[0001] Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung
von Endlosformkörpern mit Strahlmitteln, vorzugsweise Korund oder Quarzsand.
[0002] Es ist bekannt, daß zur Verbesserung der Haftung von Anstrichen und Kunststoffüberzügen
die zu beschichtenden Flächen gereinigt werden müssen. Eine besonders gründliche Reinigung
wird durch das sogenannte Strahlen erreicht, wobei Sand, Korund oder Stahlkies auf
die zu reinigenden Flächen unter Druck aufgeschleudert werden.
[0003] Das Aufschleudern des Strahlmittels erfolgt meist in sogenannten Druckluft-Trockenstrahlkabinen,
wobei das An- und Abstellen durch Fußventil und der Strahlmittelwechsel durch Handgriff
erfolgt. Diese Anlagen sind insbesondere zum Reinigen größerer Teile geeignet.
[0004] Eine weitere Methode besteht darin, das Strahlgut mittels schnell rode render Schaufelräder
auf die Werkstücke zu schleudern. Diese Schaufel räder können pro Minute 100 bis 200
kg Strahlmittel mit einer Gesenk. digkeit von 70 bis 80 m/sec auf die zu reinigenden
Oberflächen schleudern (Metalloberfläche 23, (1969) 262 - 265).
[0005] Zur schnellen Außenentzunderung von Rohren ist eine Anlage vorgeschlagen worden,
deren Kopfende aus einer luftleeren Kammer besten und deren Saugkopf mit einem Schleifmittelbehälter
verbunden ist, Das in dem Kopf erzeugte Vakuum läßt das Schleifmittel gleichmäßig
aus diesem Behälter fließen, durch eine Anzahl von Düsen tritt es, mittels Preßluft,
in die Kammern ein (Metalloberfläche 22, (1968) 344/345).
[0006] Ferner ist ein Verfahren zur schnellen Reinigung von Werkstücken im Wirbelbett bekannt,
wobei Sand durch Preßluft aufgewirbelt und Rückstände aus der Fertigung, wie Öle,
Fette, bei Temperaturen bis zu 450°C entfernt werden. Die Temperatur des Bettes kann
konstant gehalten werden und das Verfahren arbeitet automatisch (Metalloberfläche
30, (1976) 495).
[0007] Durch diese Verfahren ist es möglich, fett-, zunder- und rostfreie Oberflächen nach
DIN 18 364 Entrostungsgrad 3 zu erreichen. Es gelingt aber nur eine relativ grobe
Aufrauhung mit mäßiger Oberflächenvergrößerung. Weiter haben die genannten Verfahren
den Nachteil, daß sie sich aufgrund starken Lärms und schwer zu beherrschender Staubentwicklung
umweltbelästigend auswirken. Auch werden bei nach diesem Verfahren arbeitenden Anlagen
alle diejenigen Teile, die mit dem Strahlmittel in Berührung kommen, einem extrem
hohen Verschleiß ausgesetzt und damit einer laufenden Selbstzerstörung unterworfen,
Dies gilt insbesondere für Schläuche und Strahldüsen bei mit Trägergas arbeitenden
Anlagen und für die Schleuderräder bei mechanisch arbeiten den Vorrichtungen.
[0008] Die unter Anwendung von Vakuum oder bei höherer Temperatur arbeitenden Verfahren
oder Vorrichtungen haben den zusätzlichen Nachteil, daß sie genau überwacht werden
müssen und eine hohe Investition erfordern.
[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden
und Endlosformkörper, z. B. Rohre oder Drähte durch eine Strahlbehandlung mit geeigneten
Strahlmitteln so in kontinuierlicher Weise vorzubehandeln, daß die Oberfläche entzundert,
entrostet und entfettet, sowie aufgerauht wird.
[0010] Dabei soll im Hinblick darauf, daß die Endlosformkörper einer nachträglichen Beschichtung
mit Kunststoffen, Lacken oder aber metallischen Materialien unterworfen werden, nur
eine sehr geringe Rauhtiefe aber eine sehr große Oberflächenvergrößerung erzielt werden.
[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Endlosformkörper zur
Strahlbehandlung durch einen gekapselten Behälter führt, in welchem das Strahlmittel
durch aufströmendes Gas als Wirbelschicht in Schwebe gehalten wird und daß man innerhalb
der Wirbelschicht auf die Oberfläche des durchgeführten Endlosformkörpers gerichtete
Düsen anordnet, aus denen ein feiner Gasstrom mit hohem Druck gepreßt wird.
[0012] Bevorzugt ordnet man die Düsen ringförmig an.
[0013] Als aufströmendes Gas können im Rahmen der Erfindung Inertgase verwendet werden.
Vorzugsweise wird jedoch Luft eingesetzt.
[0014] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann anstelle eines Endlosformkörpers
ein prismatischer, vorzugsweise rotationssymmetrischer, Formkörper zur Strahlbehandlung
eingesetzt werden.
[0015] Eine zur Durchführung der Erfindung geeignete Vorrichtung ist gekennzeichnet durch
ein Wirbelbett 2, durch Schleusen 9a und 9b zur Durchführung des zu behandelnden Endlosformkörpers
1, durch ein Gebläse 5 zur Zuführung von Gasen in den Unterteil 3 des Wirbelbettes
2, durch eine Druckleitung 7 zur Zuführung von Gasen, durch Ventile 8a und 8b und
durch die im Innern des Wirbelbetts 2 angeordneten Düsen 10, durch eine Gasaustrittsleitung
11, einen Abscheider 12 zur Trennung von Gas und Strahlmittel mit einer Rückführung
des Strahlmittels über eine Schleuse 18 in das Wirbelbett 2 und eine Ableitung 13
für das Feinkorn in einen weiteren Abscheider 14 und einen Vorratsbehälter 16 für
frisches Strahlmittel mit Schleuse 19 zur Zuführung des Strahlmittels in das Wirbelbett
2.
[0016] Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Strahlbehandlung von prismatischen oder
rotationssymmetrischen Formkörpern anstelle von Endlosformkörpern eingesetzt, so ist
sie zweckmäßig noch mit Halterungen 20 und 21 sowie mit einem Führungswagen 22 ausgestattet.
[0017] Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung bestehen insbesondere
darin, daß es möglich ist, eine starke Oberflächenvergrößerung nur bei geringer Rauhtiefe
des gestrahlten Werkstückes zuerreichen, ohne daß eine Umweltbelästigung durch Staubentwicklung
oder durch Lärm eintritt.
[0018] Ein wesentlicher weiterer Vorteil ist, daß kein nennenswerter Verschleiß an einzelnen
Teilen der Anlage auftritt und daß das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung
gegenüber den zum Stand der Technik gehörenden Prozessen und Anlagen einen wesentlich
geringeren Energieverbrauch aufweisen.
Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung
[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Fließbett 2, durch welches der
zu strahlende Endlosformkörper 1 durch zwei Schleusen 9a und 9b hindurchgeführt wird.
Durch ein Gebläse 5 wird in den vom Fließbett 2 abgetrennten Unterkasten 3 Gas, z.
B. Luft eingepreßt. Dieses durchströmt die poröse, gasdurchlässige Schicht 4, bestehend
aus Filtertuch oder Metallfritte und bildet mit demim Fließbett 2 vorhandenen Strahlgut
6 eine Wirbelschicht aus. Durch die Druckleitung 7 wird über die Ventile 8a und 8b
Gas in das Fließbett 2 durch die Schleusen 9a und 9b gedrückt und damit ein Austreten
von Strahlgut vermieden. Aus der Druckleitung 7 wird Preßgas aus den Düsen 10 zugeführt
und aus diesen mit hohem Druck auf die Oberfläche des Endlosformkörpers 1 aufgeblasen,
wobei kontinuierlich Strahlmittel vom Gasstrahl mitgerissen wird. Über die Gasaustrittsleitung
11 wird Gas und Strahlmittel dem Zyklonabscheider 12 zugeführt. Nach Abscheidung des
Grokorns im Zyklon 1
2 wird dieses über die Schleuse 18 wiederum in das Fließbett 2 zurückgeleitet. Über
die Leitung 13 wird das Gas mit dem Feinkorn des Strahlmittels im Zyklonabscheider
14 zugeführt und aus diesem, nach Abscheidung des Feinkornanteils, über das in ihn
eingebaute Kerzenfilter 15 ins Freie abgeblasen. Der Feinanteil wird aus dem Boden
des Feinabscheiders 14 absatzweise über das Bodenventil 17 entleert. Das verbrauchte
Strahlmittel wird aus dem Strahlmittelsilo 16 über die Strahlmittelschleuse 19 ergänzt
und dem Fließbett 2 zugeführt.
Ausführungsbeispiel 1
[0020] Ein kontinuierlich aus verformbarem Stahlband hergestelltes Stahlrohr der Dimension
16 x 1, 5 mm nach DIN 2394 mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min aus der Rohrschweißmaschine
kommend, wird als Endlosformkörper kontinuierlich durch das Fließbett 2 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung geführt. In diesem befindet sich als Strahlgut Korund der Körnung 0, 2
mm. Durch sechs ringförmig angeordnete Preßluftdüsen 10 wird Preßluft von 6 atü in
feinem Strahl mit einem Abstand von 15 mm zur Oberfläche des durchgeführten Endlosformkörpers
1 mit Preßluft aufgeblasen. Die Düsen haben einen Durchmesser von 0, mm
[0021] Durch die erfindungsgemäße Behandlung wird eine zunder-, rost- und fettfreie Oberfläche
nach DIN 18 364 Entrostungsgrad 3 erzielt, die eine mittlere Oberflächenrauhigkeit
von 0, 004 mm aufweist. Dabei wird eine 42-fache Oberflächenvergrößerung erreicht.
Es tritt keine Staubbelästigung auf. Die Lärmbelästigung beträgt 20 dB(A). Der Preßluftverbrauch
liegt bei 12 m
3/Stunde.
Vergleichsbeispiel 1
[0022] Das im Ausführungsbeispiel angeführte Stahlrohr wird durch eine Kammer, in welche
als Strahlgut zerkleinerter Klaviersaitendraht der Körnung 0, 8 mm durch vier Schleuderräder
auf den zu behandelnden Endlosformkörper aufgeschleudert wird, unter sonst gleichen
Bedingungen geführt.
[0023] Es wird eine zunder-, rost- und fettfreie Oberfläche nach DIN 18 364 Entrostungsgrad
3 erzielt, die eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von 0,055 mm aufweist. Dabei wird
eine 18-fache Oberflächenvergrößerung erreicht. Die Lärmbelästigung beträgt 96 dB(A)
im Abstand von einem Meter.
Vergleichsbeispiel 2
[0024] Das im Ausführungsbeispiel angeführte Stahlrohr wird durch eine Strahlkammer geführt,
in der aus vier Strahldüsen Korund der Körnung 0,8 mm mit Preßluft von 6atü als Trägergas
aufgeblasen wird.
[0025] Es wird eine zunder-, rost- und fettfreie Oberfläche nach DIN 18 364 Entrostungsgrad
3 erzielt, die eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von 0, 04 mm aufweist. Es wurde
eine 25-fache Oberflächenvergrößerung erreicht. Die Lärmbelästigung betrug in einem
Meter Abstand vom zu strahlenden Körper 104 dB (A). Der Verbrauch an Preßluft beträgt
500 m
3 pro Stunde. Eine erhebliche Staubbelästigung läßt sich nicht ausschließen.
Ausführungsbeispiel 2 .
[0026] In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren in seiner Abwandlung für rotationssymmetrische
Formkörper dargestellt. In den Unterteil 3 des Wirbelbettes 2 wird Luft eingepreßt
und dadurch das Strahlgut im Wirbelbett 2 in Schwebe gehalten. In die Halterung 20
ist eine Druckwalze, wie sie für Offset-Druckmaschinen als Farbverreibewalzen Verwendung
finden, eingespannt und wird durch eine geeignete Einrichtung in gleichmäßige Rotationsbewegung
versetzt. Durch die Druckleitung 7 wird Preßluft in die Schlitzdüse 10 gedrückt und
bläst mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche der rotierenden Walze, wobei erfindungsgemäß
Strahlgut mitgerissen wird. Die erzielte Oberflächenrauhigkeit entspricht der des
Ausführungsbeispiels 1.
Ausführungsbeispiel 3
[0027] Hier wird in eine Halterung 21 ein prismatischer Wellenkörper eingesetzt und eine
dem Querschnitt des prismatischen Körpers entsprechende Ringdüse 10, welche durch
eine flexible Druckleitung 7 mit Preßluft versorgt wird, durch einen Führungswagen
22 über den Formkörper gezogen.
[0028] Das Strahlergebnis entspricht dem des Ausführungsbeispiels 1.
1. Kontinuierliches Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Endlosformkörpern mit
Strahlmitteln, vorzugsweise Korund oder Quarzsand, dadurch gekennzeichnet, daß man
den Endlosformkörper zur Strahlbehandlung durch einen gekapselten Behälter führt,
in welchem das Strahlmittel durch aufströmendes Gas als Wirbelschicht in Schwebe gehalten
wird, und daß man innerhalb der Wirbelschient auf die Oberfläche des durchgeführten
Endlosformkörpers gerichtete Düsen anordnet, aus denen ein feiner Gasstrom mit hohem
Druck gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Düsen ringförmig
anordnet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als aufströmendes
Gas Luft verwendet.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man anstelle eines Endlosformkörpers einen prismatischen, vorzugsweise
rotationssymmetrischen, Formkörper zur Strahlbehandlung einsetzt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet
durch ein Wirbelbett (2), durch Schleusen (9a und 9b) zur Durchführung des zu behandelnden
Endlosformkörpers (1), durch ein Gebläse (5) zur Zuführung von Gasen in den Unterteil
(3) des Wirbelbetts (2), durch eine Druckleitung (7) zur Zuführung von Gasen, durch
Ventile (8a und 8b) und durch die im Innern des Wirbelbetts (2) angeordneten Düsen
(10), durch eine Gasaustrittsleitung (11), einen Abscheider (12) zur Trennung von
Gas und Strahlmittel mit einer Rückführung des Strahlmittels über eine Schleuse (18)
in das Wirbelbett (2) und eine Ableitung (13) für das Feinkorn in einen weiteren Abscheider
(14) und einen Vorratsbehälter (16) für frisches Strahlmittel mit Schleuse (19) zur
Zuführung des Strahlmittels in das Wirbelbett (2).