DE2847081A1

DE2847081A1 - Zufuehrungsrad fuer das schleuderrad einer schleuderstrahlmaschine

Info

Publication number: DE2847081A1
Application number: DE19782847081
Authority: DE
Inventors: James H Carpenter; Donald G Corderman
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax I LLC
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1978-10-28
Publication date: 1979-05-10
Also published as: FR2407051A1; FR2407051B1; IT7851685A0; GB2006652B; IT1106423B; GB2006652A; JPS6214393B2; US4164104A; JPS5477953A

Description

PATENT AN^VALTSBÜRO

SCHUMANNSTR. 97 · D-4000 DÜSSELDORF

Telefon: (02 Π) 683346 T Telex: 08586513 cop d

. - " PATENTANWÄLTE:

Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Inc.. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

THE CARBORUNDUM COMPANY
Niagara Falls,- New York (USA)

Zuführungsrad für das Schleuderrad einer Schleuderstrahlmaschine

Die Erfindung betrifft ein Zuführungsrad für das Schleuderrad einer Schleuderstrahlmaschine mit Wurfschaufeln an einem Laufrad, mit Schaufeln zum Zuführen von Strahlmittel zu den Wurfschaufeln beim Umlauf des Laufrades und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen des Zuführungsrades an dem Laufrad.

Es sind bereits Methoden bekannt, den Strahlbereich von Schleuderstrahlmaschinen zu vergrößern. Bekannte Schleuderräder weisen eine Anzahl Wurfschaufeln auf, die unbeweglich an einem Laufrad befestigt sind, ferner ein Zuführungsrad, das von einem Gehäuse umgeben ist, in dem eine öffnung vorgesehen ist, durch die das Zuführungsrad Strahlmittel dem Fuß einer Wurfschaufel zuführt, die das Strahlmittel dann auf dem Weg von dem Fuß zur Spitze beschleunigt. Es ist bekannt, daß ein schmaler Strahlbereich erhalten wird, wenn die öffnung in dem das Zuführungsrad umgebenden Gehäuse ein rechteckiger Schlitz; eine Änderung der Form der öffnung, insbesondere ein dreickiger Schlitz, verbreitert den Strahlbereich. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein dreieckiger oder ähnlich

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geformter Schlitz das teilchenförmige Strahlmittel während einer längeren Zeitspanne auf den Fuß der Wurfschaufel abgibt, was wiederum zur Folge hat, daß das Stahlmättel eine längere Zeit bis zum Erreichen der Wurfschaufelspitze benötigt. Dadurch wird der Strahlbereich verbreitert.

Gelegentlich ist es jedoch wünschenswert, den mit einem bekannten rechteckigen Schlitz erzeugten schmalen Strahlbereich noch weiter zu verkürzen. Wenn das körnige Strahlmittel in einer kleineren oder kompakteren Portion auf den Fuß der Wurfschaufel gegeben wird, wird es auch über einen kürzeren Umlaufbogen abgeschleudert, so daß der Strahlbereich verkürzt wird. Verschiedene Methoden sind bereits versucht worden, die der Wurfschaufel aufgegebene Strahlmittelportion zu verkleinern. Beispielsweise führt eine Ausrüstung des Laufrades mit mehr als den üblichen acht Wurfschaufeln zu einer geringeren Strahlmittelaufgabe auf jede Wurfschaufel. Auch eine Verkleinerung der Abmessungen des rechteckigen.Schlitzes ist schon empfohlen worden und hat anscheinend in manchen Fällen zu einer Verkürzung des Strahlbereichs geführt, doch verringert eine solche Verkleinerung der Schlitzabmessungen zwangsläufig auch den Strahlmitteldurchsatz.

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er der US-Patentschrift 3 290 827 entnommen werden kann. In dieser Patentschrift wird eine Schleuderstrahlmaschine beschrieben, die in der Weise verbessert werden soll, daß mit ihr wahlweise ein schmaler oder breiter Strahlbereich erzielt werden kann.

Die Maschine ist mit einem Zuführungsrad der eingangs genannten Art ausgerüstet, und erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei diesem Zuführungsrad dadurch gelöst, daß die Befestigungsmittel Mittel umfassen, mit deren Hilfe das Zuführungsrad in einer von mehreren Stellungen an dem Laufrad befestigbar ist.

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fei-teribildungen. der Erfindung sind in den Unteransproiclien angegeben.

!Die jEa^laaänMig tmnfaiBifc auacih. elii Verfahren zum Zuführen von StnralilüMit±.el znu den Warf schaufeln des Schleuderrades eimer Sdhleraderstralilmasciiiiae, das darin besteht, daB eine Portion Sitraihliiiiittel vor die Vorderseite einer Wurfsdhauifel ijelbracJht ήώΔ diese Wurfschaufel derart in Umdretraiaag versetzt wird, daS sie nur einen Teil der Strahlmittelportioa erfaßt und der restliche Teil der Strahlmittelportion von der folgenden Wurfschaufel erfaßt wird.

Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen fragmentarischen Aufriß, teilweise im Schnitt, eines Schleuderrades;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines dragmentarischen Schnittes längs der Linie 2—2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine fragmentarische Darstellung eines Schleuderrades ähnlich derjenigen der Fig. 1, die die Aufteilung einer Strahlmittelportion durch die Wurfschaufeln veranschaulicht;

Fig. 4 eine fragmentarische Darstellung ähnlich derjenigen der Fig. 3, die die Lage der aufgeteilten Portionsteile kurz nach der in Fig. 3 darstellten Aufteilung zeigt;

Fig. 5 eine fragmentarische Darstellung ähnlich derjenigen der Figg. 3 unf 4, die die Vereinigung getrennter Strahlmittelportionen auf einer einzigen Wurfschaufel erkennen läßt;

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Fig. 6, 7 und 8 fragmentarische Ansichten eines bekannten Schleuderrades;

Fig. 9 eine fragmentarische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines bekannten Schleuderrades, bei dem jede Schaufel des Zuführungsrades gegenüber der zugeordneten Wurfschaufel um eine "Standardlänge" von etwa 16 mm voreilt;

Fig. 10 eine fragmentarische Ansicht eines Schleuderrades mit einem Zuführungsrad gemäß der Erfindung, bei dem jede Schaufel des Zuführungsrades der zugeordneten Wurfschaufel mit einem Abstand von etwa 3 mm nacheilt;

Fig. 11 eine Endansicht eines Zuführungsrades zur Verwendung bei einem Schleuderrad, das im Uhrzeigersinn umlaufen soll;

Fig. 12 einen Schnitt durch eine Zuführungsrad längs der Linie 12-12 in Fig. 11;

Fig. 13 eine Endansicht eines Zuführungsrades zur Verwendung bei einem Schleuderrad, das entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen soll; und

Fig. 14 einen Schnitt durch ein Zuführungsrad längs der Linie 14—14 in Fig. 13.

Der in Figur 1 dargestellte Teil eines Schleuderrades 10 besteht aus einem Laufrad 12, das mit einer Anzahl Wurf schaufeln 14—21 ausgerüstet ist. Ein Zuführungsrad 22, dessen bauliche Einzelheiten in den Figuren 11 und 12 dargestellt sind, hat ein Nabenteil 24, das mit dem Laufrad durch eine Mutter 26 und eine Schraube 28 in einer Weise fest verbunden ist, die am besten aus Figur 2 zu erkennen ist. Mit dem Laufrad 12 ist ein inneres Laufrad 30 durch

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eine Anzahl Schrauben 32 verbunden und mit einem Keil oder einer Rippe 34 versehen, die wahlweise in einen von zwei Schlitzen oder Keilnuten 36 oder 38 (siehe Figuren 11 und 12) eingeführt werden kann, um eine Relativdrehung zwischen Zuführungsrad 22, innerem Laufrad 30 und Laufrad 12 zu verhindern. Keil oder Rippe 34 und Schlitze oder Keilnuten 36, 38 bilden eine Stelleinrichtung zum wahlweisen Einstellen des Zuführungsrades 22 am dem Laufrad 12 zwecks Erzielung eines schmalen Strahlbereichs (S) oder eines langen Strahlbereichs (L), je nachdem, ob der Keil 34 mit der Nut 38 oder der Nut 36 zusammenwirkt.

Zu dem Schleuderrad 10 gehört ferner ein herkömmliches Gehäuse 40, das das Zuführungsrrad 22 umgibt und eine öffnung 42 aufweist, durch die Strahlmittel, wie Strahlkorn, Strahlkies, Strahlkugeln od. dgl., von dem Zuführungsrad vor die jeweiligen Wurfschaufeln 14, 15 usw. geschleudert wird. Es ist bekannt, daß beim Umlauf des Schleuderrades die Wurfschaufeln und das Zuführungsrad 22 relativ zu dem Gehäuse 40 des Zuführungsrades umlaufen; wegen weiterer einzelheiten eines Schleuderrades siehe die erwähnte US-Patentschrift 3 290 827.

Die Erfindung wird am besten nach einer Erläuterung des bekannten Standes der Technik verständlich, und zu diesem Zweck sei auf die Figuren 6 bis 9 verwiesen, in den gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Ein wichtiger Faktor bei der Regulierung des Strahlbereichs und der Verringerung des Wurfschaufelverschleißes ist die Stelle am Fuß der Wurfschaufel, auf die die Strahlmittelportion von dem Zuführungsrad abgeworfen wird. Die Figuren 6 bis 8 zeigen, wie eine Portion Strahlmittel 44 sehr nahe am Fuß der Wurfschaufel der Wurfschaufel abgelegt wird. Dies ist aus zwei Gründen von Bedeutung. Wie aus Figur 7 ersichtlich, ist der Aufprall des Strahlmittels 44 auf die Wurfschaufel 15 um so schwächer, je näher die Geschwindigkeit

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V₁ der Wurfschaufel 15 und die Geschwindigkeit V~ der Strahlmittelportion 44 beieinanderliegen. Ein sanfter Aufprall bedeutet geringerer Verschleiß der Wurfschaufel und auch geringere Störung des Strahlmittelpaktes 44. Für die Ablage der Strahlmittelportion 44 auf dem Fuß der Wurfschaufel 15 ist die durch die Pfeile 46 angedeutete Voreilung wichtig. Voreilung ist die Strecke, um die die Stirnfläche 48 der Schaufel des Zuführungsrades 42 gegenüber der jeweiligen Wurfschaufel 15 voreilt. Tests und Zeitrafferphotographie haben gezeigt, daß die Voreilung 46 etwa 16 mm (siehe Fig. 9) betragen soll, damit die Strahlmittelportion 44 auf den Fuß der Wurfschaufel 15 geworfen wird. Aus Figur 6 ist ersichtlich, daß bei einer größeren Voreilung, bei der die Schaufel des Zuführungsrades 22 die durch gestrichelte Linien 50 angedeutete Stellung einnimmt, die Strahlmittelportion 52 auf eine Stelle der Wurfschaufel 15 geworfen wird, die außerhalb des Schaufelfußes liegt und an der die Geschwindigkeit V_ (Fig. 8) der Wurfschaufel 15 weit höher als die Geschwindigkeit des Strahlmittelpaketes ist, was zu einem höheren Verschleiß der Wurfschaufel 15 und zu einer stärkeren Durchwirbelung des Strahlmittelpaktes 52 führt.

Wie schon erwähnt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Maßnahmen eine Verkürzung des Strahlbereichs ohne nachteilige Auswirkungen auf den Verschleiß der Wurfschaufeln zu erzielen. Mit Hilfe von Laborversuchen wurde ein Weg gefunden, den mit einem herkömmlichen rechteckigen Schlitz in dem Gehäuse des Zuführungsrades erzielbaren kürzestens Strahlbereich noch weiter zu verkürzen. Durch Messung der Abhängigkeit des Strahlbereichs von der Voreilung der Schaufeln des Zuführungsrades wurde festgestellt, daß bei einer Nacheilung statt einer Voreilung dieser Schaufeln eine Verkürzung des Strahlbereichs eintritt. Wie in Figur 10 dargestellt, ist es am besten, daß die Vorderfläche 48 der Schaufel des Zuführungsrades

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der Voardearflache 54 der Wurfschaufel 15 um etwa 3 mm nacheilt, Dieses durch eine Nacheilung der Zuführungsradschaufeln gegenüber den Wurfschaufeln erzielbare überraschende nand unerwartete Ergebnis läßt sich am besten an Hand der Figuren 1 bis 5 erklären.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird eine Portion Strahlmittel 56, die in der Regel aus einer größeren Anzahl körniger Teilchen besteht, von dem Zuführungsrad 22 durch die öffnung 42 in dem Zuführungsradgehäuse 40 derart ausgeworfen, daß die Strahlmittelportion 56 von der umlaufenden Wurfschaufel 15 erfaßt wird. Jedoch wird nicht das gesamte Strahlmittelpaket 56 von dem Fuß der Wurfschaufel aufgenommen (wie bei dem Schleuderrad nach den Figuren 6 bis 8), sondern von der Wurfschaufel 15 in zwei ungefähr gleiche Teile 57 und 58 geteilt (Fig. 3), und nur der Teil 57 wird von dem Fuß der Wurfschaufel 15 aufgenommen. Die ungefähr andere Hälfte 58 der Strahlmittelportion wird von der nachfolgenden Wurfschaufel 16 erfaßt. Wie aus den Figuren1, 3 und 4 ersichtlich, ist von der vorhergehenden Wurfschaufel 14 ebenfalls eine Hälfte 59 einer Strahlmittelportion abgeteilt worden, und während der Portionsteil 57 an der Wurfschaufel 15 entlangwandert, wird der Portionsteil 59 oberhalb des Portionsteils 57 von der Wurfschaufel 15 erfaßt, und die beiden ungefähren Portionshälften 57 und 59 werden vereinigt, wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich. Durch die Vereinigung der Portionsteile 57 und 59 zu einer kleinen Portion, das von der Wurfschaufel 15 über einen kleinen Umlaufbogen abgeschleudert wird, wird daher ein kürzerer Strahlbereich erzielt, als er mit Strahlmaschinen bekannter Art, wie sie in den Figuren 6 bis 9 beispielhaft dargestellt sind, erreicht werden kann. Diese Überlegungen wurden durch Laboratoriumsversuche bestätigt, die ergaben, daß 42,56% der Strahlmittelteilchen in die mittleren vier Segmente einer bekannten Testvorrichtung abgeschleudert wurden, während bei der Verwendung eines bekannten Schleuderrades nur 31,15% der Strahlmittel-

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in den mittleren vier Segmenten der Testvorrichtung abgelagert wurden. Aus der vorstehenden Erläuterung geht ferner hervor, daß der Verschleiß durch Erfassung des Strahlmittels weiter außen an der Wurfschaufel weitgehend dadurch verringert wird, daß die Strahlmittelportion 57 den Aufprall der Portion 59 dämpft. Auch in dieser Hinsicht ergaben Laboratoriumsversuche, daß der Verschleiß der Wurfschaufeln geringer als bei bekannten Schleuderstrahlmaschinen ist.

Die Figuren 11 und 12 veranschaulichen konstruktive Einzelheiten eines Zuführungsrades 22 für ein Schleuderrad, das in Uhrzeigerrichtung (CW) umläuft. Schlitz oder Keilnut 36 wirkt mit dem Keil 34 (Fig. 2) zusammen, wenn ein großer Strahlbereich erzielt werden soll, und deshalb ist die Nut 36 mit einem L gekennzeichnet. Wenn ein kurzer Strahlbereich erwünscht ist, wirkt die Nut 38 mit dem Keil oder der Rippe 34 zusammen; deshalb ist die Nut 38 mit dem Buchstaben S gekennzeichnet. Das Zuführungsrad 22 ist mit einer Anzahl Schaufeln 60 versehen, die durch Zwischenräume 62 voneinander getrennt sind. Jede Schaufel 60 des Zuführungsrades hat eine Vorderfläche 48, die eine Strahlmittelportion, wie das Paket 56, nach außen durch die öffnung 42 in dem Zuführungsradgehäuse 40 schleudert (Fig. 1 und andere). Die Figuren 13 und 14 zeigen eine modifizierte Form eines Zuführungsrades 70, das für den Einsatz an Schleuderrädern bestimmt ist, die entgegen dem Uhrzeigersinn (CCW) umlaufen. Das Zuführungsrad 70 hat ein Nabenteil 72, das mit zwei Schlitzen oder Keilnuten 74, 76 versehen ist, die mit den Buchstaben L und S für langen und schmalen Strahlbereich gekennzeichnet sind. Im übrigen ist das Zuführungsrad 70 dem Zuführungsrad 22 ähnlich und mit einer Anzahl Schaufeln 78 ausgerüstet, deren Vorderflächen 80 von den rückwärtigen Flächen der vorhergehenden Schaufeln Abstand haben, so daß Zwischenräume 82 gebildet werden.

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Figur 11 zeigt, daß die Schlitze oder Keilnuten 36 und so zueinander angeordnet sind, daß sie einen Winkel von 68° einschließen. Figur 13 zeigt, daß die Schlitze oder Keilnuten 74 und 76 ebenfalls so angeordnet sind, daß
sie einen Winkel von 68° einschließen.

Die Erfindung ist auf die vorstehend beschriebenen Ausführ ungs formen nicht beschränkt; vielmehr sind im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens die verschiedensten Abänderungen oder Modifikationen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Leerseife

Claims

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iDipl.-lng. W. CO HAUSZ - Dip'L-Jng. R. KNAUF - Β.π.-ϊη&, ΒίρΙ-ννϊΐ*;*.-!!^ A. GERBER - Dcpl.-lng. H. B. COHAUSZ

27.10.78

Ansprüche

( 1. iZuführungsrad für das Schleuderrad einer Schleuderstrahlmaschine mit Wurfschaufeln an einem Laufrad, mit Schaufeln zum Zuführen von Strahlmittel zu den Wurfschaufeln beim Umlauf des Laufrades und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen des Zuführungsrades an dem Laufrad, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsmittel (24, 34, 36, 38; 74, 76) Mittel (34, 36, 38; 74, 76) umfassen, mit deren Hilfe das Zuführungsrad (22, 70) in einer von mehreren Stellungen an dem Laufrad (12) befestigbar ist.
2. Zuführungsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsmittel aus einem Nabenteil (24, 72) mit Keilnuten (36, 38; 74, 76) bestehen, die mit einem Keil (34) an dem Laufrad (12) zusammenwirken.
3. Zuführungsrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigungsmittel (36, 38; 74, 76) derart angeordnet sind, daß die Zuführungsschaufeln (22) des Zuführungsrades (22,

70) in einer Nachlaufstellung gegenüber den Wurfschaufeln (14-21) eingestellt werden können.

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Ü/Be - 2 -

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4. Zuführungsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Zuführungsschaufeln (22), die durch eine Anzahl von Zwischenräumen (62, 82J für die Aufnahme des Strahlmittels voneinander getrennt sind, eine Nabe (24, 72) zur Befestigung des Zuführungsrades (22, 70) an dem Laufrad (12) und Stellmitteln an der Nabe (24, 72) in Form zweier Keilnuten (36, 38; 74, 76), die eine wahlweise Anordnung des Zuführungsrades (22, 70) an dem Laufrad (12) ermöglichen.
5. Zuführungsrad nach Anspruch 4, dadurch ge· kennzeichnet, daß die Keilnuten (36, 38; 74, 76) sich quer über eine Endfläche der Nabe (24) erstrecken.
6. Zuführungsrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilnuten einen Winkel von etwa 68° einschließen.
7. Verfahren zum Zuführen von Strahlmittel zu den Wurf schaufeln des Schleuderrades einer Schleuderstrahlmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Portion Strahlmittel vor die Vorderseite einer Wurfschaufel gebracht und diese Wurfschaufel derart in Umdrehung versetzt wird, daß sie nur einen Teil der Strahlmittelportion erfaßt und der restliche Teil der Strahlmittelportion von der folgenden Wurfschaufel erfaßt wird.

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