EP3568261B1 - Strahlsonde zum einbringen eines körnigen strahlguts in einen hohlraum - Google Patents
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- EP3568261B1 EP3568261B1 EP18700211.8A EP18700211A EP3568261B1 EP 3568261 B1 EP3568261 B1 EP 3568261B1 EP 18700211 A EP18700211 A EP 18700211A EP 3568261 B1 EP3568261 B1 EP 3568261B1
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- F02B77/04—Cleaning of, preventing corrosion or erosion in, or preventing unwanted deposits in, combustion engines
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- 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
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- F02M65/007—Cleaning
Definitions
- the present invention relates to a blasting probe according to the preamble of independent claim 1 for introducing a granular blasting material into a cavity, in particular for cleaning it, as well as a device for cleaning cavities which is provided with a blasting probe according to the invention.
- a beam probe is from the document U.S. 2,739,424 known.
- a device for cleaning coked cavities, in particular inlet ducts and valves of an internal combustion engine which has a first probe which is provided at its front end with one or more nozzles for injecting an alkaline liquid into a cavity to be cleaned and which its other end is connected to the pressure side of a pump, the suction side of which can be supplied with an alkaline liquid.
- the alkaline liquid to be introduced into the cavity to be cleaned for example into an inlet channel of a valve of an internal combustion engine, can be formed from a mixture consisting of a solvent and an alkali in solid form. When using such an alkaline liquid, it is possible to inject it into the cavity to be cleaned through nozzles arranged radially on the probe.
- a cleaning jet probe has a powder jet pipe in addition to a liquid line, through which a blasting material is introduced into the cavity to be cleaned by means of compressed air in such a way that the granular blasting material is similar like sandblasting removes dirt from the walls of the cavity to be cleaned. Since, at the same time as the granular cleaning powder, a solvent is introduced into the cavity through a liquid line in the cleaning jet probe in order to form a cleaning liquid that removes the dirt, the abrasive effect of the cleaning powder serves to prepare and support the cleaning process by means of cleaning liquid.
- the cleaning of the cavity is to be carried out in a two-step process, which is the case when cleaning the inlet channels and valves of an internal combustion engine allows easier handling in a workshop with the engine installed, it is difficult, however, to direct the cleaning powder jet emerging from the axial outlet of the powder jet tube onto all areas of the walls of the cavity to be cleaned.
- One possibility of controlling the direction of the cleaning powder jet is to bend the exit area of the powder jet tube so that the powder jet also has a radial component in addition to an axial component.
- the powder jet tube 360 In order to be able to apply the cleaning powder completely in the circumferential direction to a cylindrical cavity in this way, it is necessary, however, to be able to rotate the powder jet tube 360 around its longitudinal axis, which is practically impossible in narrow inlet channels.
- the EP 2 848 367 A1 shows a jet nozzle unit with a cylindrical jet nozzle tube, which can be connected with its rear end to a jet center feed and which has a nozzle outlet opening at its front end in the jet direction, to which a conical deflection device is assigned.
- the US 2010/0212157 A1 relates to a method for peening surfaces and describes a blasting material nozzle which has a radial nozzle opening at its front end to which a flat baffle plate is assigned.
- the rear end of the blasting material nozzle is connected to a blasting material guide piece that can be connected to a blasting material supply line.
- the JP 2002-239909 A describes a nozzle device for blasting abrasive grains with compressed gas onto the inner surface of a medium-sized to small machine part.
- the nozzle device comprises a tubular nozzle body, at the outlet end of which a tubular assembly part with an impact body is attached, the flat impact surface of which is arranged obliquely to the longitudinal axis of the nozzle body and is assigned to a radial nozzle opening to provide granular blasting material in a cavity with which it is possible to ensure, even with narrow cavities, that all the walls of the cavity with the one used for its cleaning granular blasting material can be applied in order to completely remove the dirt.
- a blasting probe for introducing a granular blasting material into a cavity for cleaning it has a blasting tube, the outlet end of which is assigned a blasting nozzle which has a radial outlet opening, which is assigned a baffle which is arranged obliquely to its opening surface and obliquely to the longitudinal axis of the blasting tube .
- a jet nozzle according to the invention at the outlet end of the jet probe thus provides an angled jet of shot which can be guided over the entire circumferential area by simply rotating the jet pipe about its longitudinal axis. Since the beam tube of the beam probe does not have any bends, it can be completely rotated 360 ° even in the narrowest cavities into which it can just be inserted, so that the walls of the narrowest cavities, in particular the inlet channels of inlet valves of internal combustion engines, can be reliably filled with blasting material are applied and can therefore also be cleaned properly.
- an angle between the impact surface and the longitudinal axis of the beam pipe is between 50 ° and 20 °, preferably between 40 ° and 30 °, in particular about 35 °.
- the special angle setting of the baffle surface relative to the longitudinal axis of the jet pipe i.e. the direction of transport of the blasting material through the jet pipe, enables that the stream of blasting material has both a radial component and an axial component, so that surfaces lying next to as well as in front of the tip of the blasting probe can be exposed to granular blasting material.
- the impact surface In order to ensure that the blasting material does not hit the edges of the outlet opening, it is more advantageous for the impact surface to be concave.
- the outlet opening is formed by a long pipe extending in the longitudinal direction of the jet pipe, the length of the baffle surface being approximately one third to four fifths of the length of the long hole when viewed in the longitudinal direction of the jet pipe.
- the jet nozzle has several, preferably three, radial outlet openings which are evenly distributed in the circumferential direction of the jet pipe.
- a cleaning stream of blasting material is obtained, which can be guided through a cylindrical cavity like the inlet channel of a valve in internal combustion engines, essentially similar to a bottle brush.
- the jet probe only needs to be rotated a little more than 120 ° around its longitudinal axis in order to apply blasting material to 360 ° of the surrounding walls.
- the jet nozzle according to the invention has a nozzle body which has a bore extending in the longitudinal direction of the jet pipe which forms a blasting material channel which opens into the radial outlet openings and whose end in the direction of the jet is formed by the baffles, which form a roof-shaped or pyramid-shaped deflector form.
- the manufacture of the jet probe according to the invention can be simplified. In particular, this makes it possible to produce beam probes with different lengths in a simple manner.
- the blasting material channel in the nozzle body has a larger diameter than the blasting material flow emerging from the blasting tube, so that the effect of the blasting material flow on the inner walls of the bore in the nozzle body is reduced, thereby increasing the service life of the nozzle body is increased significantly.
- the nozzle body in particular the deflecting body, is hardened.
- the blasting probe according to the invention is used with a device for cleaning cavities, which has a blasting material supply line which can be connected to the rear end of the blasting probe, the input end of which is connected to a device which is connected to a blasting material source and which is connected to a compressed gas line a compressed gas source can be connected in order to mix granular blasting material with a compressed gas.
- a device for cleaning cavities can be conveniently used in the workshop, since compressed air is usually available there as compressed gas for a variety of applications, which can then be used together with cleaning powder as granular blasting material to remove cavities, especially narrow coked cavities in internal combustion engines Removal to clean.
- Figure 1 shows a device for cleaning cavities with a blasting probe 10, which is connected at its rear end to a blasting material supply line 11, the input end of which is connected to a mixing device 12, in the blasting material with compressed gas, z. B. compressed air is mixed so that the blasting probe 10 can be supplied with a stream of blasting material via the blasting material supply line 11.
- the mixing device 12 is on the one hand connected via a line 14 to a blasting material container 15 'serving as a blasting material source 15 and on the other hand can be connected via a pressurized gas line 16 to a pressurized gas source not shown in detail.
- the compressed gas line 16 is provided with a connection coupling 17 which can be connected, for example, to the compressed air system of a workshop.
- the blasting material for. B. sucked in a cleaning powder in the mixing device 12 by the compressed air flowing through this, for example in the manner of a siphon or a water jet pump and mixed with this, so that the compressed air together with the granular blasting material which it transports are fed to the blasting probe 10 as a blasting material stream 24.
- FIG. 2 An example of a cavity to be cleaned is in Figure 2 an intake port 18 of an intake valve 19 in a cylinder head 20 is shown.
- the inlet valve 19 guided by means of a valve guide 21 in the cylinder head 20 is used to close and open an outlet opening 22 of the inlet channel 18, which at the same time forms an inlet opening of a cylinder space (not shown) in the cylinder block 23.
- the inlet channel 18 and the inlet valve 19 tend to coke, so that these inlet channels 18 have to be cleaned from time to time depending on the type of operation of the internal combustion engine.
- a cleaning powder is blasted as a granular blasting material against the walls of the inlet channel 18 and the exposed surfaces of the inlet valve 19 that in Figure 2 Soiling, not shown in detail, is removed from the surfaces to be cleaned by the cleaning powder in the manner of sandblasting.
- the cleaning powder is introduced into the interior of the inlet channel 18 as a jet stream 24 through a jet channel 25 of the jet probe 10 and directed against the inner walls of the cavity by a jet nozzle 27 provided at the front end of the jet probe 10.
- the blasting probe 10 If the blasting probe 10 is rotated about its longitudinal axis, the blasting material flow exiting with a radial component is pivoted accordingly and the cleaning powder of the blasting material flow 24 can apply and clean all the walls of the cavity to be cleaned, i.e. the inner walls of the inlet channel and the surfaces of the inlet valve 19.
- the beam probe 10 shown has a beam tube 28, at the front of which in Figure 3 right end the jet nozzle 27 is provided.
- the jet nozzle 27 comprises a radial outlet opening 29, which is preferably designed as an elongated hole, and a baffle surface 30, which is arranged obliquely to the longitudinal axis 31 of the jet pipe, as particularly well in FIG Figure 4 can be seen.
- the angle a which the impact surface encloses with the longitudinal axis 31 of the jet pipe is in the illustrated embodiment 35 °. However, it can also be larger or smaller, depending on the direction in which the stream of blasting material is to be directed, which in turn depends on the geometry of the cavities to be cleaned.
- the angle ⁇ is selected to be larger or smaller.
- the angle ⁇ is preferably in the range between 50 ° and 20 °, in particular in the range between 40 ° and 30 °. In a jet probe tested in the laboratory, particularly good cleaning results were achieved in inlet channels of inlet valves in internal combustion engines at an angle ⁇ between the impact surface 30 and the longitudinal axis 31 of the jet pipe 28 of 35 °.
- a cutting ring 32 is provided in the area of the end of the blasting tube 28 facing away from the blasting nozzle 27, which, together with a union nut 33, serves to screw the blasting material feed line securely to the blasting probe 10 in the connection area.
- a jet nozzle 27 is placed on the right end of the jet pipe 28, which has a nozzle body 26 which has a bore 35 which extends in the longitudinal direction of the jet pipe 28 and which forms a jet material channel 36 which opens into radial outlet openings 29.
- the jet pipe 28 is inserted into the bore 35 of the nozzle body 26 and is preferably welded to the nozzle body 26, in particular spot-welded. Since the diameter of the blasting material channel 35 is greater than the diameter of the blasting material channel 25 in the jet pipe 28, practically no blasting material hits the inner circumferential surface of the blasting material channel 35 in the nozzle body 26, whereby the wear is reduced.
- the nozzle body 26 has three circumferentially evenly distributed outlet openings 29, each of which is assigned its own baffle surface 30.
- the three baffle surfaces 30 thus form a conical or pyramidal deflecting body 37 which is supported by webs 38 between the outlet openings 29.
- the baffle surfaces 30 are designed in such a way that no blasting material hits the webs 38.
- the impact surfaces 30 can be concave for this purpose.
- two or more outlet openings can also be provided circumferentially distributed. If, for example, two outlet openings located diametrically opposite one another are provided, the deflecting body formed by their associated baffle surfaces is roof-shaped. If more than three openings, i.e. four or five circumferentially evenly distributed outlet openings with corresponding baffles, are provided, the conical deflecting body 37 represents a square or pentagonal pyramid.
- the deflecting body 37 In order to increase the wear resistance of the deflecting body 37, it is preferably hardened.
- the outlet openings 29 in the jet nozzle 27 according to FIG Figure 5 are designed as elongated holes. How especially good in the Figures 3, 4 and 5 As can be seen, the length of the baffle surfaces 30 in the longitudinal direction of the jet pipe 28, i.e. the projection of the baffle surfaces 30 onto the longitudinal axis 31 of the jet pipe 28, is shorter than the length of the elongated hole forming the outlet opening 29. In particular, the length of the projection of the impact surface 30 onto the corresponding longitudinal axis 31 of the jet pipe 28 is approximately one third to four fifths of the length of the elongated hole forming the outlet opening 29.
- FIGS 7A to 7C illustrate schematically the deflection of the stream of blasting material 24 at the baffle surface or surfaces 30 of the blasting nozzles 27.
- the divergent flow of blasting material emerging from the outlet opening of the nozzle 27 24 ' has both radial and axial components, so that by rotating the blasting probe about its longitudinal axis, the exiting blasting material flow 24' can be pivoted through 360 °.
- the blasting probe 10 makes it possible to apply cleaning powder as blasting material to all the walls of a cavity to be cleaned by simply shifting and rotating about its longitudinal axis, and thus to clean them.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlsonde gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 zum Einbringen eines körnigen Strahlguts in einen Hohlraum, insbesondere zu dessen Reinigung, sowie eine Vorrichtung zur Reinigung von Hohlräumen, die mit einer erfindungsgemäßen Strahlsonde versehen ist. Eine derartige Strahlsonde ist aus dem Dokument
US 2 739 424 bekannt. - Aus der
DE 10 2010 039 696.6 ist bereits eine Vorrichtung zur Reinigung von verkokten Hohlräumen, insbesondere von Einlasskanälen und -ventilen eines Verbrennungsmotors bekannt, die eine erste Sonde aufweist, die an ihrem vorderen Ende mit einer oder mehreren Düsen zum Einspritzen einer alkalischen Flüssigkeit in einen zu reinigen Hohlraum versehen ist und die mit ihrem anderen Ende mit der Druckseite einer Pumpe verbunden ist, deren Saugseite eine alkalische Flüssigkeit zuführbar ist. Die in den zu reinigenden Hohlraum, beispielsweise in einen Einlasskanal eines Ventils eines Verbrennungsmotors einzubringende alkalische Flüssigkeit kann dabei von einem Gemisch gebildet sein, das aus einem Lösungsmittel und einer Lauge in fester Form besteht. Bei der Verwendung einer derartigen alkalischen Flüssigkeit ist es möglich, diese durch radial an der Sonde angeordnete Düsen in den zu reinigenden Hohlraum einzuspritzen. - Aus der
EP 2 565 416 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur Reinigung von verkokten Hohlräumen, insbesondere von Einlasskanälen und Ventilen eines Verbrennungsmotors bekannt, bei der eine Reinigungsstrahlsonde neben einer Flüssigkeitsleitung ein Pulverstrahlrohr aufweist, durch dass ein Strahlgut mittels Druckluft so in den zu reinigen Hohlraum eingebracht wird, dass das körnige Strahlgut ähnlich wie beim Sandstrahlen die Verschmutzungen von den Wänden des zu reinigenden Hohlraums abträgt. Da gleichzeitig mit dem körnigen Reinigungspulver ein Lösungsmittel durch eine Flüssigkeitsleitung in der Reinigungsstrahlsonde in den Hohlraum eingebracht wird, um eine die Verschmutzungen ablösende Reinigungsflüssigkeit zu bilden, dient die abrasive Wirkung des Reinigungspulvers zur Vorbereitung und Unterstützung des Reinigungsvorgangs mittels Reinigungsflüssigkeit. - Soll die Reinigung des Hohlraums in einem Zweischrittverfahren durchgeführt werden, was bei der Reinigung von Eingangskanälen und Ventilen eines Verbrennungsmotors in einer Werkstatt bei eingebautem Motor eine einfachere Handhabung ermöglicht, ist es jedoch schwierig, den aus der in Axialrichtung liegenden Austrittsöffnung des Pulverstrahlrohrs austretenden Reinigungspulverstrahl gezielt auf alle Bereiche der Wände des zu reinigenden Hohlraums zu richten.
- Eine Möglichkeit, die Richtung des Reinigungspulverstrahls zu steuern, besteht darin, den Austrittsbereich des Pulverstrahlrohrs ab-/umzubiegen, so dass der Pulverstrahl neben einer Axialkomponente auch eine Radialkomponente aufweist. Um auf diese Weise bei einem zylindrischen Hohlraum diesen in Umfangsrichtung vollständig mit dem Reinigungspulver beaufschlagen zu können, ist es allerdings erforderlich, das Pulverstrahlrohr um 360 um sein Längsachse drehen zu können, was in engen Einlasskanälen praktisch unmöglich ist.
- Die
EP 2 848 367 A1 zeigt eine Strahldüseneinheit mit einem zylindrischen Strahldüsenrohr, das mit seinem hinteren Ende an eine Strahlmittezuführung anschließbar ist und das an seinem in Strahlrichtung vorderen Ende einen Düsenauslassöffnung aufweist, der eine konische Umlenkeinrichtung zugeordnet ist. - Die
US 2010/0212157 A1 betrifft ein Verfahren zum Kugelstrahlverfestigen von Oberflächen und beschreibt eine Strahlgutdüse, die an ihrem vorderen Ende eine radiale Düsenöffnung aufweist, der eine ebene Prallplatte zugeordnet ist. Das hintere Ende der Strahlgutdüse ist mit einem Strahlgutführungsstück verbunden, dass an eine Strahlgutzuführleitung angeschlossen werden kann. - Die
JP 2002-239909 A - Diese Aufgabe wird durch die Strahlsonde nach Anspruch 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- Erfindungsgemäß weist also eine Strahlsonde zum Einbringen eines körnigen Strahlguts in einen Hohlraum zu dessen Reinigung ein Strahlrohr auf, dessen auslassseitigem Ende eine Strahldüse zugeordnet ist, die eine radiale Austrittsöffnung aufweist, der eine schräg zu ihrer Öffnungsfläche und schräg zur Längsachse des Strahlrohrs angeordnete Prallfläche zugeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass das mit Druckgas, insbesondere Druckluft, durch das Strahlrohr der Strahlsonde transportierte Strahlgut über die Aufprallfläche so in Radialrichtung abgelenkt wird, dass es nicht nur nach vorne, sondern auch zur Seite aus dem Strahlrohr der Strahlsonde austritt.
- Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Strahldüse am auslassseitigen Ende der Strahlsonde liefert somit einen abgewinkelten Strahlgutstrahl, der durch einfaches Drehen des Strahlrohrs um seine Längsachse über den gesamten Umfangsbereich geführt werden kann. Da das Strahlrohr der Strahlsonde keinerlei Biegungen aufweist, lässt es sich auch in den engsten Hohlräumen, in die es gerade eingeschoben werden kann, vollständig um 360 ° drehen, so dass auch die Wände engster Hohlräume, wie insbesondere Einlasskanäle von Einlassventilen von Verbrennungsmotoren zuverlässig mit Strahlgut beaufschlagt werden und damit auch einwandfrei gereinigt werden können.
- Um nicht nur neben dem auslassseitigen Ende des Strahlrohrs der Strahlsonde liegende Flächen, sondern auch vor der Strahlsonde liegende Fläche reinigen zu können, ist vorgesehen, dass ein Winkel zwischen der Prallfläche und der Längsachse des Strahlrohrs zwischen 50 ° und 20 °, vorzugsweise zwischen 40 ° und 30 °, insbesondere etwa 35 ° beträgt.
- Durch die spezielle Winkeleinstellung der Prallfläche relativ zur Längsachse des Strahlrohrs, also zur Transportrichtung des Strahlguts durch das Strahlrohr wird erreicht, dass der Strahlgutstrom sowohl eine radiale Komponente als auch eine axiale Komponente aufweist, so dass sowohl neben als auch vor der Spitze der Strahlsonde liegende Flächen mit körnigem Strahlgut beaufschlagt werden können.
- Um zu erreichen, dass das Strahlgut nicht auf die Ränder der Austrittsöffnung trifft, ist es vorteilhafter vorgesehen, dass die Prallfläche konkav gewölbt ist.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Austrittsöffnung von einem sich in Längsrichtung des Strahlrohrs erstreckendem Langrohrs gebildet ist, wobei die Länge der Prallfläche in Längsrichtung des Strahlrohrs gesehen, etwa ein Drittel bis vier Fünftel der Länge des Langlochs beträgt.
- Durch die Verwendung eines Langlochs als Austrittsöffnung lässt sich ein insbesondere in Axialrichtung der Strahlsonde divergenter Strahlgutstrahl erhalten, der entsprechend breite Streifen auf den zu reinigenden Wänden des Hohlraums überstreichen kann. Hierdurch wird die Handhabung der Strahlsonde zur Reinigung von Hohlräumen weiter vereinfacht.
- Erfindungsgemäß weist die Strahldüse mehrere, vorzugsweise drei radiale Austrittsöffnungen auf, die in Umfangsrichtung des Strahlrohrs gleichmäßig verteilt sind. Durch die Verwendung mehrerer Austrittsöffnungen, die umfangsmäßig gleichmäßig verteilt sind, wird ein reinigender Strahlgutstrom erhalten, der im Wesentlichen ähnlich einer Flaschenbürste durch einen zylindrischen Hohlraum wie den Einlasskanal eines Ventils bei Verbrennungsmotoren geführt werden kann. Werden beispielsweise drei umfangsmäßig gleichmäßig verteilte Austrittsöffnungen der Strahldüse vorgesehen, so braucht die Strahlsonde nur um etwas mehr als 120 ° um ihre Längsachse gedreht zu werden, um 360 ° der umgebenden Wände mit Strahlgut zu beaufschlagen.
- Ferner weist die erfindungsgemäße Strahldüse einen Düsenkörper auf, der eine sich in Längsrichtung des Strahlrohrs erstreckende Bohrung aufweist, die einen Strahlgutkanal bildet, der in die radialen Austrittsöffnungen mündet und dessen in Strahlrichtung gelegenes Ende von den Prallflächen gebildet wird, die einen dach- oder pyramidenförmigen Umlenkkörper bilden.
- Durch die Ausbildung der Strahldüse mit einem Düsenkörper, in dessen einen Strahlgutkanal bildende Bohrung das vordere Ende des Strahlrohrs der Strahlsonde eingesetzt wird, und der mit dem Strahlrohr verschweißt, insbesondere punktverschweißt wird, lässt sich die Fertigung der erfindungsgemäßen Strahlsonde vereinfachen. Insbesondere wird es dadurch ermöglicht, auf einfach Weise Strahlsonden mit unterschiedlichen Längen herzustellen. Durch das Einsetzen des Strahlrohrs in die Bohrung des Düsenkörpers wird ferner erreicht, dass der Strahlgutkanal im Düsenkörper einen größeren Durchmesser aufweist als der aus dem Strahlrohr austretende Strahlgutstrom, so dass die Einwirkung des Strahlgutstroms auf die Innenwände der Bohrung im Düsenkörper reduziert wird, wodurch die Lebensdauer des Düsenkörpers deutlich erhöht wird.
- Um die Lebensdauer der Strahlsonde, also deren Haltbarkeit weiter zu erhöhen, ist bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Düsenkörper, insbesondere der Umlenkkörper, gehärtet ist.
- Gemäß dem Anspruch 8 wird die erfindungsgemäße Strahlsonde mit einer Vorrichtung zur Reinigung von Hohlräumen eingesetzt, die eine mit dem hinteren Ende der Strahlsonde verbindbare Strahlgutzuführleitung aufweist, deren eingangsseitiges Ende mit einer Vorrichtung verbunden ist, die an eine Strahlgutquelle angeschlossen ist und die über eine Druckgasleitung an eine Druckgasquelle anschließbar ist, um körniges Strahlgut mit einem Druckgas zu mischen. Eine derartige Vorrichtung zur Reinigung von Hohlräumen kann bequem in der Werkstatt eingesetzt werden, da dort üblicherweise Druckluft als Druckgas für vielfältige Anwendungen zur Verfügung steht, das dann zusammen mit Reinigungspulver als körnigem Strahlgut genutzt werden kann um Hohlräume, insbesondere enge verkokte Hohlräume in Verbrennungsmotoren ohne deren Ausbau zu reinigen.
- Die Erfindung wird im Folgenden beispielweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
Figur 1 ein vereinfachtes schematisches Blockbild einer Vorrichtung zur Reinigung von Hohlräumen mit einer erfindungsgemäßen Strahlsonde; -
Figur 2 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines zu reinigenden Hohlraums in einem Verbrennungsmotor während eines Reinigungsvorgangs mittels einer Strahlsonde; -
Figur 3 eine Draufsicht auf eine Strahlsonde; -
Figur 4 einen Schnitt durch das vordere Ende der inFigur 3 dargestellten Strahlsonde; -
Figur 5 eine Strahlsonde gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
Figur 6 einen Schnitt im Wesentlichen nach Linie VI-VI inFigur 5 ; und -
Figur 7A bis 7C vereinfachte Darstellungen der in denFiguren 3 bis 6 gezeigten Strahlsonden zur Veranschaulichung der aus den verschiedenen Strahldüsen austretenden Strahlgutströme. - In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Reinigen von Hohlräumen mit einer Strahlsonde 10, die mit ihrem hinteren Ende mit einer Strahlgutzuführleitung 11 verbunden ist, deren eingangsseitiges Ende an eine Mischvorrichtung 12 angeschlossen ist, in der Strahlgut mit Druckgas, z. B. Druckluft gemischt wird, so dass der Strahlsonde 10 über die Strahlgutzuführleitung 11 ein Strahlgutstrom zugeführt werden kann. Die Mischvorrichtung 12 ist zu diesem Zweck einerseits über eine Leitung 14 an einen als Strahlgutquelle 15 dienenden Strahlgutbehälter 15' angeschlossen und andererseits über eine Druckgasleitung 16 an eine nicht näher dargestellte Druckgasquelle anschließbar. Die Druckgasleitung 16 ist dabei mit einer Anschlusskupplung 17 versehen, die beispielsweise an die Druckluftanlage einer Werkstatt anschließbar ist. - Zum Mischen des körnigen Strahlguts mit Druckluft als Druckgas kann das Strahlgut, z. B. ein Reinigungspulver in der Mischvorrichtung 12 von der durch diese strömenden Druckluft beispielsweise nach Art eines Saughebers oder einer Wasserstrahlpumpe angesaugt und mit dieser gemischt werden, so dass die Druckluft zusammen mit dem körnigen Strahlgut, das sie transportiert, als Strahlgutstrom 24 der Strahlsonde 10 zugeführt werden.
- Als Beispiel für einen zu reinigenden Hohlraum ist in
Figur 2 ein Einlasskanal 18 eines Einlassventils 19 in einem Zylinderkopf 20 dargestellt. Das mittels einer Ventilführung 21 im Zylinderkopf 20 geführte Einlassventil 19 dient zum Verschließen und Freigeben einer Auslassöffnung 22 des Einlasskanals 18, die gleichzeitig eine Einlass-öffnung eines nicht dargestellten Zylinderraums im Zylinderblock 23 bildet. Im Bereich der Auslassöffnung 22 und des Einlassventils 19 neigt der Einlasskanal 18 und das Einlassventil 19 zum Verkoken, so dass diese Einlasskanäle 18 je nach Art des Betriebes des Verbrennungsmotors von Zeit zu Zeit gereinigt werden müssen. - Hierzu wird als körniges Strahlgut ein Reinigungspulver so gegen die Wände des Einlasskanals 18 und die freiliegenden Flächen des Einlassventils 19 gestrahlt, dass in
Figur 2 nicht näher dargestellte Verschmutzungen vom Reinigungspulver nach Art des Sandstrahlens von den zu reinigenden Flächen abgelöst werden. Das Reinigungspulver wird dabei als Strahlgutstrom 24 durch einen Strahlgutkanal 25 der Strahlsonde 10 in das Innere des Einlasskanals 18 eingebracht und durch eine am vorderen Ende der Strahlsonde 10 vorgesehene Strahldüse 27 gegen die Innenwände des Hohlraums gerichtet. Wird die Strahlsonde 10 um ihre Längsachse gedreht, so wird der mit einer radialen Komponente austretende Strahlgutstrom entsprechend geschwenkt und das Reinigungspulver des Strahlgutstroms 24 kann sämtliche Wände des zu reinigenden Hohlraums, also die Innenwände des Einlasskanals und die Flächen des Einlassventils 19 beaufschlagen und reinigen. - Der Aufbau der in
Figur 2 schematisch dargestellten Strahlsonde 10 wird anhand derFiguren 3 und 4 näher erläutert. - Die in
Figur 3 dargestellte Strahlsonde 10 weist ein Strahlrohr 28 auf, an dessen vorderem inFigur 3 rechten Ende die Strahldüse 27 vorgesehen ist. Die Strahldüse 27 umfasst dabei eine radiale Austrittsöffnung 29, die vorzugsweise als Langloch ausgebildet ist, und eine Prallfläche 30, die schräg zur Längsachse 31 des Strahlrohrs angeordnet ist, wie besonders gut inFigur 4 zu erkennen ist. Der Winkel a, den die Prallfläche mit der Längsachse 31 des Strahlrohrs einschließt, beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 35°. Er kann jedoch auch größer oder kleiner sein, je nachdem in welche Richtung der Strahlgutstrom gelenkt werden soll, was wiederum abhängig von der Geometrie der zu reinigenden Hohlräume ist. Je nachdem, ob die radiale Komponente des aus der Strahldüse 27 austretenden Strahlgutstroms 24 oder dessen axiale Komponente überwiegen soll, wird der Winkel α größer oder kleiner gewählt. Vorzugsweise liegt der Winkel α im Bereich zwischen 50 ° und 20 °, insbesondere im Bereich zwischen 40° und 30°. Bei einer im Labor getesteten Strahlsonde wurden bei einem Winkel α zwischen Prallfläche 30 und Längsachse 31 des Strahlrohrs 28 von 35° besonders gute Reinigungsresultate in Einlasskanälen von Einlassventilen in Verbrennungsmotoren erzielt. - Um die Strahlsonde 10 mit der in
Figur 3 nicht dargestellten Strahlgutzuführleitung verbinden zu können, ist im Bereich des von der Strahldüse 27 abgewandten Ende des Strahlrohrs 28 auf diesem ein Schneidring 32 vorgesehen, der zusammen mit einer Überwurfmutter 33 dazu dient, die Strahlgutzuführleitung sicher mit der Strahlsonde 10 im Verbindungsbereich zu verschrauben. - Damit der Benutzer der Strahlsonde 10 nach dem Einführen der Strahldüse 27 in den zu reinigenden Hohlraum weiß, in welcher Richtung der Strahlgutstrom 24 aus der Strahldüse 27 austritt, ist im hinteren Bereich des Strahlrohrs 28 auf der zur Austrittsöffnung 29 der Strahldüse 27 diametral gegenüberliegende Seite eine Scheibe 34 angebracht, insbesondere angeschweißt.
- Bei der in
Figur 5 dargestellten erfindungsgemäßen Strahlsonde 10 ist auf das vordere, inFigur 5 rechte Ende des Strahlrohrs 28 eine Strahldüse 27 aufgesetzt, die einen Düsenkörper 26 aufweist, der eine sich in Längsrichtung des Strahlrohrs 28 erstreckende Bohrung 35 besitzt, die einen Strahlgutkanal 36 bildet, der in radiale Austrittsöffnungen 29 mündet. - Das Strahlrohr 28 ist in die Bohrung 35 des Düsenkörpers 26 eingesetzt und vorzugsweise mit dem Düsenkörper 26 verschweißt, insbesondere punktverschweißt. Da somit der Durchmesser des Strahlgutkanals 35 größer ist als der Durchmesser des Strahlgutkanals 25 im Strahlrohr 28, trifft praktisch kein Strahlgut auf die innere Umfangsfläche des Strahlgutkanals 35 im Düsenkörper 26 auf, wodurch der Verschleiß verringert wird.
- Wie in
Figur 6 zu erkennen ist, weist der Düsenkörper 26 drei umfangsmäßig gleichmäßig verteilt angeordnete Austrittsöffnungen 29 auf, denen jeweils eine eigene Prallfläche 30 zugeordnet ist. Die drei Prallflächen 30 bilden somit einen kegel- oder pyramidenförmigen Umlenkkörper 37, der von Stegen 38 zwischen den Austrittsöffnungen 29 getragen wird. Die Prallflächen 30 sind dabei so gestaltet, dass kein Strahlgut auf die Stege 38 trifft. Beispielsweise können die Prallflächen 30 dazu konkav ausgebildet sein. - Anstelle von drei umfangsmäßig gleichmäßig verteilten Austrittsöffnungen 29 mit entsprechenden Prallflächen 30, die einen pyramidenförmigen Umlenkkörper 37 bilden, können auch zwei oder mehr Austrittsöffnungen umfangsmäßig verteilt vorgesehen sein. Wenn beispielsweise zwei einander diametral gegenüber liegende Austrittsöffnungen vorgesehen sind, so ist der von ihren zugeordneten Prallflächen gebildete Umlenkkörper dachförmig. Werden mehr als drei Öffnungen, also vier oder fünf umfangsmäßig gleichmäßig verteilte Austrittsöffnungen mit entsprechenden Prallflächen vorgesehen, so stellt der kegelförmige Umlenkkörper 37 eine vier- oder fünfeckige Pyramide dar.
- Um die Verschleißfestigkeit des Umlenkkörpers 37 zu erhöhen, ist dieser vorzugsweise gehärtet.
- Auch die Austrittsöffnungen 29 bei der Strahldüse 27 gemäß
Figur 5 sind als Langlöcher ausgebildet. Wie besonders gut in denFiguren 3, 4 und 5 zu erkennen ist, ist die Länge der Prallflächen 30 in Längsrichtung der Strahlrohrs 28, also die Projektion der Prallflächen 30 auf die Längsachse 31 des Strahlrohrs 28 kürzer als die Länge des die Austrittsöffnung 29 bildenden Langlochs. Insbesondere beträgt die Länge der Projektion der Prallfläche 30 auf die entsprechende Längsachse 31 des Strahlrohrs 28 etwa ein Drittel bis vier Fünftel der Länge des die Austrittsöffnung 29 bildenden Langlochs. -
Figur 7A bis 7C veranschaulichen schematisch die Umlenkung des Strahlgutstroms 24 an der oder den Prallflächen 30 der Strahldüsen 27. Wie inFigur 7A zu erkennen ist, weist der aus der Austrittsöffnung der Düse 27 austretende divergente Strahlgutstrom 24' sowohl radiale als auch axiale Komponenten auf, so dass durch Drehung der Strahlsonde um ihre Längsachse der austretende Strahlgutstrom 24' um 360° verschwenkt werden kann. - Wie in
Figur 7B und 7C zu erkennen ist, liefert die Ausgestaltung der Erfindung nachFigur 5 drei aus den entsprechenden Austrittsöffnungen 29 der Strahldüse 27 austretende Strahlgutströme 24", die entsprechend der Anordnung der Austrittsöffnungen jeweils um 120° umfangsmäßig versetzt angeordnet sind. Um somit 360° überstreichen zu können, ist es hierbei nur erforderlich, die Strahlsonde 10 um 120 ° zu drehen, so dass die Strahlgutströme 24" jeweils um 120 ° geschwenkt werden müssen, um den vollen Kreis mit Strahlgut, also mit entsprechenden körnigen Reinigungsmitteln beaufschlagen zu können. - Die erfindungsgemäße Strahlsonde 10 ermöglicht es, durch einfaches Verschieben und Drehen um ihre Längsachse sämtliche Wände eines zu reinigenden Hohlraums mit Reinigungspulver als Strahlgut zu beaufschlagen und damit zu reinigen.
Claims (8)
- Strahlsonde (10) zum Einbringen eines körnigen Strahlgutes in einen Hohlraum, insbesondere in einen engen verkokten Hohlraum, wie einem Einlasskanal (18) eines Ventils (19) eines Verbrennungsmotors, insbesondere zu dessen Reinigung, mit- einem Strahlrohr (28), das mit einem hinteren Ende an eine Strahlgutzuführleitung (11) anschließbar ist und- einer Strahldüse (27) am vorderen Ende des Strahlrohrs (28), die mehrere, vorzugsweise drei in Bezug auf die Längsachse (31) des Strahlrohrs (28) radiale Austrittsöffnungen (29) für das Strahlgut aufweist, die in Umfangsrichtung des Strahlrohrs (28) gleichmäßig verteilt sind und denen jeweils eine schräg zur Längsachse (31) des Strahlrohrs (28) angeordnete Prallfläche (30) zugeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dass die Strahldüse (27) einen Düsenkörper (26) aufweist, der eine sich in Längsrichtung des Strahlrohrs (28) erstreckende Bohrung (35) aufweist, die einen Strahlgutkanal (36) bildet, der in die radialen Austrittsöffnungen (29) mündet und dessen in Strahlrichtung gelegenes Ende von den Prallflächen (30) gebildet wird, die einen dach- oder pyramidenförmigen Umlenkkörper (37) bilden.
- Strahlsonde (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel α zwischen der Prallfläche (30) und der Längsachse (31) des Strahlrohrs (28) zwischen 50° und 20°, vorzugsweise zwischen 40° und 30°, insbesondere etwa 35° beträgt.
- Strahlsonde (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (30) konkav gewölbt ist.
- Strahlsonde (10) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (29) von einem sich in Längsrichtung des Strahlrohrs (28) erstreckendem Langloch gebildet ist.
- Strahlsonde (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Prallfläche (30) in Längsrichtung des Strahlrohrs (28) gesehen, etwa ein Drittel bis vier Fünftel der Länge des Langlochs beträgt.
- Strahlsonde (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (26), insbesondere der Umlenkkörper (37), gehärtet ist.
- Strahlsonde (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende des Strahlrohrs (28) in die den Strahlgutkanal (36) bildende Bohrung eingesetzt ist, und dass der Düsenkörper (26) mit dem Strahlrohr (28) verschweißt, insbesondere punktverschweißt ist.
- Vorrichtung zur Reinigung von Hohlräumen, insbesondere von engen, verkokten Hohlräumen, wie Einlasskanäle (18) von Ventilen (19) von Verbrennungsmotoren, mit- einer Strahlsonde (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche und- einer mit dem hinteren Ende der Strahlsonde (10) verbundenen Strahlgutzuführleitung (11), deren eingangsseitiges Ende mit einer Vorrichtung (12) verbunden ist, die zum Mischen von körnigen Strahlgut mit einem Druckgas an eine Strahlgutquelle (15) angeschlossen ist und die über eine Druckgasleitung (16) an eine Druckgasquelle anschließbar ist.
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