

Vorteilhafterweise weist der Boden eine konische, gegen das zufließende Strahlmittel konvergierende Form auf, wo­ bei der Winkel a der Konizität des Bodens zwischen 40 und 50°, vorzugsweise bei 45°, liegt.

Die Peripherie des Bodens im Kontaktbereich mit der Im­ pellerhülse weist einen den Flansch der Impellerhülse aufnehmenden Rezeß auf, wobei diese Ausführungsform den Vorteil hat, daß eine einfache Zentrierung des Verteiler­ rades und der zum Verteilerrad gehörenden Teile möglich ist.

Schließlich ist auch vorteilhaft, daß die Hülse über Sicherungsstifte oder -schrauben im Bereich des Wellen­ zapfens gehalten ist, so daß keine Verdrehung gegenüber diesen Teilen möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen axialen Halbschnitt eines Schleuderrades mit einem Verteilerrad;

Fig. 2 ein Detailquerschnitt (C-C) durch die Hülse und den Boden des Verteilerrades;

Fig. 3 eine Befestigung der Schleuderrad-Schaufeln an einer Seitenscheibe in Draufsicht und

Fig. 4 ein Detail der Befestigung gemäß Fig. 3 (A-A) im Querschnitt.

Fig. 1 stellt schematisch einen auf einen Wellenzapfen 1 eines Antriebs (z. B. Elektromotor - nicht dargestellt) aufgesetzten Schleuderrads 200 dar. Zu erkennen ist ein Verteilerrad 100, zwei in gegenseitigem Abstand angeord­ nete Seitenscheiben 4, 5 und zwischen den Seitenscheiben angeordnete, radial zur Drehachse 23 des Schleuderrades angeordnete Schleuderrad-Schaufeln 6 als Basiselemente.

Das Verteilerrad besteht aus einer teilweise offenen Im­ pellerhülse 3 und einem Impellerboden 2, der mittels ei­ ner zentralen Schraube 8 an den Wellenzapfen 1 ange­ schraubt ist. Die Impellerhülse 3 weist einen Innen­ flansch 10 auf, der von der Peripherie des Impellerbo­ dens 2, die mit einem Rezeß 12 versehen ist, überlappt ist, so daß bei Anzug der zentralen Schraube der Boden zusammen mit der Impellerhülse in Richtung Wellenzapfen gedrückt ist.

Die Impellerhülse 3 weist mehrere schlitzförmige Fenster 13 auf, die parallel zu ihrer Mantellinie in gleichen Abständen angeordnet sind. Die Anordnung der Fenster 13 ist der Fig. 2 zu entnehmen.

Der Durchmesser des Rezesses 12 entspricht dem inneren Durchmesser des Innenflansches 10; damit wird sicherge­ stellt, daß die Impellerhülse 3 genau zentriert zur Wellenachse liegt. Weiterhin ist der Impellerboden 2 mit einer zentralen, ausgeweiteten Öffnung 21 versehen, in die ein Kopf 22 der Schraube 8 eingelassen ist, wobei eine federnde Unterlegscheibe 9 das Lockern der Schraube 8 verhindert.

Durch Luft mitgeführtes Strahlmittel wird gegenüber dem Wellenzapfen 1 in die Impellerhülse 3 eingedrückt (Pfei­ le P). Im Hinblick auf die Aufgabe des Verteilerrades 100 und der Impellerhülse 3, das zugeführte Strahlmittel aufzunehmen und weiterzuverteilen, ist der Impellerboden 2 mit einem Neigungswinkel von α = 45° konisch gestal­ tet, wobei er in Richtung der Pfeile P konvergiert.

Die Oberfläche 11 des Impellerbodens 2 wirft das längs der Drehachse 23 zufließende Strahlmittel in Richtung des Schleuderrad-Umfanges, wodurch sich Turbulenzen bei der mitgeführten Luft im Inneren des Verteilerrades ver­ ringern lassen.

Das Verteilerrad 100 ist durch Madenschrauben 15 gegen ein Verdrehen gegenüber dem Wellenzapfen 1 gesichert. Diese Madenschrauben werden in Bohrungen 14, die im Bo­ denbereich der Impellerhülse hergestellt sind, einge­ schraubt und danach in passende Bohrungen 17 einer Sei­ tenscheibe 5 eingelassen.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, wird die Seitenschei­ be 5 einstückig mit einer direkt auf den Wellenzapfen 1 aufgesetzten Nabe 16 hergestellt. Die zweite Seiten­ scheibe 4 wird durch Distanzelemente 7 in festgelegtem Abstand von der Seitenscheibe 5 gehalten. Der Abstand ist an die Breite der Schleuderrad-Schaufeln 6 genau an­ gepaßt. Die Innenseiten der beiden Seitenscheiben 4, 5 sind mit radial angeordneten Nuten 24 versehen, in die die Schleuderrad-Schaufeln 6 mit ihren Flanken 27, 27′ eingeschoben werden (Fig. 3 und 4).

Das Fixieren der Schleuderrad-Schaufeln in den Seiten­ scheiben 4, 5 erfolgt durch das Einschrauben von Schrau­ ben 25 in den Bohrungen 29 der Schaufeln 6 durch eine Bohrung 28 der Seitenscheibe 4, die den Kopf 30 der Schraube umschließt.

Eine Fixierschraube könnte konstruktiv auch von der Sei­ tenscheibe 5 her in die Schleuderrad-Schaufel einge­ schraubt werden; jedoch ist mit Rücksicht auf einen leichteren Zugang der in der Zeichnung dargestellte Zu­ gang von außen gewählt worden.

Wie aus dem Querschnitt gemäß Fig. 4 ersichtlich ist, weist die Schaufel 6 beidseitig angeordnete verstärkte Flanken 27, 27′ auf, die die beiden vorderen und hinte­ ren Oberflächen 31, 32 der Schaufeln um den gleichen Betrag überragen. Diese Anordnung der Oberflächen der Schaufeln sowie die seitliche Befestigung der Schaufeln ermöglichen die Drehung des Schleuderrades in beide Rich­ tungen. Es ist demnach davon auszugehen, daß die Schleu­ derradschaufeln eine zweifache Symmetrie aufweisen, nämlich einmal zu einer Symmetrieebene E1, die parallel zu den Wurfflächen liegt, und zum anderen zu einer Sym­ metrieebene E2, die zu einer mittig zwischen den Seiten­ scheiben liegenden Symmetrieebene liegt. Die Symmetrie­ ebenen E1 und E2 sind in Fig. 4 dargestellt.

Demnach eignet sich in hervorragender Weise ein Walz­ profil 40, das hälftig in Fig. 4 dargestellt ist, zur Herstellung derartiger Schaufeln. Diese müssen lediglich aus abgelängten Abschnitten eines solchen Walzprofils herstellen läßt. Dieses Walzprofil kann in den mit dem Strahlmaterial in Kontakt kommenden Flächen auch ver­ dichtet gewalzt sein, so daß der Reibungskoeffizient dort herabgesetzt ist, wobei ein wesentlich niedriger Reibungskoeffizient als bei bekannten Gußmaterialien an der Oberfläche erreicht wird. Es kommt daher zu dem scheinbar paradoxen Ergebnis, daß ein weicheres Material (gewalztes Material) eine längere Standzeit hat als Guß­ material, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Die Funktion des Schleuderrades 200 wird wie folgt erläu­ tert:
Das von außen durch einen Rohrbogen 18 zugeführte Strahl­ mittel, z. B. Stahlschrot, Quarzsand, gelangt in das Innere des rotierenden Verteilerrades 100 (vgl. Pfeile P). Durch die geneigten Oberflächen 11 des Bodens 2 wird es in Richtung Fenster 13 der Impellerhülse 3 und der Fenster 19 eines die Hülse umfassenden Reglerkorbs 20 abgelenkt.

Durch eine erhebliche Drehzahl - etwa 2100 U/min - des Verteilerrades 100 werden dem Strahlmittelteilchen eine große Geschwindigkeit, d. h. etwa 4000 m/min aufgegeben. Die körnigen, abrasiven Teilchen verschleißen kräftig die Hülse 3 und die Schleuderrad-Schaufeln 6, die daher relativ oft ausgetauscht werden müssen.

Soll die verschlissene Impellerhülse 3 ausgetauscht wer­ den, wird eine vordere Wand des Gehäuses (nicht darge­ stellt) abgeschraubt und zusammen mit dem Rohrbogen 18 und dem Reglerkorb 20 demontiert, damit der Kopf 22 der Zentralschraube 8 zugänglich gemacht ist.

Ähnlich einfach werden die Schleuderrad-Schaufeln 6 aus­ getauscht. Für diese Fälle ist nur der Zugang zu den Schrauben 25 erforderlich, der durch das Abschrauben der vorgenannten Gehäusewand erlangt wird. Nach dem Heraus­ nehmen der Schraube 25 aus der Bohrung 28 können die Schleuderrad-Schaufeln aus den Führungsnuten herausge­ zogen werden und anschließend ein neuer Satz Schaufeln eingesetzt werden.

Claims (6)

1. Schleuderrad (200) für eine Schleuderstrahlanlage zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen, bestehend aus

• - einem zentrisch angeordneten Verteilerrad (Impeller 100), das an einem Wellenzapfen (1) einer Antriebs­ welle mittels einer zentralen Schraube (8) be­ festigt ist,
• - zwei in gegenseitigem Abstand am Verteilerrad ange­ ordneten Seitenscheiben (4, 5),
• - und zwischen den Seitenscheiben angeordneten, ra­ dial zur Drehachse des Schleuderrades ausgerich­ teten Schleuderrad-Schaufeln (6), die an ihren Flanken an den Seitenscheiben gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß

das Verteilerrad (100) aus zwei getrennten Elementen besteht,
nämlich aus einem Impellerboden (2) und aus einer teilweise offenen Impellerhülse (3), die mit einem Innenflansch (10) versehen ist, der von der Peripherie des Impellerbodens überlappt ist und der bei Anzug der zentralen Schraube (8) zusammen mit der Impellerhülse in Richtung Wellenzapfen gedrückt ist.

2. Schleuderrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impellerboden (2) eine konische, gegen das zufließende Strahlmittel konvergierende Form aufweist.

3. Schleuderrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel a der Konizität des Impellerbodens (2) zwischen 40 und 50°, vorzugsweise 45°, beträgt.

4. Schleuderrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie des Impellerbodens im Kontaktbereich mit der Impeller­ hülse einen den Flansch der Impellerhülse aufnehmen­ den Rezeß (12) aufweist.

5. Schleuderrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impellerhülse über Sicherungsstifte oder -schrauben (15) im Bereich des Wellenzapfens gehalten ist.