EP4029649B1 - Vorrichtung zum behandeln einer oberfläche eines werkstücks mit einem strahlmittel - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln einer oberfläche eines werkstücks mit einem strahlmittel Download PDF

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EP4029649B1
EP4029649B1 EP22151779.0A EP22151779A EP4029649B1 EP 4029649 B1 EP4029649 B1 EP 4029649B1 EP 22151779 A EP22151779 A EP 22151779A EP 4029649 B1 EP4029649 B1 EP 4029649B1
Authority
EP
European Patent Office
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blasting
blasting medium
measuring
wind speed
dust
Prior art date
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Active
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EP22151779.0A
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English (en)
French (fr)
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EP4029649C0 (de
EP4029649A1 (de
Inventor
Joachim Vianden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenwerk Wuerth GmbH
Original Assignee
Eisenwerk Wuerth GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Eisenwerk Wuerth GmbH filed Critical Eisenwerk Wuerth GmbH
Publication of EP4029649A1 publication Critical patent/EP4029649A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4029649B1 publication Critical patent/EP4029649B1/de
Publication of EP4029649C0 publication Critical patent/EP4029649C0/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • B24C9/006—Treatment of used abrasive material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/40—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths
    • B05B14/48—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths specially adapted for particulate material
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material

Definitions

  • the invention relates to a device for treating a surface of a workpiece with a blasting agent according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a device is known, for example, from the WO 2018/065220 A1 known.
  • the fill level in the main bunker is measured. As soon as the fill level falls below a predetermined level, unused blasting media is automatically added to the main bunker from a dosing bunker.
  • the average blasting media consumption of the device can be determined from the amounts of unused blasting media added. To determine average blasting media consumption, an operating time in the range of 48 to 96 hours is usually observed.
  • the efficiency of the device can be determined from the average blasting media consumption. For example, the average blasting media consumption changes if a blasting media acceleration device, such as a turbine, is worn out, or if the blasting media throughput on a turbine changes due to mechanical conditions.
  • the average blasting media consumption is always calculated retrospectively. Determining the average blasting media consumption is therefore time-consuming and very inaccurate when compared to short periods of time.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a device for treating a surface of a workpiece is to be specified which can be operated with improved efficiency.
  • At least one first measuring device for measuring the wind speed or a parameter corresponding to the wind speed is provided in the second dust removal line.
  • a parameter corresponding to the wind speed is understood to mean a parameter that is physically related to the wind speed. This can be, for example, a mass flow, a volume flow, a particle flow or the like.
  • the first measuring device comprises a Prandtl probe and/or a hot wire sensor and/or a laser Doppler anemometer.
  • the wind speed can be measured reliably and with little wear.
  • the proposed first measuring device is part of a wind speed or a corresponding Parameter-regulating control circuit.
  • the proposed control circuit always enables a largely complete separation of a fine fraction of the blasting agent or a so-called "undersize particle”. This makes it particularly easy to improve the efficiency of the device.
  • a second measuring device is provided for measuring a current consumption of the blasting device.
  • a corresponding parameter can also be measured, from which the current consumption can be determined. From the measured current consumption, wear or a malfunction of the blasting device can be determined.
  • the dosing bunker comprises a new grain feed device for adding unused blasting media to the main bunker.
  • the new grain feed device expediently comprises a line connecting the dosing bunker to the main bunker.
  • the line can, for example, connect the dosing bunker to a blasting media return line through which blasting media is removed from the blasting chamber and fed to the air sifting device.
  • a bucket elevator can also be provided.
  • a screw can be provided in the line.
  • the new grain feed device can comprise a valve and a valve control device for controlling the opening times of the valve. This makes it possible to feed a predetermined amount of unused blasting media to the main bunker. By controlling the opening times of the valve, a predetermined volume or a predetermined mass of unused blasting media can be fed to the main bunker.
  • the valve can be a slide valve, a perforated plate that can be closed with a closing plate, a funnel with a closing body or other valve devices suitable for the re-dosing of blasting media.
  • Such a valve device or such a valve is expediently connected to the line.
  • it can be integrated into the line.
  • a third measuring device can be provided for measuring a weight and/or volume of the blasting agent in the dosing hopper.
  • another parameter can also be measured from which the weight and/or volume of blasting agent in the dosing hopper can be determined, e.g. a fill level or the like.
  • the first measuring device is connected or can be connected to a computer for transmitting measured values.
  • the second measuring device and/or the third measuring device are expediently connected or can be connected to a computer for transmitting measured values. This makes it possible to display the measured values provided by the measuring devices individually or optionally in combination, for example over time, on a screen. From the measured values displayed over time, a user can immediately recognize faults and initiate countermeasures. This enables the device to always operate efficiently.
  • a predetermined volume of unused blasting media is added by controlling the opening times of a valve, this volume can be converted into the added weight G n to determine the average blasting media consumption V m .
  • the respective volume must be multiplied by the bulk density of the blasting media used.
  • the average blasting media consumption V m can also be displayed as another measured value over time, either individually or in combination with the aforementioned measured values. This provides the user with further information on how efficiently the device is being operated.
  • the computer is designed for the time-correlated display of the following measured values or a parameter corresponding to each of them: wind speed and average blasting agent consumption V m .
  • the computer is expediently designed for the additional time-correlated display of the power consumption and/or the weight G n .
  • a parameter corresponding to each of them can also be displayed.
  • the proposed time-correlated display of the measured values or corresponding parameters enables the rapid detection of faults and thus the maintenance of efficient operation.
  • a device for separating a dust fraction and/or a fine blasting agent fraction is provided.
  • the blasting chamber is connected to the device for separating the dust fraction and/or the fine blasting agent fraction via a first dust removal line, a T-piece and a third dust removal line.
  • a first flow valve can be connected to the first dust removal line.
  • the air sifting device can be connected to the device for separating the dust fraction and/or the fine blasting agent fraction via a second dust removal line, the T-piece and the third dust removal line.
  • a second flow valve can be connected to the second dust removal line.
  • FIG.1 shows a block diagram of a device according to the invention.
  • a blasting chamber 1 is provided here with two blasting devices 2 for accelerating a blasting agent against a workpiece (not shown here) held in the blasting chamber 1.
  • the reference numeral 3 designates a blasting agent return line for removing used blasting agent from the blasting chamber 1.
  • the blasting agent return line 3 opens into an air sifting device 10.
  • the reference numeral 4a designates a first dust removal line leading away from the blasting chamber 1.
  • a first flow valve 6a is connected to the first dust removal line 4a upstream of a T-piece 5.
  • the reference numeral 7 designates a dust extraction system provided downstream of the T-piece 5.
  • the T-piece 5 is connected to the dust extraction system 7 via a third dust removal line 8.
  • a first measuring device 11 for measuring the wind speed or a corresponding parameter is provided in an extraction or second dust removal line 4b leading away from the wind sifting device 10.
  • the first measuring device 11 can be a Prandtl probe, for example.
  • the second dust removal line 4b can also lead into the T-piece 5.
  • a second flow valve 6b can be connected to the second dust removal line 4b.
  • the reference number 12 designates a main bunker provided downstream of the wind sifting device 10.
  • the reference number 13 designates a dosing bunker which is connected to the blasting agent return line 3 by means of a new grain feed device 14 for adding unused new blasting agent grain to the main bunker 12.
  • the new grain feed device 14 can be, for example, a line, a chute or a pneumatic conveying device.
  • the new grain feed device can comprise a valve 14a which can be controlled by a valve control device 14b for controlling opening times of the valve (also not shown here).
  • the valve can be connected to or connected to the line, chute or pneumatic conveyor device. By controlling the opening times of the valve, it is possible to feed a predetermined volume of unused blasting medium to the main bunker 12.
  • the reference numeral 15 designates a schematically indicated blasting agent supply line for supplying blasting agent to the blasting device 2.
  • two blasting agent supply lines 15 are provided, each of which connects one of the two blasting devices 2 to the main bunker 12.
  • the reference numeral 16 denotes a second measuring device or current measuring device for measuring the current consumption of the beam device 2.
  • the reference numeral 17 designates a third measuring device or weight measuring device, for example a weight cell, for measuring the weight of the dosing bunker 13.
  • the function of the device is as follows:
  • Blasting media is fed from the main bunker 12 to the blasting device 2 via the blasting media feed lines 15.
  • the blasting media is accelerated onto a workpiece (not shown here) by means of the blasting device 2.
  • the Workpiece is removed superficially. Part of the blasting agent is destroyed and forms a fine blasting agent fraction and dust.
  • the used blasting agent is withdrawn from the blasting chamber 1 via the blasting agent return line 3 and fed to the air sifting device 10.
  • a dust fraction and/or a fine blasting agent fraction are separated in particular by means of the air sifting device 10.
  • the remaining fraction of the blasting agent is fed from the air sifting device 10 to the main bunker 12 arranged downstream.
  • a fill level in the main bunker 12 is constantly monitored by a fill level sensor (not shown here). As soon as the fill level falls below a predetermined level, unused blasting media is fed from the dosing bunker 13 to the main bunker 12 via the new grain feed device 14, preferably via the blasting media return line 3, until the predetermined fill level is reached again. As a result, the weight of the dosing bunker 13 decreases. The change in the weight of the dosing bunker 13 is measured, for example, by means of the weight measuring device 17 and recorded over time by means of a computer (not shown here). Instead of the weight of the dosing bunker 13, a volume of unused blasting media removed from the dosing bunker 13 can also be determined. The volume can be determined via a measurement or via the opening times of the valve used in each case. If the volume of added blasting media is observed, this can be converted into a corresponding weight.
  • a wind speed or a corresponding parameter is measured by means of the first measuring device 11.
  • the wind speed or the corresponding parameter is also recorded and recorded over time by means of the computer.
  • the current consumption of the beam device 2 is measured by means of the current measuring device 16.
  • the measured values are in turn recorded and registered by the computer.
  • the Fig. 2 to 4 show recorded measured values over time.
  • Fig.2 shows initial measured values for the average blasting media consumption over time and the wind speed over time. Both the average blasting media consumption and the extraction speed hardly change in the example shown. The device works efficiently.
  • Fig.3 shows second measured values for the average blasting media consumption and the wind speed, each over time.
  • the average blasting media consumption increases over time.
  • the initial strong increase in the average blasting media consumption is due to the wind speed being too high. After the user reduces the wind speed at around "12:00", the average blasting media consumption increases more slowly.
  • the aforementioned boundary conditions can be the following parameters: type of system, type of blasting media, grain size distribution of the blasting media, etc.
  • the third measured values shown show the current strength of the jet device and the wind speed over time.
  • the current strength or current consumption of the jet device is zero.
  • the wind speed of the wind sifting device remains at the original high level.
  • the unnecessary operation of the wind sifting device could have been avoided to improve efficiency.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln einer Oberfläche eines Werkstücks mit einem Strahlmittel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2018/065220 A1 bekannt.
  • Bei der bekannten Vorrichtung wird der Füllstand im Hauptbunker gemessen. Sobald der Füllstand unter ein vorgegebenes Niveau abfällt wird automatisch aus einem Dosierbunker unbenutztes Strahlmittel in den Hauptbunker nachgesetzt. Aus den nachgesetzten Mengen an unbenutztem Strahlmittel kann auf einen mittleren Strahlmittelverbrauch der Vorrichtung geschlossen werden. Zur Ermittlung eines mittleren Strahlmittelverbrauchs wird üblicherweise eine Betriebsdauer im Bereich von 48 bis 96 Stunden beobachtet. Aus dem mittleren Strahlmittelverbrauch kann auf die Effizienz der Vorrichtung geschlossen werden. Beispielsweise verändert sich der mittlere Strahlmittelverbrauch, wenn eine Strahlmittelbeschleunigungseinrichtung, beispielsweise eine Turbine, verschlissen ist, oder sich der Strahlmitteldurchsatz an einer Turbine aufgrund mechanischer Gegebenheiten verändert.
  • Der mittlere Strahlmittelverbrauch wird nach dem Stand der Technik stets rückschauend berechnet. Die Ermittlung des mittleren Strahlmittelverbrauchs ist damit zeitaufwändig und bezogen auf kurze Zeitabschnitte sehr ungenau.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung zum Behandeln einer Oberfläche eines Werkstücks angegeben werden, welche mit verbesserter Effizienz betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung geben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in die zweite Staubabführleitung zumindest eine erste Messeinrichtung zum Messen der Windgeschwindigkeit oder eines zur Windgeschwindigkeit korrespondierenden Parameters vorgesehen ist.
  • Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass durch eine Messung der Windgeschwindigkeit oder eines zur Windgeschwindigkeit korrespondierenden Parameters eine Aussage darüber getroffen werden kann, wie effizient die Vorrichtung arbeitet. Die gewonnene Aussage ermöglicht vorteilhafterweise einen Rückschluss auf den aktuellen Betriebszustand der Vorrichtung, d. h. eventuelle Störungen können quasi in Echtzeit bzw. bevor sie eine negative Auswirkung haben erkannt werden.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter "einem zur Windgeschwindigkeit korrespondierenden Parameter" ein Parameter verstanden, welcher physikalisch im Zusammenhang mit der Windgeschwindigkeit steht. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Massestrom, einen Volumenstrom, einen Partikelstrom oder dgl. handeln.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erste Messeinrichtung eine Prandtl-Sonde und/oder einen Hitzdraht-Sensor und/oder ein Laser-Doppler Anemometer.
  • Insbesondere mit einer Prandtl-Sonde kann die Windgeschwindigkeit zuverlässig und verschleißarm erfasst werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die vorgeschlagene erste Messeinrichtung Bestandteil eines die Windgeschwindigkeit oder eines dazu korrespondierenden Parameters regelnden Regelkreises. Der vorgeschlagene Regelkreis ermöglicht stets eine weitgehend vollständige Abtrennung einer Strahlmittel-Feinfraktion bzw. eines sogenannten "Unterkorns". Damit kann besonders einfach die Effizienz der Vorrichtung verbessert werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine zweite Messeinrichtung zum Messen einer Stromaufnahme der Strahleinrichtung vorgesehen. Anstelle der Stromaufnahme kann auch ein dazu korrespondierender Parameter gemessen werden, aus dem auf die Stromaufnahme geschlossen werden kann. Aus der gemessenen Stromaufnahme kann auf einen Verschleiß oder eine Fehlfunktion der Strahleinrichtung geschlossen werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Dosierbunker zum Nachsetzen von unbenutztem Strahlmittel zum Hauptbunker eine Neukorn-Zuführeinrichtung. Die Neukorn-Zuführeinrichtung umfasst zweckmäßigerweise eine den Dosierbunker mit dem Hauptbunker verbindende Leitung. Die Leitung kann beispielsweise den Dosierbunker mit einer Strahlmittel-Rückführleitung verbinden, durch welche Strahlmittel vom Strahlraum abgeführt und der Windsichtungseinrichtung zugeführt wird. Anstelle der Leitung kann auch ein Becherwerk vorgesehen sein. In der Leitung kann eine Schnecke vorgesehen sein.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Neukorn-Zuführeinrichtung ein Ventil und eine Ventilsteuereinrichtung zum Steuern von Öffnungszeiten des Ventils umfassen. Damit ist es möglich, dem Hauptbunker eine vorgegebene Menge an unbenutztem Strahlmittel zuzuführen. Durch die Steuerung der Öffnungszeiten des Ventils kann ein vorgegebenes Volumen bzw. eine vorgegebene Masse an unbenutztem Strahlmittel dem Hauptbunker zugeführt werden.
  • Bei dem Ventil kann es sich um einen Schieber, eine mit einer Verschlussplatte verschließbare Lochplatte, einen Trichter mit einem Verschlusskörper oder andere zum Nachdosieren von Strahlmittel geeignete Ventileinrichtungen handeln.
  • Eine derartige Ventileinrichtung bzw. ein derartiges Ventil ist zweckmäßigerweise an die Leitung angeschlossen. Es kann insbesondere in die Leitung eingeschaltet sein.
  • Ferner kann eine dritte Messeinrichtung zum Messen eines Gewichts und/oder Volumens des im Dosierbunker befindlichen Strahlmittels vorgesehen sein. Anstelle des Gewichts oder des Volumens kann auch ein anderer Parameter gemessen werden, aus dem auf das im Dosierbunker befindliche Gewicht und/oder Volumen an Strahlmittel geschlossen werden kann, z. B. ein Füllstand oder dgl. Die erste Messeinrichtung ist erfindungsgemäß mit einem Computer zur Übertragung von Messwerten verbunden oder verbindbar. Die zweite Messeinrichtung und/oder die dritte Messeinrichtung sind zweckmäßigerweise mit einem Computer zur Übertragung von Messwerten verbunden oder verbindbar. Damit ist es möglich, die von den Messeinrichtungen gelieferten Messwerte einzeln oder wahlweise in Kombination beispielsweise über der Zeit auf einen Bildschirm anzuzeigen. Aus den angezeigten Messwerten über der Zeit kann ein Benutzer sofort Störungen erkennen und Gegenmaßnahmen einleiten. Das ermöglicht es, die Vorrichtung stehts effizient zu betreiben.
  • Der Computer ist zur Ermittlung eines mittleren Strahlmittelverbrauchs Vm gemäß der folgenden Formel hergerichtet: Vm = Gn/Ts, wobei Gn das in einem vorgegebenen Zeitintervall aus den Dosierbunker nachgesetzte Gewicht und/oder Volumen oder eines anderen Parameters ist, aus dem auf das im Dosierbunker (13) befindliche Gewicht und/oder Volumen an Strahlmittel geschlossen werden kann, und Ts die Strahldauer im vorgegebenen Zeitintervall ist.
  • Wenn beispielsweise durch eine Steuerung der Öffnungszeiten eines Ventils ein vorgegebenes Volumen an unbenutztem Strahlmittel nachgesetzt wird, so kann dieses Volumen zur Ermittlung des mittleren Strahlmittelverbrauchs Vm in das nachgesetzte Gewicht Gn umgerechnet werden. In diesem Fall ist das jeweilige Volumen mit einer Schüttdichte des verwendeten Strahlmittels zu multiplizieren. Auch der mittlere Strahlmittelverbrauch Vm kann als weiterer Messwert über der Zeit, wahlweise einzeln oder auch in Kombination mit den vorgenannten Messwerten, angezeigt werden. Das liefert den Benutzer weitere Informationen darüber, wie effizient die Vorrichtung betrieben wird.
  • Erfindungsgemäß ist der Computer hergerichtet zur zeitlich korrelierten Anzeige der folgenden Messwerte oder jeweils eines dazu korrespondierenden Parameters: Windgeschwindigkeit und mittlerer Strahlmittelverbrauch Vm. Zweckmäßigerweise ist der Computer hergerichtet zur zusätzlichen zeitlich korrelierten Anzeige der Stromaufnahme und/oder des Gewichts Gn, Statt der vorgenannten Messwerte kann jeweils auch ein dazu korrespondierender Parameter angezeigt werden. Insbesondere die vorgeschlagene zeitlich korrelierte Anzeige der Messwerte bzw. korrespondierenden Parameter ermöglicht die rasche Erkennung von Störungen und damit die Aufrechterhaltung eines effizienten Betriebs.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum Abtrennen einer Staubfraktion und/oder einer Strahlmittel-Feinfraktion vorgesehen. Der Strahlraum ist über eine erste Staubabführleitung, ein T-Stück und eine dritte Staubabführleitung mit der Einrichtung zum Abtrennen der Staubfraktion und/oder der Strahlmittel-Feinfraktion verbunden. In die erste Staubabführleitung kann ein erstes Stromventil eingeschaltet sein. Die Windsichtungseinrichtung kann über eine zweite Staubabführleitung, das T-Stück und die dritte Staubabführleitung mit der Einrichtung zum Abtrennen der Staubfraktion und/oder der Strahlmittel-Feinfraktion verbunden sein. In die zweite Staubabführleitung kann ein zweites Stromventil eingeschaltet sein. Durch eine Steuerung des oder der Stromventile kann ein Volumen- oder Massestrom in die Einrichtung zum Abtrennen der Staubfraktion und/oder einer Strahlmittel-Feinfraktion gesteuert werden. Damit ist es möglich, die Abscheiderate der Staubfraktion und/oder der Strahlmittel-Feinfraktion zu beeinflussen. Das zumindest eine Stromventil kann gesteuert oder auch mittels des Regelkreises geregelt werden.
  • Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Ein Blockschaltbild einer Vorrichtung,
    Fig. 2
    Erste Messwerte zum mittleren Strahlmittelverbrauch und der Windgeschwindigkeit über der Zeit,
    Fig. 3
    Zweite Messwerte zum mittleren Strahlmittelverbrauch und der Windgeschwindigkeit über der Zeit, und
    Fig. 4
    Dritte Messwerte zur Stromstärke und der Windgeschwindigkeit über der Zeit.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Strahlraum 1 ist hier mit zwei Strahleinrichtungen 2 zum Beschleunigen eines Strahlmittels gegen ein im Strahlraum 1 aufgenommenes Werkstück (hier nicht gezeigt) versehen. Mit den Bezugszeichen 3 ist eine Strahlmittel-Rückführleitung zum Abführen von benutztem Strahlmittel aus dem Strahlraum 1 bezeichnet. Die Strahlmittel-Rückführleitung 3 mündet in eine Windsichtungseinrichtung 10. Mit dem Bezugszeichen 4a ist eine vom Strahlraum 1 wegführende erste Staubabführleitung bezeichnet. In die erste Staubabführleitung 4a ist stromaufwärts eines T-Stücks 5 ein erstes Stromventil 6a eingeschaltet. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine stromabwärts des T-Stücks 5 vorgesehene Entstaubungsanlage bezeichnet. Das T-Stück 5 ist mit der Entstaubungsanlage 7 über eine dritte Staubabführleitung 8 verbunden. Stromabwärts der Entstaubungsanlage 7 befindet sich ein Kamin 9. In eine von der Windsichtungseinrichtung 10 wegführende Absaug- bzw. zweite Staubabführleitung 4b ist eine erste Messeinrichtung 11 zur Messung der Windgeschwindigkeit oder eines dazu korrespondierenden Parameters vorgesehen. Bei der ersten Messeinrichtung 11 kann es sich beispielsweise um eine Prandtl-Sonde handeln. Die zweite Staubabführleitung 4b kann ebenfalls in das T-Stück 5 münden. In die zweite Staubabführleitung 4b kann ein zweites Stromventil 6b eingeschaltet sein.
  • Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen stromabwärts der Windsichtungseinrichtung 10 vorgesehenen Hauptbunker. Mit dem Bezugszeichen 13 ist ein Dosierbunker bezeichnet, welcher mittels einer Neukorn-Zuführeinrichtung 14 mit der Strahlmittel-Rückführleitung 3 zum Nachsetzen von unbenutztem Strahlmittel-Neukorn in den Hauptbunker 12 verbunden ist. Bei der Neukorn-Zuführeinrichtung 14 kann es sich beispielsweise um eine Leitung, eine Rutsche oder um eine pneumatische Fördereinrichtung handeln.
  • Die Neukorn-Zuführeinrichtung kann ein Ventil 14a umfassen, welches mit einer Ventilsteuereinrichtung 14b zum Steuern von Öffnungszeiten des Ventils (hier ebenfalls nicht gezeigt) steuerbar ist. Das Ventil kann in die Leitung, Rutsche oder die pneumatische Fördereinrichtung eingeschaltet oder damit verbunden sein. Durch die Steuerung der Öffnungszeiten des Ventils ist es möglich, dem Hauptbunker 12 ein vorgegebenes Volumen an unbenutztem Strahlmittel zuzuführen.
  • Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine schematisch angedeutete Strahlmittel-Zuführleitung zum Zuführen von Strahlmittel zur Strahleinrichtung 2. Im konkreten Beispiel sind zwei Strahlmittel-Zuführleitungen 15 vorgesehen, welche jeweils eine der beiden Strahleinrichtungen 2 mit dem Hauptbunker 12 verbinden.
  • Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine zweite Messeinrichtung bzw. Strommesseinrichtung, zum Messen der Stromaufnahme der Strahleinrichtung 2.
  • Das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine dritte Messeinrichtung bzw. Gewichtsmesseinrichtung, beispielsweise eine Gewichtsmessdose, zum Messen des Gewichts des Dosierbunkers 13.
    • Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
  • Über die Strahlmittel-Zuführleitungen 15 wird Strahlmittel aus dem Hauptbunker 12 der Strahleinrichtung 2 zugeführt. Mittels der Strahleinrichtung 2 wird das Strahlmittel auf ein (hier nicht gezeigtes) Werkstück beschleunigt. Dabei wird das Werkstück oberflächlich abgetragen. Ein Teil des Strahlmittels wird zerstört und bildet eine Strahlmittel-Feinfraktion sowie Staub. Das benutzte Strahlmittel wird über die Strahlmittel-Rückführleitung 3 aus dem Strahlraum 1 abgezogen und der Windsichtungseinrichtung 10 zugeführt. Mittels der Windsichtungseinrichtung 10 werden insbesondere eine Staubfraktion und/oder Strahlmittel-Feinfraktion abgetrennt. Die restliche Fraktion des Strahlmittels wird ausgehend von der Windsichtungseinrichtung 10 wiederum dem stromabwärts nachgeordneten Hauptbunker 12 zugeführt.
  • Ein Füllstand im Hauptbunker 12 wird ständig mittels eine (hier nicht gezeigten) Füllstandsensors überwacht. Sobald der Füllstand unter ein vorgegebenes Niveau abfällt, wird vom Dosierbunker 13 unbenutztes Strahlmittel über die Neukorn-Zuführeinrichtung 14, vorzugsweise via der Strahlmittel-Rückführleitung 3, dem Hauptbunker 12 zugeführt, bis der vorgegebene Füllstand wieder erreicht ist. Infolgedessen nimmt das Gewicht des Dosierbunkers 13 ab. Die Änderung des Gewichts des Dosierbunkers 13 wird z. B. mittels der Gewichtsmesseinrichtung 17 gemessen und mittels eines (hier nicht gezeigten) Computers über der Zeit registriert. Anstelle des Gewichts des Dosierbunkers 13 kann auch ein aus dem Dosierbunker 13 entnommenes Volumen an unbenutztem Strahlmittel bestimmt werden. Die Bestimmung des Volumens kann erfolgen über eine Messung oder über die jeweils verwendeten Öffnungszeiten des Ventils. Im Falle einer Beobachtung der Volumens an nachgesetztem Strahlmittel, kann dieses in ein dazu korrespondierendes Gewicht umgerechnet werden.
  • Eine Windgeschwindigkeit oder ein dazu korrespondierender Parameter wird mittels der ersten Messeinrichtung 11 gemessen. Die Windgeschwindigkeit oder der dazu korrespondierende Parameter wird über der Zeit ebenfalls mittels des Computers erfasst und registriert.
  • Ferner wird die Stromaufnahme der Strahleinrichtung 2 mittels der Strommesseinrichtung 16 gemessen. Die Messwerte werden wiederum mittels des Computers erfasst und registriert.
  • Die Fig. 2 bis 4 zeigen registrierte Messwerte über der Zeit.
  • Fig. 2 zeigt erste Messwerte zum mittleren Strahlmittelverbrauch über der Zeit sowie der Windgeschwindigkeit über der Zeit. Sowohl der mittlere Strahlmittelverbrauch als auch die Absauggeschwindigkeit ändern sich im gezeigten Beispiel kaum. Die Vorrichtung arbeitet effizient.
  • Fig. 3 zeigt zweite Messwerte zum mittleren Strahlmittelverbrauch und der Windgeschwindigkeit, jeweils über der Zeit. Beim gezeigten zweiten Beispiel nimmt der mittlere Strahlmittelverbrauch über der Zeit zu. Der anfänglich starke Anstieg des mittleren Strahlmittelverbrauchs ist auf eine zu hohe Windgeschwindigkeit zurückzuführen. Nach der benutzerseitigen Herabsetzung der Windgeschwindigkeit etwa zum Zeitpunkt "12:00" steigt der mittlere Strahlmittelverbrauch langsamer.
  • Es hat sich gezeigt, dass ein mit der Vorrichtung durchgeführtes Verfahren bei vorgegebenen Randbedingungen dann ordnungsgemäß läuft, wenn die Windgeschwindigkeit im Verhältnis zum mittleren Strahlmittelverbrauch eine bestimmte Korrelation aufweist. Zweckmäßigerweise werden bei einem ordnungsgemäß verlaufenden Verfahren für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten jeweils ein dazu korrespondierender mittlerer Strahlmittelverbrauch registriert. Eine Störung kann dadurch erkannt werden, dass bei einer vorgegebenen Windgeschwindigkeit ein aktuell beobachteter mittlerer Strahlmittelverbrauch vom registrierten mittleren Strahlmittelverbrauch abweicht.
  • Bei den vorgenannten Randbedingungen kann es sich um die folgenden Parameter handeln: Typ der Anlage, Art des Strahlmittels, Korngrößenverteilung des Strahlmittels und dgl.
  • Um eine Störung schnell und leicht erkennen zu können, kann zusätzlich zum aktuell gemessenen mittleren Strahlmittelverbrauch in der Grafik der registrierte mittlere Strahlmittelverbrauch eingeblendet werden, welcher zuvor für eine ordnungsgemäße Durchführung des Verfahrens für die jeweiligen Windgeschwindigkeiten ermittelt worden ist.
  • Bei den in Fig. 4 gezeigten dritten Messwerten sind die Stromstärke der Strahleinrichtung und die Windgeschwindigkeit jeweils über der Zeit gezeigt. Im markierten Abschnitt ist die Stromstärke bzw. Stromaufnahme der Strahleinrichtung Null. Gleichzeitig bleibt die Windgeschwindigkeit der Windsichtungseinrichtung auf den ursprünglichen hohen Niveau. Im hier gezeigten dritten Beispiel hätte zur Verbesserung der Effizient der unnötige Betrieb der Windsichtungseinrichtung vermieden werden können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Strahlraum
    2
    Strahleinrichtung
    3
    Strahlmittel-Rückführleitung
    4a
    erste Staubabführleitung
    4b
    zweite Staubabführleitung
    5
    T-Stück
    6a
    erstes Stromventil
    6b
    zweites Stromventil
    7
    Entstaubungsanlage
    8
    dritte Staubabführleitung
    9
    Kamin
    10
    Windsichtungseinrichtung
    11
    erste Messeinrichtung
    12
    Hauptbunker
    13
    Dosierbunker
    14
    Neukorn-Zuführeinrichtung
    14a
    Ventil
    14b
    Ventilsteuereinrichtung
    15
    Strahlmittel-Zuführleitung
    16
    Strommesseinrichtung (zweite Messeinrichtung)
    17
    Gewichtsmesseinrichtung (dritte Messeinrichtung)

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Behandeln einer Oberfläche eines Werkstücks mit einem Strahlmittel, umfassend:
    einen Strahlraum (1) mit einer Strahleinrichtung (2) zum Beschleunigen des Strahlmittels auf das im Strahlraum (1) aufgenommene Werkstück,
    eine Windsichtungseinrichtung (10) zum Abtrennen von Staub und einer Strahlmittel-Feinfraktion,
    eine von der Windsichtungseinrichtung (10) wegführende zweite Staubabführleitung (4b) zum Abführen des Staubs und der Strahlmittel-Feinfraktion,
    einen stromabwärts der Windsichtungseinrichtung (10) nachgeordneten Hauptbunker (12) zur Aufnahme des Strahlmittels,
    einen mit dem Hauptbunker (12) verbundenen Dosierbunker (13) zum Nachsetzen von unbenutztem Strahlmittel,
    eine den Hauptbunker (12) mit der Strahleinrichtung (2) verbindende Strahlmittel-Zuführleitung (15) zum Zuführen des Strahlmittels zur Strahleinrichtung (2), wobei ein
    Computer hergerichtet ist zur Ermittlung eines mittleren Strahlmittelverbrauchs Vm gemäß der folgenden Formel: V m = G n / T s ,
    Figure imgb0001
    wobei
    Gn das in einem vorgegebenen Zeitintervall aus dem Dosierbunker (13) nachgesetzte Gewicht und/oder Volumen oder eines anderen Parameters ist, aus dem auf das im Dosierbunker (13) befindliche Gewicht und/oder Volumen an Strahlmittel geschlossen werden kann, und
    Ts die Strahldauer im vorgegebenen Zeitintervall ist,
    dadurch gekennzeichnet dass,
    eine vom Strahlraum wegführende erste Staubabführleitung zum Abführen von Staub vorgesehen ist, dass
    in der zweiten Staubabführleitung zumindest eine erste Messeinrichtung zum Messen der Windgeschwindigkeit oder eines physikalisch im Zusammenhang mit der Windgeschwindigkeit stehenden Parameters vorgesehen ist, dass
    die erste Messeinrichtung mit einem Computer zur Übertragung von Messwerten verbunden oder verbindbar ist, und dass der Computer hergerichtet ist zur zeitlich korrelierten Anzeige der folgenden Messwerte oder jeweils eines dazu korrespondierenden Parameters: Windgeschwindigkeit und mittlerer Strahlmittelverbrauch Vm.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Messeinrichtung (11) eine Prandtl-Sonde und/oder einen Hitzdraht-Sensor und/oder ein Laser-Doppler Anemometer umfasst.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Messeinrichtung (10) Bestandteil eines die Windgeschwindigkeit oder des physikalisch im Zusammenhang mit der Windgeschwindigkeit stehenden Parameters regelnden Regelkreises ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zweite Messeinrichtung (17) zum Messen einer Stromaufnahme der Strahleinrichtung (2) oder eines dazu korrespondierenden Parameters vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Neukorn-Zuführeinrichtung (14) zum Nachsetzen einer vorgegebenen Menge an unbenutztem Strahlmittel vom Dosierbunker (13) zum Hauptbunker (12) vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Neukorn-Zuführeinrichtung (14) eine den Dosierbunker (13) mit dem Hauptbunker (12) verbindende Leitung umfasst.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Neukorn-Zuführeinrichtung (14) ein Ventil (14a) und eine Ventilsteuereinrichtung (14b) zum Steuern von Öffnungszeiten des Ventils (14a) umfasst.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Ventil (14a) an der Leitung angeschlossen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine dritte Messeinrichtung (16) zum Messen eines Gewichts und/oder eines Volumens des im Dosierbunker (13) befindlichen Strahlmittels vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Messeinrichtung (16) und/oder die dritte Messeinrichtung (17) mit dem Computer zur Übertragung von Messwerten verbunden oder verbindbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Computer hergerichtet ist zur zusätzlichen zeitlich korrelierten Anzeige der Stromaufnahme und/oder des Gewichts Gn oder jeweils eines dazu korrespondierenden Parameters.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung (7) zum Abtrennen des Staubs und/oder der Strahlmittel-Feinfraktion vorgesehen ist, welche mittels einer über ein T-Stück (5) mit der ersten (4a) und zweiten Staubabführleitung (4b) verbundenen dritten Staubabführleitung (8) verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein weiterer Computer, insbesondere ein Mobiltelefon, mit dem der Computer via Internet mit zur Übertragung der Messwerte und/oder der zeitlich korrelierten Anzeige verbindbar ist.
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