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Vegetabile Strahlmittel

Vegetabile Strahlmittel


Es handelt sich hier um Media, die aus pflanzlichen Abfallstoffen hergestellt werden. Auf den ersten Blick ist es überraschend, dass diese an und für sich verhältnismässig weichen Materialien, wie zum Beispiel Reisschalen, gebrochene Aprikosenkerne usw. als Strahlmittel Verwendung finden. Jährlich werden jedoch sehr an­sehnliche Mengen solcher Qualitäten für verschiedene Spezial­zwecke verbraucht, wobei es sich zumeist um gebrochene Nuss­schalen handelt. Die Herstellung erfolgt durch Brechen des Scha­lenmaterials auf die gewünschte Korngrösse, sodann werden die feinen, staubartigen Teilchen ausgeschieden. Diese letzteren fin­den Verwendung als Füllmaterial bei der Herstellung von Kunst­stoffpresslingen.


Als Strahlmittel finden unter anderem folgende Sorten Verwen­dung:
  • gebrochene Kokosnussschalen
  • gebrochene Aprikosen- und Pfirsichkerne
  • gebrochene Schalen von Walnüssen
  • gemahlene Maiskolben
  • Sägemehlabfälle von Hartholz
  • gebrochene Mandelschalen
  • aus dem Mahlprozess anfallende Reis- und Haferhülsenschalen
  • gebrochene Olivenkerne.

Die vorstehende Aufzählung ist sicherlich nicht vollständig, da an­dere vegetabile Stoffe ebenfalls Verwendung finden können. In der Praxis wird die sich für einen bestimmten Zweck am besten eig­nende Materialsorte jeweilen mit Hilfe von Vorversuchen ausge­wählt, denn auch zwischen scheinbar gleichartigen Qualitäten be­stehen wesentliche Unterschiede. Beispielsweise werden in der Literatur folgende von S. J. Hand mit dem Skleroskop gemessenen Härtewerte genannt:

  • Gebrochene Pflaumenkerne:      
  • Pfirsichkerne gebrochen:             
  • Walnussschalen gebrochen:          
  • Aprikosenkerne gebrochen:        
  • Kokosnussschalen gebrochen:
15 bis 25 Skleroskopgrade
20 bis 32 Skleroskopgrade
35 Skleroskopgrade
40 bis 50 Skleroskopgrade
50 bis 60 Skleroskopgrade

Eine Eigentümlichkeit aller vegetabilen Strahlmittelarten ist das ungewöhnlich geringe spezifische Gewicht. Dieses ist wesentlich niedriger als dasjenige der anderen, üblicherweise verwendeten Strahlmittelarten. Ebenso wie bei der Härte bestehen auch beim spezifischen Gewicht Unterschiede zwischen den verschiedenen Sorten aus pflanzlichen Stoffen hergestellten Strahlmittel, wenn auch diese Unterschiede hier viel weniger gross sind.

Die Eignung der aus pflanzlichen Stoffen hergestellten Media zur Verwendung für Strahlzwecke beruht auf dem Vorhandensein eines aus Holzstoff (Lignin) bestehenden Skelettgerüstes, dessen Zwischenräume weichere Bauelemente aus Protein, Kohlenhydra­ten usw. enthalten. Beim Aufprall der Körner auf die Werkstück­oberfläche ergibt sich dadurch ein Effekt, den man wohl am besten als ein «Scheuern» umschreiben könnte, trotzdem es sich ja im Grunde um eine schlagartige Wirkung handelt. Vegetabile Strahlmittel werden deshalb dort eingesetzt, wo es sich darum handelt, einen Putz- oder Reinigungseffekt zu erzielen oder bestehende alte Lack- oder Farbschichten von heiklen Werkstücken zu entfernen, ohne die vorhandene Rauhigkeit der Metalloberfläche zu erhöhen. Bei den bereits erwähnten Reis- und Haferhülsen handelt es sich um ein beim Mahlprozess durch Schälen der Getreide- bzw. Reis­körner anfallendes Nebenprodukt, das auch zur Tierfütterung verwendet wird (Kleie). Im Gegensatz zu den übrigen aus pflanzli­chen Stoffen hergestellten Strahlmitteln enthalten Reishülsen einen verhältnismässig bedeutenden Prozentsatz an freier Kiesel­säure (Siliziumdioxyd = Si02). Trotzdem besteht auch beim Strah­len mit Reishülsen keine Silikosegefährdung des Arbeiters, denn Si02 liegt in diesem Material nicht in kristallinischer, sondern nur in amorpher Form vor.

Was die Aussiebung anbelangt, so wird beispielsweise Strahlmittel aus gebrochenen Kokosnussschalen nur in einer einzigen Körnung angeboten, gebrochene Mandelschalen in zwei Körnungen, wäh­renddem gebrochene Aprikosen-, Pfirsich- oder Pflaumenkerne zumeist in drei verschiedenen Körnungen erhältlich sind.

Als Ausgangsmaterial für den einfachen Herstellungsprozess die­nen aus der industriellen Verarbeitung pflanzlicher Erzeugnisse (Konservenindustrie, Müllerei, Kokosölpressereien usw.) kom­mende Abfallprodukte. Vegetabile Strahlmittelsorten sind aus die­sen Gründen preislich günstig.

Unter dem Einfluss von Feuchtigkeit oder gar Nässe neigen aus pflanzlichen Stoffen hergestellte Strahlmedia zum Aufquellen, wo­durch das freie Ablaufen in den Strahlmittelleitungen behindert oder sogar unmöglich wird. Auch das einwandfreie Arbeiten der Strahlgebläse und deren Regulierorgane wird deshalb durch Feuchtigkeit in Frage gestellt. Es ist deshalb erforderlich, trockene Druckluft zu verwenden.



Bild 1: Verhalten von aus pflanzlichen Stoffen hergestellten Strahlmittelsorten in einer Strahlmittelprüfmaschine Typ KP-1. Fabrikat der Firma Georg Fischer AG, Schaffhausen. Die Messungen wurden bei einer Abwurfgeschwindigkeit des Strahlmittels von 65 m/Sekunde vorgenommen.
N = Anzahl Durchgänge des Strahlmittels durch die Prüfmaschine
SR = Rückstände in Gewichtsprozent auf Sieb mit Nennkorngrösse, insgesamt
A = Gebrochene Aprikosenkerne. Es wurden drei verschiedene Qualitäten untersucht. Siehe Kurfen 1, 2 und 3. Es fällt auf, dass grosse Unterschiede zwischen den verschiedenen Provenienzen festgestellt worden sind
N = Gebrochene Wallnuss-Schalen


Die vegetabilen Strahlmedia gehören zu den wenigen nichtmetal­lischen Strahlmitteln, die sowohl in nach dem Druckluftsystem arbeitenden Strahlanlagen als auch in mit Schleuderrädern bestück­ten Maschinen eingesetzt werden können. Da es sich aber um feuchtigkeitsempfindliche Stoffe handelt, ist deren Verwendung in nach dem Nasssystem arbeitenden, mit Druckluft betriebenen An­lagen nicht möglich. Die Standzeit der aus pflanzlichen Stoffen hergestellten Strahlmittel ist im Verhältnis besser als die anderer nichtmetallischer Strahlmittel und beträgt ein Vielfaches derjeni­gen von Elektrokorund oder Siliziumkarbid. Es ist in diesem Zusammenhang auf Abb. 1 hingewiesen, in der die Ergebnisse einer Untersuchung verschiedener Sorten von gebrochenen Aprikosen­kernen sowie von Walnussschrot in einer Strahlmittelprüfmaschi­ne Type KP-1 der Firma + GF + in graphischer Darstellung ein­ander gegenübergestellt wurden. Es fällt auf, welch grosse Unter­schiede in der Qualität und der Standzeit bei verschiedenen Liefe­rungen einer und derselben Sorte festgestellt worden sind.

Die Einsatzmöglichkeiten dieser aus pflanzlichen Stoffen herge­stellten Strahlmittel werden am besten anhand einiger Beispiele er­läutert.

Beim Kolbenmotor verbrennt im Explosionsraum jeweilen nicht nur das Treibstoff-Gemisch sondern auch ein Teil des den Zy­linderwänden entlang nach oben hochgeführten Schmieröls. Es bilden sich Verbrennungsrückstände, die sich auf der Oberseite des Kolbens und auf der Innenfläche des Zylinderdeckels niederschlagen. Mit zunehmender Betriebsdauer bilden sich auf diesen Flächen durch Verkokung fest anhaftende, harte Krusten und Schichten. Abb. 2 zeigt einen solchen aus einem Flugmo­tor ausgebauten Kolben. Diese Kokskohleschichten verursa­chen unerwünschte Turbulenzen und beeinträchtigen die volle Leistung des Motors. Bei der Revision von Flugzeugmotoren, grossen Schiffsdieselmotoren usw. ist es deshalb erforderlich, die fest haftenden und harten Kokskohleschichten zu entfernen. Speziell bei den Flugmotoren darf bei dieser Reinigung weder die Oberseite des Kolbens noch die Innenfläche des Zylinder­deckels irgendwie verkratzt oder aufgerauht werden. Diese hei­kle Aufgabe wird in der Praxis seit vielen Jahren mit bestem Er­folg durch Strahlen in nach dem Druckluftsystem arbeitenden Strahlkabinen gelöst. Als Strahlmittel werden zumeist entweder gebrochene Aprikosenkerne oder aber gebrochene Walnuss­schalen verwendet. Dieses Verfahren hat sich nicht nur als we­sentlich besser und rascher, sondern auch als viel wirtschaftli­cher erwiesen, als das vorher angewandte Entfernen der Kru­sten von Hand mittels Schabern. Da die harten, fest haftenden Schichten jedoch fettig sind, hat es sich als notwendig erwiesen, die Teile, d. h. den Kolben und den Zylinderdeckel, vor dem, Strahlen durch Vorbehandeln in einem chemischen Bad zu ent­fetten und sodann zu trocknen. Durch das nachfolgende Strah­len mit vegetabilen Media werden die unter den Krusten liegen­den Metalloberflächen in keiner Weise angegriffen, sondern es ergibt sich ein zusätzlicher Glätteffekt für die aus Aluminiumle­gierungen bestehenden Teile.


Bild 2: Kolben eines Flugzeugmotors beim Ausbau gelegentlich einer Motorrevision. Kolbenmaterial: Aluminiumlegierung. Im Bild sind die durch Verkokung der Verbrennungsrückstände entstandenen Krusten deutlich zu sehen.

Kampfflugzeuge müssen in regelmässigen Zeitabständen über­holt werden, wobei von Zeit zu Zeit auch der Aussenanstrich er­neuert werden muss. Vor dem Auftragen des neuen Schutz- oder Tarnanstrichs müssen jedoch zunächst die alten Farbschichten entfernt werden. Dies muss sehr vorsichtig durchgeführt wer­den, denn die Strömungsverhältnisse an den aerodynamisch wichtigen Teilen, wie Flügel, Steuerflächen usw., dürfen in keiner Weise beeinträchtigt werden. Es muss somit auch jede Aufrau­hung der glatten Aluminiumflächen mit Sicherheit vermieden werden. Aus verschiedenen Gründen ist die Anwendung chemi­scher Verfahren zur Ablösung der alten Farbschichten uner­wünscht und zu vermeiden. Seit vielen Jahren wird hierfür des­halb mit bestem Erfolg das Abstrahlen mittelst gebrochenen Aprikosenkernen oder ähnlichen Media angewendet. In Anbe­tracht der Abmessungen der Flugzeugflügel werden die Arbei­ten in entsprechend gross dimensionierten Freistrahlräumen ausgeführt. Es werden verhältnismässig niedrige Blasdrücke an­gewendet, um mit Sicherheit jegliche Verformung der zum Teil nur dünnen Flügelbespannungen zu vermeiden. Durch die sanf­te, nur leicht scheuernde Wirkung des pflanzlichen Strahlmittels wird die alte Farbschicht entfernt, ohne die Oberfläche des aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Werkstücks anzugreifen oder aufzurauhen. Im Gegenteil wird diese durch die Behand­lung eher leicht nachpoliert.

Aus pflanzlichen Stoffen hergestellte Strahlmittel werden in grossem Ausmass für das Entgraten von aus Duroplast-Kunst­stoffen gepressten Bestandteilen eingesetzt, vor allem in Eng­land und in Deutschland. Da es sich hier um die Bearbeitung von in grossen Mengen fabrizierten Werkstücken handelt, werden für diesen Zweck vor allem Maschinen, die mit Schleuderrädern ausgerüstet sind, benötigt. Früher musste das Entgraten von Hand mittelst Schabern, Feilen und ähnlichen Werkzeugen vor­genommen werden, mit entsprechend hohem Zeitaufwand und grossen Stückkosten. Heute wird diese Operation maschinell durch Abstrahlen in einem Bruchteil der früheren Stückzeit aus­geführt.)


Bild 2: Herstellung von Pressformstücken aus Duroplast-Kunststoffen nach dem direkten Pressverfahren.
1 = linke Bildhälfte = Beginn des Pressvorgangs
2 = rechte Bildhälfte = Endstellung am Schluss des Pressvorgangs
3 = Press-Stempel
4 = Unterteil der Pressform
5 = eingefüllte Duroplast-Pressmasse
6 = fertig gepresstes Formstück

Bei der Formgebung dieser Massenartikel unterscheidet man zwei Arbeitsverfahren: Beim Pressen (vergl. Abb. 2) liegt die eingefüllte Kunststoffpressmasse zwischen Pressform und Stempel. Beim Absenken des Stempels wird die Masse unter Wärmeeinwirkung und durch den Pressdruck plastisch und ver­formt sich, bis der ganze Hohlraum ausgefüllt ist. An einzelnen Stellen tritt unter Druck die Masse zwischen Stempel und Form aus, und es bilden sich die unerwünschten Brauen und Grate. Beim zweiten Arbeitsverfahren, dem sogenannten Pressspritzen (verg. Abb. 3 A und B) wird die Kunststoffpressmasse in einer separaten Spritzkammer in den plastischen Zustand übergeführt mit Hilfe eines den erforderlichen Druck erzeugenden Presskol­bens und Wärmeeinwirkung. Die Pressmasse gelangt in die vor­her geschlossene Form über einen oder mehrere Zuführkanäle. Je nach dem unterscheidet man zwischen Pressspritzen von un­ten oder von oben. Auch beim Pressspritzverfahren bilden sich Grate an den Trennstellen der Pressformen, die sodann entfernt werden müssen. Als Beispiel für die Gratbildung zeigt Abb. 4 einen typischen Duroplast-Formteil für den Elektroapparatebau. Rechts oben ist das aus der Presse kommende Stück noch un­entgratet zu sehen. Links unten ist der gleiche Pressteil abgebil­det, nachdem die anhaftenden Brauen und Grate durch Strahlen in einer Strahlmaschine entfernt worden sind.


Abb. 3 A Herstellung von Pressformstücken aus Duroplast-Kunststoffen nach dem Press-Spritzverfahren von oben aus einer separaten, oben angeordneten Spritzkammer.
1 = linke Bildhälfte = Beginn des Pressvorganges
2 = rechte Bildhälfte = Endstellung am Schluss des Pressvorganges
4 = Pressformunterteil
6 = fertig gepresstes Formstück
7 = Entlüftungskanal
8 = Spritzkammer mit eingefüllter Duroplast-Spritzmasse
9 = Zuführkanal zwischen Spritzkammer und Formhohlraum
11 = Oberteil der Pressform
12 = Press-Stempel


Beim maschinellen Entgraten darf selbstverständlich das Ausse­hen der Stücke in keiner Weise beeinträchtigt oder die Kanten beschädigt werden. Auch eine Aufrauhung der glatten Oberflä­chen der Presslinge ist unzulässig. Auch dünnwandige Formteile dürfen bei der Behandlung nicht zu Bruch gehen oder beschä­digt werden. Es muss somit ein Strahlmittel mit geringem spezi­fischem Gewicht verwendet werden. Metallische Strahlmittel fallen von vornherein ausser Betracht. Wie bereits erwähnt, werden für diese Zwecke in grossem Ausmass und mit bestem Erfolg aus pflanzlichen Stoffen hergestellte Strahlmittel ver­wendet. Wahlweise besteht auch noch die Möglichkeit, hierfür Kunststoffgranulat als Strahlmittel einzusetzen. Diese haben etwa ähnliche spezifische Gewichte und weisen etwas bessere Standzeiten auf. Trotzdem gibt man aber vielfach den vegetabilen Strahlmitteln den Vorzug, denn der etwas höhere Strahlmittelverbrauch wird mehrfach durch den viel günstigeren Preis der überdies pro­blemlosen pflanzlichen Media kompensiert.


Abb. 3 B Herstellung von Pressformstücken aus Duroplast-Kunststoffen nach dem Press-Spritzverfahren von unten, aus einer separaten, unten angeordneten Spritzkammer (Spritzzylinder).
1 = linke Bildhälfte = Beginn des Pressvorganges
2 = rechte Bildhälfte = Endstellung am Schluss des Pressvorganges
3 = Oberteil der Pressform
4 = Unterteil der Pressform
6 = fertig gepresstes Formstück
7 = Entlüftungskanal
8 = eingefüllte Duroplast-Spritzmasse in der Spritzkammer
9 = Kanal zwischen Spritzkammer und Formhohlraum für die Zuführung der Spritzmasse
13 = Wandung des Spritzzylinders (Spritzkammer)
14 = Spritzkolben (Press-Stempel)


Bild 4 Beispiel eines Duroplast-Pressformteils für den Elektro-Apparatebau. Oben: Formstück nach dem Herausnehmen aus der Presse mit den anhaftenden Brauen und Graten. Unten: Das gleiche Formstück nach dem Strahlen in der Entgra¬tungsmaschine.


Anfänglich wurden auch für diese Zwecke normale Trommel­maschinen der üblichen, serienmässig zur Lieferung an Giesse­reien gebauten Ausführungen eingesetzt, wobei diese jedoch durch gewisse Änderungen den durch die Verwendung spezi­fisch leichter Strahlmittel sich ergebenden Bedingungen ange­passt wurden. Bald jedoch zeigte sich die Notwendigkeit, eine speziell für die Entgratung von Kunststoffpressteilen konstruier­te Maschine zu bauen. Abb. 9 zeigt an einem schematischen Schnitt den prinzipiellen Aufbau der von der Firma Georg Fi­scher AG in Schaffhausen für diesen Zweck entwickelten Entgratungsmaschine.


Bild 5: Arbeitsprinzip einer Trommelmaschine für das Entgraten von Duroplast-Pressformteilen.
S = Schleuderrad
T = muldenförmiges Förderband aus perforiertem, armiertem Gummiband
L = Seitenscheiben für die Führung des Gummibandes in der Trommelmulde
U = Umlenkrollen für das Gummiband


Zunächst fällt auf, dass auf das sonst übliche Becherwerk für den Transport des Strahlmittels zum Schleuder­rad verzichtet wurde. Die Hochförderung des Strahlmittels zum Schleuderrad erfolgt pneumatisch mittelst einer Saugleitung und eines mit dem Schleuderradkörper zusammengebauten Ge­bläserades. Auf diese Weise entfällt auch die sonst vielfach not­wendige Fundamentgrube, und die Anlage kann bodeneben auf­gestellt werden. Da die für Entgratungszwecke verwendeten, spezifisch leichten Strahlmedia nur einen sehr geringen Ver­schleiss verursachen, kann das Prinzip der pneumatischen För­derung ohne Bedenken zur Anwendung gelangen. Wie aus der Abb. 9 ersichtlich ist, wurde der eigentliche Schleuderradkör­per und das zur Erzeugung der Saugluft dienende Gebläserad als eine Einheit ausgebildet, die direkt auf das Wellenende des An­triebsmotors aufgekeilt ist. Das durch die Saugleitung nach oben geführte Strahlmittel wird in einem Bogen um 90° umgelenkt und setzt sodann seinen Weg in horizontaler Richtung gradlinig fort, um nach Durchtreten durch die Mitte des Gebläserades in den Verteiler des Schleuderrades einzutreten, wo es in üblicher Weise beschleunigt und auf die Werkstücke abgeworfen wird. In Anbetracht der sehr geringen Abrasivität der spezifisch leichten Strahlmittel wurde beim Schleuderrad auf die Auswechselbar­keit der Wurfschaufeln verzichtet, da bei einer Entgratungsma­schine praktisch kein ins Gewicht fallender Verschleiss an die­sen Teilen auftritt. Der Schleuderradkörper konnte somit als eine Schweisskonstruktion ausgeführt werden, bei der die acht radial angeordneten Wurfschaufeln mit den beiden Seitenschei­ben des Rades fest verbunden sind.


Bild 6: Blick in das Innere einer Trommelmaschine der Firma Georg Fischer AG, Schaffhausen, für das Entgraten von Duroplast-Pressformteilen. Das Bild zeigt eine in die muldenförmige Ausbuchtung des Bandes lose eingefüllte Charge Pressteile. Im Hintergrund das aufsteigende Drumm des mit Durchtrittslöchern für das Strahlmittel versehenen Gummiförderbandes.
Werkphoto: Georg Fischer AG, Schaffhausen


Die Entgratungsmaschine arbeitet chargenweise. Die zu behan­delnden Formteile werden in die muldenförmige Ausbuchtung des aus Gummi bestehenden Förderbandes gegeben, dessen Bewegung das Wenden und Überrollen der Stücke sicherstellt, wie aus dem in der Skizze Abb. 5 dargestellten Arbeitsprinzip hervorgeht, währenddem die Bilder 6, 7 sowie 8 das In­nere der Maschine mit der Charge bzw. zwei Hilfseinrichtungen zeigen.


Bild 7: Hilfseinrichtung zur Entgratungstrommelmaschine, Bauart Georg Fischer AG, Schaffhausen, für die Behandlung empfindlicher Formstücke aus Duroplast-Kunststoffen. Wie aus dem Bild ersichtlich, werden die Werkstücke auf den Querstegen der Hilfseinrichtung aufgesteckt oder befestigt, so dass eine Beschädigung und ein ineinander verklemmen nicht mehr möglich ist. Die Hilfseinrichtung wird sodann als Ganzes in die Maschine eingelegt und erhält während des Strahlens durch das Gummiband die für ein allseitiges Entgraten erforderliche Drehbewegung.
Werkfoto: Georg Fischer AG, Schaffhausen


Die Absaugung der Staubluft aus der Entgratermaschine erfolgt durch den Ventilator desin der Nähe separat aufgestellten Staubfilters. Die zum Entgraten verwendeten Strahlmittelsorten neigen in gut trockenem Zustand zu Staubentwicklung durch Abrieb und Zertrümmeiung. Durch leichtes Befeuchten der Luft in der Saugleitung zur Förderung des Strahlmittels zum Schleu­derrad kann diese Erscheinung stark reduziert und in annehm­baren Grenzen gehalten werden. Zu diesem Zweck sind im obe­ren Teil der Strahlmittelförderleitung drei Zerstäuberdüsen ein­gebaut, die mit einem Wasserbehälter verbunden sind.


Bild 8:Hilfseinrichtung mit Drehtisch zur Entgratungstrommelmaschine, Bauart Georg Fischer AG, Schaffhausen, für die Behandlung empfindlicher Werkstücke aus Duroplast-Kunststoffen. Die Hilfseinrichtung ist demontierbar und wird nur bei Bedarf auf der Innenseite der Beschickungstüre eingehängt. Die Drehbewegung des Tisches wird durch einen Friktionsantrieb vom Gummiband der Entgratungsmaschine aus sichergestellt.
Werkfoto: Georg Fischer AG, Schaffhausen, Schweiz


Im übrigen sei auf die Prinzipzeichnung Abb. 9 verwiesen. In dieser sind auch die Wege, die das Strahlmittel in der Maschine durchläuft, angedeutet, des weiteren der Verlauf der Luftströ­mung bei der pneumatischen Hochförderung des Strahlmittels zum Schleuderrad. Ebenso ist auch der Weg der Entstaubungs­luft in der Maschine angedeutet.


Bild 9: Prinzipieller Aufbau der Entgratungstrommelmaschine der Firma Georg Fischer AG, Schaffhausen, für die Behandlung von Duroplast-Pressformteilen.
punktierte Linie = Weg des durch die Löcher des Gummi¬förderbandes herabfallenden Strahlmittels
- - - - gestrichelte Linien = Verlauf der durch die Entstaubungs¬anlage aufrechterhaltenen Luftströmungen
-. -. -. strich-punktierte Linien = Verlauf der Luftströmungen für den pneumatischen Transport des Strahlmittels zum Schleuderrad
AE = Ansaugöffnung für die Frischluft
D = Zerstäuberdüsen für die Befeuchtung der Luft in der Strahlmittelförderleitung
J = Aus der Trommel herabrieselndes Strahlmittel
N = Entstaubung des Strahlraumes der Maschine
L = Hoch'druckventilator mit dem Schleuderrad zusammengebaut für den Transport des Strahlmittels aus dem Behäl¬ter 4 zum Schleuderrad S
E = Elektromotor für den Antrieb der Schleuderrad-Hochdruck-Ventilator-Gruppe
R = Saugleitung mit Rohrbogen 90° für den pneumatischen Transport des Strahlmittels vom Behälter 4 zum Schleuderrad S
1 = Förderband aus perforiertem Gummiband mit muldenförmiger Ausbuchtung für die Aufnahme der Chargen
2 = Umlenkrollen für das Gummiband 1
3 = Wasserbehälter, Inhalt ca. 8 Liter, für die Befeuchtungsein richtung
4 = Sammelbehälter für das herabfallende Strahlmittel
5 = Anschlussstutzen für Ansaugleitung zur Entstaubungsanlage
6 = Eingebauter Vorabscheider für die Abscheidung von gro¬ben Partikeln aus der angesogenen Staubluft
7 = angesammelte Grobanteile
8 = Kompensationsleitung für Entlastung des Entstaubungs¬kreislaufs beim öffnen der Beschickungstüre
9 = Zwischenbehälter für das herabrieselnde Strahlmittel


Bei der Revision und Wiederinstandstellung grösserer elektri­scher Antriebsmotoren mit gewickeltem Anker zeigt es sich oft, dass ein Ersatz der Ankerwicklung aus dem einen oder anderen Grunde erforderlich geworden ist. Dies trifft vor allem auch für Bahnmotoren zu, die ja den grossen Beanspruchungen eines sehr rauhen Betriebes ausgesetzt sind, aber auch für andere An­triebsmotoren grösserer Leistung, die unter schweren Betriebs­bedingungen arbeiten. Bei der Neuwicklung des Ankers müssen nach Entfernen der alten, defekten Wicklungen zunächst die Nu­ten des Rotors einwandfrei gereinigt und alle Überreste der frü­heren Isolation entfernt werden, bevor die neuen Wicklungsspu­len in die Nuten eingelpgt und durch Verkeilen befestigt werden können. Bei Ausführung von Hand ist diese Arbeit nicht nur sehr lohnintensiv, sondern überdies auch heikel. Die Rotoren beste­hen aus gestanzten, mit Nuten versehenen, dünnen Blechen, die mit einer dünnen Isolierschicht versehen sind, die ein Blech vom nächstfolgenden elektrisch trennt, um die Wirbelstromverluste möglichst niedrig zu halten (sogenannte geblechte Rotorkör­per). Bei Verwendung von Schabern und ähnlichem Handwerk­zeug besteht stets die Gefahr von Beschädigungen der Blechpa­kete. Seit Einführung der elektrischen Traktion haben vor allem die entsprechenden Reparaturabteilungen grösserer Bahnnetze laufend solche Neuwicklungen auszuführen. Das oben dargeleg­te Problem des Reinigens der Nuten vor der Montage der neuen Wicklungsspulen konnte durch Strahlen mit aus pflanzlichen Stoffen hergestellten Media einwandfrei gelöst werden, so dass dieser Arbeitsgang nunmehr wesentlich rationeller maschinell ausgeführt werden kann. In Anbetracht der verlangten grossen Leistung sind hierfür mit Schleuderrädern ausgerüstete Strahl­maschinen erforderlich. Speziell in den USA stehen Anlagen dieser Art seit vielen Jahren bei verschiedenen Bahnverwaltun­gen und in grösseren Reparaturwerkstätten für Elektromotoren mit bestem Erfolg in Betrieb. Als Beispiel zeigt Abb. 11 eine solche Anlage in den USA, in der Rotoren mit einem Gewicht von 800 kg bis etwa 3 Tonnen behandelt werden. Als Strahlmit­tel werden gebrochene Walnussschalen oder Aprikosenkerne verwendet. In der Abbildung ist auf dem aus dem Maschinengehäuse herausgezogenen Arbeitstisch die Antriebsstation für das Werkstück mit dem darin eingespannten Rotor zu sehen.

Abb. 11 Mit Schleuderrädern ausgerüstete Strahlanlage für das Reinigen der Rotoren von Elektro-Bahnmotoren in den Reparaturwerkstätten eines bedeutenden amerikanischen Herstellers von Diesel-Lokomotiven. Die Rotoren haben ein Stückgewicht von 0,6 bis ca. 3 Tonnen. Die von der Weelabrator Corp. in Mishawaka, USA, gelieferte Anlage ist mit zwei Schleuderrädern ausgerüstet. Anordnung siehe Strahlschema Abbildung 12. Als Strahlmittel werden aus pflanzlichen Stoffen hergestellte Media verwendet, wie z.B. gebrochene Wallnussschalen oder gebrochene Aprikosenkerne


Die tiefen Nuten, die gereinigt werden müssen, sind gut zu erkennen. Die Strahlmaschine ist mit zwei Schleuderrädern bestückt, die so auf dem Dach des Maschinengebäudes aufgebaut sind, dass die Schleuderstrahlen gegen die Mitte des Werkstückes konver­gieren, wie aus der Skizze Abb. 12 hervorgeht. Jedoch sind die Schleuderräder auch gegeneinander versetzt angeordnet, damit die Schleuderstrahlen in zwei verschiedenen Ebenen wirken und einander somit nicht stören. Durch Verwendung von spezifisch leichten vegetabilen Strahlmitteln wird eine einwandfreie Säu­berung der tiefen, auf andere Weise nur schwer zugänglichen Wicklungsnuten erreicht, ohne irgenswelche Beschädigung der Rotorbleche befürchten zu müssen. Die eigentliche Strahlzeit beträgt etwa 20 bis 30 Minuten pro Rotor je nach den Abmes­sungen des Werkstückes, exklusive Totzeiten. Bemerkenswert ist überdies, in wie einfacher Weise der Antrieb für die Drehbe­wegung des zu strahlenden Rotors von einem verschalten Elek­tromotor aus mit Hilfe eines mit einem Gummireifen versehenen Automobilrades gelöst worden ist (siehe Abb. 11). Auch dies ist nur dank der sehr geringen Abrasivität des spezifisch leichten vegetabilen Strahlmittels möglich.


Bild 10: Gesamtansicht einer Entgratungstrommelmaschine der Firma Georg Fischer AG, mit zugehöriger Entstaubungsanlage und Schalttafel.
1 = Entgratungstrommelmaschine
2 = Auf das Maschinendach aufgebaute Schleuderrad-Hochdruck-Ventilator-Gruppe
3 = Schalttafelschrank
4 = Entstaubungsanlage
5 = Absaugventilator
6 = Ansaugleitung zwischen Strahlmaschine 1 und Entstaubungsanlage 4 mit eingebauter Drossel- und Regulierklappe
Werkfoto: Georg Fischer AG, Schaffhausen, Schweiz


Wie aus den vorstehenden Beispielen hervorgeht, werden aus pflanzlichen Stoffen hergestellte Strahlmittel ausser für das Ent­graten von Kunststoffpressteilen vor allem für heikle Reinigungs­aufgaben eingesetzt. Es wird jedoch verschiedentlich darauf hin­gewiesen, dass diese Strahlmittelsorten in gewissen Fällen nicht so ganz wirksam sind wie andere Strahlmethoden, wie zum Beispiel das Reinigungsstrahlen mit Mikrokörnungen in nach dem Nass­schlammsystem arbeitenden Anlagen, speziell wenn es sich zum Beispiel darum handelt, Pressformen für Präzisionsguss mit feinen Gravuren oder Glasformen mit Inschriften, Mustern usw. zu ent­zundern und zu reinigen. Mit Hilfe der vegetabilen Strahlmedien bereitet das Säubern dieser Gravuren und Inschriften Schwierig­keiten, da die feinen, tiefen Details nur mit Mühe oder unvollstän­dig erreicht werden.


Abb. 12 Anordnung der Schleuderräder der in Abbildung 11 gezeigten Anlage für das Reinigen der Rotoren von Elektro-Bahnmotoren.
Anmerkung: Wie aus dem Strahlschema hervorgeht, sind sie zwar gegeneinander gerichtet, jedoch sind die beiden Strahlebenen gegeneinander versetzt angeordnet, so dass die Schleuderstrahlen einander nicht behindern können.


Quelle: Dipl.-Ing. ETH I. Horowitz: Oberflächenbehandlung mittels Strahlmitteln