DE1015360B

DE1015360B - Mit niedrig gespannter Druckluft arbeitende, einen Waermeaustauscher enthaltende Farbspritzpistole, bei der der zu verspritzende Stoff einer feststehenden Duese ueber die Innenflaeche eines rotierenden Hohlkegels zugefuehrt wird

Info

Publication number: DE1015360B
Application number: DEB25196A
Authority: DE
Inventors: Ernst Gerhard
Original assignee: HEINRICH BOEDICKER DIPL ING
Current assignee: HEINRICH BOEDICKER DIPL ING
Priority date: 1953-04-16
Filing date: 1953-04-16
Publication date: 1957-09-05

Description

Zur Zerstäubung von Farbe wird üblicherweise Druckluft verwendet, und zwar ist nach den bisherigen Erfahrungen eine um so feinere Zerstäubung der Farbe möglich, je höher der Druck der Druckluft ist, die durch ihre Expansion die Farbe in Farbteilchen auflöst. Die Verwendung von hochgespannter Druckluft zum Zerstäuben der Farbe erfordert einmal verhältnismäßig teure und mehr oder weniger ortsgebundene Anlagen und bringt zum anderen Mal große Verluste an Farbstoff durch die mit dem Druck der verwendeten Luft steigende Nebelbildung. Diese Nebelbildung ist wesentlich geringer bei Verwendung von Druckluft mit sehr geringem Überdruck gegenüber der Atmosphäre, doch lassen sich mit den hierfür bekannten Farbspritzpistolen nicht die feine Verteilung der Farbe wie bei Hochdruckpistolen und auch nicht deren Leistungen erzielen.

Zur Zerstäubung von Farbe mittels niedriggespannter Druckluft dienen Spritzpistolen, bei denen die Farbe aus einer feststehenden Düse austritt und von einem die Düse einschließenden Luftstrom mitgerissen wird. Es ist hierbei bekannt, die Farbe aus der Düse über einen mechanischen Verteiler dem Luftstrom zuzuführen. Er besteht in seiner einfachsten Form aus einer rotierenden Scheibe, der die Farbe etwa in ihrer Mitte von der Düse her zugeführt wird. Statt einer Scheibe sind auch keglige Verteiler bekannt, von deren Oberfläche sich die Farbe durch die Fliehkraft ablöst. Es ist weiter auch bekannt, die Farbe durch einen der Düse zugewandten Hohlkegel vorzuverteilen und sie dann einer umlaufenden Scheibe zur weiteren Verteilung dem Luftstrom zuzuführen.

Nach einem anderen bekannten Vorschlag besteht der Verteiler aus einer Scheibe mit aufgesetzten schaufelartigen Teilen, ähnlich dem Schaufelrad einer Kreiselpumpe. Mit diesen mechanischen Mitteln erreicht man zwar eine gleichmäßige Aufteilung der zu verspritzenden Farbe in bezug auf den Luftstrom, aber keine entscheidende Verkleinerung der Farbstoffpartikel, also nicht den Feinheitsgrad wie bei der Verwendung von hochgespannter Druckluft.

Es wurde nun gefunden, daß eine sehr feine Verteilung der zu verspritzenden Farbe mit einer mit niedriggespannter Druckluft arbeitenden Spritzpistole, bei der der zu verspritzende Stoff von einer feststehenden Düse über die Innenfläche eines durch eine Turbine mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Hohlkegels einem diesen einhüllenden ringförmigen Druckluftstrom zugeführt wird, erreicht werden kann, wenn erfindungsgemäß die Pistole so gestaltet ist, daß der Hohlkegel sich nach außen öffnet, die Zuführung des zu verspritzenden Stoffes in bekannter Weise in der Kegelachse angeordnet ist und daß mehrere drehbar gelagerte Leitdüsen vor den Schaufeln des Turbinen-Mit niedrig gespannter Druckluft arbeitende, einen Wärmeaustauscher enthaltende Farbspritzpistole,

bei der der zu verspritzende Stoff einer feststehenden Düse über die Innenfläche

eines rotierenden Hohlkegels

zugeführt wird

Anmelder:

Dipl.-Ing. Heinrich Bödicker, Eschwege/Werra, Bahnhofstr. 4

Ernst Gerhard, Eschwege/Werra, ist als Erfinder genannt worden

rades vorgesehen sind. Bei dieser Ausbildung und Anordnung des Kegels wird durch die zum Transport der Farbe von der Düse bis zum Luftstrom dienende Fliehkraft gleichzeitig eine die mechanische Aufteilung der Farbe begünstigende Kraft ausgeübt. Es tritt nämlich infolge der Fliehkraft zwischen Farbe und Kegelfläche eine Reibung auf, durch die die austretende Farbe zu einem dünnen Film auseinandergezogen wird, vorausgesetzt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der kegligen Flächen hoch ist im Verhältnis zur austretenden Farbmenge.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung, und zwar einer Niederdruck-Farbspritzpistole. Im einzelnen zeigt in der Zeichnung

Abb. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Farbverteilers gemäß der Erfindung,

Abb. 2 einen Längsschnitt durch die Pistole,

Abb. 3 eine Vorderansicht des Gehäuses nach Abb. 2,

Abb. 4 einen Teil der Spritzpistole in perspektivischer Darstellung, zum Teil im Schnitt, Abb. 5 eine Einzelheit der Pistole im Schnitt,

Abb. 6 eine Aufsicht auf den Spritzkopf der Spritzpistole,

Abb. 7 und 8 einen Farbspritzkopf, zum Teil im Schnitt, mit zwei bzw. drei kegligen Flächen zur Verteilung der Farbe und

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Abb. 9 bis 11 eine Spritzpistole mit zwei Spritz köpfen.

Das in der Abb. 2 im Schnitt dargestellte Pistolengehäuse ist mit 1 bezeichnet, es dient einmal zur Lagerung und Aufnahme des rotierenden Teiles der Pistole, weiter zur Befestigung eines Handgriffs 2, der gleichzeitig zur Zuführung der Druckluft dient, dann des üblichen Farbbehälters und der Schlauchleitung, die das Innere des Pistolengehäuses 1 mit dem

fläche 30. Die Scheibe 27 trägt über Stege 31 (Abb. 1) eine Leitscheibe 32, die vor dem vorderen Ende des Rohres 11 liegt. Dieses Rohr dient ebenso wie das Rohr 4 zur Aufnahme einer Reguliernadel 33, die mit ihrer nadelartigen Spitze die Bohrung des vorderen Endes des Rohres 11 abschließt und mit ihrem hinteren, im Durchmesser größeren Ende in der Bohrung des hinteren Endes des Rohres 4 dicht geführt ist. Diese Nadel ist mit ihrem Gewindeteil 34 (Abb. 2)

Farbspritzbehälter verbindet. Diese Teile sind nicht io über eine Mutter 35 mit einem Teller 36 verbunden, dargestellt. der unter Wirkung einer Feder 37 steht. Sie sitzt in

Das Gehäuse 1 ist durch eine Wand 3 mit

1 ist durch eine Wand 3 mit einer zentralen Bohrung in zwei Räume unterteilt. In der Bohrung sitzt ein Rohr 4, das mit einer Überwurfeiner Mutter 38, die im hinteren zylindrischen Ende des Gehäuses 1 eingeschraubt ist. Die Mutter 38 nimmt eine Schraube 39 mit einer gekordelten Scheibe

mutter 5 und einer Scheibe 6 in der Wand 3 befestigt 15 40 auf. Sie dient als einstellbarer Anschlag für die

ist. Die Scheibe 6 dient gleichzeitig zur Befestigung des zur Beheizung des Rohres 4 dienenden kegelförmigen Körpers 7. Er besteht aus einem rohrförmigen Teil 8 und einer Anzahl Scheiben 9. Der Körper 7

axiale Verschiebung der Nadel 33. Die Feder 37 drückt den Teller 36 gegen einen Hebel 4I₁ der im Gehäuse 1 gelagert ist. Dieser Hebel stützt sich wieder an einem Stößel 42 ab. Er ist verschiebbar in

legt sich mit seinem anderen Ende gegen einen Flansch 20 einem Rohr 43 gelagert, das das Gehäuse 1 durchsetzt,

10 des Rohres 4. und zwar senkrecht zu der Lufteintrittsöffnung. Der

Im Rohr 4 ist ein Rohr 11 eingeschraubt. Das vor- Stößel 42 kann durch den Handhebel 44 verschoben

dere Ende des Rohres 4 trägt weiter einen Ring 12 werden, mit dem der Farbaustritt aus dem Rohr 11

mit einem nach innen vorspringenden kegligen Flansch geregelt wird.

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63, der zwischen den kegligen Enden des Rohres 4 und dem kegligen Flansch des Rohres 11 liegt, so daß der Ring 12 beim Einschrauben des Rohres 11 mit den Rohren 4 und 11 drehfest verbunden und auch in axialer Richtung gehalten ist. Auf dem Rohr 4, zwi-

Auf dem vorderen Ende des Gehäuses 1 ist mit einer Überwurfmutter 45 ein kegelförmiger Rohrmantel 46 befestigt, der ein zweites kegelförmiges Rohr 47 umschließt. Dieses bildet zusammen mit dem umlaufenden Teil 23 den Luftkanal 48 für die durch

sehen dem Flansch 10 und dem Ring 12, ist ein 30 die Schaufeln 24 strömende Druckluft. Dieser sich Kegelrad 13 drehbar gelagert, das mit seinem nach nach vorn verengende Kanal bildet zugleich die Düse innen vorspringenden Flansch 14 zwischen den Teilen
10 und 12 in axialer Richtung geführt ist. Dieses Rad

trägt eine Verzahnung, die zum Antrieb der vier in

für die Umsetzung des nach den Turbinenschaufeln noch vorhandenen Druckes der Luft in Geschwindigkeit, so daß beim Austritt die anfänglich vorhandene Abb. 4 perspektivisch dargestellten und in dem Ring 35 Druckenergie in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt 12 drehbar gelagerten Leitdüsen 15 für die später be- ist. Das vordere Ende des Kanals 48 bildet eine kegschriebene Turbine dient. Sie tragen zu diesem Zweck lige Ringdüse, deren Spitze vor der Farbstoffdüse auf einem Bogen von 90° eine Verzahnung, die im liegt. Die Richtung der ausströmenden Druckluft bil-Eingriff mit der Verzahnung des Kegelrades 13 steht. det einen spitzen Winkel mit der Kegelfläche der Durch Drehen des Rades 13 mit Hilfe des in diesen 40 Ringe 26 und 28.

Ring eingelassenen Stiftes 16 (Abb. 4) können die Wie Abb. 4 zeigt, sind in dem Rohr 47 an gegen-

Leitdüsen um etwa 30° geschwenkt werden. überliegenden Stellen zwei Kanäle 49 belassen, die

Der Ring 12 hat die Form eines Achteckes (Abb. 4) durch gleichgerichtete Durchbrüche 50 im Gehäuse 1 und sitzt in einem Ring 17, der zur Lagerung der mit dem Gehäuseinnern und damit mit dem Druck-Rohre 4 und 11 mittels des Ringes 12 in dem zylin- 45 luftraum in Verbindung stehen. Die Kanäle 49 enden drischen Teil 18 des Gehäuses 1 dient. Das Rohr 11 in je einer Düse 51. Diese beiden Düsen (Abb. 2) werträgt zwei Kugellager 19, 20, die durch ein Rohr 21 den benutzt, um den kreisförmigen Luftstrahl in einen distanziert sind. Eine auf das Rohrende aufgeschraubte Flachstrahl umzuwandeln.

Mutter 22 dient zur axialen Festlegung der Lager. Wie Abb. 3 zeigt, sind vier um 90° versetzte Durch-

Die äußeren Lagerringe tragen das umlaufende Rohr 50 bräche 50 am inneren Umfang des Gehäuses 1 vorge-23, das gleichzeitig das Laufrad einer Luftturbine sehen. Das Rohr 47 mit den Kanälen 49, das durch bildet, deren Schaufeln mit 24 bezeichnet sind. Die den kegligen Flansch 52 im Gehäuse 1 zentriert und Schaufeln schließen mit der Achse des Rohres einen abgedichtet und mit dem Rohr 46 in Verbindung mit Winkel von etwa 20 bis 30° ein. Sie sind in ihrem der Überwurfmutter 45 festgehalten ist, kann in bezug vorderen Teil 25 keglig abgesetzt. Die Beaufschlagung 55 auf die Durchbrüche 50 verdreht werden. Es ist so der Turbinenschaufeln erfolgt durch die vier dreh- möglich, die Düsen 51 und die Kanäle 49 mit zweien

baren Leitdüsen 15, und zwar so, daß ihr Querschnitt bei ihrer Verstellung erhalten bleibt, aber der Winkel der einströmenden Luft zu dem der Turbinenschaufeln geändert wird. Die Turbine läuft mit einer sehr hohen Geschwindigkeit um, welche durch Verschieben des Stiftes 16 mit der in Abb. 5 dargestellten Einstellvorrichtung geändert werden kann. Dies ist weiter unten beschrieben.

der um 90° versetzten Durchbrüche 50 im Gehäuse 1 in Verbindung zu bringen oder sie zwischen zwei Durchbrüche 50 zu stellen, d. h. die Düsen unwirksam zu machen.

Der Handgriff 2 besteht aus einem inneren Rohr 53 mit einem Schutzmantel 54 aus wärmeisolierendem Stoff. Die Anschluß leitung für die Druckluft ist mit bezeichnet. Es ist vorgesehen, diese Druckluft nach

In das vordere Ende des Rohres 23 ist ein Ring 26 65 ihrem Austritt aus dem Gebläse zu beheizen, so daß eingeschraubt, der gleichzeitig zur Befestigung einer die Druckluft mit Temperaturen von 20 bis 90° in die Scheibe 27 und eines Ringes 28 dient. Der Ring 28 Pistole eintritt. Die Beheizung selbst ist vorzugsweise greift mit einem nach innen vorspringenden Ansatz 29 regelbar, so daß die Temperatur der jeweils zu verin das kegelförmig ausgebildete Ende des Rohres 11 spritzenden Farbe angepaßt werden kann. Die Druckein. Die Ringe 26 und 28 bilden innen eine Kegel - 70 luft gibt einen Teil ihrer Wärme an den Heizkörper 7

ab, der diese wiederum auf das Rohr 4 und damit auf die hierin befindliche Farbe überträgt. Es wird so möglich, Farben mit hoher Viskosität zu verspritzen. Gleichzeitig wird aber gegenüber der bekannten Beheizung des Farbbehälters selbst der Vorteil erreicht, daß nur die geringe im Rohr 4 befindliche Farbmenge erwärmt zu werden braucht, nicht aber der gesamte Vorrat an Farbe. Es wird so vermieden, daß die chemische Zusammensetzung der Farbe sich ändert oder die Farbe durch Überhitzung Schaden leiden kann.

Die Abb. 5 zeigt die Verstellung der Leitdüsen 15 der Turbine. Der mit 16 bezeichnete Stift kann durch eine Schraube 56 eingestellt werden, wobei der Stift auf der anderen Seite durch einen unter Wirkung einer Feder 57 stehenden Bolzen 58 belastet ist. Die Schraube 56 mit der gekordelten Scheibe 59 gestattet so eine Feineinstellung der Neigung der Leitkanäle zu den Schaufeln.

Die Arbeitsweise der Pistole ist folgende: Von dem Gebläse wird erhitzte Druckluft durch den Handgriff 2 dem Pistolengehäuse 1 zugeführt. Diese Luft strömt zu den Leitdüsen 15, wobei sie durch die Platten des Heizkörpers 7 hindurchtritt und einen Teil ihrer Wärme an diesen abgibt. Durch die Leitdüsen 15 tritt die Luft dann in die Turbinenschaufeln 24 ein, in denen ein Teil der Druckenergie der Luft in Geschwindigkeitsenergie und damit in mechanische Energie des Turbinenrades umgewandelt wird. Das Rad läuft mit sehr hohen Drehzahlen um. Die aus den Turbinenschaufeln austretende Luft strömt schließlich aus der Ringdüse 48 aus, in der der wesentliche Teil der Druckenergie in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt wird.

Wird, durch Betätigen des Hebels 44 die Nadel 33 zurückgezogen, so tritt Farbe aus dem Rohr 11 aus. Die Leitfläche 32 lenkt den Farbstrom auf die keglige Fläche 30., die mit hoher Geschwindigkeit umläuft. Die Farbe wird hierbei auf der Fläche 30 zu einem dünnen Film ausgezogen. Da diese Fläche unter einem Winkel zur Drehachse steht, so wirkt eine Komponente der Fliehkraft in der Bewegungsrichtung des Stoffes, während die hierzu senkrechte und dabei senkrecht zur Kegelfläche stehende Komponente den Stoff gegen die Kegelfläche preßt. Das Verhältnis beider Komponenten kann durch entsprechende Wahl des Kegelwinkels und ihre Größe durch Änderung der Drehzahl der Turbine geändert werden. Der Erfolg dieser Anordnung ist, daß der austretende Stoff zu einem sehr dünnen Film auseinandergezogen wird und die von diesem Film abgeschleuderten und von dem Luftstrom mitgenommenen Farbteilchen so klein sind, wie sie sonst nur bei Anwendung von Hochdruck erreichbar sind. Es lassen sich mit der Pistole Farben jeder Art verspritzen, und zwar Farben, deren Viskosität so hoch ist, daß sie auch in Hochdruckpistolen nur unter Anwendung von Verdünnungsmitteln verspritzbar sind. Das Verspritzen geschieht praktisch ohne jede Nebelbildung.

Der Luftstrom tritt als Ringstrom aus der Düse 48 aus. Da er aber auf einen vor der Düse liegenden Punkt (Brennpunkt) gerichtet ist, so formt er sich und auch das Farbbild in einen runden Strahl um, soweit er nicht durch die Einschaltung der Düsen 51 in einen Flachstrahl verwandelt wird.

Die Abb. 7 und 8 zeigen zwei Lösungen, um größere Farbmengen unter Beibehaltung der radialen Abmessungen des Farbspritzkopfes verteilen zu können. Die Abb. 7 zeigt außer der Fläche 30 einen zweiten Kegel 60, der über Stege am Ring 28 befestigt ist. Er bildet eine zweite Kegelfläche 61 für die Verteilung der Farbe und trägt die Umlenkfläche 62 für die Farbe. Die austretende Farbe verteilt sich also auf die beiden Flächen 30 und 61.

Die Abb. 8 zeigt zwei über Stege am Ring 28 befestigte Kegel 64 und 65_J so daß insgesamt drei farbverteilende keglige Flächen gebildet werden, nämlich außer der Fläche 30 die Flächen 66 und 67.

Die Abb. 9 bis 11 zeigen die Umwandlung eines

ίο Rundstrahles in einen Flachstrahl durch die Nebeneinanderordnung zweier Spritzpistolen in. einem gemeinsamen Gehäuse. Die mit 68 und 69 bezeichneten Spritzköpfe sind in der gleichen Weise wie der in Abb. 2 dargestellte ausgebildet. Sie haben die in Abb. 5 beschriebene Einstellvorrichtung gemeinsam. Sie ist mit 70 bezeichnet. Jeder Einsatz ist in einem Gehäuse 71 untergebracht, beide Gehäuse sind an einem Flansch 72 befestigt, mit dem sie drehbar in dem Gehäuse 73 der Spritzpistole gelagert sind, so daß die beiden Spritzeinsätze entweder die in Abb. 10 oder die in Abb. 11 gezeichnete Lage einnehmen können.

Claims

Patentansprüche:

1. Mit niedriggespannter Druckluft arbeitende, einen Wärmeaustauscher enthaltende Farbspritzpistole, bei der der zu verspritzende Stoff von einer feststehenden Düse über die Innenfläche eines durch eine Turbine mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Hohlkegels einem diesen einhüllenden ringförmigen Druckluftstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkegel sich nach außen öffnend ausgebildet, die Zuführung des zu verspritzenden Stoffes in an sich bekannter Weise in der Kegelachse angeordnet ist und daß mehrere drehbar gelagerte Leitdüsen vor den Schaufeln des Turbinenrades vorgesehen sind.

2. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einander umschließende Hohlkegel (100,101) angeordnet sind.

3. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Farbstoffdüse (46) innerhalb der Kegelfläche (44) eine mit dieser umlaufenden Scheibe (45) angeordnet ist.

4. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die umlaufende Kegelfläche (44) bildenden. Teile auswechselbar in einem Rohr

(35) befestigt sind, das drehbar auf einem feststehenden und zur Zuführung des Farbstoffes zur Farbstoffdüse dienenden Rohr (17) gelagert ist.

5. Spritzpistole nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende, die Kegelfläche

(44) aufnehmende Rohr (35) die Turbinenschaufeln (36) trägt.

6. Spritzpistole nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil des umlaufenden Rohres (35) keglig ausgebildet und. von einem ebenfalls keglig ausgebildeten Rohr (84) mit Abstand umgeben ist, wobei der Zwischenraum eine keglige Ringdüse (85) für den austretenden Druckluftstrom bildet, deren Austrittsöffnung vor der der Farbstoffdüse liegt.

7. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ringdüse (85) begrenzende Rohr (84) drehbar im Pistolengehäuse gelagert ist und zwei Kanäle (86) aufweist, die durch Verdrehen des Rohres mit je zwei von vier im Gehäuse der Pistole angebrachten Durch-

brächen (87) wahlweise zur Deckung gebracht werden können.

8. Spritzpistole nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (86) in auf einem Kegelmantel liegende Düsen (88) münden.

9. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Farbspritzköpfe mit Turbinen in einem Pistolengehäuse untergebracht sind.

10. Spritzpistole nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbspritzköpfe an einer Scheibe befestigt und diese drehbar im Pistolengehäuse gelagert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 464 925, 483 321, 222, 836 758, 898 493;

schweizerische Patentschriften Nr. 132 391, 272 044.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen