EP0673718B1 - Schleuderrad mit Verteilerrad - Google Patents

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EP0673718B1
EP0673718B1 EP95104252A EP95104252A EP0673718B1 EP 0673718 B1 EP0673718 B1 EP 0673718B1 EP 95104252 A EP95104252 A EP 95104252A EP 95104252 A EP95104252 A EP 95104252A EP 0673718 B1 EP0673718 B1 EP 0673718B1
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impeller
journal
wheel
centrifugal wheel
centrifugal
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Horst-Dieter Schlick
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SCHLICK-Roto-Jet Maschinenbau GmbH
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SCHLICK-Roto-Jet Maschinenbau GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/06—Impeller wheels; Rotor blades therefor
    • B24C5/068—Transferring the abrasive particles from the feeding means onto the propeller blades, e.g. using central impellers

Definitions

  • centrifugal wheel is known from US-A 2 732 666.
  • a disadvantage of this known centrifugal wheel arrangement is that the structure of the hub area is very complicated and after solving the central Screw the impeller basket very lightly, the rest Parts are very difficult to remove.
  • the task is therefore to overcome this disadvantage eliminate and specify a centrifugal wheel where both the distributor wheel and the rest Wear parts, such as side windows and blades, in can be exchanged in a simple manner.
  • centrifugal wheel arrangement which is characterized in that the shaft journal one of a side window and a hub existing wreath element is surrounded, in which there are several holes and that the impeller sleeve over several arranged around the shaft journal Locking pins or screws in the area of the Shaft journal against twisting compared to the shaft journal is secured by the locking pins or -screws are inserted in the holes.
  • Fig. 1 shows schematically an axial half-section one on a shaft journal 1 of a drive (e.g. an electric motor - not shown) attached
  • the centrifugal wheel 200 is still visible Distributor wheel 100, two spaced apart Side windows 4, 5 and between the side windows arranged and radial to the axis of rotation 23 of the centrifugal wheel arranged impeller blades 6.
  • the distributor wheel 100 consists of a partially open one Impeller sleeve 3 and an impeller base 2, which means a central screw 8 screwed to the shaft journal 1 is.
  • the impeller sleeve 3 has an inner flange 10 on that from the periphery of the impeller bottom 2, which is provided with a recess 12, overlaps is so that when the central screw 8 is tightened the bottom together with the impeller sleeve in the direction of the shaft journal is pressed.
  • the impeller sleeve 3 has several slit-shaped windows 13, 13 ', which are parallel to their surface line in are arranged at equal intervals.
  • the arrangement of the Window 13, 13 ' can be seen in Figure 2.
  • the diameter of the recess 12 corresponds to the inner one Diameter of the inner flange 10; this ensures that the impeller sleeve 3 is exactly centered Shaft axis lies. Furthermore, the impeller base 2 is with a central, enlarged opening 21 provided in a head 22 of the screw 8 is inserted, wherein a spring washer 9 loosening the screw 8 prevented.
  • Abrasive carried by air is compared to the Shaft journal 1 pressed into the impeller sleeve 3 (arrows P).
  • the surface 11 of the impeller base 2 throws that lengthways the blasting medium flowing in in the direction of the axis of rotation 23 of the centrifugal wheel circumference, causing turbulence with the air carried inside the distributor wheel let decrease.
  • Fig. 1 is one of the two existing side windows, i.e. Disc 5, in one piece with one placed directly on the shaft journal 1 Hub 16 manufactured, being an integral Wreath element 30 results.
  • This wreath element 30 is with Provided holes 17 in the area of the transition from Hub 16 to side window 5 at the same angular distance how the holes 15 are provided from the inside.
  • the Distributor wheel 100 is by grub screws 15 against rotation relative to the shaft journal 1 secured. These grub screws 15 are in the Bores 14 in the bottom area of the impeller sleeve are manufactured, screwed in and then in suitable Drilled holes 17 of the side window 5.
  • the means that the bores 17 are slightly larger clear width as the circumference of the grub screws 15 have. Instead of grub screws 15 can also driven pins or the like. be used.
  • the second side window 4 is separated by spacers 7 held at a fixed distance from the side window 5. The distance is to the width of the impeller blades 6 precisely adjusted.
  • the inside of the two Side windows 4, 5 are with radially arranged grooves 24 provided, in which the centrifugal wheel blades 6 with their flanks 27, 27 'are inserted.
  • Fixing the impeller blades in the side windows 4, 5 is done by screwing in screws 25 in the bores 29 of the blades 6 through a Bore 28 of the side window 4, the head 30 of the Screw encloses.
  • a fixing screw could also be used on the side window 5 screwed into the centrifugal wheel blade will; however, with respect to one easier access the access shown in the drawing been chosen from outside.
  • the blades 6 have reinforced on both sides Flanks on the two front and rear Surfaces of the blades by the same amount tower over. This arrangement of the surfaces of the blades as well as the lateral attachment of the blades allow the centrifugal wheel to rotate in both directions. It can therefore be assumed that the impeller blades have a double symmetry, namely once to a plane of symmetry that is parallel to lies on the throwing surfaces, and on the other hand to a plane of symmetry, the one in the middle between the side windows lying plane of symmetry.
  • a rolled profile is ideally suited for the manufacture of such blades. This are only cut to length from sections such rolled profile. This rolled profile can in those coming into contact with the blasting material Surfaces should also be rolled compacted so that the Coefficient of friction is reduced there, with a much lower coefficient of friction than at known casting materials achieved on the surface becomes. So it comes to the seemingly paradoxical Result that a softer material (rolled Material) has a longer service life than cast material, as is known from the prior art.
  • a pipe bend 18, e.g. B. steel shot, quartz sand gets into that Inside of the rotating distributor wheel 100 (see arrows P).
  • Distributor wheels 100 Due to a significant speed - about 2100 rpm - des Distributor wheels 100 become one of the abrasive particles high speed, d. H. about 4000 m / min abandoned. The granular, abrasive particles wear out heavily the sleeve 3 and the impeller blades 6, therefore need to be replaced relatively often.
  • a front wall of the housing unscrewed and together with the pipe bend 18 and disassembled the controller basket 20 so that the head 22 of the Central screw 8 is made accessible.
  • the centrifugal wheel blades 6 are exchanged in a similarly simple manner. In these cases, only access to the Screws 25 required by unscrewing the aforementioned housing wall is obtained. After taking out the screw 25 from the bore 28 can The impeller blades are pulled out of the guide grooves and then a new set of blades be used.

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleuderrad für eine Schleuderstrahlanlage zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen, bestehend aus
  • einem zentrisch angeordneten Verteilerrad,
  • das an einem Wellenzapfen einer Antriebswelle mittels einer zentralen Schraube befestigt ist,
  • und das aus zwei getrennten Elementen besteht, nämlich
  • aus einem Impellerboden,
  • aus einer teilweise offenen Impellerhülse, die mit einem Innenflansch versehen ist, der von der Peripherie des Impellerbodens überlappt ist und der bei Anzug der zentralen Schraube zusammen mit der Impellerhülse in Richtung Wellenzapfen gedrückt ist,
  • zwei in gegenseitigem Abstand und parallel am Verteilerrad angeordneten Seitenscheiben,
  • und zwischen den Seitenscheiben angeordneten, radial zur Drehachse des Schleuderrades ausgerichteten Schleuderrad-Schaufeln, die an ihren Flanken an den Seitenscheiben über Sicherungselemente fixiert gehalten sind.
Ein derartiges Schleuderrad ist bekannt aus der US-A 2 732 666. Nachteilig bei dieser bekannten Schleuderrad-Anordnung ist, daß der Aufbau des Nabenbereiches sehr kompliziert ist und nach der Lösung der zentralen Schraube zwar der Impellerkorb sehr leicht, die übrigen Teile aber sehr umständlich zu entfernen sind.
Es stellt sich daher die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen und ein Schleuderrad anzugeben, bei dem sowohl das Verteilerrad als auch die übrigen Verschleißteile, wie Seitenscheiben und Schaufeln, in einfacher Art ausgetauscht werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schleuderrad-Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Wellenzapfen von einem aus einer Seitenscheibe und einer Nabe bestehenden Kranzelement umgeben ist, in dem sich mehrere Bohrungen befinden und daß die Impellerhülse über mehrere um den Wellenzapfen herum angeordnete Sicherungsstifte oder -schrauben im Bereich des Wellenzapfens gegen Verdrehen gegenüber dem Wellenzapfen gesichert ist, indem die Sicherungsstifte oder -schrauben in die Bohrungen eingelassen sind.
Bei Lösen der zentralen Schraube kann das Verteilerrad entnommen werden und lediglich die Impellerhülse ausgewechselt werden.
Durch das zweiteilig ausgeführte Verteilerrad kann demnach das teure, aufwendig bearbeitete und verschleißarme Material des Bodens mehrfach genutzt werden, da nur die Hülse ausgetauscht wird.
Darüberhinaus ist vorteilhaft, daß die Hülse über über Sicherungsstifte oder -schrauben im Bereich des Wellenzapfens gegen Verdrehen gehalten ist, diese Teile aber nach Abheben der Seitenscheibe ebenfalls leicht zugänglich sind. Bei Austausch des Impellerkäfigs werden zwangsläufig auch die Sicherungsstifte mit ausgetauscht, so daß hier eine erhöhte Arbeitssicherheit im Bereich der zum Verschleiß neigenden Teile gewährleistet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung 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. 1 stellt schematisch einen axialen Halbschnitt eines auf einen Wellenzapfen 1 eines Antriebs (z. B. eines Elektromotor - nicht dargestellt) aufgesetzten Schleuderrads 200 dar. Zu erkennen sind weiterhin ein Verteilerrad 100, zwei in gegenseitigem Abstand angeordnete Seitenscheiben 4, 5 und zwischen den Seitenscheiben angeordnete sowie radial zur Drehachse 23 des Schleuderrades angeordnete Schleuderrad-Schaufeln 6.
Das Verteilerrad 100 besteht aus einer teilweise offenen Impellerhülse 3 und einem Impellerboden 2, der mittels einer zentralen Schraube 8 an den Wellenzapfen 1 angeschraubt ist. Die Impellerhülse 3 weist einen Innenflansch 10 auf, der von der Peripherie des Impellerbodens 2, die mit einem Rezeß 12 versehen ist, überlappt ist, so daß bei Anzug der zentralen Schraube 8 der Boden zusammen mit der Impellerhülse in Richtung Wellenzapfen gedrückt ist.
Die Impellerhülse 3 weist mehrere schlitzförmige Fenster 13, 13' auf, die parallel zu ihrer Mantellinie in gleichen Abständen angeordnet sind. Die Anordnung der Fenster 13, 13' ist der Figur 2 zu entnehmen. Außerdem sind in der Impellerhülse mehrere Bohrungen 14 von der Wellenzapfenseite her vorgesehen.
Der Durchmesser des Rezesses 12 entspricht dem inneren Durchmesser des Innenflansches 10; damit wird sichergestellt, 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 (Pfeile 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 gestaltet, 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 aus, wodurch sich Turbulenzen bei der mitgeführten Luft im Inneren des Verteilerrades verringern lassen.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist eine der beiden vorhandenen Seitenscheiben, d.h. Scheibe 5, einstückig mit einer direkt auf den Wellenzapfen 1 aufgesetzten Nabe 16 hergestellt, wobei sich ein einstückiges Kranzelement 30 ergibt. Dieses Kranzelement 30 ist mit Bohrungen 17 versehen, die im Bereich des Überganges von Nabe 16 zur Seitenscheibe 5 im gleichen Winkelabstand wie die Bohrungen 15 von innen her vorgesehen sind. Das Verteilerrad 100 (Impellerkorb) ist durch Madenschrauben 15 gegen ein Verdrehen gegenüber dem Wellenzapfen 1 gesichert. Diese Madenschrauben 15 werden in die Bohrungen 14, die im Bodenbereich der Impellerhülse hergestellt sind, eingeschraubt und danach in passende Bohrungen 17 der Seitenscheibe 5 eingelassen. Das bedeutet, daß die Bohrungen 17 eine geringfügig größere lichte Weite als der Umfang der Madenschrauben 15 besitzen. Anstelle von Madenschrauben 15 können auch eingetriebene Stifte o.dgl. verwendet werden.
Die zweite Seitenscheibe 4 wird durch Distanzelemente 7 in festgelegtem Abstand von der Seitenscheibe 5 gehalten. Der Abstand ist an die Breite der Schleuderrad-Schaufeln 6 genau angepaßt. 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.
Das Fixieren der Schleuderrad-Schaufeln in den Seitenscheiben 4, 5 erfolgt durch das Einschrauben von Schrauben 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 Seitenscheibe 5 her in die Schleuderrad-Schaufel eingeschraubt werden; jedoch ist mit Rücksicht auf einen leichteren Zugang der in der Zeichnung dargestellte Zugang von außen gewählt worden.
Die Schaufeln 6 weisen beidseitig angeordnete verstärkte Flanken auf, die die beiden vorderen und hinteren Oberflächen 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 Richtungen. Es ist demnach davon auszugehen, daß die Schleuderradschaufeln eine zweifache Symmetrie aufweisen, nämlich einmal zu einer Symmetrieebene, die parallel zu den Wurfflächen liegt, und zum anderen zu einer Symmetrieebene, die zu einer mittig zwischen den Seitenscheiben liegenden Symmetrieebene liegt.
Demnach eignet sich in hervorragender Weise ein Walzprofil zur Herstellung derartiger Schaufeln. Diese werden lediglich aus abgelängten Abschnitten eines solchen Walzprofils hergestellt. Dieses Walzprofil kann in den mit dem Strahlmaterial in Kontakt kommenden Flächen auch verdichtet 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 Gußmaterial, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Funktion und Montage des Schleuderrades 200 wird wie folgt erläutert:
Das von außen durch einen Rohrbogen 18 zugeführte Strahlmittel, 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 werden, wird eine vordere Wand des Gehäuses (nicht dargestellt) 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 ausgetauscht. Für diese Fälle ist nur der Zugang zu den Schrauben 25 erforderlich, der durch das Abschrauben der vorgenannten Gehäusewand erlangt wird. Nach dem Herausnehmen der Schraube 25 aus der Bohrung 28 können die Schleuderrad-Schaufeln aus den Führungsnuten herausgezogen werden und anschließend ein neuer Satz Schaufeln eingesetzt werden.
Sobald die zentrale Schraube 8 gelöst ist, kann das Verteilerrad mit den Sicherungsmadenschrauben 15 abgezogen werden, da letztere in dem Kranzelement 30 nicht befestigt sind.

Claims (3)

  1. Schleuderrad (200) für eine Schleuderstrahlanlage zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen, bestehend aus
    einem zentrisch angeordneten Verteilerrad (100),
    das an einem Wellenzapfen (1) einer Antriebswelle mittels einer zentralen Schraube (8) befestigt ist,
    und das aus zwei getrennten Elementen besteht, nämlich
    aus einem Impellerboden (2),
    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 (3) in Richtung Wellenzapfen (1) gedrückt ist,
    zwei in gegenseitigem Abstand und parallel am Verteilerrad angeordneten Seitenscheiben (4, 5),
    und zwischen den Seitenscheiben angeordneten, radial zur Drehachse des Schleuderrades ausgerichteten Schleuderrad-Schaufeln (6), die an ihren Flanken an den Seitenscheiben (4,5,) über Sicherungselemente fixiert gehalten sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Wellenzapfen (1) von einem aus einer Seitenscheibe (5) und einer Nabe (16) bestehenden Kranzelement (30) umgeben ist, in dem sich mehrere Bohrungen (17) befinden,
    und daß die Impellerhülse (3) über mehrere um den Wellenzapfen herum angeordnete Sicherungsstifte oder -schrauben (15) im Bereich des Wellenzapfens (1) gegen Verdrehen gegenüber dem Wellenzapfen gesichert ist, indem die Sicherungsstifte oder -schrauben (15) in die Bohrungen (17) eingelassen sind.
  2. Schleuderrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kranzelement (30) einstückig ist.
  3. Schleuderrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (17) innerhalb des Kranzelementes (30) von außen unzugängliche und unsichtbare Sackbohrungen sind.
EP95104252A 1994-03-26 1995-03-23 Schleuderrad mit Verteilerrad Expired - Lifetime EP0673718B1 (de)

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