[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestrahlen eines Werkstücks mit unter Normalbedingungen
in festem Aggregatzustand vorliegenden Strahlmitteln, wobei die Strahlmittel in einer
Strahlanlage in einen Fördergasstrom eindosiert, mit dem Fordergasstrom zu einer Strahlvorrichtung
gefördert und auf das zu bearbeitende Werkstück gestrahlt werden. Die Erfindung betrifft
ferner eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines Werkstücks mit unter Normalbedingungen
in festem Aggregatzustand vorliegenden Strahlmitteln umfassend eine Strahlanlage mit
Mitteln zum Eindosieren der Strahlmittel in einen Fördergasstrom, einen Strahlschlauch,
der von der Strahlanlage zu einer Strahlvorrichtung führt, aus welcher die Strahlmittel
auf das zu bearbeitende Werkstück gestrahlt werden.
[0002] Das Bestrahlen von Werkstücken mit unter Normalbedingungen partikelförmig vorliegenden
Strahlmitteln ist seit langem bekannt und wird für zahlreiche Anwendungsfälle eingesetzt.
Eine Strahlbearbeitung mit diesen konventionellen Strahlmitteln weist in der Regel
eine wesentlich höhere Abrasivität auf als ein Bestrahlen mit seit einiger Zeit auch
bekannten, bei Normalbedingungen in fluider Form vorliegenden Strahlmitteln wie beispielsweise
Trockeneis. Zu den konventionellen Strahlmitteln zählen beispielsweise Quarzsand (Sandstrahlen),
aber auch Stahlkies, Hartguskies, Drahtkorn, Korund oder andere anorganische oder
organische Strahlmittel oder Strahlmittel auf pflanzlicher Basis.
[0003] Mit der Strahlbehandlung unter Einsatz von herkömmlichen, abrasiven Strahlmitteln
geht üblicherweise eine starke Staubentwicklung einher. Der Staub wird durch die abprallenden
Strahlmitteln und das abgestrahlte Material hervorgerufen. Diese starke Staubentwicklung
ist in der Regel sehr unerwünscht.
[0004] Neben den trockenen Abrasivstrahlbehandlungen gibt es auch nasse Strahlbehandlungen
mit herkömmlichen Abrasivstrahlmitteln unter Zugabe von Wasser. Durch diese Zugabe
von Wasser erreicht man zwar in der Regel eine Staubbindung, allerdings wird der Effekt
der Staubbindung mit großen Abwassermengen erkauft, die aufwendig gefaßt und entsorgt
werden müssen.
[0005] Die Staubbindung in den nassen Strahlbehandlungen ist folglich mit gravierenden Nachteilen
verbunden.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art aufzuzeigen, welche eine effektive Staubbindung
auf einfache Art und Weise zeigen.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fördergasstrom gekühlt
wird und im zum Werkstück hingerichteten Strahl staubbindende Kondensattröpfchen erzeugt
werden.
[0008] Durch die Kälte des aus der Strahlvorrichtung austretenden aus kaltem Fördergas und
Strahlmitteln bestehenden Strahls kommt es spontan zu einer Nebelbildung. Dabei entstehen
Kondensattröpfchen, mit deren Hilfe eine Staubbindung ermöglicht wird.
[0009] In Weiterbildung der Erfindung wird der Fördergasstrom durch Zugabe von verflüssigten
Gasen gekühlt. Unter 'verflüssigten Gasen' wird im Rahmen der Erfindung ein verflüssigtes
Gas oder ein Gemisch aus mehreren verflüssigten Gasen verstanden. Grundsätzlich können
für die Erfindung alle geeigneten Gase verwendet werden. Mit Vorteil werden verflüssigter
Stickstoff (LIN), verflüssigtes Kohlendioxid (LCO
2) oder verflüssigte synthetische Luft eingesetzt. Durch den Einsatz von verflüssigter
synthetischer Luft wird beispielsweise in engen Räumen eine Behandlung auch ohne schweren
Atemschutz (z.B. ist Filterschutz ausreichend) ermöglicht.
[0010] Die Kühlung kann durch Zugabe von verflüssigten Gasen in den (noch) keine Strahlmittel
mitführenden Fördergasstrom erfolgen. Insbesondere kann verflüssigtes Gas in einen
Teilstrom des Fördergasstromes eingespeist werden.
[0011] In Ausgestaltung der Erfindung kann ein Teilstrom des Fördergasstromes als Bypass
um die Strahlanlage geführt werden, wobei die Einspeisung von verflüssigten Gasen
in diesen Bypass-Teilstrom erfolgt.
[0012] Alternativ kann die Kühlung durch Zugabe von verflüssigten Gases in den bereits Strahlmittel
mitführenden Fördergasstrom erfolgen. Bevorzugt findet dabei eine Zugabe der verflüssigten
Gase innerhalb der Strahlvorrichtung statt.
[0013] Im folgenden soll die Erfindung anhand zweier, schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
[0014] Hierbei zeigen:
- Figur 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Kühlung im Bypass und
- Figur 2
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Kühlung innerhalb der Strahlpistole.
[0015] In den Ausführungsbeispielen wird als Gas für den Fördergasstrom Druckluft verwendet
[0016] Die in
Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt eine Strahlanlage 1 mit einer Druckluftversorgung
2. In der Strahlanlage 1 ist ein Vorratsbehälter für die Strahlmittel 3 enthalten.
In der Strahlanlage 1 wird dem Druckluft-Förderstrom aus Leitung 2 das Strahlmittel
3 zugegeben und über den Strahlschlauch 7 zur Strahlvorrichtung 4 geleitet, die als
Strahlpistole ausgestaltet ist. Außerdem ist in Figur 1 eine Bypass-Leitung 5 für
einen Teilstrom der Druckluft gezeigt. Aus einer Gasvorsorgung 6 wird beispielsweise
flüssiger Stickstoff oder flüssiges Kohlendioxid in die Bypassleitung zur Kühlung
eingespeist.
[0017] In
Figur 2 ist wie in der oben beschriebenen Figur 1 eine Strahlanlage 1 mit einem Vorratsbehälter
für die Strahlmittel 3 gezeigt, zu der über Leitung 2 Druckluft als Fördergas zugeführt
wird. Die Strahlanlage 1 ist über den Strahlschlauch 7 mit der Strahlpistole 4 verbunden.
Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung ist in Figur 2 eine Leitung
9 vom Gasbehälter 6 zur Strahlpistole 4 vorgesehen. Über diese Leitung 9 wird verflüssigtes
Gas wie beispielsweise flüssiger Stickstoff zur Kühlung in die Strahlpistole 4 geleitet.
Innerhalb der Strahlpistole 4 findet eine Kühlung des Strahles aus Druckluft und Strahlmitteln
statt.
1. Verfahren zum Bestrahlen eines Werkstücks mit unter Normalbedingungen in festem Aggregatzustand
vorliegenden Strahlmitteln (3), wobei die Strahlmittel (3) in einer Strahlanlage (1)
in einen Fördergasstrom (2, 5, 7) eindosiert, mit dem Fördergasstrom zu einer Strahlvorrichtung
(4) gefördert und auf das zu bearbeitende Werkstück gestrahlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördergasstrom (2, 5, 7) gekühlt wird und im zum Werkstück hin gerichteten
Strahl staubbindende Kondensattröpfchen erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördergasstrom (2, 5, 7)
durch Zugabe von verflüssigten Gasen (6) gekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß verflüssigter Stickstoff, verflüssigtes
Kohlendioxid oder verflüssigte synthetische Luft eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung
durch Zugabe von verflüssigten Gasen (6) in den noch keine Strahlmittel (3) mitführenden
Fördergasstrom (2, 5) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung durch Zugabe von
verflüssigten Gasen (6) in einen Teilstrom (5) des Fördergasstromes (2) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung
durch Zugabe von verflüssigten Gasen (6) in den Strahlmittel (3) mitführenden Fördergasstrom
(7), bevorzugt innerhalb der Strahlvorrichtung (4), stattfindet.
7. Vorrichtung zum Bestrahlen eines Werkstücks mit unter Normalbedingungen in festem
Aggregatzustand vorliegenden Strahlmitteln (3) umfassend eine Strahlanlage (1) mit
Mitteln zum Eindosieren der Strahlmittel (3) in einen Fördergasstrom (2, 5), einen
Strahlschlauch (7), der von der Strahlanlage (1) zu einer Strahlvorrichtung (4) führt,
aus welcher die Strahlmittel (3) auf das zu bearbeitende Werkstück gestrahlt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel (6, 8, 9) zum Kühlen des Fördergasstromes (2, 5, 7) und
zur Erzeugung von staubbindenden Kondensattröpfchen im zum Werkstück hin gerichteten
Strahl umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (5, 8, 9) zur Einspeisung
von verflüssigten Gasen (6) in den Fördergasstrom (2, 5, 7) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (8) zur Einspeisung
von verflüssigten Gasen (6) in einen Teilstrom (5) des Fördergasstromes vorhanden
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom (5) als Bypass
(5) um die Strahlanlage (1) ausgestaltet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (9) zur Einspeisung
von verflüssigten Gasen (6) in den Strahlmittel (3) mitführenden Fördergasstrom (7),
bevorzugt innerhalb der Strahlvorrichtung (4), vorgesehen ist.