Zentrifugalschleuderrad Die Erfindung betrifft ein Zentrifugalschleuder- rad, mit welchem abrasive Strahlmittel mit hoher Geschwindigkeit gegen Oberflächen, welche zu rei nigen oder auf andere Weise zu behandeln sind, geschleudert werden.
In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise beim Putzen von Gusstücken, Schmiedestücken, Blöcken, vorgewalzten Stücken, Blechen und dergleichen, oder bei der Kaltbearbeitung einer Metalloberfläche, kann das Strahlmittel, welches mit hoher Geschwindigkeit vom Umfang des Schleuderrades weggeschleudert wird, Stahlschrot, Stahlkies, Quarzsand und andere wirkungsvolle Werkstoffe enthalten. Obwohl der Verschleiss der Schaufeln durch Vergrösserung der Schaufeldicke von innen nach aussen und durch Herstellung der Schaufeln aus verschleissfestem Material auf irgend eine Art kompensiert wird, ver ursachen die Strahlmittel eine ziemlich rasche Ab nützung der Schaufeln.
Der Ersatz derselben ist daher in regelmässigen Zeitabständen notwendig, wobei diese Zeitabstände stark abhängig sind von der Art des verwendeten Strahlmittels, von der Dreh zahl des Schleuderrades und von anderen Bedin gungen.
Bis anhin wurde eine Schaufel von länglich rechteckiger Form mit seitlich hochgezogenem Rand benützt, um auf jenem Teil der Schaufeloberfläche eine Kanalzone zu schaffen, über welchen sich die Strahlmittelteilchen mit grosser Geschwindigkeit be wegen, nachdem dieselben eine radiale Beschleuni gung durch das Rad erhalten haben. Die Innenseiten der Seitenscheiben weisen radial angeordnete Nuten auf, so dimensioniert, um die seitlichen Ränder der Schleuderschaufeln aufzunehmen. Die Schleuder schaufeln sind breiter als der Zwischenraum zwi schen den Seitenscheiben, damit die Schleuder schaufeln in den Nuten radial in die oder aus der Gebrauchsstellung verschoben werden können.
Wie in der Praxis bekannt, sind die Schleuderschaufeln zwischen den Seitenscheiben so gehalten, dass eine radiale Verschiebung der Schaufeln mittels Stell schrauben verhindert wird. Diese Stellschrauben sind in Büchsen eingesetzt, welche in Öffnungen der Sei tenscheiben angeordnet sind. Die Stellschrauben können so eingestellt werden, dass sie in Eingriff kommen mit Vertiefungen oder Nocken der seitli chen Ränder der Schaufel. Dabei kann es vorkom men, dass die Stellschrauben manchmal zu fest an gezogen werden. Dadurch entsteht eine Unwucht im Schleuderrad.
Diese Unwucht verursacht in den ge härteten Schleuderschaufeln so starke Zugspannun gen, dass es zu Brüchen kommt, welche öfters zur schnellen Zerstörung der Schleuderschaufeln führen. Wenn dies auftritt, fliegen Stücke der Schaufel weg und der Ersatz der Schaufel ist erforderlich, bevor anderer Schaden auftritt.
Bei Verwendung einer Büchse mit Stellschraube im Rad für den Eingriff der Stellschraube in die mit Nocken versehene Schaufel, können einzelne Teil chen des Strahlmittels in das Gewinde eintreten mit dem Resultat, dass sich die Stellschraube im Rad ver klemmt. Wenn dies auftritt, kann die alte Schleuder schaufel nur ersetzt werden, indem man diese zer stört. Bevor die neue Schaufel eingefügt werden kann, ist es notwendig, auch die Stellschraube und die Büchse herauszubohren.
Um die Stellschraube herausbohren zu können, ist es notwendig, dass ein grosser Teil der das Schleuderrad umgebenden Kon struktionsteile entfernt wird, damit man zur Seiten scheibe des Schleuderrades Zutritt erhält. Wenn reichlich Spiel in den Nuten vorhanden ist, bilden sich längs der seitlichen Ränder der Schleuder schaufeln in den Nuten Kanäle; in welchen sich die Strahlmittelteilchen einen Weg bahnen und in Be- rühreng mit den Stellschrauben kommen, derart, dass Teile der Stellschrauben abgeschnitten werden kön nen. Dadurch wird die Schaufel gelöst und fliegt während des Betriebes heraus.
Wenn dies auch nicht oft geschieht, ist es doch wünschenswert, die Mög lichkeiten eines solchen Vorkommnisses auf das Minimum zu reduzieren.
Bei Verwendung von seitlichen Sicherungsmitteln der beschriebenen Bauart mittels Verschiebung einer Stellschraube durch die Seitenscheiben des Schleu derrades in und aus dem Eingriff mit den mit Nocken versehenen Schaufeln, ist es notwendig, für die Betätigung der Stellschrauben freien Zutritt zu den Seitenscheiben zu schaffen. Das heisst, dass die Bauart des Gehäuses in bezug auf das Schleuderrad beträchtlich begrenzt ist. In der heutigen Praxis werden der vereinfachte Zutritt und die Forderung, erhebliche Teile des Gehäuses wegnehmbar zu ma chen durch die Verwendung eines längs der seitlichen Wände geteilten Gehäuses erreicht.
Die Verwendung eines geteilten Gehäuses dagegen bringt weitere Schwierigkeiten in bezug auf die Verschleissplatten, welche angewendet werden, um eine Abdichtung zu erreichen. Bei einem geschlitzten Gehäuse sind die Verschleissplatten in Abschnitte unterteilt, was deren Einbau kompliziert und den Abdichtungseffekt ver mindert.
Das Vorerwähnte zeigt einige Schwierigkeiten und zu beanstandende Merkmale, die sich beim Ge brauch einer seitlichen Sicherungsvorrichtung für die Sicherung der Schaufeln in der Arbeitsstellung im Schleuderrad ergeben.
Es hat sich gezeigt, dass die zu diesem Zweck verwendeten Sicherungsmittel wesentlich verbessert werden können, um eine ein fachere Konstruktion des- Apparates, um einen leich ten und raschen Ersatz der Schaufeln im Schleuder rad, um einen höheren Sicherheitsgrad beim Betrieb des Schleuderrades, um weniger Brüche der Schau feln, um besser zugängliche Sicherungsmittel und um eine bessere Abdichtung des Gehäuses zu erreichen.
Die Erfindung bezweckt, ein Zentrifugalschleuderrad mit den oben beschriebenen Vorteilen zu schaffen, wobei die Sicherungsmittel für die Schaufeln nicht durch die Seitenscheiben hindurch betätigt werden müssen und keine Unwucht oder besondere Bean spruchungen erzeugen, wodurch die Lebensdauer der Schaufeln. verlängert wird.
Durch eine verbesserte Schaufelform soll erreicht werden, dass der Durchtritt der Strahhnittelpartikel durch die Nuten vermindert wird, dass die Schau feln weniger Bearbeitung erfordern, um sie mit dem Schleuderrad zusammenbauen zu können und dass die Mittel zu ihrem Ausbau aus dem Schleuderrad durch Öffnungen am Umfang des zusammengebau ten Schleuderrades leicht zugänglich sind.
Zum Zwecke der Beschreibung, jedoch nicht der Beschränkung, wird beispielsweise eine Ausfüh rungsform der Erfindung in der Zeichnung gezeigt, in welcher Fig. 1 einen Seitenschnitt durch ein Zentrifugal schleuderrad, Fig. 2 einen Ausschnitt in grösserem Masstab längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Schau fel und deren Sicherungsmittel, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 eine Seitenansicht eines Schleuderrades, losgelöst von den übrigen Konstruktionsteilen,
Fig. 6 einen Schnitt durch das Schleuderrad von Fig. 5, und Fig. 7 eine vergrösserte Ansicht eines Sicherungs mittels, das in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist, dar stellen.
Wie in der Zeichnung ersichtlich, besteht das Schleuderrad aus einer hinteren Seitenscheibe 10 und einer vorderen Seitenscheibe 12, welche in einem bestimmten Abstand voneinander durch Stehbolzen 14 gehalten sind. Die hintere Seitenscheibe 10 ist mit Schrauben 16 an der Nabe 18 befestigt, um mit derselben zu drehen. Die Nabe 18 ist am Ende einer Welle 20 befestigt, um deren Umdrehungen mitzu machen.
Mit 22 ist eine verbesserte Schaufel bezeichnet. Mehrere dieser Schaufeln sind in Sternanordnung zwi schen den Seitenscheiben 10 und 12 radial eingebaut. Die äusseren Enden der Schaufeln reichen ungefähr bis zum Umfang des Schleuderrades, während die inneren Enden der Schaufeln bis an eine zylindrische Öffnung 24 der Scheiben reichen. Der obere Teil des Schleuderrades ist vollständig eingeschlossen durch ein stationäres Gehäuse 26. Der Raum unter der Grundplatte ist normalerweise offen ; durch die sen Raum wird das Strahlmittel durch das Schleu derrad auf das Werkstück geschleudert.
In der Öffnung 24 ist ein Einstellkäfig angeord net, welcher die Form eines Hohlzylinders 28 mit einem ringförmigen Flansch 30 aufweist, welcher sich am hinteren Ende des Einstellkäfigs nach einwärts erstreckt, während das vordere Ende des Käfigs sich über die Seitenscheibe 12 hinaus erstreckt. Der Käfig ruht mit seinem vorderen Ende 32 im Gehäuse 26, welches ihn in der Öffnung 24 festhält. Der Käfig ist an seiner Peripherie mit einer nicht dar gestellten Entladeöffnung versehen, durch welche Strahlmittelteilchen, die in den Käfig eingeführt wurden, auf die Schleuderschaufeln geworfen wer den.
Die Lage der Entladeöffnung kann durch eine Drehbewegung des Einstellkäfigs gegenüber dem Ge häuse 26 eingestellt werden, wodurch die Richtung der vom Schleuderrad geschleuderten Strahlmittel- teilchen festgelegt wird.
Innerhalb des Käfigs ist ein Einlaufstück 34 an geordnet. Die durch die Zeichnung dargestellte Bau form des Einlaufstückes besteht aus einem Boden 36 mit Nabe, einer Mehrzahl von Schlitzen 38, die sich vom Boden 36 her bis zu dem konisch ausge bildeten Eintrittsteil 40 erstrecken. Der Eintrittsteil 40 hat die Form eines Kegelstumpfmantels, dessen kleinerer Durchmesser die Einfüllöffnung bildet und dessen grösserer Durchmesser beim geschlitzten, zylindrischen Teil des Einlaufstückes endet.
Das Einlaufstück 34 ist mittels einer Schraube 42 auf dem Ende der Welle 20 befestigt, um die hohen Drehzahlen der Welle mitzumachen.
Ein Zuführrohr 44 verbindet das untere Ende des Behälters 46 mit dem offenen Ende des Einlauf stückes, um Strahlmittel vom Behälter in den koni schen Teil des Einlaufstückes zuzuführen. Im Be trieb werden Strahlmittelteilchen, die in den koni schen Eintrittsteil des Einlaufstückes gelangen, vom letzteren in eine drehende Bewegung versetzt, so dass die Strahlmittelteilchen im konischen Teil des Einlaufstückes weiterbefördert werden.
Die Strahl mittelteilchen fliessen in den geschlitzten Teil des Einlaufstückes, werden von den Schlitzwänden mit bedeutender Kraft durch die Entladeöffnung auf die inneren Enden der Schaufeln oder auf deren Bahnen geschleudert.
Die Strahlmittelteilchen, die durch das Einlauf- stück auf die inneren Enden der Schaufeln geworfen werden, erhalten eine erhebliche Beschleunigung, mit welcher sie sich radial auswärts über die Flä chen der Schaufeln bewegen, um von deren Enden mit beträchtlicher Kraft und Geschwindigkeit auf die zu bearbeitende Oberfläche geschleudert zu werden. Bei Veränderung der Lage der Entladeöffnung durch eine drehende Bewegung des Einstellkäfigs, wird die Richtung des Strahles geändert.
Die Schleuderschaufeln 22 bestehen aus längli chen, gehärteten Metallplatten von rechteckiger Form mit einer verhältnismässig glatten Oberfläche 48, über welche die Strahlmittelteilchen sich von innen nach aussen bewegen, um alsdann vom Schleuderrad fortgeschleudert zu werden.
Wie in Fig. 4 der Zeichnung gezeigt, nimmt die Dicke der Schaufeln vom inneren Ende 50 zum äusseren Ende 52 zu, um den wachsenden Verschleiss zu kompen sieren, der durch die Bewegung der Strahlmittelteil- chen mit zunehmender Geschwindigkeit vom innern zum äussern Ende über die Oberfläche der Schau feln verursacht wird.
Die seitlichen Randpartien der Schaufeln weisen aus dem gleichen Werkstoff bestehende, beidseits vorragende Flanschen 54, 56, 58 und 60 auf. Diese Flanschen haben gleiche Ausmasse und verleihen den Schaufeln einen H-förmigen Querschnitt. Die verdickten seitlichen Partien sind so dimensioniert, dass sie in den radialen Nuten 62 und 64 verschieb bar aufgenommen werden können. Diese Nuten sind paarweise in gleichem Abstand voneinander je auf der Innenseite der Seitenscheiben angeordnet und erstrecken sich radial bis zum Umfang der Scheiben. Die Nuten 62 und 64 sind so dimensioniert, dass ihre Breite mit der Höhe der Flanschen der Schau feln übereinstimmt.
Die Distanz zwischen dem Grund zweier gegenüberliegender Nuten stimmt mit der Breite der Schaufeln überein. Die Nuten sind vorzugsweise etwas weniger tief als die Dicke der seitlichen Flanschen der Schaufeln, damit die Flan- scheu der Schaufeln auf beiden Seiten zwischen den Seitenwände bildenden Scheiben etwas vorstehen, um den Durchgang der Strahlmittelteilchen etwas innerhalb der Flächen der Seitenscheiben zu halten.
Der seitliche Rand der Schaufeln kann wie bis her ununterbrochen gerade ausgebildet sein ; es ist jedoch vorzuziehen, diesen Rand mit einer Mehrzahl von Aussparungen oder Taschen 66 zu versehen, zwischen dem inneren und äusseren Ende der Schau feln, um Vorsprünge 68 zu erhalten, die mit Spiel in die Nuten 62 und 64 passen, wodurch Kanäle, durch welche Luft oder Strahlmittelteilchen gelangen könnten, unterbrochen werden.
Die Verwendung von Schaufeln mit Aussparun gen oder Taschen, wie eben beschrieben, bietet eine Reihe von weiteren Vorteilen gegenüber den bisher verwendeten Schaufeln. Wenn zum Beispiel ein oder mehrere Strahlmittelteilchen in den engen Spalt zwi schen eine Nute und eine Schaufel mit geradem Rand gelangen, so verursachen solche Strahlmittel- teilchen einen erheblichen Widerstand beim Aus wechseln der Schaufeln auf der ganzen Länge der selben.
Wenn die Schaufeln mit Taschen versehen sind, kann das oder können die Strahlmittelteilchen, nachdem sie einen Teil der Schaufellänge zurück gelegt haben, in eine Tasche fallen und dadurch keinen weiteren Widerstand gegen die Bewegung der Schaufeln leisten.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht im ver langten Grad der Bearbeitung, um die Schaufeln in das Schleuderrad montieren zu können. Beim früher verwendeten, ununterbrochen gerade ausgebildeten Rand wird normalerweise die ganze Fläche auf die verlangte Toleranz bearbeitet. Wenn eine so ausge bildete Schaufel verwendet wird, ist eine stark ver minderte Bearbeitung notwendig, weil nur die Er höhungen, welche auf den Grund der Nuten zu liegen kommen, zu bearbeiten sind.
Zu diesem Zwecke ist es wünschenswert, die Erhöhungen kür zer zu halten als die dazwischen liegenden Taschen, um die Bearbeitung zu vermindern und um breitere Taschen zu erhalten, in welchen die Bewegung von Strahlmittelteilchen aufgehalten wird, wodurch die Möglichkeiten des Angriffs auf die Sicherungsmittel während des Betriebes herabgesetzt werden.
Die neue Art und Weise, die Schaufeln in der Betriebsstellung in den genuteten Seitenscheiben des Schleuderrades zu sichern, besteht in der Anordnung von gegenüberliegenden Vertiefungen 70 und 72 von vorzugsweise halbrundförmigem Querschnitt, welche sich seitlich durch eine Randpartie der Flanschen 58 und 60 erstrecken.
Die Flanschen 58 und 60 erstrecken sich von der Schaufelfläche aus nach aus wärts. Ähnliche Vertiefungen 74 und 76 sind in den Seitenscheiben des Schleuderrades anschliessend an die Nuten 62 und 64 angebracht, um kreisför mige Öffnungen durch die Vertiefungen 70 und 72 einerseits und die Vertiefungen 74 und 76 anderer seits zu bilden, wenn sich die Schaufel in richtiger Arbeitsstellung im Schleuderrad befindet. Anschlies- send an die Vertiefungen 74 und 76 in den Seiten scheiben des Schleuderrades und axial fluchtend mit den kreisförmigen Öffnungen,
welche durch die mit Vertiefungen versehene Schaufel und die Seiten scheiben gebildet sind, befinden sich Vertiefungen 78 und 80, deren Tiefe nicht ganz die Dicke der Seitenscheiben erreicht und vorzugsweise nach aussen konisch verlaufen.
Wenn die Schaufeln richtig in den Radscheiben angebracht sind, bilden die Vertiefungen 70 und 72 in den Schaufeln mit den Vertiefungen 74 und 76 in den genuteten Seitenscheiben des Schleuderrades kreisförmige Öffnungen, an welche sich die Ver tiefungen 78 und 80 in den Schleuderradscheiben anschliessen. In die sich in einer Linie befindlichen Öffnungen wird ein Paar von Köpfen 82 und 84 eingesetzt, welche einer mit dem andern elastisch verbunden sind, um die Köpfe nach auswärts in die Öffnungen zu pressen. Die Köpfe weisen je einen zylindrischen Teil 86 auf, welcher so dimensioniert ist, dass sein Querschnitt mit den kreisförmigen Öffnungen, gebildet durch die Vertiefungen 72 und 76, bzw. 70 und 74 übereinstimmt.
Der Durch messer des zylindrischen Teils 86 wird vorzugsweise etwas geringer gehalten, als der Durchmesser der Vertiefungen 74 und 76. Ausserhalb des zylindri schen Teils 86 befindet sich je ein vorzugsweise konischer Teil 88 mit einem Konus, dessen Steigung kleiner ist als diejenige der Vertiefungen 78 und 80 in den Seitenscheiben des Schleuderrades, welche den konischen Teil 88 aufnehmen. Der zylindrische Teil 86 wird mit dem konischen Kopfteil 88 in die fluchtenden Vertiefungen der Schaufel und der Scheibe des Schleuderrades eingeführt, bis das Ende des konischen Teils 88 an den Wänden der Ver tiefungen 78 und 80 anliegt.
Die Vertiefungen 70 und 72 werden vorzugsweise in einem Teil der Schaufeln angebracht, der am Rande eine Erhöhung aufweist und von den Enden der Schaufel entfernt ist. Dadurch wird erreicht, dass die Sicherungsmittel nicht in einer Tasche angeordnet sind, in der Strahl mittelteilchen vorhanden sein könnten, welche den Kopf angreifen. Dadurch wird ferner eine grössere Berührungsfläche zwischen dem Kopfteil und der Schaufel geschaffen, um die letzteren fest mitein ander zu verbinden. Verschiedene Mittel können an gewendet werden, um die Kopfteile 82 und 84 ela stisch in der Richtung voneinander weg in die fluch tenden Öffnungen zu pressen.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dargestellt, welche einen schleifenförmigen Mittelteil 90 einer Feder auf weist, dessen Arme 92 und 94 sich geradlinig er strecken bis zu den Endteilen 96, die in entgegen gesetzter Richtung abgebogen sind und auf welchen die Köpfe 82 und 84 befestigt sind.
Der Durchmesser dieser Schleife 90 ist kleiner als der Zwischenraum zwischen den Seitenscheiben 10 und 12, damit sie dazwischen Platz findet. Die Köpfe 82 und 84 können einwärts verschoben wer den durch Zusammenpressen der Arme 92 und 94. Dadurch werden die Enden des konischen Teiles 84 näher zusammengebracht als die Distanz zwischen den Seitenscheiben 10 und 12, wodurch die Siche rungsmittel vom äusseren Umfang des Schleuderrades längs der Rückseite der Schaufel eingeführt werden können, bis die Köpfe 82 und 84 sich in Linie mit den Öffnungen, durch die Vertiefungen 70, 72, 74 und 76 gebildet, befinden. Nach Loslassen der Feder werden die Kopfteile in Richtung voneinander weggepresst, um in die Öffnungen einzudringen und dadurch die Schaufel in der Arbeitsstellung zu sichern.
Der Konus der äusseren Enden der Köpfe be wirkt, dass die Köpfe in die Achse der Eintritt öffnungen gebracht werden, damit die Köpfe in die Öffnungen eintreten können, bis deren konischer Teil auf dem Grund der Vertiefungen 78 und 80 der Scheiben festsitzt. Dabei werden die zylindrischen Teile 86 der Köpfe in die entsprechenden zyhndri- schen Öffnungen, welche zwischen den seitlichen Rippen der Schaufel und der Wand der Nuten 62 und 64 in den Seitenscheiben gebildet werden, ein geführt. Die zylindrischen Teile 86 haben einen kleineren Durchmesser als die sie aufnehmenden Öffnungen und der konische Teil der Köpfe weist eine geringere Konizität auf als die Vertiefungen in den Scheiben des Schleuderrades.
Dadurch wird er reicht, dass die Köpfe in die in einer Achse lie genden Vertiefungen eintreten, sobald die Endteile 92 und 94 losgelassen werden. Die Köpfe sind erst nach dem Eintreten in die Vertiefungen auf die Achse der Vertiefungen ausgerichtet. Solange sich die Köpfe ausserhalb der Vertiefungen befinden, sind die Achsen der beiden Köpfe leicht geneigt zu einander. Wenn der Durchmesser des zylindrischen Teils der Köpfe gleich gross wäre wie der Durch messer der Vertiefungen 70, 72, 74 und 76, so wäre es schwierig, die Köpfe in die Vertie fungen einzuführen, bzw. dieselben wieder heraus zuziehen.
Die Vertiefungen und der zylindrische Teil der Köpfe dürfen nicht konisch sein, weil sonst die Zentrifugalkräfte während des Betriebes das Bestre ben hätten, die Köpfe aus den Vertiefungen heraus zudrücken. Aus diesem Grunde ist der Kopf vor zugsweise zylindrisch oder mit einem Konus, der den Kopf eher in die Vertiefungen hineinzieht als herausdrückt unter der Wirkung der Zentrifugal kräfte, die im Betrieb auftreten.
Die Schaufel wird vom Umfang des Schleuder rades her in die Nuten eingeschoben und zwar mit dem Teil 50 von geringerer Dicke voraus. Der Teil 50 bildet das innere Ende der Schaufel. Die Schau fel wird so weit in die Nuten eingeschoben, bis die halbrunden Vertiefungen 70 und 72 in den Rändern der Schaufel übereinstimmen mit den halbrunden Vertiefungen 74 und 76, welche an die Nuten an- schliessen. Durch ein zweckmässiges Werkzeug wird nun das Sicherungsmittel vom Umfang des Schleuder rades her längs der Rückseite der Schaufel im Zwi- schenraum zwischen den Radscheiben eingeschoben bis die Kopfteile praktisch den Öffnungen gegenüber stehen.
Lässt man die Feder nun los, so werden die Köpfe seitlich verschoben und treten in die auf glei cher Achse liegenden Öffnungen ein, die Schaufel in ihrer Arbeitsstellung in den Nuten des Schleuderrades festhaltend. Die Köpfe bewegen sich seitlich in den Öffnungen so weit, bis deren konischer Teil die Wände der konischen Öffnungen 78 und 80 in den Radscheiben berührt. Der zylindrische Teil verbleibt dabei in den Öffnungen, die durch die Vertiefungen in der Schaufel der Längsrippe und den Vertiefun gen in der Scheibe des Schleuderrades gebildet werden und verhindert eine Längsverschiebung der Schaufel.
Weil das Schleuderrad mit hoher Drehzahl arbeitet, wird der Mittelteil 90 der Feder, welcher die beiden Köpfe 86 verbindet, um die Achse der Köpfe nach aussen verdreht, bis der Mittelteil 90 an der Rückseite der Schaufel anliegt, wie in Fig. 3 gezeigt. Aus diesem Grunde ist es zweckmässig, die übereinstimmenden Vertiefungen innerhalb des Schaufelseitenrandes und der Schleuderradscheibe in einer Distanz anzuordnen, welche grösser ist als die Länge der Sicherungsmittel. Die Vertiefungen werden vorzugsweise ungefähr in der Mitte der Schaufeln angeordnet.
Um eine Schaufel herauszunehmen, zwecks Er satz oder Reparatur, ist es lediglich notwendig, ein zweckmässiges Werkzeug längs der Rückseite der Schaufeln zwischen die beiden Scheiben des Schleu derrades einzuführen und die Federarme 92 und 94 zusammenzupressen, damit die Köpfe aus den öff- nungen herausgezogen werden. Schrauben mit Ge winde sind vollständig vermieden bei dieser Bauart. Der Ersatz der Schaufeln kann leicht und schnell erfolgen ohne Behinderung durch das Gehäuse oder Teile des Schleuderrades.
Ferner ist kein Teil der Sicherungsmittel so angeordnet, dass er auf den Betrieb der Maschine störend einwirken könnte. Kein Teil ist imstande, die Schaufel in dem Rad festsitzen zu lassen oder so angeordnet, dass er durch Strahlmittelteilchen, welche längs Kanälen des Betriebes wandern, abgeschnitten werden könnte. Sehr wichtig ist auch die Tatsache, dass weniger Teile bewegt werden müssen, um die Sicherungs mittel zu bedienen beim Ersatz der Schleuderschau feln, d. h. beim Herausnehmen derselben oder bei der Wiedereinsetzung derselben. Die Erfindung erlaubt eine leichte und schnelle Ersetzung der Schaufeln ohne die Notwendigkeit, einen gelernten Arbeiter damit zu beschäftigen.
Aus der Beschreibung geht ferner hervor, dass die elastischen Mittel zur Sicherung der Schaufeln in der Arbeitsstellung derart arbeiten, dass die Schaufeln in die Nuten der Scheiben des Schleuder rades eingesetzt werden können, ohne dass mecha nische Beanspruchungen auftreten.
Es ist selbstverständlich, dass auch andere Mittel zur elastischen Verbindung von Kopfteilen bzw. für deren Einpressung in Richtung voneinander weg ver- wendet werden können. Zum Beispiel können teleskopische Glieder verwendet werden, an deren Ende die Köpfe befestigt sind und in deren Innern Federn die beiden Enden voneinander pressen. Solche teleskopische Glieder könnten Mittel aufwei sen, um sie zu ezgreifen und die Federn zusammen zupressen zwecks Rückzug der Kopfteile aus den Öffnungen.
Während man vorzugsweise einen konischen Teil einwärts anschliessend an die Vertiefungen in der Seitenscheibe des Schleuderrades anordnet, können auch Elemente Verwendung finden, welche nur die Vertiefungen allein und getrennt von den konischen Bohrungen angewendet werden. Dabei wird eine Öffnung in dem genuteten Teil der Schaufel mit Rippen so angeordnet werden, dass dieselbe den Kopf der Sicherungsmittel aufnehmen kann. Es ist ferner unter die Erfindung fallend, dass die Vertie fungen in den genuteten Seitenscheiben und in den Rippen der Schaufeln anders als halbkreisförmig ge formt sind.
Die hinter den Vertiefungen liegenden Bohrungen können geneigte Wände aufweisen, in welche ein Kopf von ähnlicher Form, jedoch mit geringerem Konus eintreten kann.
Es ist ferner unter die Erfindung fallend, dass die Vertiefungen an anderen Orten längs der Schau fel und der Nuten in den Schleuderradscheiben an geordnet sind, ferner dass mehr als ein Paar von Vertiefungen und mehr als ein Sicherungsmittel pro Schaufel angeordnet sind.
Centrifugal impeller The invention relates to a centrifugal impeller, with which abrasive blasting media are thrown at high speed against surfaces which are to be cleaned or treated in some other way.
In many applications, for example when cleaning castings, forgings, blocks, pre-rolled pieces, sheet metal and the like, or when cold working a metal surface, the abrasive, which is thrown at high speed from the circumference of the centrifugal wheel, can be steel shot, steel grit, quartz sand and others contain effective materials. Although the wear on the blades is compensated in some way by increasing the blade thickness from the inside out and by making the blades from wear-resistant material, the blasting media cause the blades to wear out fairly quickly.
The replacement of the same is therefore necessary at regular intervals, and these intervals are heavily dependent on the type of blasting media used, the speed of the spinner and other conditions.
Up to now, a blade of elongated rectangular shape with a raised edge at the side was used to create a channel zone on that part of the blade surface, over which the abrasive particles move at high speed after they have received a radial acceleration from the wheel. The insides of the side disks have radially arranged grooves, dimensioned to accommodate the side edges of the centrifugal vanes. The slingshot blades are wider than the space between the side windows, so that the slingshot blades in the grooves can be moved radially into or out of the position of use.
As is known in practice, the centrifugal blades are held between the side plates so that a radial displacement of the blades is prevented by means of adjusting screws. These set screws are used in bushes which are arranged in openings of the Be tenscheiben. The set screws can be adjusted so that they engage with recesses or cams on the side edges of the blade. It can happen that the adjusting screws are sometimes tightened too tight. This creates an imbalance in the centrifugal wheel.
This imbalance causes such strong tensile stress in the hardened centrifugal vanes that it breaks, which often leads to the rapid destruction of the centrifugal vanes. When this occurs, pieces of the bucket fly off and replacement of the bucket is required before other damage occurs.
When using a bushing with an adjusting screw in the wheel to engage the adjusting screw in the cam provided with a blade, individual particles of the abrasive can enter the thread with the result that the adjusting screw becomes jammed in the wheel. If this occurs, the only way to replace the old slingshot is by destroying it. Before the new shovel can be inserted, it is necessary to also drill out the set screw and the bushing.
In order to be able to drill out the adjusting screw, it is necessary that a large part of the construction parts surrounding the centrifugal wheel be removed so that the side disc of the centrifugal wheel can be accessed. If there is ample play in the grooves, channels will form in the grooves along the side edges of the slingshot; in which the blasting agent particles pave their way and come into contact with the adjusting screws in such a way that parts of the adjusting screws can be cut off. This will loosen the shovel and fly out during operation.
While this does not happen often, it is desirable to minimize the chance of such an occurrence.
When using side securing means of the type described by moving a set screw through the side discs of the Schleu derrades in and out of engagement with the cams provided with blades, it is necessary to create free access to the side discs for the actuation of the set screws. This means that the construction of the housing with respect to the centrifugal wheel is considerably limited. In today's practice, the simplified access and the requirement to remove substantial parts of the housing to ma chen achieved through the use of a divided along the side walls of the housing.
The use of a split housing, however, brings further difficulties with respect to the wear plates which are used to achieve a seal. In the case of a slotted housing, the wear plates are divided into sections, which complicates their installation and reduces the sealing effect.
The aforementioned shows some difficulties and objectionable features that arise when using a side safety device for securing the blades in the working position in the centrifugal wheel.
It has been shown that the securing means used for this purpose can be significantly improved in order to simplify the construction of the apparatus, in order to easily and quickly replace the blades in the centrifugal wheel, in order to achieve a higher degree of safety in the operation of the centrifugal wheel, by less Broken blades in order to achieve better accessible securing means and to achieve better sealing of the housing.
The aim of the invention is to provide a centrifugal impeller with the advantages described above, wherein the securing means for the blades do not have to be actuated through the side windows and do not generate any unbalance or special stresses, thereby increasing the life of the blades. is extended.
The aim of an improved blade shape is to ensure that the passage of the jet particles through the grooves is reduced, that the blades require less machining in order to be able to assemble them with the centrifugal wheel and that the means for their removal from the centrifugal wheel through openings on the circumference of the assembled blower wheel are easily accessible.
For the purpose of description, but not limitation, an embodiment of the invention is shown in the drawing, for example, in which Fig. 1 shows a side section through a centrifugal impeller, Fig. 2 shows a section on a larger scale along the line 2-2 in Fig Fig. 1, Fig. 3 is a perspective view of a blade and its securing means, Fig. 4 is a section along the line 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 is a side view of a centrifugal wheel, detached from the other structural parts,
6 shows a section through the centrifugal wheel of FIG. 5, and FIG. 7 shows an enlarged view of a securing means which is shown in FIGS. 1, 2 and 3.
As can be seen in the drawing, the centrifugal wheel consists of a rear side panel 10 and a front side panel 12, which are held at a certain distance from one another by stud bolts 14. The rear side window 10 is attached to the hub 18 with screws 16 to rotate therewith. The hub 18 is attached to the end of a shaft 20 to make the rotations with.
With 22 an improved shovel is designated. Several of these blades are installed radially in a star arrangement between tween the side plates 10 and 12. The outer ends of the blades extend approximately to the circumference of the centrifugal wheel, while the inner ends of the blades extend to a cylindrical opening 24 in the disks. The upper part of the impeller is completely enclosed by a stationary housing 26. The space under the base plate is normally open; The blasting media is thrown through this space onto the workpiece by the centrifugal wheel.
In the opening 24 an adjustment cage is net angeord which has the shape of a hollow cylinder 28 with an annular flange 30 which extends inwardly at the rear end of the adjustment cage, while the front end of the cage extends beyond the side plate 12. The front end 32 of the cage rests in the housing 26, which holds it in the opening 24. The cage is provided on its periphery with a discharge opening not provided, through which abrasive particles that were introduced into the cage, thrown onto the centrifugal blades who the.
The position of the discharge opening can be adjusted by rotating the adjustment cage relative to the housing 26, whereby the direction of the abrasive particles thrown by the centrifugal wheel is determined.
An inlet piece 34 is arranged within the cage. The construction shown by the drawing of the inlet piece consists of a bottom 36 with a hub, a plurality of slots 38, which extend from the bottom 36 up to the conically formed entry part 40. The inlet part 40 has the shape of a truncated cone jacket, the smaller diameter of which forms the filling opening and the larger diameter of which ends at the slotted, cylindrical part of the inlet piece.
The inlet piece 34 is fastened to the end of the shaft 20 by means of a screw 42 in order to cope with the high speeds of the shaft.
A feed tube 44 connects the lower end of the container 46 with the open end of the inlet piece to supply blasting media from the container in the conical part of the inlet piece. In operation, abrasive particles that get into the conical inlet part of the inlet piece are set in a rotating motion by the latter, so that the abrasive particles are conveyed further in the conical part of the inlet piece.
The jet center particles flow into the slotted part of the inlet piece, are thrown from the slit walls with considerable force through the discharge opening onto the inner ends of the blades or onto their paths.
The abrasive particles thrown through the inlet piece onto the inner ends of the blades receive a considerable acceleration with which they move radially outwards over the surfaces of the blades in order to move from their ends with considerable force and speed onto the ones to be processed Surface to be thrown. When changing the position of the discharge opening by rotating the setting cage, the direction of the jet is changed.
The centrifugal blades 22 consist of elongated, hardened metal plates of rectangular shape with a relatively smooth surface 48, over which the blasting medium particles move from the inside to the outside in order to be thrown away by the centrifugal wheel.
As shown in FIG. 4 of the drawing, the thickness of the blades increases from the inner end 50 to the outer end 52 in order to compensate for the growing wear caused by the movement of the abrasive particles with increasing speed from the inner to the outer end over the Surface of the blades is caused.
The lateral edge portions of the blades have flanges 54, 56, 58 and 60 made of the same material and projecting on both sides. These flanges have the same dimensions and give the blades an H-shaped cross-section. The thickened side portions are dimensioned so that they can be slidably received in the radial grooves 62 and 64. These grooves are arranged in pairs at the same distance from one another on the inside of the side panes and extend radially to the circumference of the panes. The grooves 62 and 64 are dimensioned so that their width coincides with the height of the flanges of the blades.
The distance between the bottom of two opposing grooves corresponds to the width of the blades. The grooves are preferably slightly less deep than the thickness of the side flanges of the vanes so that the flanges of the vanes protrude somewhat on either side between the side wall-forming disks to keep the passage of abrasive particles somewhat within the surfaces of the side disks.
The lateral edge of the blades can be designed to be continuously straight as before; however, it is preferable to provide this rim with a plurality of recesses or pockets 66, flaps between the inner and outer ends of the blade in order to obtain projections 68 which fit with clearance in the grooves 62 and 64, whereby channels through which Air or abrasive particles could get in.
The use of blades with Aussparun conditions or pockets, as just described, offers a number of other advantages over the blades previously used. If, for example, one or more abrasive particles get into the narrow gap between a groove and a blade with a straight edge, such abrasive particles cause considerable resistance when the blades are replaced along the entire length of the same.
If the blades are provided with pockets, the abrasive particles can, after they have covered part of the blade length, fall into a pocket and thereby offer no further resistance to the movement of the blades.
Another major advantage is the degree of machining required to be able to mount the blades in the centrifugal wheel. In the previously used, continuously straight edge, normally the entire surface is machined to the required tolerance. If a blade formed in this way is used, greatly reduced machining is necessary because only the elevations that come to lie at the bottom of the grooves are to be edited.
For this purpose it is desirable to keep the elevations shorter than the intermediate pockets in order to reduce machining and to obtain wider pockets in which the movement of abrasive particles is stopped, thereby reducing the possibility of attacking the securing means during the Operation can be reduced.
The new way of securing the blades in the operating position in the grooved side disks of the centrifugal wheel consists in the arrangement of opposing recesses 70 and 72, preferably of a semicircular cross-section, which extend laterally through an edge portion of the flanges 58 and 60.
The flanges 58 and 60 extend outwardly from the blade surface. Similar recesses 74 and 76 are attached to the grooves 62 and 64 in the side plates of the centrifugal wheel to form circular openings through the recesses 70 and 72 on the one hand and the recesses 74 and 76 on the other hand when the blade is in the correct working position Centrifugal wheel is located. Subsequently to the recesses 74 and 76 in the side discs of the centrifugal wheel and axially aligned with the circular openings,
which are formed by the indented blade and the side discs, there are indentations 78 and 80, the depth of which does not quite reach the thickness of the side discs and preferably tapered outwards.
When the blades are properly mounted in the wheel disks, the recesses 70 and 72 in the blades with the recesses 74 and 76 in the grooved side discs of the centrifugal wheel form circular openings to which the recesses 78 and 80 in the centrifugal wheel disks connect. A pair of heads 82 and 84 are inserted into the in-line openings and are elastically connected one to the other to urge the heads outwardly into the openings. The heads each have a cylindrical part 86 which is dimensioned such that its cross section corresponds to the circular openings formed by the recesses 72 and 76 or 70 and 74.
The diameter of the cylindrical part 86 is preferably kept slightly smaller than the diameter of the recesses 74 and 76. Outside the cylindri's part 86 there is a preferably conical part 88 with a cone whose pitch is smaller than that of the recesses 78 and 80 in the side discs of the centrifugal wheel, which receive the conical part 88. The cylindrical part 86 is inserted with the conical head part 88 in the aligned recesses of the blade and the disc of the centrifugal wheel until the end of the conical part 88 on the walls of the recesses 78 and 80 United.
The recesses 70 and 72 are preferably made in a portion of the blades that has a ridge at the edge and is remote from the ends of the blade. It is thereby achieved that the securing means are not arranged in a pocket in which jet center particles could be present which attack the head. This also creates a larger contact area between the head part and the shovel in order to connect the latter firmly to each other. Various means can be used to elastically press the headers 82 and 84 in the direction away from each other in the cursing openings.
In the drawing, an embodiment is shown, which has a loop-shaped central part 90 of a spring, the arms 92 and 94 straight he stretch up to the end portions 96 which are bent in the opposite direction and on which the heads 82 and 84 are attached .
The diameter of this loop 90 is smaller than the space between the side panels 10 and 12 so that there is space between them. The heads 82 and 84 can be moved inwards by pressing the arms 92 and 94 together. This brings the ends of the conical part 84 closer together than the distance between the side plates 10 and 12, thereby securing means from the outer circumference of the centrifugal wheel along the rear side of the blade until the heads 82 and 84 are in line with the openings defined by the recesses 70, 72, 74 and 76. After releasing the spring, the head parts are pressed away from one another in order to penetrate the openings and thereby secure the shovel in the working position.
The cone of the outer ends of the heads causes the heads to be brought into the axis of the inlet openings so that the heads can enter the openings until their conical part is stuck on the bottom of the recesses 78 and 80 of the discs. The cylindrical parts 86 of the heads are inserted into the corresponding cylindrical openings which are formed between the lateral ribs of the blade and the wall of the grooves 62 and 64 in the side disks. The cylindrical parts 86 have a smaller diameter than the openings receiving them and the conical part of the heads has a smaller conicity than the recesses in the discs of the centrifugal wheel.
As a result, it is sufficient that the heads enter the depressions lying in one axis as soon as the end parts 92 and 94 are released. The heads are only aligned with the axis of the wells after they have entered the wells. As long as the heads are outside the depressions, the axes of the two heads are slightly inclined to one another. If the diameter of the cylindrical part of the heads were the same as the diameter of the recesses 70, 72, 74 and 76, it would be difficult to introduce the heads into the recesses, or to pull them out again.
The wells and the cylindrical part of the heads must not be conical, otherwise the centrifugal forces during operation would have the aspiration to push the heads out of the wells. For this reason, the head is preferably cylindrical or with a cone that pulls the head into the wells rather than pushes out under the action of the centrifugal forces that occur during operation.
The blade is pushed from the periphery of the centrifugal wheel into the grooves with the part 50 of a smaller thickness ahead. Part 50 forms the inner end of the blade. The blade is pushed into the grooves until the semicircular depressions 70 and 72 in the edges of the blade coincide with the semicircular depressions 74 and 76 which adjoin the grooves. Using an appropriate tool, the securing means is now pushed in from the circumference of the centrifugal wheel along the rear side of the blade in the space between the wheel disks until the head parts are practically opposite the openings.
If you let go of the spring, the heads are moved laterally and enter the openings on the same axis, holding the blade in its working position in the grooves of the centrifugal wheel. The heads move laterally in the openings until their conical part contacts the walls of the conical openings 78 and 80 in the wheel discs. The cylindrical part remains in the openings that are formed by the depressions in the blade of the longitudinal rib and the depressions in the disc of the centrifugal wheel and prevents longitudinal displacement of the blade.
Because the centrifugal wheel operates at high speed, the central part 90 of the spring, which connects the two heads 86, is rotated outward about the axis of the heads until the central part 90 rests against the rear of the blade, as shown in FIG. For this reason it is expedient to arrange the matching depressions within the blade side edge and the centrifugal wheel disk at a distance which is greater than the length of the securing means. The depressions are preferably arranged approximately in the middle of the blades.
To remove a shovel for replacement or repair, it is only necessary to insert a suitable tool along the back of the blades between the two discs of the Schleu derrades and to press the spring arms 92 and 94 together so that the heads are pulled out of the openings . Screws with a Ge thread are completely avoided in this design. The blades can be replaced easily and quickly without being hindered by the housing or parts of the centrifugal wheel.
Furthermore, no part of the securing means is arranged in such a way that it could interfere with the operation of the machine. Neither part is capable of stucking the blade in the wheel or arranging it so that it could be cut off by blasting media particles migrating along ducts of the plant. Also very important is the fact that fewer parts have to be moved in order to operate the securing means when replacing the centrifugal blades, i. H. when taking them out or putting them back in place. The invention allows the blades to be replaced easily and quickly without the need to employ a skilled worker.
The description also shows that the elastic means for securing the blades in the working position work in such a way that the blades can be inserted into the grooves of the discs of the centrifugal wheel without mechanical stresses occurring.
It goes without saying that other means for the elastic connection of head parts or for their pressing in in the direction away from one another can also be used. For example, telescopic members can be used, at the end of which the heads are attached and inside which springs press the two ends apart. Such telescopic members could have means for grasping them and compressing the springs to retract the head sections from the openings.
While a conical part is preferably arranged inwardly adjoining the depressions in the side plate of the centrifugal wheel, elements can also be used which only use the depressions alone and separately from the conical bores. In this case, an opening in the grooved part of the blade with ribs is arranged so that it can receive the head of the securing means. It is also covered by the invention that the recesses in the grooved side plates and in the ribs of the blades are shaped differently than semicircular.
The bores located behind the depressions can have inclined walls into which a head of a similar shape but with a smaller cone can enter.
It is also covered by the invention that the recesses are arranged at other locations along the blade and the grooves in the centrifugal wheel disks, further that more than one pair of recesses and more than one securing means are arranged per blade.