DE112015003355T5

DE112015003355T5 - Strahlbehandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE112015003355T5
Application number: DE112015003355.6T
Authority: DE
Inventors: Shoichi Yamamoto; Hiroaki Suzuki; Takuya KOYAMA; Hideaki Kaga; Masato Umeoka
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-04-06
Also published as: JP6478127B2; TWI655058B; KR20170037992A; TW201607687A; WO2016013465A1; CN106536132A; US9770806B2; JPWO2016013465A1; MX2016016933A; US20160354897A1; BR112016030785B1; CN106536132B

Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Strahlverfestigungsvorrichtung vom Trommeltyp, die die Behandlungszeit verkürzen kann. Die Strahlverfestigungsvorrichtung (10) umfasst eine bodenbestückte zylindrische Trommel (14), bei der ein Ende offen ist, und einen Abstrahler 18, der auf der offenen Seite der Trommel vorgesehen ist und Abstrahlmaterial auf ein in die Trommel eingeführtes Werkstück abstrahlt. Der Abstrahler umfasst ein zylindrisches Steuer- bzw. Regelmessteil (78), das ein Öffnungsfenster aufweist, das in der Seitenwand hiervon ausgebildet ist und als Ausgabeanschluss für das Abstrahlmaterial dient, wobei das Öffnungsfenster die Form eines Rechteckes aufweist, bei dem zwei seiner Seiten parallel zur Zentralachse des Steuer- bzw. Regelmessteiles mit dem eingeleiteten Abstrahlmaterial darin sind, und einen Propeller (76), der eine Mehrzahl von Schaufeln (92) umfasst, die an der Außenseite des Steuer- bzw. Regelmessteiles derart angeordnet sind, dass sie sich in der radialen Außenrichtung des Steuer- bzw. Regelmessteiles erstrecken, wobei sich der Propeller um die Zentralachse des Steuer- bzw. Regelmessteiles dreht und eine Rückwärtskippsektion (108) aufweist, die hin zur Rückseite in der Schaufeldrehrichtung gekippt ist und an der Oberfläche auf der Vorderseite in der Drehrichtung vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlbehandlungseinrichtung und insbesondere eine Strahlbehandlungseinrichtung zur Strahlbehandlung eines Werkstückes durch Abstrahlen eines Abstrahlmaterials.
Hintergrund
Bekannt ist eine Strahlbehandlungseinrichtung vom Trommeltyp, bei der zu bearbeitende Teile in einer Trommel platziert und einer Strahlbehandlung unterzogen werden, während im Inneren der Trommel durchgerührt wird (Patentdruckschrift 1).
Die Strahlbehandlungseinrichtung vom Trommeltyp umfasst eine an einem Ende offene zylindrische Trommel mit einem Boden und einen Zentrifugalabstrahler, der am Öffnungsende der Trommel angeordnet ist. Der Abstrahler verfügt über einen zylindrischen Steuer- bzw. Regelkäfig mit einem Öffnungsfenster, das in seiner Außenumfangswand ausgebildet ist und aus dem nach innen eingeleitetes Abstrahlmaterial ausgegeben wird, und Schaufeln, die sich außerhalb des Steuer- bzw. Regelkäfigs drehen.
Bei der Durchführung einer Strahlbehandlung werden mehrere Werkstücke in die Trommel zugegeben. Wird die Trommel sodann um ihre Zentralachse gedreht und werden Werkstücke innerhalb der Trommel am Bodenabschnitt der Trommel durchgerührt, so wird Abstrahlmaterial von einem Abstrahler auf die Werkstücke in der Trommel abgestrahlt, wodurch ein Polieren (Reinigen) oder eine andere Behandlung der Werkstücke erfolgt.
Druckschriften zum Stand der Technik
Patentdruckschriften

Patentdruckschrift 1: Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes H08-126959

Zusammenfassung der Erfindung
Vom der Erfindung zu lösende Probleme
Trommeln, in die die Werkstücke zugegeben werden und die einen Aufbau gemäß der Offenbarung in Patentdruckschrift 1 aufweisen, weisen indes einen gewissen Grad an Tiefe auf, damit Werkstücke während des Durchrührens nicht aus der Öffnung herausfliegen. Im Ergebnis sind der Abstrahler, der auf der Öffnungsseite der Trommel angeordnet ist, und die Werkstücke, die am Bodenabschnitt der Trommel durchgerührt werden, in einer Positionsbeziehung der Trennung.
Schaufeln, die innerhalb eines Abstrahlers platziert sind, sind derart angeordnet, dass sie sich in der Radialauswärtsrichtung vom Drehzentrum des Schaufelrades aus erstrecken. Abstrahlmaterial, das zuerst von dem dem Steuer- bzw. Regelkäfig zu eigenen Öffnungsfenster ausgegeben wird, gelangt daher an verschiedenen Positionen im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt im Vergleich zu Abstrahlmaterial, das später ausgegeben wird, in Kontakt mit der Schaufel. Teile des Abstrahlmaterials, die mit verschiedenen Positionen der Schaufel im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt in Kontakt gelangt sind, bewegen sich jeweils durch die Drehung der Schaufeln hin zur Spitzenseite der Schaufeln, werden dabei beschleunigt und werden von den Schaufelspitzen zu verschiedenen Zeitpunkten abgestrahlt.
Der Zeitpunkt, zu dem das Abstrahlmaterial, das zuerst ausgegeben wird, und das Abstrahlmaterial, das später von dem dem Steuer- bzw. Regelkäfig zu eigenen Öffnungsfenster ausgegeben wird, von den Schaufelspitzen abgestrahlt werden, ist daher verschieden, wobei sich die jeweiligen Abstrahlrichtungen hiervon stark unterscheiden. Für den Abstrahler insgesamt wird Abstrahlmaterial in Form eines Fächers (Sektorform) mit weitem Öffnungswinkel abgestrahlt, und der Abstrahlbereich weitet sich mit dem Abstand von dem Abstrahler. Der Anteil des Abstrahlmaterials, der auf Werkstücke trifft, die am Bodenabschnitt der Trommel mit Trennung von dem Abstrahler positioniert sind, ist daher niedrig, was zu Problemen hinsichtlich langer Behandlungszeiten, die für das Polieren oder dergleichen von Werkstücken erforderlich sind, führt.
Im Lichte dieses Problems ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Strahlbehandlungseinrichtung vom Trommeltyp, die die Behandlungszeit verkürzen kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Die vorliegende Erfindung stellt eine Strahlbehandlungseinrichtung bereit, die umfasst:
eine zylindrische Trommel, die sich an einem Ende öffnet und am anderen Ende einen Boden aufweist; und
einen auf der Öffnungsseite der Trommel platzierten Zentrifugalabstrahler zum Abstrahlen von Abstrahlmaterial auf ein in die Trommel zugegebenes Werkstück;
wobei der Abstrahler umfasst:
einen zylindrischen Steuer- bzw. Regelkäfig, in den Abstrahlmaterial eingeleitet wird und an dessen Seitenwand ein Öffnungsfenster ausgebildet ist, das als Ausgabeöffnung für das Abstrahlmaterial dient, wobei das Öffnungsfenster die Form eines Rechteckes aufweist, das zwei Seiten parallel zur Zentralachsenlinie des Steuer- bzw. Regelkäfigs beinhaltet; und
ein Schaufelrad, das mehrere Schaufeln umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie sich radial nach außen bzw. außerhalb des Steuer- bzw. Regelkäfigs an der Außenseite des Steuer- bzw. Regelkäfigs erstrecken und sich um die Zentralachsenlinie des Steuer- bzw. Regelkäfigs drehen, wobei ein Rückwärtsneigungsabschnitt, der sich zur Drehrückwärtsseite neigt, an der Oberfläche der Schaufeln auf der Vorwärtsseite in der Richtung der Drehung angeordnet ist.
Bei der Erfindung mit diesem Aufbau ist das dem Steuer- bzw. Regelkäfig zu eigene Öffnungsfenster derart angeordnet, dass es die Form eines Rechteckes aufweist, das zwei Seiten parallel zur Zylinderzentralachse beinhaltet, wobei Abstrahlmaterial aus derselben Position in der Umfangsrichtung des Steuer- bzw. Regelkäfigs ausgegeben wird. Abstrahlmaterial, das von dem Öffnungsfenster nach außen ausgegeben wird, gelangt in Kontakt mit der Oberfläche der mehreren sich drehenden Schaufeln außerhalb des Steuer- bzw. Regelkäfigs, bewegt sich hin zur Spitzenseite der Schaufeln, wird dabei beschleunigt und sodann von den Schaufelspitzen abgestrahlt.
Ein Neigungsabschnitt, der sich zur Drehrückwärtsseite relativ zu der radialen Richtung von dem Drehzentrum des Schaufelrades neigt, ist an der Oberfläche der dem Schaufelrad zu eigenen Schaufeln ausgebildet.
Wenn daher zuerst ausgegebenes Abstrahlmaterial mit den Schaufelflächen in Kontakt gelangt und später ausgegebenes Abstrahlmaterial mit der Oberfläche in einer Position nahe an derjenigen Position in Kontakt gelangt, an der das zuerst ausgegebene Abstrahlmaterial mit der Oberfläche in Kontakt gelangt, werden das zuerst ausgegebene Abstrahlmaterial und das später ausgegebene Abstrahlmaterial an einer nahen Position an der Schaufeloberfläche gesammelt. Das Abstrahlmaterial wird in diesem gesammelten Zustand abgestrahlt, weshalb die Abstrahlverteilung die Form eines Fächers (Sektorform) mit einem schmalen Öffnungswinkel aufweist.
Ist der Öffnungswinkel schmal, so ist der Bereich, in dem das Abstrahlmaterial auftrifft, an Positionen, die von dem Abstrahler getrennt sind, ebenfalls schmal, das heißt, der prozentuale Anteil des Abstrahlmaterials, der gegen Werkstücke prallt, die in einem Abstand von dem Abstrahler innerhalb der Trommel positioniert sind, nimmt zu, was Abfall bei der Abstrahlung entgegenwirkt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gilt, dass
der Rückwärtsneigungsabschnitt an der Drehrichtungsvorwärtsseitenoberfläche an dem Radialrichtungsinnenteil des Steuer- bzw. Regelkäfigs ausgebildet ist; und
ein Nichtrückwärtsneigungsabschnitt mit einem kleineren Neigungswinkel hin zur Drehrückwärtsseite als der Rückwärtsneigungsabschnitt auf der Spitzenseite des Rückwärtsneigungsabschnittes ausgebildet ist.
Durch diese Anordnung ist ein Nichtrückwärtsneigungsabschnitt auf der Schaufelspitzenabschnittsseite ausgebildet, wodurch Abstrahlmaterial zentrifugal entlang des Nichtrückwärtsneigungsabschnittes bis unmittelbar vor der Trennung von den Schaufeln beschleunigt wird.
Die Abstrahlgeschwindigkeit beim Abstrahlen des Abstrahlmaterials ist die resultierende Geschwindigkeit aus der Zentrifugalbeschleunigung in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche und der Geschwindigkeit in einer Richtung tangential zu einem Kreis, den die Spitzen der sich drehenden Schaufeln beschreiben (nachstehend einfach als Tangentialrichtung bezeichnet). Sind die Schaufeln geneigt, so wirkt die Tangentialrichtungskomponente der Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche in der negativen Richtung relativ zur Tangentialrichtung. Im Ergebnis ist, wenn die Schaufeldrehungsaußendurchmesser und die Drehumfangsgeschwindigkeiten gleich sind, die resultierende Geschwindigkeit dann, wenn sich die Schaufeln rückwärts neigen, kleiner als die resultierende Geschwindigkeit, wenn die Schaufeln nicht rückwärts geneigt sind.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist bis unmittelbar vor der Abstrahlung bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform das Abstrahlmaterial in Kontakt mit dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt unter einem kleinen Neigungswinkel hin zur Rückwärtsseite, weshalb in der Geschwindigkeitskomponente entlang der Schaufeloberfläche die Tangentialrichtungskomponente mit Wirkung in der negativen Richtung relativ zur Tangentialrichtungsgeschwindigkeit klein ist und der Grad, in dem die resultierende Geschwindigkeit verringert wird, ebenfalls klein ist. Im Ergebnis kann eine effiziente Strahlbehandlung effizient ohne Vergrößerung der Drehzahl des Schaufelrades und durch Erweiterung der Drehzahl des das Schaufelrad in Drehung versetzenden Motors durchgeführt werden, wobei einer Verringerung der elektrischen Leistungseffizienz bei der Abstrahlung entgegengewirkt werden kann.
Man beachte, dass in der vorliegenden Beschreibung die Aussage „ein kleinerer Neigungswinkel hin zur Drehrückseite als der Rückwärtsneigungsabschnitt” eine Ausgestaltung abdeckt, bei der der Neigungswinkel kleiner als der Neigungswinkel zur Drehrichtungsrückseite des Rückwärtsneigungsabschnittes ist, wie auch eine Ausgestaltung, bei der eine Neigung zur Drehrichtungsvorwärtsseite gegeben ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gilt, dass: die radiale Länge des Rückwärtsneigungsabschnittes länger als die radiale Länge des Nichtrückwärtsneigungsabschnittes eingestellt ist.
Bei dieser Ausgestaltung kann sich das Abstrahlmaterial in ausreichendem Maße an dem Rückwärtsneigungsabschnitt der Schaufel sammeln, und es kann das Abstrahlmaterial anschließend an dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt hiervon beschleunigt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst:
ein Gehäuse, das einen Einführ-/Ausführ-Anschluss umfasst, durch den Werkstücke zugegeben und abgegeben werden und der durch eine Einführ-/Ausführ-Tür geschlossen wird,
wobei der Abstrahler an dem Gehäuse angebracht ist, und
die Strahlbehandlungseinrichtung des Weiteren eine Positionierungsmaschine umfasst zum selektiven Anordnen der Trommel an einer Werkstückzugabeposition, wo die Werkstücke zugegeben werden, einer Strahlbehandlungsposition, an der die Trommelöffnung und der Abstrahler einander gegenüberliegen, und einer Werkstückausgabeposition, an der die Werkstücke ausgegeben werden.
Hierdurch bewegt sich die Trommel selbst zur Werkstückzugabeposition, der Strahlbehandlungsposition und der Wergstückausgabeposition, sodass kein Mechanismus zur Bewegung des Abstrahlers benötigt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst:
einen Trommeldeckel zum Verschließen der Öffnung an der Trommel, wo der Abstrahler installiert ist;
einen Bewegungsmechanismus zum selektiven Anordnen des Trommeldeckels an der Schließposition, wo die Trommelöffnung verschlossen ist, und einer zurückgezogenen Position ohne Wechselwirkung mit dem Werkstückzugabemittel, das Werkstücke durch die Trommelöffnung in die Trommel eingibt; und
einen Drehmechanismus zum selektiven Anordnen der Trommel an der Werkstückeingabe- und Strahlbehandlungsposition, wo das Werkstück zugegeben wird und die Trommelöffnung und die Abstrahlmaschine einander gegenüberliegen, und an der Werkstückausgabeposition, wo Werkstücke aus der Trommel ausgegeben werden.
Durch diese Ausgestaltung kann, da die Trommel selektiv an nur zwei Stellen, nämlich der Werkstückeingabe- und Strahlbehandlungsposition und der Werkstückausgabeposition, angeordnet wird, die Ausgestaltung zum selektiven Anordnen der Trommel vereinfacht werden.
Wirkung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Strahlbehandlungseinrichtung vom Trommeltyp bereit, die die Behandlungszeit verkürzen kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Seitenaufriss zur Darstellung einer Strahlbehandlungseinrichtung bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Planansicht zur Darstellung einer Strahlbehandlungseinrichtung bei der ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 ist ein Vorderaufriss zur Darstellung einer Strahlbehandlungseinrichtung bei der ersten Ausführungsform der Erfindung.
4 ist ein vergrößerter Querschnitt zur schematischen Darstellung des Abstrahlbereiches eines Abstrahlers bei einer ersten Ausführungsform der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Querschnitt zur Darstellung eines Abstrahlers bei einer Strahlbehandlungseinrichtung bei der ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht von Schaufeln in dem Abstrahler von 5.
7 ist ein Seitenaufriss des Steuer- bzw. Regelkäfigs in dem Abstrahler von 5.
8(A) ist ein Abstrahlverteilungsdiagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Abstrahlanteil und der Abstrahlposition bei der Strahlbehandlungseinrichtung von 1, während 8(B) ein Abstrahlverteilungsdiagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Abstrahlanteil und der Abstrahlposition bei einer Strahlbehandlungseinrichtung eines Vergleichsbeispiels ist.
9(A) ist ein Seitenaufriss einer Strahlbehandlungseinrichtung bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, 9(B) ist ein Seitenaufriss zur Darstellung der Trommelöffnung bei (A) in einem offenen Zustand, 9(C) ist ein Seitenaufriss mit der Trommelöffnung in einem geschlossenen Zustand, und 9(D) ist ein Seitenaufriss zur Darstellung eines Zustandes, in dem Werkstücke ausgegeben werden.
10 ist ein Querschnitt des Abstrahlers bei einer Strahlbehandlungseinrichtung entsprechend einem Vergleichsbeispiel.
Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird anhand 1 bis 6 eine Strahlbehandlungseinrichtung 10 einer ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Strahlbehandlungseinrichtung 10 ein Gehäuse 12, eine Trommel 14, die in dem Gehäuse 12 untergebracht ist, und einen Abstrahler 18.
Das Gehäuse 12 weist einen Seitenwandabschnitt 24 auf, an dem ein Einführ-/Ausführ-Anschluss 22 zum Einführen und Entfernen von Werkstücken (siehe 3) ausgebildet ist. Der Einführ-/Ausführ-Anschluss 22 wird durch eine Einführ-/Ausführ-Tür 20, die von dem Gehäuse getrennt ist, verschlossen (siehe 4). Die Struktur des Gehäuses 12 umfasst eine Struktur, in der alle Seiten des Innenraumes von Wänden umgeben sind, was zu einem geschlossenen Zustand führt, in dem Abstrahlmaterial beim Abstrahlen nicht nach außen gestreut wird.
Der Abstrahler 18 ist an dem Gehäuse 12 angebracht, und zwar an demjenigen Teil des Gehäuses 12, der nicht derjenige Teil des Gehäuses 12 ist, an dem die Einführ-/Ausführ-Tür 20 platziert ist.
Die Trommel 14 hat im Wesentlichen die Form eines Zylinders, die einen Boden und eine Öffnung 16 an einem Ende, die das Zugeben von Werkstücken ermöglicht, aufweist und die am anderen Ende durch einen Trommelboden 8 geschlossen ist. Die Trommel 14 kann um ein Zylinderaxialzentrum L von einem Antriebsmotor 30 (siehe 4) gedreht werden. Die Trommel 14 wird zudem durch einen Drehmechanismus 26 um eine Drehachse 12 gedreht, die sich in der horizontalen Richtung senkrecht zu dem Zylinderaxialzentrum L erstreckt. Durch diese Anordnung kann die Trommel 14 an optimalen Drehrichtungspositionen in den jeweiligen Schritten bzw. Stufen angeordnet werden, die dann auftreten, wenn Werkstücke in das Gehäuse 2 zugegeben werden, und zwar zum Zeitpunkt der Strahlbehandlung und zum Zeitpunkt der Werkstückausgabe.
Darüber hinaus weist die Trommel 14 mehrere Durchgangslöcher (nicht gezeigt) auf. Die Größe dieser Durchgangslöcher ist derart eingestellt, dass ein Durchgang des Abstrahlmaterials, jedoch kein Durchgang von Werkstücken möglich ist. Abstrahlmaterial, das im Inneren der Trommel 14 abgestrahlt wird, gelangt durch die Durchgangslöcher und wird nach außerhalb der Trommel 14 ausgegeben.
Ein Werkstückzugabemittel 34 zum Eingeben von Werkstücken in die Trommel 14 ist hinter dem Seitenwandabschnitt 24 des Gehäuses 12 in der Strahlbehandlungseinrichtung 10 angeordnet. Das Werkstückzugabemittel 34 umfasst einen kastenförmigen Zugabeeimer 36 zum Halten von Werkstücken, die in die Trommel 14 zugegeben werden, und einen Eimerzugeber 38 zum Kippen des Zugabeeimers 36 derart, dass der Zugabeeimer 36 zu dem Einführ-/Ausführ-Anschluss 22 angehoben werden kann, damit enthaltene Werkstücke in die Trommel 14 von oberhalb des Einführ-/Ausführ-Anschlusses 22 zugegeben werden können.
Ein Werkstückausgabemittel 40 ist zwischen dem dem Gehäuse 12 zu eigenen Seitenwandabschnitt 24 und dem Werkstückzugabemittel 34 angeordnet. Das Werkstückausgabemittel 40 umfasst ein Werkstückaufnahmefach 42 und einen Ausführschwingungszuführer 44. Das Werkstückaufnahmefach 42 ist ein Behälter zum Aufnehmen von strahlbehandelten Werkstücken, die durch den Einführer/Ausführer 22 aus dem Inneren der Trommel 14 ausgegeben werden, die in die Werkstückausgabeposition P3 gedreht wird, wenn Werkstücke nach Beendigung der Strahlbehandlung ausgegeben werden. Der Ausführschwingungszuführer 44 ist eine Einrichtung zum Herausführen von Werkstücken innerhalb des Werkstückaufnahmefaches 43 zu einer Stelle außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 10.
Eine Zirkulationseinrichtung 46 ist an einer Position auf der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite des Seitenwandabschnittes 24 innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Die Zirkulationseinrichtung 46 verfügt über einen Abstrahlmaterialeinleitkasten 48, in den Abstrahlmaterial zugegeben wird, einen Eimerheber 50, an dem ein Eimer (nicht gezeigt) zum Anheben von Abstrahlmaterial heraus aus dem Abstrahlmaterialeinleitkasten 48 angebracht ist; einen Trenner 52, der mit einem oberen Ausgabeanschluss an dem Eimerheber 50 verbunden ist; einen Trichter 54, der unter dem Trenner 52 montiert ist, ein Abstrahlmaterialzugaberohr 58, das den Trichter 54 und ein Eingaberohr 56 mit Anbringung an dem Abstrahler 18 verbindet, und ein Klümpchenausgaberohr 60, das sich außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 10 von dem Trichter 54 aus erstreckt.
Ein Schraubenförderer 62 zum Wiederzuführen von Abstrahlmaterial zu der dem Eimerheber 50 zu eigenen Seite ist an dem unteren Abschnitt des Gehäuses 12 montiert (siehe 2). Darüber hinaus ist ein Abstrahlmaterialüberfließrohr 64, das den Trichter 54 und den Abstrahlmaterialeinleitkasten 48 verbindet, am Bodenabschnitt des Trichters 54 angeordnet.
Der Eimerheber 50 und der Trenner 52 sind mit einer Staubsammeleinrichtung 70 durch einen Kanal 68 verbunden, der wiederum mit einem Kanalverbindungsabschnitt 66 verbunden ist. Die Staubsammeleinrichtung 70 umfasst ein Sauggebläse 72 (siehe 2). Leichter Staub und dergleichen, der sich nicht am Bodenabschnitt des Gehäuses 12 sammelt, wird durch das Sauggebläse 72 angesaugt und ausgegeben.
Wie in 5 dargestellt ist, umfasst der Abstrahler 18 ein Haupteinheitsgehäuse 74 in Trapezaußenform bei Betrachtung von der Seite her, ein Schaufelrad 76, das innerhalb des Haupteinheitsgehäuses 74 enthalten und drehfähig ist, und einen Steuer- bzw. Regelkäfig 78, der auf der Innenumfangseite des Schaufelrades 76 angeordnet und als Zentrifugalabstrahler bekannt ist, der Abstrahlmaterial unter Nutzung der Zentrifugalkraft abstrahlt.
Das Haupteinheitsgehäuse 74 ist in Form eines quadratischen Rohres ausgebildet, in dem der spitzenseitige Endabschnitt 80 und der bodenseitige Endabschnitt 82 offen sind, wobei ein Gehäusedeckel 84 an dem spitzenseitigen Endabschnitt 80 angebracht ist, um die Öffnung an dem spitzenseitigen Endabschnitt 80 mittels eines Dichtmaterials 86 zu verschließen. Man beachte, dass ein Überzug (liner) 88 zum Schützen des Haupteinheitsgehäuses 74 und des Gehäusedeckels 84 zwischen dem Haupteinheitsgehäuse 74 und dem Gehäusedeckel 84 sowie dem Schaufelrad 76 angebracht ist. Das Haupteinheitsgehäuse 74 ist an dem Gehäuse 12 derart angebracht, dass die Öffnung an dem bodenseitigen Endabschnitt 82 zum Inneren des Gehäuses 12 orientiert ist (siehe 1).
Das Schaufelrad 76 umfasst eine Seitenplatteneinheit 90 und mehrere Schaufeln 92, die in Abständen in der Umfangsrichtung der Seitenplatteneinheit 90 angeordnet sind. Die Seitenplatteneinheit 90 umfasst zwei ringförmige Seitenplatten 94, die in Abständen in wechselseitiger Gegenüberlage angeordnet sind, und mehrere runde säulenförmige Verbindungselemente 96, die in Abständen in der Umfangsrichtung derart angeordnet sind, dass sie die entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend angeordneten Seitenplatten 94 koppeln.
Das Schaufelrad 76 ist mit einer Drehwelle 98 verbunden (siehe 2). Die Drehwelle 98 wird von einem Riemen (nicht gezeigt) angetrieben, der mit einem Antriebsmotor 124 verbunden ist.
Ein Rückwärtsneigungsabschnitt 108, der sich zur Rückseite in der Drehrichtung (Richtung des Pfeiles R) relativ zu der radialen Richtung des Schaufelrades 76 (siehe Radialrichtungslinie L3) neigt, ist an der Oberfläche 102 mit Orientierung in der Drehvorwärtsrichtung der Schaufeln 92 ausgebildet. Der Rückwärtsneigungsabschnitt 108 ist auf der Basisendseite (Radialrichtungsinnenseite) der Schaufeln 92 ausgebildet und neigt sich vorzugsweise um 30° bis 50° zur Rückseite in der Drehrichtung (Richtung des Pfeiles R) relativ zur radialen Richtung des Schaufelrades 76 (siehe Radialrichtungslinie L3). Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Neigung von 40° zur Rückseite gegeben, das heißt, in 5 gilt: θ = 40°.
Im Gegensatz hierzu ist ein Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110, der sich in der radialen Richtung (siehe Radialrichtungslinie L4) von dem Drehzentrum C des Schaufelrades 76 aus erstreckt, an dem Spitzenseitenteil (Radialrichtungsaußenseite) der den Schaufeln 92 zu eigenen Oberfläche 102 ausgebildet, das heißt, der Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 ist derart angeordnet, dass dessen Neigungswinkel kleiner hin zur Drehrichtungsrückseite als hin zu dem Rückwärtsneigungsabschnitt ist.
Die radiale Länge des dem Schaufelrad 76 zu eigenen Rückwärtsneigungsabschnittes 108 ist länger als die radiale Länge des Nichtrückwärtsneigungsabschnittes 110 eingestellt. Ein gekrümmter Abschnitt 122 ist an der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 ausgebildet und stetig mit dem Rückwärtsneigungsabschnitt 108 und dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 verbunden.
An der umgedrehten Oberfläche 106, die auf der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite in der Drehrichtung zu der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 ist, ist ein Neigungsabschnitt 128 an dem Basisendabschnitt (Radialrichtungsinnenabschnitt) ausgebildet, der sich stärker zu der Drehrückseite im Vergleich zu dem Rückwärtsneigungsabschnitt 108 relativ zur radialen Richtung neigt. Vorstehende bzw. abstrahlende Abschnitte 112 sind derart ausgebildet, dass sie an einem mittleren Abschnitt in der Längsrichtung an der umgedrehten Oberfläche 106 der Schaufeln 92 vorstehen bzw. abstrahlen. An den vorstehenden bzw. abstrahlenden Abschnitten 112 steht ein vertiefter bzw. gekerbter gekrümmter Abschnitt auf der Radialaußenseite des Schaufelrades 76 in Kontakt mit den Verbindungselementen 96.
Wie in 6 gezeigt ist, sind Seitenwandabschnitte 100, die sich von der Oberfläche 102 in der Dickenrichtung der Schaufeln 92 erstrecken, an beiden Seitenabschnitten der der Schaufel 92 zu eigenen Oberflächen 102 ausgebildet. Ein basisendseitiger angehobener Abschnitt 132, der in Breitenrichtung der Schaufeln 92 nach außen vorsteht, ist auf der Basisendseite der Seitenwandabschnitte 100 ausgebildet, und ein spitzenendseitiger angehobener Abschnitt 134, der nach außen in der Breitenrichtung der Schaufeln 92 vorsteht, ist auf der Spitzenendseite der Seitenwandabschnitte 100 ausgebildet. Der basisendseitige angehobene Abschnitt 132 und der spitzenendseitige angehobene Abschnitt 134 neigen sich leicht auf der Basisendseite (Bodenseite in der Figur) von der der umgedrehten Oberfläche 106 zu eigenen Seite zu der der Oberfläche 102 zu eigenen Seite.
Die Seitenwandabschnitte 100 werden als Orte an den Schaufeln 92 behandelt, die in den Kanalabschnitt der Seitenplatten 94, wie in 5 gezeigt ist, eingepasst sind. Der dem Basisende zugeordnete angehobene Abschnitt 132 und der spitzenendseitige angehobene Abschnitt 134 an den Seitenwandabschnitten 100 werden, wie in 6 gezeigt ist, Orte, die mit der Kanalbodenoberfläche der Seitenpaneele bzw. Seitenplatten 94, wie in 5 gezeigt ist, in Kontakt stehen.
Der Steuer- bzw. Regelkäfig 78 weist eine zylindrische Form auf. Ein Eingaberohr 56 (siehe 1 und 2) ist mit einem Ende des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 in der axialen Richtung verbunden. Hierdurch wird Abstrahlmaterial in den Steuer- bzw. Regelkäfig 78 aus dem Eingaberohr 56 eingeführt.
Ein Öffnungsfenster 118, das als Abstrahlmaterialausgabeabschnitt dient, ist an einem Teil der Seite mit Orientierung zu dem spitzenseitigen Endabschnitt 80 des Haupteinheitsgehäuses 74 an der Außenumfangswand 116 des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 ausgebildet und tritt durch die Außenumfangswand 116 hindurch (siehe 7).
Das Öffnungsfenster 118 ist in Form eines Rechteckes ausgebildet, das zwei Seiten parallel zum Zentralachsenzentrum CL des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 beinhaltet. Der Steuer- bzw. Regelkäfig 78 ist derart fixiert, dass er sich relativ zu dem Haupteinheitsgehäuse 74 nicht dreht.
Wie in 5 gezeigt ist, ist ein Verteiler 120 auf der Innenseite des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 angeordnet. Der Verteiler 120 umfasst mehrere Flügel 136, die sich in der Einwärtsradialrichtung erstrecken, sowie mehrere Öffnungen in gleichmäßiger Beabstandung in der Umfangsrichtung und ist auf der Innenseite des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 derart angeordnet, dass ein Spalt relativ zu dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 gebildet wird.
Der Verteiler 120 wird auf der Innenseite des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 durch eine Drehwelle 98 (siehe 2) gedreht.
Abstrahlmaterial, das in den Steuer- bzw. Regelkäfig 78 durch die Drehung des Verteilers 120 eingeleitet wird, wird innerhalb des Verteilers 120 gemischt und durch eine Zentrifugalkraft aus der dem Verteiler 120 zu eigenen Öffnung durch den Verteiler 120 in den Spalt zwischen dem Verteiler 120 und dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 eingeleitet.
Abstrahlmaterial, das in diesen Spalt eingeleitet wird, bewegt sich in der Drehrichtung innerhalb des Spaltes entlang der Innenumfangsoberfläche des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 und wird in der Radialauswärtsrichtung von dem dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 zu eigenen Öffnungsfenster 118 ausgegeben.
An diesem Punkt neigt sich die Richtung des aus dem Öffnungsfenster 118 in dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 ausgegebenen Abstrahlmaterials von dem Drehzentrum des Verteilers 120 hin zu der Drehrichtung (Richtung des Pfeiles R) des Schaufelrades 76 relativ zur radialen Richtung.
Als Nächstes wird der Betrieb der vorbeschriebenen Strahlbehandlungseinrichtung 10 erläutert.
Wird ein Werkstück in die Trommel 14 zugegeben, so ist die Einführ-/Ausführ-Tür 20, die den Einführer/Ausführer 22 verschließt, geöffnet, wobei, wie in 1 gezeigt ist, die Trommel 14 um die Drehachse 12 zu einer Werkstückzugabeposition P1 derart gedreht wird, dass die Öffnung 16 zu dem Einführer/Ausführer 22 orientiert ist. In diesem Zustand werden Werkstücke, die von außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 10 eingeführt werden, durch das Werkstückzugabemittel 34 in die Trommel 14 zugegeben.
Ist die Zugabe der Werkstücke in die Trommel 14 beendet, so wird die Trommel 14 um die Drehachse 12 zu einer Strahlbehandlungsposition P2 gedreht. Darüber hinaus wird die Einführ-/Ausführ-Tür 20 verschlossen, und es wird der Behälter 12 in einem geschlossenen Zustand platziert. Ist die Trommel 14 an der Strahlbehandlungsposition P2 angeordnet, so wird die Trommel 14 um das Zylinderaxialzentrum L gedreht, und es werden die Werkstücke in der Trommel 14 durchgerührt.
Der Abstrahler 18, der Eimerheber 50, der Schraubenförderer 62 und die Staubsammeleinrichtung 70 sind in Betrieb, während die Trommel 14 um das Zylinderaxialzentrum L gedreht wird. Hierdurch wird das Abstrahlmaterial aus dem Eimerheber 50 durch den Trenner 52 und den Trichter 54, durch das Abstrahlmaterialzugaberohr 58 und das Eingaberohr 56 in den Abstrahler 18 zugegeben. Insbesondere wird das Abstrahlmaterial, das durch das Innere des Eingaberohres 56 gelangt, zu dem dem Abstrahler 18 zu eigenen Verteiler 120 geleitet. Da der Verteiler 120 durch eine Antriebskraft von dem Antriebsmotor 124 gedreht wird, bewegt sich das Abstrahlmaterial hin zur Außenumfangsseite des Verteilers 120 durch eine Zentrifugalkraft und fließt entlang der Innenumfangsoberfläche des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78.
Abstrahlmaterial, das entlang der Innenumfangsoberfläche des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 fließt, wird von dem Öffnungsfenster 118 an dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 in einer Richtung mit Neigung zur Drehrichtung (Richtung des Pfeiles R) des Schaufelrades 76 relativ zu der radialen Richtung ausgegeben. Das ausgegebene Abstrahlmaterial tritt mit dem Rückwärtsneigungsabschnitt 108 an der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 an dem Schaufelrad 76, das sich an der Außenseite des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 dreht, in Kontakt und wird zu dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 durch die Zentrifugalkraft verbracht und dabei beschleunigt. Das Abstrahlmaterial trennt sich sodann von den Spitzen der Schaufeln 92, wird von dem bodenseitigen Endabschnitt 82 des Haupteinheitsgehäuses 74 hin zu den Werkstücken in der Trommel 14 abgestrahlt und trifft auf die Werkstücke.
Das Abstrahlmaterial, das auf die Werkstücke in der Trommel 14 auftrifft, wird von der Trommel 14 durch die Drehung der der Trommel 14 zu eigenen Durchgangslöcher zusammen mit Staub, Klümpchen und dergleichen, die während der Strahlbehandlung erzeugt werden, ausgegeben. Das ausgegebene Abstrahlmaterial und dergleichen sammelt sich in dem unteren Abschnitt des Eimerhebers 50 durch einen Schraubenförderer 62 am Bodenabschnitt des Gehäuses 12. Sodann erfolgt eine Verbringung zu dem Trenner 52 durch den Eimerheber 50, wobei in dem Trenner 52 eine Trennung in wiederverwendbares Abstrahlmaterial und Staub oder Klümpchen und dergleichen erfolgt.
Das abgetrennte wiederverwendbare Abstrahlmaterial wird in dem Trichter 54 gesammelt und in den Abstrahler 18 durch das Abstrahlmaterialzugaberohr 58 zur Wiederverwendung eingeleitet. Abstrahlmaterial, das das Aufnahmevermögen des Trichters 54 übersteigt, wird durch das Abstrahlmaterialüberfließrohr 64 zugeführt, das mit dem unteren Abschnitt des Trichters 54 verbunden ist und sich zu dem Abstrahlmaterialeinleitkasten 48 erstreckt. Demgegenüber werden Staub, Klümpchen und dergleichen durch das Klümpchenausgaberohr 60 nach außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 10 ausgegeben. Staub geringen Gewichtes und dergleichen, der sich nicht am unteren Abschnitt des Gehäuses 12 sammelt, kann durch die Staubsammelvorrichtung 70 abgesaugt und ausgegeben werden.
Endet die Strahlbehandlung, so wird der Abstrahler 18 angehalten, die Trommel 14 wird um die Drehachse 12 zu einer Werkstückausgabeposition P3 gedreht, und es wird der Einführer/Ausführer 22 an dem Gehäuse 12 freigegeben. Die Werkstücke in der Trommel 14 werden auf diese Weise zu dem Werkstückaufnahmefach 42 an dem Werkstückausgabemittel 40 bewegt und sodann nach außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 10 durch den Ausführschwingungszuführer 44 geführt, was die Betriebssequenz beendet.
Vorgänge und Wirkungen der ersten Ausführungsform
Nachstehend werden anhand des in 10 gezeigten Vergleichsbeispiels Vorgänge und Wirkungen der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Man beachte, dass bei dem Vergleichsbeispiel diejenigen Bestandteile, die dieselben wie bei der vorliegenden Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Erläuterung hiervon unterbleibt.
In dem Abstrahler 200 des in 10 gezeigten Vergleichsbeispiels erstreckt sich die Oberfläche der dem Schaufelrad 202 zu eigenen Schaufeln 204 in der radialen Richtung (siehe Radialrichtungslinie L3), weshalb Abstrahlmaterial, das zuerst ausgegeben wird, und Abstrahlmaterial, das später von dem Öffnungsfenster 118 in dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 ausgegeben wird, mit der Schaufel an verschiedenen Positionen in der radialen Richtung annähernd zum selben Zeitpunkt in Kontakt tritt, jeweils in der Spitzenrichtung beschleunigt wird und sich von den Schaufelspitzen trennt, sodass das Abstrahlmaterial abgestrahlt wird.
Daher ist der Zeitpunkt, zu dem das Abstrahlmaterial von den Spitzen der Schaufeln 204 abgestrahlt wird, zwischen dem zuerst ausgegebenen Abstrahlmaterial und dem später ausgegebenen Abstrahlmaterial verschieden, und es unterscheiden sich die Abstrahlrichtungen einer jeden der jeweiligen Einheiten bzw. Chargen des Abstrahlmaterials. Im Ergebnis wird das Abstrahlmaterial von dem Abstrahler 200 in Form eines Fächers mit einem weiten Öffnungswinkel abgestrahlt, und es weitet sich der Kontaktbereich des Abstrahlmaterials mit dem Abstand von dem Abstrahler 200.
Dies bedeutet, dass, wie in 4 gezeigt ist, das Abstrahlmaterial, das von dem Abstrahler 200 abgestrahlt wird, nicht nur einen effektiven Abstrahlbereich A1, der dem Bodenabschnitt der Trommel 14 entspricht, erreicht, sondern auch einen Trommelinnenwandabstrahlbereich A2, der der Bereich der direkten Abstrahlung an der Innenwand der Trommel 14 ist, und einen Gehäuseabstrahlbereich A3, der der Bereich der direkten Abstrahlung an der Innenoberfläche des Gehäuses 12 ist, und einen Schaufelradinnenabstrahlbereich A4, der der Bereich der direkten Abstrahlung auf den Überzug 88 des Abstrahlers 200 ist.
Daher nimmt, wie in dem Abstrahlverteilungsdiagramm von 8(B) gezeigt ist, der Anteil des Abstrahlmaterials, der zu dem effektiven Abstrahlbereich A1 abgestrahlt wird, ab, wohingegen der Anteil des Abstrahlmaterials, der zu dem Trommelinnenwandabstrahlbereich A2, dem Gehäuseabstrahlbereich A3 und dem Schaufelradinnenabstrahlbereich A4 abgestrahlt wird, zunimmt. Daher verlängert sich die Behandlungszeit, die zum Polieren von Werkstücken benötigt wird, und es wird der Verschleiß der Trommel 14 und des Gehäuses 12 und dergleichen, gegen die das Abstrahlmaterial prallt, begünstigt.
Bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform weist, wie in 7 gezeigt ist, das Öffnungsfenster 118 des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 die Form eines Rechteckes auf, das zwei Seiten parallel zum Zylinderaxialzentrum CL beinhaltet, weshalb das Abstrahlmaterial von derselben Position in der Umfangsrichtung des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 ausgegeben wird.
Abstrahlmaterial, das nach außen von dem Öffnungsfenster 118 ausgegeben wird, tritt mit der Oberfläche 102 der mehreren Schaufeln 92, die sich in der Umfangsrichtung des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 drehen, in Kontakt, bewegt sich hin zur Spitzenseite der Schaufeln 92, wird dabei beschleunigt und von den den Schaufeln 92 zu eigenen Spitzen abgestrahlt.
Bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist ein Rückwärtsneigungsabschnitt 108 mit Neigung zu der Drehrückseite relativ zu der radialen Richtung an der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 des Schaufelrades 76 ausgebildet.
Abstrahlmaterial, das später von dem Öffnungsfenster 118 des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 ausgegeben wird, tritt daher mit der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 in Kontakt, bevor Abstrahlmaterial, das später von dem dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 zu eigenen Öffnungsfenster 118 ausgegeben wird, mit der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 in Kontakt tritt, hin zur Spitzenseite der Schaufeln 92 bewegt und dabei beschleunigt wird.
Bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform tritt das zuerst ausgegebene Abstrahlmaterial mit der Oberfläche 102 an einer Position nahe an derjenigen Position in Kontakt, wo das später ausgegebene Abstrahlmaterial, das sich bereits entlang der Oberfläche der Schaufeln 92 bewegt hat, vorhanden ist, weshalb sich das zuerst ausgegebene Abstrahlmaterial und das später ausgegebene Abstrahlmaterial an einer nahen Position an der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 sammeln.
Das Abstrahlmaterial trennt sich und wird von den Schaufeln in einem gesammelten Zustand abgestrahlt, weshalb die Abstrahlverteilung konzentriert sein kann, das heißt, die Verteilung des von dem Abstrahler 18 abgestrahlten Abstrahlmaterials bildet die Form eines Fächers mit schmalem Öffnungswinkel.
Ist der Öffnungswinkel auf diese Weise schmal, so ist der Bereich, in dem das Abstrahlmaterial auftrifft, sogar in einem Abstand von dem Abstrahler ebenfalls schmal. Daher nimmt in dem effektiven Abstrahlbereich A1 des auf Werkstücke abgestrahlten Abstrahlmaterials (siehe 4) der Abstrahlmaterialabstrahlteil zu, wie in dem Abstrahlverteilungsdiagramm von 8(A) gezeigt ist. In dem Trommelinnenwandabstrahlbereich A2, dem Gehäuseabstrahlbereich A3 und dem Schaufelradinnenabstrahlbereich A4 (siehe 4), die Bereiche außerhalb des effektiven Abstrahlbereiches A1 sind, nimmt der Abstrahlmaterialabstrahlanteil ab, das heißt, es kann Abstrahlabfall an Stellen, die nicht an den Werkstücken sind, entgegengewirkt werden, und es kann der Anteil des Abstrahlmaterials, der hin zu Werkstücken abgestrahlt wird, erhöht werden. Die Behandlungszeit kann daher verkürzt werden.
Der Anteil des Abstrahlmaterials, das zu Stellen abgestrahlt wird, die nicht an den Werkstücken sind, das heißt zu der Trommel 14, dem Gehäuse 12 und dergleichen, nimmt ab, sodass dem Verschleiß der Innenoberfläche der Trommel 14 und des Gehäuses 12 entgegengewirkt und die Wartungshäufigkeit verringert werden kann.
Darüber hinaus nimmt die gesamte Abstrahlmenge des Abstrahlmaterials ab, sodass die gesamte Menge des Abstrahlmaterials, das in der Strahlbehandlungseinrichtung 10 zirkuliert, abnimmt, wodurch ermöglicht wird, dass die Zirkulationseinrichtung 46, die das Abstrahlmaterial zirkulieren lässt, kompakt ausgestaltet wird.
In der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist ein Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 an dem Spitzenabschnitt der Schaufeln 92 ausgebildet, weshalb sich Abstrahlmaterial von dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 bei Abstrahlung von den Schaufeln 92 trennen kann.
Die Abstrahlgeschwindigkeit ist bei Abstrahlung von Abstrahlmaterial die resultierende Geschwindigkeit aus der Geschwindigkeit in einer Richtung entlang der Oberfläche der Schaufeln aus der Zentrifugalbeschleunigung in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche und der Geschwindigkeit in einer Richtung tangential zu einem Kreis, den die Spitzen der sich drehenden Schaufeln beschreiben (was nachstehend einfach als Tangentialrichtung bezeichnet wird). Sind der Schaufeldrehaußendurchmesser und die Drehumfangsgeschwindigkeit gleich, so nimmt die resultierende Geschwindigkeit ab, wenn die Schaufel nach hinten geneigt ist, da die Tangentialrichtungskomponente der Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche in der entgegengesetzten Richtung relativ zu der Geschwindigkeit in der Tangentialrichtung wirkt, das heißt, die resultierende Geschwindigkeit ist, wenn die Schaufeln nach hinten geneigt sind, kleiner als die resultierende Geschwindigkeit, wenn die Schaufeln nicht nach hinten geneigt sind.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, tritt bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform das Abstrahlmaterial mit dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110, der sich in der radialen Richtung bis unmittelbar vor der Abstrahlung erstreckt, in Kontakt, weshalb die Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 infolge der Zentrifugalbeschleunigung zum Zeitpunkt des Abstrahlens nur eine radiale Komponente, hingegen keine Komponente aufweist, die in der negativen Richtung relativ zur Geschwindigkeit in der Tangentialrichtung wirkt. Die Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche infolge der Zentrifugalbeschleunigung verringert daher die resultierende Geschwindigkeit nicht. Im Ergebnis nimmt die Drehzahl des Schaufelrades 76, das heißt die Drehzahl des das Schaufelrad in Bewegung versetzenden Motors, nicht zu, und es kann eine effiziente Strahlbehandlung durchgeführt werden, während einer Verringerung der elektrischen Leistungseffizienz bei der Abstrahlung entgegengewirkt werden kann.
Darüber hinaus ist die radiale Länge des dem Schaufelrad 76 zu eigenen Rückwärtsneigungsabschnittes 108 länger als die Länge des Nichtrückwärtsneigungsabschnittes 110 eingestellt, weshalb das Abstrahlmaterial in ausreichendem Maße durch den der Schaufel 92 zu eigenen Rückwärtsneigungsabschnitt 108 gesammelt werden kann. Im Ergebnis kann die Behandlungszeit sogar noch merklicher verkürzt werden.
Zudem kann die Trommel 14 selbst zu der Werkstückzugabeposition P1, der Strahlbehandlungsposition P2 oder der Werkstückausgabeposition P3 bewegt werden, wodurch eine Bewegung des Abstrahlers 18 überflüssig wird.
Der Abstrahler 18 ist an einer Stelle angeordnet, die nicht diejenige Stelle ist, an der die dem Gehäuse 12 zu eigene Einführ-/Ausführ-Tür 20 angeordnet ist, weshalb die Trommel 14 allein zu der Werkstückzugabeposition P1, der Strahlbehandlungsposition P2 und der Werkstückausgabeposition P3 bewegt werden kann und die Strahlbehandlung ohne Bewegung des Abstrahlers 18 durchgeführt werden kann. Ein Bewegungsmechanismus für den Abstrahler 18 ist daher überflüssig, weshalb die Größe der Strahlbehandlungseinrichtung 10 verringert werden kann.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird anhand 9 eine Strahlbehandlungseinrichtung 140 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Man beachte, dass dieselben Bezugszeichen an diejenigen Bestandteile vergeben sind, die dieselben wie bei der Strahlbehandlungseinrichtung der ersten Ausführungsform sind, weshalb eine Erläuterung hiervon unterbleibt.
Die Strahlbehandlungseinrichtung 140 der zweiten Ausführungsform ist dem Grunde nach dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform, wobei sich jedoch, wie in 9(A) gezeigt ist, die Trommel 14 von derjenigen bei der Strahlbehandlungseinrichtung der ersten Ausführungsform dahingehend unterscheidet, dass sie einen Trommeldeckel 142 zum Verschließen der Öffnung 16 umfasst, sowie dahingehend, dass der Abstrahler 18 an dem Trommeldeckel 142 angebracht ist.
Unter Verwendung der Strahlbehandlungseinrichtung 140 wird die Trommel 14 durch einen Drehmechanismus 26 (siehe 1) um die Drehachse 12 senkrecht zu dem Zylinderaxialzentrum L und mit Erstreckung in einer horizontalen Richtung gedreht und selektiv an einer Position, die zur Werkstückzugabe, zur Strahlbehandlung und zur Werkstückausgabe geeignet ist, angeordnet.
Wie in 9(B) gezeigt ist, wird, wenn Werkstücke in die Trommel 14 zugegeben werden, der Trommeldeckel 142 in eine zurückgezogene Position P6 über der Einrichtung durch einen Bewegungsmechanismus 144, der einen Motor (nicht gezeigt) umfasst, bewegt, und es wird die der Trommel 14 zu eigene Öffnung 16 freigegeben, wobei die Trommel 14 durch den Drehmechanismus 26 an der Werkstückzugabe- und Strahlbehandlungsposition P4, an der Werkstücke zugegeben werden, angeordnet ist. An der Werkstückzugabe- und Strahlbehandlungsposition P4 können Werkstücke in die Trommel 14 zugegeben werden, und es sind die Öffnung 16 der Trommel 14 und der Abstrahler 18 in Gegenüberlage zueinander angeordnet.
In diesem Zustand wechselwirkt das Werkstückzugabemittel 34 nicht mit dem Trommeldeckel 142. Werkstücke, die von außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 140 durch das Werkstückzugabemittel 34 eingeführt werden, werden sodann in die Trommel 14 zugegeben.
Ist das Zugeben der Werkstücke in die Trommel 14 abgeschlossen, so wird der Trommeldeckel 142 durch den Bewegungsmechanismus 144 zu einer geschlossenen Position P7 bewegt, an der die Öffnung 16 der Trommel 14 geschlossen ist, wie in 9(C) gezeigt ist. Als Nächstes wird die Trommel 14 um das Zylinderaxialzentrum L gedreht, und es werden die Werkstücke in der Trommel 14 durchgerührt. In diesem Zustand wird die Strahlbehandlung an den Werkstücken durch Abstrahlen des Abstrahlmaterials zu den Werkstücken in der Trommel 14 von dem Abstrahler 18, der an dem Trommeldeckel 142 angebracht ist, ausgeführt.
Ist die Strahlbehandlung beendet, so wird der Abstrahler 18 angehalten, und es wird, wie in 9(B) gezeigt ist, der Trommeldeckel 142 durch den Bewegungsmechanismus 144 zu der zurückgezogenen Position P6 über der Einrichtung unter Freigabe der der Trommel 14 zu eigenen Öffnung 16 bewegt. Wie in 9(D) gezeigt ist, wird die Trommel 14 um die Drehachse 12 durch den Drehmechanismus 26 zu der zurückgezogenen Position P5 gedreht. Hierdurch werden die Werkstücke in der Trommel 14 nach außerhalb der Strahlbehandlungseinrichtung 140 durch das Werkstückausgabemittel 40 (siehe 9(A)) ausgeführt, wodurch die Abfolge von Vorgängen beendet ist.
Vorgänge und Wirkungen der zweiten Ausführungsform
Als Nächstes werden Vorgänge und Wirkungen bei der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist wie bei der Strahlbehandlungseinrichtung der ersten Ausführungsform das dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 zu eigene Öffnungsfenster 118 als Rechteck mit zwei Seiten parallel zu dem dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 zu eigenen Zylinderaxialzentrum CL angeordnet, und es wird das Abstrahlmaterial von derselben Position in der Umfangsrichtung des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 ausgegeben. Das von dem Öffnungsfenster 118 ausgegebene Abstrahlmaterial tritt mit der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 in dem Schaufelrad 76 in Kontakt, wird dabei beschleunigt und von den Spitzen der Schaufeln 92 abgestrahlt.
Bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist ebenfalls ein Rückwärtsneigungsabschnitt 108 mit Neigung zu der Drehrückseite relativ zu der radialen Richtung an der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 des Schaufelrades 76 ausgebildet.
Abstrahlmaterial, das von dem Öffnungsfenster 118 des Steuer- bzw. Regelkäfigs 78 später ausgegeben wird, tritt daher mit der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 in Kontakt, bevor das Abstrahlmaterial, das von dem dem Steuer- bzw. Regelkäfig 78 zu eigenen Öffnungsfenster 118 ausgegeben wird, mit der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 in Kontakt tritt, und wird hin zur Spitzenseite der Schaufeln 92 bewegt und dabei beschleunigt.
Bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform tritt das zuerst ausgegebene Abstrahlmaterial mit der Oberfläche 102 an einer Position nahe an derjenigen Position in Kontakt, an der das später ausgegebene Abstrahlmaterial, das sich bereits entlang der Oberfläche der Schaufeln 92 bewegt hat, vorhanden ist, weshalb sich das zuerst ausgegebene Abstrahlmaterial und das später ausgegebene Abstrahlmaterial an nahen Positionen an der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 sammeln.
Das Abstrahlmaterial trennt sich von den Schaufeln in einem gesammelten Zustand und wird von diesen abgestrahlt, weshalb die Abstrahlverteilung konzentriert sein kann, das heißt, die Verteilung des von dem Abstrahler 18 abgestrahlten Abstrahlmaterials bildet die Form eines Fächers mit schmalem Öffnungswinkel.
Der schmale Öffnungswinkel impliziert, dass der Bereich, in dem das Abstrahlmaterial auftrifft, sogar an Positionen, die von dem Abstrahler 18 entfernt sind, ebenfalls schmal ist. Daher nimmt in dem effektiven Abstrahlbereich A1 des Abstrahlmaterials, das auf die Werkstücke (siehe 4) abgestrahlt wird, der Abstrahlmaterialabstrahlanteil zu, wie in dem Abstrahlverteilungsdiagramm von 8(A) gezeigt ist. In dem Trommelinnenwandabstrahlbereich A2, dem Gehäuseabstrahlbereich A3 und dem Schaufelradinnenabstrahlbereich A4 (siehe 4), die Bereiche außerhalb des effektiven Abstrahlbereiches A1 sind, nimmt der Abstrahlmaterialabstrahlanteil ab, das heißt, es kann Abstrahlabfall an Stellen, die nicht an den Werkstücken sind, entgegengewirkt werden, und es kann der Anteil des Abstrahlmaterials, der hin zu den Werkstücken abgestrahlt wird, vergrößert werden. Auf diese Weise kann die Behandlungszeit verkürzt werden.
Bei der Abstrahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist ein Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 an dem Spitzenabschnitt der Schaufeln 92 ausgebildet, weshalb sich das Abstrahlmaterial von dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110 bei Abstrahlung von den Schaufeln 92 trennen kann.
Die Abstrahlgeschwindigkeit bei der Abstrahlung des Abstrahlmaterials ist die resultierende Geschwindigkeit aus der Zentrifugalbeschleunigung in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche und der Geschwindigkeit in einer Richtung tangential zu einem Kreis, den die Spitzen der sich drehenden Schaufeln beschreiben (nachstehend einfach als Tangentialrichtung bezeichnet). Sind der Schaufeldrehaußendurchmesser und die Drehumfangsgeschwindigkeit gleich, so nimmt die resultierende Geschwindigkeit ab, wenn sich die Schaufel nach hinten neigt, da die Tangentialrichtungskomponente der Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche in der entgegengesetzten Richtung relativ zur Geschwindigkeit in der Tangentialrichtung wirkt, das heißt, die resultierende Geschwindigkeit ist, wenn sich die Schaufeln rückwärts neigen, kleiner als die resultierende Geschwindigkeit, wenn sich die Schaufeln nicht rückwärts neigen.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, tritt bei der Strahlbehandlungseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform das Abstrahlmaterial mit dem Nichtrückwärtsneigungsabschnitt 110, der sich in der radialen Richtung bis unmittelbar vor der Abstrahlung erstreckt, in Kontakt, weshalb die Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Oberfläche 102 der Schaufeln 92 infolge der Zentrifugalbeschleunigung zum Zeitpunkt der Abstrahlung nur eine radiale Komponente, jedoch keine Komponente aufweist, die in der negativen Richtung relativ zur Geschwindigkeit in der Tangentialrichtung wirkt. Die Geschwindigkeit in der Richtung entlang der Schaufeloberfläche infolge der Zentrifugalbeschleunigung verringert daher die resultierende Geschwindigkeit nicht. Im Ergebnis wird die Drehzahl des Schaufelrades 76, das heißt die Drehzahl des das Schaufelrad in Drehung versetzenden Motors, nicht vergrößert, und es kann eine effiziente Strahlbehandlung durchgeführt werden, während einer Verringerung der elektrischen Leistungseffizienz bei der Abstrahlung entgegengewirkt werden kann.
Darüber hinaus ist die radiale Länge des dem Schaufelrad 76 zu eigenen Rückwärtsneigungsabschnittes 108 länger als die radiale Länge des Nichtrückwärtsneigungsabschnittes 110, weshalb das Abstrahlmaterial in ausreichendem Maße von den der Schaufel 92 zu eigenen Rückwärtsneigungsabschnitten 108 gesammelt werden kann. Im Ergebnis kann die Behandlungszeit sogar noch merklicher verkürzt werden.
Zudem ist hinreichend, die Trommel 14 an nur zwei Stellen anzuordnen, nämlich der Werkstückzugabe- und Strahlbehandlungsposition P4 und der Werkstückausgabeposition P5, wodurch die Struktur zum Drehen der Trommel 14 vereinfacht und Kosten gesenkt werden können.
Der Bereich, in dem das Abstrahlmaterial auftrifft, ist an Positionen, die von dem Abstrahler 18 entfernt sind, verschmälert, und es kann Abstrahlabfall in Bezug auf Werkstücke in der Trommel 14, das heißt, der Anteil des Abstrahlmaterials, der zu der Trommel 14 oder dem Gehäuse 12 und dergleichen abgestrahlt wird, verringert werden. Dem Verschleiß der Strahlbehandlungseinrichtung 140 selbst, so beispielsweise der Trommel 14 oder des Gehäuses 12, kann zudem entgegengewirkt werden, und es kann die Wartungshäufigkeit der Strahlbehandlungseinrichtung 140 verringert werden.
Darüber hinaus nimmt die gesamte Abstrahlmenge des Abstrahlmaterials ab, sodass die Gesamtmenge des Abstrahlmaterials, das in der Strahlbehandlungseinrichtung 140 zirkuliert, abnimmt, weshalb die Zirkulationseinrichtung 46, die das Abstrahlmaterial zirkulieren lässt, kompakt ausgestaltet werden kann.
Ohne Einschränkung der Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen innerhalb der technischen Konzepte gemäß Darstellung in den Ansprüchen möglich.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, beinhaltet in der vorliegenden Beschreibung die Aussage „der Neigungswinkel ist kleiner hin zur Drehrichtungsrückseite im Vergleich zu dem Rückwärtsneigungsabschnitt” eine Ausgestaltung, bei der der Neigungswinkel kleiner als der Neigungswinkel des Rückwärtsneigungsabschnittes zur Drehrückwärtsseite ist, eine Ausgestaltung, die sich in der radialen Richtung erstreckt, und eine Ausgestaltung, die sich zu der Drehrichtungsvorwärtsseite neigt, weshalb der Nichtrückwärtsneigungsabschnitt eine Ausgestaltung aufweist, die sich zu der Drehrichtungsrückwärtsseite neigt, wohingegen eine Ausgestaltung, bei der der Neigungswinkel kleiner als der Neigungswinkel des Rückwärtsneigungsabschnittes ist, oder eine Ausgestaltung, die sich zu der Drehvorwärtsseite in der radialen Richtung neigt, ebenfalls akzeptabel sind. Akzeptabel ist zudem, überhaupt keinen Nichtrückwärtsneigungsabschnitt vorzusehen.
Bezugszeichenliste

10: Strahlbehandlungseinrichtung (erste Ausführungsform)
12: Gehäuse
14: Trommel
16: Öffnung
18: Abstrahler
20: Einführ-/Ausführ-Tür
22: Einführer/Ausführer
26: Drehmechanismus
34: Werkstückzugabemittel
76: Schaufelrad
78: Steuer- bzw. Regelkäfig
92: Schaufeln
102: Oberfläche
108: Rückwärtsneigungsabschnitt
110: Nichtrückwärtsneigungsabschnitt
116: Außenumfangswand
118: Öffnungsfenster
140: Strahlbehandlungseinrichtung (zweite Ausführungsform)
142: Trommeldeckel
144: Bewegungsmechanismus
C: Drehzentrum
CL: Zylinderaxialzentrum
P1: Werkstückzugabeposition
P2: Strahlbehandlungsposition
P3: Werkstückausgabeposition
P4: Werkstückzugabe- und Strahlbehandlungsposition
P5: Werkstückausgabeposition
P6: zurückgezogene Position
P7: geschlossene Position

Claims

Strahlbehandlungseinrichtung, umfassend: eine zylindrische Trommel, die sich an einem Ende öffnet und am anderen Ende einen Boden aufweist; und einen auf der Öffnungsseite der Trommel platzierten Zentrifugalabstrahler zum Abstrahlen von Abstrahlmaterial auf ein in die Trommel zugegebenes Werkstück; wobei der Abstrahler umfasst: einen zylindrischen Steuer- bzw. Regelkäfig, in den Abstrahlmaterial eingeleitet wird und an dessen Seitenwand ein Öffnungsfenster ausgebildet ist, das als Ausgabeöffnung für das Abstrahlmaterial dient, wobei das Öffnungsfenster die Form eines Rechteckes aufweist, das zwei Seiten parallel zur Zentralachsenlinie des Steuer- bzw. Regelkäfigs beinhaltet; und ein Schaufelrad, das mehrere Schaufeln umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie sich radial nach außen bzw. außerhalb des Steuer- bzw. Regelkäfigs an der Außenseite des Steuer- bzw. Regelkäfigs erstrecken und sich um die Zentralachsenlinie des Steuer- bzw. Regelkäfigs drehen, wobei ein Rückwärtsneigungsabschnitt, der sich zur Drehrückwärtsseite neigt, an der Oberfläche der Schaufeln auf der Vorwärtsseite in der Richtung der Drehung angeordnet ist.
Strahlbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Rückneigungsabschnitt an der Drehrichtungsvorwärtsseitenoberfläche an dem Radialrichtungsinnenteil des Steuer- bzw. Regelkäfigs ausgebildet ist; und ein Nichtrückneigungsabschnitt mit einem kleineren Neigungswinkel hin zur Drehrückwärtsseite als der Rückneigungsabschnitt auf der Spitzenseite des Rückneigungsabschnittes ausgebildet ist.
Strahlbehandlungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei: die radiale Länge des Rückneigungsabschnittes länger als die radiale Länge des Nichtrückneigungsabschnittes eingestellt ist.
Strahlbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend: ein Gehäuse, das einen Einführ-/Ausführ-Anschluss umfasst, durch den Werkstücke zugegeben und abgegeben werden und der durch eine Einführ-/Ausführ-Tür geschlossen wird, wobei der Abstrahler an dem Gehäuse angebracht ist, und die Strahlbehandlungseinrichtung des Weiteren eine Positionierungsmaschine umfasst zum selektiven Anordnen der Trommel an einer Werkstückzugabeposition, wo die Werkstücke zugegeben werden, einer Strahlbehandlungsposition, an der die Trommelöffnung und der Abstrahler einander gegenüberliegen, und einer Werkstückausgabeposition, an der die Werkstücke ausgegeben werden.
Strahlbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: einen Trommeldeckel zum Verschließen der Öffnung an der Trommel, wo der Abstrahler installiert ist; einen Bewegungsmechanismus zum selektiven Anordnen des Trommeldeckels an der Schließposition, wo die Trommelöffnung verschlossen ist, und einer zurückgezogenen Position ohne Wechselwirkung mit dem Werkstückzugabemittel, das Werkstücke durch die Trommelöffnung in die Trommel eingibt; und einen Drehmechanismus zum selektiven Anordnen der Trommel an der Werkstückeingabe- und Strahlbehandlungsposition, wo das Werkstück zugegeben wird und die Trommelöffnung und die Abstrahlmaschine einander gegenüberliegen, und an der Werkstückausgabeposition, wo Werkstücke aus der Trommel ausgegeben werden.