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Die
Erfindung betrifft eine Materialversorgungseinrichtung zur Versorgung
von Spritzapparaten mit Beschichtungsmaterial.
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Spritzvorrichtungen,
wie zum Beispiel Spritzpistolen, müssen kontinuierlich mit Beschichtungsmaterial
versorgt werden, das in den Materialkanal der Spritzvorrichtung
eingeleitet wird. Der Materialkanal steht mit einer Spritzdüse in Verbindung,
die von einer Materialnadel gesteuert wird. Üblicherweise ist eine Versorgungseinrichtung
mit einer Pumpe vorgesehen, die das Beschichtungsmaterial aus einem Vorratsbehälter in
die Spritzvorrichtung fördert.
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Wenn
jedoch in zeitlichen Abständen
nur geringe Mengen an Beschichtungsmaterial verarbeitet werden,
bilden sich in der Versorgungseinrichtung Blasen, die zu Beginn
des Spritzprozesses entfernt werden müssen, was zwangsläufig mit
Verlust an Beschichtungsmaterial verbunden ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Materialversorgungseinrichtung
zur Versorgung von Spritzapparaten bereitzustellen, die eine blasenfreie Verarbeitung
von Beschichtungsmaterial, insbesondere von kleinen Mengen an Beschichtungsmaterial, gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Materialversorgungseinrichtung gelöst, die
dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Materialdruckbehälter mit
einem Vorderwand, Seitenwand und Rückwand aufweisenden Gehäuse aufweist,
das mittels eines im Gehäuse
verschiebbaren, eine Kolbenstange aufweisenden Kolbens in eine Materialkammer
und in eine Druckmittelkammer unterteilt ist, und dass eine in der Materialkammer
angeordnete Materialauslassöffnung
und eine in die Druckmittelkammer mündende Druckmittelzuleitung
vorgesehen ist Zum Befüllen des
Materialdruckbehälters
wird der Kolben in seine erste Endstellung (I) gebracht, in der
er an der Vorderwand anliegt. In dieser Stellung ist die Materialkammer
leer und der Innenraum des Gehäuses
wird durch die Druckmittelkammer gebildet. Durch Zurückziehen
des Kolbens in seine zweite Endstellung (II), in der der Kolben
an der Rückwand
anliegt, kann das Beschichtungsmaterial aus einem Vorratsbehälter angesaugt
werden, wodurch die Materialkammer vollständig gefüllt wird. Nach dem Befüllen wird
durch Verschieben des Kolbens in Richtung Auslassöffnung vorzugsweise
in senkrechte Stellung des Materialdruckbehälters eventuell in der Materialdruckkammer
befindliche Luft herausgedrückt.
Dieser Vorgang wird solange durchgeführt, bis das erste Beschichtungsmaterial
aus der Auslassöffnung
austritt. Anschließend
wird der Materialdruckbehälter
mit seiner Materialauslassöffnung
an die Einlassöffnung
des Spritzapparates angeschlossen. Durch Zufuhr des Druckmittels
wird der Kolben kontinuierlich aus seiner Stellung II in seine Stellung
I bewegt, wodurch kontinuierlich Beschichtungsmaterial aus der Materialkammer
in die Spritzvorrichtung gedrückt
wird.
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Der
Materialdruckbehälter
hat den Vorteil, dass geringe Mengen an Beschichtungsmaterial auf einfache
Weise in den Materialdruckbehälter
aufgezogen werden können,
wobei durch einfache Handgriffe eventuell im Materialdruckbehälter befindliche Blasen
entfernt werden können.
Für die
Betätigung des
Materialdruckbehälters
ist lediglich eine Druckmitteileinrichtung erforderlich. Auf eine
Materialpumpe kann verzichtet werden.
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Die
Kolbenstange ist vorzugsweise durch die Rückwand des Gehäuses abgedichtet
nach außen verlängert. Die
Kolbenstange steht somit auch in ihrer Endstellung I nach außen vor.
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Um
das Druckmittel in die Druckmittelkammer im Inneren des Gehäuses des
Materialdruckbehälters
einleiten zu können,
ist die Kolbenstange vorzugsweise hohl ausgebildet. Vorzugsweise
wird die Kolbenstange durch ein Rohr gebildet.
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Am äußeren Ende
der Kolbenstange ist vorzugsweise ein Druckmittelanschluss und innerhalb der
Druckmittelkammer mindestens eine Auslassöffnung vorgesehen, so dass
das in die Kolbenstange eingeleitete Druckmittel in die Druckmittelkammer austreten
kann.
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Vorzugsweise
ist die Auslassöffnung
unmittelbar hinter dem Kolben oder im Inneren des Kolbens angeordnet,
so dass das Druckmittel in die Druckmittelkammer auch dann noch
eintreten kann, wenn der Kolben in seiner Endstellung II an der Rückwand des
Gehäuses
anliegt. Wenn die Austrittsöffnung
in den Kolben gelegt ist, besitzt dieser vorzugsweise in der Kolbenwand
eine entsprechende Ausnehmung oder einen Kanal.
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Vorzugsweise
ist die Druckmittelkammer mit einem Entlüftungskanal versehen. Dieser
Entlüftungskanal
ist vorzugsweise in der Rückwand
des Materialdruckbehälters
angeordnet. Dieser Entlüftungskanal
dient dazu, die Druckmittelkammer zu entlüften, wenn der Materialdruckbehälter entleert
ist und der Kolben an der Vorderwand des Gehäuses anliegt.
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Vorzugsweise
besitzt die Kolbenstange eine Ringnut, die in der Endstellung I
des Kolbens den Entlüftungskanal
mit der Druckmittelkammer verbindet. Dadurch wird sicher gestellt,
dass der Entlüftungskanal
erst dann mit der Druckmittelkammer verbunden ist, wenn der Materialdruckbehälter vollständig entleert
ist.
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Um
die Endstellung I für
den Benutzer erkennbar zu machen und gegebenenfalls die Druckmittelzufuhr
abzuschalten, ist vorzugsweise ein mit der Druckmittelkammer in
Verbindung stehender Drucksensor vorgesehen. Für die Anordnung des Drucksensors
gibt es verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise
ist der Drucksensor an einer Gehäusewand
angeordnet, insbesondere an einer Gehäusewand, die die Druckmittelkammer
umgibt.
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Der
Drucksensor kann auch im oder am Auslass des Entlüftungskanals
angeordnet sein. Wenn der Kolben in seiner Endstellung I angelangt
ist, wird über
die Ringnut die Verbindung des Entlüftungskanals mit der Druckmittelkammer
hergestellt, so dass das Druckmittel durch den Entlüftungskanal
austritt. Der Drucksensor spricht in diesem Fall an und detektiert
auf diese Weise die Endstellung I.
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Es
ist auch möglich,
den Drucksensor in der Druckmittelleitung anzuordnen, die an die
Kolbenstange angeschlossen ist. Der Drucksensor detektiert den Druckabfall
in der Druckmittelleitung bei Erreichen der Endstellung I.
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Vorzugsweise
ist der Drucksensor an eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen, die
ein optisches oder akustisches Signal abgibt, wenn der Kolben seine
Endstellung I erreicht hat.
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Dieser
Drucksensor ist vorzugsweise auch an den Druckerzeuger angeschlossen,
der aufgrund eines entsprechenden elektrischen Signals des Drucksensors
die Druckmittelzufuhr abgeschaltet.
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Das äußere Ende
der Kolbenstange weist vorzugsweise einen Betätigungsteller auf. Mittels
dieses Betätigungstellers
kann der Kolben von Hand zum Befüllen
des Materialdruckbehälters
zurückgezogen
werden.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Materialdruckbehälters, der
an einer Spritzvorrichtung angeordnet ist,
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2 einen
Längsschnitt
durch den in 1 gezeigten Materialdruckbehälter,
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3, 3a den
Materialdruckbehälter
im Längsschnitt
in Endstellung II sowie eine vergrößerte Ausschnittdarstellung
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4, 4a den
Materialdruckbehälter
im Längsschnitt
in Endstellung I sowie eine vergrößerte Ausschnittdarstellung,
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5 eine
schematische Darstellung einer Materialversorgungseinrichtung mit
Materialdruckbehälter,
Spritzapparatur, Druckerzeuger und Drucksensor.
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In
der 1 ist ein Materialdruckbehälter 10 mit Kolbenstange 25 und
Betätigungsteller 35 dargestellt,
der am Materialanschluss 2 eines Spritzapparates 1 angeordnet
ist. Der Spritzapparat 1 besitzt eine Materialaustrittsdüse 3,
die von dem Materialdruckbehälter 10 mit
Beschichtungsmaterial versorgt wird. Details des Spritzapparates 1 sind
für die
Erfindung nicht von Interesse.
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In
der 2 ist ein Längsschnitt
durch den in 1 gezeigten Materialdruckbehälter 10 dargestellt.
Der Materialdruckbehälter 10 besitzt
ein Gehäuse 11,
dass durch eine Vorderwand 12, eine zylindrische Seitenwand 13 und
eine Rückwand 14 gebildet
wird. An der Vorderwand 12 ist eine Materialauslassöffnung 15 angeordnet.
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Im
Gehäuse 11 befindet
sich ein Kolben 20, der den Innenraum des Gehäuses 11 in
eine Materialkammer 40 und eine Druckmittelkammer 41 unterteilt.
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Der
Kolben 20 besitzt eine umlaufende Dichtung 23,
eine konische Vorderseitenfläche 21 und eine
plane Rückseitenfläche 22.
Die konische Vorderseitenfläche 21 ist
an die konische Ausgestaltung der Vorderwand 12 des Gehäuses 11 angepasst,
so dass in der Endstellung I (siehe 4) die Vorderseitenfläche 21 an
der Innenfläche
der Vorderwand 12 anliegt.
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An
dem Kolben 20 ist die Kolbenstange 25 angeordnet,
die durch die Rückwand 14 des
Gehäuses 11 nach
außen
geführt
ist. In der Rückwand 14 sind
Dichtungen in Form von O-Ringen 18a, 18b angeordnet,
die an der Außenfläche der
Kolbenstange 25 anliegen und somit die Druckmittelkammer 41 nach
außen
abdichten.
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In
der Rückwand 14 ist
ferner ein Entüftungskanal 16 vorgesehen,
der aus einem sich in Längsrichtung
des Materialdruckbehälters
erstreckenden Kanalabschnitt 17a und einem radialen Kanalabschnitt 17b gebildet
wird. Der Entlüftungskanal 16 endet
somit an der Kolbenstange 25 zwischen den beiden O-Ringen 18a und 18b.
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Die
Kolbenstange 25 ist als Rohr ausgebildet und weist einen
Druckmittelkanal 26 auf, der im Innern der Druckmittelkammer 21 in
einer Auslassöffnung 28 mündet. Die
Auslassöffnung 28 ist
teilweise in den Kolben 20 verlegt worden, der in seiner
Rückseitenfläche eine
entsprechende Ausnehmung aufweist.
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Am äußeren Ende
der Kolbenstange 25 ist eine Einlassöffnung 27 und ein
Druckmittelanschluss 29 vorgesehen, mit dem die Kolbenstange 25 an
eine Druckmittelleitung 50 angeschlossen werden kann (siehe 5).
Außerdem
weist die Kolbenstange 25 eine Ringnut 30 auf,
die im Zusammenhang mit den 3, 3a und 4, 4a erläutert wird.
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In
der 3 ist ein Materialdruckbehälter 10 dargestellt,
dessen Kolben 20 sich in der rückwärtigen Endstellung II befindet.
Der Innenraum des Gehäuses 11 wird
vollständig
durch die Materialdruckkammer 40 gebildet, was dem mit
Beschichtungsmaterial befüllten
Zustand entspricht. In der 3a ist der
Rückwandbereich
vergrößert dargestellt.
Es ist zu sehen, dass der Entlüftungskanal 16 gegenüber dem
Innenraum des Gehäuses
mittels Dichtung 18a abgedichtet ist.
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In
der 4 ist die vorderseitige Endstellung I dargestellt,
was dem vollständig
entleerten Zustand des Materialdruckbehälters 10 entspricht.
Der Innenraum wird vollständig
durch die Druckmittelkammer 41 gebildet. In dieser Endstellung
liegt die Ringnut 30 im Bereich des O-Rings 18a und
verbindet auf diese Weise die Druckmittelkammer 41 mit
dem Entlüftungskanal 16.
Es wird zwischen dem O-Ring 18a und der Außenfläche der
Ringnut 30 ein Verbindungskanal 31 gebildet (siehe 4a).
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In
der 5 ist eine Materialversorgungseinrichtung 5 dargestellt,
wobei der Materialdruckbehälter 10 an
einen Druckerzeuger 52 über
eine Druckmittelleitung 50 angeschlossen ist. In der Druckmittelleitung 50 ist
ein Drucksensor 51 angeordnet, der einerseits über die
elektrische Verbindungsleitung 53 an den Druckerzeuger 52 und
andererseits über
die elektrische Verbindungsleitung 54 an eine Anzeigeeinrichtung 55 angeschlossen
ist.
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Wenn
der Kolben seine Endposition I erreicht hat, ist die Verbindung
zwischen der Druckmittelkammer 41 und dem Außenbereich
hergestellt, so dass ein Druckabfall in der Druckmittelleitung 50 stattfindet,
die vom Drucksensor 51 detektiert wird. Der Drucksensor 51 gibt
ein entsprechendes Signal an den Druckerzeuger 52 ab, so
dass die Druckerzeugung eingestellt wird. Gleichzeitig wird ein
entsprechendes Signal an die Anzeigeeinrichtung 55 gegeben,
die ein akustisches oder optisches Signal abgibt und somit dem Bedienungspersonal
signalisiert, dass der Materialdruckbehälter 10 vollständig entleert
ist. Im Anschluss daran wird der Materialdruckbehälter 10 von
der Spritzapparatur 1 entfernt und wie zuvor beschrieben
von Hand befüllt.
Anschließend
wird der befüllte
Materialdruckbehälter 10 wieder
an die Spritzapparatur 1 angeschlossen und der Druckerzeuger 5 gestartet.
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- 1
- Spritzapparat
- 2
- Materialanschluss
- 3
- Materialaustrittsdüse
- 5
- Materialversorgungseinrichtung
- 10
- Materialdruckbehälter
- 11
- Gehäuse
- 12
- Vorderwand
- 13
- Seitenwand
- 14
- Rückwand
- 15
- Materialauslassöffnung
- 16
- Entlüftungskanal
- 17a,
b
- Kanalabschnitt
- 18a,
b
- O-Ring
- 20
- Kolben
- 21
- Vorderseitenfläche
- 22
- Rückseitenfläche
- 23
- Dichtung
- 25
- Kolbenstange
- 26
- Druckmittelkanal
- 27
- Einlassöffnung
- 28
- Auslassöffnung
- 29
- Druckmittelanschluss
- 30
- Ringnut
- 31
- Verbindungskanal
- 35
- Betätigungsteller
- 40
- Materialkammer
- 41
- Druckmittelkammer
- 50
- Druckmittelleitung
- 51
- Drucksensor
- 52
- Druckerzeuger
- 53
- elektrische
Verbindungsleitung
- 54
- elektrische
Verbindungsleitung
- 55
- Anzeigeeinrichtung