DE4415094B4 - Method and device for treating workpieces by particle blasting - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Behandeln von Oberflächen von Werkstücken durch Partikelstrahlen mittels eines Schleuderrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Partikelstrahlen bei unteratmosphärischem Druck zwischen 10–2 und 500 mbar durchgeführt wird.Process for treating surfaces of workpieces by particle blasting by means of a blast wheel, characterized in that the particle blasting is carried out at subatmospheric pressure between 10 -2 and 500 mbar.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Oberflächen von Werkstücken durch Partikelstrahlen mittels eines Schleuderrades.The The invention relates to a method for treating surfaces of workpieces by particle blasting by means of a blast wheel.

Unter dem Begriff "Strahlen" versteht man in der Fertigungstechnik einen Bearbeitungsprozeß, bei dem eine technische Oberfläche durch abrasive oder elastische Partikel bombardiert wird. Die abrasiven Partikel bewirken eine Mikrozerspanung der Oberflächenschicht, während elastische Partikel eine plastische Verformung der Werkstoffoberfläche bewirken und zu deren Verdichtung führen. Die Wirksamkeit dieses Bearbeitungsverfahrens wird im wesentlichen durch die kinetische Energie bestimmt, die diese Partikel an der Bearbeitungsfläche in Zerspanungs- bzw. Verdichtungsarbeit umsetzen können.Under The term "radiation" is understood in the Production technology a machining process in which a technical surface is bombarded by abrasive or elastic particles. The abrasive particles cause micromachining of the surface layer while elastic Particles cause a plastic deformation of the material surface and lead to their compression. The effectiveness of this processing method is essentially by determines the kinetic energy that these particles have at the working surface in cutting or compaction work.

Die Energieaufnahme der Partikel kann beispielsweise über ein strömendes Fluid erfolgen. Bei einem strömenden Gas oder einer strömenden Flüssigkeit als Treibmittel werden die Partikel in Strompfaden allseitig von dem treibenden Medium umgeben. Im Kollisionspunkt mit der bearbeiteten Oberfläche muß das Treibmittel verdrängt werden, bevor das Partikel die Oberfläche berührt. Diese Verdrängungsarbeit mindert den Wirkungsgrad des Verfahrens.The Energy absorption of the particles, for example, via a streaming Fluid take place. In a flowing Gas or a flowing one liquid As blowing agent, the particles in the flow paths on all sides of surrounded by the driving medium. In collision point with the edited surface that must be Propellant displaced before the particle touches the surface. This repression work reduces the efficiency of the process.

Ein weiterer Energieverlust ist bei der Beschleunigung der Partikel zu verzeichnen. Dabei tritt eine starke Verwirbelung des Treibmediums auf, die gleichzeitig zu einer Auffächerung des Bearbeitungsstrahles führt. Kennzeichnend für ein Strahlverfahren mit einem Fluid als Treibmittel sind große Verhältnisse der Massenstromstärken von Treibmittel zu Massenstromstärken der Partikel.One Further energy loss is in the acceleration of the particles to record. This occurs a strong turbulence of the propellant at the same time to a fanning out of the processing beam leads. Characteristic of a blasting process with a fluid as propellant are large ratios the mass flow rates from blowing agent to mass flow rates the particle.

Ein vom Energieaufwand wesentlich günstigeres Strahlverfahren ist durch die Anwendung des sogenannten Schleuderrades gegeben. Die Partikel werden mechanisch durch die Zentrifugalkraft beschleunigt, verlassen aber das Schleuderrad nur teilweise in tangentialer Richtung, da die radial angeordneten Förderschaufeln für die Partikel auch die Umgebungsluft beschleunigen und auf diese eine Förderwirkung ausüben. Das Schleuderrad selbst verursacht durch die Beschaufelung große Wirbelverluste, die auch dazu führen, daß die Partikel teilweise von den Luftwirbeln mitgerissen werden und hierbei bereits einen Teil ihrer Energie verlieren. Gleichzeitig wird dadurch eine Streuung der Partikel erzwungen, so daß die Zielgenauigkeit nachläßt. Auf dem weiteren Wege der Partikel findet eine zusätzliche Aufspreizung des Partikelstrahls und eine Abbremsung der Partikel statt, so daß erhebliche Verluste an Energie eintreten. Ein Hauptnachteil des bekannten Verfahrens ist jedoch die Notwendigkeit des Einsatzes großer Zyklon-Abscheider, da sowohl die Partikel als auch der von den Partikeln erzeugte Staub aus der Luftströmung entfernt werden müssen. Durch die Förderwirkung des Schleuderrades werden große Luftmengen umgewälzt. Eine derartige Technologie ist durch die Druckschrift "Schleuderrad-Strahlanlagen für jede Oberfläche" der Firma OMSG (Deutschland GmbH) bekannt. von einem solchen Stand der Technik geht die Erfindung aus.One much more energy-efficient Blasting process is through the application of the so-called blast wheel given. The particles become mechanically by the centrifugal force accelerated, but leave the impeller only partially in tangential Direction, as the radially arranged conveyor blades for the particles also accelerate the ambient air and on this a conveying effect exercise. The blast wheel itself caused by the blading large vortex losses, the also cause that the Particles are partially entrained by the air vortices and hereby already lose some of their energy. At the same time it will forced a scattering of the particles, so that the accuracy decreases. On the further path of the particles finds an additional spreading of the particle beam and a deceleration of the particles instead, causing significant losses of energy enter. However, a major disadvantage of the known method is the need to use large cyclone separators as both The particles as well as the dust generated by the particles from the airflow must be removed. By the promotion effect The blower wheel will be large amounts of air circulated. Such a technology is described by the publication "blast wheel blasting for every Surface "of the company OMSG (Germany GmbH). from such a state of the art, the invention goes out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren dahingehend zu verbessern, daß Energieverluste durch Verwirbelung und Abbremsung der Partikel vermieden werden und bei gegebener Anfangsenergie der Partikel eine wesentlich größere Bearbeitungswirkung erzielt wird. Unter dem Begriff "Bearbeitung" werden die Reinigung, Verfestigung und Glättung der bestrahlten Oberflächen verstanden. Je nach dem angestrebten Bearbeitungsergebnis werden dabei abrasive oder elastische Partikel verwendet, wobei diese Partikel aus der Gruppe Quarzsand, Kunststoff- und Stahlsplitter, Stahl-, Glas- und Kunststoffkugeln ausgewählt werden können.Of the The invention is therefore based on the object, such a method to improve that energy losses be avoided by turbulence and deceleration of the particles and at a given initial energy of the particles a much larger machining effect is achieved. The term "processing" refers to cleaning, Solidification and smoothing the irradiated surfaces Understood. Depending on the desired processing result while using abrasive or elastic particles, these particles from the group quartz sand, plastic and steel fragments, steel, glass and plastic balls selected can be.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß das Partikelstrahlen bei unteratmosphärischem Druck zwischen 10–2 und 500 mbar durchgeführt wird.The solution of the object is achieved in the method described above according to the invention characterized in that the particle beam is performed at subatmospheric pressure between 10 -2 and 500 mbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann, beispielsweise bei Drücken vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen 1 und 100 mbar mit Erfolg durchgeführt werden. Es versteht sich, daß die Wirkung um so günstiger wird, je weiter sich der Druck von dem atmosphärischen Druck entfernt, d. h. je besser das Vakuum ist.The inventive method can, for example, by pressing preferably be carried out in a pressure range between 1 and 100 mbar with success. It is understood that the Effect the cheaper As the pressure moves away from the atmospheric pressure, d. H. the better the vacuum is.

Durch die starke Herabsetzung der Dichte des gasförmigen Mediums im Bereich des Schleuderrades und des Werkstücks lösen sich die Partikel in der Tat nahezu tangential von dem Schleuderrad, und sie treffen auch mit ungebremster Energie auf die zu behandelnde Werkstückoberfläche auf. Je nach der Höhe des Vakuums erreichen die beschleunigten Partikel die Werkstückoberfläche zumindest weitgehend mit ihrer Anfangsenergie. Durch die Vermeidung einer Wirbelschleppe um das Schleuderrad erfolgt kein Mitreißen der Partikel auf dem Umfang des Schleuderrades, wodurch die Zielgenauigkeit wesentlich verbessert wird. Außerdem werden von den Partikeln keine Einrichtungsteile der Vorrichtung außerhalb des Werkstücks getroffen. Die Partikelbahnen stellen echte Wurfparabeln und keine ballistischen Bahnen dar, die durch den Gaswiderstand beeinflußt werden. Unabhängig von der Partikelgröße und -masse ist die Geschwindigkeit aller Partikel gleich. Im Unterschied zum Stande der Technik tragen alle Partikel im Vakuum zur Oberflächenbearbeitung bei. Der Streuwinkel des Partikelstrahls wird ausschließlich durch die Laufdauer der Partikel auf den radial angeordneten Schleuderschaufeln vorgegeben. Die Bahnkurve der Partikel wird lediglich durch die Gravitationskraft beeinflußt und in deren Richtung gegebenenfalls gekrümmt.By greatly reducing the density of the gaseous medium in the area of the spinner wheel and the workpiece, the particles are in fact released almost tangentially from the spinner wheel, and they also impinge on the workpiece surface to be treated with unrestrained energy. Depending on the level of the vacuum, the accelerated particles reach the workpiece surface at least largely with their initial energy. By avoiding a wake turbulence around the spinner no entrainment of the particles on the circumference of the spinner wheel, whereby the accuracy is significantly improved. In addition, no device parts of the device are hit outside of the workpiece by the particles. The particle trajectories are real throwing parabolas and not ballistic trajectories affected by gas resistance. Regardless of the particle size and mass, the speed of all particles is equal. In contrast to the prior art, all particles in the vacuum contribute to the surface treatment. The scattering angle of the particle beam is predetermined solely by the running time of the particles on the radially arranged centrifugal blades. The trajectory of the particles is only influenced by the gravitational force and optionally curved in their direction.

Ein weiterer Vorteil der Vakuum-Schleuderrad-Strahlung besteht in der vollständigen Vermeidung jeglicher Staubentwicklung, so daß besondere Maßnahmen für die Staubbeseitigung entfallen. Insbesondere kann dadurch auf den Einsatz großvolumiger Zyklon-Abscheider verzichtet werden, die den Aufwand einer herkömmlichen Schleuderrad-Strahlanlage erheblich vergrößern.One Another advantage of the vacuum blast wheel radiation is in the complete Avoidance of any development of dust, so that special measures for the Dust removal eliminated. In particular, this can be due to the use large volume Cyclone separators are dispensed with, which is the expense of a conventional Considerably increase the size of the blast wheel blast machine.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für alle Arten von Werkstücken eingesetzt werden, insbesondere auch beim Recyclen von Verbrennungsmotoren, die in großer Zahl anfallen und in der Regel schwer lösbare Verkrustungen, von Ölen, Fetten und Schmutz aufweisen.The inventive method can for all Types of workpieces be used, especially in the recycling of internal combustion engines, in big Numbers accumulate and usually hard-to-dissolve encrustations, of oils, fats and have dirt.

Versuche mit Motorenteilen, wie Zylinderkopfdeckeln, Ventilgehäusen, Motorblöcken und Ölwannen haben gezeigt, daß diese nach dem erfindungsgemäßen Partikelstrahlen das Aussehen von Neuteilen haben, so daß diese Teile unmittelbar für die Herstellung neuer Motoren oder sogenannter Tauschmotoren verwendet werden können. Selbst hartnäckigste Öl- und Schmutzverkrustungen in toten Ecken, Hinterschneidungen und Winkeln werden durch das erfindungsgemäße Partikelstrahlen restlos entfernt. Auch verrippte Zylinderköpfe von luftgekühlten Verbrennungsmotoren können mit dem Erfindungsgegenstand zuverlässig gereinigt und behandelt werden. Es ist dabei mit besonderem Vorteil möglich, nacheinander abrasive und elastische Partikel zu verwenden, wodurch die Anfangs erzeugte, samtartige Oberflächenaufrauhung nachträglich wieder geglättet wird. Die damit erzielte Oberfläche ist metallisch glänzend.tries with engine parts, such as cylinder head covers, valve bodies, engine blocks and oil pans have shown that this after the particle beam according to the invention have the appearance of new parts, so that these parts directly for the production new engines or so-called exchange engines can be used. Even the most stubborn oil and dirt incrustations in dead corners, undercuts and angles are caused by the Particle beams according to the invention completely removed. Also ribbed cylinder heads of air-cooled internal combustion engines can reliably cleaned and treated with the subject invention become. It is possible with particular advantage, successively abrasive and to use elastic particles, whereby the initially generated, velvety surface roughening later smoothed out again becomes. The surface achieved with it is shiny metallic.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Strahlverfahren bei Werkstücktemperaturen zwischen der Temperatur flüssigen Stickstoffs und 450 °C durchgeführt wird. Hierbei werden aus den Fett- und Ölverkrustungen bei den angegebenen Vakua und Temperaturen die betreffenden flüchtigen Bestandteile verdampft, so daß eine Versprödung des Oberflächenbelages erfolgt. Dieser läßt sich sehr viel leichter durch Partikelstrahlen entfernen als eine zähe fett- und ölhaltige Masse. Bei Oberflächen mit Bereichen aus elastomeren Werkstoffen, z.B. mit hervorstehenden Dichtungen, ist es besonders vorteilhaft, eine möglichst tiefe Temperatur der Werkstücke anzuwenden und in einem Temperaturbereich zu arbeiten, in dem das Elastomer versprödet ist.It is particularly advantageous when the blasting process according to the invention at workpiece temperatures between the temperature of liquid nitrogen and 450 ° C carried out becomes. Here are from the grease and oil encrustations at the specified Vacuums and temperatures vaporizes the volatiles in question, so that one embrittlement of the surface covering he follows. This one can be much easier to remove by particle beams than a tough grease and oily ones Dimensions. For surfaces with regions of elastomeric materials, e.g. with protruding Seals, it is particularly advantageous to have the lowest possible temperature workpieces to apply and work in a temperature range where the Elastomer becomes brittle is.

Es ist aber besonders vorteilhaft, wenn vor dem Partikelstrahlen ein Abdampfen der flüchtigen Verunreinigungen durchgeführt wird. Dieses Abdampfen kann in der gleichen Vorrichtung durch eine entsprechende Verfahrensführung durchgeführt werden, d.h. mit dem Partikelstrahlen wird erst dann begonnen, wenn der Oberflächenbelag bereits versprödet ist. Dadurch wird eine Verklebungsneigung der Partikel wirksam verhindert.It but is particularly advantageous if before the particle beam Evaporation of the volatile impurities carried out becomes. This evaporation can be done in the same device by a corresponding process management carried out are, i. Particle blasting is only started when the surface covering already embrittled is. As a result, a sticking tendency of the particles is effectively prevented.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn das Abdampfen bei Drücken zwischen 10–3 und 50 mbar und bei Temperaturen zwischen 20 und 450 °C durchgeführt wird, wobei in ganz besonders zweckmäßiger Weise das Abdampfen bei abnehmendem Druck und steigender Temperatur durchgeführt wird.It is particularly advantageous if the evaporation is carried out at pressures between 10 -3 and 50 mbar and at temperatures between 20 and 450 ° C, wherein in a particularly advantageous manner, the evaporation is carried out at decreasing pressure and increasing temperature.

Es ist dabei wiederum mit besonderem Vorteil möglich, die flüchtigen Verunreinigungen nach dem Abdampfen zu kondensieren und wieder zu gewinnen.It is again possible with particular advantage, the volatile Condensate after evaporation and condense again win.

Es ist dabei im Zuge weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung mit Vorteil möglich, die Partikel vor dem Einbringen in das Vakuum zu entgasen und/oder vorzuwärmen und/oder zu trocknen.It is in the course of further advantageous embodiments of the invention with advantage possible, the To degas and / or preheat particles prior to introduction into the vacuum and / or to dry.

Für den Fall einer kontinuierlichen Verfahrensführung, bei der auch die Werkstücke durch Vakuum-Schleusen in das Vakuum eingeführt und aus diesem wieder ausgeführt werden, ist es mit besonderem Vorteil möglich, die Partikel durch eine Vakuum-Schleuse in das Vakuum einzubringen.In the case a continuous process, in which the workpieces by Vacuum locks are introduced into the vacuum and run out of this again, is it possible with particular advantage to introduce the particles into the vacuum through a vacuum lock.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.The The invention also relates to a device for carrying out the described method.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe sieht die Vorrichtung vor, daß das Schleuderrad und mindestens ein Werkstück in einer Vakuumkammer untergebracht sind und in der Vakuumkammer auch ein Partikelbehälter angeordnet ist.to solution the same task, the device provides that the blast wheel and at least one workpiece housed in a vacuum chamber and in the vacuum chamber also a particle container is arranged.

Um die Werkstücke auf die weiter oben beschriebene günstige Behandlungstemperatur zu bringen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Vakuumkammer mit einer Heizeinrichtung versehen ist. Diese kann auf der Außenwand der Vaku umkammer angeordnet werden und ist dann zweckmäßig besonders gut gegenüber der Umgebung thermisch zu isolieren.Around the workpieces to the favorable treatment temperature described above To bring, it is particularly advantageous if the vacuum chamber provided with a heater. This may be on the outside wall the vacuum chamber are arranged and is then particularly useful across from to thermally isolate the environment.

Es ist aber auch möglich, die Heizeinrichtung innerhalb der Vakuumkammer anzuordnen.It but it is also possible to arrange the heater within the vacuum chamber.

In besonders vorteilhafter Weise kann auch der Partikelbehälter mit einer Heizeinrichtung versehen sein, so daß jegliche Kondensation von Dämpfen auf dem Partikelbehälter und auf den Partikeln mit Sicherheit vermieden wird.In a particularly advantageous manner, the particle container may be provided with a heater, so that any condensation of vapors on the particle container and on the particles is avoided with certainty.

Für den Fall einer allseitigen Behandlung von Werkstücken ist es ganz besonders zweckmäßig, in der Vakuumkammer als Werkstückhalter einen Manipulator vorzusehen, mit dem alle Werkstückoberflächen dem Partikelstrahl ausgesetzt werden können.In the case An all-round treatment of workpieces is very special appropriate, in the Vacuum chamber as workpiece holder to provide a manipulator with which all workpiece surfaces the Particle beam can be exposed.

In wiederum besonders vorteilhafter Weise kann der Vakuumkammer ein Partikelsammler und/oder ein Kondensator für die Kondensation der flüchtigen Komponenten der Oberflächenverunreinigungen nachgeschaltet sein.In in turn, particularly advantageous manner, the vacuum chamber a Particle collector and / or a condenser for the condensation of the volatile Components of surface contamination be downstream.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the other dependent claims.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der 1 bis 6 näher erläutert.An embodiment of the subject invention is described below with reference to the 1 to 6 explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Vertikalschnitt durch eine Vakuumkammer mit einer perspektivischen Darstellung eines Schleuderrades mit angeschlossenem Partikelbehälter, 1 a vertical section through a vacuum chamber with a perspective view of a centrifugal wheel with attached particle container,

2 bis 5 Schleuderräder mit unterschiedlicher Lage der Ablösestellung der Partikelstrahlen vom Radumfang, 2 to 5 Blast wheels with different positions of the detachment position of the particle beams from the wheel circumference,

6 eine verkleinerte Darstellung der Vakuumkammer analog 1, jedoch mit zusätzlichen Aggregaten zur Beeinflussung der Verfahrensführung. 6 a reduced representation of the vacuum chamber analog 1 , but with additional units to influence the process.

In 1 ist eine Vakuumkammer 1 dargestellt, die über einen Saugstutzen 2 an einen hier nicht gezeigten Vakuum-Pumpsatz angeschlossen ist. Im Innern der Vakuumkammer 1 befindet sich ein Schleuderrad 3, das zwischen zwei Kreisringscheiben 4 und 5 eine Anzahl radialer Förderschaufeln 6 besitzt, die mit einer Nabe 7 verbunden sind, die verdrehfest an einer hier nicht gezeigten Antriebswelle angeordnet ist. Die Kreisringscheibe 4 ist teilweise weggebrochen dargestellt, um einen Einblick in das Innere des Schleuderrades 3 zu ermöglichen.In 1 is a vacuum chamber 1 represented by a suction nozzle 2 connected to a vacuum pump set, not shown here. Inside the vacuum chamber 1 there is a blower wheel 3 that is between two circular disks 4 and 5 a number of radial impeller blades 6 owns that with a hub 7 are connected, which is arranged rotationally fixed to a drive shaft, not shown here. The circular disk 4 is shown partially broken away to give an insight into the interior of the blast wheel 3 to enable.

In die Nabe 7 mündet ein Krümmer 8 ein, der mit einem Partikelbehälter 9 verbunden ist, in dem sich eine lose Schüttung von Partikeln 10 befindet. Die Einspeisung der Partikel in die Nabe 7 erfolgt dabei an einer solchen Stelle, daß jeweils eine vorgegebene Portion von Partikeln auf der zugehörigen Förderschaufel radial nach außen gefördert wird und sich an der Stelle 11 im wesentlichen tangential von dem Förderrad 3 trennt. Dadurch entsteht für die Partikel eine Reihe vorgegebener Flugbahnen 12, die unmittelbar auf der Oberfläche 13 eines Werkstücks 14 enden, das hier nur sehr schematisch dargestellt ist. Das Werkstück 14 befindet sich am Ende eines Manipulators 15, der hier nur als dreh- und verschiebbare Welle angedeutet ist. Der Manipulator 15 ist durch eine Führungsbuchse 16 vakuumdicht in die Vakuumkammer 1 eingeführt. Am unteren Ende besitzt die Vakuumkammer 1 einen in der Mitte abgesenkten Boden 17, der zum Sammeln der Partikel 10 dient, die schließlich durch einen Rohrstutzen 18 ohne Aufhebung des Vakuums ausgetragen werden. Es ist ohne weiteres möglich, auf dem Boden 17 eine erhebliche Menge an Partikeln 10 zu sammeln, bevor die am unteren Ende des Rohrstutzens 18 befindliche Schleuse geöffnet wird. Die Vakuumkammer 1 besitzt vor der Zeichenebene eine hier nicht dargestellte Tür, die zum Beschicken des Manipulators 15 mit einem oder mehreren neuen Werkstücken 13 geöffnet werden kann.In the hub 7 opens a manifold 8th one with a particle container 9 connected in which there is a loose bed of particles 10 located. The feeding of the particles into the hub 7 takes place at such a location that in each case a predetermined portion of particles is conveyed on the associated conveyor blade radially outward and at the point 11 essentially tangential to the conveyor wheel 3 separates. This creates a number of predetermined trajectories for the particles 12 that are directly on the surface 13 a workpiece 14 ends, which is shown here only very schematically. The workpiece 14 is at the end of a manipulator 15 , which is indicated here only as a rotatable and displaceable shaft. The manipulator 15 is through a guide bush 16 vacuum-tight in the vacuum chamber 1 introduced. At the lower end has the vacuum chamber 1 a bottom lowered in the middle 17 , to collect the particles 10 finally serving through a pipe socket 18 be discharged without lifting the vacuum. It is easily possible on the ground 17 a significant amount of particles 10 to collect before the at the bottom of the pipe socket 18 located lock is opened. The vacuum chamber 1 has before the drawing plane a door, not shown here, for loading the manipulator 15 with one or more new workpieces 13 can be opened.

Die 2 zeigt einen Partikelstrahl 19, der sich aufgrund einer entsprechend angeordneten Eintrittsstelle des Partikelstroms in die Nabe 7 am 6-Uhr-Punkt vom Schleuderrad 3 löst.The 2 shows a particle beam 19 due to a correspondingly arranged entry point of the particle flow into the hub 7 at the 6 o'clock point from the blower wheel 3 solves.

Durch eine Drehung der Eintrittsstelle des Partikelstroms in die Nabe 7 um 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn, löst sich der Partikelstrom 20 nach Figur in der 3-Uhr-Stellung von dem Schleuderrad 3.By rotating the entry point of the particle stream into the hub 7 90 degrees counterclockwise, the particle flow dissolves 20 after figure in the 3 o'clock position of the blast wheel 3 ,

Wird die Eintrittsstelle für den Partikelstrom in die Nabe 7 noch um weitere 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinne verdreht, wie dies in 4 dargestellt ist, so löst sich der Partikelstrom bei dem in 4 dargestellten Schleuderrad am 12-Uhr-Punkt von diesem Schleuderrad, wobei in 4 allerdings die Drehrichtung des Schleuderrades 3 umgekehrt ist.Will the entry point for the particle flow into the hub 7 still twisted by another 90 degrees counterclockwise, as in 4 is shown, the particle flow dissolves at the in 4 shown blast wheel at 12 o'clock point of this blast wheel, wherein in 4 However, the direction of rotation of the blast wheel 3 is reversed.

Verdreht man aus dieser Stellung die Eintrittsstelle für den Partikelstrom in die Nabe 7 wiederum 90 Grad, diesmal im Uhrzeigersinne, so trennt sich ein Partikelstrahl 22 nach 5 wiederum am 3-Uhr-Punkt von dem Schleuderrad 3. Die Drehrichtung des Schleuderrades 3 ist bei den Beispielen nach den 4 und 5 gleichsinnig. Es ergibt sich daraus, daß der Erfindungsgegenstand zahlreiche Einbau- und Betriebsvarianten des Schleuderrades 3 zuläßt.Twisting from this position, the entry point for the particle flow into the hub 7 again 90 degrees, this time in a clockwise direction, so separates a particle beam 22 to 5 again at the 3 o'clock point from the blast wheel 3 , The direction of rotation of the blower wheel 3 is in the examples after the 4 and 5 in the same direction. It follows that the subject invention numerous installation and operating variants of the blast wheel 3 allows.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 4 übt die durch die Pfeile G angedeutete Schwerkraft einen geringfügig krümmenden Effekt auf den jeweiligen Partikelstrahl aus. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 hat die Wirkung der Schwerkraft G einen verzögernden Effekt auf die Partikelstrahlen, bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 hat die Schwerkraft G einen beschleunigenden Effekt auf den Partikelstrahl 22. Diese Effekte sind bei der hohen Partikelgeschwindigkeit jedoch von ungeordneter Bedeutung. In jedem Falle fehlt die Abbrems- und Spreizwirkung der ansonsten vorhandenen Atmosphäre.In the embodiments of the 2 and 4 The gravity indicated by the arrows G exerts a slight curving effect on the respective particle beam. According to the embodiment 3 the effect of gravity G has a retarding effect on the par tikelstrahlen, in the embodiment according to 5 Gravity G has an accelerating effect on the particle beam 22 , However, these effects are of unordered importance at the high particle velocity. In any case, the Abbrems- and spreading effect of the otherwise existing atmosphere is missing.

Die 6 zeigt links oben die Vakuumkammer 1 nach 1, jedoch mit folgenden zusätzlichen Aggregaten: Die Vakuumkammer 1 ist von einer Heizeinrichtung 23 umgeben, die aus Heizwiderständen 24 und einer Wärmedämmung 25 besteht. Diese Maßnahme dient zur Erwärmung der gesamten Vakuumkammer einschließlich des Schleuderrades 3 und der Werkstücke 14, so daß eine Kondensation flüchtiger Bestandteile der Werkstückverschmutzung unterbleibt, wenn diese flüchtigen Bestandteile unter der Wirkung des Vakuums und der Temperatur verdampft werden.The 6 shows the vacuum chamber on the top left 1 to 1 , but with the following additional units: The vacuum chamber 1 is from a heater 23 surrounded by heating resistors 24 and a thermal insulation 25 consists. This measure is used to heat the entire vacuum chamber including the impeller 3 and the workpieces 14 so that volatiles are not condensed on the workpiece contamination when these volatiles are vaporized under the action of vacuum and temperature.

Der Partikelbehälter 9 ist von einer weiteren Heizeinrichtung 26 umgeben, damit die Partikel 10 gegebenenfalls auf eine höhere Temperatur aufgeheizt werden können, als dies durch die Heizeinrichtung 23 möglich wäre.The particle container 9 is from another heater 26 surrounded, so that the particles 10 optionally can be heated to a higher temperature than this by the heater 23 it is possible.

Der Rohrstutzen 18 ist über ein Vakuum-Ventil 27 mit einem Partikel-Sammelbehälter 28 verbunden, dessen Boden 28a einen Rohrstutzen 28b besitzt, der durch ein weiteres Vakuumventil 29 verschließbar ist. Durch entsprechende Fördereinrichtungen, die hier nur durch eine gestrichelte Linie 30 angedeutet sind, ist es möglich, die Partikel 10 nach dem Absieben der von den Werkstücken abgelösten Verunreinigungen wieder dem Partikelbehälter 9 zuzuführen. Zu diesem Zwecke ist gegebenenfalls in der Wandung der Vakuumkammer 1 eine weitere, hier nicht gezeigte Partikelschleuse angeordnet.The pipe socket 18 is via a vacuum valve 27 with a particle collecting tank 28 connected, its bottom 28a a pipe socket 28b owns that through another vacuum valve 29 is closable. By appropriate conveyors, here only by a dashed line 30 are indicated, it is possible the particles 10 After screening the detached from the workpieces impurities back to the particle container 9 supply. For this purpose is optionally in the wall of the vacuum chamber 1 arranged another, not shown here particle lock.

Der Saugstutzen 2 führt in diesem Falle über einen Kondensator 31 und einen weiteren Saugstutzen 32 zu dem nicht dargestellten Vakuum-Pumpsatz. Der Kondensator 31 ist über eine weitere Saugleitung 33 mit dem Partikelsammelbehälter 28 verbunden, damit auch aus diesem flüchtige und kondensationsfähige Stoffe abgesaugt und im Kondensator 31 kondensiert werden können. Im Boden 31a des Kondensators 31 ist ein Ablaßrohr 34 angeordnet, das über ein Vakuumventil 35 verschließbar ist. Auf diese Weise ist es in zeitlichen Abständen möglich, kondensierte Stoffe aus dem Kondensator 31 ohne Unterbrechung des Vakuums abzuziehen.The suction nozzle 2 leads in this case via a capacitor 31 and another suction nozzle 32 to the vacuum pump set, not shown. The capacitor 31 is via another suction line 33 with the particle collection container 28 connected, so sucked from this volatile and condensable substances and in the condenser 31 can be condensed. In the ground 31a of the capacitor 31 is a drain pipe 34 arranged, via a vacuum valve 35 is closable. In this way, it is possible at intervals, condensed substances from the condenser 31 remove without interruption of the vacuum.

Es versteht sich, daß die gesamten Aggregate nach 6 nur in sehr schematischer Darstellungsweise gezeigt sind.It is understood that the entire aggregates after 6 are shown only in a very schematic representation.

Claims (25)

Verfahren zum Behandeln von Oberflächen von Werkstücken durch Partikelstrahlen mittels eines Schleuderrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Partikelstrahlen bei unteratmosphärischem Druck zwischen 10–2 und 500 mbar durchgeführt wird.Process for treating surfaces of workpieces by particle blasting by means of a blast wheel, characterized in that the particle blasting is carried out at subatmospheric pressure between 10 -2 and 500 mbar. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abrasive Partikel verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that abrasive Particles are used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Partikel verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that elastic Particles are used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel aus der Gruppe Quarzsand, Kunststoff- und Stahlsplitter, Stahl-, Glas- und Kunststoffkugeln verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that particles from the group quartz sand, plastic and steel fragments, steel, Glass and plastic balls are used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Oberflächenreinigung durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that it for surface cleaning carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Oberflächenverfestigung durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that it for surface hardening carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Oberflächenglättung durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that it for surface smoothing is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Drücken zwischen 1 und 100 mbar durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that it when pressed carried out between 1 and 100 mbar becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Temperaturen zwischen 20 und 450° C durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that it at temperatures between 20 and 450 ° C is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es beim Behandeln von Oberflächen, die elastomere Bereiche enthalten, bei Temperaturen unterhalb der Versprödungstemperatur der Elastomeren durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that it when treating surfaces that contain elastomeric regions at temperatures below the embrittlement temperature the elastomers performed becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Partikelstrahlen ein Abdampfen von flüchtigen Verunreinigungen durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that before the particle beam evaporation of volatile impurities is performed. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdampfen bei Drücken zwischen 10–3 und 50 mbar und Temperaturen zwischen 20 und 450° C durchgeführt wird.A method according to claim 11, characterized in that the evaporation is carried out at pressures between 10 -3 and 50 mbar and temperatures between 20 and 450 ° C. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdampfen bei abnehmendem Druck und steigender Temperatur durchgeführt wird.Method according to claim 11, characterized in that that this Evaporation is carried out at decreasing pressure and increasing temperature. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die flüchtigen Verunreinigungen nach dem Abdampfen kondensiert und wiedergewonnen werden.Method according to claim 11, characterized in that that the volatile Impurities condensed and recovered after evaporation become. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallgeschwindigkeit der Partikel auf das Werkstück mindestens 15 m/sec, vorzugsweise mindestens 30 m/sec, beträgt.Method according to claim 1, characterized in that that the Impact velocity of the particles on the workpiece at least 15 m / sec, preferably at least 30 m / sec. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel vor dem Einbringen in das Vakuum vorentgast werden.Method according to claim 1, characterized in that that the Vorentgast particles before introduction into the vacuum. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel vor dem Einbringen in das Vakuum vorgewärmt werden.Method according to claim 1, characterized in that that the Preheat particles before placing in the vacuum. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel vor dem Einbringen in das Vakuum getrocknet werden.Method according to claim 1, characterized in that that the Particles are dried before being placed in the vacuum. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel bei kontinuierlicher Verfahrensführung durch eine Vakuumschleuse in das Vakuum eingebracht werden.Method according to claim 1, characterized in that that the Particles in continuous process control through a vacuum lock be introduced into the vacuum. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Schleuderrad (3) und mindestens ein Werkstück (14) in einer Vakuumkammer (1) untergebracht sind, und wobei in der Vakuumkammer (1) ein Partikelbehälter (9) angeordnet ist.Apparatus for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 19, wherein the blast wheel ( 3 ) and at least one workpiece ( 14 ) in a vacuum chamber ( 1 ) are housed, and wherein in the vacuum chamber ( 1 ) a particle container ( 9 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (1) mit einer Heizeinrichtung (23) versehen ist.Apparatus according to claim 20, characterized in that the vacuum chamber ( 1 ) with a heating device ( 23 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikelbehälter (9) mit einer Heizeinrichtung (26) versehen ist.Apparatus according to claim 20, characterized in that the particle container ( 9 ) with a heating device ( 26 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumkammer (1) als Werkstückhalter mindestens ein Manipulator (15) zugeordnet ist.Apparatus according to claim 20, characterized in that the vacuum chamber ( 1 ) as a workpiece holder at least one manipulator ( 15 ) assigned. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumkammer (1) ein Partikelsammelbehälter (28) nachgeschaltet ist.Apparatus according to claim 20, characterized in that the vacuum chamber ( 1 ) a particle collection container ( 28 ) is connected downstream. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumkammer (1) ein Kondensator (31) nachgeschaltet ist.Apparatus according to claim 20, characterized in that the vacuum chamber ( 1 ) a capacitor ( 31 ) is connected downstream.
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SCHÄFER,Reinhold: Kantig oder rund - Metallsalze und Kohlendioxidpellets sind exotische Mittel in der Strahltechnik. In: Maschinenmarkt 98,1992,1/2, S.34-35
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