DE10031852A1 - Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken - Google Patents
Einrichtung zum Besprühen von WerkstückenInfo
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Abstract
Zur Temperierung einer Flüssigkeit, die in einem Sprühkopf (10) versprüht werden soll, wird vorgeschlagen, die Spule (26) eines Magnetventils (20 bis 26), welches die Sprühmittelabgabe des Sprühkopfes steuert, in den Schließzeiten des Magnetventils als Heizwicklung zu verwenden. Dies kann so erfolgen, daß die Magnetspule (26) über einen steuerbaren Umschalter (72) wahlweise mit einem Steuerstromgenerator (74) und einem Heizstromgenerator (76) verbindbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Besprühen
von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Sprüheinrichtung ist in der DE 198 06 254 A1
beschrieben.
Bei dieser bekannten Sprüheinrichtung wird auch in Be
tracht gezogen, die Temperatur des dem Sprühkopf zuge
führten zu versprühenden Materiales durch eine Heizeinrich
tung zu steuern, die einen Wärmetauscher umfaßt, der
mit einem Heizfluid, z. B. umgewälztem geheiztem Wasser
durchströmt wird.
Will man diese Wärmezufuhr bis hin zur Sprühdüse aufrecht
erhalten, muß in dem Gehäuse des Sprühkopfes selbst
ein Heizfluidkanal vorgesehen werden. Hierdurch erhält
das Sprühkopfgehäuse eine komplizierte Geometrie, und
beim Wechseln eines Sprühkopfes muß auf eine dichte
Anschlußverbindung des Heizfluidkanales geachtet werden.
Es wäre daher vorteilhaft, wenn man die Temperierung
des Sprühkopfes bewerkstelligen könnte, ohne dem Sprüh
kopf ein Heizfluid zuzuführen.
Hierzu schafft die Erfindung eine Sprüheinrichtung mit
den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung macht davon Gebrauch, daß die in den Sprüh
köpfen zur Steuerung des Stromes zu zersprühenden Mate
riales enthaltenen Magnetventile einen hohen Einschaltstrom
benötigen, um den beweglichen Ventilkörper, der in der
Regel als Düsennadel ausgebildet ist, aus der Schließ
stellung in eine Offenstellung zu bewegen. Hat der Ventil
körper einmal die Offenstellung erreicht, wird nur ein
verglichen mit dem Einschaltstrom geringer Haltestrom
benötigt, um das Ventil im Offenzustand zu halten. Soll
das Ventil geschlossen werden, ist der Haltestrom für
kurze Zeit (in der Praxis ca. 1 ms) zu unterbrechen.
Nach einer solchen Unterbrechung des Haltestromes kann
man nun erfindungsgemäß die Spule des Magnetventiles als
Heizspule verwenden, indem man diese mit einem Heizstrom
beaufschlagt, der kleiner ist als der Einschaltstrom. Auf
diese Weise läßt sich erfindungsgemäß ein Sprühkopf
temperieren, ohne daß ein zusätzliches Heizelement vorge
sehen zu werden bräuchte.
Über den zeitlichen Mittelwert des Heizstromes kann man
die Heizleistung auf einfache Weise einstellen. Hierzu
kann man den Heizstrom entweder in seiner Amplitude
variieren oder in seiner zeitlichen Länge oder durch Im
pulsbreitenmodluation einer Mehrzahl aufeinanderfolgender
Heizstromimpulse variieren.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der, daß man
eine Temperierung auch an schon vorhandenen Sprühköpfen
nachrüsten kann, ohne einen Eingriff in die letzteren
vorzunehmen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter
ansprüchen angegeben.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2
ist gewährleistet, daß für jeden der beiden Arbeitsmodi
des Sprühkopfes (Sprühen bzw. Heizen) genau vorgegebene
Ströme bereitgestellt werden. Die Programmierung der ent
sprechenden Stromquellen läßt sich einfach bewerkstelligen,
ebenso die Programmierung der steuerbaren Weiche, über
welche Steuerstromquelle und Heizstromquelle wahlweise
mit der Magnetspule verbindbar sind.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 gestattet
es, die im Steuerkopf erreichte Temperatur zu überwachen.
Dabei ist an der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
4 vorteilhaft, daß man in den Sprühkopf keinen gesonderten
Temperaturfüher einzubauen braucht. Man kann somit eine
Temperaturmessung auch an schon vorhandenen Sprühköpfen
ohne mechanischen Eingriff realisieren.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 gestattet
eine automatische Steuerung der Temperatur des Sprühkopfes
(bei Änderung der Arbeitsbedingungen wie beim Anfahren
der Sprüheinrichtung aus dem kalten Zustand) bzw. eine
Regelung der Temperatur (unter konstanten Arbeitsbedin
gungen).
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 gestattet
es, mit nur kleiner Heizleistung die Temperatur des
Sprühkopfes auf eine deutlich über Raumtemperatur liegen
de Temperatur anzuwärmen. Bei Verwendung viskoser Öle
wird z. B. in der Praxis eine Sprühkopftemperatur von
je nach Ölart 60°C bis hin zu 100°C vorteilhaft
eingestellt werden. Diese Temperatur kann herbeigeführt
und konstant gehalten werden bei einem Heizstrom für die
Magnetspule, der etwa die Hälfte des Einschaltstromes
beträgt (bei praktischen Ausführungsformen von Magnetven
lentilen ist letzterer etwa 3,6 A).
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird
erreicht, daß keine Wärmeverluste durch Wärmeleitung
an eine Leitung erfolgen, über welche das zu versprühende
Material zugeführt wird.
Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 8 kann man den
Ist-Durchsatz durch einen Sprühkopf messen, welcher
ein bei der Beschichtung von Werkstücken (z. B. zu pressende
Bleche) mit einer Flüssigkeit besonders interessierender
Verfahrensparameter ist.
Verwendet man hierzu gemäß Anspruch 9 einen Durchfluß
messer, der keine mechanischen bewegten Teile aufweist,
so erhöht der Durchflußmesser die geometrischen Abmessungen
des Sprühkopfes nur unwesentlich. Auch arbeiten derartige
Durchflußmesser besonders störungsfrei und zuverlässig.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 gestattet
es, einen Teil der Heizleistung, die notwendig ist,
um aus einem kalten Vorratsbehälter angesaugtes zu ver
sprühendes Material auf die gewünschte Düsentemperatur
zu bringen, durch einen gesonderten Heizer vorzuheizen,
der z. B. direkt elektrisch beheizt wird. Dieser Heizer
kann auch entfernt von den Sprühköpfen aufgestellt werden.
In jedem Falle erfolgt aber die exakte Einstellung der
Temperatur des zu versprühenden Materiales beim Versprü
hen selbst in unmittelbarer Nähe der Sprühdüse.
Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 10 erfolgt die
Einstellung des Heizstromes automatisch in Abhängigkeit
vom Durchsatz durch einen betrachteten Sprühkopf.
Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 12 erfolgt auch
die Steuerung eines den Sprühköpfen vorgeschalteten
Heizers in Abhängigkeit von den momentanen Temperatur-
und/oder Durchsatzbedingungen beim Sprühkopf.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 er
möglicht es, leistungsmäßig große Heizströme zu verwen
den, ohne daß die Gefahr einer unerwünschten Betätigung
des Magnetventiles besteht.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 ist
im Hinblick auf eine möglichst genaue Messung der Ist-
Temperatur basierend auf dem Innenwiderstand der betrach
teten Magnetspule von Vorteil.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Sprühkopf zum
Zerstäuben von Ziehöl auf Blechen zusammen
mit einem Blockschaltbild einer ihm zugeordneten
elektrischen Steuereinheit und seiner Versorgung
mit Ziehöl und Zerstäubungsluft;
Fig. 2 graphische Darstellung, die den zeitlichen
Verlauf verschiedener Ströme im Blockschaltbild
nach Fig. 1 darstellt;
Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, in welcher
jedoch ein abgewandelter Sprühkopf gezeigt
ist;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer gesamten Sprüheinrich
tung zum Besprühen von Blechen, die in einer
Presse tiefgezogen werden sollen, mit einem
Ziehöl; und
Fig. 5 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, in
welcher jedoch ein abgewandeltes Blockschalt
bild zum Betreiben eines Sprühkopfes wieder
gegeben ist.
In der Zeichnung ist mit 10 insgesamt ein Spühkopf bezeich
net, der dazu dient, eine Flüssigkeit auf Werkstücke
aufzusprühen, die an ihm vorbeibewegt werden. Ein typischer
Anwendungsfall für einen derartigen Sprühkopf ist das
Aufbringen einer dünnen Ziehölschicht auf Bleche, die
anschließend in einer Presse tiefgezogen werden.
Der Sprühkopf 10 hat ein Gehäuse 12 mit einem unteren
kegelförmigen Gehäuseabschnitt 14, in welchem eine Düse
16 ausgebildet ist.
Das obere Ende des Gehäuses 12 ist durch ein Stirnteil
18 verschlossen, an dessen Innenseite sich eine Schrauben
feder 20 abstützt. Diese greift an einem Kopfabschnitt
22 einer Düsennadel 24 an, um die Düsennadel 24 in einen
Schließzustand vorzuspannen, in welchem sie die Düse
16 verschließt.
Die Düsennadel 24 kann entgegen der Kraft der Schrauben
feder 20 durch eine Spule 26 bewegt werden, die über
einen Spulenträger 28 auf dem Gehäuse 12 angeordnet
ist.
Auf die Außenseite des unter dem Spulenträger 18 liegen
den Abschnittes des Gehäuses 12 ist eine Isolierschicht
30 aufgetragen. Diese besteht aus einem sehr gut wärme
isolierenden Material, z. B. Superisolation. Eine Einlaß
öffnung 32 des Gehäuses 12 steht mit einem Anschlußstutzen
34 in Verbindung, der aus wärmeisolierendem Material
hergestellt ist, z. B. einem Kunststoffmaterial.
Der Anschlußstutzen 34 ist über ein Schlauchstück 36
aus druckfestem wärmeisolierendem Kunststoffmaterial mit
einer Leitung 38 verbunden. In die Leitung 38 ist ein
Durchflußmesser 40 eingefügt, der ein kalorimetrischer
Durchflußmesser ist. Er mißt über Änderungen des Wider
standswertes eines elektrischen Fühlwiderstands den
Durchsatz an Flüssigkeit.
Der Eingang des Durchflußmessers 40 ist über einen Durch
lauferhitzer 42 und einen Druckregler 44 mit dem Ausgang
einer Förderpumpe 46 verbunden, die aus einem Vorratsbe
hälter 48 ansaugt, der mit einem Ziehölvorrat 50 gefüllt
ist.
Der untere kegelförmige Gehäuseabschnitt 14 des Sprühkopf
gehäuses 12 ist von einer Zerstäubungsluftdüse 52 umgeben.
Diese hat einen ringförmigen Verteilerraum 54, der mit
einer Druckluftleitung 56 verbunden ist. Der Verteiler
raum 54 hängt mit einem kegelförmigen Lufttrichter 58
zusammen, der im wesentlichen parallel zur beschichteten
Außenfläche des Gehäuseabschnittes 14 verläuft. Unterhalb
des Lufttrichters 58 weist die Zerstäubungsluftdüse
52 einen Düsenkanal 60 auf, der sich zum freien Ende
hin erweitert, ähnlich wie die Düse 16.
Die Zerstäubungsluftdüse 52 ist aus einem wärmeisolieren
den Kunststoffmaterial hergestellt.
Die Druckluftleitung 56 ist über einen Heizer 60 und
einen Druckregler 64 mit dem Ausgang eines Verdichters
66 verbunden, der aus der Umgebung ansaugt.
Anschlußleitungen 68, 70 der Spule 26 sind über einen
steuerbaren Umschalter 72 wahlweise mit dem Ausgang
eines Steuerstromgenerators 74 bzw. eines Heizstromgenerators
76 verbunden. Der steuerbare Umschalter 72 ist
als durch einen Magneten bedienter mechanischer Schalter
veranschaulicht, in der Praxis kann es sich hierbei
aber um eine Halbleiterschalteinrichtung handeln.
In der nachstehenden Beschreibung des Arbeitsverhaltens
des Sprühkopfes 10 wird auch auf Fig. 2 Bezug genommen,
welche im obersten Abschnitt die Steuerspannung für den
Umschalter 72, darunter das hierdurch angestossene Strom
ausgangssignal des Steuerstromgenerators 74 und in einer
dritten darunterliegenden Teildarstellung das nach Umstellen
des Umschalters 72 angestossene Stromausgangssignal des
Heizstromgenerators 75 zeigt. Diese Signale sind über der
Zeit t aufgetragen.
Die Periode der aufeinanderfolgenden Sprühzyklen ist mit
T bezeichnet, derjenige Teil von T, in welchem das Magnet
ventil des Sprühkopfes aufgesteuert wird, mit TS und
derjenige Teil von T, der bis zur nächsten Sprühperiode
verbleibt und in dem die Spule 26 als Heizwiderstand
genutzt werden kann, mit TH
Das durch die Komponenten 20 bis 26 gebildete Magnet
ventil hat folgendes Schaltverhalten: Um die Düsennadel
24 aus einer Ruhestellung, in welcher sie die Düse 16
verschließt, in eine Offenstellung zu bringen, wie sie
in der Zeichnung wiedergegeben ist, muß an die Spule
an Einschaltstrom 80 gelegt werden. Um das Magnetventil
dann in der Offenstellung zu halten, ist nur ein geringe
rer Haltestrom 82 notwendig, der in der Praxis z. B.
20% des Einschaltstromes betragen kann. Um das Magnetventil
auszuschalten, muß der Haltestrom unterbrochen werden. Die
entsprechende Haltestromunterbrechung ist bei 84 gezeigt.
Einschaltstrom 80, Haltestrom 82 und Haltestromunterbre
chung 84 bilden zusammen eine Sprühperiode TS.
Während TH kann der Herizstromgenerator 74 einen Heizstrom
88 erzeugen. Dessen Intensität kann eingestellt werden
über seine Ampitude und/oder über sein Dauer. Der Heizstrom
kann alternativ auch aus einer Vielzahl aufeinanderfolgender
Stromimpulse bestehen (die Kurve 88 wäre dann deren
Hüllkurve), wobei dann die Heizleistung (ganz oder teil
weise) durch Impulsbreitenmodluation der Heizimpulsfolge
erfolgen kann.
Die oben beschriebene Steuerung des Spulen-Steuerstromes
übernimmt der Steuerstromgenerator, wobei er die Länge
des Haltestromes 82 in Abhängigkeit von einem Steuersig
nal ändert, welches über ein Steuerleitung 86 auf ihn
gegeben wird.
Der Heizstromgenerator 76 erzeugt einen eingeprägten
Heizstrom 88, d. h. der Heizstromgenerator 76 hat einen
hohen Ausgangswiderstand. Die Amplitude des Heizstromes
88 oder die Breite den Heizstrom bildender einzelner
Heizimpulse wird von dem Heizstromgenerator 76 in Ab
hängigkeit von einem Steuersignal eingestellt, welches
über eine Steuerleitung 90 auf den Heizstromgenerator
76 gegeben wird.
Die beiden Steuerleitungen 86 und 90 sind mit Ausgängen
einer insgesamt mit 92 bezeichneten Steuereinheit für
den Sprühkopf 10 verbunden. Ein weiterer Ausgang der
Steuereinheit 92 ist mit dem steuerbaren Umschalter
72 verbunden.
Eingänge der Steuereinheit 92 sind mit den Anschluß
leitungen 68, 70 der Spule 26 verbunden, um den Spannungs
abfall an der Spule 26 zu messen. Da der Heizstrom 88
ein eingeprägter Strom ist, sind Änderungen im Widerstandswert
der Spule 26 ein Maß für die Temperatur, auf welcher
sich die Spule und damit das Gehäuse 12 und schließlich
das Ziehöl vor der Düse 16 befinden.
Ein weiterer Eingang der Steuereinheit 92 ist mit dem
Ausgang des Durchflußmessers 40 verbunden.
Zur Visualisierung und Einstellung von Betriebsparametern
des Sprühkopfes 10 sind mit der Steuereinheit 92 ein
Monitor 94 und ein Tastenfeld 96 verbunden.
Die oben beschriebene Sprüheinrichtung arbeitet grob
gesprochen wie folgt:
Gemäß den eingegebenen Grund-Arbeitsbedingungen bestimmt
die Steuereinheit 92 die Länge der Sprühperiode TS
und die Gesamtlänge T eines Arbeitszyklus des Sprühkopfes.
Diese Parameter ergeben sich insbesondere aus der pro
Flächeneinheit gewünschten Auftragsmenge von Ziehöl
auf den Blechen und der gewünschten Auflösung des Sprühbil
des auf der Belchoberfläche. Aus der Differenz T - TS
ergibt sich die für das Heizen des Gehäuses 12 zur Ver
fügung stehende Heizperiode TH. Unter Berücksichtigung
der über den Widerstand der Spule 26 gemessenen Ist-Tempe
ratur des Sprühkopfes 10 bestimmt die Steuereinheit 92
dann die Amplitude und/oder das Tastverhältnis des Heiz
stromes 88 und übermittelt dem Heizstromgenerator 76
ein entsprechendes Steuersignal.
Die Umschaltung des steuerbaren Umschalters 72 erfolgt
jeweils so, daß zu Beginn einer Periode T (ansteigende
Flanke von 72) der Umschalter 72 in diejenige Stellung
gestellt wird, in welcher der Steuerstromgenerator 74 mit
der Spule 26 verbunden ist. Gleichzeitig wird der Steuer
stromgenerator 74 von der Steuereinheit 92 angestossen,
so daß er den Einschaltstrom 80 und den Haltestrom 82
sowie die Haltestromunterbrechung 84 erzeugt. Entsprechend
wird das durch die Teile 20 bis 26 gebildete Magnetven
til für die Dauer des Einschaltstromes 88 und des Halte
stromes 82 geöffnet und das unter Druck stehende Schmier
öl wird durch die Düse 16 zerstäubt und in der Zerstäu
bungsluftdüse 52 durch die zugeführte Zerstäubungsluft
noch feiner zerstäubt und beschleunigt. Aus dem Düsenka
nal 60 tritt ein feiner Nebel aus Ziehöltröpfchen aus und
bewegt sich auf die Oberfläche des zu besprühenden Bleches.
Zu Ende der Sprühperiode TS wird das Magnetventil des
Sprühkopfes durch die Haltestromunterbrechnung 84 geschlos
sen.
Mit dem Ende der Sprühperiode TS (abfallende Flanke von
72) wird der Umschalter 72 durch die Steuereinheit 92 in
diejenige Stellung gestellt, in welcher der Heizstromge
nerator 76 mit der Spule 26 verbunden ist. Für die sich
anschließende Heizperiode TH wird nun die Spule 26 geheizt,
und dies resultiert in einer entsprechenden Erwärmung des
Ziehöles, welches sich im Inneren des Gehäuses 12 befindet.
Damit steht im Sprühkopf 10 für die nächste Sprühperiode
TS eine Ziehölmenge mit genau der gewünschten Temperatur
zur Verfügung.
Um die thermische Isolierung des Sprühkopfes 10 zur
Umgebung hin noch zu verbessern und dem Sprühkopf ein
glattflächiges Äußeres zu geben, kann man ein zweitei
liges Außengehäuse aus wärmeisolierendem Kunststoffmate
rial vorsehen, welches ein oberes Gehäuseteil 98 sowie
ein unteres Gehäuseteil 100 aufweist.
In Abwandlung des soeben beschriebenen Ausführungsbeispieles
kann man den Heizstromgenerator 76 auch so aus
bilden, daß er jeweils zu Beginn einer Heizperiode TH
eine Heizstromunterbrechung 102 erzeugt. Hiermit kann
man eine erhöhte Sicherheit dafür schaffen, daß das
durch die Teile 20 bis 26 gebildete Magnetventil nicht
offen hängenbleibt. Alternativ kann man bei dieser Variante,
falls gewünscht, in der Sprühperiode TS die Haltestrom
unterbrechung 84 wegfallen lassen und erhält so bei
gegebener Sprühperiode einen größeren Einstellbereich der
Ziehöl-Auftragmenge.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht demjenigen
nach Fig. 1 mit der Maßgabe, daß zur Messung der Tempe
ratur des Sprühkopfes 10 ein gesonderter Temperatursensor
104 verwendet wird, der im unteren Abschnitt des Gehäuses
12 thermisch an letzteres angekoppelt ist. Bei dem Tempe
ratursensor 104 kann es sich um ein Thermopaar, einen
Thermo-Widerstand oder dergleichen handeln.
Bei typischen Einrichtungen zum Besprühen von Blechen
wird eine Mehrzahl von Sprühköpfen 10 transversal zur
Förderrichtung der Bleche beabstandet angeordnet. Eine
entsprechende Anordnung zeigt Fig. 4, wobei der Steuer
stromgenerator 74 und der Heizstromgenerator 76, die
für jeden der Sprühköpfe 10 gesondert vorgesehen sind,
nur schematisch als Sprühkopf-Steuerkreise 106 dargestellt
sind. Die Sprühkopf-Steuerkreise 106 sind in die Steuer
einheit 92 integriert wiedergegeben, während sie in
den Fig. 1 und 3 der besseren Erläuterung halber
als ausgelagerte Schaltungsteile gezeigt waren.
Die Sprühköpfe 10 sind so zu denken, daß sie senkrecht
zur Zeichenebene von Fig. 4 ihre Ziehöl-Nebelkegel
erzeugen, und in einer hinter der Zeichenebene von Fig.
4 liegenden Förderebene werden Bleche 108 bewegt, die zu
besprühen sind.
Kabel 110 dienen zum Herstellen der Verbindung zu den
Spulen 26, weitere Kabel 112 zum Messen der Sprühkopf
temperatur. Die Kabel 112 sind somit mit den Anschlüssen
der Spulen 26 bzw. dem Temperatursensor 104 verbunden.
Durch ausgezogene Linien ist nur ein einziges Kabel
112 wiedergegeben, nämlich dasjenige das zum mittigen
der Sprühköpfe 10 führt. Eine Temperaturmessung nur bei
einem ausgewählten der Sprühköpfe ist für viele Anwen
dungsfälle ausreichend, da die benachbarten Sprühköpfe
ähnlichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind.
Wählt man hierfür, wie gezeigt, den mittleren Sprühkopf, so
kann man zum Besprühen schmälerer Bleche 108 die seit
lichen Sprühköpfe abschalten, ohne daß die Temperatur
steuerung für die verbleibenden Sprühköpfe beeinflußt
wird.
Falls gewünscht, kann man aber auch die Temperaturmessung
bei jedem der Sprühköpfe vornehmen, wie in Fig. 4 durch
weitere gestrichelte eingetragene Kabel 112 angedeutet.
In Fig. 4 ist ferner mit 114 eine gemeinsame Ziehöl
versorgungsleitung bezeichnet, mit 116 eine gemeinsame
Zerstäubungsluftversorgungsleitung.
Aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gut
ersichtlich, daß man bei ihnen die Spule 26 zu zwei
unterschiedlichen Zwecken im Zeitmultiplex verwendet: zum
einen zum Betätigen der Düsennadel 24, zum anderen zum
Temperieren des Sprühkopfes 10. Dadurch läßt sich auf
einfache Weise die Temperatur der zu zersprühenden Flüs
sigkeit bei der Düse 16 des Sprühkopfes 10 genau vorgeben.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde
davon ausgegangen, daß der Heizstromgenerator 76 ein
Gleichspannungsgenerator ist. Bei einer solchen Ausbil
dung des Heizstromgenerators ist der maximale Heizstrom
durch das Erfordernis begrenzt, daß durch den Heizstrom
kein unerwünschtes Schalten des Magnetventiles herbei
geführt werden darf.
In Abwandlung der oben beschriebenen Beispiele kann
man einen stärkeren Heizstrom aber dann einstellen,
wenn der Heizstromgenerator 76 als Wechselspannungsge
nerator ausgebildet wird. Ist dessen Arbeitsfrequenz
so hoch, daß das Magnetventil trägheitsbedingt nicht
innerhalb einer Halbwelle des Heizstromes schalten kann,
so ist auch bei Amplituden des Heizstromes, die größer
sind als der Gleichspannungs-Haltestrom des Magnetven
tiles gewährleistet, daß das Magnetventil nicht öffnet.
Auf diese Weise kann man die Heizleistung bei im übri
gen unveränderter Geometrie und elektrischer Auslegung
des Magnetventiles steigern.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig.
5 sind Komponenten, die obenstehend unter Bezugnahme
auf Fig. 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben
Bezugszeichen versehen. Diese Teile brauchen nachstehend
nicht nochmals im einzelnen beschrieben zu werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein Ohmmeter
118 vorgesehen, um den Innenwiderstand der Spule 26
zu messen. Das Ohmmeter ist über eine Datenleitung 120
und eine Steuerleitung 122 mit der Steuereinheit 92
verbunden. Letztere aktiviert das Ohmmeter 118 zur Auf
nahme eines Meßwertes jeweils innerhalb eines Zeitfen
sters, in welchem die Spule 26 stromfrei gestellt ist.
Ein entsprechendes Meßfenster ist die in Fig. 2 mit
84 bezeichnete Haltestromunterbrechung.
Die Messung des Spuleninnenwiderstandes bei stromfrei
gestellter Spule gibt eine besonders zuverlässige und
sichere Temperaturmessung.
Claims (14)
1. Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken (108),
mit mindestens einem ein Magnetventil (20 bis 26)
enthaltenden steuerbaren Sprühkopf (10), mit einer Speise
einrichtung (38 bis 50), welche die Sprühköpfe (10) mit
zu versprühendem Material (50) beaufschlagt, und mit
einer Steuereinheit (92), welche die Magnetventile (20
bis 26) der Sprühköpfe (10) ansteuert, wobei die Magnet
ventile (20 bis 26) innerhalb einer Sprühperiode TS
zum Einschalten mit einem Einschaltstrom (80) beaufschlagt
werden, zum Halten im Offenzustand mit einem gegenüber
dem Anschaltstrom (80) verkleinerten Haltestrom (82)
beaufschlagt werden und zum Abschalten stromlos gestellt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit
(92) die Magnetventile (20 bis 26) zwischen aufeinander
folgenden Sprühperioden TS mit einem Heizstrom (88)
beaufschlagt, dessen zeitlicher Mittelwert kleiner ist
als der Einschaltstrom (80).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinheit (92) für jedes der Magnetventile
(20 bis 26) oder für Gruppen von Magnetventilen (20 bis
26) jeweils einen steuerbaren Umschalter (72) aufweist,
über welchen die Magnete (20 bis 26) wahlweise mit einem
Steuerstromgenerator (74) bzw. einem Heizstromgenerator
(76) verbindbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens einem der Sprühköpfe (10)
ein Temperaturfühler (20; 104) zugeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Temperaturfühler den Widerstand der Spule (26)
des betrachteten Magneten (20 bis 26) umfaßt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinheit (92) die Leistung
des Heizstromes (88) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal
des Temperaturfühlers (20; 104) steuert und/oder regelt.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Gehäuse (12) und/oder Sprühdüsen
(16) der Sprühköpfe (10) eine thermische Isolierung
(30) aufweisen, vorzugsweise in Form einer thermisch
isolierenden außenliegenden Schicht.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuse (12) der Sprühdüsen (10) über ther
misch isolierende Verbindungsstücke (36) mit einer Lei
tung (38) verbunden sind, über welche sie mit dem zu
versprühenden Material beaufschlagt werden.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß für mindestens einen der Sprüh
köpfe (10) ein Durchflußmesser (40) vorgesehen ist,
welcher den Durchsatz an zu versprühendem Material mißt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchflußmesser (40) ein kalorimetrischer
Durchflußmesser ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinheit (92) den Heizstrom
(88) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Durchfluß
messers (40) steuert und/oder regelt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Speiseinrichtung (38
bis 46) für zu versprühendes Material einen Heizer (42)
aufweist, der das zu versprühende Material heizt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinheit (92) den Heizer (42) der Speise
einrichtung (38 bis 50) in Abhängigkeit von einem mit
mindestens einer der Sprühköpfe (10) zusammenarbeitenden
Temperaturfühler (20; 104) und/oder in Abhängigkeit von
einem den Durchsatz mindestens eines der Sprühköpfe (10)
messenden Durchflußmesser (40) steuert und/oder regelt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstromgenerator
(76) ein Wechselspannungsgenerator ist, dessen Arbeits
frequenz groß gegenüber der Schaltfrequenz der Magnet
ventile (20 bis 26) ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der
Spule (26) des betrachteten Magneten (20 bis 26) mit einem
Ohmmeter (118) in Meßfenstern (84) gemessen wird, in denen
die Spule (20 bis 26) von der Steuereinheit (92) strom
frei gestellt wird.
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