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Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für ein Strahlmittel, umfassend mindestens ein Klärbecken und ein Reinigungselement, wobei das Reinigungselement Verunreinigungen aus dem Strahlmittel trennen kann und das Klärbecken dazu dient, das Strahlgut zumindest teilweise vom dem Strahlmittel zu trennen.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen eines Strahlmittels.
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STAND DER TECHNIK
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Strahlen ist eine Oberflächenbearbeitung, bei der Strahlmittel mit hoher Geschwindigkeit auf die Werkstücke gelenkt wird. Zur Beschleunigung des Strahlmittels kann beispielsweise Druckluft oder eine Druckflüssigkeit eingesetzt werden. Das Strahlergebnis hängt neben verschiedener Maschinentypen und Einstellungsparameter i Bei Strahlbearbeitungsprozessen wie Nassstrahlen von Werkstücken oder Maschinenbauteilen aus Stahl oder ähnlichem, der Reinigung von Schweißnähten oder dem Strahlen von Spanwerkzeugen kommen Strahlmittel zum Einsatz, die aus mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einem Strahlgut aus einem granularen oder staubfeinen Material aus mineralischen Werkstoffen wie Sand, Glas oder auch Keramik, Metall oder Kunststoff bestehen. Als Flüssigkeit kann Wasser, Öl, oder eine Emulsion aus Wasser mit chemischen Zusätzen und/oder Ölen eingesetzt werden. Je nach dem Einsatzzweck und Anspruch an die Oberfläche die durch das Strahlen erzeugt werden soll, stehen verschiedene Arten von Strahlmittel in unterschiedlichen Korngrößen zur Verfügung. Durch die Kombination verschiedener Strahlmittel, Korngrößen und Strahldrücken können die gewünschten Bearbeitungsqualitäten erreicht werden. Beispielhaft für Strahlmittel sind granulares Normalkorund, Edelkorund, Glasgranulat oder Sliciumcarbid. Dabei wird angestrebt, dass das Strahlmittel über den kompletten Strahlprozess eine unveränderte Qualität und Zusammensetzung aufweist, um kontinuierlich die gleiche Oberflächenstruktur des zu behandelten Maschinenbauteils, der Schweißnähte oder der Spanwerkzeuge zu erreichen. Dabei kann es vorteilhaft sein, das verwendete Strahlmittel während oder nach dem Stahlprozess zu reinigen und aufzubereiten.
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Aus dem Stand der Technik sind Reinigungsvorrichtungen für Strahlmittel eines Strahlprozesses bekannt.
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Aus der
DE 44 42 996 A1 ist eine Vorrichtung zur Wiederverwendung von Strahlgut und Strahlwasser bekannt. Diese umfasst eine Sammeleinrichtung mit einem Sieb zum Aussieben grober Teile aus dem Strahlmittel sowie einen Absetzbereich, in das sich das Strahlgut absetzen kann. Aus diesem Absetzbereich wird das Strahlgut durch einen Entnahmestutzen, in den das mit feinen Partikeln oder Öl weiterhin verunreinigte Strahlwasser aus dem oberen Bereich der Sammeleinrichtung wieder zugeführt wird, entnommen, um das Strahlgut leichter abzupumpen. Anschließend kann das so gewonnene Gemisch in einen Strahlmitteldruckbehälter zugeführt werden, in welchem sich erneuten das Strahlgut absetzt. Das weiterhin mit feinen Partikeln oder Öl verunreinigte Wasser wird in ein drittes Becken umgeleitet, das ein Vlies aufweist, wodurch feine Partikel herausgefiltert werden können. Zur endgültigen Reinigung des Strahlguts von feinen Partikeln oder Öl ist ein dreistufiger Prozess notwendig.
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Die
EP 0 359 701 A2 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sand-Aufbereiten und Recyceln von Strahlmittel, umfassend eine Dosier-, eine Reinigungs- und eine Siebvorrichtung. Die Reinigung erfolgt mit Hilfe von Wasser niedrigeren Drucks, wobei die die schwimmenden Teile ausgespült und grobe Teile beseitigt werden. Anschließend wird der Sand in einem Druckbehälter gesammelt und mit Wasser höherem Druck dem Strahlgerät zugeführt.
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In der
DE 1 257 625 B wird eine Vorrichtung zum Reinigen von Strahlgut mittels Sichtluftstrom offenbart. Das Strahlgut wird in einen Trichter mit einer regelbaren Auslauföffnung zugeführt, wodurch ein kreisringförmiger Strahl entsteht. Aus diesem können unerwünschte Bestandteile abgesaugt oder ausgeblasen werden.
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Die
US 2 191 962 A zeigt eine Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstücks mit einem Gemisch aus Sand und Wasser, die ebenso eine Reinigungsvorrichtung für das Strahlmittel beinhaltet. Dabei wird über eine Leitung das verunreinigte Strahlmittel in ein Reinigungsbecken geführt. Um Verunreinigungen zu entfernen ist eine rotierende Scheibe als Reinigungselement derart angeordnet, dass die Scheibe zumindest mit dem unteren Ende in das verunreinigte Strahlmittel eintaucht. Die Scheibe ist zumindest am Rand magnetisch ausgebildet, sodass sich dort Stahlpartikel anheften. Durch Rotation der Scheibe gelangen die angehefteten Stahlpartikel an einen Abtrenner und werden dort unter Zusatz eines Wasser Sprühstrahls von der Scheibe gelöst.
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Die
US 2 459 343 A offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen von verunreinigte Strahlmittel, wobei metallische und andere Partikel durch ein bewegliches Reinigungselement herausgelöst werden. Das Reinigungselement kann aus einer Kette mit darauf angebrachten permanent Magneten bestehen. Die Kette kann über verschiedene Rollen derart geführt werden, dass diese zum Teil in einem ersten Becken mit dem verunreinigten Strahlmittel in Berührung kommt, und anschließend in ein zweites Becken mithilfe der Rollen geführt wird, in welches ein Abtrenner angeordnet ist.
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In der
US 8 505 734 B1 wird eine Vorrichtung zum Entfernen von magnetischen Partikeln aus einer flüssigen Lösung gezeigt. Es handelt sich um keine Vorrichtung zum Reinigen von Strahlmittel. Ebenso erfolgt keine Rückführung der gereinigten flüssigen Lösung in eine Bearbeitungsmaschine. In dem Becken befindet sich bevorzugt unter einem 45° Winkel ein Fließband, das teilweise in der Lösung verläuft und im Inneren Magnete aufweist. Auf der Oberfläche des Fließbandes befinden sich U-förmige Vorsprünge. Durch den Magneten werden metallische Partikel angezogen und über die U-förmigen Vorsprünge aus der Lösung heraus transportiert.
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Die
DE 103 38 520 A1 betrifft ein Verfahren zum Trennen von Späne oder Abriebmaterial aus einer Kühlflüssigkeit. Dabei wird ein flüssiger Hilfsstoff eingebracht, der mit der Kühlflüssigkeit eine einphasige Mischung eingeht und mit den Spänen eine Suspension bildet. Anschließend wird ein Gas oder Gasgemisch zur Erzeugung von Turbulenzen eingebracht und durch Nassklassieren die Zerspanungssuspension ausgelöst. Im Anschluss kann der flüssige Hilfsstoff vom Schmiermittel durch ein Destillationsverfahren abgetrennt werden.
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In der
DE 197 30 246 A1 wird eine Vorrichtung zum Trennen von Späne und sonstigen Verunreinigungen aus einer Flüssigkeit offenbart. Dabei wird die Flüssigkeit in einen Behälter geleitet, in dem mehrere Leitbleche derart angeordnet sind, dass die Flüssigkeit mäanderförmige diesen Behälter durchläuft und damit an Fließgeschwindigkeit verliert. Der Boden ist derart schräg ausgebildet, dass dieser auf einer Seite bis an das obere Ende des Behälters verläuft. Auf diesem Boden setzen sich die Späne bzw. Verunreinigungen ab, wobei diese über einen Bodenschieber mit mehreren Kratzleisten entnommen werden können.
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Die
US 2 688 403 A offenbart ein Verfahren zum Abtrennen von magnetischen Partikeln aus einer Flüssigkeit, wobei es sich bei der Flüssigkeit um eine Kühlflüssigkeit ohne die Zugabe von Sand handelt.
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In der
DE 697 126 13 T2 wird ein Verfahren zum holen von Bohren oder ähnlichem offenbart, wobei eine abrasive Strahlbehandlung eingesetzt wird.
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Die Reinigung von Strahlmittel erfolgt wie oben dargelegt in einem mehrstufigen Prozess, wobei besonders die Entfernung von sehr feinen Partikeln oder Öl gar nicht oder erst durch mehrere Reinigungsschritte möglich ist.
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Ausgehend vom obigen Stand der Technik ergibt sich das Problem dass die vorbekannten Reinigungsvorrichtungen für den Einsatz an moderne Strahlbearbeitungsmaschinen aufgrund der langen Dauer der Strahlmittelreinigung und der mangelhaften Wiederverwendbarkeit von Strahlgut und/oder Flüssigkeit ungeeignet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reinigungsvorrichtung vorzuschlagen, die ein schnelles und effizienten Reinigen des Strahlmittels von feinen Partikeln oder Öl gewährleistet, wobei die Vorrichtung gleichzeitig einen kompakten Aufbau aufweist und flexibel insbesondere für eine Wiederverwendung von Strahlmittel an einer modernen Strahlbearbeitungsmaschine einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Reinigungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Reinigung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gegenstand der Erfindung ist eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von gebrauchtem Strahlmittel, aus einem Strahlprozess, insbesondere einem Nassstrahlprozess von Maschinenbauteilen, insbesondere Spanwerkzeugen, wobei das Strahlmittel aus mindestens einem Strahlgut und einer Flüssigkeit besteht, umfassend mindestens ein Klärbecken mit einem Boden.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Klärbecken ein Reinigungselement umfasst, an welchem Verunreinigungen aus dem Strahlmittel anhaften und dadurch aus dem Strahlmittel getrennt werden. Das Reinigungselement ist bewegbar in dem Klärbecken angeordnet und flexibel in dem Klärbecken bewegbar, wodurch ein großer Bereich des Strahlmittels erreicht und gereinigt werden kann, wobei das Reinigungselement aus einem Gummi-, Silikon oder Latexschlauch besteht oder eine flexible, insbesondere weiche und haftende Oberflächenbeschichtung, insbesondere eine gummiartige Oberflächenbeschichtung, aufweist. Nach Absetzen des Strahlguts aus dem Strahlmittel auf den Boden des Klärbeckens, ist mindestens 85% des Flüssigkeitsanteils des gebrauchten Strahlmittels, insbesondere der komplette Flüssigkeitsanteil, aus dem mindestens einem Klärbecken abpumpbar und das Strahlgut aus dem Klärbecken in die Strahlbearbeitungsmaschine zurückführbar.
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Mit anderen Worten zeigt die Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen des Stahlguts und der Flüssigkeit von feinen Partikeln und / oder Öl oder dergleichen sowie von altem Strahlgut, wobei Strahlgut und Strahlflüssigkeit einer Strahlbearbeitungsmaschine parallel oder getrennt nacheinander sowie kontinuierlich wieder zugeführt werden können. Damit werden eine kontinuierliche Qualität und ein gleichbleibendes Mischungsverhältnis des Strahlmittels während der Bearbeitung mit einer Strahlbearbeitungsmaschine sichergestellt. Eine derartige Strahlbearbeitungsmaschine nutzt Strahlmittel mit einem beispielhaften Anteil von ca. 250 l Flüssigkeit und ca. 50 l Strahlgut in einem geschlossenen System. Zum Reinigen des Strahlmittels ist erfindungsgemäß ein Klärbecken in der Reinigungsvorrichtung vorgesehen, in welchem ein Reinigungselement angebracht ist. Das Klärbecken kann beispielsweise 50 l Strahlmittel aufnehmen, wobei bis zu 15 l–20 l an Strahlgut rückgewinnbar sind. Das Reinigungselement ist dafür zumindest teilweise mit benutztem Strahlmittel überdeckt, sodass feine Partikel und / oder Öl, Schwebstoffe oder dergleichen an diesem anhaften können. Strahlgut, welches zerkleinert und somit unbrauchbar ist, kann ebenfalls durch das Reinigungselement aus dem Strahlmittel entfernt werden. Das Reinigungselement ist dafür beweglich im Klärbecken angebracht und kann auch teilweise außerhalb des Klärbeckens verlaufen. Während und nach der Reinigung mit dem Reinigungselement setzt sich das noch verwendbare Strahlgut auf dem Strahlmittel auf den Boden des Klärbeckens ab. Dieses Strahlgut kann anschließend abgepumpt bzw. entnommen werden und einer Strahlbearbeitungsmaschine rückgeführt werden. Davor oder parallel kann der Flüssigkeitsanteil, oder auch zwischen 85 % bis 95 % des Flüssigkeitsanteils ebenfalls abgepumpt und der Strahlbearbeitungsmaschine oder einem weiteren Sedimentierbecken zugeführt oder in das Abwasser abgegeben werden. Somit ist ein geschlossenes Reinigungssystem für das Strahlmittel bereitgestellt, durch das das Strahlmittel in Strahlgut und Strahlflüssigkeit aufgetrennt werden kann und beide Komponenten unabhängig voneinander zur Wiederverwendung in eine Strahlbearbeitungsmaschine rückgeführt werden können.
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Das Reinigungselement besteht aus einem flexiblen Material, insbesondere aus einem Gummi-, Silikon oder Latexschlauch, oder besitzt eine flexible, insbesondere weiche und haftende Oberflächenbeschichtung, insbesondere einem gummiartigen Oberflächenbeschichtung. Dies ermöglicht eine flexible Bewegung des Reinigungselements in dem Klärbecken, wodurch ein großer Bereich des Strahlmittels erreicht und somit gereinigt werden kann. Verunreinigungen haften dabei an dem flexiblen Material bzw. der weichen und / oder haftenden Oberflächenbeschichtung des Reinigungselements insbesondere durch Adhäsionskräfte an.
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Es ist vorteilhaft denkbar, dass nach der Behandlung im Klärbecken die Flüssigkeit durch ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere einem Fein- und/oder Grobfilter zur Ausfilterung von Kleinstfeststoffen geführt wird, so dass Feststoffe mit einem voreinstellbaren Filtergrat aus der Flüssigkeit entfernt werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung, insbesondere das Klärbecken mindestens zwei Anschlüsse aufweisen, mit denen das Klärbecken mit einer Strahlbearbeitungsmaschine verbindbar sind. Ein Anschluss kann zur Zuführung des verunreinigten Strahlmittels dienen, ein weiterer kann das gereinigte Strahlgut und/oder die Strahlflüssigkeit der Strahlbearbeitungsmaschine rückführen. Insbesondere kann ein dritter Anschluss entsprechend für eine Rückführung der Strahlflüssigkeit bzw. des Strahlgutes vorgesehen sein. Somit kann ein geschlossener Kreislauf zur Reinigung des Strahlguts bereitgestellt werden, in dem das Strahlgut aus dem Strahlprozess kontinuierlich gereinigt wird und der Strahlbearbeitungsmaschine rückgeführt werden kann, so dass sowohl Strahlgut als auch Strahlflüssigkeit wiederholt zur Strahlbearbeitung eingesetzt werden kann. Hierdurch werden Entsorgungskosten und -aufwand minimiert und eine Umweltbelastung verringert.
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Mit einer Verbindungsleitung kann das Klärbecken an ein weiteres Becken oder an das Abwassersystem angeschlossen sein, um die Flüssigkeit entweder in einem weiteren Becken oder Behälter zu speichern oder in das Abwassersystem abzuleiten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reinigungselement aus einem geschlossenen, linienförmigen Element bestehen und eine Schlaufenform oder Ringform aufweisen. Das Reinigungselement überdeckt damit nicht die komplette Oberfläche des Klärbeckens, sondern überstreicht nur ein Teilbereich. Damit kann das Reinigungselement leicht ausgetauscht werden oder ein weiteres Reinigungselement eingebaut werden. Durch eine insbesondere motorisch angetriebene Bewegung des Reinigungselements in dem Klärbecken werden große Teile der Flüssigkeit erreicht und es haften die feinen Partikel, z.B. zerstoßenes Strahlgut und sonstige Verunreinigungen und abgelöste Werkstückoberflächenspäne an dem Reinigungselement an und werden aus dem Strahlmittel gelöst. Das Reinigungselement kann über einen Antriebsmotor oder manuell bewegt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reinigungselement in einer umlaufenen Bewegung entlang der eigenen Position und Achse bewegt werden, insbesondere durch einen Antriebsmotor ringförmig bewegt werden. Dies ist besonders von Vorteil, wenn das Reinigungselement als Schlaufen- oder Ringform ausgebildet ist. Die Schlaufe kann dann entlang der eigenen Schlaufenform sozusagen „im Kreis“ bewegt werden. Somit können Teilabschnitte des Reinigungselements zeitweise außerhalb des Strahlmittels, insbesondere außerhalb des Klärbeckens geführt werden. Diese Teilabschnitte können außerhalb des Klärbeckens von den Verunreinigungen gereinigt werden, die an dem Reinigungselement anhaften. Dies kann händisch oder durch eine Art Reinigungslippe, Reinigungsöffnung, Reinigungskanal, durch den das Reinigungselement geführt wird, oder ähnliches erfolgen, an der sich das Reinigungselement durch die umlaufende Bewegung selbst abstreift. Das Strahlmittel, dass sich in dem Klärbecken befindet, kann mit einem einzigen Reinigungselement, dass sich kontinuierlich oder intervallmäßig bewegt, von Verunreinigungen und altem Strahlgut gereinigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reinigungselement durch eine Abstreifvorrichtung hindurchgreifen, die außerhalb des Klärbeckens angeordnet ist, wobei die Abstreifvorrichtung anhaftende Verunreinigungen von dem Reinigungselement ablöst. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Reinigungselement eine Schlaufen- oder Kreisform aufweist und durch die Abstreifvorrichtung demnach ein oder zweimal hindurchgreift. In der Ausnehmung, in der das Reinigungselement die Abstreifvorrichtung berührt, können die Verunreinigungen von dem Reinigungselement abgestreift, abgewaschen oder auch abgebürstet werden.
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Dies kann beispielsweise durch eine Art Gummilippe, einen reinigenden Wasser- oder Luftstrahl, eine oder mehrere Bürsten oder einem vergleichbaren Reinigungselement erfolgen. Ebenso könnte das Reinigungselement durch eine Ultraschall-Reinigung in einem extra Becken, durch das das Reinigungselement in der dem Klärbecken abgewandten Seite der Abstreifvorrichtung hindurchgeführt wird, gereinigt werden. Somit kann das Reinigungselement kontinuierlich das Strahlmittel im dem Klärecken reinigen und gleichzeitig kontinuierlich von den Verunreinigungen selbst gereinigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reinigungselement in das Strahlmittel eintauchen und bereichsweise innerhalb des Strahlmittels, das sich im Klärbecken befindet, und bereichsweise außerhalb des Strahlmittels verlaufen. Der Bereich außerhalb des Strahlmittels, insbesondere außerhalb des Klärbeckens kann zum Reinigen der Oberfläche des Reinigungselements dienen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reinigungselement auf einem durchlässigen Trennelement, insbesondere einem Trenngitter, zumindest teilweise aufliegen, wobei das Trennelement innerhalb des Klärbeckens angeordnet ist, sodass das Reinigungselement nicht mit dem Boden des Klärbeckens in Kontakt kommt. Da Trennelement ist hierbei durchlässig für das Strahlgut. Ist das Trennelement als Trenngitter ausgebildet, sind demnach die Maschen derart groß ausgebildet, dass das Strahlgut leicht durch dieses Trenngitter hindurch treten kann. Dabei ist das Trennelement in einem derartigen Abstand zum Boden des Klärbeckens angeordnet, sodass sich bevorzugt unterhalb des Trennelements das Strahlgut absetzt, wobei während einer Einsatzdauer des Klärprozesses am Boden abgesetztes Strahlgut das Trennelement nicht erreicht. Das Reinigungselement kommt demnach nicht mit dem auf dem Boden des Klärbeckens abgesetzten bzw. abgelagerten Strahlgut in Kontakt und nimmt dieses nicht auf. Dadurch kann das Reinigungselement eine verbesserte Reinigung der Flüssigkeit erzielen, da keine Partikel des Strahlguts daran haften bleiben. Zerstoßene und alte, nicht mehr brauchbare Partikel des Strahlguts schwimmen vermehrt an der Oberfläche des Klärbeckens, haften an dem Reinigungselement und können durch das Reinigungselement entfernt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann in das Klärbecken Luft eingeblasen werden oder das Strahlmittel mechanisch in Bewegung versetzt werden. Somit kann ein Aufschwemmen von schwimmfähigen, unbrauchbaren Strahlgut im Strahlmittel erreicht werden, wodurch der Reinigungsvorgang durch das Reinigungselement verbessert werden kann und in einem zeitlich kürzeren Rahmen erfolgen kann. Dies ist besonders von Vorteil, wenn ein Trennelement in dem Klärbecken angeordnet ist. Aufschwimmfähige Bestandteile der Flüssigkeit, die sich unterhalb des Trennelements befinden, können so nach oben gespült werden und können mit dem Reinigungselement in Kontakt treten und durch das Reinigungselement aufgenommen werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann mindestens ein Sedimentierbecken mit einem Boden umfasst sein, wobei das mindestens eine Sedimentierbecken mit dem mindestens einem Klärbecken zur Überführung von geklärter Flüssigkeit vom Klärbecken in das Sedimentierbecken verbindbar oder verbunden ist und mindestens 85% des Flüssigkeitsanteils des gebrauchten Strahlmittels, insbesondere den kompletten Flüssigkeitsanteil, aus dem mindestens einem Klärbecken über eine Überführungsleitung aufnimmt. Die Flüssigkeit kann in diesem Sedimentierbecken weiter aufgefangen werden, wodurch auch die Flüssigkeit recycelt werden kann. In dem Sedimentierbecken kann sich weiterhin in der Flüssigkeit gelöstes Strahlgut oder sonstige Partikel auf dem Boden absetzen, wodurch die Flüssigkeit in einem weiteren Schritt feingereinigt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Klärbecken und/oder das Sedimentierbecken ein bewegbares Fach im Bereich des Bodens aufweisen, das aus dem Klärbecken oder Sedimentierbecken herausgefahren werden kann, wodurch Restpartikel, die auf dem Boden des Sedimentierbecken nach einem Zeitraum t2, wobei t2 > t1, absetzen, nach Abpumpen der Flüssigkeit entfernt werden können. Das Sedimentierbecken hat bevorzugt eine größere Bodenfläche als das Klärbecken und dient zur Feinreinigung der Flüssigkeit. Mit dem Fach können die Ablagerungen aus dem Sedimentierbecken entfernt werden. Das Fach kann als eine Art Schubfach ausgebildet sein. Der Zeitraum t2 kann bevorzugt 1 bis 2 Tage betragen. Der Zeitraum t1 beträgt bevorzugt nur eine bis mehrere Stunden oder kürzer.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Sedimentierbecken mit einer Strahlbearbeitungsmaschine verbindbar oder verbunden sein und die Flüssigkeit zumindest teilweise aus dem Sedimentierbecken in eine Strahlbearbeitungsmaschine zurückführbar sein. Damit kann das Strahlgut und die Flüssigkeit des Strahlmittels der Strahlbearbeitungsmaschine beispielsweise mittels einer Pumpe rückgeführt werden. Somit kann das komplette Strahlmittel recycelt und wieder verwendet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können das Klärbecken und das Sedimentierbecken mit einer Strahlbearbeitungsmaschine zu einem geschlossenen Kreislauf verbindbar sein, sodass das Strahlmittel in der Strahlbearbeitungsmaschine über einen Strahlprozess eine konstante Qualität und ein konstantes Mischungsverhältnis aufweist. Eine Strahlbearbeitungsmaschine und eine angeschlossene Reinigungsvorrichtung können einen geschlossenen Kreislauf bilden und als autarkes System einen längeren Zeitraum ohne Wechsel des Strahlmittels zusammenarbeiten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Klärbecken ein kleineres Volumen als das Sedimentierbecken aufweisen, wobei das Klärbecken insbesondere ein Volumen von 50 l und das Sedimentierbecken insbesondere ein Volumen von 250 l aufweisen kann. Somit kann das Sedimentierbecken mehrere Füllungen von Flüssigkeit aus dem Klärbecken speichern, wobei das Klärbecken in dieser Zeit mehrmals befüllt und entleert wird. Somit kann auch der Zeitnahmen t1 und t2 eingehalten werden, mit t2 > t1, wobei t2 den Zeitrahmen beschreibt, in dem die Flüssigkeit in dem Sedimentierbecken verbleibt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung transportabel ausgeführt ist, insbesondere auf einem Rollwagen angeordnet sein. Eine derartige Reinigungsvorrichtung kann an unterschiedliche Strahlbearbeitungsmaschinen herangefahren werden und an diese angeschlossen werden. Die ganze Reinigungsvorrichtung ist demnach kompakt auf einem Rollwagen angeordnet.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Reinigung von Strahlmittel einer Strahlbearbeitungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- – Zuführen von gebrauchtem Strahlmittel, insbesondere mindestens 50 l gebrauchtes Strahlmittel, in das Klärbecken der Reinigungsvorrichtung, bis das Reinigungselement zumindest teilweise mit Strahlmittel überdeckt ist,
- – Belassen des gebrauchten Strahlmittels für einen Zeitraum t1 in dem Klärbecken, bis sich das Strahlgut auf den Boden des Klärbeckens abgesetzt hat,
- – Bewegen des Reinigungselements, insbesondere entlang der eigenen Position und Achse, innerhalb des Strahlguts bzw. der Flüssigkeit im Klärbecken, sodass Verunreinigungen an dem Reinigungselement anhaften,
- – Abstreifen der Verunreinigungen vom Reinigungselement,
- – Abpumpen der Flüssigkeit aus dem Klärbecken.
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Die Bewegung des Reinigungselements kann über einen Antriebsmotor erfolgen. Das Reinigungselement kann über eine automatisierte Abstreifvorrichtung oder manuell von den Verunreinigungen aus dem Strahlmittel gesäubert werden. Die Abstreifvorrichtung ist bevorzugt außerhalb des Klärbeckens angeordnet. Nach dem Reinigen kann das Strahlgut in eine Strahlbearbeitungsmaschine rückgeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können weiterhin die folgenden Schritte beinhaltet sein:
- – Überführung der Flüssigkeit aus dem Klärbecken in ein Sedimentierbecken über eine Überführungsleitung und Rückführung von gereinigtem Strahlgut aus dem Klärbecken in die Strahlbearbeitungsmaschine über einen Anschluss, wobei bevorzugt nur Strahlgut einer gewünschten Qualität, die im Bereich der Qualität des Ausgangsstrahlguts liegt, in die Strahlbearbeitungsmaschine rückgeführt wird,
- – Belassen der Flüssigkeit in dem Sedimentierbecken für einen Zeitraum t2, wobei t2 > t1, bis sich Restpartikel des Strahlguts auf den Boden des Sedimentierbeckens abgesetzt haben,
- – Rückführen der Flüssigkeit in die Strahlbearbeitungsmaschine,
- – Entnahme der Restpartikel aus dem Sedimentierbecken über ein Fach, das am Boden des Sedimentierbeckens angeordnet und herausschiebbar ist.
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Bei der Rückführung des Strahlgutes kann eine weitere Filterung des Strahlgutes, z.B. durch eine Filtervorrichtung zur Ausfilterung von zu großen und zu kleinen Strahlgutbestandteilen vorgesehen sein. Somit wird nur Strahlgut mit einer vorbestimmbaren Strahlgutgröße rückgeführt, wodurch die Qualität des Strahlmittels aufrecht erhalten bleibt. Die Menge des ausgesiebten Strahlguts kann als Maß für zusätzlich neu einzubringendes Strahlgut verwendet werden.
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Das Klärbecken besitzt in dieser Ausführungsform einen Anschluss für eine Überführungsleitung eines Sedimentierbeckens. So kann das Strahlgut und die Flüssigkeit des Strahlmittels gereinigt und wieder verwendet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann das Sedimentierbecken an die Strahlbearbeitungsmaschine über einen Anschluss anschließbar sein und an das Klärbecken über einen Anschluss angeschlossen werden oder das Klärbecken mit der Strahlbearbeitungsmaschine über mindestens zwei Anschlüsse verbindbar sein, die bevorzugt als Schlauchleitung ausgebildet sind. Somit kann ein geschlossenes System zum Zuführen von verunreinigtem Strahlmittel aus einer Strahlbearbeitungsmaschinen in die Reinigungsvorrichtung, zum Reinigen des Strahlmittels sowie Abführen von gereinigtem Strahlgut sowie gereinigter Flüssigkeit aus der Reinigungsvorrichtung in die Strahlbearbeitungsmaschine erreicht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann über die Anschlüsse eine derartige Menge an gereinigtem Strahlgut und Flüssigkeit kontinuierlich in die Strahlbearbeitungsmaschine rückführbar sein, sodass eine konstante Qualität und ein konstantes Vermischungsverhältnis mit bevorzugt 1/3 Strahlgut und bevorzugt 2/3 Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in der Strahlbearbeitungsmaschine sichergestellt werden kann, wobei das Volumen des Klärbeckens entsprechend geringer als das Volumen des Sedimentierbeckens ist. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines autarken Systems, das direkt an eine Strahlbearbeitungsmaschine angeschlossen werden kann und ohne externe Zufuhr von Flüssigkeit oder Strahlgut das Strahlmittel reinigen und der Strahlbearbeitungsmaschine wieder zuführen kann. Dadurch kann ein kontinuierlicher Strahlprozess mit einer nahezu konstanten Qualität des Strahlmittels sichergestellt werden.
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Alternativ kann die Reinigungsvorrichtung auch im Stand-Alone-Betrieb eingesetzt werden, wobei gebrauchtes Strahlmittel z.B. händisch eingebracht und zurückführendes Strahlgut und Strahlflüssigkeit händisch entnommen werden kann.
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ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungen und Zeichnungsbeschreibungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung;
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3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung;
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4 eine isometrische Darstellung der Ausführungsform aus 3;
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5 eine Draufsicht der Ausführungsform aus 3;
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6 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform aus 3;
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7 eine Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klärbeckens;
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8 eine weitere Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klärbeckens aus 7;
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9 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung angeschlossen an eine Strahlbearbeitungsmaschine;
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10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10. Die Reinigungsvorrichtung 10 besitzt ein Klärbecken 12 und ein Sedimentierbecken 18. Im Innern des Klärbeckens 12 ist ein Reinigungselement 44 beweglich gelagert. Das Reinigungselement 44 ist als Schlaufe 30 ausgebildet und kann in Form eines Schlauches 32, insbesondere als Ringschlauch ausgebildet sein und aus Gummi bestehen. In das Klärbecken 12 wird gebrauchtes Strahlmittel 26 beispielsweise über den Anschluss 34, der mit einer nicht dargestellten Strahlbearbeitungsmaschine z.B. zur Nachbearbeitung von spanabhebenden Werkzeugen verbunden ist, eingeführt. Nach einem Zeitraum t1 setzt sich auf den Boden 16 des Klärbeckens 12 das Strahlgut 20 aus dem Strahlmittel 26 ab. Im oberen Bereich des Klärbeckens 12 und an der Oberfläche 14 verbleibt die Flüssigkeit 22. Das Reinigungselement 44 befindet sich komplett innerhalb des Klärbeckens 12 und nimmt durch die haftende Oberfläche die Verunreinigungen sowie altes Strahlgut 20 auf und trennt dieses aus der Flüssigkeit 22. Aus dem Klärbecken 12 kann über einen Anschluss 36a an eine Strahlbearbeitungsmaschine das gereinigte und eventuell noch zu filternde Strahlgut 20 in die Strahlbearbeitungsmaschine rückgeführt werden. Über eine Überführungsleitung 38, die das Klärbecken 12 mit einem Sedimentierbecken 18 verbindet, wird zuvor die Flüssigkeit 22 in das Sedimentierbecken 18 gepumpt. Dort verbleibt die Flüssigkeit 22 für einen weiteren Zeitraum t2, bis sich weitere Restpartikel 24 des Strahlguts 20 auf dem Boden 19 des Sedimentierbeckens 18 abgesetzt haben. Über den Anschluss 36b kann die weiterhin gereinigte Flüssigkeit 22 in die Strahlbearbeitungsmaschine (nicht dargestellt) rückgeführt werden, wobei diese eventuell ebenfalls eine weitere Filtereinrichtung durchläuft.
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In 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10 dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform in 1 verläuft das Reinigungselement 44 teilweise innerhalb des Strahlmittels 26 und teilweise außerhalb des Strahlmittels 26, wobei außerhalb des Klärbeckens 12 eine Abstreifvorrichtung 42 angeordnet ist. Das Reinigungselement 44 verläuft durch diese Abstreifvorrichtung 42, welche bewirkt, dass die Verunreinigungen von dem Reinigungselement 44 entfernt werden. Durch eine umlaufende Bewegung des Reinigungselements 44 kann dieses kontinuierlich Verunreinigungen aus dem Strahlmittel 26 aufnehmen, die an der Abstreifvorrichtung 42 wieder entfernt werden. So kann eine kontinuierliche Reinigung des Reinigungselements 44 stattfinden. Die Bewegung des Reinigungselements 44 erfolgt über einen Antriebsmotor 56, wobei das ringförmige Reinigungselement z.B. zwischen zwei Walzen oder über eine Treibschreibe 58, die motorisch angetrieben werden, geführt wird. In den weiteren Ausführungen entspricht die Ausführungsform aus 2 der aus 1.
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3 bis 6 zeigen verschieden Ansichten einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10. Die Darstellungen zeigen die Reinigungsvorrichtung 10 ohne zu reinigendes Strahlmittel.
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3 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung 10, die auf deinem Rollwagen 50 angebracht ist. Die Reinigungsvorrichtung 10 besteht aus einem Klärbecken 12 und einem Sedimentierbecken 18. Das Sedimentierbecken 18 ist mit dem Klärbecken 12 über die Überführungsleitung 38 verbunden. Das Klärbecken 12 kann über den Anschluss 34 an eine Strahlbearbeitungsmaschine (nicht dargestellt) angeschlossen werden, um das verunreinigte Strahlmittel in das Klärbecken 12 zu pumpen. Über einen weiteren Anschluss 36a kann das Klärbecken 12 mit der Strahlbearbeitungsmaschine verbunden werden, um das gereinigte Strahlgut wieder zurück zu befördern. Ebenso kann das Sedimentierbecken 18 über den Schluss 36b mit der Strahlbearbeitungsmaschine verbunden werden, um die gereinigte Flüssigkeit wieder zurück zu führen. Das Sedimentierbecken 18 weist an der Unterseite ein Fach 48 auf, das herausgefahren werden kann. Dadurch können weitere Ablagerungen aus Verunreinigungen oder altem Strahlgut aus dem Sedimentierbecken 18 entfernt werden.
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Die isometrische Darstellung in 4 zeigt, dass in dem Klärbecken das Reinigungselement 44 angeordnet ist, das als Schlauch 32 in Form einer Schlaufe 30 in dem Klärbecken 12 verläuft. Im Randbereich des Klärbeckens 12 ist die Abstreifvorrichtung 42 angeordnet, die das Reinigungselement 44 von Verunreinigungen reinigt. Die Abstreifvorrichtung kann ein zylindrischer Abstreifkanal oder eine Abstreiföffnung sein, durch die der Schlauch 32 gezogen wird, wobei am Rand der Öffnung bzw. des Kanals Ablagerungen und Verunreinigungen abgestreift werden. Das Reinigungselement 44 verläuft hierbei in einer umlaufenden Bewegung innerhalb des Klärbeckens 12 entlang der eigenen Schlaufenform. Die Draufsicht zeigt 5 zeigt ebenso das schlaufenförmige Reinigungselement 44 und die Abstreifvorrichtung 42.
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Die Schnittdarstellung in 6 zeigt den Schnitt C-C aus 5. Der Schnitt C-C verläuft durch das Klärbecken 44 und zeigt demnach einen möglichen Verlauf des Reinigungselements 44 in dem Klärbecken 12. Innerhalb des Klärbeckens 12 ist in einem Abstand zum Boden des Klärbeckens 12 ein Trennelement 52 angeordnet. Dieses wird in dieser Ausführungsform durch ein Trenngitter 54 gebildet. Das Reinigungselement 44 liegt teilweise auf diesem Trennelement 52 auf, sodass es nicht in Kontakt mit dem abgesetzten Strahlgut im Bodenbereich des Klärbeckens 12 kommt. Durch das Trenngitter 54 kann demnach das Strahlgut hindurchgleiten und sich im Bodenbereich des Klärbeckens 12 absetzen. Mit einer Düse 40 oder Ähnlichem kann in das Klärbecken 12 ein Luftstrom eingebracht werden, der das Strahlmittel durchmischt, sodass auch die Flüssigkeit des Strahlmittels, die sich unterhalb des Trennelements 52 befindet, mit dem Reinigungselement 44 in Kontakt kommt. Die Schnittdarstellung verläuft ebenso durch den Motor 28, der als Antriebsmotor 56 der Treibscheibe 58 dient sowie durch die Abstreifvorrichtung 42, die im Rangbereich bzw. neben dem Klärbecken 12 angeordnet sind und die von der Treibscheibe 58 entlang seiner Ringform bewegt wird.
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In 7 und Fig. sind Ansichten einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klärbeckens 12 dargestellt. Beide Darstellungen zeigen das vorhandene Strahlmittel 26 in dem Klärbecken 12.
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7 zeigt eine Momentaufnahme, in der das Strahlmittel 26 das Trennelement 52 komplett überdeckt, sodass dieses nicht sichtbar ist. Das Reinigungselement 44 verläuft ebenso teilweise innerhalb des Strahlmittels 26 und mündet im oberen Bildrand in die Abstreifvorrichtung 42 und den Antriebsmotor 56, der hier nicht dargestellt ist.
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8 zeigt eine Momentaufnahme zu einem späteren Zeitpunkt als die Darstellung in 7. Der Pegel des Strahlmittels 26 ist geringer als in 7, sodass das Trennelement 52 in Form eines Trenngitters 54 zumindest teilweise sichtbar ist. Das Reinigungselement 44 liegt auf dem Trennelement 52 auf und ist in dieser Darstellung ebenso fast komplett sichtbar. Der Pegel des Strahlmittels 26 bzw. der Flüssigkeit 22 des Strahlmittels 26 ist ungefähr in Höhe des Trennelements 52. Dies zeigt den Zustand, nachdem sich das Strahlgut (nicht sichtbar) auf den Boden des Klärbeckens 12 abgesetzt hat und die Flüssigkeit 22 zumindest teilweise aus dem Klärbecken 12 abgepumpt wurde. Zwischen den beiden Momentaufnahmen aus den 7 und 8 kann das Stahlmittel 26 durch eine Luftdüse oder Ähnliches in Bewegung versetzt werden, sodass die komplette Flüssigkeit 22 mindestens einmal in Kontakt mit dem Reinigungselement 44 kommt.
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9 zeigt die Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10, angeschlossen an eine Strahlbearbeitungsmaschine 46.
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In 10 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 10 dargestellt. Diese zeigt den schematischen Aufbau beim Anschluss der Reinigungsvorrichtung 10 an eine Strahlbearbeitungsmaschine 46. Die Strahlbearbeitungsmaschine 46 ist über die Anschlüsse 34, 36a, 36b mit der Reinigungsvorrichtung 10 verbunden. Die 9 und 10 zeigen, dass durch eine derartige Anordnung ein geschlossenes System erreicht werden kann. Damit werden eine kontinuierliche Reinigung des Strahlmittels sowie eine kontinuierliche Bearbeitung eines Werkstückes in der Strahlbearbeitungsmaschine mit einem Strahlmittel von konstanter Qualität und konstantem Mischungsverhältnis von Flüssigkeit und Strahlgut sichergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reinigungsvorrichtung
- 12
- Klärbecken
- 14
- Oberfläche des Klärbecken
- 16
- Boden des Klärbecken
- 18
- Sedimentierbecken
- 19
- Boden des Sedimentierbeckens
- 20
- Strahlgut
- 22
- Flüssigkeit
- 24
- Restpartikel des Strahlguts
- 26
- Strahlmittel
- 28
- Motor
- 30
- Schlaufe
- 32
- Schlauch
- 34
- Anschluss Klärbecken – Strahlbearbeitungsmaschine für Zufluss von Strahlmittel
- 36a
- Anschluss Klärbecken – Strahlbearbeitungsmaschine für Rückführung von Strahlgut
- 36b
- Anschluss Sedimentierbecken – Strahlbearbeitungsmaschine für Rückführung von Flüssigkeit
- 38
- Überführungsleitung Klärbecken – Sedimentierbecken
- 40
- Düse
- 42
- Abstreifvorrichtung
- 44
- Reinigungselement
- 46
- Strahlbearbeitungsmaschine
- 48
- Fach
- 50
- Wagen
- 52
- Trennelement
- 54
- Trenngitter
- 56
- Antriebsmotor des Reinigungselements
- 58
- Treibscheibe des Reinigungselements