EP0045018A1 - Einrichtung zum Entfernen eines Gemisches aus Strahlmittel und Reinigungsrückständen bei einer Schleuderstrahlmaschine - Google Patents

Einrichtung zum Entfernen eines Gemisches aus Strahlmittel und Reinigungsrückständen bei einer Schleuderstrahlmaschine Download PDF

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EP0045018A1
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blasting
mixture
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centrifugal wheel
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Dieter Dr. Dr.Ing. Bass
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material

Definitions

  • the invention relates to a device as characterized in the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to create a device of the type mentioned at the outset, by means of which, with the least possible investment and operating costs, with little noise and a short construction, the greatest possible removal of the blasted abrasive from workpieces with larger horizontal surfaces and also from workpieces with lateral border such as rolled Profile carriers is guaranteed.
  • the device according to the invention enables the mixture of blasting agent and blasted particles lying on the blasted workpieces to be easily removed with little energy expenditure and little noise pollution.
  • the F ig. 1 shows a longitudinal section through a blasting chamber 1 of a centrifugal blasting machine for plate-shaped or band-shaped workpieces 2.
  • the workpiece 2 is transported through the blasting chamber 1, wherein it is blasted on the upper and lower workpiece surface by means of blasting wheel units 4 and 5 arranged on the blasting chamber 1 above and below.
  • a mixture 6 of blasting agent and cleaning residues with a considerable layer thickness 7 remains on the workpiece surface 8, which is removed by a subsequent device 9.
  • This device 9 is arranged in a chamber 11 located within the blasting chamber 1 and created by a partition 10 and has at least one centrifugal wheel 12 and a blow-off device 13.
  • the centrifugal wheel 12 with a drive motor 14 is arranged on a plate 15 which is rotatably mounted about a pivot axis 28 in a side wall 16 of the blasting chamber 1 or chamber 11.
  • the direction of an axis 18 of the centrifugal wheel 12 with respect to the workpiece surface 8 can be adjusted by means of a swivel drive 17, as a result of which the angle of incidence of a blasting agent jet 19 on the workpiece surface 8 and its direction can be changed.
  • Fig. 3 shows an embodiment of the device 9, in which the centrifugal wheel 12 is arranged obliquely.
  • the medium jet has an oblique component directed against the direction of flow.
  • the blow-off device 13 is fastened directly to the guide device 23, the air nozzles 24 being arranged within the guide device 23.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment in which the centrifugal wheel 12 is arranged such that its axis 18 runs parallel to the workpiece surface 8.
  • the centrifugal wheel 12 is fastened with its drive to a plate 25 which is arranged on the side wall 16 of the blasting chamber 1 or chamber 11 so as to be displaceable in the vertical direction by means of an adjusting device 26.
  • the guide device 23 can be adjusted by fastening it to the plate 25 together with the centrifugal wheel 12, so that it can be optimally adjusted with respect to the workpiece surface 8 with workpieces 3 of different thicknesses and widths.
  • automatic height adjustment is also possible depending on the workpiece thickness.
  • the blow-off device 13 is accommodated in a blow-off chamber 27 arranged after the blasting chamber 1 or chamber 11, the air nozzles 24 being arranged in an arrow shape in or against the flow direction 20, as a result of which the remaining mixture 6 is blown off the workpiece 2 on both sides .
  • FIG. 6 shows a simplified plan view of a centrifugal wheel arrangement according to FIG. 4, the axis 18 running parallel to the workpiece surface 8 not also forming an angle CC parallel to the direction of passage 20, but rather to this, so that the blasting agent jet 19 has a movement component opposite or in the direction of passage 20 can.
  • the centrifugal wheel 12 can be pivotable about the vertically extending pivot axis 28.
  • the centrifugal wheel Due to the blasting agent jet hitting the workpiece surface flatly and approximately transversely to the direction of travel, the surface structure of the already blasted workpiece is not or only insignificantly subsequently impaired, and the largest possible impact component of the blasting agent is created to remove the mixture.
  • the centrifugal wheel has a preferably low discharge speed of approximately 40 m / sec.
  • the centrifugal wheel can have an increased abrasive throughput, which increases the number of impacts on the mixture and thus increases the cleaning performance.
  • the blasting agent jet has a movement component opposite to the direction of passage, so that blasting agent or mixture spraying away from the side is preferably transported back into the blasting chamber.
  • centrifugal wheels can be used to remove the mixture.
  • the centrifugal wheels can be arranged one behind the other on a workpiece side or viewed transversely to the direction of passage and in the direction of passage, above the workpiece surface.
  • several centrifugal wheels can be moved next to each other and in this direction transversely to the direction of flow Above the workpieces are arranged, the blasting agent jets acting against the direction of flow driving up the mixture lying on the profiled beams into a collecting device arranged above, from where it is laterally z. B. is transported away by means of a screw or inclined baffle plates.
  • the pneumatic energy required is thus a factor of 10 higher than with the proposed blasting by a centrifugal jet.
  • the working capacity of the gas from the nozzle outlet is taken as a basis; if one also takes into account the isentropic compression efficiency of the blower, there are efficiency differences with a factor of 15 to 18, which correspond to those between free jets (pneumatic acceleration) and centrifugal jets (mechanical acceleration) .

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  • Cleaning In General (AREA)
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Abstract

Zur Entfernung eines auf der Werkstückoberfläche (8) liegenden Gemisches (6) von Strahlmittel und Reinigungsrückständen ist seitlich an der Strahlkammer (1) mindestens ein Schleuderrad (12) angeordnet, dessen Strahlmittelstrahl (19) flach und annähernd quer zur Durchlaufrichtung (20) auf die Werkstückoberfläche (8) auftrifft. Dadurch wird das Gemisch (6) seitlich von der Werkstückoberfläche (8) heruntergetrieben. Restliche Gemischteilchen werden mittels der Abblasvorrichtung (13) weggeblasen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
  • Durch die DE-A 1 652 005 oder auch die FR-A-2 329 408 ist eine entsprechende Einrichtung bekanntgeworden, bei welcher das Gemisch mittels Luftstrahlen aus Düsen über Leitbleche hochgetrieben wird, wobei es dann entweder in einem Fangbehälter aufgefangen und mittels einer Schnecke seitlich abtransportiert wird oder über schräge, dachförmig ausgebildete Bleche seitlich abrutscht. Nachteilig hierbei ist, dass das gesamte, aufgrund der Strahlbehandlung auf dem Werkstück liegende Gemisch durch die Luftstrahlen nach oben geblasen werden muss, was bei breiten Werkstückflächen zu einem unverhältnismässig hohen Luftverbrauch führt und entsprechende Investionen für die aufzubringende Ventilatorleistung erfordert. Diese.verursachen hohe Betriebskosten und eine starke Lärmentwicklung.
  • Es wurde zwar versucht, durch eine Stauwand und eine direkt über den Werkstücken vor der Stauwand angeordnete Abförderschnecke (DE-C3 2 645 559) die erforderliche Abblasleistung zu verringern, wobei sich jedoch zeigte, dass bei den meist nicht ebenen plattenförmigen Werkstücken noch relativ viel Gemisch von dem Staublech nicht erfasst wird, so dass diese restliche Gemisch-Menge mittels Luftstrahlen und einem Leitblech über die Stauwand vor dieser zum Abtransport mit der Förderschnecke geblasen werden muss. Die Lärmentwicklung konnte dabei nicht wesentlich verringert werden und die Gesamt-Investitionskosten für eine derartige Einrichtung sind durch den Aufwand für eine Förderschnecke und Stauwand trotz niedrigerer Abblasleistung ebenfalls noch erheblich.
  • Die vorgängig beschriebenen Einrichtungen als auch die weiterhin bekannten Einrichtungen zum Entfernen des aufgestrahlten Strahlmittels z.B. mittels einer Bürste, mittels V-förmig angeordneten Blasdüsen mit oder ohne einem pfeilförmigen Staublech oder mittels Saugdüsen benötigen anschliessend an die Strahlkammer eine getrennte Kammer mit erheblicher Baulänge, was den Platzbedarf einer Strahlmaschine mit einer derartigen Einrichtung wesentlich vergrössert.
  • Weiterhin wurde versucht, bei der Strahlbehandlung von Blechen das von der Blechoberfläche zurückgeworfene Strahlmittel durch Fangbleche aufzufangen und mittels eines Schraubenförderers abzutransportieren (FR-A- 2 354 811 bzw. DE-A 2 653 663) Hierbei muss trotzdem noch ein Teil von Strahlmittel andersweitig z.B. mittels Bürsten in einer anschliessenden Kammer von der Blechoberfläche beseitigt werden. Diese Einrichtung dient nicht zum Entfernen des auf der Blechoberfläche liegenden Gemisches von Strahlmittel und Reinigungsrückständen nach deren Strahlbehandlung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung der eingangs genannten Art, mittels welcher mit möglichst geringem Aufwand an Investitions- und Betriebskosten, bei geringer Lärmentwicklung und einer kurzen Bauweise ein möglichst weitgehendes Entfernen des aufgeschleuderten Strahlmittels von Werkstücken mit grösseren horizontalen Flächen als auch von Werkstücken mit seitlichen Begrenzungsrand wie z.B. gewalzten Profil-Trägern gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäss wird dies durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.
  • Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht das einfache Entfernen des auf den strahlbehandelten Werkstücken liegenden Gemisches von Strahlmittel und abgestrahlten Teilchen mit geringem Energieaufwand und geringer Lärmbelästigung.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die weiteren abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und nachfolgend beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. l einen Längsschnitt durch eine Schleuderstrahlmaschine,
    • Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II von Fig. l,
    • Fig. 3 einen Teillängsschnitt einer Ausführungsvariante von Fig. 1,
    • Fig. 4 einen Teillängsschnitt einer weiteren Ausführungsvariante von Fig. l,
    • Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V - V von Fig.-4, und
    • Fig. 6 eine Draufsicht von Fig. 4 mit schräg gestelltem-Schleuderrad in schematischer Darstellung.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Strahlkammer 1 einer Schleuderstrahlmaschine für platten- oder bandförmige Werkstücke 2. Durch in der Strahlkammer 1 angeordnete antreibbare Förderrollen 3 wird das Werkstück 2 durch die Strahlkammer 1 transportiert wobei es an der oberen und unteren Werkstückoberfläche mittels an der Strahlkammer l oben und unten angeordneten Schleuderradeinheiten 4 und 5 strahlbehandelt wird. Hierbei bleibt ein Gemisch 6 aus Strahlmittel und Reinigungsrückständen mit einer erheblichen Schichtdicke 7 auf der Werkstückoberfläche 8 liegen, welches durch eine nachfolgende Einrichtung 9 entfernt wird. Diese Einrichtung 9 ist in einer, innerhalb der Strahlkammer l befindlichen durch eine Trennwand 10 entstehenden Kammer 11 angeordnet und weist mindestens ein Schleuderrad 12 und eine Abblasvorrichtung 13 auf. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Schleuderrad 12 mit einem Antriebsmotor 14 auf einer Platte 15 angeordnet, welche um eine Schwenkachse 28 drehbar in einer Seitenwand 16 der Strahlkammer 1 bzw. Kammer 11 gelagert ist. Mittels eines Schwenkantriebes 17 ist die Richtung einer Achse 18 des Schleuderrades 12 bezüglich der Werkstückoberfläche 8 verstellbar, wodurch der Auftreffwinkel eines Strahlmittelstrahles 19 auf die Werkstückoberfläche 8 und dessen Richtung veränderbar ist.
  • Die relativ flach auf die Werkstückoberfläche 8 auftreffenden Strahlmittelstrahlen 19 wirken hierbei wie ein Treibstrahl, welcher das Gemisch 6 von der Werkstückoberfläche 8 annähernd quer zur Durchlaufrichtung 20 wegbefördert, so dass es seitlich vom Werkstück 2 in eine Mulde 21 des unteren Teils der Strahlkammer 1 fällt. Von hier wird das Gemisch 6 mittels einer Transporteinrichtung 22 einer weiter nicht dargestellten Aufbereitungsanlage zugeführt. Zur Bündelung der Schleuderstrahlen 19 ist oberhalb der Werkstückoberfläche 8 eine Leitvorrichtung 23 fest oder einstellbar angeordnet. Nachfolgend der Leitvorrichtung 23 ist in der Kammer 11 die Abblasvorrichtung 13 angeordnet, welche mehrere Luftdüsen 24 aufweist, deren Luftstrahlen restliches Gemisch 6 entweder seitlich abbläst oder in den Bereich des Strahlmittelstrahles 19 zurückbläst.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Einrichtung 9, bei welcher das Schleuderrad 12 schräg angeordnet ist. Der Strahlmittelstrahl weist dabei eine gegen die Durchlaufrichtung gerichtete schräge Komponente auf. Die Abblasvorrichtung 13-ist dabei direkt an der Leitvorrichtung 23 befestigt,wobei die Luftdüsen 24 innerhalb der Leitvorrichtung 23 angeordnet sind.
  • Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsvariante bei welcher das Schleuderrad 12 so angeordnet ist, dass dessen Achse 18 parallel zur Werkstückoberfläche 8 verläuft. Das Schleuderrad 12 ist mit seinem Antrieb auf einer Platte 25 befestigt welche an der Seitenwand 16 der Strahlkammer 1 bzw. Kammer 11 in vertikaler Richtung mittels einer Verstelleinrichtung 26 verschiebbar angeordnet ist. Die Leitvorrichtung 23 ist durch Befestigung an der Platte 25 zusammen mit dem Schleuderrad 12 verstellbar, so dass diese bezüglich der Werkstückoberfläche 8 bei verschieden dicken und breiten Werkstücken 3 optimal einstellbar ist. Selbstverständlich ist auch eine automatische Höhenverstellung abhängig von der jeweiligen Werkstückdicke möglich. Die Abblasvorrichtung 13 ist bei dieser Ausführungsvariante in einer nach der Strahlkammer 1 bzw. Kammer 11 angeordneten Abblaskammer 27 untergebracht, wobei die Luftdüsen 24 in der oder gegen die Durchlaufrichtung 20 pfeilförmig angeordnet sind, wodurch das restliche Gemisch 6 nach beiden Seiten vom Werkstück 2 abgeblasen wird.
  • Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer Schleuderradanordnung gemäss Fig. 4 wobei die zur Werkstückoberfläche 8 parallel verlaufende Achse 18 nicht auch parallel zur Durchlaufrichtung 20,sondern zu dieser einen WinkelCC bildet, so dass der Strahlmittelstrahl 19 eine Bewegungskomponente entgegen oder in der Durchlaufrichtung 20 aufweisen kann. Das Schleuderrad 12 kann hierbei um die vertikal verlaufende Schwenkachse 28 schwenkbar sein.
  • Durch eine Einstellbarkeit des Winkelts α, durch die zu Fig. 4 und 5 beschriebene Höheneinstellung des Schleuderrades 12 und durch Veränderung des Strahlbildes mittels eines üblicherweise am Schleuderrad angeordneten Reglerkorbes können dabei optimale Abstrahlverhältnisse des Gemisches 6 von der Werkstückoberfläche 8 erreicht werden.
  • Durch den flach und annähernd quer zur Durchlaufrichtung auf die Werkstückoberfläche auftreffenden Strahlmittelstrahl wird die Oberflächenstruktur des bereits gestrahlten Werkstückes nicht oder nur unwesentlich nachträglich beeinträchtigt und es entsteht eine möglichst grosse Stosskomponente des Strahlmittels zur Beseitigung des Gemisches. Dies wird auch noch dadurch erreicht, dass das Schleuderrad eine vorzugsweise geringe Abwurfgeschwindigkeit von ca 40 m/sec aufweist. Dafür kann das Schleuderrad einen erhöhten Strahlmitteldurchsatz aufweisen, wodurch sich die Anzahl der auf das Gemisch wirkenden Stösse vergrössert und damit die Abreinigungsleistung erhöht wird.
  • Bei den in Fig. 3 und 6 gezeigten Ausführungsvarianten weist der Strahlmittelstrahl eine Bewegungskomponente entgegen der Durchlaufrichtung auf, so dass seitlich wegspritzendes Strahlmittel bzw. Gemisch bevorzugt in den Strahlraum zurücktransportiert wird.
  • Durch die Anordnung einer Leitvorrichtung für den Schleuderstrahl wird dieser gebündelt, wodurch rückprallende Strahlmittelkörner ihre Energie erneut für die Entfernung des Gemisches verwenden.
  • Neben den beschriebenen Ausführungsvarianten ist es auch möglich mehrere Schleuderräder zur Entfernung des Gemisches zu verwenden. Hierbei können die Schleuderräder in Durchlaufrichtung gesehen hintereinander an einer Werkstückseite oder quer zur Durchlaufrichtung und in Durchlaufrichtung zueinander versetzt oberhalb der Werkstückoberfläche angeordnet sein. Zum Reinigen von mehreren parallel durch die Strahlmaschine laufenden U- oder I-Profilträgern können mehrere Schleuderräder quer zur Durchlaufrichtung nebeneinander und in dieser Richtung verschiebbar oberhalb den Werkstücken angeordnet werden, wobei die gegen die Durchlaufrichtung wirkenden Strahlmittelstrahlen das auf den Profilträgern liegende Gemisch in eine darüber angeordnete Auffangeinrichtung hochtreiben, von wo es seitlich z. B. mittels einer Schnecke oder schrägen Ableitblechen abtransportiert wird.
  • Versuche haben gezeigt, dass bei der hier beschriebenen Einrichtung in Abhängigkeit von der Strahlmittel-Schichtdicke ein Energieaufwand im Bereich von 3,8·104 bis 9·104 Joule je m2 Abreinigungsfläche erforderlich ist, wogegen bei pneumatischen Abreinigungssystemen bei gleichen Bedingungen 4'10 bis 8,5·105 Joule je m2 Abreinigungsfläche benötigt werden.
  • Die pneumatische erforderliche Energie liegt also um den Faktor 10 höher als bei dem hier vorgeschlagenen Abstrahlen durch einen Schleuderstrahl. Bei diesem Vergleich ist lediglich die Arbeitsfähigkeit des Gases aus dem Düsenaustritt zugrundegelegt, berücksichtigt man zusätzlich noch den isentropen Verdichtungswirkungsgrad des Gebläses, so ergeben sich Wirkungsgradunterschiede mit dem Faktor 15 bis 18, die denen zwischen Freistrahlen (pneumatische Beschleunigung) und Schleuderstrahlen (mechanische Beschleunigung) entsprechen.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Entfernen eines Gemisches aus Strahlmittel und Reinigungsrückständen von horizontal durch eine Strahlanlage durchlaufenden,mit Strahlmittel behandelten Werkstücken, insbesonders für Werkstücke mit grösseren, horizontalen Flächen, wie z.B. Bleche und Bänder, mittels mindestens eines Treibstrahles, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Treibstrahl ein durch ein Schleuderrad (12) erzeugter Strahlmittelstrahl (19) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schleuderrad (12) derart angeordnet ist, dass dessen Strahlmittelstrahl (19) annähernd quer zur Durchlaufrichtung (20) der Werkstücke (2) verläuft und flach auf die Werkstückoberfläche (8) auftrifft.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Werkstückoberfläche (8) eine Leitvorrichtung (23) für jeden Strahlmittelstrahl (19) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (18) des oder der Schleuderräder (12) annähernd parallel zur Werkstückoberfläche (8) verläuft.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffwinkel und die Richtung jedes Strahlmittelstrahles (19) durch Einstellbarkeit eines jeden Schleuderrades (12) veränderbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderrad (12) an einer Seitenwand (16) der Strahlkammer (1) um eine quer zur Durchlaufrichtung (20) angeordnete Schwenkachse (28) schwenkbar angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (28) horizontal verläuft. (Fig. 1 und 2)
8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (28) vertikal verläuft. (Fig. 6)
9. Einrichtung nach Anspruch 4 oder einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderrad (12) vertikal verschiebbar ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Schleuderräder (12) für die Beseitigung des Gemisches (6) innerhalb der Strahlkammer (1) angeordnet sind und dass in Werkstückdurchlaufrichtung (20) gesehen nachfolgend eine Abblasvorrichtung (13) zur Beseitigung des restlichen Gemisches (6) angeordnet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblasvorrichtung (13) an der Leitvorrichtung (23) angeordnet ist.
EP81105618A 1980-07-24 1981-07-17 Einrichtung zum Entfernen eines Gemisches aus Strahlmittel und Reinigungsrückständen bei einer Schleuderstrahlmaschine Expired EP0045018B1 (de)

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