DE10032119A1 - Oberflächen-Behandlungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächen-Behandlungsvorrichtung mit einem außen angeordneten, zum Auswerfen eines Strahlmittels dienenden und Hauptschaufeln (2.1) aufweisenden Hauptschleuderrad (2), einem konzentrisch zu diesem zentral angeordneten, Hilfsschaufeln (1.1) aufweisenden Hilfsschleuderrad (1) und einer dieses umfangsseitig umgebenden feststehenden Leithülse (3), die mindestens eine Durchtrittsöffnung (3.1) aufweist und axial auf einer Seite an eine Zuführleitung (4) zum Zuführen des Strahlmittels angeschlossen ist. Ein im Wesentlichen gleichmäßiges Strahlbild sowie eine im Wesentlichen gleichmäßige Abnutzung des Schleuderrades werden dadurch erreicht, dass die Hilfsschaufeln (1.1) in seitlicher Ansicht Rechteckform oder zur Drehachse abgestufte oder gekrümmte Form besitzen und in radialer Richtung flach- oder bezüglicher einer Drehrichtung - konvex oder konkav gekrümmt sind und dass die der Zuführleitung (4) zugekehrten stirnseitigen Ränder der Hilfsschaufeln (1.1) und der Hauptschaufeln (2) im Wesentlichen in derselben achsnormalen Ebene liegen (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächen-Behandlungsvorrichtung mit einem außen angeordneten, zum Auswerfen eines Strahlmittels dienenden und Hauptschaufeln aufweisenden Hauptschleuderrad, einem konzentrisch zu die­ sem zentral angeordneten, Hilfsschaufeln aufweisenden Hilfsschleuderrad und einer dieses umfangsseitig umgebenden feststehenden Leithülse, die mindestens eine Durchtrittsöffnung aufweist und axial auf einer Seite an eine Zuführleitung zum Zuführen des Strahlmittels angeschlossen ist.

Eine derartige Oberflächen-Behandlungsvorrichtung ist in der DE 195 36 723 C2 angegeben. Bei dieser bekannten Oberflächen-Behandlungsvorrichtung, einem sogenannten Schleuderrad, ist ein äußeres Hauptschleuderrad zum Auswurf eines Strahlmittels auf die zu behandelnde Oberfläche und ein zu diesem konzentrisch angeordneter zentraler Impeller mit einem Hilfsschleuderrad vor­ gesehen, dem das Strahlmittel aus einem Strahlmittelvorrat axial zugeleitet wird. Das Hilfsschleuderrad besitzt auf einer zentralen Achse radial abstehende Hilfs­ schaufeln, die zu der Zuführleitung hin über die achsnormale Randebene des Hauptschleuderrads beträchtlich vorstehen, um das in den Impeller tretende Strahlmittel schon vor seinem Eintritt in das Hilfsschleuderrad in eine spiral­ förmige Umlaufbahn zu versetzen, auf der es dann in das Hauptschleuderrad ge­ langt.

Bei einem in der DE 198 00 794 C1 angegebenen Schleuderrad sind in einem in Drehung versetzbaren Impeller-Käfig Rippen angeordnet, und der Impeller-Käfig ist mit einer mit diesem mitrotierenden Hülse verbunden, die sich von einem Ende einer Zuführleitung zu dem Impeller-Käfig hin erweitert. Auch durch diese Maßnahme soll das Strahlmittel bereits frühzeitig in Rotation versetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Oberflächen-Behandlungsvorrich­ tung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der bei einfachem Aufbau das Schleuderrad einem geringen und dabei gleichmäßigen Verschleiß unterliegt und auf der zu behandelnden Oberfläche ein gleichmäßiges Strahlbild ergibt, bei dem die Konturen keine wesentliche Streuung aufweisen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass die Hilfsschaufeln in seitlicher Ansicht Rechteckform besitzen oder an ihrem zur Drehachse gerichteten Rand abgestuft sind oder zumindest abschnittsweise gekrümmt mit sich zur Zuführseite hin zunehmendem lichten Abstand von der Drehachse verlaufen und in radialer Richtung flach oder - be­ züglich einer Drehrichtung - konvex oder konkav gekrümmt sind und und dass die der Zuführleitung zugekehrten stirnseitigen Ränder der Hilfsschaufeln und der Hauptschaufeln im Wesentlichen in derselben achsnormalen Ebene liegen.

Mit diesen Maßnahmen wird weitgehend vermieden, dass das Strahlmittel be­ reits vor dem Eintritt in das Hilfsschleuderrad (Vorbeschleuniger) auf eine Kreisbahn gebracht wird, so dass eine gleichmäßige axiale Zuführung in den Vorbeschleuniger erfolgt. Da die genannten stirnseitigen Ränder der Hilfs­ schaufeln nicht über diejenigen der Hauptschaufeln vortreten, sondern in etwa mit diesen fluchten, wird das Strahlmittel im Wesentlichen gleichförmig auf die Hauptschaufeln befördert und von diesen unter Erzeugung eines definierten Strahlbildes gleichmäßig ausgetragen. Die Hauptschaufeln werden dabei über ihre gesamte Fläche in etwa gleichförmig abgenutzt.

Verschiedene Möglichkeiten, das Strahlbild und die Strahlstärke sowie die Abnutzung des Schleuderrads zu beeinflussen, bestehen darin, dass die Haupt­ schaufeln flach oder - bezüglich einer Drehrichtung - konvex oder konkav ge­ krümmt sind.

Eine einfache Einstellmöglichkeit für die Strahlrichtung und das Strahlbild besteht darin, dass die Leithülse in unterschiedlicher Drehstellung festlegbar ist und/oder dass die Größe der Durchtrittsöffnung veränderbar ist.

Vorteilhafte Maßnahmen für den einfachen, zuverlässigen Aufbau bestehen da­ rin, dass die Leithülse auf ihrer von der Zuführleitung abgekehrten Seite einen radial einwärts gerichteten umlaufenden kreisringförmigen Rand aufweist, der eine zentrale Öffnung umgibt, in der eine mit einer Antriebswelle verbundene achsnormale Grundplatte angeordnet ist und dass die Hilfsschaufeln auf der Grundplatte angebracht sind.

Der Aufbau wird weiterhin dadurch begünstigt, dass die Leithülse auf ihrer der Zuführleitung zugekehrten Seite die Hilfsschaufeln in achsialer Richtung über­ ragt und dass in die lichte Öffnung der Leithülse ein Zwischenstück eingesetzt ist, das auf seiner dem Hilfsschleuderrad gegenüberliegenden Seite auf einen zugekehrten Endabschnitt der Zuführleitung aufgesetzt ist, wobei sich das Zwischenstück von der Zuführleitung zu dem Hilfsschleuderrad hin in etwa auf den Durchmesser des Hilfsschleuderrads erweitert.

Eine für eine gute Förderleistung und verringerten Verschleiß günstige Aus­ bildung besteht weiterhin darin, dass bei zur Drehachse gerichtetem gekrümm­ tem Rand der Hilfsschaufeln der gekrümmte Abschnitt sich in axialer Richtung über eine Länge von mehr als der Hälfte und weniger als ein Achtel der Länge der Hilfsschaufel und in radialer Richtung sich über mehr als die Hälfte und weniger als ein Achtel der Breite der Hilfsschaufel erstreckt, wobei der übrige Randabschnitt in axialer Richtung parallel zur Drehachse und in radialer Richtung senkrecht: zur Drehachse ausgerichtet ist, sowie dass die Krümmung im We­ sentlichen ellipsenabschnittsförmig verläuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Oberflächenbe­ handlungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Hilfs­ schleuderrades in seitlicher Ansicht und in axialer Draufsicht,

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung des Hilfsschleuderrades und

Fig. 4 bis 7 weitere Ausführungsbeispiele für ein Hilfsschleuderrad.

Fig. 1 zeigt eine Oberflächen-Behandlungsvorrichtung in Form eines Schleuder­ rades mit einem Antrieb 5, auf dessen Antriebswelle ein Hauptschleuderrad 2 und ein konzentrisch zu diesem angeordnetes Hilfsschleuderrad 1 mittels Schrauben verbunden ist. Zwischen dem Hilfsschleuderrad 1 und dem Haupt­ schleuderrad 2 ist eine feststehende Leithülse 3 mit einer fensterartigen Durchtrittsöffnung 3.1 zum Durchtritt eines Strahlmittels vorgesehen, das über eine Zuführleitung 4 und ein Zwischenstück 4.1 auf der dem Antrieb 5 gegen­ überliegenden Seite axial dem Hilfsschleuderrad 1 zugeführt wird.

Das Hauptschleuderrad 2 besitzt eine achsnormal angebrachte Aufbauplatte 2.2, auf deren von dem Antrieb 5 abgewandter Außenseite in Seitenansicht rechteckförmige Hauptschaufeln 2.1 angebracht sind. Die Hauptschaufeln sind radial zur Drehachse angeordnet und können flach oder bezüglich der Dreh­ richtung konvex oder konkav gekrümmt sein.

Das Hilfsschleuderrad 1 besitzt bezüglich der Drehachse, die zu der Drehachse des Hauptachleuderrades 2 konzentrisch ist, radial angeordnete Hilfsschaufeln 1.1, die ebenfalls in Seitenansicht rechteckförmig sind und flach oder in Drehrichtung konvex oder konkav ausgeformt sein können. Die Hilfsschaufeln 1.1 sind auf einer achsnormalen Grundplatte 1.2 angeordnet, die in einer zen­ tralen Öffnung auf einer dem Antrieb 5 zugewandten Seite der Leithülse 3 posi­ tioniert ist. Weiterhin sind die Hilfsschaufeln 1.1 auf dem Umfang eines zen­ tralen Mittelrohrs 1.3 (vgl. Fig. 2) angebracht. Das Hilfsschleuderrad 1 ist mittels einer durch das Mittelrohr 1.3 geführten Schraube zentral an einer An­ triebswelle des Antriebs 5 befestigt und innerhalb der feststehenden Leithülse 3 drehbar.

Die Leithülse 3 ist mit der darin ausgebildeten umfangsseitigen Durchtritts­ öffnung 3.1 verdrehbar und in einer gewünschten Stellung festlegbar ange­ bracht. Auf der von dem Antrieb 5 abgekehrten Seite steht die Leithülse 3 axial über das Hilfsschleuderrad 1 bzw. das Hauptschleuderrad 2 vor und nimmt ein sich konisch von der Zuführleitung 4 zu dem Hilfsschleuderad 1 hin erweitern­ des Zwischenstück 4 auf, das auf seiner der Zuführleitung 4 zugekehrten Seite auf einem Endabschnitt der Zuführleitung 4 aufgesetzt und mittels einer Klemm­ vorrichtung 4.2 an diesem festgelegt ist.

Die der Zuführleitung 4 zugekehrten Ränder der Hilfsschaufeln 1.1 und der Hauptschaufeln 3.1 liegen in etwa in der gleichen achsnormalen Ebene, so dass das axial in das Hilfsschleuderrad 1 zugeführte Strahlmittel von dem Hilfs­ schleuderrad 1 gleichförmig durch die Durchtrittsöffnung 3.1 auf die Haupt­ schaufeln 2.1 des Hauptschleuderrads 2 geführt und von diesen unter Erzeu­ gung eines gleichmäßigen Strahlbildes auf die zu behandelnde Oberfläche aus­ geworfen wird. Dabei werden die Hauptschaufeln 2.1 von dem Strahlmittel et­ wa gleichmäßig beansprucht, so dass sich ein gleichmäßiger Verschleiß des Schleuderrades ergibt.

Fig. 4 zeigt ebenfalls in Seitenansicht und in axialer Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Hilfsschleuderrad. Gegenüber dem vorangegange­ nen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bzw. 3 ist hierbei das Mittelrohr 1.3 weg gelassen. Der zentrale lichte Raum ist vorzugsweise etwas größer. Dadurch ge­ langt eine relativ große Menge des Strahlmittels zu dem Hilfsschleuderrad 1 und von dort weiter nach außen.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel des Hilfsschleuderrades 1 sind die Hilfsschaufeln 1.1 an ihrem zentralen Rand abgestuft, wobei die zentralen Ränder zu der Strahlmittelzuführseite zunehmend voneinander beabstandet sind. Auch durch diese Ausbildung kann die Strahlmittelzufuhr zu dem Hilfsschleuder­ rad gesteigert werden.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Hilfsschaufeln 1.1 bezüglich der Drehrichtung schräg, wobei die Schräge in oder entgegen der Drehrichtung gerichtet sein kann. Auch ist eine Schrägstellung bezüglich der Drehachsrichtung denkbar. Durch diese Ausbildung kann eine Förderung des Strahlmittels in axialer Zuführrichtung unterstützt werden. Auch kann mit diesen Maßnahmen eine Auswurfgeschwindigkeit zu den Hauptschaufeln 2.1 bewirkt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Hilfsschleuderrades 1 ist in Fig. 7 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein zur Drehachse hin gerichteter, von der Drehachse beabstandeter Randabschnitt der Hilfsschaufeln 1.1 mit zu­ nehmendem Abstand zur Zuführseite hin gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung z. B. in etwa ellipsenabschnittförmig verläuft und sich in axialer Richtung und auch in radialer Richtung über mehr als die Hälfte (Länge l1 bzw. r1), aber weniger als ein Achtel der betreffenden axialen Randlänge l bzw. radialen Randlänge r erstreckt. Die betreffenden übrigen Randabschnitte der Längen l2 bzw. r2 verlaufen achsparallel bzw. senkrecht zur Drehachse. Das Mittelrohr 1.3 ist hierbei auf den geraden Randabschnitt verkürzt oder voll­ ständig weg gelassen.

Es hat sich gezeigt, dass diese Ausbildung der Hilfsschaufeln 1.1 eine be­ sonders wirkungsvolle, gleichmäßige Förderung des Strahlmittels von der Zu­ führseite hin zum Hilfsschleuderrad 1 und anschließend von diesem zum Haupt­ schleuderrad ergibt. Im zentralen Bereich der Grundplatte 1.2 bzw. der dort befindlichen Befestigungsschraube bildet sich dabei, offenbar bedingt durch den erhöhten Luftdruck bei geringerer Strahlmitteldichte, eine verstärkte Fließ­ bewegung des Strahlmittels in radialer Richtung aus. Der vergleichsmäßigte Austrieb des Strahlmittels in radialer Richtung ergibt auch einen verringerten Verschleiß.

Claims (7)

1. Oberflächen-Behandlungsvorrichtung mit einem außen angeordneten, zum Auswerfen eines Strahlmittels dienenden und Hauptschaufeln (2.1) aufweisenden Hauptschleuderrad (2), einem konzentrisch zu diesem zen­ tral angeordneten, Hilfsschaufeln (1.1) aufweisenden Hilfsschleuderrad (1) und einer dieses umfangsseitig umgebenden feststehenden Leithülse (3), die mindestens eine Durchtrittsöffnung (3.1) aufweist und axial auf einer Seite an eine Zuführleitung (4) zum Zuführen des Strahlmittels angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hilfsschaufeln (1.1) in seitlicher Ansicht Rechteckform besitzen oder an ihrem zur Drehachse gerichteten Rand abgestuft sind oder zumin­ dest abschnittsweise gekrümmt mit sich zur Zuführseite hin zunehmen­ dem lichtem Abstand von der Drehachse verlaufen und in radialer Rich­ tung flach oder - bezüglich einer Drehrichtung - konvex oder konkav gekrümmt sind und
dass die der Zuführleitung (4) zugekehrten stirnseitigen äußeren Ränder der Hilfsschaufeln (1.1) und der Hauptschaufeln (2) im Wesentlichen in derselben achsnormalen Ebene liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschaufeln (2.1) flach oder - bezüglich einer Drehrichtung - konvex oder konkav gekrümmt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leithülse (3) in unterschiedlichen Drehstellungen festlegbar ist und/oder
dass die Größe der Durchtrittsöffnung veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leithülse (3) auf ihrer von der Zuführleitung (4) abgekehrten Seite einen radial einwärts gerichteten umlaufenden kreisringförmigen Rand aufweist, der eine zentrale Öffnung umgibt, in der eine mit einer Antriebswelle verbundene achsnormale Grundplatte (1.2) angeordnet ist, und
dass die Hilfsschaufeln (1.1) auf der Grundplatte (1.2) angebracht sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leithülse (3) auf ihrer der Zuführleitung (4) zugekehrten Seite die Hilfsschaufeln (1.1) in axialer Richtung überragt und
dass in die lichte Öffnung der Leithülse (3) ein Zwischenstück (4.1) ein­ gesetzt ist, das auf seiner dem Hilfsschleuderrad (1) gegenüberliegenden Seite auf einem zugekehrten Endabschnitt der Zuführleitung (4) aufge­ setzt ist, wobei sich das Zwischenstück (4.1) von der Zuführleitung (4) zu dem Hilfsschleuderrad (1) hin in etwa auf den Durchmesser des Hilfs­ schleuderrades (1) erweitert.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zur Drehachse gerichtetem gekrümmtem Rand der Hilfsschaufeln (1.1) der gekrümmte Abschnitt sich in axialer Richtung über eine Länge (l1) von mehr als der Hälfte und weniger als ein Achtel der Länge (l) der Hilfsschaufel (1.1) und in radialer Richtung sich über mehr als die Hälfte und weniger als ein Achtel der Hilfsschaufel (1.1) erstreckt, wobei der übrige Randabschnitt in axialer Richtung parallel zur Drehachse und in radialer Richtung senkrecht zur Drehachse ausgerichtet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung im Wesentlichen ellipsenabschnittsförmig verläuft.