DE4226680A1 - Mobile Schleuderstrahlmaschine - Google Patents
Mobile SchleuderstrahlmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mobile Schleuderstrahlmaschine, die
in einer Arbeitsrichtung über abzustrahlende Flächen hinweg
bewegbar ist, wobei von einem rotierenden Schleuderrad beschleu
nigte Strahlpartikel in Richtung der abzustrahlenden Fläche ge
schleudert werden und diese in einer Aufprallzone treffen.
Eine Schleuderstrahlmaschine dieser Art geht beispielsweise aus
der DE 27 08 528 C2 hervor. Sie besitzt ein motorisch zu einer
Rotationsbewegung antreibbares Schleuderrad, dessen Drehachse in
einer Ebene verläuft, die von der Arbeitsrichtung und der Höhen
richtung der Maschine aufgespannt wird. Aus einem Speicher zuge
führte Strahlpartikel, insbesondere kleine Kugelkörper, werden
von dem rotierenden Schleuderrad beschleunigt und gegen die im
Bereich der Unterseite der Maschine befindliche abzustrahlende
Fläche geschleudert. Dort findet im Bereich der Aufprallzone der
gewünschte Materialabtrag statt. Einsetzbar ist die Schleuder
strahlmaschine vor allem bei der Bearbeitung von zumindest im
wesentlichen horizontalen Flächen, beispielsweise Bodenflächen.
Bei den abstrahlbaren Werkstoffen kann es sich insbesondere um
Beton, Beschichtungen, Estriche oder Stahlplatten handeln.
Das von einer Maschine der bekannten Art erzeugte Strahlbild ist
uneinheitlich. Wegen der unvermeidlichen Streuung der Strahl
partikel stellt sich regelmäßig eine zentrale Zone mit hoher
Abstrahlintensität ein, die beidseits von Zonen mit geringerer
Abstrahlintensität flankiert wird. Man bezeichnet diese Erschei
nung auch als sogenannten "Hot Spot". Nachteilig ist dies vor
allem dann, wenn die abgestrahlten Flächen als Sichtflächen ver
bleiben und später eventuell nur farblos versiegelt werden.
Besonders ausgeprägt ist die Erscheinung bei relativ weichem
Material der abzustrahlenden Flächen. Meist ist man daher ge
zwungen, auf die maximal erzielbare Arbeitsbreite zu verzichten
und die Schleuderstrahlmaschine so in Bahnen über die abzustrahlende
Fläche zu bewegen, daß sich die erzeugten streifenartigen Abstrahl
bereiche überlagern. Abgesehen davon, daß die Qualität des auf
diese Weise erzeugten Strahlbildes weiterhin zu wünschen übrig
läßt, geht diese Betriebsweise sehr zu Lasten der möglichen
Arbeitsleistung pro Zeiteinheit.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mobile
Schleuderstrahlmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen,
mit der sich bei hoher Arbeitsleistung ein sehr einheitliches
Strahlbild erzeugen läßt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Schleuderstrahl
maschine zwei quer zur Arbeitsrichtung nebeneinander angeordnete
Schleuderräder vorgesehen sind, die im Betrieb jeweils einen zur
abzustrahlenden Fläche hin gerichteten Partikelstrahl erzeugen,
wobei in der Aufprallzone ein von den einander zugeordneten
Strahlrandbereichen beider Partikelstrahlen bestrahlter zentraler
Abstrahlbereich entsteht.
Auf diese Weise ergibt sich in der Aufprallzone quer zur Arbeits
richtung ein sehr einheitliches Strahlbild ohne Hot Spot-Aus
bildung. Wird mit der Schleuderstrahlmaschine eine Arbeitsbahn
zurückgelegt, so ergibt sich ein einheitlicher Abstrahlstreifen,
der sich praktisch im wesentlichen aus drei nebeneinanderliegen
den und unmerklich ineinander übergehenden streifenartigen
Abstrahlbereichen zusammensetzt. Im mittleren Abstrahlbereich
findet eine Bearbeitung durch die einander zugewandten Strahlrand
bereiche beider Partikelstrahlen statt. Diese Überlagerung bewirkt
eine erhöhte resultierende Abstrahlintensität, die zumindest im
wesentlichen derjenigen entspricht, wie sie von einem jeweiligen
angrenzenden Strahlhauptbereich der beiden Partikelstrahlen
erzeugt wird. Infolge des sich ergebenden gleichmäßigen Strahl
bildes kann der Arbeitsbereich der Schleuderstrahlmaschine voll
ausgenutzt werden. Dadurch läßt sich pro Zeiteinheit eine erheb
lich größere Fläche qualitativ hochwertig abstrahlen als dies
beim Stand der Technik möglich ist. Der Wirkungsgrad ist beträcht
lich größer.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen aufgeführt.
Es ist von Vorteil, wenn die Anordnung so getroffen wird, daß
sich die beiden nebeneinanderliegenden Partikelstrahlen spätestens
beim Erreichen der Aufprallzone mit ihren einander zugewandten
Strahlrandbereichen seitlich überlappen. Vor allem in diesem
Zusammenhang bietet es sich an, die beiden Schleuderräder beid
seits einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung als auch in Arbeits
richtung ausgerichteten Längsmittelebene symmetrisch zu dieser
anzuordnen. Man wird zweckmäßigerweise die beiden Partikelstrahlen
so einstellen, daß ihre Hauptstrahlrichtungen, d. h. die Richtungen
der Strahlhauptbereiche, in Richtung zur Aufprallzone hin diver
gieren. Man erreicht hiermit eine größtmögliche Arbeitsbreite.
Beide Schleuderräder sind vorzugsweise identisch spiegelbildlich
ausgebildet und werden zweckmäßigerweise mit gleicher Drehzahl
betrieben. Hierbei kann jedem Schleuderrad ein eigener Antriebs
motor zugeordnet sein. Denkbar wäre auch die Verwendung eines
zentralen Antriebsmotors, der unter Zwischenschaltung eines
geeigneten Getriebes beide Schleuderräder antreibt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schleuderstrahlmaschine in Seitenansicht gemäß
Pfeil II aus Fig. 2, teilweise aufgebrochen und
stark schematisiert, und
Fig. 2 die bei der Schleuderstrahlanlage gemäß Fig. 1
vorgesehene Schleuderradanordnung in vergrößerter
Darstellung, mit einer Blickrichtung gemäß Pfeil I
die mit der Arbeitsrichtung zusammenfällt, wobei
die Schleuderräder vereinfacht als Kreise darge
stellt sind, wiederum stark schematisiert.
Aus Fig. 1 wird der allgemeine Aufbau der beispielsgemäßen
mobilen Schleuderstrahlmaschine offenbar. Sie besitzt einen
allgemein mit 1 bezeichneten Aufbau, der auf einem Fahrgestell 2
ruht. Mit dem Fahrgestell 2 ist sie auf einer abzustrahlenden
Fläche 4 abgestellt, bei der es sich vorliegend um eine horizontal
verlaufende Bodenfläche eines Nutzbodens im Industrie- oder
Privatbereich handelt. Dieser Boden besteht aus Beton, wobei es
sich selbstverständlich auch um ein anderes Material oder um ein
Mischmaterial handeln kann. Die abzustrahlende Fläche 4 muß nicht
notwendigerweise eine Bodenfläche sein, es kann sich auch um die
Fläche eines beliebigen sonstigen Körpers handeln, beispielsweise
derjenigen einer Stahlplatte. Die bevorzugte Bearbeitung erfolgt
allerdings bei zumindest im wesentlichen horizontal ausgerichteten
Flächen, ohne daß die Erfindung auf eine derartige Anwendung
beschränkt sein soll.
Im Betrieb wird die Schleuderstrahlmaschine von einer Bedienperson
über die abzustrahlende Fläche 4 hinweg bewegt. Zur dabei even
tuell notwendigen Führung kann ein Handgriff 3 vorgesehen sein.
Die Bewegungsrichtung der Schleuderstrahlmaschine während des
Betriebes sei als Arbeitsrichtung bezeichnet, sie ist durch den
Pfeil 5 angedeutet. Regelmäßig wird die Schleuderstrahlmaschine
unter Zurücklegung von Arbeitsbahnen bewegt werden, die sich
seitlich aneinander anschließen.
Unter Bezugnahme auch auf die Fig. 2 verfügt der Aufbau 1 über
ein Gehäuse 6, das zwei Schleuderräder 7, 8 aufnimmt. Wegen der
Seitenansicht ist in Fig. 1 nur eines (7) dieser Schleuderräder
zu erkennen. Der Aufbau eines Schleuderrades als solchem ist dem
Fachmann bekannt, so daß sich an dieser Stelle detailliertere
Ausführungen erübrigen.
Jedes Schleuderrad 7, 8 ist um eine zentrale Längsachse 12, 13
drehbar. Für den entsprechenden Drehantrieb sorgen beispielsgemäß
zwei Antriebsmotoren, von denen lediglich einer in Fig. 1 bei 14
gezeigt ist, und die jeweils einem der Schleuderräder 7, 8 zuge
ordnet sind. Die Antriebsmotoren 14 sind beispielsgemäß an dem
Gehäuse 6 befestigt und ohne aufwendige Zwischengetriebe unmittel
bar an das zugehörige Schleuderrad 7, 8 angeflanscht.
Es wäre durchaus möglich, für beide Schleuderräder 7, 8 einen
gemeinsamen Antriebsmotor vorzusehen, der dann zweckmäßigerweise
über einen zwischengeschalteten Riementrieb oder ein sonstiges
Getriebe mit den Schleuderrädern 7, 8 in Antriebsverbindung
steht (nicht dargestellt). Damit lassen sich auf besonders ein
fache Weise identische Rotationsgeschwindigkeiten der beiden
Schleuderräder 7, 8 verwirklichen.
An das Gehäuse 6 schließt sich nach oben hin ein Aufnahmebehälter
15 für Strahlpartikel 16 an. Bei letzteren handelt es sich um
schüttgutartig vorliegende Partikel von insbesondere kugelähn
licher Gestalt, weshalb man die vorliegende Maschine auch als
Kugelstrahlmaschine bezeichnen könnte. Der Aufnahmebehälter 15
ist über zwei Zuführkanäle 17, 18 an das Gehäuse 6 angeschlossen,
wobei jeweils einer der Zuführkanäle 17, 18 im Bereich eines der
Schleuderräder 7, 8 in das Gehäuse 6 einmündet (in Fig. 2 strich
punktiert angedeutet). Auf diese Weise werden die Strahlpartikel
16 schwerkraftbedingt gleichzeitig beiden Schleuderrädern 7, 8
zugeführt.
Die im Betrieb rotierenden Schleuderräder 7, 8 schleudern die
ihnen zugeführten Strahlpartikel 16 gemäß Pfeilen 19 (Fig. 1) in
Richtung der abzustrahlenden Fläche 4, die sich im Bereich der
Unterseite der Schleuderstrahlmaschine befindet. Dort besitzt die
Schleuderstrahlmaschine eine von einem Rahmen umgrenzte Arbeits
öffnung 23, die zur abzustrahlenden Fläche 4 hin offen ist. Der
Weg der Strahlpartikel 16 hin zur Arbeitsöffnung 23 wird von
Gehäusewänden 24 vorgegeben, die sich an das Schleuderrad-Gehäuse
6 anschließen und einen Strahlkanal 25 definieren.
Nachdem die fliehkraftbedingt weggeschleuderten Strahlpartikel 16
durch die Arbeitsöffnung 23 hindurch auf die Fläche 4 aufgeprallt
sind, prallen sie von dieser gemäß Pfeilen 26 wieder ab und
gelangen über einen ebenfalls mit der Öffnung 23 kommunizierenden
Rückführkanal 27 gemäß Pfeil 28 zurück in den Aufnahmebehälter
15. Die Rückführung kann allein auf der Rückprallenergie basieren,
möglich ist aber auch eine zusätzliche z. B. mechanische Rückführunter
stützung. lm Moment des Aufpralles auf der Fläche 4 vollziehen
die Strahlpartikel 16 an dieser einen Materialabtrag. Die dabei
abgetragenen Teilchen gelangen ebenfalls in den Rückführkanal 27
und werden vor Erreichen des Aufnahmebehälters 15 von den Strahl
partikeln 16 getrennt. Hierfür sind geeignete Mittel vorgesehen,
beispielsweise ein in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutetes
Gebläse 32, das den Rückführkanal 27 vor Erreichen des Aufnahme
behälters 15 mit einem quer verlaufenden Luftstrom beaufschlagt,
der die leichteren abgetragenen Teilchen entfernt. Die in den
Aufnahmebehälter 15 zurückgelangenden Strahlpartikel 16 werden
dann erneut den Schleuderrädern 7, 8 zugeführt, so daß der Kreis
lauf wieder von vorn beginnen kann.
Der momentan von der Arbeitsöffnung 23 überfahrene Bereich der
Fläche 4 bildet eine Aufprallzone 33 für die Strahlpartikel 16.
Ihre Breite entspricht im wesentlichen derjenigen des für die
beiden Schleuderräder 7, 8 gemeinsam vorgesehenen Strahlkanales
25. Die beiden Schleuderräder 7, 8 sind quer zur Arbeitsrichtung
5 nebeneinanderliegend angeordnet, wobei sie sich zweckmäßiger
weise auf gleicher Höhe befinden, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht.
Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, daß die beiden Schleuder
räder 7, 8 beidseits einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung 34
als auch in Arbeitsrichtung 5 ausgerichteten Längsmittelebene 35
symmetrisch zu dieser zu liegen kommen, wie dies beim Ausführungs
beispiel verwirklicht ist. Hier sind die beiden Schleuderräder 7,
8 horizontal rechtwinkelig zur Arbeitsrichtung mit relativ geringem
Abstand seitlich nebeneinander angeordnet, so daß sie mit ihren
Umfangsseiten einander zugewandt sind.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schleuderräder 7, 8 so
anzuordnen, daß ihre Drehachsen 12, 13 in im Parallelabstand
zueinander angeordneten Achsebenen 36, 37 enthalten sind, die
parallel zur oben definierten Längsmittelebene 35 verlaufen , wobei
sie bezüglich der Horizontalen schräg angestellt sind. Die recht
winkelig zu den Drehachsen 12, 13 verlaufenden Radebenen sind
somit unter einem vorzugsweisen spitzen Winkel zu der jeweils
abzustrahlenden Fläche 4 angeordnet, so daß die Strahlpartikel 16
gemäß Pfeilen 19 schräg auf die Aufprallzone 33 treffen und sich
ein optimaler Rückpralleffekt in den sich anschließenden Rückführ
kanal 27 einstellt.
Wie man aus Fig. 2 ersieht, rotieren die beiden Schleuderräder
7, 8 im Betrieb gegensinnig. Blickt man in Arbeitsrichtung 5 auf
die Schleuderradanordnung, so rotiert das linke Schleuderrad 7
gemäß Pfeil 38 im Uhrzeigersinn und das rechte Schleuderrad 8
dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Pfeil 39. Auf diese
Weise besitzen die während der Rotation jeweils momentan einander
zugewandten innenliegenden Radabschnitte 40, 40′ eine nach unten
zur Aufprallzone 33 hin gerichtete Bewegungskomponente.
Jedes Schleuderrad 7, 8 erzeugt im Betrieb einen eigenen, nach
unten in Richtung der Maschinenunterseite gerichteten Partikel
strahl 43, 44. Zur besseren Unterscheidung ist der linke Partikel
strahl 43 mit strichpunktierten und der rechte Partikelstrahl 44
mit gestrichelten Begrenzungslinien angedeutet. Dabei ist die
Einstellung zweckmäßigerweise so getroffen, daß die in Fig. 2
durch die Pfeile 45, 46 angedeuteten Hauptstrahlrichtungen der
beiden Partikelstrahlen 43, 44 in Richtung zur Aufprallzone 33
hin leicht schräg auseinanderlaufen. Ein jeweiliger Partikelstrahl
43, 44 erweitert sich ausgehend vom zugeordneten Schleuderrad 7,
8 und hat seine größte quer zur Längsmittelebene 35 gemessene
Breite im Bereich der Aufprallzone 33. Da die beiden Schleuder
räder 7, 8 quer zur Längsmittelebene 35 miteinander fluchten,
ergibt es sich, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Par
tikelstrahlen 43, 44 mit den einander zugewandten Strahlrand
bereichen 47, 47′ quer zur Längsmittelebene 35 überlappen. Der
sich überlappende Strahlbereich ist in Fig. 2 bei 48 angedeutet
und hat bei mit der Arbeitsrichtung 5 zusammenfallender Blick
richtung eine einem gleichschenkeligen Dreieck ähnelnde Gestalt,
wobei die beiden gleichlangen Dreiecksseiten von den Begrenzungen
der sich überlappenden Strahlrandbereiche 47 gebildet werden.
Insgesamt wird somit die Aufprallzone 33 quer zur Arbeitsrichtung
15 in drei unmittelbar ineinander übergehende streifenähnliche
Abstrahlbereiche 49, 50, 51 unterteilt. Es ergibt sich ein zentra
ler mittlerer Arbeitsbereich 49 in dem die sich überlappenden
Strahlrandbereiche 47, 47′ aufprallen. Dieser wird beidseits von
äußeren Abstrahlbereichen 50, 51 flankiert, die vom verbleibenden
Strahlanteil eines jeweiligen der beiden Partikelstrahlen 43, 44
hervorgerufen werden. Anders ausgedrückt, rühren die beiden
äußeren Abstrahlbereiche 50, 51 von Strahlhauptbereichen 52, 53
her, die von den Hauptstrahlrichtungen 45, 46 bestimmt werden,
die für eine hohe Strahlintensität sorgen. Die Strahlrandbereiche
47, 47′ haben an sich eine geringere Strahlintensität, so daß im
Falle eines Aufpralles ohne Überlappung Abstrahlbereiche ent
stehen würden, in denen ein geringerer Materialabtrag stattge
funden hat. Durch die Strahlüberlappung wird dies jedoch ausge
glichen, da sich die geringen Strahlintensitäten addieren und in
einer höheren Gesamtstrahlintenistät resultieren, die im wesent
lichen derjenigen eines jeweiligen Strahlhauptbereiches 52, 53
entspricht. Man erreicht dadurch über praktisch die gesamte
Breite der Aufprallzone 33 ein gleichmäßiges Strahlbild ohne
sogenannte Hot Spots.
Wichtig ist also, daß sich die beiden Partikelstrahlen 43, 44
partiell überlagern können, so daß spätestens beim Erreichen der
Aufprallzone 33 ein im wesentlichen einheitlicher Gesamtstrahl
ankommt. Da im Inneren des Strahlkanals 25 auf Trennwände ver
zichtet werden kann, ergibt sich insgesamt ein sehr einfacher
Aufbau bei hoher Effektivität.
Claims (10)
1. Mobile Schleuderstrahlmaschine, die in einer Arbeitsrich
tung über abzustrahlende Flächen hinwegbewegbar ist, wobei von
einem rotierenden Schleuderrad beschleunigte Strahlpartikel in
Richtung der abzustrahlenden Fläche geschleudert werden und diese
in einer Aufprallzone treffen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
quer zur Arbeitsrichtung (5) nebeneinander angeordnete Schleuder
räder (7, 8) vorgesehen sind, die im Betrieb jeweils einen zur
abzustrahlenden Fläche (4) hin gerichteten Partikelstrahl (43, 44)
erzeugen, wobei in der Aufprallzone (33) ein von den einander
zugeordneten Strahlrandbereichen (47, 47′) beider Partikelstrahlen
(43, 44) bestrahlter zentraler Abstrahlbereich entsteht.
2. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die beiden nebeneinanderliegenden Partikel
strahlen (43, 44) spätestens beim Erreichen der Aufprallzone (33)
mit ihren einander zugewandten Strahlrandbereichen (47, 47′)
seitlich überlappen.
3. Schleuderstrahlmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) beidseits
einer sowohl in Maschinen-Höhenrichtung (34) als auch in Arbeits
richtung (5) ausgerichteten Längsmittelebene (35) symmetrisch zu
dieser angeordnet sind.
4. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8)
rechtwinkelig zur Arbeitsrichtung (5) mit Abstand seitlich neben
einander angeordnet sind.
5. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8) im
Betrieb gegensinnig (38, 39) rotieren, wobei die während der
Rotation jeweils momentan einander zugewandten Radabschnitte (40,
40′) eine zur Aufprallzone (33) gerichtete Bewegungskomponente
besitzen.
6. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehachsen (12, 13) beider
Schleuderräder (7, 8) in zueinander parallelen und beabstandeten,
jeweils sowohl in Maschinen-Höhenrichtung (34) als auch in Ar
beitsrichtung (5) ausgerichteten Achsebenen (36, 37) erstrecken,
wobei sie bezüglich der abzustrahlenden Fläche (4) vorzugsweise
schräg angestellt sind.
7. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Partikelstrahlen (43, 44)
so eingestellt sind, daß ihre Hauptstrahlrichtungen (45, 46) zur
Aufprallzone (33) hin divergieren.
8. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallzone (33) von den Partikel
strahlen (43, 44) in drei quer zur Arbeitsrichtung (5) unmittel
bar aneinander angrenzende oder ineinander übergehende Abstrahl
bereiche (49, 50, 51) unterteilt wird, und zwar in einen von den
beiden einander zugewandten Strahlrandbereichen (47, 47′) bear
beiteten zentralen Abstrahlbereich (49) und in zwei vom jeweils
verbleibenden Strahlanteil (52, 53) der beiden Partikelstrahlen
(43, 44) bearbeitete, den zentralen Abstrahlbereich (49) seitlich
flankierende äußere Abstrahlbereiche (50, 51).
9. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleuderräder (7, 8),
insbesondere unter Zwischenschaltung eines Riementriebes, von
einem gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben werden.
10. Schleuderstrahlmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schleuderrad (7, 8) ein eigener,
insbesondere unmittelbar angeflanschter Antriebsmotor (14) zuge
ordnet ist.
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