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    Weiterentwicklung der Schleuderräder

    Weiterentwicklung der Schleuderräder


    In den bisherigen Abschnitten ist der Stand der Entwick­lung etwa Ende der fünfziger Jahre dargelegt worden. Auf diesen Umstand ist bereits mehrfach ausdrücklich hingewie­sen worden. Dieser Zeitpunkt wurde aus verschiedenen Gründen gewählt. Auch in Europa hatten die meisten Her­steller von Strahlmaschinen bereits in der einen oder ande­ren Form die Bauart mit indirekter Einführung des Strahlmittels nach Minich mit Einlaufstück und Verteiler über­nommen. Als Beispiele seien genannt: Sisson-Lehmann S.-A. in Charleville (Frankreich), Gietart Machinefabriek B.V. in Hengelo (Holland), Arenco-BMD Maschinenfabrik. GmbH in Karlsruhe B.R.D. sowie andere. Was die Schleu­derräder anbelangt, so schien somit die Entwicklung einen vorläufigen Abschluss erreicht zu haben. Anlagen mit Rä­dern der Schlagschaufel-Bauart wurden nur noch von einer einzigen Firma hergestellt. Die gleiche Feststellung gilt auch für die mit Schleuderrädern mit pneumatischer Vorbe­schleunigung ausgerüsteten Maschinen. Entsprechend der damaligen großen Nachfrage richtete sich die Aufmerksam­keit der Konstrukteure vor allem auf die Lösung verfahrens­technischer Probleme. Die Anwendungsgebiete der Strahl­technik erfuhren eine wesentliche Ausweitung. In diesem Zusammenhang wurden vor allem in den sechziger Jahren verstellbare und fahrende Schleuderrad-Einheiten ent­wickelt, um die Lösung schwieriger anlagetechnischer Probleme zu ermöglichen. Es wurden aber auch Lösungen erarbeitet für die Fernverstellung zwecks Anpassung des langgestreckten Strahlbildes an die Abmessungen der zu be­handelnden Werkstücke, Bänder usw. Über diese Weiterent­wicklungen der Schleuderrad-Technik wird im Nachfolgen­den in einzelnen Abschnitten berichtet werden.

    Mit den bisher bekannten, klassischen Schleuderrad-Kon­struktionen war es und ist es auch heute noch nicht mög­lich mineralische und synthetische Media infolge ihrer Scharfkantigkeit und Abrasivität zu verwenden. Durch das vor wenigen Jahren entwickelte, neuartige „Highlife"-Schleuderrad von Vacu-Blat Ltd. England ist dieses Problem inzwischen gelöst worden. Dies bedeutet eine wesentliche Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsge­biete von Schleuderrädern in der Strahltechnik. Über diese neue Schleuderrad-Konstruktion wird im nächstfolgenden Abschnitt ausführlich berichtet.

    Anderseits ist es aber auch notwendig eine Anzahl anderer neuartiger Schleuderrad-Ausführungen zu erwähnen, so zum Beispiel das sogenannte „Multi-Impact"-Wheel für Antriebs­leistungen bis 100-125 PS. Mit dem Einsetzen der Rezes­sion Anfang der siebziger Jahre verschärfte sich rasch der Konkurrenzkampf in der ganzen Branche auf den Gebieten der Stahlmaschinen als auch auf dem Sektor der Schleuder­räder. Dies hatte die Entwicklung neuer Schleuderrad-Typen zur Folge. Sowohl die Firma Wheelabrator-Frye als Pang­born in Hagerstown, die beiden wichtigsten Strahlmaschi­nen-Hersteller in den Vereinigten Staaten, sowie ihre Li­zenznehmer in Europa usw. brachten ein Programm von nach neuen Gesichtspunkten konstruierten Schleuderrä­dern auf den Markt, wobei allerdings das altbewährte System der indirekten Einführung des Strahlmittels mittels Verteiler und Einlaufstück nach Minich beibehalten wurde. Jede der beiden Firmen ist hierbei ihren eigenen Weg ge­gangen. Von einer auch nur ähnlichen Weiterentwicklung kann in keiner Weise gesprochen werden. Überdies hat Wheelabrator-Frye ein kleines Rad mit 5 PS-Antriebs­leistung in einer an die Schlagschaufel-Bauart angelehnten Ausführung jedoch mit einem vollkommen neuartigen System mit Einführung des Strahlmittels ins Zentrum des Rades entwickelt, worüber ebenfalls zu berichten ist. In Europa hat Anfang der siebziger Jahre die Firma Georg Fischer AG Schaffhausen ihren Lizenzvertrag mit Wheel­abrator aufgelöst. Es wurde eine Entwicklungsabteilung und ein entsprechend ausgerüstetes Prüffeld eingerichtet und eine selbstentwickelte neue Schleuderrad-Typenreihe heraus­gebracht.

    Ein wesentlicher gemeinsamer Gesichtspunkt bei den Neu­konstruktionen der verschiedenen Konkurrenten scheint offensichtlich das Bestreben nach einer Straffung der Typenreihen und der Fabrikationsprogramme zwecks einer Rationalisierung und Verbilligung der Herstellung gewesen zu sein. Es wird deshalb in den nachfolgenden Ab­schnitten einzeln über jede der neuentwickelten Ausfüh­rungen berichtet, desweiteren auch über das heutige Pro­gramm der einzigen Firma die Schleuderräder mit pneuma­tischer Vorbeschleunigung baut.


    Das "Highlife"-Schleuderrad der Firma Vacu-Blast aus England

    Für zahlreiche Verfahren und Anwendungsgebiete der Strahltechnik werden Strahlmittel-Sorten benötigt, die un­ter Ausschluss jeglicher Silikosegefahr es gestatten, eine fein satinierte Oberfläche zu erzeugen, die, was Struktur, Rauhig­keit und Haftfähigkeit anbelangt, einen vollwertigen Ersatz für Quarzsand ergeben muß. Diese Forderungen sind beim Strahlen mit kantigen Strahlmitteln auf Eisenbasis, sei es nun Hartguss- oder Stahlkies, nicht zu erreichen. Von den vielen in Frage kommenden natürlichen oder künstlich er­zeugten mineralischen Stoffen haben sich bis jetzt als voll­wertiger Ersatz nur Siliziumkarbid und Elektrokorund be­währt. Den mit metallischen Strahlmitteln behandelten Oberflächen fehlt nicht nur das sehr feine satinierte Aus­sehen, auch die Oberflächenstruktür ist anders. Trotz der Verwendung auch sehr feiner Körnungen ergeben sich höhe­re Rauhigkeitswerte. Diese Gegebenheiten werden auch durch die in Bild 1 wiedergegeben, mit dem Pert-0- Meter aufgenommenen Oberflächenprofile veranschaulicht.

    Bild 1: Gegenüberstellung der Oberflächenstruktur von Blech der Qualität St 37 nach dem Strahlen mit Elektrokorund einerseits und mit feinkörnigem Stahlkies GL 80 anderseits. Rauhigkeits-Messung mittels Pert-O-Meter-Meßgeräts
    Diagramm E (oben) = Muster gestrahlt mit Elektrokorund Körnung 0,4-0,5 mm. Strahlgebläse nach dem Druck¬system. Arbeitsdruck ca. 2,8 atü. Rauhigkeitswert RMS Rq • = 4,2 bis 4,5
    Diagramm G (unten) = Muster gestrahlt mit feinkörnigem, kantigem Stahlkies GL 80 (Nennkorngröße 0,2 mm), Härte ca. 56-60 HRC. Rauhigkeitswert RMS = Rq = 5,2 bis 5,3
    Massstäbe: Vorschubgeschwindigkeit des Registrierstreifens 10 mm = 250 Mikron Weg. Vergrößerung horizontal somit 40 zu I. Rauhigkeitsmessung: 10 mm = 25 Mikron vertikal. Ver¬größerung somit vertikal 400 zu 1


    Die unterschiedliche Oberflächenstruktur ist aus den Dia­grammen sehr gut zu erkennen. So beträgt der Rauhigkeits­wert RMS d• h• Rci gemäß schweizer Norm VSM-58 300 bei Elektrokorund nur 4,2 bis 4,5, bei Verwendung von Stahl­kies trotz viel feinerer Körnung GL 80 mit Nennkorngröße 0,2 mm hingegen 5,2 bis 5,3. Im übrigen sei auf die ausführ­liche Bildlegende verwiesen.

    Bis vor wenigen Jahren konnte sowohl Elektrokorund als auch Siliziumkarbid nur in Anlagen eingesetzt werden, bei denen die Beschleinigung des Strahlmittels durch Druckluft erfolgt. Dies war sehr bedauerlich, denn es besteht in vielen Fällen ein Bedarf für Anlagen mit großer Leistung, die nur durch den Einsatz von Schleuderrädern wirtschaftlich zu erbringen ist. Die Schwierigkeiten lagen damals in allererster Linie beim sehr rapiden Verschleiß der Schleuderräder selbst. Bei den damals zur Verfügung stehenden klassischen Schleuderrad-Bauarten schreitet die Abnutzung sowohl der Schaufel als auch des Schleuderradkörpers usw. so rapide voran, daß man versucht ist, nicht mehr vom Verschleiß, sondern von einer Zerstörung der Räder durch diese hoch­abrasiven Strahimittel-Sorten zu sprechen. Bei verschiedenen Versuchen betrug die Standzeit nur etwa 8 Stunden bis nicht nur die Wurfschaufeln sondern auch der Radkörper durch das scharfkantige feine Medium praktisch unbrauch­bar geworden waren. Zwar sind vereinzelte Versuche zur Entwicklung speziell für diesen Zweck geeigneter Schleuder­räder unternommen worden. Es sei in diesem Zusammen­hang ein Versuch der Firma Vacu-Blast Ltd. erwähnt, das Problem durch eine Verlängerung der Standzeit der Wurf­schaufeln mittels eines gegen Abnutzung widerstandsfesten keramischen Überzuges aber im übrigen mit einem Schleu­derrad klassischer Bauart zu lösen. Dieser Weg führte je­doch nicht zum Erfolg. Es zeigte sich, daß die zwar leichten aber sehr scharfkantigen und abrasiven Strahlmittelkörner mit hoher Geschwindigkeit und in rascher aufeinanderfolge auf die Schaufeloberfläche aufprallen und hierbei zunächst den keramischen Schutzüberzug und sodann die Wurfschau­feln selber in unzulässig kurzer Zeit zerstören.

    Der eigentliche Durchbruch und eine Lösung des anstehen­den Problems gelang Vacu-Blast Ltd. hingegen Anfang der siebziger Jahre mit einem neuartigen, eigens für diesen Zweck entwickelten Schleuderrad, das an Stelle der Wurf­schaufeln mit acht röhrenförmigen Elementen für die Be­schleunigung des Strahlmediums bestückt ist (siehe Bild 2). Für die Einführung des Strahlmittels ins Zentrum des Schleuderrades wurde die altbewährte Lösung mit Ver­teiler und Einlaufstück übernommen, wobei die Durchtritts­öffnung in diesem letzteren einen rechteckigen Querschnitt erhielt. Die der Beschleunigung des Strahlmittels auf Ab­wurfgeschwindigkeit dienenden Wurfelemente waren aus einer gebrannten, prozellanähnlichen keramischen Masse hergestellt und sollen im nachfolgenden zur Unterscheidung von den Wurfschaufeln der klassischen Schleuderradbau­arten als „Beschleunigungsrohre" oder „Beschleunigungs­ Elemente" bezeichnet werden.


    Bild 2: «Highlife»-Schleuderrad der Firma Vacu-Blast Ltd. England. Bauart vom Anfang der siebziger Jahre be¬stückt mit acht röhrenförmigen Elementen für die Beschleu¬nigung des Strahlmittels anstelle der üblichen Wurfschaufeln, wobei die sogenannten Beschleunigungsrohre aus einer ge¬brannten. porzellanähnlichen keramischen Masse hergestellt waren. Einführung ins Zentrum des Rades und mechanische Vorbeschleunigung des Strahlmediums mittels Verteilers und Einlaufstücks.
    S = Seitenflansch des Doppelscheibenrades
    0 = Durch die Öffnung im Einlaufstück sieht man das Ein¬trittsende einer der acht Beschleunigungsröhren
    H = Halter mir Beschleunigungs-Element aus einer ge¬brannten. porzellanähnlichen keramischen Masse (sie¬he auch Abb. 268). Das Schleuderrad enthält insge¬samt acht solche Elemente.
    (Werkfoto: Vacu-Blast Ltd. Slough, Bucks, England)

    Das Verhalten des Strahlmediums im Schleuderrad wird in hohem Maße von den dort vorherrschenden Luftströmun­gen beeinflusst. Dies kann besonders gut bei der von Vacu­-Blast entwickelten Bauart beobachtet werden. Bei mit geraden, radial angeordneten Schaufeln bestückten Rädern verteilt sich das Strahlmittel, wenn auch gelegentlich un­gleichmäßig, über die ganze Schaufelbreite. Durch die Ver­schleißwirkung wird wie aus Bild 3 A hervorgeht die Schaufeloberfläche zunächst allmählich rauher und so­dann immer welliger. Es entstehen Grübchen und sodann an einzelnen Stellen auch Rinnen die rasch an Tiefe zuneh­men und die Schaufeln unbrauchbar machen. Ganz andere Verhältnisse herrschen hingegen in den Beschleunigungs­röhren der Schleuderrad-Bauart von Vacu-Blast. Begünstigt durch die im runden Rohrquerschnitt sich bildende Luft­strömung treten die vom Strahlmittel verursachten Ab­nutzungserscheinungen nur in einer ganz engen, scharf definierten Zone oben an der Innenseite der Rohre auf. Wie aus Bild 3 B gut ersichtlich ist diese Zone tat­sächlich so schmal und eng begrenzt, dass das gleiche Be­schleunigungsrohr durch Verdrehen mehrmals und zwar im ganzen achtmal verwendet werden kann, wobei jedesmal das Strahlmedium über eine neue noch nicht benutzte Oberfläche strömen kann.


    Bild 3: Grundsätzlicher Unterschied der Verschleißwirkung des Strahlmittels an den geraden Wurfschaufeln von Schleuderrädern klassischer Bauart und an den Beschleuni¬gungsröhren der «Highlife»-Schleuderräder der Firma VacuBlast Ltd.
    A (links) = Abgenützte Wurfschaufel eines Schleuderrades klassischer Bauart. Die Abnutzungserscheinungen treten auf der ganzen Breite der Wurfschaufeln auf.
    B (rechts) = An den röhrenförmigen Beschleunigungs-Elementen des «Highlife»-Schleuderrades treten die Abnutzungserscheinungen nur in einer schmalen, scharf begrenzten engen Zone an der Innenseite der Rohre auf Das gleiche Element kann deshalb durch Verdrehen bis zu acht Mal wiederverwendet werden.
    (Werkfoto: Vacu-Blast Ltd. Slough, Bucks, England)


    Aus diesen Gründen und um das Verdrehen der Rohre zu erleichtern, sitzt jede Beschleunigungsröhre in einem aus legiertem Guss gefertigten Halter. Wie aus Bild 4 ersicht­lich befinden sich am äußeren Rand des Halters acht gleich­mäßig über den ganzen Umfang verteilte Aussparungen. In das keramische Material der Beschleunigungsröhren ist ein Ring eingelassen mit einem in die Aussparungen des Hal­ters passenden Nocken. Dies erleichtert und vereinfacht we­sentlich das schrittweise Verdrehen der keramischen Röhren. Es wird darauf hingewieser, daß das porzellanähnliche ke­ramische Material sich bei Verwendung von Elektrokorund als Strahlmittel als wesentlich verschleißfester erwiesen habe als Wurfschaufeln aus legierten Spezialstählen. Unter Ausnutzung des achtfachen Verdrehens der Beschleuni­gungsröhren wird je nach Arbeitsbedingungen eine elf bis zweiundzwanzig mal längere Standzeit im Vergleich mit Wurfschaufeln angegeben.


    Bild 4: Beschleunigungs-Element aus einer gebrannten, porzellanähnlichen. keramischen Masse des «Highlife»-Schleuderrades mit zugehörendem Halter aus legiertem Guß.
    H = Halter aus legiertem Guß für den Einbau der Beschleunigungsröhren in das Schleuderrad Bild 2
    R = Beschleunigungsröhre aus einem porzellanähnlichen, gebrannten keramischen Material
    N = in das keramische Material eingelassener Ring mit Nocken
    1 = acht über den Umfang des Halters verteilte Aussparungen zur Erleichterung der Positionierung des Elementes beim Verdrehen der Beschleunigungsröhre.
    (Werkfoto: Vacu-Blast Ltd., Slough, Bucks, England)


    Bild 5: Vergleich zwischen dem Strahlbild eines mit Beschleunigungsröhren bestückten «Highlife»-Schleuderrades einerseits und dem Strahlbild eines klassischen, mit Wurfschaufeln ausgerüsteten Schleuderrades mit mechanischer Vorbeschleunigung des Mediums anderseits.
    A (oben) = Strahlbild eines klassischen mit acht geraden, radial angeordneten Wurfschaufeln bestückten Schleuderrades mit mechanischer Vorbeschleunigung des Strahlmittels mittels Einlaufstück und Verteilers
    B (unten) = Strahlbild eines «Highlife»-Schleuderrades bestückt mit acht Beschleunigungs-Röhren. Es weist eine größere Länge auf, ist dafür schmäler, aber von größerer Strahlintensität und höherer Flächenleistung.
    (Werkfoto: Vacu-Blast Ltd., Slough, Bucks, England)


    Wie nicht anders zu erwarten, ergibt das Schleuderrad von Vacu-Blast ein anderes Strahlbild als konventionelle Schleu­derräder die mit geraden Wurfschaufeln bestückt sind. Die Unterschiede treten deutlich in der Gegenüberstellung Bild 5 hervor. Zur Ergänzung ist in Bild 6 noch ein Diagramm wiedergegeben, in dem Messungen über die Wirk­samkeit und Strahlverteilung entlang der Längsachse eines mit Elektrokorund arbeitenden Vacu-Blast Schleuderrades zusammengefasst worden sind. Vor allem aus Bild 5 ist ersichtlich, dass das mit Beschleunigungsröhren bestückte Rad einen schmäleren Strahl jedoch von größerer Länge und höherer Intensität, sowie mit längerem Hotspot er­zeugt als ein mit Wurfschaufeln ausgerüstetes Rad klassi­scher Bauart. Dies wirkt sich im praktischen Betrieb in einer entsprechend höheren Flächenleistung aus. In diesem Zusammenhang muß aber beachtet werden, daß es sich beim Diagramm Bild 6 um die Zusammenfassung von Messungen des Materialabtrages entlang der Längsachse des Strahlbildes handelt. Diese vermitteln zwar ein gutes Bild über die Verteilung der Strahlwirkung, können jedoch nicht direkt mit unter Verwendung von Almentest-Prüfplättchen durchgeführten Aufnahmen über die Strahlinten­sität verglichen werden. Hingegen lassen sich Rückschlüsse über die Länge des Hotspots und über die Gleichmäßigkeit der Strahlwirkung ziehen. Hierbei sind noch zusätzliche Faktoren entsprechend zu berücksichtigen, so zum Beispiel der Einfluss des Abstandes zwischen Unterkant Schleuder­rad und der Arbeitsfläche in der die Messungen ausgeführt wurden einerseits und der Länge des Strahlbildes ander­seits. Anderseits muss aber auch dem Umstand Rechnung getragen werden, dass mit steigendem Abstand die Fläche des Strahlbildes größer wird, was an und für sich eine Abnahme der zur Ver­fügung stehenden spezifischen Strahlleistung pro Zeit- und Flächen-Einheit bedeutet. Aber auch die beim Aufprall auf die Werkstückoberfläche zur Verfügung stehende kine­tische Energie jedes einzelnen Strahlmittelkorns nimmt mit zunehmendem Abstand ab. Messungen über diesen Faktor sind nicht bekannt geworden, jedoch können Anhaltspunk­te dem Diagramm Bild 7 entnommen werden. Es han­delt sich um auf Grund theoretischer Annahmen errechnete Werte über den Verlust an kinetischer Energie von Stahl­.Strahlmitteln in Funktion der Abwurfs-Distanz einerseits und der Korngröße anderseits. Es ist somit davon aus­zugehen, dass der Berechnung der Kurven ein spez. Gewicht dieser Strahlmittel-Sorten von etwa 7,3 kg/dm3 zu Grunde gelegt wurde. Hingegen beträgt das spez. Gewicht von Elek­trokorund 3,9 bis 4,0 kp/dm3 und von Siliziumkarbid so­gar nur 3,2 kp/dm3. Die den Körnern dieser Media innewoh­nende kinetische Energie ist dementsprechend niedriger. Der Widerstand der umgebenden Luft kommt stärker zur Geltung, so dass der Verlust an kinetischer Energie rascher als im Diagramm angegeben zunimmt.



    Bild 6: Verteilung von Strahlwirkung und Strahlintensität entlang der Längsachse des Strahlbildes eines mit acht Beschleunigungs-Röhren bestückten «Highlife»-Schleuderrades der Firma Vacu-Blast Ltd. England bei Verwendung von Elektrokorund als Strahlmittel. Außendurchmesser des Schleuderrades 400 mm. Drehzahl des Rades 2300 Ulmin. Strahlmitteldurchsatz 164 kg/min. Die Kurven wurden durch Messung des Materialabtrages entlang der Längsachse des Strahlbildes ermittelt.
    Lf = fortlaufende Numerierung der Messstellen entlang der Längsachse des Strahlbildes
    X = Projektion der Schleuderradachse auf die Ordinate des Diagramms
    D = Abstand in Millimetern des Meßpunktes von der Projektion der Schleuderradachse
    Ma = Materialabtrag im Meßpunkt, wobei Meßwerte in einen in willkürliche Einheiten eingeteilten Massstab aufgetragen wurden
    1 = Meßkurve, aufgenommen in einem Strahlabstand 254 mm zwischen Unterkant Schleuderrad und Meßebene
    2 = Meßkurve aufgenommen in einem Strahlabstand von 584 mm zwischen Unterkant Schleuderrad und Meßebene
    A = Maximalwert (Scheitelpunkt) der im Strahlabstand von 254 mm aufgenommenen Meßkurve 1
    B = Maximalwert (Scheitelpunkt) der im Strahlabstand von 584 mm aufgenommenen Meßkurve 2
    K = Kopfteil des einfallenden Schleuderstrahls
    E = Auslaufendes Ende des vom Schleuderrad abge worfenen Schleuderstrahls
    P % v 1 =Länge der Strecke auf der Längsachse des Strahlbildes in Millimetern mit einer Strahlwirkung von 66 % und mehr des im Scheitelpunkt A gemessenen Wertes
    P % v 2 =Länge der Strecke auf der Längsachse des Strahlbildes in Millimetern, auf der eine Strahlwirkung von mehr als 66 % des im Scheitelpunkt B gemessenen Maximalwertes festgestellt wurde
    H % v 1 =Länge der Strecke auf der Längsachse des Strahlbildes in Millimetern, auf der eine Strahlwirkung von mehr als 33 % des im Scheitelpunkt A gemessenen Maximalwertes festgestellt wurde
    H % v 2 =Länge der Strecke auf der Längsachse des Strahlbildes in Millimetern, auf der eine Strahlwirkung von mehr als 33 % des im Scheitelpunkt B gemessenen Maximalwertes festgestellt wurde.



    Bild 7: Auf Grund theoretischer Annahmen errechnete Werte über den Verlust an kinetischer Energie von Strahl mitteln auf Stahlbasis in Funktion der Abwurfdistanz einer seits und der Korngröße anderseits. (Der Berechnung liegt eine Abwurfgeschwindigkeit von 80 m/sec beim Austritt aus dem Schleuderrad zu Grunde.)
    Ve= Verlust an kinetischer Energie in Prozent
    Ng = Nennkorngröße des Strahlmittels in Millimeter
    S = Kurven für Stahlschrot
    K = Kurven für Stahlkies
    Dl= Kurven für eine Abwurfdistanz von 0,9 m
    D2= Kurven für eine Abwurfdistanz von 1,8 m
    D3= Kurven für eine Abwurfdistanz von 2,7 m
    — = fest ausgezogene Kurven = Stahlschrot
    = gestrichelte Kurven = Stahlkies


    Mit Wurfschaufeln bestückte Schleuderräder klassischer Bauart eignen sich nicht für die Verwendung von Glas­-Strahlperlen als Strahlmittel, da die kleinen Glaskügelchen zwichen Verteiler und Einlaufstück überlastet werden, so daß ein hoher Ausschuss durch Zerbrechen entsteht. Auch beim „Highlife"-Schleuderrad muss mit der gleichen Erschei­nung gerechnet werden, da diese was die Einführung des Strahlmediums anbelangt ebenfalls mit Verteiler und Ein­laufstücke ausgerüstet sind.

    Die „Highlife"-Schleuderräder von Vacu-Blast Ltd. werden heute in drei Standard-Größen mit den Außen-Durchmessern von 300, 400 und 500 mm gebaut, die sich voneinander nur durch die Länge der Beschleunigungsröhren unterscheiden. Die Angaben über Strahlmittel-Durchsatz, Leistung der An­triebsmotoren und andere Daten können der untenstehen­den Zusammenstellung entnommen werden:

    Die spezifische Strahlmittel-Durchsatz-Leistung bei Verwen­dung von Eisenkies soll etwa 10,7 bis 12 kg/min pro PS der installierten Antriebs-Motorleistung betragen. Diese Ziffer ist nicht wesentlich verschieden von derjenigen klassischer Schleuderrad-Bauarten mit geraden, radial angeordneten Wurfschaufeln und Einführung des Mediums mittels Ver­teiler und Einlaufstück.

    Im Zuge der Weiterentwicklung des „Highlife"-Schleuder­rades wurden im Hinblick auf eine wesentliche Verbesse­rung der Standzeit der Beschleunigungsröhren auch ausge­dehnte Versuche zur Materialfrage durchgeführt, wobei für Elektrokorund und Siliziumkarbid als Strahlmittel sich synthetische Hochpolymere als besonders günstig erwiesen. Auf Grund der so gewonnenen Erkenntnisse und unter Beibehaltung des bisherigen Arbeitsprinzips wurde etwa im Jahre 1974/75 beschlossen auf die Weiter­verwendung der porzellanähnlichen, gebrannten kerami­schen Masse für die Herstellung der Beschleunigungsele­mente zu verzichten und an deren Stelle je nach der Strahlmittel-Sorte die folgenden zwei Ausführungen einzusetzen:
    1. für Elektrokorund und Siliziumkarbid: Beschleuni­gungsrohre aus Polymer
       
    2. für Stahlschrot und Eisen- sowie Stahlkies wird hingegen auf die Verwendung von Kunststoffen verzichtet und in Anbetracht des höheren spezifischen Gewichts dieser Media aus legiertem Chrom-Stahlguß gefertigte und so­dann wärmevergütete Beschleunigungsröhren einzu­setzen.

    Gleichzeitig wurde auch die Halterung konstruktiv abge­ändert und in beiden Fällen auf die in Bild 4 gut zu sehende Fassung aus legiertem Gusseisen verzichtet. Damit fällt auch die für die regelmäßige Verdrehung der Beschleu­nigungsrohre dienende Indexierung weg. Wie die Praxis gezeigt hat, bedeutet dies keine ins Gewicht fallende Er­schwerung der Unterhaltsarbeiten. Die Beschleunigungs­elemente werden nunmehr durch Federn und Bajonettzacken in Radkörper festgehalten. Diese Maßnahme d.h. der Wegfall der acht Fassungen pro Schleuderrad gab seiner­seits den Weg zu einer Neukonstruktion des Rades frei, selbstverständlich wiederum unter Beibehaltung des grund­legenden Beschleunigungsprinzips mittels rohrförmigen Ele­menten. Die bisherige Zwei-Scheiben-Bauart wurde aufge­geben und durch einen nabenförmigen zentralen Radkörper von wesentlich kleinerem Durchmesser ersetzt aus dem die acht Beschleunigungsrohre sternförmig herausragen. Bild 8 zeigt diese neue Ausführung. Eines der Beschleuni­gungselemente wurde demontiert und alle Einzelteile in der richtigen Reihenfolge untereinander angeordnet mit-photographiert.




    Bild 8: Neue, verbesserte Ausführung des «Highlife». Schleuderrades aus dem Jahre 1974/75 mit nabenförrnigem Radkörper und Wegfall der gußeisernen Halterungen für die röhrenförmigen Beschleunigungs-Elemente. Eine der acht Beschleunigungsröhren wurde ausgebaut. In dem Foto sind die verschiedenen Bestandteile des Befestigungssystems in ihrer richtigen Reihenfolge zu sehen.
    1 = Nabenförmiger Radkörper
    2 = Gummiring
    3 = Röhrenförmiges Beschleunigungs-Element
    4 = Unterlagsscheibe
    5 = Ringförmiges Befestigungselement zur Fixierung im Schleuderrad-Körper.
    ( Werkfoto: Vacu-Blast Ltd., Slough, Bucks, England)


    Die kleineren Abmessungen des neuen nabenförmigen Rad­körpers hat auch den Bau eines kleineren Schleuderrades mit 300 mm Außendurchmesser ermöglicht. Sämtliche drei in der Tabelle genannten Größen mit je 300, 400 und 500 mm Außendurchmesser unterscheiden sich vonein­ander nur noch durch die Länge der rohrförmigen Beschleu­nigungselemente. Alle übrigen Bestandteile einschließlich der Radkörper sind bei allen drei Typen gleich. Dies bietet selbstverständlich in der Fabrikation wesentliche wirtschaft­liche Vorteile. Überdies besteht diese heutige Ausführung nur noch aus 33 Einzelteilen pro Rad, statt der 59 in der ur­sprünglichen Ausführung. Das Gesamtgewicht jeder Einheit hat eine Verminderung um ein Drittel erfahren. Alle diese Faktoren wirken sich selbstverständlich in einer Verbilli­gung der Gestehungskosten aus. Durch die Herabsetzung des Gewichts wurde zudem auch eine Verbesserung der Laufeigenschaften erreicht.

    Was die mechanische Vorbeschleunigung und die Einfüh­rung des Strahlmittels ins Zentrum des Schleuderrades an­belangt, so wird das Einlaufstück im allgemeinen mit einer rechteckigen Durchtrittsöffnung, die in der Regel mit einem Öffnungswinkel von 45° in der Radebene gemessen, ausge­führt, währenddem beim Verteiler die Längsstäbe des Ro­tors eine den Eintrittsöffnungen der Beschleunigungsröhren angepaßte Form erhalten.

    Als Beispiel aus den manigfaltigen Anwendungsgebieten dieser Verfahrenstechnik zeigt Bild 9 eine von Vacu­Blast Ltd. England gebaute und mit 2_ "Highlife"-Schleuder­rädern von 400 mm Durchmesser ausgerüstete Durchlauf­anlage für das Abstrahlen und Reinigen von Flüssiggasfla­schen (LP-gas cylinders) aus Aluminium mittels Elektroko­rund als Strahlmedium.

    Bild 9: Mit zwei «Highlife»-Schleuderrädern von 400 mm Durchmesser bestückte Durchlaufanlage für das Abstrahlen und Reinigen von aus Aluminium hergestellten LP-Flüssiggas-Druckflaschen mittels Elektrokorund als StrahlmitteL Antriebsmotoren je 15 PS pro Schleuderrad. Durchmesser der Gasflaschen 102 bis 266 mm bei bis zu 1,8 m Länge. Transport der Flaschen mittels Konveyors aus bikonischen Rollen. Leistung der Anlage 140 bis 260 Gasflaschen in der Stunde je nach Abmessungen.
    S1 = S2 = «Highlife» -Schleuderräder
    M = Antriebsmotoren zu den Schleuderrädern
    E = Abblasventilator vor dem Austritt der-Flaschen aus der Maschine Becherwerk zur Hochförderung des Strahlmittels
    F = LP-Gasflaschen am Austrittsende der Maschine
    (Werkfoto: Vacu-Blast Ltd., Slough, Bucks, England)


    Die Antriebsmotoren haben jeder eine Antriebsleistung von 15 PS, währenddem die Drehzahl der Schleuderräder 2150 t/min beträgt. Wie aus dem Foto gut zu ersehen ist, sind die Räder so angeordnet, daß die Schleuderstrahlen auf die durchlaufenden Gasflaschen kon­vergieren. Die aus Aluminium hergestellten Flaschen sind für die Aufnahme und den Transport von Flüssiggas wie z.B. Propan, Butan usw. bestimmt. Sie haben cylindrische Form und messen bei 102 bis 266 mm Durchmesser bis zu 1,8 m in der Länge, wobei vom Auftraggeber eine Gewährleistung für eine Ausbringung von 140 bis 260 Stück per Stunde je nach Abmessung verlangt wurde. Maschinen dieser Art erhalten für den Transport der Gasflaschen durch die Anlage Konveyoren, die mit bi-konischen Rollen be­stückt sind und die den zylindrischen Gasbehältern beim Durchlauf auch eine Drehbewegung um ihre Längsachse vermitteln, so daß die Schleuderstrahlen alle Außenflächen gleichmäßig abstrahlen können. Es wird aber nicht nur eine einwandfreie Abreinigung verlangt, sondern gleichzeitig soll durch das Strahlen die für die nachfolgende Weiterbehand­lung gewünschte fein satinierte Oberflächenstruktur erreicht werden. Eine solche läßt sich jedoch nur mittels scharfkan­tigen, mineralischen oder synthetischen Strahlmedia errei­chen. Im vorliegenden Fall wird deshalb Elektrokorund (A1203) verwendet, wobei eine Körnung von 60/80 mesh gemäß B.S.I.-Norm gewählt wurde (entspricht Nennkorn­größen 0,175 bis 0,25 mm), Im praktischen Betrieb betrug hierbei die Standzeit der Beschleunigungselemente 25 Stun­den pro Stellung und somit nach acht Verdrehungen total etwa 200 effektiven Betriebsstunden pro Röhre.


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