EP1430998A1 - Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks, sowie die Verwendung der Vorrichtung zum Strahlen von Bohrungswandungen - Google Patents

Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks, sowie die Verwendung der Vorrichtung zum Strahlen von Bohrungswandungen Download PDF

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EP1430998A1
EP1430998A1 EP03405824A EP03405824A EP1430998A1 EP 1430998 A1 EP1430998 A1 EP 1430998A1 EP 03405824 A EP03405824 A EP 03405824A EP 03405824 A EP03405824 A EP 03405824A EP 1430998 A1 EP1430998 A1 EP 1430998A1
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EP
European Patent Office
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blasting
blasting material
feed
outlet
material feed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03405824A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph Herber
Peter Koenig
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Oerlikon Metco AG
Original Assignee
Sulzer Metco AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer Metco AG filed Critical Sulzer Metco AG
Priority to EP03405824A priority Critical patent/EP1430998A1/de
Publication of EP1430998A1 publication Critical patent/EP1430998A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0046—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier
    • B24C7/0053—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier with control of feed parameters, e.g. feed rate of abrasive material or carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0092—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed by mechanical means, e.g. by screw conveyors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04—Nozzles therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for surface treatment of a Workpiece by blasting with an abrasive grit, as well as the Use of the device for blasting bore walls according to the generic term of the independent claim of the respective category.
  • surfaces of components are often caused by Blasting, for example activated with aluminum materials. That secures under among other things, sufficient clinging of a coating material with the substrate. But also for roughening and even compacting Surface layers (introduction of residual stresses through Shot peening) from surfaces often comes as appropriate Method of use, such as in classic sandblasting, where other materials, such as ceramic powder, special metal powder or other powder or fine Dusts are used.
  • the method of blasting is among others widely used and particularly suitable for machining bore and Pipe walls, as the surfaces of such inner walls with others Methods are often difficult to work with.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved device for Surface treatment of a workpiece by blasting with a to propose abrasive blasting material which has the disadvantages of known devices avoids from the prior art.
  • a device for surface processing is thus according to the invention of a workpiece by blasting with an abrasive blasting material, comprising a storage container for the blasting material, a metering device and a Device for blasting, proposed.
  • the device assigns to Blasting a blasting material feed with an inlet and an outlet for the blasting material, the blasting material through the blasting material feed and Outlet can be fed to a beam area.
  • the facility also includes for blasting a pressure supply to deflect one from the outlet emerging stream of blasting material by means of a pressure medium, at the inlet the blasting material feed control means for introducing the blasting material flow are provided.
  • a metering device or a Injector nozzle can include, directly at the inlet of the Blasting material feed the device for blasting are arranged, that is No more blasting material, as is known from the prior art, by means of Overpressure through a blasting medium pressure hose of the blasting material feed fed, eliminating the known problems with premature Signs of wear on the blasting medium pressure hoses can be avoided.
  • the device for blasting the device according to the invention is off known per se and essentially comprises one Blasting material feed, for example in the form of a tube, which has an inlet and has an outlet, the inlet being an abrasive Blasting material can be fed in the form of a stream of blasting material in one Blasting area exits through the outlet of the blasting material feed.
  • the blasting material feed is vertical, that is arranged parallel to the action of gravity, so that the blasting material already by the effect of gravity in a stream of blasting material from Inlet can reach the outlet of the blasting material feed.
  • the stream of blasting material emerging from the outlet is controlled by means of a Pressure medium that can be fed to the jet area via a pressure feed is deflected onto a surface of a workpiece to be machined, whereby the surface of the workpiece is machined.
  • a Pressure medium for deflecting the stream of blasting material, for example a fluid such as Compressed air, or a suitable liquid or another suitable Include medium.
  • the grit is the control means at the inlet of the Blasting material feed the device for blasting are provided from a Storage container for the blasting material can be supplied, the control means for Introducing the stream of blasting material into the inlet of the blasting material feed are suitable.
  • the control means for Introducing the stream of blasting material into the inlet of the blasting material feed are suitable.
  • For the controlled feeding of blasting material from the Storage container to the blasting material feed comprises the inventive Device a known metering device.
  • the device comprises the control means for introducing the stream of blasting material the dosing device.
  • the reservoir can for the blasting material in a first embodiment directly on the Dosing device can be arranged so that no feed line for feeding of blasting material is provided from the storage container to the metering device.
  • You can Aids can be provided that the supply of the blasting material from the Support the storage container to the control means.
  • it can Blasting material by means of a transport medium, for example by air, from the Storage containers are fed to the control means.
  • the blasting material from a storage container several devices for blasting is supplied.
  • the Control means for introducing the stream of blasting material is known per se Injector nozzle, the injector nozzle via a connecting line to the Dosing device is connected so that the injector nozzle over the Dosing device and the connecting line blasting material from the Storage container can be fed.
  • the metering device can be arranged directly on the storage container.
  • the grit is included the injector nozzle as blasting material flow via the inlet of the blasting material feed directly into the blasting material feed under a predeterminable pressure brought in.
  • the injector nozzle which is known per se, produces the Compressed air can be operated, creating a negative pressure in the connecting line the blasting material is sucked into the injector nozzle.
  • This creates in one Inlet area of the connecting line which is preferably made of a plastic, for example rubber, is hardly turbulent, so that Connection cable not exposed to excessive abrasive wear is like the blasting medium pressure hoses known from the prior art.
  • the connecting line and / or the feed line is on its inner side Wall preferably lined with boron carbide.
  • Boron carbide is a well known and suitable material to reduce wear, especially at Use of abrasive materials and is therefore preferred for uses the injector nozzle.
  • the injector nozzle is an embodiment variant that is important in practice preferably made of boron carbide and is interchangeable with the Blasting material feed and / or the connecting line connected. It is in particular the transition to the connecting line and / or Blasting material feed designed by using a transition nozzle so that As far as possible, no turbulence occurs in the stream of the blasting material, as a result of which Wear of the components involved can be reduced considerably.
  • the Pressure supply in the jet area deflects the pressure medium End piece with a mouth from which the pressure medium flows into the blasting area exit.
  • the pressure supply is about a longitudinal axis of the Blasting material feed is arranged rotatably, the mouth of the end piece the pressure supply is arranged and orientable in such a way that the from the Outlet of the blasting material feed exiting blasting material flow towards an irradiating workpiece is deflectable.
  • the pressure supply can a rotary drive can be rotated around the blasting material feed.
  • a rotary drive For example, an electric motor, a pneumatic or hydraulic or another suitable drive can be used.
  • the device according to the invention preferably comprises a flow meter Monitoring and measuring a mass flow of the blasting material. It can the flow meter, for example, in the connecting line or the Supply line or at any other suitable location on the device according to the invention may be provided.
  • the device according to the invention can be freely Programmable control unit for controlling and / or regulating the Dosing device and / or the control means for introducing the Blasting material flow and / or the rotary drive include.
  • You can in one Control means that are important in practice, for example in the form of suitable valves, with which the Mass flow through the control unit depending on predeterminable Operating parameters can be controlled and / or regulated.
  • The is preferred Flow meter with the control unit for the transmission of current data of the Mass flow signal connected, so that for example the current Mass flow can be used for control and / or regulation.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an inventive Device for the surface treatment of a workpiece by blasting with an abrasive blasting material, which device as a whole is designated by reference numeral 1.
  • the device 1 comprises a storage container 4 for a Blasting material 3, a metering device 5 and a device for blasting 6.
  • the device for blasting 6 has a blasting material feed 7 an inlet 8 and an outlet 9 for the blasting material 3, the Blasting material 3 through the blasting material feed 7 and the outlet 9 Beam area 10 can be fed.
  • the device for blasting 6 also includes a pressure feed 11 for deflecting one out of the outlet 9 emerging stream of blasting material 12 by means of a pressure medium (13), wherein on Inlet 8 of the blasting material feed 7 control means 14 for introducing the Blasting material flow 12 are provided.
  • the device for blasting 6 shown in FIG. 1 is from the prior art Technology, as well as the metering device, known per se.
  • the Blasting material feed 7 is designed in the form of a straight tube 7, which in the embodiment shown in Fig. 1 as shown vertical, that is, with its longitudinal axis L parallel to the direction of action of the Gravity, is arranged.
  • the control means 14 for introducing the Blasting material stream 12 are configured here as metering device 5. This means, the metering device 5 is directly at the inlet 8 of the blasting material feed 7 arranged.
  • the storage container 4 for the blasting material 3 is here The exemplary embodiment shown is directly on the metering device 5 arranged so that no feed line for feeding the blasting material 3 from Storage container 4 is provided for metering device 5.
  • the promotion of Blasting material 3 is fed into the blasting material feed 7 solely by the Gravity. The same applies to the promotion of the blasting material 3 in the form of Blasting material flow 12 from inlet 8 to outlet 9 of the blasting material feed 7.
  • the blasting material flow 12 emerging from the outlet 9 is controlled by means of the Pressure medium (13), the jet region 10 via the pressure supply 11 can be fed onto a surface of a workpiece 2 to be machined deflected, whereby the surface of the workpiece 2, for example the Inner wall of a cylinder of a reciprocating piston internal combustion engine, machined becomes.
  • the pressure medium (13) can be used to deflect the stream of blasting material 12 for example a fluid (13) such as compressed air (13), or a suitable one Include liquid (13) or another suitable medium (13).
  • the pressure supply 11 in the beam area 10 comprises a End piece 71 deflecting the pressure medium (13) with a mouth 72 from which the pressure medium (13) exits into the jet region 10.
  • the Pressure feed 11 rotatable about the longitudinal axis L of the blasting material feed 7 arranged, the mouth 72 of the end piece 71 of the pressure supply 11th is arranged and orientable in such a way that the out of the outlet 9 of the Blasting material feed 7 emerging blasting material flow 12 onto the one to be irradiated Workpiece 2 is deflectable.
  • the Pressure supply 11 through a rotary drive 17 around the blasting material supply 7 rotatable, the rotary drive preferably as an electric motor, as is designed as a pneumatic or hydraulic drive.
  • the device 1 according to the invention can also have one in FIG. 1 Sensor, not shown, in particular a flow meter (15) for measurement have a mass flow of the blasting material 3, which corresponds to that in FIG. 1 freely programmable control unit, also not shown Control and / or regulation of the metering device 5 and / or the Control means 14 for introducing the stream of blasting material 12 and / or the Rotary drive 17 include.
  • Embodiment 2 shows a further exemplary embodiment of an inventive one Device shown schematically.
  • the control means 14 for introducing the Blasting material flow 12 is a known injector nozzle 141, the Injector nozzle 141 via a connecting line 16 to the metering device 5 is connected so that the injector nozzle 141 via the metering device 5 and the connecting line 16 blasting material 3 can be fed from the storage container 4 is.
  • the connecting line 16 comprises a flow meter 15 Measurement of a mass flow of the blasting material 3 with one not shown Control unit is connected to the signal.
  • the metering device 5 arranged directly on the storage container 4.
  • the grit 3 is included the injector nozzle 141 as a blasting material stream 12 via the inlet 8 of the Blasting material feed 7 directly into the blasting material feed 7 under one predeterminable pressure introduced.
  • an inlet area of the connecting line 16 which is preferably made of a plastic, such as rubber, hardly Turbulence, so that the connecting line 16 is not excessive is exposed to abrasive wear, such as that from the prior art known blasting medium pressure hoses.

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Abstract

Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks (2) durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut (3), umfassend einen Vorratsbehälter (4) für das Strahlgut (3), eine Dosiereinrichtung (5) und eine Einrichtung zum Strahlen (6), vorgeschlagen. Dabei weist die Einrichtung zum Strahlen (6) eine Strahlgutzuführung (7) mit einem Einlass (8) und einem Auslass (9) für das Strahlgut (3) auf, wobei das Strahlgut (3) durch die Strahlgutzuführung (7) und den Auslass (9) einem Strahlbereich (10) zuführbar ist. Weiter umfasst die Einrichtung zum Strahlen (6) eine Druckzuführung (11) zur Ablenkung eines aus dem Auslass (9) austretenden Strahlgutstroms (12) mittels eines Druckmediums (13), wobei am Einlass der Strahlgutzuführung (7) Kontrollmittel (14) zum Einbringen des Strahlgutstroms (12) vorgesehen sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut, sowie die Verwendung der Vorrichtung zum Strahlen von Bohrungswandungen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie.
Zur Vorbehandlung von Werkstücken, insbesondere zur Vorbehandlung beim thermischen Beschichten, werden Oberflächen von Bauteilen häufig durch Strahlen, beispielsweise mit Aluminiumwerkstoffen aktiviert. Das sichert unter anderem eine ausreichende Verklammerung eines Beschichtungswerkstoffs mit dem Substrat. Aber auch zum Aufrauen und selbst zum Verdichten von Oberflächenschichten (Einbringen von Eigenspannungen durch Kugelstrahlung) von Oberflächen kommt Strahlen häufig als geeignete Methode zum Einsatz, wie beispielsweise beim klassischen Sandstrahlen, wobei als Strahlgut neben gewöhnlichem Sand auch andere Materialien, wie keramische Pulver, spezielle Metallpulver oder andere Pulver oder feine Stäube zum Einsatz kommen. Die Methode des Strahlens ist unter anderem weit verbreitet und besonders geeignet zur Bearbeitung von Bohrungs- und Rohrwandungen, da die Oberflächen solcher Innenwandungen mit anderen Methoden oft nur schwer zu bearbeiten sind.
Daher sind im Stand der Technik eine ganze Reihe von Vorrichtungen und Methoden zur Bearbeitung von Oberflächen von Werkstücken durch Strahlen wohlbekannt. So wird beispielsweise in der EP 0 727 282 B1 eine als RotaBlast bekannte Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren beschrieben, bei welchem ein Strahlgut in einem ausreichend grossen Vorratsbehälter bevorratet ist und von dort einer geeigneten Dosiereinrichtung zugeführt wird, die unmittelbar unterhalb des Vorratsbehälters angeordnet ist. Das Strahlgut wird dann, nach Dosierung durch die Dosiereinrichtung, mit Hilfe eines Injektors mit Druckluft in einen an den Injektor direkt angeflanschten Strahlmittel-Förderschlauch, der auch als Strahlmitteldruckschlauch bezeichnet wird, befördert. Das Strahlgut wird durch den Strahlmittel-Förderschlauch, der aus speziellem Gummimaterial, eventuell mit Kautschukeinlage, aufgebaut ist, zu der RotaBlast Strahl-Vorrichtung zur Bestrahlung eines Werkstücks gefördert.
Dabei treten derzeit hohe Verschleisserscheinungen an den Strahlmittel-Förderschläuchen auf. Die, wie bereits erwähnt, zumeist aus einem Kunststoff oder Gummi gefertigten Schläuche verschleissen insbesondere in einem Abstand von ca. 100 mm bis 150 mm vom Austritt des Strahlgutes aus dem Injektor. In diesem Bereich treten starke Strömungsturbulenzen auf, die durch das im Luftstrom transportierte Strahlmittel, das Schlauchmaterial verstärkt von innen her abrasiv abnutzen. Das führt dazu, dass die Schläuche schon nach sehr kurzer Betriebsdauer so stark verschlissen sind, dass der Betrieb der Anlage eingestellt werden muss und die verschlissenen Strahlmittel-Förderschläuche ersetzt werden müssen. Ein weiterer Nachteil des oben kurz skizzierten Überdruckprinzips besteht darin, dass die Förderung des Strahlguts mit Hilfe des Injektors speziell aufbereitete Druckluft benötigt, die vom Anwender bereitgestellt werden muss. Das erfordert entsprechende zusätzliche Anlagen mit dem entsprechen Finanz und Personalaufwand.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut vorzuschlagen, die die Nachteile bekannter Vorrichtungen aus dem Stand der Technik vermeidet.
Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie gekennzeichnet.
Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Erfindungsgemäss wird somit eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut, umfassend einen Vorratsbehälter für das Strahlgut, eine Dosiereinrichtung und eine Einrichtung zum Strahlen, vorgeschlagen. Dabei weist die Einrichtung zum Strahlen eine Strahlgutzuführung mit einem Einlass und einem Auslass für das Strahlgut auf, wobei das Strahlgut durch die Strahlgutzuführung und den Auslass einem Strahlbereich zuführbar ist. Weiter umfasst die Einrichtung zum Strahlen eine Druckzuführung zur Ablenkung eines aus dem Auslass austretenden Strahlgutstroms mittels eines Druckmediums, wobei am Einlass der Strahlgutzuführung Kontrollmittel zum Einbringen des Strahlgutstroms vorgesehen sind.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut die Kontrollmittel, die insbesondere, wie weiter unter noch näher erläutert werden wird, eine Dosiereinrichtung oder eine Injektordüse umfassen können, unmittelbar am Einlass der Strahlgutzuführung der Einrichtung zum Strahlen angeordnet sind, wird das Strahlgut nicht mehr, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mittels Überdruck durch einen Strahlmitteldruckschlauch der Strahlgutzuführung zugeführt, wodurch die bekannten Probleme mit vorzeitigen Verschleisserscheinungen der Strahlmitteldruckschläuche vermieden werden.
Die Einrichtung zum Strahlen der erfindungsgemässen Vorrichtung, ist aus dem Stand der Technik an sich bekannt und umfasst im wesentlichen eine Strahlgutzuführung, beispielsweise in Form eines Rohres, die einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei dem Einlass ein abrasiv wirkendes Strahlgut zufürbar ist, das in Form eines Strahlgutstromes in einem Strahlbereich durch den Auslass der Strahlgutzuführung wieder austritt. Bevorzugt, aber nicht notwendig, ist die Strahlgutzuführung vertikal, das heisst parallel zur Wirkung der Schwerkraft angeordnet, so dass das Strahlgut bereits allein durch die Wirkung der Schwerkraft in einem Strahlgutstrom vom Einlass zum Auslass der Strahlgutzuführung gelangen kann.
Der aus dem Auslass austretende Strahlgutstrom wird dabei mittels eines Druckmediums, das über eine Druckzuführung dem Strahlbereich zuführbar ist, auf eine zu bearbeitende Oberfläche eines Werkstücks abgelenkt, wodurch die Oberfläche des Werkstücks bearbeitet wird. Dabei kann das Druckmedium zur Ablenkung des Strahlgutstroms zum Beispiel ein Fluid wie Druckluft, oder auch eine geeignete Flüssigkeit oder ein anderes geeignetes Medium umfassen.
Das Strahlgut ist dabei den Kontrollmitteln, die am Einlass der Strahlgutzuführung der Einrichtung zum Strahlen vorgesehen sind, aus einem Vorratsbehälter für das Strahlgut zuführbar, wobei die Kontrollmittel zum Einbringen des Strahlgutstroms in den Einlass der Strahlgutzuführung geeignet sind. Zur kontrollierten Zuführung von Strahlgut aus dem Vorratsbehälter an die Strahlgutzuführung, umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung eine an sich bekannte Dosiereinrichtung.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung umfassen die Kontrollmittel zum Einbringen des Strahlgutstroms die Dosiereinrichtung. Das heisst, die Dosiereinrichtung ist unmittelbar am Einlass der Strahlgutzuführung angeordnet. Dabei kann der Vorratsbehälter für das Strahlgut in einem ersten Ausführungsbeispiel unmittelbar an der Dosiereinrichtung angeordnet sein, so dass keine Zuführleitung zur Zuführung von Strahlgut vom Vorratsbehälter zur Dosiereinrichtung vorgesehen ist. Alternativ kann in einem zweiten Ausführungsbeispiel die als Dosiereinrichtung ausgestaltete Kontrolleinrichtung über eine Zuführleitungleitung mit dem Vorratsbehälter verbunden sein. Dabei können Hilfsmittel vorgesehen sein, die die Zuführung des Strahlgutes aus dem Vorratsbehälter zu den Kontrollmitteln unterstützen. Insbesondere kann das Strahlgut mittels eines Transportmediums, beispielsweise durch Luft, aus dem Vorratsbehälter den Kontrollmitteln zugeführt werden. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, dass Strahlgut aus einem Vorratsbehälter mehreren Einrichtungen zum Strahlen zugeführt wird.
In einem anderen für die Praxis wichtigen Ausführungsbeispiel umfassen die Kontrollmittel zum Einbringen des Strahlgutstroms eine an sich bekannte Injektordüse, wobei die Injektordüse über eine Verbindungsleitung mit der Dosiereinrichtung verbunden ist, so dass der Injektordüse über die Dosiereinrichtung und die Verbindungsleitung Strahlgut aus dem Vorratsbehälter zuführbar ist. Insbesondere kann dabei die Dosiereinrichtung unmittelbar am Vorratsbehälter angeordnet sein. Das Strahlgut wird dabei mit der Injektordüse als Strahlgutstrom über den Einlass der Strahlgutzuführung unmittelbar in die Strahlgutzuführung unter einem vorgebbaren Druck eingebracht. Dabei erzeugt die an sich bekannte Injektordüse, die mit Druckluft betreibbar ist, in der Verbindungsleitung einen Unterdruck, wodurch das Strahlgut zur Injektordüse angesaugt wird. Hierdurch entstehen in einem Einlassbereich der Verbindungsleitung, die bevorzugt aus einem Kunstoff, beispielsweise Gummi, aufgebaut ist, kaum Turbulenzen, so dass die Verbindungsleitung keinem übermässigem abrasiven Verschleiss ausgesetzt ist, wie die aus dem Stand der Technik bekannten Strahlmitteldruckschläuche.
Dabei ist die Verbindungsleitung und / oder die Zuführleitung an ihrer inneren Wandung bevorzugt mit Borkarbid ausgekleidet. Borkarbid ist ein bekanntes und geeignetes Material zur Verminderung von Verschleiss, insbesondere bei Verwendung abrasiv wirkender Materialien und wird daher bevorzugt auch für die Injektordüse verwendet.
In einer für die Praxis wichtigen Ausführungsvariante ist die Injektordüse bevorzugt aus Borkarbid aufgebaut und ist austauschbar mit der Strahlgutzuführung und / oder der Verbindungsleitung verbunden. Dabei ist insbesondere der Übergang zur Verbindungsleitung und / oder zur Strahlgutzuführung durch Einsatz einer Übergangsdüse so ausgestaltet, das möglichst keine Turbulenzen im Strom des Strahlgutes auftreten, wodurch der Verschleiss der beteiligten Komponenten erheblich reduzierbar ist.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckzuführung im Strahlbereich ein das Druckmedium umlenkendes Endstück mit einer Mündung, aus der das Druckmedium in den Strahlbereich austritt. Dabei ist die Druckzuführung um eine Längsachse der Strahlgutzuführung drehbar angeordnet, wobei die Mündung des Endstücks der Druckzuführung derart angeordnet und ausrichtbar ist, dass der aus dem Auslass der Strahlgutzuführung austretende Strahlgutstrom auf ein zu bestrahlendes Werkstück ablenkbar ist. Dabei kann die Druckzuführung durch einen Drehantrieb um die Strahlgutzuführung rotierbar sein. Als Drehantrieb kann zum Beispiel ein Elektromotor, ein pneumatischer oder hydraulischer oder ein anderer geeigneter Antrieb zum Einsatz kommen.
Bevorzugt umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung einen Flussmesser zur Überwachung und Messen eines Massenflusses des Strahlgutes. Dabei kann der Flussmesser beispielsweise in der Verbindungsleitung oder der Zuführleitung oder an jeder anderen geeigneten Stelle an der erfindungsgemässen Vorrichtung vorgesehen sein.
Insbesondere kann die erfindungsgemässe Vorrichtung eine frei programmierbare Ansteuereinheit zur Steuerung und / oder Regelung der Dosiereinrichtung und / oder der Kontrollmittel zum Einbringen des Strahlgutstroms und / oder des Drehantriebs umfassen. Dabei können in einer für die Praxis wichtigen Ausführungsvariante Regelungsmittel, beispielsweise in Form von geeigeneten Ventilen, vorgesehen sein, mit welchen der Massenfluss durch die Ansteuereinheit in Abhängigkeit vorgebbarer Betriebsparameter steuer- und / oder regelbar ist. Bevorzugt ist dabei der Flussmesser mit der Ansteuereinheit zur Übertragung aktueller Daten des Massenflusses signalverbunden, so dass beispielsweise der aktuelle Massenfluss zur Steuerung / und oder Regelung herangezogen werden kann.
Erfindungsgemäss wird darüber hinaus die Verwendung der Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut, zum Strahlen von Bohrungs- oder Rohrwandungen, insbesondere von Zylindern von Hubkolbenbrennkraftmaschinen verwendet.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit Vorratsbehälter, Dosiereinrichtung und einer Einrichtung zum Strahlen;
Fig. 2
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut, welche Vorrichtung im folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 umfasst einen Vorratsbehälter 4 für ein Strahlgut 3, eine Dosiereinrichtung 5 und eine Einrichtung zum Strahlen 6. Dabei weist die Einrichtung zum Strahlen 6 eine Strahlgutzuführung 7 mit einem Einlass 8 und einem Auslass 9 für das Strahlgut 3 auf, wobei das Strahlgut 3 durch die Strahlgutzuführung 7 und den Auslass 9 einem Strahlbereich 10 zuführbar ist. Weiter umfasst die Einrichtung zum Strahlen 6 eine Druckzuführung 11 zur Ablenkung eines aus dem Auslass 9 austretenden Strahlgutstroms 12 mittels eines Druckmediums (13), wobei am Einlass 8 der Strahlgutzuführung 7 Kontrollmittel 14 zum Einbringen des Strahlgutstroms 12 vorgesehen sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung zum Strahlen 6 ist aus dem Stand der Technik, ebenso wie die Dosiereinrichtung, an sich bekannt. Die Strahlgutzuführung 7 ist in Form eines geraden Rohres 7 ausgestaltet, das in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darstellungsgemäss senkrecht, das heisst mit seiner Längsache L parallel zur Wirkrichtung der Schwerkraft, angeordnet ist. Die Kontrollmittel 14 zum Einbringen des Strahlgutstroms 12 sind hier als Dosiereinrichtung 5 ausgestaltet. Das heisst, die Dosiereinrichtung 5 ist unmittelbar am Einlass 8 der Strahlgutzuführung 7 angeordnet. Dabei ist der Vorratsbehälter 4 für das Strahlgut 3 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar an der Dosiereinrichtung 5 angeordnet, so dass keine Zuführleitung zur Zuführung des Strahlgut 3 vom Vorratsbehälter 4 zur Dosiereinrichtung 5 vorgesehen ist. Die Förderung des Strahlgutes 3 wird in die Strahlgutzuführung 7 erfolgt allein durch die Schwerkraft. Das gleiche gilt für die Förderung des Strahlgutes 3 in Form des Strahlgutstroms 12 vom Einlass 8 zum Auslass 9 der Strahlgutzuführung 7.
Der aus dem Auslass 9 austretende Strahlgutstrom 12 wird mittels des Druckmediums (13), das über die Druckzuführung 11 dem Strahlbereich 10 zuführbar ist, auf eine zu bearbeitende Oberfläche eines Werkstücks 2 abgelenkt, wodurch die Oberfläche des Werkstücks 2, beispielsweise die Innenwand eines Zylinders einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, bearbeitet wird. Dabei kann das Druckmedium (13) zur Ablenkung des Strahlgutstroms 12 zum Beispiel ein Fluid (13) wie Druckluft (13), oder auch eine geeignete Flüssigkeit (13) oder ein anderes geeignetes Medium (13) umfassen.
Die Druckzuführung 11 umfasst dabei im Strahlbereich 10 ein das Druckmedium (13) umlenkendes Endstück 71 mit einer Mündung 72, aus der das Druckmedium (13) in den Strahlbereich 10 austritt. Dabei ist die Druckzuführung 11 um die Längsachse L der Strahlgutzuführung 7 drehbar angeordnet, wobei die Mündung 72 des Endstücks 71 der Druckzuführung 11 derart angeordnet und ausrichtbar ist, dass der aus dem Auslass 9 der Strahlgutzuführung 7 austretende Strahlgutstrom 12 auf das zu bestrahlende Werkstück 2 ablenkbar ist. In der hier gezeigten Ausführungsvariante ist die Druckzuführung 11 durch einen Drehantrieb 17 um die Strahlgutzuführung 7 rotierbar, wobei der Drehantrieb bevorzugt als Elektromotor, als pneumatischer oder als hydraulischer Antrieb ausgestaltet ist.
Insbesondere kann die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 noch einen in Fig. 1 nicht gezeigten Sensor, insbesondere einen Flussmesser (15) zur Messung eines Massenflusses des Strahlgutes 3 aufweisen, der mit einer in Fig. 1 ebenfalls nicht gezeigten frei programmierbaren Ansteuereinheit zur Steuerung und / oder Regelung der Dosiereinrichtung 5 und / oder der Kontrollmittel 14 zum Einbringen des Strahlgutstroms 12 und / oder des Drehantriebs 17 umfassen.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. In diesem für die Praxis wichtigen Ausführungsbeispiel umfassen die Kontrollmittel 14 zum Einbringen des Strahlgutstroms 12 eine an sich bekannte Injektordüse 141, wobei die Injektordüse 141 über eine Verbindungsleitung 16 mit der Dosiereinrichtung 5 verbunden ist, so dass der Injektordüse 141 über die Dosiereinrichtung 5 und die Verbindungsleitung 16 Strahlgut 3 aus dem Vorratsbehälter 4 zuführbar ist. Dabei umfasst die Verbindungsleitung 16 einen Flussmesser 15 zur Messung eines Massenflusses des Strahlgutes 3 der mit einer nicht gezeigten Anteuereinheit signalverbunden ist. Insbesondere ist die Dosiereinrichtung 5 unmittelbar am Vorratsbehälter 4 angeordnet. Das Strahlgut 3 wird dabei mit der Injektordüse 141 als Strahlgutstrom 12 über den Einlass 8 der Strahlgutzuführung 7 unmittelbar in die Strahlgutzuführung 7 unter einem vorgebbaren Druck eingebracht. Dabei erzeugt die an sich bekannte Injektordüse 141, die mit Druckluft betreibbar ist, in der Verbindungsleitung 16 einen Unterdruck, wodurch das Strahlgut 3 zur Injektordüse 141 angesaugt wird. Hierdurch entstehen in einem Einlassbereich der Verbindungsleitung 16, die bevorzugt aus einem Kunstoff, beispielsweise Gummi, aufgebaut ist, kaum Turbulenzen, so dass die Verbindungsleitung 16 keinem übermässigem abrasiven Verschleiss ausgesetzt ist, wie die aus dem Stand der Technik bekannten Strahlmitteldruckschläuche.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks (2) durch Strahlen mit einem abrasiven Strahlgut (3), umfassend einen Vorratsbehälter (4) für das Strahlgut (3), eine Dosiereinrichtung (5) und eine Einrichtung zum Strahlen (6), wobei die Einrichtung zum Strahlen (6) eine Strahlgutzuführung (7) mit einem Einlass (8) und einem Auslass (9) für das Strahlgut(3) aufweist, und das Strahlgut (3) durch die Strahlgutzuführung (7) und den Auslass (9) einem Strahlbereich (10) zuführbar ist, sowie einer Druckzuführung (11) zur Ablenkung eines aus dem Auslass (9) austretenden Strahlgutstroms (12) mittels eines Druckmediums (13), dadurch gekennzeichnet, dass am Einlass der Strahlgutzuführung (7) Kontrollmittel (14) zum Einbringen des Strahlgutstroms (12) vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kontrollmittel (14) die Dosiereinrichtung (5) umfassen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kontrollmittel (14) eine Injektordüse (141) umfassen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosiereinrichtung (5) am Vorratsbehälter (4) angeordnet ist
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosiereinrichtung (5) mittels einer Verbindungsleitung (16) mit der Strahlgutzuführung (7) verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Flussmesser (15) zur Messung eines Massenflusses des Strahlgutes (3) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Druckzuführung (11) im Strahlbereich (10) ein das Druckmedium (13) umlenkendes Endstück (71) mit einer Mündung (72) aufweist, und die Druckzuführung (11) um eine Längsachse (L) der Strahlgutzuführung (7) drehbar angeordnet ist, wobei die Mündung (72) des Endstücks (71) der Druckzuführung (11) derart angeordnet und ausrichtbar ist, dass der aus dem Auslass (9) der Strahlgutzuführung (7) austretende Strahlgutstrom (12) ablenkbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Druckzuführung (11) durch einen Drehantrieb (17) um die Längsachse (L) der Strahlgutzuführung (7) rotierbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine frei programmierbare Ansteuereinheit zur Steuerung und / oder Regelung der Dosiereinrichtung (5) und / oder der Kontrollmittel (14) zum Einbringen des Strahlgutstroms (12) und / oder des Drehantriebs (17) vorgesehen ist.
  10. Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Strahlen von Bohrungs- oder Rohrwandungen, insbesondere von Zylindern von Hubkolbenbrennkraftmaschinen.
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