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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Farb- oder Lackauswahlventil,
mit dem die Zufuhr eines Lackes (Farbe), der einem Fluiddurchgang
zugeführt
werden soll, durch Öffnen
und Schließen
eines Ventilstopfens mit Hilfe eines Druckfluides geschaltet werden
kann.
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Lackiersysteme
werden bisher bspw. dazu verwendet, durch Aufbringen einer Hochspannung auf
einen leitfähigen
Lack elektrostatische Farbe oder Lackierungen auf ein Lackierobjekt,
bspw. auf eine Automobilkarosserie, aufzubringen. In einem solchen
Lackiersystem wird der Lack, der von einer Lackzufuhrquelle zugeführt wird, über einen
Durchgang einer Beschichtungsvorrichtung, bspw. einer Sprühpistole,
zugeführt
und von der Beschichtungsvorrichtung auf das Lackierobjekt gesprüht. Üblicherweise
ist ein Farbauswahlventil in dem Durchgang zwischen der Lackzufuhrquelle
und der Beschichtungsvorrichtung vorgesehen. Das Farbauswahlsystem
wird dazu verwendet, den der Beschichtungsvorrichtung zuzuführenden
Lack zuzuführen
oder die Zufuhr zu unterbrechen.
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Ein
Verteiler, der an einer Unterseite eines Gehäuses einen Ausgangsdurchgang
aufweist, ist mit dem oben beschriebenen Farbauswahlsystem verbunden.
Ein in dem Gehäuse
vorgesehener Kolben wird mit Hilfe von Pilot-Luft in einer Axialrichtung verschoben.
Ein mit dem Kolben verbundener Ventilschaft wird integral mit verschoben.
Ein Ventilabschnitt, der bspw. aus einem Kunststoffmaterial besteht,
ist an dem unteren Ende des Ventilschaftes vorgesehen. Der Ventilabschnitt
kann auf einem Ventilsitzelement aufsetzen, das an einem unteren
Bereich des Gehäuses
ausgebildet ist und mit dem Ausgangsdurchgang des Verteilers in
Verbindung steht. Der Ventilabschnitt ist von dem Ventilsitzelement
getrennt, wenn der Lack von einem Einlassanschluss, der an einer
Seitenfläche des
Gehäuses
ausgebildet ist, in das Gehäuse
fließt.
Somit fließt
der Lack über einen
Ausgangsanschluss des Ventilsitzelementes zu dem Ausgangsdurchgang
des Verteilers (vgl. bspw. die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2002-243062).
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Im
Allgemeinen wird eine Mehrzahl unterschiedlicher Lackfarben den
Lackierobjekten, bspw. den zu lackierenden Automobilen, durch das
oben beschriebene Lackiersystem zugeordnet. Wenn das Lackieren mit
den unterschiedlichen Lackfarben durchgeführt wird, werden entsprechend
der Zahl von erforderlichen Lackfarben eine Mehrzahl von Lackzufuhrabschnitten,
die den unterschiedlichen Lackfarben zugeordnet sind, Ausgangsdurchgängen, die
mit den Lackzufuhrabschnitten verbunden werden, Farbauswahlventile
und die Beschichtungsvorrichtung vorgesehen. Die Lacke mit den gewünschten
Farben für
die Lackierobjekte werden wahlweise von den Lackzufuhrabschnitten über die
Farbauswahlventile zu der Beschichtungsvorrichtung zugeführt, um
die Lackierobjekte mit den gewünschten
unterschiedlichen Farben zu lackieren.
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Bei
dem oben beschriebenen Lackiersystem sind aber bspw. die Farbauswahlventile,
die Durchgänge
und die Beschichtungsvorrichtung entsprechend der Zahl und Menge
der verschiedenen Lackfarben für
die Lackierobjekte erforderlich. Dadurch werden die Ausrüstungskosten
für das
Lackiersystem erhöht,
und ein sehr großer
Installationsraum ist erforderlich.
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Zur
Vereinfachung der Anordnung und zur Senkung der Ausrüstungskosten
des Lackiersystems wurde daher in jüngerer Zeit das folgende Lackiersystem
eingesetzt. Eine Mehrzahl von Farbauswahlventilen ist an einem Verteiler
mit einem einzelnen Ausgangsdurchgang vorgesehen, durch den der Lack
fließen
kann. Außerdem
ist eine einzelne Beschichtungsvorrichtung, die mit dem Ausgangsdurchgang
verbunden ist, vorgesehen. Bei diesem Lackiersystem werden der Ausgangsdurchgang
und die Beschichtungsvorrichtung gemeinsam verwendet, wenn die Lacke
mit unterschiedlichen Farben aufgesprüht werden.
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Lediglich
der Lack mit der gewünschten
Farbe wird von dem Farbauswahlventil über den Ausgangsdurchgang der
Beschichtungsvorrichtung zugeführt,
indem lediglich eines der Mehrzahl von Farbauswahlventilen geöffnet wird,
so dass das Lackierobjekt durch Aufsprühen des Lackes von der Beschichtungsvorrichtung
mit der gewünschten
Farbe lackiert wird.
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Wenn
aber Lack mit einer anderen Farbe dem Ausgangsdurchgang und der
Beschichtungsvorrichtung zum Lackieren zugeführt wird, verbleibt der vorangehende
Lack in dem Ausgangsdurchgang und der Beschichtungsvorrichtung,
weil die Mehrzahl von Lacken unterschiedlicher Farben dem einzelnen Ausgangsdurchgang
und der einzelnen Beschichtungsvorrichtung zugeführt werden müssen. Es
ist notwendig, den Lack bspw. durch Spülen vollständig zu entfernen.
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Wird
bspw. die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-243062
verwendete Technik eingesetzt, so kann der Lack in dem Ausgangsanschluss
des Ventilsitzelementes verbleiben, wenn der Ventilabschnitt des
Farbauswahlventils auf dem Ventilsitzelement aufsetzt, weil der
auf dem Ventilsitzelement aufsetzende Ventilabschnitt um einen festgelegten
Abstand von dem Ausgangsdurchgang getrennt ist. Wenn das Innere
des Ausgangsdurchgangs und der Beschichtungsvorrichtung gespült wird,
ist es daher schwierig, den in dem Ausgangsauslass vorhandenen Lack
vollständig
zu entfernen. Wenn der Lack einer anderen Farbe dem Ausgangsdurchgang über ein
anderes Farbauswahlventil zugeführt
wird, besteht die Befürchtung,
dass sich der Lack mit dem verbleibenden Lack mischt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Farbauswahlventil
vorzuschlagen, mit dem Flüssigkeitsansammlungen
und Flüssigkeitsleckage zuverlässig vermieden
werden können,
wenn ein Ventilstopfen auf einem Ventilsitzabschnitt aufsetzt.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung
näher erläutert. Dabei
bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale
für sich
oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Schnitt, der den geschlossenen Zustand eines Farbauswahlventils
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist
ein Schnitt, der den geöffneten
Zustand des Auswahlventils gemäß 1 darstellt;
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3 ist
ein vergrößerter Schnitt,
der die Umgebung eines Ventilsitzabschnittes und einen Sitzabschnit
eines Ventilstopfens in dem in 1 gezeigten
Zustand darstellt;
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4 ist
ein vergrößerter Schnitt,
der die Umgebung des Ventilsitzabschnittes und den Sitzabschnitt
des Ventilstopfens in dem in 2 gezeigten Zustand
darstellt;
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5 ist
ein vergrößerter Schnitt,
der einen Zustand darstellt, in dem der in 3 gezeigte
Ventilstopfen auf dem Ventilsitzabschnitt aufsitzt, wobei die Mittelachse
des in 3 gezeigten Ventilstopfens um einen festgelegten
Winkel verschwenkt ist;
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6 ist
ein vergrößerter Schnitt,
der einen Ventilsitzabschnitt und einen Sitzabschnitt eines Ventilstopfens
bei einer modifizierten Ausführungsform des
Sitzabschnittes des Ventilstopfens darstellt;
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7 ist
eine Teilansicht, die einen Montagezustand darstellt, in dem das
Farbauswahlventil gemäß 1 von
einem Verteiler getrennt ist;
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8 ist
ein Teilschnitt, der einen Zustand darstellt, in dem eine Mehrzahl
von Farbauswahlventilen an dem Verteiler angebracht ist;
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9 ist
ein Schnitt durch ein Farbauswahlventil gemäß einer zweiten Ausführungsform;
und
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10 ist
ein Schnitt durch ein Farbauswahlventil gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 ein Farb- oder Lackauswahlventil gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst das
Farbauswahlventil 10 einen Grundkörper (Ventilkörper) 12,
der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, einen Unterkörper (Ventilkörper) 18, der
mit einer Seite an einem offenen Ende des Hauptkörpers 12 verbunden
ist und einen Zufuhranschluss (Anschluss) 16 für die Zufuhr
eines Druckfluides, bspw. Lack, aufweist, einen Ventilmechanismusabschnitt 20,
der in einer axialen Richtung in den Hauptkörper 12 und dem Unterkörper 18 verschiebbar
ist, und einen Führungskörper (Ventilkörper) 24, der
in dem Grundkörper 12 vorgesehen
ist und einen Schaft 22 des Ventilmechanismusabschnitts 20 in axialer
Richtung drängt.
Wie in den 7 und 8 dargestellt
ist, sind die Farbauswahlventile 10 mit Hilfe einer Vielzahl
von (bspw. drei) Installationsöffnungen 26 an
einem Verteiler 28 angebracht, und die Unterkörper 18 liegen
einem Fluiddurchgang 30 gegenüber, durch den der Lack fließt (vgl. 8).
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Ein
Gewinde ist in die Innenumfangsfläche an einem Ende des Grundkörpers 12 eingeschnitten, und
ein Bereich des Unterkörpers 18 ist
dort eingeschraubt.
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Ein
Pilot- oder Steueranschluss 32, der mit einer nicht dargestellten
Druckfluidzufuhrquelle verbunden ist, wird durch eine Ringnut an
der äußeren Umfangsfläche des
Grundkörpers 12 gebildet.
Das Druckfluid (bspw. Druckluft), die als Pilot- oder Steuerluft
dient, wird von dem Pilotanschluss 32 in das Innere des
Grundkörpers 12 eingeführt. Ein
Paar von Dichtelementen 32, die von dem Pilotanschluss 32 festgelegte
Abstände
in axialer Richtung (Richtung der Pfeile A und B) aufweisen, sind
an der äußeren Umfangsfläche des
Grundkörpers 12 angebracht. Wenn
das Farbauswahlventil 10 an dem Verteiler 28 angebracht
ist, liegen dementsprechend die ringförmigen Dichtelemente 34 an
der Innenwandfläche
der Installationsfläche 26 des
Verteilers 28 an, um die Abdichtung des Druckfluides, das
dem Pilotanschluss 32 zugeführt wird, zu gewährleisten.
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Ein
Detektionsanschluss 36, der mit dem Inneren des Grundkörpers 12 verbunden
ist, ist an der äußeren Umfangsfläche des
Grundkörpers 12 ausgebildet,
wobei er in axialer Richtung (Richtung des Pfeiles B) des Grundkörpers 12 einen
festen Abstand von dem Pilotanschluss 32 aufweist. Ein
nicht dargestellter Erfassungssensor (bspw. ein Drucksensor) ist mit
dem Detektionsanschluss 36 bspw. über eine mit dem Detektionsanschluss 36 verbundene
Leitung verbunden. Die Druckänderung
wird durch den Detektionssensor erfasst, so dass es möglich ist,
eine Leckage von Druckfluid aus dem Inneren des Grundkörpers 12 zu
erfassen. Der Pilotanschluss 32 und der Erfassungsanschluss 36 sind
ringförmig
entlang einer äußeren Umfangsfläche des
Grundkörpers 12 ausgebildet.
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Ein
im Durchmesser reduzierter Abschnitt 38, dessen Durchmesser
gegenüber
einer Endseite radial nach innen verringert ist, ist an dem anderen Ende
des Grundkörpers 12 ausgebildet.
Eine Durchgangsöffnung 40 ist
an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des im Durchmesser reduzierten
Abschnitts 38 ausgebildet. Außerdem ist an der äußeren Umfangsfläche des
Abschnitts 38 ein Gewinde eingeschnitten.
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Wenn
das Farbauswahlventil 10 in die Installationsöffnung 26 des
Verteilers 28 eingesetzt wird, wird ein Ringelement 46 mit
einem an der Öffnung 26a der
Installationsöffnung 26 ausgebildeten
Gewindeabschnitt 44 verschraubt. Wenn das Ringelement 46 eingeschraubt
und zu dem Unterkörper 18 (in
Richtung des Pfeiles B) verschoben wird, wird somit das andere Ende
des Grundkörpers 12 durch
das Ringelement 46 gepresst, und das Farbauswahlventil 10 mit
dem Grundkörper 12 wird
in der Installationsöffnung 26 des
Verteilers 28 befestigt.
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Eine
Mehrzahl von Spannvorrichtungsöffnungen 48,
die in axialer Richtung durchtreten, ist durch das Ringelement 46 ausgebildet,
wobei sie voneinander jeweils einen festgelegten Abstand in Umfangsrichtung
aufweisen.
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Der
Zufuhranschluss 16 des Unterkörpers 18 ist ringförmig entlang
der äußeren Umfangsfläche des
Unterkörpers 18 ausgebildet.
Der Zufuhranschluss 16 kommuniziert mit einer Zufuhrkammer 50, die
in dem Unterkörper 18 ausgebildet
ist. Ein Paar von Dichtelementen 34a, 34b ist
an beiden Seiten in axialer Richtung (Richtung der Pfeile A und
B) der Zufuhröffnung 16 an
der äußeren Umfangsfläche des Unterkörpers 18 angebracht.
Wenn das Farbauswahlventil 10 an dem Verteiler 28 angebracht
ist, liegen dementsprechend die Dichtelemente 34a, 34b an
der Innenwandfläche
der Installationsöffnung 26 des
Verteilers 28 an, um die Luftdichtigkeit des Zufuhranschlusses 16 zu
gewährleisten.
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Wenn
der Lack über
einen nicht dargestellten, in dem Verteiler 28 ausgebildeten
Durchgang dem Zufuhranschluss 16 zugeführt wird, tritt der Lack nicht
durch Lücken
zwischen dem Unterkörper 18 und
der Installationsöffnung 26 des
Verteilers 28 aus.
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Die
Dichtelemente 34a, 34b sind an einem Paar von
Installationsnuten 42a, 42b angebracht, die ringförmig entlang
der äußeren Umfangsfläche des Unterkörpers 18 ausgebildet
sind. Die Installationsnuten 42a, 42b haben Wandabschnitte 51a, 51b,
die jeweils an der Seite einer dem Zufuhranschluss 16 zugewandten
Seitenfläche
ausgebildet sind, so dass die Wandabschnitte 51a, 51b offen
in Verbindung mit dem Zufuhranschluss 16 stehen. Mit anderen
Worten ist die eine Seitenfläche
der Installationsnuten 42a, 42b um einen festgelegten
Abstand von der Innenwandfläche
der Installationsöffnung 26,
in welche der Unterkörper 18 eingesetzt
wird, beabstandet. Andererseits ist die andere Seitenfläche, die
den Wandabschnitten 51a, 51b unter Zwischenschaltung der
Dichtelemente 34a, 34b gegenüberliegt, so ausgebildet, dass
sie an der Innenwandfläche
der Installationsöffnung 26 anliegt,
um diese zu schließen.
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Wird
bspw. der Lack, der dem Farbauswahlventil 10 zugeführt wird,
zu einem anderen Lack mit anderer Farbe geändert, so wird das Innere der
Zufuhrkammer 50 und der Zufuhranschluss 16 des
Unterkörpers 18 gespült.
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In
dieser Situation liegt bei dem herkömmlichen Farbauswahlventil
der Wandabschnitt der Nut, an welcher das Dichtelement in der oben
beschriebenen Weise angebracht ist, an der Innenwandfläche des
Verteilers an. Dadurch ist es schwierig, durch Spülen die
Farbe, die durch die Lücke
zwischen dem Verteiler und dem Wandabschnitt der Nut in das Innere
der Nut eingetreten ist, zuverlässig
zu entfernen. Wenn der Lack mit einer anderen Lackfarbe dem Farbauswahlventil
zugeführt
wird, nachdem das Spülen
des Lackes in dem Gehäuse
abgeschlossen ist, wird daher befürchtet, dass sich die Lacke
mit den unterschiedlichen Farben miteinander mischen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind aber die Wandabschnitte 51a, 51b der
Installationsnut 42a, 42b gegenüber dem
Zufuhranschluss 16 so ausgebildet, dass sie offen sind,
wenn sich Flüssigkeit
zwischen dem Zufuhranschluss 16 und den in den Installationsnuten 42a, 42b angebrachten
Dichtelementen 34a, 34b ansammelt. Daher tritt
die Wasch- oder Spülflüssigkeit,
die zum Spülen
verwendet wird, von dem offenen Bereich in den tiefen Bereich der
Installationsnuten 42a, 42b ein. Dementsprechend
kann jeglicher verbleibender Lack zuverlässig entfernt werden. Somit
verbleibt nach dem Spülen
des Lackes in dem Unterkörper 18 der
vorangehende Lack nicht in dem Farbauswahlventil 10. Wenn
ein anderer Lack mit einer unterschiedlichen Farbe zugeführt wird,
mischen sich daher nicht die verschiedenfarbigen Lacke.
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Ein
Ventilsitzabschnitt 52, dessen Durchmesser sich allmählich in
der Richtung (Richtung des Pfeils B) weg von der Zufuhrkammer 50 reduzieren, und
auf dem ein Ventilstopfen 66 des Ventilmechanismusabschnitts 20 aufgesetzt
wird, ist in dem Unterkörper 18 ausgebildet.
Wie in den 3 und 4 dargestellt
ist, ist der Ventilsitzabschnitt 52 im Wesentlichen kugelig,
so dass seine Oberfläche
zurückgesetzt
oder konkav ist, wobei sie dem Ventilstopfen 66 gegenüberliegt.
Eine Verbindungsöffnung 54,
die in Verbindung mit dem Ventilsitz 52 steht, ist an der dem
Ventilsitzabschnitt 52 zugewandten Innenwandfläche des
Fluiddurchgangs 30 ausgebildet und mit dem Unterkörper 18 verbunden.
Dementsprechend wird ein Zustand erreicht (vgl. 2 und 4),
in dem in dem Ventiloffen-Zustand (vgl. 4), in dem der
Ventilstopfen 66 von dem Ventilsitzabschnitt 52 abgehoben
ist, der Fluiddurchgang 30 mit der Zufuhrkammer 50 und
dem Zufuhranschluss 16 des Unterkörpers 18 in Verbindung
steht.
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Ein
Dichtelement 34 ist an einer Ringnut an einer Verbindungsfläche 56 des
Unterkörpers 18 mit dem
Fluiddurchgang 30 angebracht. Dadurch wird der Lack, der
von dem Unterkörper 18 über die
Verbindungsöffnung 54 zu
dem Fluiddurchgang 30 fließt, an einem Austreten (Leckage)
gehindert.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, ist der Führungskörper 24 so
vorgesehen, dass seine äußere Umfangsfläche der
inneren Umfangsfläche des
Grundkörpers 12 gegenüberliegt.
Ein Teil des Führungskörpers 24 ist
zwischen einem Ende des Grundkörpers 12 und
dem Unterkörper 18 angeordnet,
so dass der Führungskörper 24 an
dem Grundkörper 12 und
dem Unterkörper 18 befestigt
ist.
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Ein
Freiraum ist vorgesehen, um einen festgelegten Abstand zwischen
der äußeren Umfangsfläche des
Führungskörpers 24 und
der Innenwandfläche
des Grundkörpers 12 zu
schaffen. Außerdem
ist das Dichtelement 34 an der Ringnut an der äußeren Umfangsfläche angebracht.
Luftdichtigkeit wird durch das Dicht element 34 zwischen
dem Führungskörper 24 und
dem Grundkörper 12 gewährleistet.
Eine Schaftöffnung
(Öffnung) 58,
in welche der Schaft 22 des Ventilmechanismusabschnitts 20 eingesetzt
ist, ist an der inneren Umfangsfläche des Führungskörpers 24 ausgebildet.
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Im
Einzelnen ist ein Freiraum (Spalt), der einen festgelegten Abstand
schafft, zwischen der äußeren Umfangsfläche des
Schaftes 22 und der inneren Umfangsfläche der Schaftöffnung 58 ausgebildet.
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Außerdem weist
der Führungskörper 24 einen
Verbindungsdurchgang 60 auf, der an einer dem Erfassungsabschnitt 36 des
Unterkörpers 18 gegenüberliegenden
Position ausgebildet ist und im Wesentlichen senkrecht zu der Achse
verläuft.
Der Verbindungsdurchgang 60 besteht aus einem Ringabschnitt,
der im Wesentlichen ringförmig
in Umfangsrichtung des Führungskörpers 24 ausgebildet
ist, und einer Mehrzahl von Verbindungsabschnitten zur Herstellung
einer Verbindung zwischen dem Ringabschnitt und dem Inneren des
Führungskörpers 24.
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Der
Ventilmechanismusabschnitt 20 umfasst einen Kolben 62,
der in Axialrichtung (Richtung der Pfeile A und B) verschiebbar
in dem Grundkörper 12 angeordnet
ist, den Schaft 22, der mit dem Kolben 62 verbunden
ist, den mit dem Ende des Schaftes 22 verbundenen Ventilstopfen 66 und
erste und zweite Federn 68a, 68b, die zwischen
dem Kolben 62 und dem Grundkörper 12 angeordnet
sind. Die ersten und zweiten Federn 68a, 68b sind
zwischen der Innenwandfläche
des Grundkörpers 12 an
der Seite des anderen Endes und einer Aussparung 62a des
Kolbens 62 vorgesehen. Die Rückstellkräfte der ersten und zweiten
Federn 68a, 68b drängen den Kolben 62 zudem
Führungskörper 24 (in
Richtung des Pfeiles B).
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Die
erste Feder 68a ist radial nach innen in der Aussparung 62a nahe
dem Schaft 22 angeordnet. Außerdem ist die zweite Feder 68b relativ
zu der ersten Feder 68a radial außen angeordnet.
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Der
Schaft 22 ist in eine Durchgangsöffnung 70, die an
einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Kolbens 62 ausgebildet
ist, eingesetzt. Der Kolben 62 wird durch eine Stufe 72 des
Schaftes 22 befestigt. Außerdem wird ein säulenförmiges Befestigungselement 76 nach
Einsetzen des Kolbens 62 mit einem an einem Ende des Schaftes 22 ausgebildeten Gewindeabschnitt 74 verschraubt.
Dementsprechend ist der Kolben 62 integral an dem Schaft 22 befestigt.
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Das
Befestigungselement 76 weist einen äußeren Umfangsdurchmesser auf,
der kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 40 des Grundkörpers 12.
Wie in 2 dargestellt ist, wird daher die Endfläche des
Befestigungselements 76 so in die Durchgangsöffnung 40 eingesetzt,
dass sie in dem geöffneten
Zustand, in dem der Ventilmechanismusabschnitt 20 von dem
Ventilsitzabschnitt 52 getrennt ist, um eine festgelegte
Länge in
Richtung des Pfeiles A von der Außenwandfläche des Grundkörpers 12 vorsteht.
Wenn der Ventilmechanismusabschnitt 20 geschlossen ist,
steht, wie in 1 gezeigt, die Endfläche des
Befestigungselementes 76 nicht von der äußeren Wandfläche des
Grundkörpers 12 vor,
während
sie in die Durchgangsöffnung 40 eingesetzt
ist.
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Das
Befestigungselement 76 dient als Wechselanzeigemechanismus
(Indikator), der es ermöglicht,
visuell den Ventil-offen-Zustand und den Ventil-geschlossen-Zustand bequem durch
den Ventilmechanismusabschnitt 20 zu erkennen, indem die Position
der Endfläche
des Befestigungselementes 76 relativ zu der Außenwandfläche des
Grundkörpers 12 überprüft wird.
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Eine
Kolbendichtung 78, die aus einem elastischen Material mit
im Wesentlichen V-förmigem Querschnitt
besteht, ist in einer Ringnut an der äußeren Um fangsfläche des
Kolbens 62 angebracht. Der Kolben 62 wird in axialer
Richtung (Richtung der Pfeile A und B) verschoben, wobei die Kolbendichtung 78 entlang
der inneren Umfangsfläche
des Grundkörpers 12 gleiten
kann. Dadurch gewährleistet
die Kolbendichtung 78 zuverlässig die Luftdichtigkeit der
Zylinderkammer 80, die durch den Kolben 62, den
Führungskörper 24 und
die innere Umfangsfläche
des Grundkörpers 12 gebildet
wird. Das Druckfluid, das von dem Pilotanschluss 32 der
Zylinderkammer 80 zugeführt
wird, tritt daher nicht aus und wird in der Zylinderkammer 80 gehalten.
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Eine
Ladenut 82, die mit einem Schmiermittel, bspw. Schmierfett,
gefüllt
wird, ist um eine festgelegte Tiefe zurückgesetzt an der äußeren Umfangsfläche des
Grundkörperabschnitts 23a des
Schaftes 22, der durch den Führungskörper 24 gehalten wird, ausgebildet.
Außerdem
ist eine ringförmige
Wellendichtung 84 mit einem festgelegten Abstand von der Ladenut 82 in
axialer Richtung angebracht. Wenn der Schaft 22 in axialer
Richtung entlang der Schaftöffnung 58 verschoben
wird, kann somit der Gleitwiderstand zwischen dem Schaft 22 und
der Schaftöffnung 58 durch
das Schmiermittel, welches die Ladenut 82 füllt, minimiert
werden, um die Verschiebung gleichmäßig durchzuführen. Dementsprechend
wird eine Abrasion bei der Verschiebung der Welle 22 verringert.
Dadurch ist es möglich,
die Haltbarkeit des Schaftes 22 zu verbessern. Außerdem ist
es möglich, die
Luftdichtigkeit zwischen dem Schaft 22 und der Schaftöffnung 58 mit
Hilfe der Wellendichtung 84 zu gewährleisten.
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Mit
anderen Worten treten der Schaft 22 und die Schaftöffnung 58 miteinander
lediglich über
die Wellendichtung 84 in Kontakt, da ein leichtes Spiel zwischen
der äußeren Umfangsfläche des
Schaftes 22 und der inneren Umfangsfläche der Schaftöffnung 58 ausgebildet
ist.
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Das
andere Ende des Schaftes 22 ist in dem Unterkörper 18 angeordnet.
Ein ringförmiger
Flanschabschnitt 86, der sich von dem Grundkörperabschnitt 22a radial
nach außen
erweitert, ist vorgesehen. Ein elastisches Element 88,
das aus einem Kunststoff- oder Kunstharzmaterial besteht, ist in
einer Ringnut an der dem Ventilstopfen 66 gegenüberliegenden
Endfläche
des Flanschabschnittes 86 angebracht. Das elastische Element 88 ist
somit an dem Flanschabschnitt 86 des Schaftes 22,
gegen welchen ein Membranabschnitt 96 des Ventilstopfens 66 anliegt,
angebracht, so dass es möglich
ist, die auf den Schaft 22 an dem Membranabschnitt 96 aus Kunststoff-
oder Kunstharzmaterial ausgeübte
Last zu minimieren. Dadurch ist es möglich, die Haltbarkeit des
Membranabschnitts 96 des Ventilstopfens 66 zu
verbessern.
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Der
Ventilstopfen 66 besteht aus einem Kunststoff- oder Kunstharzmaterial
und hat eine im Wesentliche säulenförmige Gestalt.
Ein Gewindeabschnitt 92 des Schaftes 22 ist mit
einer Gewindeöffnung 90,
die an einer Endseite des Ventilstopfens 66 ausgebildet
ist, verschraubt. Der Membranabschnitt 96, an dessen Umfangskante
in radial nach außen gerichteter
Richtung ein Außenkantenabschnitt 94 ausgebildet
ist und der an dem Unterkörper 18 befestigt
wird, ist an einem Ende des Ventilstopfens 66 ausgebildet.
Außerdem
ist ein Sitzabschnitt 98, der auf dem Ventilsitzabschnitt 52 des
Unterkörpers 18 aufsitzt,
an der anderen Endseite ausgebildet.
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Der
Membranabschnitt 96 hat einen dünnen, filmförmigen Mantel 100,
der zwischen einem Ende des Ventilstopfens 66 und dem Außenkantenabschnitt 94 ausgebildet
ist. Der Mantel 100 liegt an dem elastischen Element 88,
das an dem Schaft 22 angebracht ist, an. Der Mantel 100 ist
durch die Verschiebung des Ventilstopfens 66 in axialer
Richtung (Richtung der Pfeile A und B) um den Haltepunkt des Verbindungsbereiches
gegenüber
dem Außenkantenabschnitt 94 flexibel
biegbar. Der Außenkantenabschnitt 94 ist
zwischen dem Unterkörper 18 und
einem in dem Unterkörper 18 vorgesehenen
zylindrischen Halteelement 102 angeordnet.
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Somit
blockiert der Membranabschnitt 96 die Verbindung zwischen
dem Inneren des Grundkörpers 12 und
dem Inneren der Zufuhrkammer 50 des Unterkörpers 18.
Dadurch wird der Lack, der von dem Zufuhranschluss 16 zu
der Zufuhrkammer 50 zugeführt wird, durch den Membranabschnitt 96 des Ventilstopfens 66 an
einem Eintreten in das Innere des Grundkörpers 12 und den Führungskörper 24 gehindert.
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Tritt
aus irgendwelchen Gründen
ein Fehlverhalten an dem Membranabschnitt 96 auf, und tritt der
Lack, der dem Unterkörper 18 zugeführt wird,
in das Innere des Führungskörpers 24 ein,
so wird der Druck in dem Führungskörper 24 erhöht. Die
Druckerhöhung
wird durch den Erfassungssensor (nicht dargestellt) über den
Verbindungsdurchgang 60 und den Erfassungsanschluss 36 erfasst,
so dass es möglich
ist, die Lackleckage festzustellen.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt ist, ist der Sitzabschnitt 98 des
Ventilstopfens 66 so ausgebildet, dass die äußere Umfangsfläche des
vorderen Endbereiches im Wesentlichen kugelig ausgebildet ist, um
durch Aufsetzen auf dem Ventilsitzabschnitt 52 an diesem
anzuliegen. Der Radius R1 des Sitzabschnittes 98 entspricht
im Wesentlichen dem Radius R2 der Oberfläche des im Wesentlichen kugeligen Ventilsitzabschnitts 52 (R1 ≈ R2). Wenn
der Sitzabschnitt 98 des Ventilstopfens 66 auf
dem im Wesentlichen kugeligen Ventilsitzabschnitt 52 aufgesetzt wird,
ist es daher möglich,
einen Zustand zu erreichen, bei dem die äußere Umfangsfläche des
Sitzabschnittes 98 und die Oberfläche des Ventilsitzabschnitts 52 in
dichtem Kontakt miteinander stehen (vgl. 3).
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Außerdem ist
der Sitzabschnitt 98 so ausgebildet, dass die vordere Endfläche 104,
die der Verbindungsöffnung 54 des
Fluiddurchgangs 30 zugewandt ist, eben ist, weil sie im
Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Ventilstopfens 66 angeordnet ist.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die vordere Endfläche 104 so
vorgesehen, dass die vordere Endfläche 104 im Wesentlichen
bündig
mit der Verbindungsfläche 56 relativ
zu dem Fluiddurchgang 30 des Unterkörpers 18 abschließt, wenn
der Ventilstopfen 66 auf dem Ventilsitzabschnitt 52 aufsitzt,
um den Ventil-geschlossen-Zustand zu erreichen.
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Der
Sitzabschnitt 98 ist nicht auf eine solche Anordnung eingeschränkt, bei
der die vordere Endfläche 104 eben
ausgebildet ist, wobei sie im Wesentlichen parallel zu der Verbindungsfläche 96 verläuft und
wobei ihre äußere Umfangsfläche im Wesentlichen
kugelig ist. Alternativ kann, wie in 6 gezeigt,
ein Sitzabschnitt 98a insgesamt im Wesentlichen kugelig
ausgebildet sein. Dementsprechend kann der Ventilstopfen 66 in
geeigneter Weise auf dem im Wesentlichen kugeligen Ventilsitzabschnitt 52 aufsetzen.
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Das
Farbauswahlventil 10 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise
erläutert.
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Zunächst wird
ein Verfahren erläutert,
mit dem das Farbauswahlventil 10 an dem Verteiler 28 angebracht
wird. Ausgehend von einem Zustand, in dem das Farbauswahlsystem 10 und
das Ringelement 46 von der Installationsöffnung 26 des
Verteilers 28 getrennt sind (vgl. 7), wird
das Farbauswahlventil 10 so in die Installationsöffnung 26 eingesetzt,
dass der Ventilstopfen 66 nach unten weist. Anschließend wird
das Ringelement 46 von der Öffnung 26a der Installationsöffnung 26 eingesetzt,
und das Ringelement 46 wird mit dem an der Installationsöffnung 26 ausgebildeten
Gewindeabschnitt 44 verschraubt. Schließlich wird eine nicht dargestellte Spannvorrichtung
in die vier Öffnungen 48 an
der oberen Fläche
des Ringelementes 46 eingesetzt. Das Ringelement 46 wird
mit Hilfe der Spannvorrichtung gedreht, so dass das Ringelement 46 zu
dem Farbauswahlventil 10 (in Richtung des Pfeiles B) verschoben
wird. Wie in den 1 und 2 dargestellt ist,
kann das Ringelement 46 an der oberen Fläche des Grundkörpers 12 anliegen,
so dass das Farbauswahlventil 10 integral an dem Verteiler 28 angebracht ist.
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Wenn
das Farbauswahlventil 10, das an dem Verteiler 28 angebracht
ist, aus der Installationsöffnung 26 entfernt
wird, so wird die nicht dargestellte Spannvorrichtung dazu verwendet,
das Ringelement 26 in einer der oben genannten Richtung
entgegengesetzten Richtung zu drehen, so dass das Ringelement 46 in
Richtung weg von dem Grundkörper 12 (Richtung
des Pfeils A) verschoben wird. Nachdem das Ringelement 46 aus
der Installationsöffnung 26 entfernt
wurde, kann das Farbauswahlventil 10 bequem aus der Installationsöffnung 26 entnommen werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann das Farbauswahlventil 10 bequem
an dem Verteiler 28 angebracht bzw. von diesem entfernt
werden, indem das Ringelement 46, das zur Befestigung des
Farbauswahlventiles 10 an der Installationsöffnung 26 des
Verteilers 28 verwendet wird, befestigt bzw. gelöst wird.
Dementsprechend ist es möglich,
die Effizienz bei der Wartung zu verbessern, die bspw. den Austausch
des Farbauswahlventils 10 in dem Verteiler 28 umfasst.
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Als
Nächstes
werden die Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise des an dem Verteiler 28 angebrachten
Farbauswahlventils 10 erläutert. Die Erläuterung
erfolgt unter der Annahme, dass der Ursprungszustand der in 1 gezeigte
Zustand ist, bei dem der Lack (Farbe), der von dem Zufuhranschluss 16 in
die Zufuhrkammer 50 eingeführt wird, durch den auf dem
Ventilsitzabschnitt 52 aufsitzenden Ventilstopfen 66 an
einem Durchfluss in den Fluiddurchgang 30 gehindert wird.
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Zunächst wird
das Druckfluid (bspw. Druckluft) von der nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle
dem Pilotanschluss 32 zugeführt und in die Zylinderkammer 80 eingeführt. Der
Kolben 62 wird entgegen der Rückstellkraft der ersten und
zweiten Federn 68a, 68b in Richtung weg von dem
Führungskörper 24 (Richtung
des Pfeiles A) verschoben.
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Wie
in 2 dargestellt ist, wird der Schaft 22,
der mit dem Kolben 62 verbunden ist, verschoben und der
Ventilstopfen 66 wird von dem Ventilsitzabschnitt 52 abgehoben.
Der Lack, der von der nicht dargestellten Lackzufuhrquelle dem Zufuhranschluss 16 zugeführt wird,
fließt
von der Zufuhrkammer 50 durch den Zwischenraum zwischen
dem Ventilsitzabschnitt 52 und dem Ventilstopfen 66.
Der Lack wird von der Verbindungsöffnung 54 dem Fluiddurchgang 30 zugeführt. Der
Lack, der dem Fluiddurchgang 30 zugeführt wird, wird von der nicht
dargestellten Düse, die
mit dem Fluiddurchgang 30 verbunden ist, aufgesprüht, um bspw.
den Körper
(Karosserie) des Fahrzeugs, bspw. eines Automobils, zu lackieren.
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Wenn
dagegen die Zufuhr des Lackes zu dem Fluiddurchgang 30 unterbrochen
wird, wird die Zufuhr des Druckfluides, das von der nicht dargestellten
Druckfluidzufuhrquelle dem Pilotanschluss 32 zugeführt wird,
unterbrochen. Dementsprechend wird der Kolben 62 durch
die Rückstellkraft
der ersten und zweiten Federn 68a, 68b zu dem
Führungskörper 24 (Richtung
des Pfeiles B) gepresst. Der Schaft 22 wird entsprechend
der Verschiebung des Kolbens 62 integral in Richtung des
Pfeiles B mit verschoben. Dadurch wird der Ventilstopfen 66,
der mit dem Schaft 22 verbunden ist, auf dem Ventilsitzabschnitt 52 des Unterkörpers 18 aufgesetzt,
um die Verbindung zwischen dem Zufuhranschluss 16 und dem
Fluiddurchgang 30 in dem Farbauswahlventil 10 zu
blockieren. Hierdurch wird der Lack, der dem Zufuhranschluss 16 zugeführt wird,
durch den Ventilstopfen 66, welcher in dem Ursprungszustand
ist, in dem der Strom des Lackes zu dem Fluiddurchgang 30 unterbrochen ist,
an einem Fließen
zu dem Fluiddurchgang 30 gehindert.
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Bei
dieser Anordnung ist die Oberfläche
des Ventilsitzabschnittes 52 des Unterkörpers 18 so geformt,
dass sie eine im Wesentlichen kugelige Gestalt hat, die konkav zurückgesetzt
ist. Die äußere Umfangsfläche des
Sitzabschnittes 98 des Ventilstopfens 66 ist so
geformt, dass sie eine im Wesentlichen kugelige Gestalt hat. Dadurch
treten der Ventilstopfen 66 und der Ventilsitzabschnitt 52 beim
Aufsetzen über
die im Wesentlichen kugeligen Oberflächen in dichten Kontakt miteinander.
Dadurch wird der Zustand erreicht, in dem der Ventilstopfen 66 und
der Ventilsitzabschnitt 52 immer in dichtem Kontakt miteinander
stehen. Der Ventilsitzabschnitt 52 kann durch den Ventilstopfen 66 zuverlässig abgedichtet werden.
Dementsprechend ist es möglich,
die Dichtleistung des Ventilsitzabschnittes 52 durch den
Ventilstopfen 66 zu verbessern und die Lackzufuhr zuverlässig zu
blockieren.
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Außerdem ist
es möglich,
eine ungleichmäßige Abrasion
zu vermeiden, die andernfalls durch den Kontakt zwischen dem Ventilstopfen 66 und
dem Ventilsitzabschnitt 52 bewirkt würde, weil die äußere Umfangsfläche des
Sitzabschnitts 98 des Ventilstopfens 66 im Wesentlichen
kugelige Gestalt aufweist. Dadurch ist es möglich, die Haltbarkeit des
Ventilstopfens 66 und des Ventilsitzabschnittes 52 zu
verbessern.
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Wenn
die Dimensionen der Aufbauelemente des Ventilmechanismusabschnitts 20 mit
dem Ventilstopfen 66 aber abweichen (vgl. 5),
so wird manchmal die Mittelachse verschoben. Hierbei ist die Achse
D1 des Schaftes 22 und des Ventilstopfens 66 leicht
in radialer Richtung gegenüber
der Achse D2 des Unterkörpers 18 mit
dem Ventilsitzabschnitt 52 geneigt. In einer solchen Situation
verbleibt bei dem herkömmlichen
Farbauswahlventil, wenn der Ventilabschnitt in axialer Richtung
verschoben wird, um auf dem Ventilsitzelement aufzusetzen, aufgrund
der Abweichung der Mittelachse des Ventilabschnitts ein kleiner
Spalt zwischen dem Ventilabschnitt und dem Ventilsitzelement. Aus
diesem Grund besteht die Befürchtung,
dass die Dichtleistung des Ventilsitzelementes durch den Ventilsitzabschnitt
instabil ist, so dass Lack durch den Spalt austreten kann.
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Bei
dem Farbauswahlventil 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der Schaft 22 schwenkbar um eine kleine Strecke in
radialer Richtung verschoben werden, weil der Schaft 22,
mit dem der Ventilstopfen 66 verbunden ist, so getragen
wird, dass ein radiales Spiel gegenüber der Schaftöffnung 58 des
Führungskörpers 24 besteht.
Gleichzeitig besteht auch das radiale Spiel zwischen der Innenwandfläche des
Grundkörpers 12 und
dem Kolben 62, der mit dem Ende des Schaftes 22 verbunden
ist, um den Halt durch Anliegen der Kolbendichtung 78 an
der Innenwandfläche
des Grundkörpers 12 zu
bewirken.
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Der
Ventilsitzabschnitt 52 hat somit eine sich verjüngende Gestalt,
wobei sich sein Durchmesser allmählich
zu der Verbindungsöffnung 54 hin
reduziert. Wenn der Schaft 22, der den Ventilstopfen 66 mit
der in Radialrichtung abweichenden Mittelachse aufweist, auf dem
Ventilsitzabschnitt 52 aufsetzen soll, vollziehen der Ventilstopfen 66 und
der Schaft 22 die Schwenkbewegung um den Haltepunkt des
Zentrums E (siehe 3 und 4) des Sitzabschnittes 98,
der die im Wesentlichen kugelige Gestalt aufweist. Die Verschiebung
erfolgt, wobei allmählich
die Gleitbewegung zu dem im Wesentlichen zentralen Bereich des der
Verbindungsöffnung 54 gegenüberliegenden
Ventilsitzabschnittes 52 entlang des sich verjüngenden
Ventilsitzabschnittes 52 erfolgt. Mit anderen Worten wird
der Schaft 22 durch den sich verjüngenden Ventilsitzabschnitt 52 beinahe
zwangsweise verschoben und verschwenkt, so dass der relative Neigungswinkel
der Achse des Schaftes 22 relativ zu der Achse des Unterkörpers 18 mit
dem Ventilsitzabschnitt 52 verringert wird.
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Die
Schwenkverschiebung des Schaftes 22, die beim Aufsetzen
auf dem Ventilsitzabschnitt 52 bewirkt wird, wird in geeigneter
Weise durch das zwischen dem Schaft 22 und dem Führungskörper 24 vorgesehene
Spiel, das zwischen dem Kolben 62 und der Innenwandfläche des
Grundkörpers 12 ausgebildete
Spiel sowie das elastische Element 88 und den dünnwandigen
Membranabschnitt 96, der an dem Ende des Ventilstopfens 66 ausgebildet
ist, absorbiert. Auch wenn die Mittelachse des Schaftes 22 und
des Ventilstopfens 66 von der Achse des Grundkörpers 12 und
des Unterkörpers 18 abweichen,
wird daher der Ventilstopfen 66, dessen Mittelachse abweicht,
schwenkend verschoben, so dass der Ventilstopfen 66 zuverlässig und
in geeigneter Weise auf dem Ventilsitzabschnitt 52 aufgesetzt
werden kann.
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Bei
dieser Anordnung sind der Sitzabschnitt 98 des Ventilstopfens 66 und
der Ventilsitzabschnitt 52 jeweils im Wesentlichen kugelig
ausgebildet. Auch wenn die Mittelachse leicht in radialer Richtung
abweicht, wenn der Ventilstopfen 66 auf dem Ventilsitzabschnitt 52 aufsetzt,
kann daher die äußere Umfangsfläche des
Sitzabschnittes 98 konstant in dem dichten Kontaktzustand
auf der Oberfläche
des Ventilsitzabschnittes 52 aufgesetzt werden. Dadurch
ist es möglich,
durch den Ventilstopfen 66 eine stabile Dichtleistung zu
erreichen.
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Außerdem ist
die vordere Endfläche 104 des Sitzabschnittes 98 des
Ventilstopfens 66 eben (plan) und liegt im Wesentlichen
bündig
mit der Verbindungsfläche 56 des
Unterkörpers 18,
wenn der Ventilstopfen 66 auf dem Ventilsitzabschnitt 52 aufsetzt. Dementsprechend
wird der Lack, der von dem Ventilsitzabschnitt 52 des Unterkörpers 18 zu
der Verbindungsöffnung 54 fließt, daran
gehindert, sich zwischen der Verbindungsöffnung 54 und der
vorderen Endfläche 104 anzusammeln.
Außerdem
kann der Lack, der von der stromaufwärtsseitigen Seite des Fluiddurchgangs 30 mit
dem Farbauswahlventil 10 durch den Fluiddurchgang 30 fließt, daran
gehindert werden, zwischen der Verbindungsöffnung 54 und der
vorderen Endfläche 104 des
Ventilstopfens 66 zu verbleiben.
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Wenn
die vordere Endfläche 104 des
Ventilstopfens 66, mit welcher der durch den Fluiddurchgang 30 fließende Lack
in Kontakt tritt, eben ausgebildet ist, wird der Ventilstopfen 66 außerdem daran gehindert,
einen Durchflussdurchgangswiderstand während des Lackdurchflusses
zu bewirken. Dadurch ist es möglich,
eine Ansammlung von Lack, die andernfalls zwischen dem Sitzabschnitt 98 des
Ventilstopfens 66 des Farbauswahlventils 10 und
der Verbindungsöffnung 54 des
Fluiddurchgangs 30 erzeugt würde, zu vermeiden.
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Als
Nächstes
wird eine Mehrzahl von (bspw. drei) ersten bis dritten Farbauswahlventilen 10a bis 10c,
die im Wesentlichen parallel zueinander an dem Verteiler 28 angebracht
sind (vgl. 8), erläutert. Die ersten bis dritten
Farbauswahlventile 10a bis 10c, die als drei Teile
an dem Verteiler 28 vorgesehen sind, sind so vorgesehen,
dass das erste Farbauswahlventil 10a, das in der am weitesten
linken Installationsöffnung 26 vorgesehen
ist, geöffnet
ist, und dass die verbleibenden zweiten und dritten Farbauswahlventile 10b, 10c geschlossen
sind.
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Zunächst wird
der Lack von der nicht dargestellten Lackzufuhrquelle über das
erste Farbauswahlventil 10a dem Fluiddurchgang 30 zugeführt. Zu dieser
Zeit sind die zweiten und dritten Farbauswahlventile 10b, 10c jeweils
geschlossen. Dadurch tritt der Lack, der durch den Fluiddurchgang 30 fließt, nicht
in das Innere der zweiten und dritten Farbauswahlventile 10b, 10c.
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Da
der Niveauunterschied zwischen der Innenwandfläche des Fluiddurchgangs 30 und
der vorderen Endfläche 104 des
Ventilstopfens 66 der ersten und zweiten Farbauswahlventile 10b, 10c klein ist,
wird dem fließenden
Lack kein Strömungswiderstand
entgegengesetzt. Außerdem
werden Lackansammlungen zwischen der vorderen Endfläche 104 und
der Verbindungsöffnung 54 für den Fluiddurchgang 30 vermieden.
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Der
Lack, der von dem ersten Farbauswahlventil 10a dem Fluiddurchgang 30 zugeführt wird, wird
von der mit dem Fluiddurchgang 30 verbundenen, nicht dargestellten
Düse aufgesprüht, um den Körper des
Fahrzeugs als dem Lackierobjekt mit einer gewünschten Lackfarbe zu lackieren.
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Als
Nächstes
wird erläutert,
wie der Körper (nicht
dargestellt) mit einem Lack einer anderen Farbe als der des von
dem ersten Farbauswahlventil 10 zugeführten Lackes lackiert wird.
In diesem Fall ist das erste Farbauswahlventil 10a geschlossen,
um die Zufuhr des dem Fluiddurchgang 30 zugeführte Lackes über das
erste Farbauswahlventil 10a zu unterbrechen. Das Innere
des Fluiddurchgangs 30 wird gespült, da der Lack, der von dem
ersten Farbauswahlventil 10a zugeführt wurde, an dem Fluiddurchgang 30 anhaftet.
In dieser Situation sind alle der ersten bis dritten Farbauswahlventile 10a bis 10c geschlossen.
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Bei
dieser Anordnung ist die vordere Endfläche 104 des Ventilstopfens 66 jedes
der ersten bis dritten Farbauswahlventile 10a bis 10c im
Wesentlichen eben ausgebildet, und der Abstand zwischen der vorderen
Endfläche 104 und
der Innenwandfläche
des Fluiddurchgangs 30 ist klein. Dadurch wird die Ansammlung
von Lack zwischen dem Fluiddurchgang 30 und der vorderen
Endfläche 104 des
Ventilstopfens 66 verhindert. Wenn das Innere des Fluiddurchgangs 30 gespült wird,
kann die Lackansammlung, die sich zwischen dem Ventilstopfen 66 und dem
Fluiddurchgang 30 gebildet hat, bequem und zuverlässig bspw.
mit einer Waschflüssigkeit
entfernt werden.
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Als
Folge hiervon kann der Lack, der von dem ersten Farbauswahlventil 10a zugeführt würde, daran
gehindert werden, in dem Fluiddurchgang 30 zu verbleiben.
Wenn der Lack, der eine andere Farbe hat als der vorangehende Lack,
von dem zweiten oder dritten Farbauswahlventil 10b, 10c dem
Fluiddurchgang 30 zugeführt
wird, ist es daher möglich, das
Mischen von Lacken unterschiedlicher Farbe zu vermeiden.
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Nachdem
der in dem Fluiddurchgang 30 enthaltene Lack in der oben
beschriebenen Weise abgewaschen wurde, wird bspw. das zweite Farbauswahlventil 10b durch
die Zufuhr des Druckfluides geöffnet. Dementsprechend
wird der Ventilstopfen 66 des zweiten Farbauswahlventiles 10b von
dem Ventilsitzabschnitt 52 abgehoben, und der Lack, der
eine andere Farbe hat als der vorangehende Lack, wird von den Zufuhranschluss 16 über die
Verbindungsöffnung
54 dem Fluiddurchgang 30 zugeführt. In dieser Situation sind
die ersten und dritten Farbauswahlventile 10a, 10b jeweils
geschlossen.
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Die
Vielzahl von ersten bis dritten Farbauswahlventilen 10a bis 10c ist
integral an dem Verteiler 28 vorgesehen, und die ersten
bis dritten Farbauswahlventile 10a bis 10c, die
mit den Lackzufuhrabschnitten, welche Lacke unterschiedlicher Farben speichern,
verbunden sind, werden nach Wahl geschaltet. Dementsprechend können die
Lacke mit einer Vielzahl von Lackfarben individuell und unabhängig von
dem einzelnen Fluiddurchgang 30 der nicht dargestellten
Düse zugeführt werden.
Daher ist es nicht notwendig, eine Mehrzahl von Beschichtungsvorrichtungen
mit Düsen
und eine Mehrzahl von Fluiddurchgängen vorzusehen, wie das in
der Vergangenheit für
die jeweiligen Lacke mit unterschiedlichen Farben erforderlich war.
Dadurch ist es möglich,
die Ausrüstungskosten
zu reduzieren und Installationsraum einzusparen.
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Es
ist möglich,
die Ansammlung von Flüssigkeit
zwischen dem Verbindungsdurchgang 54 des Fluiddurchgangs 30 und
dem Ventilstopfen 66 jedes der ersten bis dritten Farbauswahlventile 10a bis 10c zu
vermeiden. Dementsprechend kann der Lack, der in dem Fluiddurchgang 30 verbleibt,
zuverlässig
und bequem abgewaschen und entfernt werden. Dadurch ist es möglich, das
Mischen der Lacke mit unterschiedlichen Farben in dem Fluiddurchgang 30 zuverlässig zu
vermeiden. Außerdem
ist es nicht notwendig, komplizierte Operationen durchzuführen, wie
eine erhöhte
Zahl von Waschvorgängen
des Fluiddurchgangs 30, um den darin verbliebenen Lack
zu entfernen.
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Als
Nächstes
wird ein Farbauswahlventil 150 gemäß einer zweiten Ausführungsform
mit Bezug auf 9 erläutert. Die gleichen Aufbauelemente
wie bei dem Farbauswahlventil 10 gemäß der ersten Ausführungsform
werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf die obige Beschreibung
wird verwiesen.
-
Das
Farbauswahlventil 150 gemäß der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem Farbauswahlventil 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
dahingehend, dass der Sitzabschnitt 98 integral mit einem
Schaft 152 ausgebildet ist, und dass die äußere Umfangsfläche des
Schaftes 152 von einer Dichtung 54 umgeben wird,
die in dem Unterkörper 18 vorgesehen
ist, um die Luftdichtigkeit der Zufuhrkammer 50 zu gewährleisten.
-
Das
Farbauswahlventil 150 hat einen Schaft 152 aus
einem Metallmaterial, bspw. Edelstahl. Ein Paar von Ladenuten 156a, 156b,
die mit einem Schmiermittel, bspw. Schmierfett, gefüllt sind,
ist an der äußeren Umfangsfläche ausgebildet,
wobei sie einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Ein
Paar von Wellendichtungen 158a, 158b ist in einem
festgelegten Abstand von den Ladenuten 156a, 156b angebracht.
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Die
Ladenut 156a und die Wellendichtung 158a, die
an einer Seite angeordnet sind, sind an Positionen gegenüber der
Schaftöffnung 58 des
Führungskörpers 24 vorgesehen.
Die Ladenut 156b und die Wellendichtung 158b,
die an der anderen Seite angeordnet sind, sind an Positionen gegenüber einer Halteöffnung 162 eines
zylindrischen Halteelements 160 in dem Unterkörper 18 vorgesehen.
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Die
Dichtung 154, die die äußere Umfangsfläche des
Schaftes 152 umgibt, ist zwischen der Endfläche des
Halteelements 160 und dem Unterkörper 18 ange bracht.
Ein ringförmiges
Dichtelement 155 ist an der äußeren Umfangsfläche der
Dichtung 154 angeordnet.
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Da
das Farbauswahlventil gemäß der zweiten
Ausführungsform
wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird der Schaft 152 durch
die Verschiebung des Kolbens 62 in axialer Richtung integral
mitverschoben. Der Sitzabschnitt 98, der an dem Ende des Schaftes 152 ausgebildet
ist, wird auf dem Ventilsitzabschnitt 152 des Unterkörpers 18 aufgesetzt
bzw. von diesem getrennt, wodurch der Verbindungszustand zu dem
Fluiddurchgang 30, durch welchen der Lack fließt, geschaltet
wird. Bei dieser Anordnung wird die Luftdichtigkeit der Zufuhrkammer 50 des
Unterkörpers 18,
welcher der Lack zugeführt
wird, mit Hilfe der Dichtung 154, die an der inneren Umfangsfläche des
Unterkörpers 18 angebracht
ist und die äußere Umfangsfläche des
Schaftes 152 umgibt, zuverlässig gewährleistet.
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Auch
wenn der Schaft 152 etwas in radialer Richtung verschoben
wird, kann die Verschiebung durch die Dichtung 154, die
die äußere Umfangsfläche des
Schaftes 152 umgibt, und das Dichtelement 155,
welches die Dichtung 154 umgibt, absorbiert werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann bei dem Farbauswahlventil 150 der
Schaft 152, der den Sitzabschnitt 98 aufweist,
integral aus Metall geformt werden. Hierdurch können die Kosten reduziert werden.
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Außerdem ist
es möglich,
im Vergleich zu dem Farbauswahlventil 10, bei dem der Ventilstopfen 66 mit
dem Sitzabschnitt 98 aus Kunststoff geformt ist, die Steifigkeit
des Sitzabschnittes 98 zu verbessern, da der Sitzabschnitt 98,
der auf dem Ventilsitzabschnitt 52 des Unterkörpers 18 aufgesetzt
wird, aus dem metallischen Material geformt ist.
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Nachfolgend
wird ein Farbauswahlventil 200 gemäß einer dritten Ausführungsform
mit Bezug auf 10 erläutert. Die gleichen Aufbauelemente
wie bei den Farbauswahlventilen 10, 150 gemäß den ersten
und zweiten Ausführungsformen
werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf die obige
Erläuterung
verwiesen werden kann.
-
Das
Farbauswahlventil 200 gemäß der dritten Ausführungsform
unterscheidet sich von den Farbauswahlventilen 10, 150 gemäß den ersten
und zweiten Ausführungsformen
dahingehend, dass ein Pilot- oder Steueranschluss 204 und
ein Zufuhranschluss 208 nicht ringförmig gegenüber dem Grundkörper 202 bzw.
einem Unterkörper 206 ausgebildet sind.
Der Grundkörper 202 und
der Unterkörper 206 sind
mit Hilfe eines länglichen
Bolzens 210 integral miteinander verbunden. Das Farbauswahlventil 200, welches
den Grundkörper 202 und
den Unterkörper 206 umfasst,
ist nicht an dem Verteiler 28 angebracht.
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Bei
dem Farbauswahlventil 200 ist eine Durchgangsöffnung 212,
welche den Grundkörper 202 in
axialer Richtung durchtritt, vorgesehen. Außerdem ist ein Teil des Unterkörpers 206 an
einer Endseite des Grundkörpers 202 eingesetzt.
Eine Gewindeöffnung 214,
in die ein Gewinde eingeschnitten ist, ist an dem Unterkörper 206 an
einer Position gegenüber
der Durchgangsöffnung 212 des
Grundkörpers 12 ausgebildet.
Der Bolzen 210, der in die Durchgangsöffnung 212 eingesetzt
wird, ist mit dieser verschraubt. Dementsprechend sind der Grundkörper 12 und
der Unterkörper 206 integral
miteinander verbunden.
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An
einem Führungskörper 216 zum
Halten des Schaftes 22 mit Hilfe einer Ringnut, die an
der Endfläche
gegenüber
dem Kolben 62 vorgesehen ist, ist ein Puffer- oder Dämpfungselement 218 angebracht.
Das Pufferelement 218 besteht aus einem elastischen Material,
bspw. Gummi. Das Pufferelement 218 ist so vorgesehen, dass
es von der Endfläche
des Führungskörpers 24 um
eine festgelegte Länge
zu dem Kolben 62 (in Richtung des Pfeiles A) vorsteht.
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Wenn
die Zufuhr des Druckfluides zu dem Pilotanschluss 204 unterbrochen
wird, und der Kolben 62 durch die Rückstellkraft der ersten und
zweiten Federn 68a, 68b zu dem Führungskörper 216 (in Richtung
des Pfeiles B) verschoben wird, schlägt der Kolben 62 an
dem Pufferelement 218 an. Somit tritt der Kolben 62 nicht
in direkten Kontakt mit dem Führungskörper 216 und
der beim Anschlag des Kolbens 62 ausgeübte Stoß wird gedämpft.
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Das
Farbauswahlventil 200 gemäß der dritten Ausführungsform
ist wie oben beschrieben aufgebaut. Das Farbauswahlventil 200 ist
nicht an dem Verteiler 28 vorgesehen. Dadurch kann das
Druckfluid von der nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle zugeführt werden,
indem eine Rohrleitung oder dgl. direkt an den Pilotanschluss 204,
der an der äußeren Umfangsfläche des
Grundkörpers 202 ausgebildet ist,
angeschlossen wird. In ähnlicher
Weise kann der Lack von der Lackzufuhrquelle (nicht dargestellt)
zugeführt
werden, indem eine Rohrleitung oder dgl. direkt an den Zufuhranschluss 208,
der an der äußeren Umfangsfläche des
Unterkörpers 206 ausgebildet
ist, angeschlossen wird. Diese Anordnung wird bspw. bevorzugt, wenn
ein einzelnes Farbauswahlventil 200 mit dem Fluiddurchgang 30 und
der Beschichtungsvorrichtung, bspw. der Düse, verbunden wird.