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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Bauteils.
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Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Mattierung der Oberfläche von lackierten Bauteilen mit einem Strahlgerät bekannt geworden.
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Die Druckschrift
EP 350 965 A2 beschreibt einen Schleuderstrahlkopf zum Abstrahlen größerer Oberflächen mit in einem Luftstrom geförderten Strahlmittelteilchen, mit einer auf die abzustrahlende Oberfläche aufzusetzenden, manuell führbaren Strahlkammer mit einer Strahlkammeröffnung, die von einem auf die abzustrahlende Oberfläche aufsetzbaren Randteil umschlossen ist, und mit einem durchsichtigen Kammerwandbereich, einer in die Strahlkammer ausmündenden und zur Strahlkammeröffnung hin gerichteten Strahldüse, und einem an der Strahlkammer angeordneten Auslassstutzen zum Abführen von Förderluft und verbrauchten Strahlmittelteilchen. Die Strahldüse ist unter spitzem Winkel zur Ebene der Strahlkammeröffnung und seitlich von derselben an der Strahlkammer angeordnet, der Auslassstutzen ist der Strahldüse gegenüberliegend an der Strahlkammer angeordnet, und der durchsichtige Kammerwandbereich ist als der Strahlkammeröffnung gegenüberliegendes Sichtfenster ausgebildet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 013 167 A1 ist ein Verfahren zum Bearbeiten von glänzenden Lackoberflächen bekannt, bei dem ein Strahlmittel in einen durch Unterdruck erzeugten Trägerluftstrom dosiert, in einer Schlauchleitung zu einer Strahllanze befördert, auf eine durch eine Strahlkammer unter Unterdruck gesetzte Bearbeitungsfläche gelenkt, von dort in den Luftstrom zurückbefördert, gereinigt und ggf. im Kreislauf gefahren wird. Die Beschleunigung des Strahlmittels wird durch den Unterdruck erzeugt und die Strahlkammer auf der Bearbeitungsfläche verschoben.
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Die Druckschrift WO 2017 / 059935 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Bauteils, die mit einer Schicht aus Klarlack lackiert ist, wobei das Bauteil in einem Innenraum einer Strahlkammer angeordnet wird, in den eine Öffnung einer Fördereinrichtung für ein Strahlgut mündet. Der Innenraum der Strahlkammer und das darin angeordnete Bauteil werden vollständig unter Unterdruck gesetzt und Strahlgut wird in einem durch den Unterdruck erzeugten Trägerluftstrom durch die Öffnung der Fördereinrichtung dem Innenraum zugeführt, wobei der zu bearbeitende Teil der Oberfläche und die Öffnung der Fördereinrichtung relativ zueinander bewegt werden, wobei das Strahlgut auf den zu bearbeitenden Teil der Oberfläche gestrahlt wird.
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In der Druckschrift
EP 3 578 297 A1 ist eine Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche mit einer Düse offenbart, welche eine Strahlkammer zur Bestrahlung eines Werkstücks mit einem abrasiven Strahlungsmaterial aufweist, wobei die Strahlkammer an mindestens einer ihrer Seiten mindestens eine flächige Interaktionsöffnung aufweist, welche dafür vorgesehen ist, formschlüssig auf mindestens eine zu mattierende Oberfläche aufgesetzt zu werden, so dass die Strahlkammer dadurch geschlossen wird. Das Werkstück und die Düse bleiben während des Bestrahlungsvorgangs starr zueinander, wobei eine Richtung eines Strahlmittelstrahls aus abrasivem Material innerhalb der Strahlkammer in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung und der zu mattierenden Oberfläche ausrichtbar ist.
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Die
DE 102 57 241 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Strahlen einer Oberfläche, wobei die Größe und Form der Bearbeitungsflächen durch unterschiedliche auswechselbare Stellelemente / Aufsätze an die Werkstücke anpassbar sind.
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Beim Einsatz einer Senkrechtstrahlkammer werden jedoch lange Strahlzeiten zum Mattieren lackierter Oberflächen benötigt. Zudem ist die Größe der Mattierungen durch die Anlagengröße beschränkt. Bei den bekannten Verfahren mit beweglicher Strahldüse muss für die Bearbeitung von Bauteilen unterschiedlicher Geometrie jeweils eine neue Düse konstruiert und gefertigt werden. Insbesondere erlauben die Verfahren es nicht, verschiedene Bauteile mit konkaven oder konvexen Oberflächen mit nur einer Düse zu mattieren.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die ein Mattieren von konkaven oder konvexen Lackoberflächen unterschiedlicher Bauteile sowie ein Mattieren von konvexen oder konkaven oder planen Lackoberflächen unterschiedlicher Größe mit nur einer Strahldüse erlauben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Abbildungen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Bauteils. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Flachstrahlkammer mit einem Strahlkanal, der an einer Seite geöffnet ist, und ein auf der geöffneten Seite des Strahlkanals der Flachstrahlkammer angeordnetes Stellelement für das Bauteil auf. Die Flachstrahlkammer und das Stellelement sind zumindest bereichsweise flexibel ausgebildet. Das Stellelement ist dafür eingerichtet, auf einer zu bearbeitenden Oberfläche des jeweiligen Bauteils angeordnet zu werden und begrenzt eine Bearbeitungsöffnung mit einstellbarer Größe und gegebenenfalls einstellbarer Form, deren Abmessungen an das Bauteil angepasst werden können. Durch den Strahlkanal ist abrasives Material förderbar, das dazu ausgebildet ist, die Oberfläche des jeweiligen Bauteils innerhalb der von dem Stellelement begrenzten Bearbeitungsöffnung zu schleifen.
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Die Flachstrahlkammer und das mindestens eine Stellelement sind zumindest bereichsweise elastisch verformbar und/oder weich und somit hinsichtlich ihrer Form veränderbar. Die Flachstrahlkammer kann sich mithilfe eines „weichen“ Werkstoffs, z.B. Gießharz, an eine konkave oder konvexe Oberfläche des zu bearbeitenden Bauteils anpassen. Dadurch kann sich die Bearbeitungsöffnung der Geometrie der Oberfläche des zu bearbeitenden Bauteils anpassen. In einer Ausführungsform ist die Flachstrahlkammer zumindest überwiegend aus flexiblem Gießharz gefertigt. In Ausgestaltung ist die Flachstrahlkammer komplett bzw. vollständig aus dem flexiblen und/oder elastisch verformbaren Material gefertigt und dadurch an verschiedene Konturen von zu mattierenden Oberflächen anpassbar. Es ist auch möglich, dass die Flachstrahlkammer und das mindestens eine Stellelement aus einem verformbaren Kunststoff gebildet sind, wobei es möglich ist, dass zumindest eine Innenseite der Flachstrahlkammer, die den Strahlkanal begrenzt und durch den das abrasive Material gefördert wird, mit einem harten, aber dennoch verformbaren Material, bspw. einem Metall, beschichtet ist.
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Das Stellelement der Vorrichtung begrenzt eine Bearbeitungsöffnung, deren Form und/oder Größe an das jeweilige Bauteil angepasst werden kann. Das Stellelement kann modular aus mehreren Unterelementen gebildet sein, mit denen eine Geometrieänderung, bspw. eine Änderung einer Länge, der Bearbeitungsöffnung möglich ist. Die Bearbeitungsöffnung kann so vergrößert oder verkleinert werden. Dadurch kann die Flachstrahlkammer auf Bauteile verschiedener Größe aufgesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform weist die Flachstrahlkammer Halteelemente für den Aufsatz der Bearbeitungsöffnung des Stellelements bzw. der Blende auf.
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In einer Ausführungsform ist das Stellelement der Vorrichtung auswechselbar. So kann ein Stellelement gegen ein anderes ausgetauscht werden, das beispielsweise eine andere Querschnittsform aufweist oder dessen Abmessungen über einen anderen Größenbereich variiert werden können. So kann für ein zu bearbeitendes Bauteil ein Stellelement aus einer Vielzahl von Stellelementen mit unterschiedlichen Querschnittsformen und/oder Abmessungen ausgewählt und auf dem Strahlkanal angeordnet werden, das eine für eine Anpassung an das jeweilige Bauteil geeignete Bearbeitungsöffnung begrenzt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Flachstrahlkammer mit einem inneren Strahlkanal und zwei Ein-/Auslassöffnungen an ihren axialen Enden sowie einer seitlichen Bearbeitungsöffnung. Die Flachstrahlkammer ist dafür vorgesehen, mit der seitlichen Bearbeitungsöffnung auf eine zu bearbeitende Oberfläche des Bauteils gesetzt zu werden, so dass die Bearbeitungsöffnung dann durch die zu bearbeitende Oberfläche verschlossen ist.
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Die Flachstrahlkammer kann auch als bauteilflexible Parallelstrahldüse ausgebildet sein, wodurch es möglich ist, mit der Flachstrahlkammer die Oberfläche des Bauteils durch Parallelsandstrahlen zu mattieren oder aufzurauen. Die Flachstrahlkammer ist zumindest teilweise aus einem weichen Werkstoff, bspw. Gießharz, gebildet und kann sich als Zwischenmodul zwischen zwei Förderdüsen der Vorrichtung an eine gebogene, also bspw. konkave und/oder konvexe Oberfläche eines zu bearbeitenden Bauteils anpassen. Dabei ist es möglich, dass sich auch eine Silhouette der Flachstrahlkammer an die Geometrie des durch Strahlen zu bearbeitenden Bauteils anpassen kann.
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Hierbei ist weiterhin vorgesehen, dass die Flachstrahlkammer bspw. an einer Unterseite die Bearbeitungsöffnung aufweist, an der das Stellelement und somit eine Blende bzw. Schablone angeordnet wird. Somit ist es möglich, den Strahlkanal und/oder dessen Bearbeitungsöffnung im Rahmen möglicher Fertigungsbereiche beliebig zu vergrößern oder zu verkleinern und die Flachstrahlkammer auf Bauteile verschiedener Größe aufzusetzen und somit unterschiedlich große Bauteile zu bearbeiten.
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In weiterer Ausgestaltung weist der Strahlkanal eine Längsachse auf, wobei an axialen Enden des Strahlkanals Förderöffnungen für das abrasive Material angeordnet sind. Bei dem Betrieb der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das abrasive Material bzw. feinkörniges Schleifmaterial durch eine der beiden Förderöffnungen in den Strahlkanal, üblicherweise über einen Luftstrom, zuführbar und durch die andere der beiden Förderöffnungen aus dem Strahlkanal ausführbar ist. Dabei ist es möglich, dass das abrasive Material wahlweise durch eine der beiden Förderöffnungen zuführbar und durch die andere der beiden Förderöffnungen ausführbar ist. Dabei ist es weiterhin möglich, dass je nach vorgesehener Förderrichtung des abrasiven Materials eine der beiden Förderöffnungen als Zuführöffnung und die andere als Ausführöffnung ausgebildet ist. Innerhalb des Strahlkanals ist das abrasive Material zwischen den beiden Förderöffnungen über den Luftstrom in der jeweiligen Förderrichtung förderbar, wobei zwei entgegengesetzte Förderrichtungen vorgesehen sind.
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In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zwei lanzenähnliche Ansatzstücke zum beidseitigen Verbinden mit den Ein-/Auslassöffnungen der Flachstrahlkammer. Die Ansatzstücke sind dafür vorgesehen, wechselseitig alternierend das abrasive Material in die Flachstrahlkammer ein- und auszuleiten. In einer Ausführungsform ist eine lösbare Verbindung der lanzenähnlichen Ansatzstücke mit der Flachstrahlkammer vorgesehen, wobei die Flachstrahlkammer gegen eine jeweilige andere Flachstrahlkammer austauschbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine tragbare bzw. portable Kompressorvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, ein abrasives Material in die Flachstrahlkammer wechselseitig alternierend ein- und auszuleiten.
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In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Strahlkanal durch eine Innenseite und mindestens zwei Innenschienen, die zueinander parallel angeordnet sind, begrenzt und das Stellelement weist Längsstreifen auf, die auf den Innenschienen angeordnet sind. Der Strahlkanal ist einerseits durch die erwähnte, in Ausgestaltung beschichtete, Innenseite und mindestens zwei Innenschienen, die zueinander parallel angeordnet und auf der Innenseite angeordnet sind, begrenzt. Andererseits ist der Strahlkanal auch durch das jeweils darauf angeordnete Stellelement begrenzt, das Längsstreifen aufweist, die auf den Innenschienen angeordnet sind. Hierbei ist es möglich, dass die Flachstrahlkammer mindestens zwei Innenschienen aufweist, die parallel zu der Längsachse des Strahlkanals angeordnet sind und den Strahlkanal seitlich begrenzen. In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, dass die Flachstrahlkammer mehrere Elemente aufweist, wobei es sich bei diesen Elementen um ein Trageelement, ein Zwischenelement und/oder ein Innenelement handeln kann, aus denen die Flachstrahlkammer zusammengesetzt ist. Hierbei ist es weiterhin möglich, dass zumindest zwei dieser Elemente zumindest bereichsweise, in der Regel an der Innenseite der Flachstrahlkammer, parallel zu der Längsachse axial versetzt und aneinander anschließend hintereinander angeordnet sind. Somit ist es möglich, dass eine erste Innenschiene auf einer ersten Seite des Strahlkanals aus zwei axial hintereinander angeordneten Innenschienen von zwei Elementen ausgebildet ist. Entsprechend umfasst eine zweite Innenschiene auch zwei axial aneinander grenzende Innenschienen von zwei Elementen der Flachstrahlkammer. Hierbei ist es ebenfalls möglich, dass die Innenschienen mit einem harten Material beschichtet sind.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Bearbeiten mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Bauteils mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei wird das an dem Strahlkanal angeordnete Stellelement auf einer zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils angeordnet und die Abmessungen der durch das Stellelement begrenzten Bearbeitungsöffnung werden an das Bauteil angepasst. Anschließend wird durch den Strahlkanal der Vorrichtung abrasives Material gefördert, mit dem die Oberfläche des Bauteils innerhalb der von dem Stellelement der Vorrichtung begrenzten Bearbeitungsöffnung zumindest teilweise geschliffen wird. Der mindestens eine Teil der Oberfläche des Bauteils wird bei der Ausführung des Verfahrens mit der vorgestellten Vorrichtung mattiert und zumindest geringfügig aufgeraut.
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Dabei ist die Flachstrahlkammer der Vorrichtung dafür vorgesehen, mit der Bearbeitungsöffnung auf die zu bearbeitende Oberfläche gesetzt zu werden, so dass die Bearbeitungsöffnung dann durch die zu bearbeitende Oberfläche verschlossen ist. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass das Stellelement direkt auf der Oberfläche des jeweiligen Bauteils angeordnet wird und sich zwischen der Flachstrahlkammer, bspw. zwischen Längsschienen der Flachstrahlkammer, und der Oberfläche, auf der es angeordnet ist, befindet. Dabei wird der Strahlkanal durch die Bearbeitungsöffnung in dem Stellelement mit der Oberfläche des Bauteils direkt verbunden. In Ausgestaltung des Verfahrens wird bzw. werden die Flachstrahlkammer und/oder das Stellelement, wenn das an dem Strahlkanal angeordnete Stellelement auf der Oberfläche des Bauteils angeordnet wird, an eine Kontur der Oberfläche des jeweiligen Bauteils angepasst. Somit ist es u. a. möglich, mit der Vorrichtung eine flache bzw. ebene Oberfläche des jeweiligen Bauteils zu bearbeiten. Es ist jedoch auch möglich, dass die Oberfläche des zu bearbeitenden Bauteils gebogen bzw. gekrümmt und dabei bspw. konvex oder konkav geformt ist. Auch eine derartige gekrümmte Oberfläche kann mit der Vorrichtung bearbeitet werden. Da die Flachstrahlkammer und/oder das jeweilige Stellelement flexibel ausgebildet sind, kann ein und dieselbe Flachstrahlkammer und/oder ein und dasselbe Stellelement auch für unterschiedlich geformte Oberflächen verwendet werden. In Ausgestaltung ist es möglich, dass das jeweilige Stellelement auch als Dichtung zwischen der Flachstrahlkammer und/oder dem Strahlkanal und der Oberfläche des Bauteils ausgebildet ist.
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In Ausgestaltung des Verfahrens wird das abrasive Material parallel zu der Bearbeitungsöffnung und somit auch parallel zu der Oberfläche des Bauteils, üblicherweise zwischen den beiden Förderöffnungen, durch den Strahlkanal gefördert. Dabei ist es möglich, dass zumindest ein Teil des durch den Strahlkanal geförderten abrasiven Materials mit der zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils in Kontakt gerät, wodurch die Oberfläche geschliffen bzw. mattiert wird. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird das abrasive Material abwechselnd durch eine erste der beiden Förderöffnungen hinein und durch eine zweite Förderöffnung wieder hinaus gefördert und danach durch die zweite Förderöffnung wieder hinein und aus der ersten Förderöffnung wieder hinaus gefördert wird, wobei eine vorgesehene Förderrichtung für das abrasive Material parallel zu der Längsachse der Flachstrahlkammer periodisch gewechselt wird.
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In Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Bearbeiten des mindestens einen Teils der Oberfläche des Bauteils auf dem Strahlkanal ein Stellelement aus einer Auswahl von mehreren Stellelementen angeordnet, das für das jeweilige Bauteil vorgesehen ist. Somit ist es möglich, für unterschiedliche Bauteile unter Nutzung derselben Flachstrahlkammer unterschiedliche jeweils geeignete Stellelemente zu verwenden. Dabei kann ein jeweiliges Stellelement, bspw. bezüglich seiner materiellen Beschaffenheit und/oder hinsichtlich seiner Flexibilität, an das jeweilige Bauteil, üblicherweise an eine Form seiner Oberfläche, angepasst werden. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass für das jeweils zu bearbeitende Bauteil ein Stellelement aus der Auswahl von Stellelementen ausgewählt wird, das eine für das jeweilige Bauteil vorgesehene Bearbeitungsöffnung begrenzt und/oder umschließt. Somit ist es möglich, auf unterschiedlichen Bauteilen unterschiedlich geformte Flächen zu bearbeiten. Ein an der Flachstrahlkammer angeordnetes Stellelement kann je nach Bedarf durch ein anderes Stellelement ersetzt und ausgewechselt werden.
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Mit der Vorrichtung ist im Vergleich zu herkömmlichen Strahldüsen oder Senkrechtstrahlkammern ein bauteilflexibles Mattieren von konvexen, konkaven und/oder planen Lackoberflächen und ein größenflexibles Mattieren von konvexen, konkaven und/oder planen Lackoberflächen unter geringeren Prozesskosten möglich.
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Mit der vorgestellten Vorrichtung und dem vorgestellten Verfahren ist es möglich, die bspw. lackierte Oberfläche des Bauteils partiell bzw. teilweise zu mattieren, wobei das abrasive Material parallel zu der Oberfläche durch die Flachstrahlkammer gestrahlt wird. Mit der Vorrichtung ist bei Ausführung des Verfahrens ein zweiseitiges Parallelstrahlen mit nur einer Flachstrahlkammer als Düse möglich, mit der verschiedene Bauteile mattiert bzw. geringfügig aufgeraut werden können. So ist es nicht erforderlich, für Bauteile unterschiedlicher Geometrie je eine neue Düse zu konstruieren und zu fertigen. Außerdem kann im Vergleich zu einer Vorgehensweise mit einer Senkrechtstrahlkammer eine Strahlzeit reduziert werden. Zudem ist eine Größe der Mattierungen nicht mehr durch die Anlagengröße beschränkt.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Flachstrahlkammer für eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben und von unten.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung die Flachstrahlkammer aus 1 mit einer ersten Ausführungsform eines Stellelements für eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben und von unten.
- 3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der bereits vorgestellten Ausführungsform der Flachstrahlkammer und einer zweiten Ausführungsform eines Stellelements.
- 4 zeigt in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform einer Flachstrahlkammer.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Bezugszeichen sind dieselben Komponenten zugeordnet.
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Die erste Ausführungsform der Flachstrahlkammer 2 ist in den 1 und 2 jeweils von oben und von unten und in 3 als Teil der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils schematisch dargestellt.
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Diese Flachstrahlkammer 2 umfasst ein Trageelement 4, ein Zwischenelement 6 und ein Innenelement 8 mit jeweils einer hier rechteckigen Grundfläche, wobei das Trageelement 4 das Zwischenelement 6 und das Innenelement 8 jeweils teilweise umschließt, wobei das Zwischenelement 6 zwischen dem Trageelement 4 und dem Innenelement 8 abschnittsweise angeordnet ist. Das Trageelement 4 der Flachstrahlkammer 2 weist eine Außenseite 10 auf. Außerdem weist das Innenelement 8 eine Innenseite 12 auf. Außerdem ist für die Flachstrahlkammer 2 hier eine Längsachse definiert, die parallel zu einem Strahlkanal 9 orientiert ist, der hier von dem Trageelement 4 und dem Innenelement 8 auf einer Längsseite und zwei Breitseiten umschlossen ist. Dabei wird die Längsseite von der hier ebenen Innenseite 12 und von Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b an den Breitseiten begrenzt. Dabei weist das Trageelement 4 zwei zueinander parallel angeordnete Innenschienen 14a, 14b auf. Außerdem weist auch das Innenelement 8 zwei zueinander parallel angeordnete Innenschienen 18a, 18b auf, wobei eine erste Innenschiene 14a des Trageelements 4 in eine erste Innenschiene 18a des Innenelements 8 und eine zweite Innenschiene 14b des Trageelements 4 in eine zweite Innenschiene 18b des Innenelements 8 übergeht. Weiterhin weist das Trageelement 4 zwei Außenschienen 16a, 16b auf, wobei eine jeweilige Außenschiene 16a, 16b eine Verlängerung einer Außenschiene 20a, 20b des Innenelements 8 bildet, wobei eine jeweilige Außenschiene 20a, 20b des Innenelements 8 in einer Nut des Trageelements 4 teilweise aufgenommen ist.
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Außerdem sind an der Außenseite 10 des Trageelements 4 mehrere Nuten angeordnet, die senkrecht zu der Längsachse und somit auch senkrecht zu dem Strahlkanal 9 orientiert sind.
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Je nach Ausgestaltung der Flachstrahlkammer 2 ist es möglich, dass mindestens zwei der hier vorgestellten Elemente, also das Trageelement 4, das Zwischenelement 6 und/oder das Innenelement 8, miteinander fest verbunden sind und jeweils ein zusammenhängendes bzw. einstückiges Element bilden. In diesem Fall ist es möglich, dass das Trageelement 4 und das Zwischenelement 6 miteinander fest verbunden sind, dass das Trageelement 4 und das Innenelement 8 miteinander fest verbunden sind, und/oder dass das Zwischenelement 6 und das Innenelement 8 miteinander fest verbunden sind. Dabei ist es auch möglich, dass das Trageelement 4, das Zwischenelement 6 und das Innenelement 8 miteinander fest verbunden sind und als ein zusammenhängendes einstückiges Element die Flachstrahlkammer 2 bilden.
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Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass mindestens zwei der hier vorgestellten Elemente, also das Trageelement 4, das Zwischenelement 6 und/oder das Innenelement 8, voneinander unabhängige bzw. getrennte Elemente bilden und relativ zueinander bewegbar bzw. zu bewegen sind, üblicherweise parallel zu der Längsachse des Strahlkanals 9 zueinander verschiebbar bzw. zu verschieben sind. In diesem Fall ist es möglich, dass das Trageelement 4 und das Zwischenelement 6 relativ zueinander parallel zu der Längsachse bewegt werden, dass das Trageelement 4 und das Innenelement 8 relativ zueinander parallel zu der Längsachse bewegt werden, und/oder dass das Zwischenelement 6 und das Innenelement 8 relativ zueinander parallel zu der Längsachse bewegt werden. Dabei ist es auch möglich, dass alle drei genannten Elemente relativ zueinander bewegt werden. Somit ist es weiterhin möglich, den Strahlkanal 9 und/oder die Flachstrahlkammer 2 hinsichtlich seiner bzw. ihrer Größe zu verändern bzw. zu variieren.
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In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung zum Bearbeiten der Oberfläche eines Bauteils ist vorgesehen, für die Flachstrahlkammer 2 unterschiedliche Stellelemente vorzusehen, wobei jedes Stellelement zumindest zwei Längsstreifen aufweist, die an den Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b der Flachstrahlkammer 2 lösbar angeordnet und vorübergehend befestigt werden, wobei es möglich ist, einzelne Stellelemente auszutauschen. Dabei umschließt jedes austauschbare bzw. auswechselbare Stellelement eine Bearbeitungsöffnung mit einer anderen Form. Dabei ist es möglich, dass eine über ein jeweiliges Stellelement bereitgestellte Bearbeitungsöffnung bspw. mindestens eine gerade Außenseite und/oder mindestens eine gebogene, bspw. zumindest abschnittsweise kreisförmige Außenseite aufweist. Dabei kann eine jeweilige Bearbeitungsöffnung bspw. n-eckig sein. Selbst für den Fall, dass einige Stellelemente rechteckige Bearbeitungsöffnungen umschließen, ist es möglich, dass diese Bearbeitungsöffnungen unterschiedlich lang und breit sind.
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Dabei ist eine jeweilige Bearbeitungsöffnung des Strahlkanals 9 und somit der Flachstrahlkammer 2 zwischen den Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b angeordnet und durch ein jeweiliges variabel austauschbares bzw. auswechselbares Stellelement auf den Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b begrenzt bzw. entsprechend umrandet. Zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das auf den Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b angeordnete Stellelement auf einer zu bearbeitenden Oberfläche eines Bauteils aufgesetzt und/oder angeordnet, wobei die durch das Stellelement begrenzte Bearbeitungsöffnung entsprechend auf der Oberfläche des Bauteils angeordnet bzw. aufgesetzt wird. Dabei ist im Fall der ersten Ausführungsform der Vorrichtung vorgesehen, dass die Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b direkt auf der zu bearbeitenden Oberfläche angeordnet bzw. aufgesetzt werden.
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Weiterhin begrenzen die Innenseite 12, die axialen Enden der Innenschienen 14a, 14b des Trageelements 4 und die Oberfläche des Bauteils eine erste axiale Förderöffnung des Strahlkanals 9. Außerdem begrenzen die Innenseite 12, die axialen Enden der Innenschienen 18a, 18b des Innenelements 8 und die Oberfläche des Bauteils eine gegenüberliegende zweite axiale Förderöffnung des Strahlkanals 9. Außerdem wird über einen Luftstrom abrasives, bspw. feinkörniges, Material durch jeweils eine der Förderöffnungen in die Flachstrahlkammer gefördert, bspw. geblasen, wobei das abrasive Material durch den Strahlkanal 9 hindurch gefördert und aus der jeweils anderen Förderöffnung abgeführt wird, wobei eine Richtung, in der das abrasive Material durch den Strahlkanal 9 hindurch gefördert wird, periodisch geändert werden kann. Das abrasive Material durchströmt den Strahlkanal 9 im Rahmen üblicher Toleranzen weitgehend parallel zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils, wobei zumindest ein Teil des strömenden abrasiven Materials mit der Oberfläche im Bereich der Bearbeitungsöffnung des Stellelements in Kontakt gerät und die Oberfläche mattiert bzw. geringfügig aufraut.
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Die 2a und 2b zeigen neben der bereits anhand von 1 vorgestellten Ausführungsform der Flachstrahlkammer 2 eine erste Ausführungsform eines hier variablen Stellelements 22, wobei diese Flachstrahlkammer 2 und das hier variable Stellelement 22 als Komponenten der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet sind. Dieses Stellelement 22 weist zwei zueinander parallel angeordnete rechteckförmige Längsstreifen 24a, 24b und zwei dazu senkrecht orientierte rechteckförmige Querstreifen 26a, 26b auf, die hier eine rechteckige Bearbeitungsöffnung umschließen. Dabei sind an Verlängerungen der Längsstreifen 24a, 24b Befestigungselemente 28 angeordnet, die bspw. als Befestigungslaschen ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden können. Hierbei ist vorgesehen, dass die Längsstreifen 24a, 24b auf den Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b des Trageelements 4 und des Innenelements 8 und somit der Flachstrahlkammer 2 angeordnet sind. Dabei umschließen die Innenseite 12, jeweilige axiale Enden der Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b und Querstreifen 26a, 26b des Stellelements 22, jeweils Förderöffnungen für abrasives Material, das durch den Strahlkanal 9 hindurch gefördert, bspw. über einen Luftstrom geblasen wird.
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Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird die Flachstrahlkammer 2 und das daran angeordnete Stellelement 22, dessen Längsstreifen 24a, 24b auf den Innenschienen 14a, 14b, 18a, 18b angeordnet sind, auf einer Oberfläche eines zu bearbeitenden Bauteils angeordnet. Das abrasive Material wird durch den Strahlkanal 9 parallel zu der Oberfläche des Bauteils gefördert, wobei zumindest ein Teil des strömenden abrasiven Materials die Oberfläche innerhalb der von dem Stellelement 22 begrenzten Bearbeitungsöffnung in Kontakt gerät, wobei die Oberfläche innerhalb der Bearbeitungsöffnung geschliffen wird.
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Die anhand von 3 vorgestellte dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die bereits voranstehend vorgestellte Ausführungsform der Flachstrahlkammer 2 auf. Außerdem weist diese Vorrichtung ein Stellelement 29 auf, das zwei zueinander parallel angeordnete rechteckförmige Längsstreifen 30a, 30b aufweist, wobei, wie im Fall der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, jeweils ein Längsstreifen 30a, 30b auf jeweils einer Innenschiene 14a, 14b, 18a, 18b angeordnet ist. Hierbei ist an jeweils einem Ende eines Längsstreifens 30a, 30b ein Befestigungselement 28 angeordnet.
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Außerdem zeigt 3 Förderdüsen 32a, 32b, die hier teilweise gebogen sind, wobei jeweils eine Förderdüse 32a, 32b ein eckiges Ende aufweist, das jeweils einen Endabschnitt des Zwischenelements 6 und des Innenelements 8 und/oder des Trageelements 4 passförmig umschließt, wobei eine Förderöffnung jeweils einer Förderdüse 32a, 32b in eine Förderöffnung an einem axialen Ende der Flachstrahlkammer 2 mündet. Dabei weist hier jede Förderdüse 32a, 32b eine Rückwand 34a, 34b auf, die einen Zuführkanal einer jeweiligen Förderdüse 32a, 32b abdeckt. Die Rückwände 34a, 34b sind zum Instandsetzen der Vorrichtung austauschbar. Die zwischen den Förderdüsen 32a, 32b angeordnete Flachstrahlkammer 2 kann auch als Zwischenmodul ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden.
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Auch bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der dritten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Flachstrahlkammer 2 auf einer zu bearbeitenden Oberfläche eines Bauteils aufgesetzt wird, wobei der Strahlkanal 9 der Oberfläche des Bauteils zugewandt wird. Außerdem wird bzw. werden das Stellelement 29 bzw. die beiden Längsstreifen 30a, 30b auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Bauteils aufgesetzt. Danach wird durch jeweils eine Förderdüse 32a, 32b abrasives Material zu dem Strahlkanal 9 und innerhalb des Strahlkanals 9 parallel zu der Oberfläche des Bauteils gefördert, wobei das abrasive Material weiterhin aus dem Strahlkanal 9 durch die jeweils andere Förderdüse 32a, 32b abgeführt wird. Dabei wird die Oberfläche von dem abrasiven Material innerhalb der Bearbeitungsöffnung zwischen den beiden Längsstreifen 30a, 30b mattiert und somit geschliffen. Dabei ist es in Ausgestaltung des Verfahrens möglich, eine Richtung, in der das abrasive Material durch den Strahlkanal 9 gefördert wird, periodisch zu ändern.
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Üblicherweise wird bei jeder Ausführungsform des Verfahrens mit einem jeweils auswechselbaren Stellelement 22, 29 eine Blende und/oder Schablone für eine Bearbeitungsöffnung bereitgestellt, die eine jeweils erforderliche Form aufweist, die durch das jeweilige Stellelement 22, 29 definiert und/oder umschlossen wird. Die Flachstrahlkammer 2 kann variabel mit unterschiedlichen Stellelementen 22, 29 ausgestattet werden. Die vorgestellte Flachstrahlkammer 2 ist bauteilflexibel ausgebildet.
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Die vierte Ausführungsform der Vorrichtung 50 mit der zweiten Ausführungsform der Flachstrahlkammer 52 ist in den 4a und 4b jeweils von der Seite schematisch dargestellt.
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Diese Flachstrahlkammer 52 weist eine Außenseite 60 und eine Innenseite 62 auf. Außerdem ist für die Flachstrahlkammer 52 hier eine Längsachse definiert, die parallel zu einem Strahlkanal 59 orientiert ist, der hier von der Innenseite 62 und zwei parallelen Innenschienen 64 begrenzt ist, von denen hier nur eine Innenschiene 64 der Flachstrahlkammer 52 gezeigt ist. Außerdem sind an der Außenseite 60 und der Innenseite 62 der Flachstrahlkammer 52 jeweils mehrere Nuten angeordnet, die senkrecht zu der Längsachse und somit auch senkrecht zu dem Strahlkanal 59 orientiert sind. Dabei bilden die Nuten an der Innenseite 62 einen Struktureinleger.
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Für die Vorrichtung 50 zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Bauteils 70 ist vorgesehen, für die Flachstrahlkammer 52 unterschiedliche Stellelemente 72 vorzusehen, wobei hier ein Stellelement 72 gezeigt ist, das an den Innenschienen 64 der Flachstrahlkammer 52 lösbar angeordnet und vorübergehend befestigt wird, wobei es möglich ist, einzelne Stellelemente 72 auszutauschen. Dabei umschließt jedes austauschbare bzw. auswechselbare Stellelement 72 eine Bearbeitungsöffnung mit einer anderen Form.
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Dabei ist eine jeweilige Bearbeitungsöffnung des Strahlkanals 59 und somit der Flachstrahlkammer 52 zwischen den Innenschienen 64 angeordnet und durch ein jeweiliges variabel austauschbares bzw. auswechselbares Stellelement 72 auf den Innenschienen 64 begrenzt bzw. entsprechend umrandet. Zur Durchführung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das auf den Innenschienen 64 angeordnete Stellelement 72 auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils 70 aufgesetzt und/oder angeordnet, wobei die durch das Stellelement 72 begrenzte Bearbeitungsöffnung entsprechend auf der Oberfläche des Bauteils 70 angeordnet bzw. aufgesetzt wird.
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Weiterhin begrenzen die Innenseite 62, axiale Enden der Innenschienen 64 der Flachstrahlkammer 52 und die Oberfläche des Bauteils 70 eine erste axiale Förderöffnung 74a und eine gegenüberliegende zweite axiale Förderöffnung 74b des Strahlkanals 59. Außerdem wird über einen Luftstrom abrasives, bspw. feinkörniges, Material durch jeweils eine der Förderöffnungen 74a, 74b in die Flachstrahlkammer 52 gefördert, bspw. geblasen, wobei das abrasive Material durch den Strahlkanal 59 hindurch gefördert und aus der jeweils anderen Förderöffnung 74a, 74b abgeführt wird, wobei eine Richtung, in der das abrasive Material durch den Strahlkanal 59 hindurch gefördert wird, periodisch geändert werden kann. Das abrasive Material durchströmt den Strahlkanal 59 im Rahmen üblicher Toleranzen weitgehend parallel zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils 70, wobei zumindest ein Teil des strömenden abrasiven Materials mit der Oberfläche im Bereich der Bearbeitungsöffnung des Stellelements in Kontakt gerät und die Oberfläche des Bauteils 70 mattiert bzw. geringfügig aufraut.
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Außerdem zeigen die 4a und 4b zwei Förderdüsen 82a, 82b, die hier teilweise gebogen sind, wobei jeweils eine Förderdüse 82a, 82b ein eckiges Ende aufweist, wobei eine Förderöffnung jeweils einer Förderdüse 82a, 82b in eine Förderöffnung 74a, 74b an einem axialen Ende der Flachstrahlkammer 52 mündet.
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Auch mit dem auswechselbaren Stellelement 72 wird eine Blende und/oder Schablone für eine Bearbeitungsöffnung bereitgestellt, die eine jeweils erforderliche Form aufweist, die durch das jeweilige Stellelement 72 definiert und/oder umschlossen wird.
