DE1245793B - Verfahren zum Reinigen und Feinstbearbeiten fester OEberflaechen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Reinigen und Feinstbearbeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein- fester Oberflächen richtung zum Reinigen und Feinstbearbeiten fester Oberflächen. Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Drehströmung, wie sie zur Abscheidung staubförmiger Partikeln aus einem gasförmigen Medium früher bereits vorgeschlagen worden ist.
• Bei der Drehströmung handelt es sich um die Kombination einer äußeren schraubenförmig verlaufeiiden Potentialumlaufströmung und einer inneren Rotationsströmung. Dabei wird in einem rotationssymmetrischen Hohlraum im wandnahen Bereich eine Potentialumlaufströmung derart angeregt und aufrechterhalten, daß sie zusätzlich zur Umlaufbewegung auch noch eine Axialbewegung ausführt. Über der Grundfläche des Hohlraumes, einem sogenannten festen Grund, strömen die Medien nach Ausbildung einer Wirbelsenke auf spiralförmigen Bahnen zur Achse des rotationssymmetrischen Hohlraumes. Von dieser Wirbelsenke aus bildet sich im- Innern der Potentialumlaufströmung eine koaxial und gleichsinnig um- laufende Rotationsströmung aus, jedoch mit entgegengesetzter axialer Fortschreitungsrichtung, An det anderen Stirnseite des rotationssymmetrischen Hohlraumes geht nach'Ausbildung einer Wirbelquelle7 ein Teil der Rotationsströmung wieder in die Potentialumlaufströmung über.
• Bei der früher vorgeschlagenen Abscheidung für staubförmige, Partikeln wird das staubbeladene. Medium in Richtung der Rotationsströmung zugeführt. Die auszuscheidenden Partikeln werden dabei durch die zwischen Potential- und Rotationsströmung auftretenden Relativ- bzw. Corioliskräfte radial aus der Rotationsströmung heraus in eine sogenannte Mischzone zwischen Potential- und Rotationsströmung geschleudert und bilden dort sichtbare Anreicherungen in Form von rotierenden Staubringen. Diese Staubringe treten auch auf, wenn die staubförmigen Partikeln z. B. durch die Anregungszuführungen für die Potentialumlaufströmung zugeführt werden.
• Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß diese rotierenden Anreicherungen zur Oberflächenbehandlung fester Oberflächen ausgenutzt werden können. Erfindungsgemäß wird dabei nach Erzeugen der Drehströmung. einerseits der feste Grund durch die zu bearbeitende feste Oberfläche gebildet, und andererseits enthält das strömende, Medium zur Oberflächenbehandlung geeignete feinkörnige, insbesondere staubförmige Partikeln.
• Nach Zuführen von zum Boden des Hohlraumes hin -schräg tangential gerichteten strömenden Medien wird durch die Drehströmung aus -den feinkörnigen, insbesondere staubförmigen Partikeln im Übergangsgebiet von der Potential- zur Rotationsströmung mindestens eine rotierende, vorzugsweise ringförrnige Anreicherung von Partikeln gebildet.
• An Hand der Zeichnung soll das Prinzip der Erfindung näher erläutert werden.
• F i g, 1 dient der Erklärung der bekannten Drehströmung, während F i g. 2 die Ausbildung der Anreicherungsgebiete zeigt.
• F i g. 1 zeigt zunächst eine auf etwa wendelförmigen Bahnen umlaufende Potentiahimlaufströmung 1, die in bekannter Weise mit I-Elfe einer Einströmung 2 angeregt und mit Hilfe eines festen Grundes 3 nach Ausbildung einer Wirbelsenke in eine zur Potentialumlaufströmung koaxial und gleichsinnig umlaufende Rotationsströmung 4 übergeführt wird. Die Rotationsströmung 4 läuft über eine Wirbelquelle in die Potentialumlaufströmung 1 zurück. Dabei wird unter einer Potentiahimlaufströmung eine Strömung verstanden, in der die Teilchen keiner inneren Reibung ausaesetzt sind und sich infolgedessen nicht um ihre eigene Achse drehen. In der Rotationsströmung drehen sich die Teilchen uni ihre eigene Achse. Die Potentialumlaufströmung stellt eine Zone hohen, die Rotationsströmung eine Zone niedrigen Druckes dar. Eine derartig zusammengesetzte Strömung wird als »Drehströmung« bezeichnet.
• F i g. 2, in der für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet sind, veranschaulicht die Ausbildung der Mischzone, in der die Anreicherung von staubförmigen Partikeln erfolgt. Zwischen der Potentialunilaufströmung 1: und der Rotationsströmung 4 befindet sich die aus einer Wirbelquelle entstehende, durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Mischzone 5. In diesem Bereich treten infolge von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Potential- und Rotationsströmung Relativkräfte bzw.. Coriolisbeschleunigungen auf, die die spezifisch schwereren Medien, soweit sie sich in der Potentialumlaufströmung 1 befinden, radial nach innen, soweit sie sich in der Rotationsströmung 4 befinden, radial nach außen der Mischzone 5 zuführen. Die'in der Mischzone 5 zusammengeführten Teilchen, z. B. ,Staub, bilden sichtbare Staubringe. Die Strömung in der Mischzone verläuft etwa folgendermaßen: Von der Rotationsströmung 4 spaltet sich bei 6 ein Strömungsast 7 ab (Wirbelquelle), der auf einer wendelförmigen Bahn mit sich vergrößerndem Durchmesser zunächst in Richtung der Rotationsströmung 4 verläuft. Dieser Strömungsast 7 läuft entsprechend der Bahn 8 in Richtung der Potentialumlaufströin-una 1 etwa bei 6 -wieder in die Rotationsströmung 4 hinein. Die Mischzone 5 besitzt etwa die Gestalt eines Hohlkegels, aus dem sich gegebenenfalls Staubwen-del 9 abspalten, in denen das spezifisch schwerere Medium aus der Drehströmung heraus nach außen transportiert und abgeführt werden kann.
• Wenn die Potentialumlaufströmung durch zum Mantel des Hohlraumes schräg tangential angeordnete Zuführungen angeregt wird, so läßt sich die Lage und Größe der rotierenden Anreicherungen in der Mischzone, die sich als Staubringe darstellen, beliebig variieren. Bei gleichmäßigem Anregen der Potentialumlaufströmung durch Zuführungen, die in einer Ebene senkrecht zur Achse des rotationssymmetrischen liohlraumes angeordnet sind, besitzt die Anreicherung in der Mischzone die Gestalt eines als kreisender Staubring erkennbaren Zylindermantels. Erfolgt die Zuführung der gasförmigen Medien durch die Einströmungen in verschiedener Stärke, so läßt sich dieser Staubring beliebig verformen, also etwa schräg stellen oder einseitig zusammendrücken. Es ist damit eine lokale Bearbeitung der festen Oberfläche möglich. Werden die Zuführungen unsymmetrisch angeordnet oder einige Zuführungen ganz geschlossen, so kann man erreichen, daß der Staubring an einer Stelle schließlich aufreißt und alle Teilchen aus der Anreicherungszone mit der Strömung abgeführt werden können. Dadurch kann erreicht werden, daß sowohl die feinkörnigen P#grtikeln, die zur Be'arbeitung der festen Oberflit che-.,'herangezogen werden, als auch die abgeriebenen Teilchen von der Oberfläche ständig abgeführt werden können.
• Die Anregung der Potentieumlaufströmung kann übrigens außer durch schräg angeordnete Zuführungen auch durch Rührvorrichtungen, wie z. B. Propeller oder Schaufeln, sowie rotierende Wandungsteile erzeugt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Reinigen und Feinstbearbeiten fester Oberflächen, - -d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in einem rotationssymmetrischen Hohlraum eine Drehströmung erzeugt wird, indem eine Potentialumlaufströmung im wandnahen Bereich des Hohlraumes angeregt und nach Umlenken der in axialer Richtung fortschreitenden Potentialumlaufströmung über einem fästen Grund in eine Rotationsströmung übergeführt wird, die innerhalb der Potentialumlaufströmung koax ' ial und gleichsinnig umläuft, jedoch in entgegengesetzter Richtung axial fortschreitet, und daß einerseits der feste Grund durch die zu bearbeitende feste Oberfläche gebildet ist und daß andererseits das strömende Medium zur Oberflächenbehandlung geeignete feinkörnige, insbesondere staubförmige Partikeln enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - unter Anregung der Drehströmung mittels schräg-tangentialer Einströmung zum festen Grund hin - im Übergangsbereich von der Potential- zur Rotationsströmung mindestens eine rotierende, im wesentlichen ringförmige Anreicherung von Partikeln gebildet wird. 3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Schwebezustand der Partikelanreicherung aufrechterhalten wird. 4. Verfahren nach Ansprach 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherungen strähnenartig aufgerissen und insbesondere ähnlich einer Staubwendel abgebaut werden.