WO1994004315A1 - Mobile schleuderstrahlmaschine - Google Patents

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WO1994004315A1
WO1994004315A1 PCT/EP1993/001786 EP9301786W WO9404315A1 WO 1994004315 A1 WO1994004315 A1 WO 1994004315A1 EP 9301786 W EP9301786 W EP 9301786W WO 9404315 A1 WO9404315 A1 WO 9404315A1
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centrifugal
radiation
area
areas
jet
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Application number
PCT/EP1993/001786
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Ullrich
Original Assignee
Manfred Ullrich
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.)
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Application filed by Manfred Ullrich filed Critical Manfred Ullrich
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Priority to EP93915850A priority patent/EP0655963B1/de
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/02—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other
    • B24C3/06—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other movable; portable
    • B24C3/065—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other movable; portable with suction means for the abrasive and the waste material
    • B24C3/067—Self-contained units for floorings

Definitions

  • Mobile centrifugal blasting machine which can be moved in one working direction over surfaces to be blasted, steel particles accelerated by rotating centrifugal wheels being thrown in the direction of the surface to be blasted and hitting them in an impact zone, with two centrifugal wheels arranged next to one another transversely to the working direction, which in the Operation each generate a particle beam directed towards the surface to be blasted.
  • a centrifugal jet machine of this type can be seen, for example, from DE-OS 25 06 740 or DE-OS 26 52 416. It has two centrifugal wheels which can be driven by a motor to make a rotational movement, the axes of rotation of which each run in a plane which is spanned by the working direction and the vertical direction of the machine. Blasting particles, in particular small spherical bodies, supplied from a storage device are accelerated by the rotating centrifugal wheels and, in the form of two juxtaposed particle beams, are thrown against the surface to be blasted in the area of the underside of the machine. The required material removal takes place there in the area of the impact zone.
  • the radiatable materials can in particular be concrete, coatings, screeds or steel plates.
  • centrifugal jet machines In comparison to a centrifugal jet machine with only one centrifugal wheel, as described in DE 27 08 528 C2 emerges, the previously mentioned centrifugal jet machines have a larger working width. However, the beam pattern generated is extremely uneven. Because of the inevitable scattering of the jet particles, a central zone with a relatively low radiation intensity is regularly established, which is flanked on both sides by zones with a higher radiation intensity, so-called hot spots. This is particularly disadvantageous if the blasted surfaces remain as visible surfaces and may later only be sealed colorless. The appearance is particularly pronounced with relatively soft material of the surfaces to be blasted.
  • the centrifugal blasting machine is designed such that the two adjacent particle beams laterally overlap with their mutually facing beam edge regions at the latest when they reach the impact zone in such a way that a central radiation region which is irradiated jointly by these two beam edge regions is formed in the impact zone.
  • the radiation intensity corresponds at least essentially to that which is caused by a respective main beam region of the two particle beams adjacent to the associated beam edge region.
  • Both centrifugal wheels are preferably of identical mirror-image design and are expediently operated at the same speed.
  • a separate drive motor can be assigned to each centrifugal wheel. It would also be conceivable to use a central drive motor that drives both centrifugal wheels with the interposition of a suitable gear.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the centrifugal jet machine according to the invention in side view according to arrow II from FIG. 2, partially broken open and highly schematic,
  • FIG. 1 provided centrifugal wheel arrangement in an enlarged view, with a line of sight coinciding with the working direction according to arrow I, the centrifugal wheels are shown simplified as circles, again highly schematic, and
  • FIG. 3 in a representation corresponding to FIG. 2 shows a further centrifugal wheel arrangement which can advantageously be implemented in the centrifugal jet machine according to FIG. 1.
  • FIG. 1 The general structure of the exemplary mobile centrifugal jet machine is evident from FIG. It has a structure, generally designated 1, which rests on a chassis 2. With the chassis 2 it is placed on a surface 4 to be blasted, which in the present case is a horizontally extending floor surface of a useful floor in the industrial or private sector.
  • This floor consists of concrete, which of course can also be a different material or a mixed material.
  • the surface 4 to be blasted does not necessarily have to be a floor surface, it can also be the surface of any other body, for example that of a steel plate. However, the preferred machining is carried out on at least substantially horizontally oriented surfaces, without the invention being restricted to such an application.
  • the centrifugal jet machine In operation, the centrifugal jet machine is moved over the surface 4 to be blasted by an operator.
  • a handle 3 can be provided for guidance that may be necessary.
  • the direction of movement of the centrifugal jet machine during operation is referred to as the working direction, it is indicated by the arrow 5.
  • the centrifugal jet machine will be moved regularly, covering working paths that adjoin one another laterally.
  • the structure 1 has a housing 6 which receives two centrifugal wheels 7, 8. Because of the side view, only one (7) of these centrifugal wheels can be seen in FIG.
  • the construction of a centrifugal wheel as such is known to the person skilled in the art, so that detailed explanations are not necessary at this point.
  • Each centrifugal wheel 7, 8 is rotatable about a central longitudinal axis 12, 13.
  • the corresponding rotary drive is provided, for example, by two drive motors, only one of which is shown at 14 in FIG. 1 and which are each assigned to one of the centrifugal wheels 7, 8.
  • the drive motors 14 are, for example, fastened to the housing 6 and flanged directly to the associated centrifugal wheel 7, 8 without complex intermediate gears.
  • a receiving container 15 for jet particles 16 is connected to the housing 6 via two feed channels 17, 18, one of the feed channels 17, 18 each opening into the housing 6 in the region of one of the centrifugal wheels 7, 8 (indicated by dash-dotted lines in FIGS. 2 and 3). In this way, the jet particles 16 are simultaneously fed to two centrifugal wheels 7, 8 due to gravity.
  • the centrifugal wheels 7, 8 rotating during operation hurl the blasting particles 16 fed to them in accordance with arrows 19 (FIG. 1) in the direction of the surface 4 to be blasted, which is located in the region of the underside of the centrifugal blasting machine.
  • the centrifugal jet machine has a working opening 23 which is bounded by a frame and which is open to the surface 4 to be blasted.
  • the path of the jet particles 16 to the working opening 23 is guided by housing walls 24 which connect to the blast wheel housing 6 and define a jet channel 25.
  • the jet particles 16 thrown away due to centrifugal force have impacted through the working opening 23 onto the surface 4, they rebound from this again according to arrows 26 and get back into the receiving container 15 via a return channel 27 also communicating with the opening 23 according to arrow 28.
  • the feedback can be based solely on the rebound energy, but an additional, for example mechanical feedback support is also possible.
  • the jet particles 16 carry out a material removal thereon.
  • the particles removed in the process likewise enter the return channel 27 and are separated from the jet particles 16 before reaching the receiving container 15. Suitable means are provided for this, For example, a blower 32, which is indicated only schematically in FIG.
  • the area of the surface 4 which is currently traversed by the working opening 23 forms an impact zone 33 for the jet particles 16. Its width corresponds essentially to that of the jet channel 25 provided jointly for the two blast wheels 7, 8.
  • the two blast wheels 7, 8 are transverse to Working direction 5 arranged side by side (transverse direction 29), where they are expediently at the same height, as can be seen from FIGS. 2 and 3.
  • the arrangement is preferably such that the two centrifugal wheels 7, 8 come to lie symmetrically on both sides of a longitudinal center plane 35 oriented both in the machine height direction 34 and in the working direction 5, as is realized in both exemplary embodiments.
  • the two centrifugal wheels 7, 8 are arranged laterally next to one another horizontally at right angles to the working direction with a relatively small distance, so that their peripheral sides face one another.
  • centrifugal wheels 7, 8 in such a way that their axes of rotation 12, 13 are contained in axis planes 36, 37 arranged parallel to one another, which run parallel to the longitudinal central plane 35 defined above, with respect to the horizontal plane 35 zontal are inclined.
  • the wheel planes running at right angles to the axes of rotation 12, 13 are thus arranged at a preferably acute angle to the surface 4 to be blasted, so that the blasting particles 16 according to arrows 19 meet the impact zone 33 obliquely and an optimal rebound effect occurs in the adjoining return duct 27.
  • the two centrifugal wheels 7, 8 preferably rotate in opposite directions during operation. If one looks at the centrifugal wheel arrangement in working direction 5, then in the case of the embodiment variant in FIG. 2, the left centrifugal wheel 7 rotates clockwise according to arrow 38 and the right centrifugal wheel 8 rotates counterclockwise according to arrow 39 during the rotation, the inner wheel sections 40, 40 'currently facing each other each have a movement component directed downwards towards the impact zone 33.
  • the direction of rotation of a respective centrifugal wheel 7, 8 is exactly opposite, so that the outer wheel sections 41, 41 ', which are currently facing away from each other in the transverse direction 29 during rotation, have a movement component directed downward towards the impact zone 33 exhibit.
  • each centrifugal wheel 7, 8 generates its own particle beam 43, 44 directed downward in the direction of the underside of the machine.
  • the left particle beam 43 is indicated by dash-dotted lines and the right particle beam 44 by dashed lines.
  • the setting can expediently be made such that the main beam directions of the two particle beams 43, 44 indicated in FIGS. 2 and 3 by the arrows 45, 46 diverge slightly obliquely in the direction of the impact zone 33 (FIG. 2) or slightly obliquely converge ( Figure 3).
  • a respective particle beam 43, 44 widens starting from the assigned centrifugal wheel 7, 8 and has its largest width measured transversely to the longitudinal center plane 35 in the area of the impact zone 33.
  • the two centrifugal wheels 7, 8, which are aligned with one another in the transverse direction 29, are designed and arranged in such a way that the two resulting and adjacent particle beams 43, 44 overlap with their mutually facing beam edge regions 47, 47 'transversely to the longitudinal center plane 35.
  • the overlapping beam area is indicated in FIGS. 2 and 3 at 48 and, when the viewing direction coincides with the working direction 5, has, for example, a shape similar to an isosceles triangle, the two sides of the same length being delimited by the boundaries of the overlapping beams edge areas 47, 47 'are formed.
  • the distance s between the beginning of the overlap and the impact zone 33 depends in particular on the angle of propagation of the individual particle beams 43, 44 and on the setting of the main beam directions 45, 46. In the case of FIG. 2, the distance s is greater than in the case of FIG. 3, where the beam edge regions 47, 47 'only overlap or cross relatively late.
  • the impact zone 33 is thus divided transversely to the working direction 15 into three strip-like radiation areas 49, 50, 51 which merge directly into one another.
  • the result is a central, central working area 49 in which the overlapping beam edge areas 47, 47 'collide together. This is flanked on both sides by external radiation areas 50, 51, which are caused by the remaining beam portion of a respective one of the two particle beams 43, 44.
  • This remaining beam portion is largely determined by a main beam area 52, 53 which adjoins the assigned inner beam edge area 47, 47 'and has a high beam intensity.
  • the mutually adjacent inner beam edge regions 47, 47 'each have a lower beam intensity, so that in the event of an impact, radiation regions would arise in which a smaller one without overlapping Material removal has taken place.
  • this is compensated for by the beam overlap, since the low beam intensities add up and result in a higher total beam intensity which essentially corresponds to that of an adjacent main beam region 52, 53. In this way, a uniform beam pattern without so-called hot spots is established over a very large width of the impact zone 33.
  • the masking devices 55 are preferably formed by the lateral housing walls 24 and in particular by their wall end regions 58 which directly adjoin the working opening 23 and extend in the direction of the centrifugal wheels 7, 8.
  • the beam particles impinging on the masking devices 55 are thus reflected (indicated by arrows 60) and strike the outer radiation areas 50, 51, which are already irradiated by the main beam areas 52, 53.
  • the direction of rotation of the two centrifugal wheels 7, 8 provided in the embodiment variant according to FIG. 3 is advantageous. It causes the outer beam edge areas 54, 54 'to strike the wall end areas 58 relatively flat at a very small angle 61, so that little wear occurs.
  • the embodiment variant according to FIG. 2 can also be operated in connection with masking devices 55.
  • masking devices 55 For this purpose, only the setting on the centrifugal wheel side must be carried out in such a way that the main jet directions 45, 46 diverge more and the outer jet edge regions 54, 54 'also strike the lateral housing walls 24.
  • somewhat increased wear would have to be expected, since the impact angle - causing the other direction of rotation of the centrifugal wheels 7, 8 - would be greater than in the variant according to the figure .
  • the masking devices 55 can be formed by parts which protrude into the beam channel 25.
  • these can be baffle plates which are fastened to the housing wall 24 in particular in an exchangeable manner.
  • the masking devices 55 which may be present enable additional beam image optimization in the outer edge regions of the impact zone, so that the result of the work is the entire width of the Impact zone produces a sharply defined beam pattern with uniform radiation.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine mobile Schleuderstrahlmaschine vorgeschlagen, die in einer Arbeitsrichtung über abzustrahlende Flächen (4) hinwegbewegbar ist. Sie verfügt über zwei quer zur Arbeitsrichtung nebeneinander angeordnete Schleuderräder (7, 8), die im Betrieb jeweils einen zur abzustrahlenden Fläche (4) hin gerichteten Partikelstrahl (43, 44) erzeugen. Auf diese Weise entsteht in der Aufprallzone (33) der Fläche (4) ein von den einander zugeordneten Strahlrandbereichen (47, 47') beider Partikelstrahlen (43, 44) bestrahlter zentraler Abstrahlbereich (49), wodurch sich insgesamt ein sehr gleichmäßiges Strahlbild an der Fläche (4) ergibt.

Description

Mobile Schleuderstrahlmaschine
Mobile Schleuderstrahlmaschine, die in einer Arbeitsrich¬ tung über abzustrahlende Flächen hinwegbewegbar ist, wobei von rotierenden Schleuderrädern beschleunigte Stahl¬ partikel in Richtung der abzustrahlenden Fläche geschleu¬ dert werden und diese in einer Aufprallzone treffen, mit zwei quer zur Arbeitsrichtung nebeneinander angeordneten Schleuderrädern, die im Betrieb jeweils einen zur abzu¬ strahlenden Fläche hin gerichteten Partikelstrahl er¬ zeugen.
Eine Schleuderstrahlmaschine dieser Art geht beispiels¬ weise aus der DE-OS 25 06 740 oder der DE-OS 26 52 416 hervor. Sie besitzt zwei motorisch zu einer Rotationsbe¬ wegung antreibbare Schleuderräder, deren Drehachse jeweils in einer Ebene verläuft, die von der Arbeitsrichtung und der Höhenrichtung der Maschine aufgespannt wird. Aus einem Speicher zugeführte Strahlpartikel, insbesondere kleine Kugelkörper, werden von den rotierenden Schleuder¬ rädern beschleunigt und in Gestalt zweier nebeneinander¬ liegender Partikelstrahlen gegen die im Bereich der Unter¬ seite der Maschine befindliche abzustrahlende Fläche geschleudert. Dort findet im Bereich der Aufprallzone der gewünschte Materialabtrag statt. Bei den abstrahlbaren Werkstoffen kann es sich insbesondere um Beton, Beschich¬ tungen, Estriche oder Stahlplatten handeln.
Im Vergleich zu einer Schleuderstrahlmaschine mit ledig¬ lich einem Schleuderrad, wie sie aus der DE 27 08 528 C2 hervorgeht, verfügen die zuvor erwähnten Schleuderstrahl¬ maschinen über eine größere Arbeitsbreite. Allerdings ist das erzeugte Strahlbild höchst ungleichmäßig. Wegen der unvermeidlichen Streuung der Strahlpartikel stellt sich regelmäßig eine zentrale Zone mit relativ geringer Abstrahl Intensität ein, die beidseits von Zonen mit höherer Ab¬ strahlintensität, sogenannten Hot Spots, flankiert wird. Nachteilig ist dies vor allem dann, wenn die abgestrahlten Flächen als Sichtflächen verbleiben und später eventuell nur farblos versiegelt werden. Besonders ausgeprägt ist die Erscheinung bei relativ weichem Material der abzu¬ strahlenden Flächen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mobile Schleuderstrahlmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sich bei hoher Arbeitsleistung ein über eine große Arbeitsbreite gleichmäßiges Strahlbild erzeugen läßt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, indem die Schleuder¬ strahlmaschine so ausgebildet ist, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Partikelstrahlen spätestens beim Erreichen der Aufprallzone seitlich mit ihren einander zugewandten Strahlrandbereichen derart überlappen, daß in der Aufprallzone ein von diesen beiden Strahlrandbereichen gemeinsam bestrahlter zentraler Abstrahlbereich entsteht, in dem die Abstrahl intensität zumindest im wesentlichen derjenigen entspricht, wie sie von einem jeweiligen an den zugehörigen Strahlrandbereich angrenzenden Strahl¬ hauptbereich der beiden Partikelstrahlen hervorgerufen wird.
Auf diese Weise ergibt sich in der Aufprallzone quer zur Arbeitsrichtung über eine sehr große Breite ein sehr ein¬ heitliches Strahlbild ohne ausgeprägte Hot Spots. Wird mit der Schleuderstrahlmaschine eine Arbeitsbahn zurückgelegt, so ergibt sich ein sehr einheitlicher Abstrahl streifen , der sich praktisch im wesentlichen aus drei nebeneinander¬ liegenden und unmerklich ineinander übergehenden streifen¬ artigen Abstrahlbereichen zusammensetzt. Im mittleren Abstrahlbereich findet eine Bearbeitung durch die einander zugewandten Strahlrandbereiche beider Partikelstrahlen statt. Diese Überlagerung bewirkt eine erhöhte resul¬ tierende Abstrahl intensität , die zumindest im wesentlichen derjenigen entspricht, wie sie von einem jeweiligen angrenzenden Strahlhauptbereich der beiden Partikelstrahlen erzeugt wird. Infolge des sich ergebenden gleichmäßigen Strahlbildes kann der Arbeitsbereich der Schleuderstrahl¬ maschine gut ausgenutzt werden. Dadurch läßt sich pro Zeiteinheit eine erheblich größere Fläche qualitativ hochwertiger abstrahlen als dies beim Stand der Technik möglich ist. Der Wirkungsgrad ist beträchtlich größer.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Beide Schleuderräder sind vorzugsweise identisch spiegel¬ bildlich ausgebildet und werden zweckmäßigerweise mit gleicher Drehzahl betrieben. Hierbei kann jedem Schleuder¬ rad ein eigener Antriebsmotor zugeordnet sein. Denkbar wäre auch die Verwendung eines zentralen Antriebsmotors, der unter Zwischenschaltung eines geeigneten Getriebes beide Schleuderräder antreibt.
Um in der gesamten Aufprallzone bis hin zu den seitlichen Rändern der Aufprallzone ein einheitliches Strahlbild zu erhalten, sind zweckmäßigerweise Mittel vorgesehen, die verhindern, daß Partikel der Partikelstrahlen seitlich außerhalb der Strahlhauptbereiche auf die abzustrahlende Fläche aufprallen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs¬ gemäßen Schleuderstrahlmaschine in Seitenan¬ sicht gemäß Pfeil II aus Figur 2, teilweise aufgebrochen und stark schematisiert,
Figur 2 die bei der Schleuderstrahlanlage gemäß
Figur 1 vorgesehene Schleuderradanordnung in vergrößerter Darstellung, mit einer mit der Arbeitsrichtung zusammenfallenden Blickrich¬ tung gemäß Pfeil I, wobei die Schleuderräder vereinfacht als Kreise dargestellt sind, wiederum stark schematisiert, und
Figur 3 in einer der Figur 2 entsprechenden Darstel lungs^ weise eine weitere bei der Schleuderstrahlma¬ schine gemäß Figur 1 vorteilhaft zu verwirk¬ lichende Schleuderradanordnung.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich, sofern im einzelnen nichts anderes angegeben, auf beide in den Figuren 2 und 3 abgebildeten Ausführungsvarianten.
Aus Figur 1 wird der allgemeine Aufbau der beispielsgemäßen mobilen Schleuderstrahlmaschine offenbar. Sie besitzt einen allgemein mit 1 bezeichneten Aufbau, der auf einem Fahrgestell 2 ruht. Mit dem Fahrgestell 2 ist sie auf einer abzustrahlenden Fläche 4 abgestellt, bei der es _ sich vorliegend um eine horizontal verlaufende Bodenfläche eines Nutzbodens im Industrie- oder Privatbereich handelt. Dieser Boden besteht aus Beton, wobei es sich selbstver¬ ständlich auch um ein anderes Material oder um ein Misch¬ material handeln kann. Die abzustrahlende Fläche 4 muß nicht notwendigerweise eine Bodenfläche sein, es kann sich auch um die Fläche eines beliebigen sonstigen Körpers handeln, beispielsweise derjenigen einer Stahlplatte. Die bevorzugte Bearbeitung erfolgt allerdings bei zumindest im wesentlichen horizontal ausgerichteten Flächen, ohne daß die Erfindung auf eine derartige Anwendung beschränkt sein sol 1. Im Betrieb wird die Schleuderstrahlmaschine von einer Bedienperson über die abzustrahlende Fläche 4 hinweg bewegt. Zur dabei eventuell notwendigen Führung kann ein Handgriff 3 vorgesehen sein. Die Bewegungsrichtung der Schleuderstrahlmaschine während des Betriebes sei als Arbeitsrichtung bezeichnet, sie ist durch den Pfeil 5 angedeutet. Regelmäßig wird die Schleuderstrahlmaschine unter Zurücklegung von Arbeitsbahnen bewegt werden, die sich seitlich aneinander anschließen.
Unter Bezugnahme auch auf die Figuren 2 und 3 verfügt der Aufbau 1 über ein Gehäuse 6, das zwei Schleuderräder 7, 8 aufnimmt. Wegen der Seitenansicht ist in Figur 1 nur eines (7) dieser Schleuderräder zu erkennen. Der Aufbau eines Schleuderrades als solchem ist dem Fachmann bekannt, so daß sich an dieser Stelle detailliertere Ausführungen erübrigen.
Jedes Schleuderrad 7, 8 ist um eine zentrale Längsachse 12, 13 drehbar. Für den entsprechenden Drehantrieb sorgen beispielsgemäß zwei Antriebsmotoren, von denen lediglich einer in Figur 1 bei 14 gezeigt ist, und die jeweils einem der Schleuderräder 7, 8 zugeordnet sind. Die An¬ triebsmotoren 14 sind beispielsgemäß an dem Gehäuse 6 befestigt und ohne aufwendige Zwischengetriebe unmittel-bar an das zugehörige Schleuderrad 7, 8 angeflanscht.
Es wäre durchaus möglich, für beide Schleuderräder 7, 8 einen gemeinsamen Antriebsmotor vorzusehen, der dann zweckmäßigerweise über einen zwischengeschalteten Riemen¬ trieb oder ein sonstiges Getriebe mit den Schleuderrädern 7, 8 in Antriebsverbindung steht (nicht dargestellt). Damit lassen sich auf besonders einfache Weise identische Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Schleuderräder 7, 8 verwirkl ichen .
An das Gehäuse 6 schließt sich nach oben hin ein Aufnahme- behälter 15 für Strahlpartikel 16 an. Bei letzteren handelt es sich um schüttgutartig vorliegende Partikel von insbesondere kugelähnlicher Gestalt, weshalb man die vorliegende Maschine auch als Kugelstrahlmaschine bezeich¬ nen könnte. Der Aufnahmebehälter 15 ist über zwei Zuführ¬ kanäle 17, 18 an das Gehäuse 6 angeschlossen, wobei jeweils einer der Zuführkanäle 17, 18 im Bereich eines der Schleuderräder 7, 8 in das Gehäuse 6 einmündet (in Figuren 2 und 3 strichpunktiert angedeutet). Auf diese Weise werden die Strahlpartikel 16 schwerkraftbedingt gleichzeitig beiden Schleuderrädern 7, 8 zugeführt.
Die im Betrieb rotierenden Schleuderräder 7, 8 schleudern die ihnen zugeführten Strahlpartikel 16 gemäß Pfeilen 19 (Figur 1) in Richtung der abzustrahlenden Fläche 4, die sich im Bereich der Unterseite der Schleuderstrahlmaschine befindet. Dort besitzt die Schleuderstrahlmaschine eine von einem Rahmen umgrenzte Arbeitsöffnung 23, die zur abzustrahlenden Fläche 4 hin offen ist. Der Weg der Strahlpartikel 16 hin zur Arbeitsöffnung 23 wird von Gehäusewänden 24 geleitet, die sich an das Schleuderrad- Gehäuse 6 anschließen und einen Strahlkanal 25 definieren.
Nachdem die fliehkraftbedingt weggeschleuderten Strahl¬ partikel 16 durch die Arbeitsöffnung 23 hindurch auf die Fläche 4 aufgeprallt sind, prallen sie von dieser gemäß Pfeilen 26 wieder ab und gelangen über einen ebenfalls mit der Öffnung 23 kommunizierenden Rückführkanal 27 gemäß Pfeil 28 zurück in den Aufnahmebehälter 15. Die Rückführung kann allein auf der Rückprallenergie basieren, möglich ist aber auch eine zusätzliche z.B. mechanische Rückführunterstützung. Im Moment des Aufpralles auf der Fläche 4 vollziehen die Strahlpartikel 16 an dieser einen Materialabtrag. Die dabei abgetragenen Teilchen gelangen ebenfalls in den Rückführkanal 27 und werden vor Erreichen des Aufnahmebehälters 15 von den Strahlpartikeln 16 getrennt. Hierfür sind geeignete Mittel vorgesehen, beispielsweise ein in Figur 1 lediglich schematisch ange¬ deutetes Gebläse 32, das den Rückführkanal 27 vor Erreichen des Aufnahmebehälters 15 mit einem quer verlaufenden Luftstrom beaufschlagt, der die leichteren abgetragenen Teilchen entfernt. Die in den Aufnahmebehälter 15 zurück¬ gelangenden Strahlpartikel 16 werden dann erneut den Schleuderrädern 7, 8 zugeführt, so daß der Kreislauf wieder von vorn beginnen kann.
Der momentan von der Arbeitsöffnung 23 überfahrene Bereich der Fläche 4 bildet eine Aufprallzone 33 für die Strahl¬ partikel 16. Ihre Breite entspricht im wesentlichen derjenigen des für die beiden Schleuderräder 7,8 gemeinsam vorgesehenen Strahlkanales 25. Die beiden Schleuderräder 7, 8 sind quer zur Arbeitsrichtung 5 nebeneinanderliegend angeordnet (Querrichtung 29), wobei sie sich zweckmäßiger¬ weise auf gleicher Höhe befinden, wie dies aus Figuren 2 und 3 hervorgeht. Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, daß die beiden Schleuderräder 7, 8 beidseits einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung 34 als auch in Arbeitsrichtung 5 ausgerichteten Längsmittelebene 35 symmetrisch zu dieser zu liegen kommen, wie dies bei beiden Ausführungs¬ beispielen verwirklicht ist. Hier sind die beiden Schleu¬ derräder 7, 8 horizontal rechtwinkelig zur Arbeitsrichtung mit relativ geringem Abstand seitlich nebeneinander angeordnet, so daß sie mit ihren Umfangsseiten einander zugewandt sind.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schleuderräder 7, 8 so anzuordnen, daß ihre Drehachsen 12, 13 in im Parallelabstand zueinander angeordneten Achsebenen 36, 37 enthalten sind, die parallel zur oben definierten Längs¬ mittelebene 35 verlaufen, wobei sie bezüglich der Hori¬ zontalen schräg angestellt sind. Die rechtwinkelig zu den Drehachsen 12, 13 verlaufenden Radebenen sind somit unter einem vorzugsweisen spitzen Winkel zu der jeweils abzu¬ strahlenden Fläche 4 angeordnet, so daß die Strahlpartikel 16 gemäß Pfeilen 19 schräg auf die Aufprallzone 33 treffen und sich ein optimaler Rückpralleffekt in den sich an¬ schließenden Rückführkanal 27 einstellt.
Wie man aus Figuren 2 und 3 ersieht, rotieren die beiden Schleuderräder 7, 8 im Betrieb vorzugsweise gegensinnig. Blickt man in Arbeitsrichtung 5 auf die Schleuderradan¬ ordnung, so rotiert im Falle der Ausführungsvariante der Figur 2 das linke Schleuderrad 7 gemäß Pfeil 38 im Uhr¬ zeigersinn und das rechte Schleuderrad 8 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Pfeil 39. Auf diese Weise besitzen die während der Rotation jeweils momentan einander zugewandten innenliegenden Radabschnitte 40, 40' eine nach unten zur Aufprallzone 33 hin gerichtete Bewegungs¬ komponente. Bei der Variante gemäß Figur 3 ist die Dreh¬ richtung eines jeweiligen Schleuderrades 7, 8 gerade entgegengesetzt, so daß die während der Rotation jeweils momentan in Querrichtung 29 voneinander abgewandten außen¬ liegenden Radabschnitte 41, 41 ' eine nach unten zur Aufprallzone 33 hin gerichtete Bewegungskomponente auf¬ weisen .
Jedes Schleuderrad 7, 8 erzeugt im Betrieb einen eigenen, nach unten in Kichtung der Maschinenunterseite gerichteten Partikelstrahl 43, 44. Zur besseren Unterscheidung ist der linke Partikel strahl 43 mit strichpunktierten und der rechte Partikelstrahl 44 mit gestrichelten Begrenzungs¬ linien angedeutet. Dabei kann die Einstellung zweckmäßiger¬ weise so getroffen sein, daß die in Figuren 2 und 3 durch die Pfeile 45, 46 angedeuteten Hauptstrahlrichtungen der beiden Partikelstrahlen 43, 44 in Richtung zur Aufprall¬ zone 33 hin leicht schräg auseinanderlaufen (Figur 2) oder leicht schräg aufeinander zulaufen (Figur 3). Ein jeweiliger Partikelstrahl 43, 44 erweitert sich ausgehend vom zugeordneten Schleuderrad 7, 8 und hat seine größte quer zur Längsmittelebene 35 gemessene Breite im Bereich der Aufprallzone 33. Die beiden in Querrichtung 29 miteinander fluchtenden Schleuderräder 7, 8 sind im übrigen so ausgebildet und angeordnet, daß sich die beiden ergebenden und nebenein¬ anderliegenden Partikelstrahlen 43, 44 mit ihren einander zugewandten Strahlrandbereichen 47, 47' quer zur Längs¬ mittelebene 35 überlappen. Der sich überlappende Strahlbe¬ reich ist in Figuren 2 und 3 bei 48 angedeutet und hat bei mit der Arbeitsrichtung 5 zusammenfallender Blickrich¬ tung zum Beispiel eine einem gleichschenkligen Dreieck ähnelnde Gestalt, wobei die beiden gleichlangen Dreieck¬ seiten von den Begrenzungen der sich überlappenden Strahl¬ randbereiche 47, 47' gebildet werden. Der Abstand s zwischen Überlappungsbeginn und Aufprallzone 33 hängt dabei insbesondere vom Ausbreitungswinkel der einzelnen Partikelstrahlen 43, 44 und von der Einstellung der Haupt¬ strahlrichtungen 45, 46 ab. Im Falle der Figur 2 ist der Abstand s größer als im Falle der Figur 3, wo sich die Strahlrandbereiche 47, 47' erst relativ spät überlappen bzw. durchqueren.
Insgesamt wird somit die Aufprallzone 33 quer zur Arbeits¬ richtung 15 in drei unmittelbar ineinander übergehende streifenähnliche Abstrahlbereiche 49, 50, 51 unterteilt. Es ergibt sich ein zentraler mittlerer Arbeitsbereich 49 in dem die sich überlappenden Strahlrandbereiche 47, 47' gemeinsam aufprallen. Dieser wird beidseits von äußeren Abstrahlbereichen 50, 51 flankiert, die vom verbleibenden Strahlanteil eines jeweiligen der beiden Partikelstrahlen 43, 44 hervorgerufen werden. Dieser verbleibende Strahl¬ anteil ist maßgeblich von jeweils einem sich an den zugeordneten inneren Strahlrandbereich 47, 47' unmittel¬ bar anschließenden Strahlhauptbereich 52, 53 bestimmt, der eine hohe Strahl intensität aufweist. Die einander benachbarten inneren Strahlrandbereiche 47, 47' haben demgegenüber an sich jeweils eine geringere Strahlinten¬ sität, so daß im Falle eines Aufpralles ohne Überlappung Abstrahlbereiche entstehen würden, in denen ein geringerer Materialabtrag stattgefunden hat. Durch die Strahlüber¬ lappung wird dies jedoch ausgeglichen, da sich die geringen Strahl intensitäten addieren und in einer höheren Gesamt¬ strahlintensität resultieren, die im wesentlichen der¬ jenigen eines jeweils angrenzenden Strahlhauptbereiches 52, 53 entspricht. Man erricht dadurch über eine sehr große Breite der Aufprallzone 33 ein gleichmäßiges Strahl¬ bild ohne sogenannte Hot Spots.
Im Falle der Ausführungsvariante gemäß Figur 2 hat man in unmittelbarer Nähe der seitlichen Randbereiche der Auf¬ prallzone 33 in der Regel einen in Figur 2 nicht einge¬ zeichneten schmalen Abstrahlbereich zu tolerieren, der eine etwas reduzierte Bearbeitungsintensität aufweist. Dies rührt daher, daß die in Querrichtung 29 voneinander abgewandten äußeren Strahlrandbereiche 54, 54' in der Regel eine im Vergleich zum Strahlhauptbereich 52, 53 leicht reduzierte Strahl intensität besitzen. Im Einzelfall ist dies von un¬ tergeordneter Bedeutung, da die erzielte, mit gleichmäßigem Abstrahlergebnis aufwartende Gesamtabstrahlbreite bereits sehr beträchtlich ist. Die Ausführungsvariante der Figur 3 zeichnet sich demgegenüber allerdings durch einen Aufbau aus, der entsprechende Abstrahlbereiche verminderter In¬ tensität bewußt vermeidet, so daß sich das in der Aufprall¬ zone 33 einstellende Strahlbild auch zu den seitlichen Randbereichen hin nicht oder zumindest nicht nennenswert abschwächt. Die Folge ist eine beidseits klare Abgrenzung des erzeugten Strahlbildes, die den in Bahnen durchgeführ¬ ten Bearbeitungsvorgang erleichtert, da man Abstrahlbahn an Abstrahlbahn setzen kann, ohne eine Überlappung vor¬ nehmen zu müssen.
Erreicht wird dies dadurch, daß im Strahlweg der beiden äußeren Strahlrandbereiche 54, 54' jeweils eine gehäuse- wandfeste Ausblendeinrichtung 55 angeordnet ist, die den betreffenden Strahlrandbereich 54, 54' praktisch aus¬ blendet und somit verhindert, daß die Strahlrandbereiche 54, 54' dort auf der abzustrahlenden Fläche 4 aufprallen, wo sie bei ungehindertem Strahlgang auftreffen würden. In Figur 3 sind seitlich an die Aufprallzone 33 beidseits angrenzend zwei Randzonen 56 angedeutet, in denen die Strahlrandbereiche 54, 54" aufprallen würden, wenn sie - wie gepunktet bei 57 angedeutet - direkt und ungehindert bis zur abzustrahlenden Fläche 4 gelangen könnten. Diese Randzonen wären durch eine geringere Abstrahl intensität gekennzeichnet. Indem sie nun eliminiert sind, verbleibt ein Strahlbild, das sich aus zwei äußeren Abstrahlbereichen 50, 51 und einem mittleren Abstrahlbereich 49 zusammen¬ setzt, wobei diese drei Abstrahlbereiche untereinander durch eine praktisch identische Abstrahl intensität gekenn¬ zeichnet sind und der gesamte Strahlbereich seitlich beidseits scharf abgegrenzt ist.
Die Ausblendeinrichtungen 55 sind vorzugsweise von den seit¬ lichen Gehäusewänden 24 gebildet und insbesondere von deren sich an die Arbeitsöffnung 23 unmittelbar anschließenden und sich in Richtung zu den Schleuderrädern 7, 8 erstrecken¬ den Wandendbereichen 58. Die seitlichen Strahlrandbereiche 54, 54' prallen auf diese Wandendbereiche 58 auf, bevor sie die abzustrahlende Fläche 4 erreichen. Damit die ausgeblen¬ deten Strahlpartikel jedoch nicht am Boden liegen bleiben, sondern weiterhin an dem Strahlmittelkreislauf teilnehmen, sind die Ausblendeinrichtungen 55 vorzugsweise in Gestalt von Reflexionseinrichtungen 59 ausgebildet, was für die Ausführungsvariante gemäß Figur 3 zutrifft. Die auf die Ausblendeinrichtungen 55 aufprallenden Strahlpartikel wer¬ den somit reflektiert (angedeutet durch Pfeile 60) und prallen auf die äußeren Abstrahlbereiche 50, 51, die bereits von den Strahlhauptbereichen 52, 53 bestrahlt werden. Von dort prallen sie dann gemäß Pfeilen 26 ab, um in den Aufnahmebehälter 15 zurückgeführt zu werden. Da die Strahl¬ intensität der äußeren Strahl randbereiche 54, 54' von Hause aus reduziert ist und ferner die erwähnte Reflexion energieabschwächend hinzukommt, wird das Strahlbild in den äußeren Abstrahlbereichen 50, 51 durch die zusätzliche Bestrahlung nicht sichtbar beeinträchtigt.
Im Zusammenhang mit dem Ausblenden der äußeren Strahlrand¬ bereiche 54, 54' ist die bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 3 vorgesehene Drehrichtung der beiden Schleu¬ derräder 7, 8 von Vorteil. Sie bewirkt, daß die äußeren Strahlrandbereiche 54, 54' unter einem sehr geringen Win¬ kel 61 relativ flach auf die Wandendbereiche 58 aufprallen, so daß ein nur geringer Verschleiß auftritt.
Auch die Ausführungsvariante gemäß Figur 2 läßt sich im Zusammenhang mit Ausblendeinrichtungen 55 betreiben. Hierzu ist lediglich die schleuderradseitige Einstellung so vorzunehmen, daß die Hauptstrahlrichtungen 45, 46 stärker divergieren und die äußeren Strahlrandbereiche 54, 54' ebenfalls auf die seitlichen Gehäusewände 24 aufprallen. Allerdings wäre mit einem etwas erhöhten Verschleiß zu rechnen, da der Aufprallwinkel - verursacht die andere Drehrichtung der Schleuderräder 7, 8 - größer wäre als bei der Variante gemäß Figur .3.
Es versteht sich, daß die Ausblendeinrichtungen 55 von Teilen gebildet sein können, die in den Strahlkanal 25 hineinragen. Es kann sich beispielsweise um Prallplatten handeln, die an der Gehäusewand 24 insbesondere auswechsel¬ bar befestigt sind.
Wichtig ist also, daß die beiden Partikelstrahlen 43, 44 an den einander zugewandten Strahlseiten partiell inein¬ andergreifen bzw. sich überlagern können, so daß spätestens beim Erreichen der Aufprallzone 33 ein im wesentlichen einheitliche Strahl intensität aufweisender Gesamtstrahl ankommt. Die gegebenenfalls vorhandenen Ausblendeinrich¬ tungen 55 ermöglichen eine zusätzliche Strahlbildopti¬ mierung in den äußeren Randbereichen der Aufpral lzone, so daß sich als Arbeitsergebnis über die gesamte Breite der Aufprallzone ein scharf abgegrenztes Strahlbild mit gleichmäßiger Abstrahlung ergibt.

Claims

Patentansprüche
1. Mobile Schleuderstrahlmaschine, die in einer Arbeits¬ richtung (5) über abzustrahlende Flächen hinwegbewegbar ist, wobei von rotierenden Schleuderrädern (7, 8) be¬ schleunigte Strahlpartikel in Richtung der abzustrahlen¬ den Fläche (4) geschleudert werden und diese in einer Aufprallzone (33) treffen, mit zwei quer zur Arbeitsrich¬ tung (5) nebeneinander angeordneten Schleuderrädern (7, 8), die im Betrieb jeweils einen zur abzustrahlenden Fläche (4) hin gerichteten Partikelstrahl (43, 44) er¬ zeugen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Partikelstrahlen (43, 44) spätestens beim Erreichen der Aufprallzone (33) seitlich mit ihren einander zugewandten Strahlrandbereichen (47, 47') derart überlappen, daß in der Aufprallzone (33) ein von diesen beiden Strahlrandbereichen (47, 47') gemeinsam bestrahlter zentraler Abstrahlbereich (49) entsteht, in dem die Abstrahl intensität zumindest im wesentlichen derjenigen entspricht, wie sie von einem jeweiligen an den zugehörigen Strahlrandbereich (47, 47') angrenzenden Strahlhauptbereich (52, 53) der beiden Partikelstrahlen (43, 44) hervorge¬ rufen wird.
2. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) rechtwinkelig zur Arbeitsrichtung (5) mit Abstand seit¬ lich nebeneinander angeordnet sind.
3. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) im Betrieb gegensinnig (38, 39) rotieren.
4. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehachsen (12, 13) beider Schleuderräder (7, 8) in zueinander parallelen und beabstandeten, jeweils sowohl in Maschinen-Höhenrich¬ tung (34) als auch in Arbeitsrichtung (5) ausgerichteten Achsebenen (36, 37) erstrecken, wobei sie bezüglich der abzustrahlenden Fläche (4) vorzugsweise schräg angestellt sind.
5. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallzone (33) von den Partikelstrahlen (43, 44) in drei quer zur Arbeitsrichtung (5) unmittelbar aneinander angrenzende oder ineinander übergehende Abstrahlbereiche (49, 50, 51) unterteilt wird, und zwar in einen von den beiden einander zugewandten Strahl randbereichen (47, 47') überlagert beabeiteten zentralen Abstrahlbereich (49) und in zwei vom jeweils verbleibenden Strahlanteil der beiden Partikelstrahlen (43, 44) bearbei¬ teten, den zentralen Abstrahlbereich (49) seitlich flan¬ kierende äußere Abstrahlbereiche (50, 51).
6. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die äußeren Abstrahlbereiche (50, 51) der Aufprallzone (33) ausschließlich durch die eine stärkere Abstrahl intensität hervorrufenden Strahlhaupt¬ bereiche (52, 53) eines jeweiligen Partikel Strahles (43, 44) einer direkten Bestrahlung unterliegen.
7. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (55) vorgesehen sind, um an den einander entgegengesetzten Außenseiten der beiden Partikelstrahlen (43, 44) auftretende im Vergleich zum Strahlhauptbereich (52, 53) eine geringere Strahl intensität aufweisende äußere Strahlrandbereiche (54, 54') an einem Aufprall auf der zu bearbeitenden Fläche (4) seitlich außerhalb den von den zentralen Strahlhauptbereichen (52, 53) hervorgerufenen Abstrahl¬ bereichen (50, 51) zu hindern und zweckmäßigerweise zumindest zum größten Teil zu dem vom zugeordneten Strahl¬ hauptbereich (52, 53) direkt bestrahlten Abstrahlbereich (50, 51) umzulenken.
8. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlweg von an den einander entgegengesetzten Außenseiten der beiden Partikel- strahlen (43, 44) auftretenden, im Vergleich zum angrenzen¬ den Strahlhauptbereich (52, 53) eine geringere Strahl¬ intensität aufweisenden äußeren Strahlrandbereichen (54, 54'), Ausblendeinrichtungen (55) vorgesehen sind, die die äußeren Strahlrandbereiche (54, 54' ) derart vom zuge¬ ordneten Partikelstrahl (43, 44) ausblenden, daß sie an der Erzeugung einer auf sie alleine zurückzuführenden Abstrahl-Randzone (56) auf der abzustrahlenden Fläche (4) gehindert werden.
9. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Ausblendeinrichtungen (55) zumin¬ dest teilweise als Reflexionseinrichtungen (59) ausge¬ bildet sind, die den jeweils ausgeblendeten äußeren Strahl¬ randbereich (54, 54') zumindest teilweise in Rich¬ tung des vom zugeordneten Strahlhauptbereich (52, 53) beaufschlagten äußeren Abstrahlbereiches (50, 51) umlenken,
10. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblendeinrichtungen (55) von seitlichen Gehäusewänden (24) gebildet sind, die einen Strahlkanal (25) für die Partikelstrahlen (43, 44) begrenzen.
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