Verfahren zur Strahlbildnachstellung sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Schleuderrad

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strahlbildnachstellung bei Schleuderstrahlanlagen, die jeweils ein Schleuderrad mit radial an diesem angeordneten Wurfschaufeln, ein koaxial zu dem Schleuderrad angeordnetes Verteilerrad und eine ebenso koaxial zu diesem angeordnete Strahlleithülse aufweisen, bei dem die Richtung des bearbeitenden Strahles durch Verstellung eines Fensters der Strahlleithülse gesteuert wird, wobei diese im Bereich einer Steuerkante des Fensters, insbesondere aufgrund eines Strahlmittelkontaktes, verschleißt und entsprechend dem Verschleiß nachzustellen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Schleuderradanordnung.

[0002] Aus der DE 44 10 628 ist eine Schleuderstrahlanlage bekannt, bei der eine fenster- oder schlitzartige Leithülsenöffnung durch das fließende und fliegende Strahlmittel abgerieben und verschlissen wird. Dieser Verschleiß wird in erster Linie in Drehrichtung beobachtet. Stellung und Größe der Leithülsenöffnung bestimmen den Abstrahlwinkel des Strahlmittels, so daß der Verschleiß, der zu einem Abtragen des Kantenmaterials führt, auch die Steuerkante verschiebt. Die Putzleistung verschlechtert sich und die Leithülse muß ersetzt werden. Außerdem verschiebt sich das Strahlbild in unerwünschter Weise, was zur Arbeitsunterbrechung zwingt.

[0003] Zwar kann durch manuelles Zurückstellen der Strahlleithülse eine Verbesserung des Strahlbildes eingeleitet werden. Jedoch erfordert dies jeweils eine genaue Zentrierung und Neu-Justierung der Strahlleithülse sowie eine Arbeitsunterbrechung.

[0004] Aus dem Dokument JP 09 001459 A ist eine Schleuderstrahlanlage mit einer Strahlbildnachstellvorrichtung bekannt, bei welcher das Strahlbild entsprechend der Breite der zu polierenden Fläche nachgestellt wird.

[0005] Es stellt sich damit die Aufgabe, ein Verfahren und eine Schleuderradanordnung anzugeben, bei der kontinuierlich die Genauigkeit der Stellung der Steuerkante auch unter Verschleißbedingungen nach- und einstellbar ist, so daß insbesondere die Standzeit und die Intervalle zwischen den Auswechselungen der Leithülse vergrößert werden können.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verschleiß und die Verschleißrichtung der Strahlleithülse mittels eines signalgebenden Fühlers abgefühlt und ermittelt werden, entsprechende Signale einem elektronischen Steuerkreis zugeführt werden und die Strahlleithülse während des Betriebs der Schleuderstrahlanlage in Gegenrichtung zur jeweiligen Verschlußrichtung ihres Fensters verdreht wird, wobei der fortschreitende Verschleiß kompensiert wird.

[0007] Hierbei ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß eine kontinuierliche Justierung des Strahls und damit des Strahlbildes möglich ist. Insbesondere Kugelstrahl-Vorrichtungen können somit kontinuierlich justiert werden. Eine Verstellung der Strahlleithülse ist relativ einfach möglich, da das Teil nicht mit dem Schleuderrad selbst rotiert. Beispielsweise mit Hilfe eines Servomotors oder eines Schrittschaltgetriebes kann entsprechend einer vorgegebenen Signalfolge die Strahlleithülse soweit verstellt werden, daß die Abtragung der Steuerkante kompensiert ist.

[0008] Die Signale können durch einen externen oder internen Fühler abgegeben werden. Ein externer Fühler kann beispielsweise ein auf den Steuerkantenbereich gerichteter, gegebenenfalls scannender Laserstrahl sein. Wenn der Strahl bei Abtragung der Kante nicht zurückgeworfen wird, kommt es zu einem entsprechenden Signal. Vorzugsweise werden jedoch die Signale mittels eines mit der Strahlleithülse direkt verbundenen Fühlers erzeugt.

[0009] Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Schleuderradanordnung, bei der das Schleuderrad im Bereich des Fensters aufgrund eines gewissen Strahlmittelanteils an einer Steuerkante verschleißt, ist so gestaltet, daß die Strahlleithülse im Bereich der Steuerkante wenigstens einen Sensor, insbesondere Kontaktdraht, eingebaut enthält, der mit einem Signalwandler verbunden ist. Bei durch Verschleiß verursachten Ansprechen des Sensors, beispielsweise durch Trennen eines Kontaktdrahtes, ist eines Winkelverstellung der Strahlleithülse auslösbar.

[0010] Vorzugsweise wird die Strahlleithülse so ausgestaltet, daß mehrere Kontaktdrähte in feinste Bohrungen eingelegt sind. Ein dieses Kontaktdrähte oder dergleichen enthaltendes Endstück kann vorzugsweise auswechselbar mit der übrigen Leithülse verbunden sein.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1

in schematisierter, perspektivischer Ansicht ein Schleuderrad mit einer zu bestrahlenden Werkstückoberfläche;

Figuren und 2b

in Seitenansicht und im Querschnitt eine 2a Strahlleithülse;

Fig. 3

im Detail eine Sensoranordnung im Bereich der Steuerkante;

Figuren

in schematischer Darstellung einen

4 und 5

Verteiler einer Strahlleithülse und eine Wurfschaufel bei richtiger und falscher Stellung der Steuerkante der Strahlleithülse.

[0012] Aus den Fig. 1 sowie 4 und 5 geht eine Schleuderstrahlanlage hervor, die jeweils ein Schleuderrad mit radial an diesem angeordneten Wurfschaufeln 11.1,... 1.n, ein koaxial zu diesem Schleuderrad angeordnetes Verteilerrad und eine ebenso koaxial zu diesem angeordnete Strahlleithülse 1 aufweist. Der Schleuderstrahl 15 gelangt entlang einer Steuerkante 5 der Strahlleithülse 1 auf die Vorderseite der Wurfschaufel 11 und wird durch Zentrifugalkraft erheblich beschleunigt, so daß anschließend das einzelne Partikel des Strahlmittels mit hoher Energie auf eine Oberfläche 16 auftrifft.

[0013] Dabei kommt der Steuerkante 5 der Strahlleithülse 1 eine wichtige Rolle zu, da die Stellung und Größe der Leithülsenöffnung den Abstrahlwinkel des Strahlmittels exakt bestimmt. Es wird beobachtet, daß durch Verschleiß die Steuerkante 5 abgetragen wird und schließlich eine andere Stellung, bezeichnet mit 5' in Fig. 5, bekommt. Die Putzleistung und die Exaktheit des Strahlbildes verschlechtern sich wesentlich.

[0014] Um festzustellen, in welchem Grad der Verschleiß und die Verschleißrichtung der Strahlleithülse sich fortgesetzt haben, wird gemäß Fig. 2a, 2b und 3 in den Bereich der Steuerkante 5 ein signalgebender Sensor 3 eingebaut, hier in Form von dünnen Kontaktdrähten 8.1,...,8.n, die in Feinstbohrungen 7.1,...,7.n eingelegt sind. Die Kontaktdrähte sind unter Strom gesetzt und jeweils in einen Abtastkreis, beispielsweise Brückenkreis, eingebaut. Wenn die Verschleißgrenze der Steuerkante 5 bis 5' vorwandert, werden die Feinstbohrungen der ersten Front erreicht und die Kontaktdrähte freigelegt und nach kurzer Zeit durchtrennt.

[0015] Nach dem Durchtrennen verwandelt der elektronische Steuerkreis 20, der das Signal aufnimmt, dieses in ein Schrittsignal, das einen Schrittschaltmotor 18 beaufschlagt und die Strahlleithülse zum Drehen entgegen der jeweiligen Verschleißrichtung bringt, so daß schließlich die Steuerkante 5' in Höhe der ursprünglichen Steuerkante 5 zu liegen kommt. Hierdurch wird der fortschreitende Verschleiß, jedenfalls bis zu einem gewissen Grad, kompensiert, ohne daß die Strahlleithülse 1 vorzeitig ausgewechselt werden muß.

[0016] Anstelle der feinen Drähte 8 können auch andere Sensoren, beispielsweise Lichtleitfasern oder dergleichen, eingesetzt werden, die eine entsprechende Abfühlung des Erreichens der verschleißenden Steuerkante 5' anzeigen. Erst wenn die letzte Front der Sensoren 8 erreicht ist, ist eine Verschleißgrenze soweit fortgeschritten, daß eine neue Leithülse eingebaut werden muß.

[0017] Das Material der Strahlleithülse ist beispielsweise hochfestes Sintermetall oder eine hochfeste Legierung, gegebenenfalls auch Keramik-Material. Darüberhinaus ist möglich, den Bereich der mit Drahtbohrungen ausgestalteten Kante als auswechselbares Teil 25 zu gestalten, so daß beim Verschleiß hier ein materialsparendes Auswechseln möglich ist.

[0018] Eine Alternative zu den mit der Strahlleithülse verbundenen Sensoren besteht darin, einen scannenden Laserstrahl von einer an einem feststehenden Teil der Schleuderradanlage festigten Laserquelle auf die Steuerkante zu richten und deren fortschreitendes Abtragen über optische Wandler zu beobachten (nicht dargestellt).

[0019] Insgesamt ergeben sich damit Möglichkeiten, Standzeiten und Intervallzeiten für Verschleißreparaturen wesentlich zu vergrößern. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Zeitpunkt zum Auswechseln der Strahlleithülse anzeigbar ist und eine exakte Ausrichtung des Strahlbildes gewährleistet ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Strahlbildnachstellung bei Schleuderstrahlanlagen, die jeweils ein Schleuderrad (10) mit radial an diesem angeordneten Wurfschaufeln (11.1,..., 11.n), ein koaxial zu dem Schleuderrad (10) angeordnetes Verteilerrad (12) und eine ebenso koaxial zu diesem angeordnete Strahlleithülse (1) aufweisen, bei dem die Richtung des bearbeitenden Strahles (15) durch Verstellung eines Fensters (2) der Strahlleithülse (1) gesteuert wird, wobei diese im Bereich einer Steuerkante (5, 5') des Fensters verschleißt und entsprechend dem Verschleiß nachzustellen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

- der Verschleiß und die Verschleißrichtung der Strahlleithülse (1) mittels eines signalgebenden Fühlers (3) abgefühlt und ermittelt werden,

- entsprechende Signale einem elektronischen Steuerkreis (20) zugeführt werden,

- und die Strahlleithülse (1) während des Betriebs der Schleuderstrahlanlage in Gegenrichtung zur jeweiligen Verschleißrichtung ihres Fensters (2) kontinuierlich verdreht wird, wobei der fortschreitende Verschleiß kompensiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale auf elektrischem, elektromagnetischem oder optischem Wege, vorzugsweise mittels eines mit der Strahlleithülse (1) verbundenen Fühlers (8) erzeugt werden.

3. Schleuderradanordnung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen, mit einem Schleuderrad (10), das mehrere radial an diesem angeordnete Wurfschaufeln (11.1,...,11.n), ein koaxial zu dem Schleuderrad angeordnetes Verteilerrad (12) und eine ebenso koaxial zu diesem angeordnete, nachstellbare Strahlleithülse (1) aufweist, mit der die Richtung des bearbeitenden Strahles (15) durch Verstellung eines Fensters (2) der Strahlleithülse (1) gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Anordnung mit einem externen oder internen Sensor (3) zur Ermittlung des Verschleißes und der Verschleißrichtung am Fenster (2) der Strahlleithülse (1) versehen ist und der Sensor (3) mit einem elektronischen Steuerkreis (20) verbunden ist und

- daß bei einem durch Verschleiß verursachten Ansprechen des Sensors (3) eine Winkelverstellung der Strahlleithülse (1) über ein Stellglied auslösbar ist.

4. Schleuderradanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlleithülse (1) im Bereich einer Steuerkante (5, 5') dieser Strahlleithülse wenigstens ein Sensorelement eingebaut enthält.

5. Schleuderradanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensorelement ein Kontaktdraht (8.1,...,8.n) ist.

6. Schleuderradanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensorelement eine Lichtleitfaser ist.

7. Schleuderradanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktdrähte (8.1,...,8.n) oder Lichtleitfasern in Feinstbohrungen (7.1,...,7.n) eingelegt sind.

8. Schleuderradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlleithülse (1) mittels eines verstellenden Servomotors (18) oder Stelltriebs verdrehbar ist.

9. Schleuderradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sensorelemente enthaltende Teil (25) der Strahlleithülse (1) gesondert auswechselbar ist.

10. Schleuderradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) eine Laserstrahl-Abtasteinheit ist.

Claims

1. A method of adjusting the jet configuration in centrifugal blast cleaners comprising a centrifugal wheel (10) with radially mounted impeller blades (11.1, ..., 11.n), a distributor wheel (12) disposed coaxially with the centrifugal wheel (10), and a jet guide sleeve (1) likewise coaxial therewith, wherein the direction of the operating jet (15) is controlled by adjusting a window (2) in the jet guide sleeve (1), wherein the sleeve becomes worn at a control edge (5, 5') of the window and has to be readjusted in accordance with the wear,
characterised in that

- the wear and the direction of the wear on the jet guide sleeve (1) is sensed and determined by a signal-transmitting sensor (3),

- corresponding signals are delivered to an electronic control circuit (20), and

- during operation of the centrifugal blast cleaner the jet guide sleeve (1) is continuously rotated in the opposite direction to the wear on the window (2), thus compensating the progressive wear.

2. A method according to claim 1, characterised in that the signals are generated electrically, electromagnetically or optically, preferably by a sensor (8) connected to the jet guide sleeve (1).

3. A centrifugal wheel arrangement for surface treatment of objects, comprising a centrifugal wheel (10) comprising a number of impeller blades (11.1, ..., 11.n) radially mounted on it, a distributor wheel (12) disposed coaxially with the centrifugal wheel, and an adjustable jet guide sleeve (1) likewise coaxial therewith, by means of which the direction of the operating beam (15) is controlled by adjusting a window (2) in the jet guide sleeve (1), characterised in that

- the arrangement is connected to an external or internal sensor (3) for detecting the wear and the direction of wear on the window (2) of the beam jet sleeve (1), and the sensor (3) is connected to an electronic control device (20) and

- when the sensor (3) responds as a result of wear, an angular adjustment of the jet guide sleeve (1) can be triggered by an actuator.

4. A centrifugal wheel arrangement according to claim 3, characterised in that the jet guide sleeve (1) contains at least one sensor element installed at a control edge (5, 5') thereof.

5. A centrifugal wheel arrangement according to claim 4, characterised in that at least one sensor element is a contact wire (8.1, ..., 8.n).

6. A centrifugal wheel arrangement according to claim 4, characterised in that at least one sensor element is an optical fibre.

7. A centrifugal wheel arrangement according to any of claims 3 to 6, characterised in that a number of contact wires (8.1, ..., 8.n) or optical fibres are inserted in very fine bores (7.1, ..., 7.n).

8. A centrifugal wheel arrangement according to any of the preceding claims, characterised in that the jet guide sleeve (1) is rotatable by an adjusting servomotor (18) or adjusting drive.

9. A centrifugal wheel arrangement according to any of the preceding claims, characterised in that the part (25) of the jet guide sleeve (1) containing the sensor elements is separately interchangeable.

10. A centrifugal wheel arrangement according to any of the preceding claims, characterised in that the sensor (3) is a laser jet scanning unit.

Revendications

1. Procédé d'ajustage de la configuration du jet de grenaillage dans des installations de grenaillage à turbines, qui incluent respectivement une turbine de grenaillage (10) sur laquelle des ailettes de projection (11.1, ... 11.n) sont agencées radialement, une roue distributrice (12) agencée de manière coaxiale avec la turbine de grenaillage (10) et une buse de guidage (1) de jet agencée elle aussi de façon coaxiale avec elle, dans lequel la direction du jet de travail (15) est réglée par déplacement d'une fenêtre (2) de la buse de guidage (1) de jet, celle-ci s'usant dans la zone d'une arête de pilotage (5, 5') de la fenêtre et devant être ajustée en fonction de l'usure,
   caractérisé en ce que

- l'usure et la direction d'usure de la buse de guidage (1) de jet sont détectées et déterminées au moyen d'un capteur (3) émetteur de signaux,

- des signaux correspondants sont envoyés à un circuit de commande électronique (20),

- et la buse de guidage (1) de jet est tournée en continu au cours du fonctionnement de l'installation de grenaillage à turbine dans le sens contraire au sens respectif d'usure de sa fenêtre (2), de sorte que l'usure progressive est compensée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux sont engendrés par voie électrique, électromagnétique ou optique, de préférence au moyen d'un capteur (8) attaché à la buse de guidage (1) de jet.

3. Agencement de turbine de grenaillage destiné au traitement superficiel d'objets, qui inclut une turbine de grenaillage (10) sur laquelle plusieurs ailettes de projection (11.1, ..., 11.n) sont agencées radialement, une roue distributrice (12) agencée de façon coaxiale à la turbine de grenaillage et une buse ajustable (1) de guidage de jet, agencée elle aussi de façon coaxiale avec elle, au moyen de laquelle la direction du jet de travail (15) est réglée par déplacement d'une fenêtre (2) de la buse de guidage (1) de jet, caractérisé en ce que

- l'agencement comporte un capteur externe ou interne (3) pour déterminer l'usure et l'orientation de l'usure à la fenêtre (2) de la buse de guidage (1) de jet et le capteur (3) est connecté à un circuit de commande électronique (20), et en ce que

- un déplacement angulaire de la buse de guidage (1) de jet, par un actionneur, peut être déclenché lors d'une émission du capteur (3) à l'usure.

4. Agencement de turbine de grenaillage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un élément capteur est incorporé dans la buse de guidage (1) de jet dans la zone d'une arête de pilotage (5, 5') de cette buse de guidage de jet.

5. Agencement de turbine de grenaillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins un élément capteur est un fil de contact (8.1, ..., 8.n).

6. Agencement de turbine de grenaillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins un élément capteur est une fibre de guide d'ondes.

7. Agencement de turbine de grenaillage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que plusieurs fils de contact (8.1, ..., 8.n) ou fibres de guides d'ondes sont installés dans des alésages très fins (7.1, ..., 7.n).

8. Agencement de turbine de grenaillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la buse de guidage (1) de jet peut tourner sous l'effet d'un servomoteur (18) ou d'un actionneur de déplacement.

9. Agencement de turbine de grenaillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (25) de la buse de guidage (1) de jet qui contient les éléments capteurs peut être échangé séparément.

10. Agencement de turbine de grenaillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (3) est une unité de détection par faisceau laser.

Zeichnung