DE10163230A1 - Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen - Google Patents
Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von OberflächenInfo
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen mittels eines beschleunigten Mediumstrahles. Eine vielseitige Anwendung des Verfahrens bei günstiger Energiebilanz und hoher Effizienz ergibt sich nach der Erfindung dadurch, dass Flüssigkeit als Medium durch Explosion eines Gasgemisches oder kontinuierlicher Verbrennung desselben mit hoher kinetischer Energie auf die zu bearbeitende Oberfläche geleitet wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen mittels eines beschleunigten Mediumstrahles.
- Ein derartiges Verfahren wird mit unterschiedlichen Medien und unterschiedlichen Betriebsparametern für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt. Es sei nur an das Abtragen von Oberflächen, insbesondere beim Entlacken, Entzundern, Entrosten, Entspanen und Entgraten von Bauteilen oder Werkstücken erinnert. Schon das Säubern und Aufrauhen von Oberflächen werden mit einem derartigen Verfahren durchgeführt.
- Ein allgemein bekanntes Verfahren verwendet einen Flüssigkeitsstrahl, insbesondere Wasserstrahl, der mittels einer angetriebenen Hochdruckpumpe das Medium Düsen zuführt, aus denen das Medium fein verteilt und mit hoher Geschwindigkeit austritt und beim Auftreffen auf die behandelte Oberfläche zu der Reinigungs-, Entlackungs-, Entzunderungs-, Entrostungs-, Entspanungs- oder Entgratungswirkung führt. Diese bekannten Hochdruckanlagen erfordern zur Erzeugung des Flüssigkeitsstrahles eine sehr hohe, elektrische Leistung und resultieren im Ergebnis in einem schlechten Wirkungsgrad bei der Energieumsetzung.
- Es ist auch bekannt, feste Partikel beim Auftragen von Schichten auf Oberflächen mittels Detonation eines Gases im sogenannten Detonationsspritzen oder mittels kontinuierlicher Gasverbrennung im sogenannten Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen zu beschleunigen, die dann beim Auftreffen auf die Oberfläche sich fest mit dieser verbinden. Dabei ist im Gegensatz zu den Hochdruckanlagen der Materialtransport gerade von der Oberfläche weg gerichtet.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen mittels eines beschleunigten Mediumstrahles zu schaffen, das bei wesentlich günstigerer Energiebilanz einen effektiveren Mediumstrahl aufweist und für die verschiedensten Anwendungsfälle eingesetzt werden kann.
- Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass Flüssigkeit als Medium durch Explosion eines Gasgemisches oder kontinuierlicher Verbrennung desselben mit hoher kinetischer Energie auf die zu bearbeitende Oberfläche geleitet wird.
- Die Verwendung von Flüssigkeit als Medium hat schon den Vorteil, dass das Verfahren für die unterschiedlichsten Bearbeitungsvorgänge, wie Reinigen von Oberflächen, Aufrauhen zur Vergrößerung der Oberfläche, Ablösen von Lackschichten, Rostschichten oder anderen Schichten von zu bearbeitenden Oberflächen, Entgraten, Entspanen und Entzundern der Oberfläche und dgl. eingesetzt werden kann. Mit dem Zünden des Gasgemisches wird die Flüssigkeit explosionsartig zerstäubt und extrem beschleunigt, so dass die Flüssigkeitsteilchen beim Auftreffen auf der zu bearbeitenden Oberfläche eine hohe kinetische Energie besitzen, die zu einem ausgezeichneten Bearbeitungsergebnis führt. Das Verfahren kann mit relativ einfachem Vorrichtungsaufwand realisiert werden, was den Einsatz für weitere Anwendungsfälle begünstigt und dies auch aus Kostengründen. Dieselbe Wirkung wird auch durch kontinuierliche Verbrennung des Gasgemisches erreicht.
- Als Gasgemisch mit gutem Zünd- und Explosionsverhalten hat sich Sauerstoff und Brenngas als geeignet erwiesen. Dabei wird vorzugsweise ein elektrisch betätigbarer Zünder eingesetzt.
- Als Medium hat sich vorzugsweise Wasser erwiesen, das einfach zu handhaben und im Einsatz sehr preisgünstig ist.
- Der Betrieb ist nach einer Ausgestaltung vorzugsweise so ausführbar, dass die Flüssigkeit und das Gasgemisch wiederholt einem einseitig offenen Gehäuse zugeführt werden und das Gasgemisch gezündet wird, wobei die Flüssigkeit der offenen Seite des Gehäuses zugekehrt vor dem Gasgemisch in das Gehäuse eingeleitet wird. Die Bearbeitung der Oberfläche erfolgt dann in vielen aufeinanderfolgenden gleichen Verfahrensschritten. Damit Rückstände der Explosion die Wirkung des Verfahrens nicht nachteilig beeinflussen, ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass nach jeder Explosion des Gasgemisches dem Gehäuse zur Reinigung Stickstoff zugeführt wird. Die Frequenz der Zündvorgänge kann dabei so hoch gewählt werden, dass eine Art Dauerbearbeitung der Oberfläche entsteht.
- Das Verfahren nach der Erfindung ist mit einem konstruktiven Gehäuseaufbau dadurch einfach realisierbar, dass dem Gehäuse die Form eines Reagenzglases gegeben wird, dass im Bereich des geschlossenen Bodens über Zuleitungen quer zur Längsachse des Gehäuses die Bestandteile des Gasgemisches zugeführt werden, dass den Zuleitungen gegenüberliegend der Zünder in das Gehäuse eingeführt wird und dass im Abstand vor den Zuleitungen Wasser über eine Einleitung mit Strömungskomponente in Richtung der offenen Gehäuseseite zugeführt wird.
- Ist dabei vorgesehen, dass die Einleitung für das Wasser im Gehäuse mit einem in Richtung zur offenen Seite des Gehäuses gerichteten Endabschnitt versehen wird, dann wird für die Strömungsrichtung des Mediumstrahles schon der Weg vorgegeben, so dass keine schädlichen Wirbel im Gehäuse entstehen.
- Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem durch explosionsartige Verbrennung eines Gasgemisches beschleunigten Flüssigkeitsstrahles, bei dem nach jeder Explosion von Brenngas und Sauerstoff eine Reinigung der Vorrichtung mit Stickstoff erfolgt und
- Fig. 2 eine Vorrichtung mit kontinuierlicher Verbrennung des Gasgemisches zur Beschleunigung des Flüssigkeitsstrahles.
- In einem reganzglasähnlichen Gehäuse 10 wird in der Nähe des geschlossenen Bodens 11 über Zuleitungen 15 und 16 Sauerstoff O2 und Brenngas BG zugeführt. Die Zuleitungen 15 und 16 sind dabei senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 10 eingeführt. Auf der den Zuleitungen 15 und 16 gegenüberliegenden Seite ist ein Zünder 20 angeordnet, der vorzugsweise elektrisch betätigbar ist. Im Bereich 18 wird das eingeleitete Gasgemisch explosionsartig gezündet. Das dabei entstehende Verbrennungsgas treibt mit hoher Geschwindigkeit einen Flüssigkeitsstrahl aus Wasser H2O aus der offenen Seite 12 des Gehäuses 10. Die Zuleitung des Wassers H2O erfolgt über eine Einführung 13, die vor den Zuleitungen 15 und 16 in das Gehäuse 10 einmündet und innerhalb des Gehäuses 10 mit einem gebogenen Endabschnitt 14 in Richtung zur offenen Seite 12 gerichtet ist. Bei der Explosion des Gasgemisches wird ein Flüssigkeitsstrahl 19 kleinster Flüssigkeitsteilchen mit hoher kinetischer Energie auf die zu bearbeitende Oberfläche geleitet und führt die beabsichtigte Reinigung, Aufrauhung, Abtragung, Entgratung usw. durch. Die Zufuhr von Sauerstoff O2 und Brenngas BG wird mit der Zündung wiederholt und so ein intermittierender Bearbeitunngsvorgang durchgeführt. Nach jeder Zündung kann über eine Zuleitung 17 dem Gehäuse 10 Stickstoff N2 zugeführt werden, der die Vorrichtung reinigt und schädlichen Einfluss der Verbrennungs-Rückstände auf den folgenden Verfahrensschritt vermeidet.
- Je nach Anwendungsfall können die Parameter für das Wasser, den Sauerstoff und das Brenngas an den gewünschten Bearbeitungsprozess angepasst werden.
- Wie Fig. 2 zeigt, kann das Verfahren auch ohne die Reinigungsschritte mit Stickstoff N2 realisiert werden. Die Zufuhr von Stickstoff N2 in das Gehäuse 10 erübrigt sich dann und die Zufuhr von Sauerstoff O2 und Brenngas BG sowie von Wasser H2O mit der Zündung über den Zünder 20 erfolgt kontinuierlich, wie beim Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen. Die kinetische Energie der zerstäubten und beschleunigten Flüssigkeitsteilchen, vorzugsweise Wasserteilchen, ist dabei jedoch etwas geringer als bei der explosionsartigen, intermittierenden Verbrennung. Bei vielen Anwendungsfällen reicht die erzeugte Abtragung der Oberfläche aus.
Claims (8)
1. Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen
mittels eines beschleunigten Mediumstrahles,
dadurch gekennzeichnet,
dass Flüssigkeit als Medium durch Explosion eines Gasgemisches (GS,
O2) oder kontinuierlicher Verbrennung desselben mit hoher kinetischer
Energie auf die zu bearbeitende Oberfläche geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Gasgemisch Sauerstoff (O2) und Brenngas (BG) verwendet wird,
das mittels eines Zünders (20) gezündet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Flüssigkeit Wasser (H2O) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, .
dass die Flüssigkeit und das Gasgemisch (O2, BG) wiederholt einem
einseitig offenen Gehäuse (10) zugeführt werden und das Gasgemisch (O2,
BG) gezündet wird, wobei die Flüssigkeit (H2O) der offenen Seite (12) des
Gehäuses (10) zugekehrt vor dem Gasgemisch (O2, BG) in das Gehäuse
(10) eingeleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach jeder Explosion des Gasgemisches (O2, BG) dem Gehäuse (10)
zur Reinigung Stickstoff (N2) zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Gehäuse (10) die Form eines Reagenzglases gegeben wird,
dass im Bereich des geschlossenen Bodens (11) über Zuleitungen (15, 16, 17) quer zur Längsachse des Gehäuses (10) die Bestandteile des Gasgemisches (O2, BG, N2) zugeführt werden,
dass den Zuleitungen (15, 16, 17) gegenüberliegend der Zünder (20) in das Gehäuse (10) eingeführt wird und
dass im Abstand vor den Zuleitungen (15, 16, 17) Wasser über eine Einleitung (13) mit Strömungskomponente in Richtung der offenen Gehäuseseite (12) zugeführt wird.
dass dem Gehäuse (10) die Form eines Reagenzglases gegeben wird,
dass im Bereich des geschlossenen Bodens (11) über Zuleitungen (15, 16, 17) quer zur Längsachse des Gehäuses (10) die Bestandteile des Gasgemisches (O2, BG, N2) zugeführt werden,
dass den Zuleitungen (15, 16, 17) gegenüberliegend der Zünder (20) in das Gehäuse (10) eingeführt wird und
dass im Abstand vor den Zuleitungen (15, 16, 17) Wasser über eine Einleitung (13) mit Strömungskomponente in Richtung der offenen Gehäuseseite (12) zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einleitung (13) für das Wasser (H2O) im Gehäuse (10) mit einem
in Richtung zur offenen Seite (12) des Gehäuses (10) gerichteten
Endabschnitt (14) versehen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in das Gehäuse (10) ein elektrisch betätigbarer Zünder (20)
eingeführt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001163230 DE10163230A1 (de) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen |
PCT/EP2002/013129 WO2003053601A1 (de) | 2001-12-21 | 2002-11-22 | Verfahren zum reinigen, aufrauhen und abtragen von oberflächen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001163230 DE10163230A1 (de) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10163230A1 true DE10163230A1 (de) | 2003-07-10 |
Family
ID=7710357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001163230 Withdrawn DE10163230A1 (de) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Verfahren zum Reinigen, Aufrauhen und Abtragen von Oberflächen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10163230A1 (de) |
WO (1) | WO2003053601A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006038309A1 (de) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Extrude Hone Gmbh | Vorrichtung zum thermischen Entgraten von Werkstücken |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2907759C2 (de) * | 1979-02-28 | 1982-06-16 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Vorrichtung zum Entrosten, Reinigen und Lösen oder Zerstören von Verbindungselementen |
CH664097A5 (de) * | 1984-12-31 | 1988-02-15 | Inst Sverkhtverdykh Mat | Anlage zum detonationsauftragen von ueberzuegen auf werkstuecke. |
FR2809043B1 (fr) * | 2000-05-17 | 2002-09-27 | Thermo Blast Internat S A | Lance thermo-abrasive |
-
2001
- 2001-12-21 DE DE2001163230 patent/DE10163230A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-11-22 WO PCT/EP2002/013129 patent/WO2003053601A1/de not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006038309A1 (de) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Extrude Hone Gmbh | Vorrichtung zum thermischen Entgraten von Werkstücken |
Also Published As
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WO2003053601A1 (de) | 2003-07-03 |
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Legal Events
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