CH414485A - Düsenkopf mit Radialdüse - Google Patents

Description

      Düsenkopf    mit     Radialdüse       Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenkopf  mit einer     Radialdüse    für den Austritt eines     Flüssig-          keits-Luftgemisches.     



  Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Ver  wendung dieser Düse.  



  Die gleichzeitige Verteilung von festen und flüssi  gen Stoffen in der Luft, d. h. das Versprühen einer  Suspension stösst auf erhebliche technische Schwie  rigkeiten. Einerseits bereitet bereits die Aufrechter  haltung einer gleichmässigen Suspension Schwierig  keiten, da sich trotz Rühren, eine     Sedimentation    oft  mals nicht völlig verhindern lässt und zudem neigen       leichtflüchtige    Zusätze zum Verdunsten. Anderseits  neigen solche in Düsen versprühte Suspensionen  dazu, die     Düsenkanäle    zu verstopfen.

   Namentlich bei       Betriebsunterbrüchen    lagern sich die festen Stoffe     in     den Leitungen und Kanälen ab und verringern da  durch die     Durchflussquerschnitte    bis zur schliesslich  völligen Verstopfung. Bei einigen pulverförmigen  Stoffen entstehen an den Düsen noch zusätzliche  Probleme durch die     abrasive    Wirkung solcher Mate  rialien, wie beispielsweise Glimmer.  



  Probleme dieser     Art    treten namentlich bei der  Fabrikation von     Motorfahrzeug-Reifen    auf. Der Rei  fenrohling ist vor seiner     Vulkanisation    mit einem als  Trenn- und Gleitschicht wirkenden Innenanstrich zu  versehen, der     in    vielen Fabrikationsstätten mit     Hilfe     eines Pinsels von Hand aufgetragen wird. Das An  bringen dieses Anstriches ist aber zeitraubend und       ausserdem    besteht die Gefahr eines ungleichmässigen:  Auftrages, so dass bei der Weiterverarbeitung  Schwierigkeiten entstehen können. Ein solcher Auf  trag muss zudem sehr dünn sein, damit er für die  nachfolgende     Vulkanisation    des Reifens nicht wär  meisolierend wirkt.

   Ein zu dicker Auftrag benötigt  zudem eine längere Verdunstungszeit für das    Lösungsmittel, so .dass die Weiterverarbeitung verzö  gert wird.  



  Mit der     erfindungsgemässen    Düse lassen sich  diese Probleme lösen. Die     Erfindung    ist dadurch     ge-          kennzeichnet,    dass eine weitere     Radialdüse    für ein       Pulver-Luftgemisch        vorhanden    ist, wobei die     öffnun-          gen    der beiden     Radialdüsen    im Austrittsbereich       einander    zugeneigt sind.  



  Die     Erfindung        betrifft    ferner die Verwendung des  Düsenkopfes zum Auftragen einer Trenn- und     Gleit-          schicht    auf einem     Fahrzeugreifen-Rohling    vor     seiner          Vulkanisierung.     



  Ein Vorteil dieser     erfindungsgemässen    Düse be  steht darin, dass sie     nicht    zur Verstopfung neigt,  selbst bei grossen Toleranzen bezüglich     Korngrösse     und Reinheit der zu versprühenden Stoffe, da diese       keine    feinen     Bohrungen    oder Engpässe zu     passieren     haben. Ein weiterer Vorteil dieses erfindungsgemässen       Düsenkopfes    besteht in der veränderbaren und ge  nauen     Dosiermöglichkeit    für beide Stoffe.  



  In der Zeichnung sind     Ausführungsbeispiele    des  Erfindungsgegenstandes dargestellt.  



       Fig.1    zeigt einen Längsschnitt durch einen Düsen  kopf,       Fig.    2 zeigt einen Querschnitt     durch    den Düsen  kopf nach der Linie A -B in     Fig.    1,       Fig.    3 ist     ein        Vertikalschnitt    durch eine Gesamt  sprüheinrichtung samt Reifenrohling.  



  In den     Fig.    1 und 2 ist ein     Rundstrahldüsenkopf     zum Versprühen eines pulverförmigen und     eines     flüssigen Stoffes dargestellt. In der Mitte des Düsen  kopfes     befindet    sich ein hohles     Zufuhrrohr    1 für die  Zuleitung des flüssigen Stoffes, beispielsweise Öl  oder Lösungsmittel. Dieses     Zufuhrrohr    1 ist axial  verschiebbar und wird in der untersten Lage durch  einen in die Rohröffnung     hineinragenden    Kegel 2      verschlossen.

   Um dieses     Zufuhrrohr    1 herum befin  det sich ein ringförmiger Kanal 3, welcher .der     Zulei-          tung    von Sprühluft dient. Der Kanal 3 mündet in sei  nem vordersten Bereich in eine rechtsgewundene  Schraubennut 4 ein, wodurch der Sprühluft ein Drall  erteilt wird. Diese Sprühluft tritt am vorderen Stirn  ende des Rohres 1 aus und bewirkt infolge des ihr       erteilten    Dralles eine     Verwirbelung    der durch den       Hohlraum    des Rohres 1     zugeführten    Flüssigkeit     im          trichterförmigen    Ringspalt 5. Dieser Spalt 5 erstreckt  sich über 360  und verengt sich gegen den Rand hin.

    Er wird     lediglich    durch     nichteingezeichnete    Befesti  gungsbolzen o.     dgl.    an     einigen    Stellen unterbrochen.  Diese     Befestigungsbolzen    sind von strömungstech  nisch     gut    geformten Leitblechen umgeben, so     dass     aussen am Umfang der Düse auch     im    Bereiche dieser  Leitbleche keine Unterbrechung des austretenden  Rundstrahles entsteht.  



  Koaxial zum     Zufuhrrohr    1 befindet sich um die  ses     herum    eine Förderschnecke 6, die von einem  Motor um ihre Längsachse drehbar ist. In den  Schneckengängen 7 wird ein pulverförmiger     Stoff          transportiert,    welcher durch Linksdrehung der     För-          derschnecke    gegen die vordere Stirnseite der  Schnecke     gefördert    wird. Die Schnecke ist von einem  koaxial     angeordneten    Rohr 8 umgeben, an welches  sich aussen ein     rohrförmiger    Mantel 9 anschliesst,  .der ebenfalls koaxial verläuft.

   Zwischen dem Rohr 8  und dem Mantel 9 befindet sich ein ringförmiger  Luftkanal 10, der in     seinem    unteren Teil in eine  Schraubennut 11 übergeht, die     stirnseitig    offen     ist.     Am vordren Ende .des Rohres 8 gelangt nun die in  Drall     versetzte    Luft mit dem von der Förderschnecke  transportierten     pulverförmigen,    Stoff     in.        Berührung,

       wodurch eine     innige    Vermischung     eintritt.    Im Ring  kanal 12 wird ein sich trichterförmig verengender  Spalt     gebildet.    Die Drehrichtung des Wirbels     im     Ringkanal 12 ist     entgegengesetzt    zu derjenigen im  Ringspalt 5. Da die :äusseren Spaltteile 13 und 14       zueinander    leicht geneigt sind, d. h. im Querschnitt       einen    spitzen     Winkel    zueinander     bilden,    kreuzen sich  die austretenden Strahlen     ausserhalb    der Düse.

    Durch die     zueinander    entgegengesetzte Drehrichtung  findet     ausserhalb    der Düse eine gute Mischung der  beiden versprühten Stoffe statt.  



  Um die dadurch entstehende nebelartige Mi  schung an die gewünschte Stelle zu leiten, werden  zwei Luftvorhänge erzeugt,     in    der Weise, dass über  ein Rohr 17 oder     einen    Schlauch einem oberen und  unteren     Ringkanal    18 bzw. 19 Luft zugeführt wird  und durch obere Kanäle 15 und untere Kanäle 16  ausströmt, welche als Bohrungen oder Schlitze ausge  bildet sein     können.    Diese Kanäle sind zueinander  kreuzweise angeordnet, so dass die durch sie erzeug  ten Luftvorhänge die versprühten Stoffe zur ge  wünschten Stelle leiten. Die Luft für diese Luftvor  hänge weist einen etwas höheren Druck auf als die  Sprühluft.

   Durch den Austritt der Luft aus den  Kanälen 15 und 16 etwa in     tangentialer    Richtung,       erreicht    man eine kreisende Bewegung der versprüh-         ten    Stoffe, was     zusammen    mit der     Axialbewegung    der  Düse einen     gleichmässigen    Stoffauftrag an einem  Werkstück ergibt. Am Schluss der Sprühoperation  strömt nur noch Luft aus den Düsen 15 und 16 aus,  da die Zufuhr des     flüssigen    und pulverförmigen Stof  fes unterbrochen wird, wodurch eine     Ausblasung    des  Werkstückes stattfindet und allfällige restliche Dämp  fe in einem     Abluftkanal    ausgeblasen werden.  



  Die Breite der Kanäle 5 und 12 kann den jeweili  gen Verhältnissen in einfacher     Weise    angepasst und  verändert werden.  



  Durch diesen Düsenkopf könnte auch ein  schichtmässiger Auftrag durchgeführt werden, indem  beispielsweise vorerst nur die mit Luft     vermischte     Flüssigkeit aufgesprüht und hernach nur das mit Luft       vermischte    Pulver zerstäubt wird, welches dann an  der am Werkstück niedergeschlagenen Flüssigkeit  haftet.  



  In     Fig.3    ist die Anwendung der Düse für das  Auftragen einer Schicht auf der Innenseite eines       Motorfahrzeug-Reifenrohlings    dargestellt.  



  Die Düsen erzeugen     zwei    leicht kegelförmige,  nach abwärts gerichtete Strahlen. Dadurch ergibt sich  auch bei Reifenrohlingen mit vergleichsweise     gros-          sem    Innendurchmesser .die Möglichkeit, die gesamte  Innenseite des     Reifenrohlings    27 zu besprühen. Der  Reifenrohling 27 wird zwischen einer oberen und  unteren konischen Scheibe 28, 29 gehalten. Das  Ganze ist von einer Haube 21 umgeben. In der Mitte  befindet sich der Düsenkopf, dessen Mantelrohr 9  auf- und     abbeweglich    ist, beispielsweise durch einen  pneumatischen Hubzylinder.

   Die unterste Lage ist in       Fig.    3 in vollen Linien, die oberste Lage in unterbro  chenen Linien     dargestellt.    Der Hub entspricht etwa  dem längsten zum Einsatz kommenden Reifenrohling  und erfolgt durch einen in der Zeichnung nicht dar  gestellten pneumatischen oder     hydraulischen        Hub.          zylinder.    Durch die perforierte untere     Konusscheibe          wird    überflüssige Sprühluft und Sprühmaterial     in    die  angeschlossene Ventilation     abgesogen.     



  Die Zufuhr der Flüssigkeit erfolgt oben über  einen Kopf 22. Das zur Verwendung kommende Pul  ver liegt in einem Behälter 23. In diesem dreht sich  eine Drahtschlaufe 24 um eine Welle 25. Diese  Drahtschlaufe 24 wird über ein     Kegelradgetriebe    26  von einem nicht dargestellten Motor, welcher auch  die Förderschnecke antreibt, in Bewegung gesetzt.  Der äussere Mantel 9 ist im Bereich des Behälters 23  mit einer     sektorförmigen    Öffnung versehen, so dass  das Pulver in die Förderschnecke 7 hineingelangen  kann und von dort gegen die Düse transportiert     wird.     Durch diese Drahtschlaufe 24 wird die sonst bei pul  verförmigen Stoffen zu befürchtende Brückenbildung  zuverlässig vermieden und anderseits gewährleistet  diese Einrichtung eine gleichmässige Materialzufuhr.

    Die abgewinkelte Ausbildung des Behälters 23 ist so  getroffen, dass die Einrichtung ohne Änderung auch  um 90  verdreht, also mit     horizontaler    Drehachse der       Förderschnecke    verwendbar ist. Durch die Drehbe  wegung der Förderschnecke erfolgt eine Zuführung      des Pulvers gegen die Düse mit geringer Geschwin  digkeit, wodurch sich die Abnützung der beteiligten  Teile in engen Grenzen hält und ausserdem die ein  mal gewählte Fördermenge genau konstant bleibt.  Dieser Fördermechanismus ergibt den Vorteil, dass  die Materialzuführung unabhängig von der Luft  menge und dem     Luftdruck    zwangsläufig erfolgt,  wobei gleichzeitig eine Kornpression des Pulvers und       Materialzusammenballungen    vermieden werden.

   Da  der Transportweg zudem kurz ist und das Material  keine ins Gewicht fallenden Krümmungen oder Ven  tile passieren muss, ist die Gefahr von Verstopfungen  beseitigt. Das in dem Ringkanal 12 von der Sprühluft  erfasste Material wird in eine spiralförmige Bewe  gung     versetzt,    verwirbelt     und    schliesslich am Düsen  mantel ausgeblasen. Für die Sprühluft genügt bereits       ein    niedriger Druck, so dass sich auch die Austritts  geschwindigkeit in mässigen Grenzen bewegt. Die  beiden zu dosierenden Komponenten können unab  hängig voneinander reguliert werden, wodurch sich  eine gewählte Zusammensetzung genau einhalten  bzw. reproduzieren lässt.

   Dadurch,     dass    man die  Aufprallgeschwindigkeit der versprühten Stoffe unter  Kontrolle hat, wird eine Verdichtung der besprühten  Fläche verhindert. Die Luftvorhänge unterstützen  zudem den Transport der zerstäubten Stoffe genau an  den gewünschten Stellen, so dass nur geringe Verlu  ste entstehen, welche in die Ventilation ausgeblasen  werden. Mit einem     Versuchsdüsenkopf    konnten  Flüssigkeiten mit einer Viskosität von 14     Engler-          Graden    vernebelt bzw. versprüht werden.  



  Dieses Aufsprühen mit dem beschriebenen  Düsenkopf ist gegenüber der     Handauftragung     wesentlich wirtschaftlicher. Bei einer Suspension von  Glimmer oder Graphit in Alkohol oder     Benzin    unter  Verwendung eines Schmieröles wurden bei der kon  ventionellen Methode durch Anstreichen mit einem  Pinsel bei einer Produktion von 120 000 Reifen ins  gesamt 2345 Liter Alkohol und 2940 Liter     Benzin     verbraucht. Mit dem beschriebenen Düsenkopf  konnte der Verbrauch für die gleiche Stückzahl auf  82 Liter Alkohol und 82 Liter Benzin gesenkt wer  den.

   Da somit pro Reifen zusammen weniger als  1,4     cmg    Alkohol und Benzin verbraucht wird, ergibt  sich auch eine wesentlich kürzere     Trocknungszeit    des  Reifens nach dem Auftrag. Als Folge davon kann der  Rohling sofort weiterverarbeitet werden, während bei  der bisherigen Methode eine längere Lagerungszeit  zur Trocknung der Reifeninnenseite eingeschaltet  werden musste. Ferner wirkt sich der Umstand gün  stig aus, dass mit diesem Düsenkopf ohne Änderun  gen Reifen von verschiedenen Durchmessern be  sprüht werden können. Die Erfahrung hat gezeigt,  dass ohne Umstellung Reifen mit einem Durchmesser  von 8" und 21" direkt hintereinander besprüht wer  den können.

   Da die Innenseite des Rohlings während  des Sprühvorganges vollständig abgeschirmt ist und  die restlichen Spuren der versprühten Stoffe sofort     in     den     Abluftkanal    ausgeblasen werden, sind in der  Umgebung der Sprühkabine praktisch keine Dämpfe    vorhanden, so dass das Bedienungspersonal ohne  Maske arbeiten kann: Ausserdem bleibt auch die  Explosionsgefahr weit unterhalb der Gefahrengrenze.  Der wesentlich geringere Verbrauch an Benzin und  Alkohol, bzw. der geringere Anfall von Dämpfen,  vermindern zudem die Feuersgefahr.  



  Mit diesem Düsenkopf kann auch eine Pro  grammsteuerung verbunden werden, in dem     Sinne,     dass die Anteile der versprühten Stoffe im Verlaufe  der Sprühoperation verändert werden oder dass  aufeinanderfolgende Werkstücke     mit    unterschiedli  chen     Zusammensetzungen    besprüht werden.  



  Unter dem Ausdruck  flüssig  soll ein leichtflüs  siger bis zähflüssiger     Viskositätsbereich        verstanden     werden.  



  Der     Drehsinn    der Schraubennuten     für    die Luft  und derjenige der Förderschnecke ist nicht an     die     beschriebene Ausführungsform gebunden, wichtig ist       lediglich,    dass durch geeignete gegenseitige Wahl des  Drehsinnes der     Verwirbelungseffekt    möglichst unter  stützt wird.  



  Eine weitere     Ausführungsvariante    besteht darin,  dass der pulverförmige Stoff innen und der flüssige  Stoff aussen zugeführt wird. Die in der Zeichnung       dargestellte    und beschriebene Ausführungsform wird       jdoch    aus konstruktiven Gründen bevorzugt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHI Düsenkopf mit einer Radialdüse für den Austritt eines Flüssigkeits-Luftgemisches, dadurch gekenn zeichnet, dass eine weitere Radialdüse für ein Pulver- Luftgemisch vorhanden ist, wobei die Öffnungen der beiden Radialdüsen im Austrittsbereich einander zu geneigt sind. UNTERANSPRüCHE 1.

   Düsenkopf nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung der Flüssigkeit durch ein in Axialrichtung verschiebbares Rohr (1) erfolgt, dessen vorderes Ende mit einem im Innern des Düsenkopfes liegenden Verschlussorgan (2) zu sammenwirkt. 2. Düsenkopf nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr .der Flüssigkeit, des Pulvers und der Druckluft ausserhalb des Spritz- kopfes in separaten, koaxial ineinanderliegenden Leitungen erfolgt. 3.

   Düsenkopf nach Patentanspruch I und Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das das Pulver enthaltende Zuleitungsrohr (6) als Förder schnecke ausgebildet und um seine Längsachse dreh- bar ist. 4.

   Düsenkopf nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im Kopfinnern zwei ringförmige Luftkanäle (18, 19) vorhanden sind, zwischen denen die beiden Radialdüsen (13, 14) liegen, wobei die Luftkanäle COffnungen (15, 16) zur Bildung je eines kegelmantelförmigen Luftvorhanges aufweisen.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung des Düsenkopfes nach Patentan spruch I zum Auftragen einer Trenn- und Gleit- Schicht auf einem Fahrzeugreifen Rohling vor seiner Vulkanisierung.