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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Entlacken von schüttfähigen Kleinteilen
mittels Hochdruckwasserstrahlen.
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Für
das Entfernen von unerwünschten
Lackschichten auf Teilen, im weiteren als Entlacken bezeichnet,
gibt es herkömmlicherweise
zwei Verfahren. Bei großen
und schweren Teilen erfolgt das Entlacken durch Hochdruckwasserstrahlen.
Die
DE 4123496C2 beschreibt
ein Verfahren zum Entfernen einer Lackschicht, beispielsweise auf
der Aluminiumaußenhaut
eines Flugzeuges, durch einen rotierenden Hochdruckwasserstrahl.
Das Flugzeug hat dabei ausreichend Eigengewicht, um dem Aufpralldruck des
Wassers standzuhalten und nicht unter diesem Druck zurückzuweichen.
Teile die nicht über
ein ausreichendes Eigengewicht verfügen, können nur in eine Haltevorrichtung
eingespannt mit einem Hochdruckwasserstrahl beaufschlagt werden,
was die Anwendung dieses Verfahrens aufwändig macht.
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Ein weiteres Verfahren ist das Entlacken
beispielsweise von leichten Kunststoffteilen durch Besprühen der
Oberflächen
der Teile mit einem chemischen Lösungsmittel,
wobei die Oberflächen
gleichzeitig einem mechanisch-abrasiven Einfluss ausgesetzt werden.
Ein solches Verfahren ist in der
DE 4344582 A1 beschrieben. Der mechanisch-abrasive Einfluss
wird durch eine Schüttung
der zu entlackenden Teile mit Umwälzung der Teile gewährleistet,
wobei die Oberflächen
der Teile durch das Umwälzen aneinander
reiben, was zu einem zusätzlichen
Abrieb der Lackschicht führt.
Wie bei allen auf der Wirkung eines chemischen Lösungsmittels beruhenden Verfahren,
sind die Vorschriften und Grenzwerte in bezug auf die Umweltverträglichkeit
bei Einsatz und Entsorgung der verwendeten Chemikalien zu beachten.
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Die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe ist es, eine Vorrichtung auszubilden, mit der schüttfähige, kleinere
Teile bei minimaler Umweltbelastung entlackt werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,
die Vorrichtung mit zumindest einem Hochdruck-Düsenkopf zur Beaufschlagung
der Teile mit zumindest einem Hochdruckwasserstrahl und mit einem
Aufnahme- und Umwälzbehälter für die Teile auszubilden,
wobei der Aufnahme- und Umwälzbehälter rotierbar
angeordnet ist.
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Die Wand des rotierenden Behälters bildet einerseits
einen Halt für
die schüttfähigen Teile
gegen den Wasserdruck und andererseits ist der Behälter eine
Umwälzeinheit
zur gleichmäßigen Beaufschlagung
aller Teile, kombiniert mit einem mechanisch-abrasiven Entlackungseffekt
durch die gegeneinander bewegten Teile. Das Entlacken in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann in kurzer Zeit erfolgen, da die mechanische Wirkung des Hockdruck-Wasserstrahls
unmittelbar eintritt und keine Reaktionszeiten, wie bei chemischen
Verfahren, beachtet werden müssen.
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In vorteilhafter Weiterbildung ist
der rotierende Behälter
eine Mischtrommel mit einem die gewünschte Umwälzung fördernden Störprofil, das darüber hinaus
auch eine abrasive Wirkung auf die Teile hat.
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Weiter mit Vorteil ist die Drehachse
der Mischtrommel gegen die Lotrechte geneigt. Damit wird der Auflagebereich
der Schüttung
auf einer gegen die Lotrechte geneigten Kreisbahn bewegt, wobei
die Teile aufgrund ihrer Massenträgheit zumindest auf einem Teil
dieser Kreisbahn mitgeführt
werden und sich dann beim Zurückfallen
unter dem Einfluss der Schwerkraft zu dem tiefsten Punkt der Mischtrommel
durchmischen und miteinander in Kontakt treten.
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In günstiger Weiterbildung weist
die Mischtrommel insbesondere im Bodenbereich Durchgangsbohrungen
auf, durch die das eingespritzte Wasser austreten kann.
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Weiter ist es günstig, wenn die Mischtrommel eine
durch einen abnehmbaren Deckel mit einer Durchgriffsöffnung als
Auswurf- und Spritzschutz verschließbare offene Seite aufweist.
Die gesamte, verschließbare Öffnung dient
dem Be- und Entladen
der Mischtrommel und als Schutz der Umgebung gegen Spritzwasser,
wobei die Durchgriffsöffnung
die Einführung
des Düsenkopfes
in das Innere der Mischtrommel im Betrieb ermöglicht.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn mit
dem Hochdruck-Düsenkopf
ein Wasserdruck von 800–3500 hPa
erzeugbar ist.
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In weiter bevorzugter Ausbildung
ist der Düsenkopf
ein Mehrfachdüsenkopf
mit motorischem Rotationsantrieb, da dies zu einer günstigen
Ausbildung des Wasserstrahls und damit zu einem nur geringem Druckabfall
führt.
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In einer weiterführenden Ausgestaltung ist die
Mischtrommel als Rohrtrommel mit beidseitigen Öffnungen ausgebildet, die eine
Fördereinrichtung für die Kleinteile
entlang der Längsachse
der Rohrtrommel aufweist. Eine solche Ausführungsform ermöglicht des
weiteren ein kontinuierliches Entlacken von schüttfähigen Kleinteilen.
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Mit Vorteil sind die zu entlackenden
Kleinteile formstabil und deren spezifische Gewicht ist größer als
das spezifische Gewicht von Wasser, um ein Aufschwimmen der Teile
in der Flüssigkeit
allein aufgrund der Dichte zu verhindern. Besonders geeignet zur
Entlackung in der Vorrichtung sind metallische Teile.
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung können
der nachfolgenden Beschreibung zu dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel
sowie den einzelnen Patentansprüchen
entnommen werden.
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In der Zeichnung zeigt die einzige
Figur eine Entlackungsvorrichtung 1 im Längsschnitt.
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In dieser Entlackungsvorrichtung 1 werden bei
metallischen Kleinteilen 2 mittels eines Hochdruck-Wasserstrahls 3 an
deren Oberflächen
aufgebrachte Lackschichten entfernt. Der Hochdruck-Wasserstrahl
wird mit einem Druck zwischen 800 und 3500 hPa über eine Düse 4 mit einem Düsenkopf 5 direkt
auf die Kleinteile 2 aufgegeben. Die Düse 9 wird mit einem
nicht gezeigten Motor in Rotation um ihre Längsachse versetzt. Die Rotationsfrequenz
der Düse 4 beträgt je nach
Anwendungsfall zwischen 500 und 2500 Umdrehungen pro Minute. Die
Rotation der Düse 9 und
des Düsenkopfes 5 erzeugt
dabei einen kegelförmigen
Wasserstrahl 3, der stabile Strömungseigenschaften aufweist.
Damit tritt auf der Strecke zwischen dem Düsenausgang und dem Aufprallpunkt
auf der lackbeschichteten Oberfläche
der Kleinteile 2 nur ein geringer Druckverlust auf und
der Druck des Wasserstrahls steht fast in vollem Umfang zum Entlacken
der Teile zur Verfügung.
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Die zu entlackenden Kleinteile 2 werden
in ungeordneter, loser Schüttung
in einen Aufnahmebehälter
gegeben. Dieser als eine Mischtrommel 6 ausgebildete Aufnahmebehälter ist
im Längsschnitt
ein offener Polygonzug mit sieben Seiten. Die Mischtrommel 6 ist
um eine Rotationsachse 7 rotierbar und dabei rotationssymmetrisch
zu dieser Achse ausgebildet. An der offenen Seite des Polygonzugs
und damit auch der Mischtrommel 6 ist ein abnehmbarer Deckel 8 als
Auswurf- und Spritzschutz angeordnet, wobei die Rotationsachse 7 den
Deckel 8 in seiner auf die Öffnung aufgesetzten Position
schneidet. Der Deckel 8 ist ein Sicherheitsmerkmal um einen
Austritt der Teile 2 bei Rotation der Mischtrommel ebenso
zu verhindern, wie den unkontrollierten Austritt von an den Kleinteilen
oder der Innenwand der Mischtrommel 6 abprallenden Wassertropfen,
die aufgrund des sehr hohen Wasserdrucks beim Düsenaustritt und beim Aufprall
auf das Schüttgut
ein nicht unerhebliches Gefahrenpotential in der Umgebung der Mischtrommel
darstellen können.
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In dem abnehmbaren Deckel 8 ist
eine Durchgriffsöffnung 9 vorgesehen,
durch die der Düsenkopf 5 von
außen
in das Innere der Mischtrommel 6 geführt ist. Die Durchgriffsöffnung 9 ist
so dimensioniert, dass die Drehbewegung des Deckels 8 um
die Rotationsachse 7 nicht durch den im Vergleich zu der Mischtrommel
ortsfesten Düsenkopf 5 beeinträchtigt wird.
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Die Rotationsachse 7 ist
gegen die Lotrechte geneigt. Dadurch sammeln sich die Kleinteile 2 am tiefsten
Punkt der Mischtrommel 6 und werden bei Drehung der Mischtrommel
allein schon unter ihrer eigenen Schwerkraftwirkung umgewälzt, indem
die Kleinteile aufgrund ihrer Massenträgheit erst einmal einem Teil
der Drehbewegung der Mischtrommel 6 folgen und dann unter
ihrem Eigengewicht in den tiefsten Punkt der Bahn zurückfallen.
Mit der Umwälzung
der Kleinteile 2 ist nicht nur beabsichtigt, dass alle
Seiten der Kleinteile von dem ortsfesten Hochdruck-Wasserstrahl 3 beaufschlagt
werden, sondern beim Umwälzen
der losen Schüttung
führt die
Reibung zwischen den Kleinteilen auch zu einem zusätzlichen
mechanischen Abrieb der Lackschicht.
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Der Düsenkopf 5 ist so positioniert,
dass mit dem Wasserstrahl 3 ein Kreis überstrichen wird, dessen Mittelpunkt
in Drehrichtung (Pfeil) um die Rotationsachse 7 geringfügig versetzt
zum tiefsten Punkt der Mischtrommel 6 ist. Der Fläche des
Kreises ist an den Ort der höchsten
Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Kleinteile 2 angepasst.
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Die Umwälzung der Kleinteile 2 wird
auch noch durch ein an der Mischtrommel 6 fest angeordnetes
Störprofil 10 gefördert, wobei
sich das Störprofil 10 ausgehend
von der Wand in das Innere der Mischtrommel 6 erstreckt
und bei der Rotationsbewegung der Mischtrommel 6 den tiefsten
Punkt, an dem sich die lose Schüttung
der Kleinteile sammelt, durchläuft.
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Eine zufriedenstellende Umwälzung ist
nur dann möglich,
wenn die Kleinteile schüttfähig sind und
innerhalb der Mischtrommel eine frei bewegliche Schüttung bilden.
Dazu dürfen
die Kleinteile in bezug auf die Innenmaße der Mischtrommel eine bestimmte Größe nicht überschreiten,
da ansonsten Verkantungen oder sonstige Blockaden auftreten könnten, die die
freie Beweglichkeit der Kleinteile 2 in der Schüttung beeinträchtigen.
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Die Mischtrommel weist vor allem
an den dem Düsenkopf 5 gegenüberliegenden
Seiten Bohrungen 11 auf, durch die das unter Hochdruck
eingespritzte Wasser aus der Mischtrommel 6 abgeführt werden
kann. Sich in der Mischtrommel ansammelndes Wasser würde auf
den Wasserstrahl 3 druckmindernd wirken und die Entlackung
verschlechtern. Auch ist es wichtig, dass die Kleinteile 2 nicht
aufschwimmen, da sie dann auch vor dem Druck des Wasserstrahls 3 zurückweichen
würden.
Um dies zu gewährleisten,
müssen
die Kleinteile 2 eine im Vergleich zu Wasser hohe Dichte
aufweisen. Dies ist vor allem bei metallischen Teilen gegeben, aber
ebenso bei entsprechend hergestellten Thermoplasten, Duroplasten
und mit Einschränkungen
auch bei faserverstärkten
Kunststoffen. Durch den Aufpralldruck des kegelförmigen Wasserstrahls auf die
Schüttung der
Kleinteile 2 werden diese gegen die Innenwandung der Mischtrommel 6 gepresst.
Eine zusätzliche Fixierung
der Kleinteile 2 ist entbehrlich.