Ventil zum Wasserabrasivsuspensionsstrahlschneiden

// Fertigungstechnik // Maschinen- und Anlagenbau // Maschinenbau
Ref-Nr: 17000

Einleitung / Abstract

Die erfindungsgemäße Technologie betrifft ein Ventil für das Wasserabrasivsuspensionsstrahlschneiden zum Unterbrechen und erneuten Freigeben eines Wasserabrasivsuspensionsstrahls.

Abb. 1: Funktionsprinzip eines Nadelventils zum Schalten von Suspensionen

Hintergrund

Beim Wasserstrahlschneiden wird zwischen dem Reinwasserstrahl- und dem Wasserabrasivstrahlschneiden unterschieden. Das Reinwasserstrahlschneiden eignet sich lediglich zum Trennen von weichen Werkstoffen, daher wird industriell meist das Wasserabrasivstrahlschneiden angewendet. Es eignet sich zum Trennen von nahezu allen Werkstoffen und wird in Injektorstrahlschneiden und Suspensionsstrahlschneiden unterteilt. Für die industrielle Teilefertigung kommt bisher ausschließlich das Injektorstrahlschneiden zum Einsatz, bei dem das Abrasivmittel erst nach der Strahlerzeugung zugeführt wird. Zusammen mit dem Abrasivmittel gelangt ebenfalls Luft in den Strahl. Beim Suspensionsstrahlschneiden wird hingegen das Abrasivmittel mit dem Wasser vorgemischt, gemeinsam auf Hochdruck verdichtet und in der Schneiddüse beschleunigt. Deshalb kommt der Suspensionsstrahl ganz ohne Luftanteil im Schneidstrahl aus, was dessen Schneidleistung und Genauigkeit potenziell erhöht. Durch das im Wasser enthaltene Abrasivmittel ist es jedoch nicht möglich einen Suspensionsstrahl mit Hilfe eines Schaltventils zu unterbrechen. Die Partikel in der Suspension verhindern ein Ventilschließen. Daher existiert zurzeit keine Lösung für das Unterbrechen und erneute Freigeben eines Wasserabrasivsuspensionsstrahls. Zur Schneidstrahlunterbrechung wird aktuell die gesamte Hochdruckerzeugung ausgeschaltet.

Lösung

Durch die Unterbrechung des Wasserabrasivsuspensionsstrahls am Schneidkopf wird im Gegensatz zur Schneidstrahlunterbrechung durch Abschalten der gesamten Anlage ein schneller Schaltvorgang ermöglicht. Das ermöglicht das Schneiden von Innenkonturen und eine Handhabung von Wasserabrasivsuspensionsstrahlanlagen, die vergleichbar mit der von industriellen Standardanlagen ist, welche auf der Wasserabrasivinjektorstrahltechnik basieren. Durch ein Suspensionsschaltventil lassen sich daher die Einsatzmöglichkeiten einer Injektorstrahlanlage mit dem hohen Wirkungsgrad einer Suspensionsstrahlanlage kombinieren. Hierzu kommt ein Nadelventil mit zylindrischem Schaft in Verbindung mit einer Gleitlagerbuchse mit schraubenförmigen Durchströmungskanälen zum Einsatz.

Vorteile

Ventil zum Schalten eines Wasserabrasivsuspensionsstrahls Konstruktion ermöglicht eine schlanke Schneidkopfgestaltung Kostenvorteile und geringer Ventilverschleiß

Anwendungsbereiche

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Wasserstrahlschneiden.

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