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Vorrichtung zum Durchwirbeln und Abmessen eines Stromes von feinverteilten
Schleifmittelpartikeln Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchwirbeln
und Abmessen eines Stromes von feinverteilten Schleifmittelpartikeln in einem Luftstrom,
mit einem das Schleifmittel enthaltenden Gehäuse, das gegenüber einer darunter befindlichen
Vorkammer durch eine poröse Trennwand abgeteilt ist, mit einem durch die poröse
Trennwand hindurchgeführten Schleifmittelzuführrohr, das an seinem oberen Ende in
den Schleifmittelraum und an seinem unteren Ende in eine zur Strahldüse führende
Leitung mündet, welches System durch einen Differenz-Luftdruck betätigt wird, wobei
Luft durch die poröse Trennwand hindurch in das Schleifmittelgehäuse eingeführt
und, mit aufgewirbelten Schleifmittelteilchen angereichert, durch das Zuführrohr
hindurch der Strahldüse zugeführt wird.
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Schleifmittelgebläse, die trockenes, feinverteiltes Schleifmittel
verwenden, sind beispielsweise zur Oberflächenbearbeitung von Blechen, zum Beseitigen
von feinen Schleifrillen und Kratzern auf Werkstücken und zum Entgraten von unregelmäßig
geformten Teilen besonders gut geeignet. Bei solchen Schleifmittelgebläsen, die
mit feinem Schleifmittel bis zu einer Korngröße von 5000 Maschen je Zoll arbeiten,
muß das feine Schleifmittel, wirksam durchwirbelt, einem Förderluftstrom beigemengt
und mit entsprechender Geschwindigkeit einer Strahldüse zugeführt werden.
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Schleifmittelgebläse der eingangs genannten Art sind beispielsweise
aus der USA.-Patentschrift 2 953 875 bekannt. Dabei wird im Gehäuse für das Schleifmittel
und in dem Schleifmittelzuführrohr ein Unterdruck erzeugt, durch den Luft durch
die poröse Trennwand zum Durchwirbeln der Schleifmittelteilchen angesaugt und das
Schleifmittel über das Schleifmittelzuführrohr dem Förderluftstrom zur Strahldüse
zugeführt wird. Bei diesen Gebläsen ist es nachteilig, daß sich die dem Förderluftstrom
beigemengten Schleifmittelpartikeln nur ungenau dosieren lassen und daß die Geschwindigkeit
des Förderluftstromes gering ist, woraus eine schlechte Bearbeitungsleistung resultiert.
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Weiterhin sind Schleifmittelgebläse bekannt, bei denen über eine Druckluftleitung
das Gehäuse für das Schleifmittel unter Druck gesetzt wird, wobei über eine Druckreduziervorrichtung
eine zweite Druckluftleitung an der Schleifmittelzuführung vorbeigeführt ist. Dabei
ist das Durchwirbeln der Schleifmittelteilchen und damit ein störungsfreies Arbeiten
des Schleifmittelgebläses nicht sichergestellt.
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Es besteht die Aufgabe, bei gutem Durchwirbeln der Schleifmittelteilchen
die Leistung des Schleifmittelgebläses zu verbessern und eine gleichförmige Oberflächenbearbeitung
von Werkstücken sicherzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erzeugung
des Differenz-Luftdruckes eine Luftdruckquelle dient, die durch eine erste Leitung
mit der Vorkammer unmittelbar und mit einer zweiten parallellaufenden und in bekannter
Weise an das Schleifmittelzuführrohr angeschlossenen und zur Strahldüse führenden
Leitung über eine Druckreduziervorrichtung verbunden ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch das Beaufschlagen
der Leitungen mit Druckluft sofort ein Luftstrom durch das Schleifmittelzuführrohr
in das Gehäuse hinein erzeugt, durch den das Schleifmittel wirksam aufgewirbelt
wird. Mit kurzer zeitlicher Verzögerung setzt dann ein Luftstrom durch die poröse
Trennwand in das Gehäuse hinein ein, der das weitere Durchwirbeln des Schleifmittels
übernimmt. Wegen des Druckunterschieds zwischen beiden Luftströmen kehrt der Luftstrom
im Schleifmittelzuführungsrohr seine Richtung um, und die kontinuierliche Zuführung
von Schleifmittel zur Strahldüse setzt ein. Dabei wird das Schleifmittel sehr genau,
abhängig vom Differenz-Luftdruck, dosiert der Strahldüse zugeführt, woraus eine
große Gleichförmigkeit der Oberflächenbearbeitung resultiert. Hervorzuheben ist,
daß sich die Geschwindigkeit der Schleifmittelteilchen, die der Strahldüse zugeführt
werden, mit der Druckluft regulieren, insbesondere gegenüber den bekannten Vorrichtungen
stark erhöhen läßt. Damit werden eine Leistungssteigerung und verkürzte Bearbeitungszeiten
erreicht. Schließlieh
ist das Schleifmittelgebläse innerhalb kurzer
Zeitspannen voll funktionsfähig.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert.
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F i g. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, eine schematische Ansicht eines
erfindungsgemäßen Schleifmittelgebläses. Ein Gehäuse 11, das als Stahldruckbehälter
ausgeführt ist, ist mit einem Vorrat von Schleifmittel 12 gefüllt. Die Größe der
Schleifmittelteilchen kann je nach dem Verwendungszweck zwischen 100 und 5000 Maschen
je Zoll, entsprechend etwa 4 bis 200 Maschen je Millimeter, schwanken. Am Boden
des Druckbehälters 11 ist ein Gehäuse 14 angeordnet, das ein Schleifmittelzuführrohr
15 enthält, das mit seiner verengten Mündung 16 im unteren Teil des Druckbehälters
11 endet. Das andere Ende des Schleifmittelzuführrohres 15 mündet in einem Rohr
18, das am unteren Teil des Gehäuses 14 angeschweißt oder in anderer Weise befestigt
ist. Im Gehäuse 14 ist eine Vorkammer 28 vorgesehen, die kreisförmigen Querschnitt
hat. Die Vorkammer 28 ist mittels einer Trennwand 30 aus porösem Material, die ebenfalls
kreisförmigen Querschnitt hat und gleichmäßig dick ist, gegen den Druckbehälter
11 abgegrenzt. Dabei liegt die poröse Trennwand 30 auf einem Vorsprung 29 im Gehäuse
14 auf. Das Schleifmittelzuführrohr 15 verläuft durch die Vorkammer 28 und durch
die poröse Trennwand hindurch. Als Material für die Trennwand 30 kann jedes poröse
Material verwendet werden. Ein besonders gut geeignetes Material sind die bekannten
harzgebundenen Quarzfilter.
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Mit einer Druckluftquelle 24, beispielsweise einem Kompressor, wird
über eine Leitung 25 sowohl die Vorkammer 28 als auch das Rohr 18 und das Schleifmittelzuführrohr
15 mit Druckluft beaufschlagt. Dabei wird die Druckluft der Vorkammer 28 über eine
erste Leitung 26 direkt zugeführt. über eine Druckreduziervorrichtung 27, die beispielsweise
ein Federrückschlagventil sein kann, wird das am Boden des Gehäuses 14 befindliche
Rohr 18 über eine zweite Leitung 23 mit Druckluft beaufschlagt. Beispielsweise wird
vom Kompressor 24 Druckluft von 7 kg/cm2 erzeugt, die über die erste Leitung 26
der Vorkammer 28 direkt zugeführt wird. Im Rohr 18 wird mittels des Federrückschlagventils
27 ein reduzierter Druck von beispielsweise 6,65 kg/em2 erzeugt. Der Luftstrom durch
das Rohr 18 wird mittels einer Leitung 20 zur Strahldüse 21 im Bearbeitungsraum
13 geführt.
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Beim Einschalten des Kompressors 24 wird sofort Druckluft über das
Rohr 18 und das Schleifmittelzuführrohr 15 in das Gehäuse 11 eingeführt. Dieser
einleitende Luftstoß in den Behälter 11 bewirkt eine Turbulenz, die eine weitgehende
Durchwirbelung des Schleifmittels 12 ergibt. Der Druck im Gehäuse 11 steigt rasch
an; gleichzeitig beginnt Luft aus der Vorkammer 28 über die poröse Trennwand 30
in das Gehäuse einzuströmen. Dieser Luftstrom ist wegen der großenAnzahl von gewundenen
Durchtrittswegen in der porösen Trennwand 30 turbulent und bewirkt die weitere,
stetige Durchwirbelung des Schleifmittels 12 im Gehäuse 11. Im Gehäuse 11 wird sich
auf Grund beider Luftströme rasch ein Druckgleichgewicht ausbilden; wegen des Differenz-Luftdruckes
zwischen der Vorkammer 28 und dem Schleifmittelzuführrohr 15 wird sich die Richtung
des Luftstromes im Schleifmittelzuführrohr umkehren. Es wird so dem Förderluftstrom,
der mit höherer Geschwindigkeit durch das Rohr 18 und von dort über die Leitung
20 zur Strahldüse 21 strömt, kontinuierlich eine genau dosierte Schleifmittelmenge
zugeführt. Durch eine Druckerhöhung läßt sich die Geschwindigkeit des Förderstromes
und damit die Geschwindigkeit, mit der die Schleifmittelteilchen auf die Werkstückoberfläche
auftreffen, erhöhen. Hervorzuheben ist, daß das System rasch anspricht und nur ein
geringer Energieverlust bei der anfänglichen Durchwirbelung des Schleifmittels 12
auftritt.
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Auf den Druckbehälter 11 ist ein Sammeltrichter 33 aufgesetzt, dessen
oberes Ende mit einem SchleifmitteIabscheider 34 verbunden ist. Dem Schleifmittelabscheider
34 wird über eine Leitung 36 das Schleifmittel aus dem Bearbeitungsraum 35 nach
dem Auftreffen auf die Werkstückoberfiäche zugeführt. Es ist damit möglich, das
Schleifmittel mehrere Male zu verwenden, so daß der Verbrauch des verhältnismäßig
teueren Schleifmittels sehr wirtschaftlich wird. Im Sammeltrichter 33 ist ein Sieb
37 angeordnet, das aus dem Schleifvorgang stammende Reste größeren Durchmessers
herausfiltert.
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Das im Sammeltrichter 33 angehäufte wiedergewonnene Schleifmittel
wird dem Gehäuse 11 über ein Kegelventil 50 zugeführt, das in einer kreisförmigen
Öffnung 49 einer Platte 48 angeordnet ist, über die der Sammeltrichter 33 mit dem
Gehäuse 11 mechanisch fest verbunden ist. Der Kegel 50 gleitet frei auf einer rohrförmigen
Halterung 52. Durch die Schwerkraft und das Gewicht des darüberliegenden Schleifmittels
oder mittels einer Feder wird das Kegelventil 50 geöffnet. Zum Schließen wird der
Kegel 50 mit Druckluft gegen die Dichtung 51 in der Öffnung 49 gepreßt. Die
Druckluft wird über eine starre Leitung 47 und die Halterung 52 einem Balg 53 zugeführt,
der einerseits mit dem Kegel 50 und andererseits über einen Ring 54 starr
mit der Halterung 52 verbunden ist.
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Um einen Druckausgleich und eine Staubabführung beim Einfüllen des
Schleifmittels aus dem Sammeltrichter 33 in das Gehäuse 11 zu erhalten, ist eine
Leitung 38 vom Gehäuse 11 zum Schleifmittelabscheider 34 vorgesehen. Die Leitung
38 kann mit einem Klemmventil 39 unterbrochen werden, wobei eine Membran 42 gegen
eine Wandung 43 der Leitung 38 gepreßt wird. Das Klemmventil 39 ist über eine Leitung
46 mit Druckluft betätigbar.
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Die Leitung 47 zum Kegelventil 50 und die Leitung 46 zum Klemmventil
39 sind über ein T-Stück 45 und eine Leitung 44 an die Druckluftquelle 24 angeschlossen.
Damit wird erreicht, daß beim Einschalten der Druckluftquelle 24 das Gehäuse 11
abgedichtet wird und sich die für das Durchwirbeln und Herausführen des Schleifmittels
nötigen Druckverhältnisse im Gehäuse 11 aufbauen können. Nach Abschalten der Druckmittelquelle
24 öffnen sich das Kegelventil 50 und das Klemmventil 39 bei Druckabfall von selbst.
Auf diese Weise ist eine automatische Nachfüllung des Gehäuses 11 mit Schleifmittel
gewährleistet.
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Zusammenfassend sei nochmals auf alle von der Druckmittelquelle 24
ausgelösten Vorgänge hingewiesen. Durch die Druckluft wird das Schleifmittel über
die poröse Trennwand 30 hindurch durchwirbelt und über das Schleifmittelzuführrohr
15 dem Förderluftstrom im Rohr 18 zugeführt. Über den Förderluftstrom wird den Schleifmittelpartikeln
die nötige Geschwindigkeit erteilt, und durch das Schließen der Ventile 39 und 50
wird das Gehäuse 11 beim Einschalten der Druckmittelquelle abgedichtet.
F
i g. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Draufsicht auf das Gehäuse 14, wobei Teile
herausgebrochen dargestellt sind.
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F i g. 3 stellt eine Ansicht zum Teil von der Seite und zum Teil im
Schnitt längs der Linie 3-3 nach F i g. 2 dar. An den Enden des Rohres 18 sind Gewinde
19 und 22 vorgesehen, mit denen die Leitungen 23 und 20 verschraubt sind. Ein Eingehen
auf die übrigen Einzelheiten erübrigt sich, da diese oben bereits ausführlich abgehandelt
wurden.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die Abmessungen der verschiedenen
Teile, z. B. die Porengröße der porösen Trennwand 30 entsprechend der Korngröße
des Schleifmittels und der Öffnung der Strahldüse gewählt werden. Über die Druckreduziervorrichtung
27 kann der Differenz-Luftdruck auch im Betriebszustand geändert werden, womit sich
der Schleifmittelstrom verändert. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß auch das Schleifmittelzuführrohr
in der Größe verändert und die Mündung 16 des Schleifmittelzuführrohres 15 in unterschiedlichem
Abstand von der porösen Trennwand 30 angeordnet sein kann. Es ist auf diese Weise
möglich, eine größere Menge schwerer Partikel auf der porösen Trennwand zu sammeln
anstatt sie der Strahldüse zuzuführen. Diese größeren Partikeln können während des
Stillstandes ausgesondert werden.