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Die Erfindung betrifft einen Düsenträger für die lösbare Befestigung einer Lackierdüse an einer Lackzerstäubereinrichtung.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Lackzerstäubereinrichtung, wie insbesondere eine Lackierpistole, mit einem solchen Düsenträger.
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Eine Lackbeschichtung kann bekanntermaßen durch Aufsprühen eines Lacks auf das zu lackierende Objekt, wie bspw. eine Fahrzeugkarosserie, aufgebracht werden. Zum Aufsprühen eines flüssigen Lacks kann eine pneumatisch betriebene (bzw. druckluftbetriebene) Lackzerstäubereinrichtung verwendet werden. Zur Erzeugung eines definierten Sprühstrahls weist eine solche Lackzerstäubereinrichtung eine Lackierdüse auf, die typischerweise auswechselbar an der Lackzerstäubereinrichtung befestigt ist. Hierbei sind viele Aspekte zu berücksichtigen, weswegen die aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungssysteme aufwändig und störanfällig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten aufzuzeigen, wie wenigstens ein mit dem Stand der Technik einhergehender Nachteil vermieden oder zumindest verringert werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemäßen Düsenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Mit einem nebengeordneten Anspruch erstreckt sich die Lösung der Aufgabe auch auf eine erfindungsgemäße Lackzerstäubereinrichtung, wie insbesondere eine Lackierpistole, vorzugsweise zur Aufnahme auswechselbarer Farbkartuschen, mit einem solchen Düsenträger. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Ansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
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Ein erfindungsgemäßer Düsenträger für die lösbare Befestigung einer Lackierdüse an einer Lackzerstäubereinrichtung umfasst ein multifunktionales ringartiges Gehäusemodul mit einer im Wesentlichen zentrischen Durchgangsbohrung für die Lackdurchleitung, wobei die Durchgangsbohrung vorderseitig einen Aufnahmebereich mit einem Innengewinde zum direkten Einschrauben der Lackierdüse aufweist, und mit zwei integrierten Luftzuführsystemen für die Zerstäuberluft und für die Hornluft. Insbesondere handelt es sich um separate, d. h. baulich getrennte, Luftzuführsysteme.
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Der erfindungsgemäße Düsenträger weist viele Vorteile auf, von denen einige nachfolgend näher erläutert werden.
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Mit „multifunktional” ist gemeint, dass das zum erfindungsgemäßen Düsenträger gehörende Gehäusemodul viele Funktionen (Leistungsmerkmale) in sich vereint, die für eine optimale Lackausbringung durch die daran befestigte Lackierdüse erforderlich sind und die bislang durch eine Vielzahl von Einzelkomponenten bewerkstelligt werden. Im ringartigen Gehäusemodul des erfindungsgemäßen Düsenträgers sind daher zumindest die folgenden Funktionen umfasst:
- – ungehinderte Lackdurchleitung mit geringem Strömungswiderstand durch eine zentrische Durchgangsbohrung;
- – direkte bzw. unmittelbare Befestigung der Lackierdüse in einem hierzu ausgebildeten Aufnahmebereich der zentrische Durchgangsbohrung;
- – lösbare Befestigung der Lackierdüse durch wenigstens ein Innengewinde im Aufnahmebereich der zentrischen Durchgangsbohrung;
- – Zuführung der Zerstäuberluft durch integriertes erstes Luftzuführsystem;
- – Zuführung der Hornluft durch integriertes zweites Luftzuführsystem.
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Weitere Funktionen, die teilweise auch Gegenstand bevorzugter Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind, werden nachfolgend noch erläutert.
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Bekanntermaßen dient die Zerstäuberluft dazu, den aufzutragenden Lack an der Lackierdüse durch Unterdruck anzusaugen, mitzureißen und in einen Tröpfchenstrahl zu zerteilen, wohingegen die Hornluft zur Formung des Tröpfchenstrahls dient. Durch Veränderung der Parameter von Zerstäuberluft und/oder Hornluft kann der Lackiervorgang beeinflusst werden. Im Weiteren wird hierzu auf entsprechende Fachliteratur verwiesen.
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Es ist vorgesehen, dass das ringartige Gehäusemodul des erfindungsgemäßen Düsenträgers ein einteiliges, durch zerspanende Herstellung (wie insbesondere Drehen, Fräsen, Bohren) gefertigtes, Metallteil ist.
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Die Durchgangsbohrung im ringartigen Gehäusemodul des erfindungsgemäßen Düsenträgers kann rückseitig mit einer kugelkalottenförmigen Führungsfläche für die Lagerung eines Kugelhahns ausgebildet sein. Diese kugelkalottenförmige Führungsfläche kann ferner gehärtet und/oder beschichtet sein, um den Verschleiß zu minimieren und/oder um die Abdichtung des Kugelhahns zu verbessern.
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Der Aufnahmebereich der Durchgangsbohrung im ringartigen Gehäusemodul des erfindungsgemäßen Düsenträgers ist bevorzugt mit wenigstens einem Dichtkonus zur Direktabdichtung einer eingeschraubten Lackierdüse ausgebildet. Durch eine solche Direktabdichtung werden anfällige Dichtungen, wie bspw. O-Ringe und dergleichen, nicht benötigt.
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Der erfindungsgemäße Düsenträger ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die im ringartigen Gehäusemodul integrierten Luftzuführsysteme eine Zerstäuberluftleitung und eine Hornluftleitung umfassen, die als getrennte Bohrungen in der Wandung des Gehäusemoduls ausgebildet sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dass diese Bohrungen in getrennte Luftverteilringe münden, die als separate Ringräume im Aufnahmebereich der Durchgangsbohrung (im ringartigen Gehäusemodul) ausgebildet sind.
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Der erfindungsgemäße Düsenträger umfasst bevorzugt auch ein Einsatzrohr bzw. eine Einsatzhülse zur Abdichtung eines rückseitig in die Durchgangsbohrung eingeführten Farbrohrs (Fittingtubes) einer Farbkartusche. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass dieses Einsatzrohr aus Teflon gebildet oder zumindest innenwandig mit Teflon beschichtet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein.
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1 zeigt schematisch eine Lackieranlage mit einem Lackierroboter und einer Kartuschenwechselvorrichtung.
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2 zeigt einen erfindungsgemäßen Düsenträger in einer perspektivischen Schnittansicht.
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3 zeigt den Düsenträger aus 2 in einer anderen perspektivischen Schnittansicht mit eingeführtem Farbrohr.
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1 zeigt einen Lackierroboter 100, an dessen Arm 110 eine als Kartuschenpistole ausgebildete Lackzerstäubereinrichtung 200 befestigt ist, die mit Hilfe des Lackierroboters 100 im Raum bewegt werden kann. Mit 210 ist eine an der Lackzerstäubereinrichtung 200 lösbar und somit auswechselbar befestigte Lackierdüse bezeichnet. Die Lackbereitstellung erfolgt durch Farbkartuschen 400, die rückseitig mit dem Farbrohr 410 voraus in die Kartuschenpistole 200 eingeführt werden. Mit 500 ist eine Kartuschenwechselvorrichtung bezeichnet, die ein automatisches Auswechseln der in der Kartuschenpistole 200 verwendeten Farbkartuschen 400, bspw. im Hinblick auf einen Farbwechsel, ermöglicht. Eine solche, wenigstens einen Lackierroboter 100 und wenigstens eine Kartuschenwechselvorrichtung 500 umfassende, Lackieranlage ist Stand der Technik und kommt bspw. bei Automobilherstellern zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien und/oder Karosserieteilen zum Einsatz.
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Die 2 und 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Düsenträger 300 für die lösbare Befestigung der Lackierdüse 210 an der Lackzerstäubereinrichtung bzw. Kartuschenpistole 200. Der Düsenträger 300 fungiert quasi als Adapter, um die Lackierdüse 210 an der Lackzerstäubereinrichtung 200 zu befestigen. Der erfindungsgemäße Düsenträger 300 kann ferner auch das voll funktionsfähige Verbinden einer Lackierdüse 210 mit einer artfremden oder systemfremden Lackzerstäubereinrichtung 200, die von Hause aus nicht aufeinander abgestimmt sind und bspw. von verschiedenen Herstellern stammen, ermöglichen.
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Der Düsenträger 300 umfasst ein einteiliges, aus Metall gebildetes, ringartiges und annähernd rotationssymmetrisches Gehäusemodul 310, ein Einsatzrohr 330, eine vorderseitig bzw. außenseitig auf das Gehäusemodul 310 aufgesetzte Luftkappe 340 und eine Überwurfmutter 350, mit der die Luftkappe 340 festgehalten wird. Die Überwurfmutter 350 dichtet zusätzlich sowohl die Luftkappe 340 als auch die Lackierdüse 210 zum Gehäusemodul 310 ab.
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Die aus Kunststoff oder Metall gebildete Luftkappe 340 bildet einen Ringspalt 341 um die Düsenöffnung 211 der Lackierdüse 210 herum aus, die für den Austritt der Zerstäuberluft (Z) vorgesehen ist. Ferner weist die Luftkappe 340 mehrere Düsenöffnungen 342 für den Austritt der Hornluft (H) auf.
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Das multifunktionale Gehäusemodul 310 weist eine zentrische Durchgangsbohrung 311 für die Lackdurchleitung auf. Der vordere Abschnitt der Durchgangsbohrung 311 ist als Aufnahmebereich für die unmittelbare Befestigung der Lackierdüse 210 ausgebildet und weist ein Innengewinde 312 zum Einschrauben der aus Metall gebildeten Lackierdüse 210 und einen ersten Dichtkonus 313 zur Direktabdichtung der eingeschraubten Lackierdüse 210 auf (Metall-auf-Metall-Abdichtung). Der rückseitige bzw. hintere Abschnitt der Durchgangsbohrung 311 ist mit einer kugelkalottenförmigen Führungsfläche 316 für einen Kugelhahn (siehe 3) ausgebildet.
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Das multifunktionale Gehäusemodul 310 weist ferner zwei integrierte Luftzuführsysteme auf, ein erstes Luftzuführsystem für die Zerstäuberluft (Z) und ein zweites Luftzuführsystem für die Hornluft (H). Das erste Luftzuführsystem umfasst eine Zerstäuberluftleitung, die als Schrägbohrung 317 in der Wandung des Gehäusemoduls 310 ausgebildet ist, und einen im vorderen Abschnitt der Durchgangsbohrung 311 ausgebildeten ersten Luftverteilring 321, in den die Schrägbohrung 317 mündet. Die Lufteinspeisung der Zerstäuberluft in die Bohrung 317 erfolgt in axialer Richtung. Die Luftführung der Zerstäuberluft durch die Bohrung 317 und den Luftverteilring 321 bis hin zum Austritt durch den Ringspalt 341 neben der Düsenöffnung 211 ist durch die Strömungspfeile Z veranschaulicht. Das zweite Luftzuführsystem umfasst eine Hornluftleitung, die als im Wesentlichen axial verlaufende Bohrung 318 in der Wandung des Gehäusemoduls 310 ausgebildet ist, und einen im vorderen Abschnitt der Durchgangsbohrung 311 ausgebildeten zweiten Luftverteilring 322, in den die Axialbohrung 318 mündet. Die Lufteinspeisung der Zerstäuberluft in die Bohrung 318 erfolgt in radialer Richtung durch die Querbohrung 318a. Die Luftführung der Hornluft durch die Bohrungen 318a/318 und den Luftverteilring 322 bis zum Austritt durch die Düsenöffnungen 342 an der Luftkappe 340 ist durch die Strömungspfeile H veranschaulicht.
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Die Luftverteilringe 321 und 322 für die Verteilung der zugeführten Zerstäuberluft Z und Hornluft H sind als im Aufnahmebereich der Durchgangsbohrung 311 angeordnete Ringräume ausgebildet. Die Durchgangsbohrung 311 ist hierfür mit ringförmigen Ausnehmungen, wie bspw. mit Ringnuten oder dergleichen, ausgebildet. Die gegenseitige Abdichtung der beiden in axialer Richtung nebeneinander liegenden Ringräume 321 und 322 erfolgt durch eine Direktabdichtung zwischen der Lackierdüse 210 und der Durchgangsbohrung 311 im Gehäusemodul 310, wozu die Durchgangsbohrung 311 im Aufnahmebereich für die Lackierdüse 210 mit einem zweiten Dichtkonus 315 ausgebildet ist (Metall-auf-Metall-Abdichtung).
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Das insbesondere aus einem Teflonmaterial gebildete, hülsenartige Einsatzrohr (bzw. Einsatzhülse) 330 dient der Abdichtung eines Farbrohrs (Fittingtube, Farbnadel) 410 einer in der Lackzerstäubereinrichtung bzw. Kartuschenpistole 200 aufgenommenen Farbkartusche 400, wie in 3 gezeigt. Ferner erlaubt das Einsatzrohr 330 rückstandsfreie Spülungen (Spülvorgänge) bei einem Kartuschen- und insbesondere bei einem Farbwechsel. Das Einsatzrohr 330 ist im Wesentlichen innerhalb der Lackierdüse 220 formschlüssig angeordnet. Das Innere des Einsatzrohrs 330 weist einen Aufnahmeabschnitt 332 für das Farbrohr 410 und einen Lackleitungsabschnitt 331 zur Düsenöffnung 211 auf. Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen dem Einsatzrohr 330 und einem eingesteckten Farbrohr 410 ist im Aufnahmeabschnitt 332 ein O-Ring 333 angeordnet. Die Abdichtung des Einsatzrohrs 330 gegenüber der Lackierdüse 210 und dem Gehäusemodul 310 erfolgt durch die Ringschulter 334.
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In 3 ist der bereits oben erwähnte, zur Lackzerstäubereinrichtung 200 gehörende, Kugelhahn 230 zu erkennen. Das Farbrohr 410 erstreckt sich durch eine Bohrung im Kugelhahn 230 bis in das Einsatzrohr 330 hinein.
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Wenn das Farbrohr 410 beim Kartuschenwechsel herausgezogen wird, wird der Kugelhahn 230 in eine Spülstellung geschaltet, worauf hin sowohl die Lackierdüse 210 als auch das Einsatzrohr 330 mit Düsenspüllösung und Düsenspülluft von innen gereinigt werden können. Bei der Lackzerstäubereinrichtung bzw. Kartuschenpistole 200 handelt es sich somit insbesondere um eine sogenannte Automatikpistole, die im Automatikbetrieb einen solchen automatischen Farbwechsel ermöglicht.
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Der erfindungsgemäße Düsenträger 300 bietet folgende Vorteile, die auch als allgemeine Vorteile der Erfindung angesehen werden können (keine abschließende Aufzählung):
- – Zusammenfassung mehrerer Funktionen in einem Gehäusemodul;
- – geringe Gesamtanzahl an benötigten Bauteilen;
- – kompakte Abmessungen, insbesondere geringe axiale Länge des Gehäusemoduls (keine nennenswerten Totvolumina innerhalb des Gehäusemoduls);
- – Möglichkeit der Anbindung von Lackierdüsen und/oder Luftkappen an artfremde bzw. systemfremde Lackzerstäubereinrichtungen (Adapterfunktion);
- – ausgereiftes und störungsunanfälliges Dichtungskonzept;
- – einfache Handhabung und schneller Austausch von Lackierdüsen und/oder Luftkappen (kurze Umbauzeiten);
- – gute Spülbarkeit (insbesondere des aus Teflon oder einem vergleichbaren Material gebildeten Einsatzrohrs);
- – verhältnismäßig geringe Herstellungskosten; und
- – Robustheit.
