DD204216A3 - Pneumatisch gesteuerte farbspritzpistole - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole fuer das automatische Verspritzen von fluessigen Stoffen, vorzugsweise von Anstrichstoffen, wobei das Zerstaeuben und Formen des Spritzstrahles mit Hilfe von Druckluft erfolgt. Ziel der Erfindung ist es, die Materialoekonomie und das Masse-Leistungsverhaeltnis der Farbspritzpistole zu verbessern, um bei der Anwendung an Spritzmaschinen oder Spritzrobotern deren optimale Produktivitaet zu ermoeglichen. Dazu ist der Aufbau der pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistole so zu veraendern, dass die nicht frei waehlbaren Kolben-Zylinder-Abmessungen des Steuerteiles verringert werden koennen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Antriebskraft des Kolbens mittels eines schwenkbaren Hebels auf das Luft- und Farbventil in einem Verhaeltnis groesser als 1:1 uebertragen wird. Hieraus resultiert ein relativ kleiner Durchmesser des Kolbens, wodurch die Gehaeuseform guenstig beeinflusst wird. Ausserdem wirkt sich die geringere Reibung des kleineren Kolbens positiv auf die Leichtgaengigkeit des Systems und auf die Schaltgeschwindigkeit aus.

Description

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Titel der Erfindung

Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole für das automatische Verspritzen von flüssigen Stoffen, vorzugsweise Anstrichstoffen, wobei das Zerstäuben und Formen des Spritzstrahles mit Hilfe von Druckluft erfolgt«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei einer bekannten Ausführung einer pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistole gemäß DAS 1077582 befinden sich das Farbventil, bestehend aus Farbdüse und Düsennadel, das Luftventil und der Kolben des Pneumatikantriebes hintereinander in einer gemeinsamen Achse, Das Luftventil wird gebildet aus einem im Gehäuse der Farbspritzpistole angeordneten Sitz und aus der Kolbenstange des Pneumatikkolbens, wobei das Ende der Kolbenstange als Dichtfläche ausgeführt ist. Um zu erreichen, daß das Farbventil später als das Luftventil öffnet und beim Schließvorgang das Farbventil zeitlich vor dem Luftventil schließt, ist die Düsennadel wie folgt an die Kolbenstange gekoppelt: Das mit einem 3und versehene Ende der Düsennadel steckt verschiebbar in der hohl ausgeführten Kolbenstange« Ein Absatz im Hohlraum der Kolbenstange umgreift den Bund der Düsennadel so, daß zwischen dem Absatz und dem Bund ein Abstand in axialer Richtung verbleibt. Bei der Dffnungsbewegung nimmt die Kolbenstange mittels ihres Absatzes die Düsennadel am Bund erst nach Überwindung des genannten Abstandes mit. Die Schließbewegung, weicheeine am Kolben angreifende Rückstellfeder erzeugt, wird der Düsennadel über eine Druckfeder vermittelt, die im Hohlraum der

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Kolbenstange steckt und am Ende der Düsennadel angreift. Die Anordnung der bewegten ,Teile in einer gemeinsamen Achse verlangt eine präzise Fertigung, da bei Lageabweichungen von der Achse Verklemmungen im System entstehen. In dieser Hinsicht günstigere Verhältnisse bietet eine andere bekannte Lösung. Dort ist das Luftventil in eine zweite Achse verlegt, die parallel zur Achse von Düsennadel und Kolben verläuft» Die Betätigung des Luftventils erfolgt dabei über eine an der Kolbenstange angebrachte Mitnehmernase. In einer weiteren bekannten Ausführung ist die Mitnehmernase für das Luftventil durch einen Schwenkhebel ersetzt.

Die vorstehenden bekannten»Lösungen haben den gemeinsamen Nachteil, daß sie eine relativ große Masse aufweisen. Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistolen sind bei maschinellen Spritzeinrichtungen wie Flächenspritzrnaschinen, Spritzautomaten, Spritzrobotern an bewegten Bauelementen, wie Gestängen, Armen, Hebeln weit austragend angebracht. Bei den auszuführenden Bewegungen wechselnder Richtung und Geschwindigkeit treten an den bewegten Bauelementen auf Grund deren Länge und durch die Masse der Farbspritzpistolen beträchtliche Trägheitskräfte auf, wodurch letzten Endes die maximal zu fahrenden Geschwindigkeiten begrenzt werden müssen. Sieht man vom Spritzkopf ab, bestimmt bei den bekannten Lösungen der Kolben und sein Zylinder in großem Umfang die Abmessungen der pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistole, Der Zylinder stellt baulich den größten Abschnitt des Steuerteils dar und gibt mit seinem Durchmesser eine bestimmte nicht zu unterschreitende Gehäusebreite vor- Seine Diskrepanz zu den anderen kleineren Einbauteilen und seine Lage am ende der Farbspritzpistole beeinflußt entscheidend die Gehäuseform.. Letztlich berühren Größe und Lage des Zylinders die Anordnungsart und die Abmessungen angrenzender Bauteile. Es sind deshalb als eine wesentliche Ursache für großes Volumen und große Masse der bekannten Ausführungen von pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistolen die Kolben-Zylindor-Abmessungen anzusehen, die indessen nicht frei wählbar sind.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Materialökonomie und das Masse-Leistungsverhältnis von pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistolen zu verbessern, um bei Anwendung an automatischen Spritzeinrichtungen, wie Spritzmaschinen oder Spritzroboterrii cjeron °P^timal^e Produktivität zu ermöglichen.»

Darlegung des Vi/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistole so zu verändern, daß in Abhängigkeit von der Lage des Zylinders mit geringsten Kolben-Zylinderabmessungen ein öffnen des Luftventilkegels erreicht wird, wobei gleichzeitig hohe Schaltgeschwindigkeiten, geringer Wartungsaufwand sowie einfache Fertigungsrnöglichkeiten, insbesondere für das Gehäuse der Farbspritzpistole, zu gewährleisten sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Düsennadel und das.Luftventil hintereinander in einer gemeinsamen Hauptachse angeordnet sind und der Kolben neben dem Luftventil in einer Nebenachse 'liegt. Diese beiden Achsen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Die Antriebskraft des Kolbens wird erfindungsgemäß mittels eines schwenkbaren Hebels zuri Luftventil und zum Farbventil übertragen. Dabei ist der Drehpunkt des schwenkbaren Hebde so festgelegt, daß er einen größeren Abstand zur Nebenachse als zur Hauptachse besitzt. Dadurch wird bewirkt, daß die in der Hauptachse benötigte Kraft durch eine um das Verhältnis der beiden Drehpunktabstände kleinere Kraft vom Kolben aufgebracht wird. Hieraus resultiert ein relativ kleiner Durchmesser des Kolbens.

Für die kraftschlüssige Kopplung des Kolbens an den Hebel ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Hebel an seinem Ende einen Schlitz besitzt, durch den die Kolbenstange des Kolbens hindurchgeführt ist, und daß die Kolbenstange auf der dem Kolben abgewandten Seite einen Bund aufweist. Die Rückstellkraft zum Schließen der Farbspritzpistole liefert eine Druckfeder, die am Ende der Hauptachse angeordnet ist und auf den bewegten Teil des Luftventils, einen Luftventilkegel, wirkt. Dabei stützt sich die Druckfeder an einem Nippel ab, der gleichzeitig als Spritzluftanschluß dient.

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Ausführungsbeispie!

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 die Farbspritzpistole im Längsschnitt Fig, 2 einen Schnitt nach der Linie ABCD der Fig. 1 Die Farbspritzpistole besteht aus einem Spritzkopf 1 und einem Steuerblock 2, die beide durch eine Hohlschraube 3 miteinander verbunden sind. Der Steuerblock 2 besitzt ein Gehäuse 4, in dem ein Zylinder 5 mir einem Kolben 6, einer Kolbenstange 7, einem Kolbenstangenlager 8 und einer Anschlagstellschraube 9 angeordnet ist. Durch den Kolben 6 wird der Zylinder 5 in einen Kolbenraum 10, der über einen Kanal 11 in der Anschlagstellschraube 9 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und in einen zweiten Kolbenraum 13 geteilt, der über einen Nippel 14 an ein nicht dargestelltes, entlüftbares Pneumatikventil angeschlossen ist. Die Anschlagstellschraube 9 ist in eine im Gehäuse 4 angebrachte Gewindebuchse 15 eingeschraubt und durch eine Kontermutter IS gesichert* Das Kolbenstangenlager 8 wird gebildet aus einer im Gehäuse 4 eingeschraubten Lagerschraube 17, einer Rundringdichtung 18, die den Kolbenraum 13 auf der Kolbenstange 7 nach außen abdichtet sowie einer Lagerbuchse 19 und einer Hohlschraube 20, welche die Lagerbuchse 19 und die Rundringdichtung 18 in ihrer Lage hält. Der Kolben 6 ist mit einer Dichtungsmanschette 21 ausgerüstet. Sie wird zwischen einer Scheibe 22 und einer zweiten Scheibe 23 mit einer Mutter sowie einer Kontermutter 25 auf einem mit Gewinde versehenen Zapfen 26 der Kolbenstange 7 festgeklemmt. Auf der dem Kolben 6 abgewandten Seite trägt die Kolbenstange 7 einen Bund 27, Hinter diesem Bund 27 greift ein geschlitztes Ende 28 eines Steges 29, der zu einem Hebel 30 gehört, welcher, wie Fig, 2 zeigt, mit zwei über das Gehäuse 4 greifenden Laschen 31 auf einem Bolzen 32 gelagert ist. Durch Sicherungsringe 33 werden die Laschen 31 gegen axiale Verschiebung auf dem Bolzen 32 gehalten. Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind die beiden Laschen 31 mit einem weiteren Steg 34 des Hebels 30 überbrücke«, Durch eine Aussparung 35 des Steges 34 fährt eino Düsen-

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nadel 36, die sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, durch eine Stopfbuchse 37 des opritzkopfes 1 hindurch bis in eine Farbdüse 38 erstreckt und am anderen Ende einen Bund 39 besitzt. Hier steht die Düsennadel 36 mit einem in gleicher Achse liegenden Druckbolzen 40 in Berührung, der sich in einem . Hohlraum 41 eines Luftventilstößels 42 verschiebbar befindet und durch einen Schlitz 43 im Steg 29 des Hebels 30 ragt. Der Druck.bolzen 40 wird in einer im Luftventilstößel 42 eingeschraubten Hülse geführt und stützt sich mittels eines Bundes 45 über eine Druckfeder 12 gegen den Luftventilstößel 42 innen ab. Auf dem Luftventilstößel 42 steckt ein Luftventilkegel 46, der mittels einer Druckfeder 47 gegen den konischen Sitz 48 einer Luftventilschraube 49 gedrückt wird. Die Druckfeder 47 stützt sich an einem im Gehäuse 4 eingeschraubten Nippel 50 ab. In der Luftventilschraube 49 sitzt eine Lagerbuchse 51 zur Führung des LuftventilstößeIg 42 sowie eine Rundringdichtung 52 und eine Hohlschraube 53. Ein durch den Luftventilkcgel 46 abgesperrter Raum 54 steht in Verbindung mit einem Hohlraum 55 der Hohlsichraube 3 über Bohrungen 56 sowie einem Kanal 57 und Bohrungen 58. Die Verlängerung des Kanals 57 ist im Gehäuse 4 durch einen Stopfen 59 verschlossen. Zur Befestigung dsr Farbspritzpistole besitzt das Gehäuse 4 eine Bohrung 60 und eine Feststellschraube 61. Zum Schutz vor Farbnebel dient eine Kappe 62. .

Die beschriebene pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole besitzt folgende Wirkungsweise :

In der Ruhslage, wie sie Fig. 1 zeigt, liegt Druckluft durch den Nippel 50 bis zum Luftventilkegel 46 an, während der Kolbenraum 13 über den Nippel 14 und über das nicht dargestellte Pneumatikventil entlastet ist. Wird der Kolbenraum 13 mit Druckluft beaufschlagt, dann bewegt sich der Kolben 6 in Richtung der Anschlagstellschraube 9 und nimmt mit dem Bund 27 der Kolbenstange 7 den Hebel 30 mit. Der Hebel 3Dv schwankt um seinen Drehpunkt, dom Bolzen 32 und vorschiebt mit dem Steg 29 den Luftventilstößel 42, so daß der Luftvontilkegel 46 von dem Sitz 48 abhebt und die Druckluft in den Raum 54 gelangen kann. Von dort strömt die Druckluft durch

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den Kanal 57, den Hohlraum 55 und durch Kanäle 63 des Spritzkopfes 1 zu einer Luftkappe 64, wo sie als Spritzluft zur Verfugung steht.

Während der Anfangsphase der Schwenkbewegung des Hobels 30 bleibt die Farbdüse 38 zunächst noch verschlossen, weil die Düsennadel 36 über den Druckbolzen 40 mit dar Kraft der Druckfeder 12 in ihrer Lage gehalten wird. Erst beim weiteren Schwenken des Hebels 30 kommt der Steg 34 arn Bund 39 dor Düsennadel 36 zum Eingriff und zieht die Düsennadel 36 aus der Farbdüse 38 zurück, so daß die Farbe austreten kann und von der bereits ausströmenden Spritzluft zerstäubt wird. Im weiteren Verlauf der Bewegung des Hebels 30 werden die Düsennadel 36 und der Luftventilkegel 46 weiter in üffnungsrichtung verschoben, bis der Kolben 6 mit dar Scheibe 23 an der Anschlagstellschraube 9 anschlägt.

Zur Einleitung des Schließvorganges wird der Kolbenraum 13 über den Nippel 14 mittels dem nicht dargestellten Pneumatikventil entlüftet« Damit wird die Kraft der Druckfeder 47 so wirksam, daß sie den Luftventilkegel 46 und den Luftventilstößel 42 in Richtung Ruhelage treibt. Vom Luftvoniilatößel 42 gehen zwei Wirkungen aus: Zum einen wird der Hebel 30 zurückgeschwenkt, was wiederum ein Zurückziehen der Kolbenstange 7 und des Kolbens 6 zur Folge hat. Zum anderen wird mittels der Druckfeder 12 und dem Druckbolzen 40 die Düsennadel 30 zurückgeschoben, bis sie die Farbdüse 38 verschließt. In diesem Moment hat der Luftventilkegel 46 noch Abstand von dem Sitz 48, so daß weiterhin auf dem bereits beschriebenen Wege Spritzluft an der Luftkappe 64 zur Verfugung steht. Der restliche Weg bis zur Ruhelage des Luftventilkegels 46 und des Kolbens 6 wird gegen die Kraft der Druckfeder 12 zurückgelegt.

Der Steuerblock 2 besitzt-e-ärne vg rgleichsweise geringe Hasse, was insbesondere auf die schmale Form des Gehäuses 4 zurückzuführen ist. Auch läßt sich das Gehäuse 4 günstig herstellen, weil ausgehend von einem RShteil im wesentlichen nur Bohrarbeiten erforderlich sind. Abweichungen in der Lage der Achsen können zugelassen werden, weil die Funktionseinheiten, wie Farbventil, Luftventil und Antrieb unabhängig gelagert

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und nur kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind

Dieser Umstand wirkt sich ebenso wie die geringere Reibung des kleinen Kolbens 6 günstig auf die Leicht gängigkeit des Systems und damit auf die Schaltgeschwindigkeit aus

Das ersetzen von Verschleißteilen kann durch Ausbau der betreffenden Funktionseinheiten schnell erfolgen.

Claims (3)

1. Erfinduηgeanspruch

   1* Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole mit einem aus Farbdüse und Düsennadel bestehenden Farbventil, -einem,Luftventil und einem Zylinder mit Kolben sowie einer Vorrichtung zur zeitlichen Staffelung des öffnens und Schließens zwischen Luftventil und Farbventil/ gekennzeichnet dadurch, daß die Düsennadel und das Luftventil hintereinander in einer gemeinsamen Hauptachse liegen, der Kolben (6) in einer dazu vorzugsweise parallel verlaufenden Nebenachse in einem Zylinder (5) geführt wird und über seine Kolbenstange (7) mit einem schwenkbaren Hebel (3ö)verbunden ist, welcher mit dem Luftventil so in Verbindung steht, daß die Kolbenkraft auf dieses in einem Verhältnis größer als 1 : 1 übertragen wird und an welchem ein Anschlag (34) zur Betätigung des Farbventiles vorgesehen ist·

   2· Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß vorzugsweise die Nebenachse einen größeren Abstand zum Drehpunkt des schwenkbaren Hebels (30) aufweist als die Hauptachse.

   3. Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Hebel (30) an seinem Ende einen Schlitz (28) besitzt, durch den die Kolbenstange (7) des Kolbens (6) hindurchgeführt ist und daß diese Kolbenstange (7) auf der dem Kolben (6) abgewandten Seite einen Bund (27) aufweist.
2. 4. Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpstole nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß sich zum Rückstellen der bewegten Teile eine Druckfeder (47) zwischen dem Luftventilkegel (46) und einem Nippel (50), .der. als Spritzluftanschluß ausgeführt ist, befindet.

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