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Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbwechselsystem mit einem eine Frontseite aufweisenden Stator, der eine Vielzahl von Medienventilen hat, deren Einlässe mit je einem Medienzuführungsschlauch verbunden sind und deren Auslässe in die Frontseite des Stators münden, wobei die Medienventile in Patronen ausgebildet sind, die jeweils einen Ventilsitz und einen Ventilschließkörper aufweisen, und mit einem vor der Frontseite des Stators angeordneten Auswahlkopf, der um eine senkrecht zur Statorfrontseite verlaufende Achse drehbar und/oder parallel zur Statorfrontseite verschiebbar ist, wobei der Auswahlkopf an seiner der Statorfrontseite zugewandten Seite einen Medieneinlass aufweist, der durch eine Drehung und/oder Verschiebung des Auswahlkopfes in Überdeckung mit einem der Medienventilauslässe bringbar ist, und wobei der Auswahlkopf einen Medienkanal aufweist, der den jeweils ausgewählten Medienventilauslass mit einer Medienentnahme des Systems verbindet.
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Ein derartiges System ist in der
DE 201 22 759 U1 beschrieben. Gemäß der dort beschriebenen Ausführung eines Farbwechselsystems besteht die Ventilpatrone aus einem Rückschlagventil, das über einen Stößel, der sich im Auswahlkopf befindet, geöffnet wird. Im Auswahlkopf befindet sich auch die Druckluft-Betätigung für den Stößel.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, dass die Bewegung des Auswahlkopfes gegenüber dem Stator mit der Stößelbetätigung koordiniert werden muss, da eine Bewegung des Auswahlkopfes nur möglich ist, wenn der Stößel zurückgezogen ist. Dies vergrößert den Steuerungsaufwand. Um bei einer Lageänderung des Auswahlkopfes Beschädigungen des Stößels zu vermeiden, wenn dieser nicht zurückgezogen sein sollte, muss sich der Auswahlkopf deutlich vom Stator entfernen, damit der Stößel sich außerhalb des Stators befindet.
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Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, ein Farbwechselsystem zu schaffen, das einen geringeren Steueraufwand aufweist.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass in jeder Patrone jeweils eine Betätigung für den Ventilschließkörper angeordnet ist.
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Die Betätigung der einzelnen Medienventile erfolgt somit nicht über einen Stößel im Auswahlkopf, so dass der Hub, mit dem sich dieser vom Stator entfernt, sehr kurz gehalten werden kann.
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Außerdem besteht der Vorteil, dass eine Betätigung gewählt werden kann, die den zu öffnenden Querschnitt nicht behindert, wie dies ein Stößel tut.
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Eine besonders komfortable Möglichkeit, den Auswahlkopf zum Stator auszurichten, besteht darin, den Auswahlkopf als Rotor auszubilden, der drehbar auf einem Lagerzapfen gelagert ist, wobei der Lagerzapfen einen in seiner Achse verlaufenden weiteren Medienkanal aufweist, der mit der Medienentnahme des Systems verbunden ist und der unabhängig von der Drehwinkellage des Rotors stets in einer Verbindung mit dem Medienkanal im Auswahlkopf steht.
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Gemäß der
DE 201 22 759 U1 befinden sich die Medienentnahme des Systems sowie die Druckluft- und Lösemittelzuführungen im Auswahlkopf. Die dazugehörigen Schläuche werden bei der Auswahlbewegung des Auswahlkopfes stets mitgeführt, was die Schläuche und deren Kupplungen belastet und zu Brüchen führen kann. Weiterhin ist bei einer Drehausführung des Auswahlkopfes seine Drehung auf 360° begrenzt, um die Torsion der Schläuche zu begrenzen. Bei Medienventilen, die an gegenüberliegenden Rändern des Drehbereichs liegen, ist daher fast eine volle Drehung (Rückwärtsdrehung) des Auswahlkopfes notwendig, obwohl die Medienventile nur wenige Winkelgerade voneinander entfernt sind. Dies verlängert die Wechselzeiten bei einem Farbwechsel.
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Die Erfindung beruht daher außerdem auf der Aufgabe, die Belastungen der Schläuche zu verringern und die Farbwechselzeiten zu verkürzen.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Zusammenhang mit dem auf einen drehbaren Auswahlkopf bezogenen Oberbegriff des Anspruches 1 vor, dass der Auswahlkopf als Rotor ausgebildet ist, der drehbar auf einem Lagerzapfen gelagert ist, wobei der Lagerzapfen einen in seiner Achse verlaufenden weiteren Medienkanal aufweist, der mit der Medienentnahme des Systems verbunden ist und der unabhängig von der Drehwinkellage des Rotors stets in einer Verbindung mit dem Medienkanal im Auswahlkopf steht.
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Der Medienkanal des Auswahlkopfes steht somit unabhängig von seiner Winkelstellung in Bezug auf den Stator stets in einer Verbindung mit dem weiteren Medienkanal im Lagerzapfen. Dies erlaubt eine durchgehende Drehung des Auswahlkopfes, so dass das als nächstes auszuwählende Medienventil stets auf kürzestem Wege erreicht werden kann.
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Auch bei dieser Ausführung der Erfindung kann in jeder Patrone jeweils eine Betätigung für den Ventilschließkörper angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist der Lagerzapfen drehfest, aber axial verschiebbar, in einer Halterung gehalten. Die Schläuche, die an den Lagerzapfen anschließen, machen somit die Drehbewegung des Rotors nicht mit. Sie folgen lediglich dem kurzen Hub des Rotors, um sich vom Stator zu entfernen oder sich diesem wieder zu nähern. Grundsätzlich könnte der Rotor sich bei seinem Hub auch in axialer Richtung auf dem Lagerzapfen bewegen. Dies würde aber Dichtungen zwischen dem Rotor und dem Lagerzapfen stärker belasten und verschleißen lassen als die Schläuche, die sich mit dem Lagerzapfen bewegen.
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Vorzugsweise liegt der Übergang zwischen dem Medienkanal und dem weiteren Medienkanal im Zentrum des Lagerzapfens. Ein solcher Übergang ist leichter durch eine Spülung zu reinigen als ein Übergang über eine Ringnut an der Mantelfläche des Lagerzapfens.
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Vorzugsweise sind die Medienventile druckluftbetätigt. Damit nicht jedes Ventil eine eigene Druckluftzufuhr benötigt, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass ein Druckluftkanal durch den Auswahlkopf verläuft und dass in der Statorfrontseite neben jedem Medienventilauslass je ein Drucklufteinlass vorhanden ist, der mit der Statorfrontseite zugewandten Mündung des Druckluftkanals über Deckung kommt, wenn der zugehörige Medienventilauslass mit dem Medienkanal verbunden ist.
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Demnach erfolgt die Druckluftzufuhr ebenfalls über den Auswahlkopf, wobei mit der Auswahl eines Medienventils für die weitere Lackversorgung für den Zerstäuber gleichzeitig eine entsprechende Druckluftverbindung zum Betätigen des Medienventils hergestellt wird. Die Auswahl eines Medienventils ist somit automatisch mit der Druckluftversorgung zur Betätigung des Medienventils gekoppelt.
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Da die Medienzuführung über das Zentrum des Lagerzapfens erfolgt, ist für die Druckluftzuführung ein weiterer Druckluftkanal im Lagerzapfen vorgesehen, der über einen Ringraum mit dem Druckluftkanal im Rotor in Verbindung steht. Der Druckluftkanal im Rotor ist somit die stetige Verbindung mit dem weiteren Druckluftkanal im Lagerzapfen.
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Um den Rotor gegenüber dem Stator zu verstellen und somit ein bestimmtes Medienventil für die weitere Lackzuführung auszuwählen, sieht die Erfindung vor, dass eine auf den Rotor einwirkende Verstelleinrichtung vorgesehen ist, die einen Schaft sowie eine Hohlwelle aufweist, wobei der in der Hohlwelle gelagerte Schaft über eine Längsverzahnung und die Hohlwelle über einen Hintergriff mit dem Rotor verbunden ist. Mit der Verstelleinrichtung kann der Rotor in axialer Richtung verschoben und in Umfangsrichtung gedreht werden.
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Die Längsverzahnung des Schaftes erlaubt es, den Rotor im Bezug zum Schaft in axialer Richtung zu verschieben, ohne dass die Drehverbindung unterbrochen wird. Zur axialen Verschiebung des Rotors wird die Hohlwelle verschoben, die aufgrund des Hintergriffs den Rotor mitnimmt.
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Vorzugsweise wird für die Verschiebung der Hohlwelle eine Druckluftbetätigung vorgesehen. Dazu ist die Hohlwelle in einem Lagergehäuse gelagert und weist einen Kragen auf, dessen Stirnseite in dem Lagergehäuse je eine Ringkammer begrenzt, von dem zumindest eine mit Druckluft versorgt werden kann.
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Da der Rotor in der Regel am Stator anliegt, kann daran gedacht werden, diese Position durch die Belastung mit einer Feder zu bewirken und zum Entfernen des Rotors vom Stator eine Druckluftbeaufschlagung vorzusehen. Grundsätzlich können aber auch beide Kammern mit Druckluft beaufschlagt werden, um sowohl die Bewegung in der einen als auch in der anderen Richtung durch Druckluft zu bewirken.
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Der Drehantrieb des Schaftes erfolgt über einen Elektromotor, der z. B. eine doppelkardanische Verbindung zum Schaft aufweist.
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Zu Wartungszwecken kann vorgesehen werden, dass das Lagergehäuse und der Lagerzapfen um eine parallel zur Drehachse des Rotors gelagerte Kippachse seitlich verschwenkbar sind.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass durch den Auswahlkopf ein Spülkanal verläuft, der in den Medienkanal über ein in den Medienkanal sich öffnendes Rückschlagventil einmündet. Der Spülkanal ist ebenfalls über eine Drehdurchführung mittels eines Ringkanals mit einem weiteren ggf. verzweigten Spülkanal verbunden, so dass auch die daran angeschlossenen Spülmittel-Schläuche der Drehbewegung des Rotors nicht zu folgen brauchen.
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Um Ungenauigkeiten des Drehantriebs für den Rotor auszugleichen, ist weiterhin vorgesehen, dass Zentriermittel zwischen dem Stator und dem Rotor vorhanden sind, um den Auswahlkopf auf den Stator so auszurichten, dass die Mündung des Medienkanals mit dem jeweils ausgewählten Medienventilauslass fluchtet. Dabei kann es sich z. B. um einen oder mehrere Stifte mit einem konischen Kopf handeln, die vom Rotor oder Stator in entsprechende Bohrungen am Stator bzw. Rotor eingreifen.
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Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um die Nulllage des Rotors zu bestimmen. Dies kann z. B. nach einem Stromausfall notwendig sein. Die Erfindung sieht dazu vor, dass im Lagerzapfen ein Sensor zur Bestimmung der Nulllage der Rotordrehlage vorhanden ist.
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Wie oben erläutert, verläuft der Kanal für das auszutragende Medium im Übergang vom Lagerzapfen zum Rotor über eine in der Achse des Lagerzapfens gelegene Schnittstelle, während der Übergang für die Kanäle für die Druckluft und Spülflüssigkeit über Nuten in der Mantelfläche des Lagerzapfens erfolgt, also über eine radiale Schnittstelle.
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Anstelle dieser radialen Schnittstelle für die Druckluft bzw. für das Spülmittel kann ebenso der Übergang für die entsprechenden Medien auch über die Stirnfläche des Lagerzapfens außermittig zur Achse des Lagerzapfens erfolgen. Eine solche Anordnung ermöglicht eine einfachere Verbindung zwischen Lagerzapfen und Rotor.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Farbwechselsystem mit einem eine Frontseite aufweisenden Stator, der eine Vielzahl von Medienventilen hat, deren Einlässe mit je einem Medienzuführungsschlauch verbunden sind und deren Auslässe in die Frontseite des Stators münden, wobei die Medienventile in Patronen ausgebildet sind, die jeweils einen Ventilsitz und einen Ventilschließkörper aufweisen, und mit einem vor der Frontseite des Stators angeordneten Auswahlkopf, der um eine senkrecht zur Statorfrontseite verlaufende Achse drehbar und/oder parallel zur Statorfrontseite verschiebbar ist, wobei der Auswahlkopf an seiner der Statorfrontseite zugewandten Seite einen Medieneinlass aufweist, der durch eine Drehung und/oder Verschiebung des Auswahlkopfes in Überdeckung mit einem der Medienventilauslässe bringbar ist, und wobei der Auswahlkopf einen Medienkanal aufweist, der den jeweils ausgewählten Medienventilauslass mit einer Medienentnahme des Systems verbindet.
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Gemäß der
DE 201 22 759 U1 befinden sich die Medienentnahme des Systems sowie die Druckluft- und Lösemittelzuführungen im Auswahlkopf. Die dazugehörigen Schläuche werden bei der Auswahlbewegung des Auswahlkopfes stets mitgeführt, was die Schläuche und deren Kupplungen belastet und zu Brüchen führen kann. Weiterhin ist bei einer Drehausführung des Auswahlkopfes seine Drehung auf 360° begrenzt, um die Torsion der Schläuche zu begrenzen. Bei Medienventilen, die an gegenüberliegenden Rändern des Drehbereichs liegen, ist daher fast eine volle Rückwärtsdrehung des Auswahlkopfes notwendig, obwohl die Medienventile nur wenige Winkelgerade voneinander entfernt sind. Dies verlängert die Wechselzeiten bei einem Farbwechsel.
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Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Belastungen der Schläuche zu verringern und die Farbwechselzeiten zu verkürzen und möglichst viele Medienventile bei einem geringen Durchmesser des Rotors unterzubringen.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Zusammenhang mit dem auf einen drehbaren Auswahlkopf bezogenen Oberbegriff des Anspruches 18 vor, dass der Auswahlkopf als Rotor ausgebildet ist, der drehbar gelagert ist, wobei die Lagerung einen weiteren Medienkanal aufweist, der mit der Medienentnahme des Systems verbunden ist und der unabhängig von der Drehwinkellage des Rotors stets in einer Verbindung mit dem Medienkanal im Auswahlkopf steht, dass die Medienventilauslässe auf wenigstens zwei konzentrischen Kreisen angeordnet sind, dass im Rotor auf jedem der Kreise ein Medieneinlass vorgesehen ist, und dass die Medieneinlässe über je eine Zweigleitung mit dem Medienkanal verbunden sind.
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Dies erlaubt eine kompakte Anordnung der Medienventile. Der Medienkanal des Auswahlkopfes steht somit unabhängig von seiner Winkelstellung in Bezug auf den Stator stets in einer Verbindung mit dem weiteren Medienkanal. Dies erlaubt eine durchgehende Drehung des Auswahlkopfes, so dass das als nächstes auszuwählende Medienventil stets auf kürzestem Wege erreicht werden kann.
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Vorzugsweise sind die Medienventilauslässe und die Medieneinlässe des einen Kreises gegenüber den Medienventilauslässen und den Medieneinlässen des anderen Kreises versetzt angeordnet.
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Dadurch befindet sich jeweils eine der Zweigleitungen vor der Statorfrontseite, der diese Zweigleitung verschließt, während die andere mit einem Medienventil verbunden ist.
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Vorzugsweise sind die Zweigleitungen über ein Ventilsystem wechselseitig gegeneinander gesperrt.
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In einer ersten Ausführung des Ventilsystems ist in jeder Zweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet, das zum Medieneinlass hin sperrt.
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Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die erste Zweigleitung in einen der Medieneinlässe einmündet und die zweite Zweigleitung die beiden Medieneinlässe miteinander verbindet, wobei in der zweiten Zweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das zur ersten Zweigleitung hin öffnet.
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Bei dieser Ausführung verläuft ein Spülkanal durch den Auswahlkopf, der in den anderen – nicht mit der ersten Zweigleitung verbunden – Medieneinlass über ein Rückschlagventil einmündet, wobei das Rückschlagventil zum Medieneinlass hin öffnet.
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Vorzugsweise sind die Medienventile druckluftbetätigt. Die Erfindung sieht daher vor, dass ein sich verzweigender Druckluftkanal durch den Auswahlkopf verläuft und dass in der Statorfrontseite neben jedem Medienventilauslass je ein Drucklufteinlass vorhanden ist, der mit der der Statorfrontseite zugewandten Mündung einer der Verzweigungen des Druckluftkanals zur Überdeckung kommt, wenn der zugehörige Medienventilauslass mit dem Medienkanal verbunden ist.
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Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
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1 ein Farbwechselsystem mit mehreren Medienventilen, einem Rotor und einem Stator im Längsschnitt, wobei der Rotor vom Stator entfernt ist, um selektiv durch Drehung des Rotors einen Medienkanal im Rotor mit einem der Medienventile verbinden zu können,
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2 denselben Schnitt wie in 1, allerdings ist hier eine geschlossene Stellung gezeigt, in der es zu einem Medienfluss über das Medienventil zu einem Medienventilauslass kommt,
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3 einen Querschnitt durch das Farbwechselsystem nach 1 mit einer detaillierten Darstellung der Drehlagerung des Rotors auf einem Lagerzapfen mit mehreren Drehdurchführungen,
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4 einen Querschnitt durch ein druckluftbetätigtes Medienventil in dessen Offenstellung,
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5 einen Querschnitt durch eine Anordnung zum Reinigen aller Ventilschließkörper der Medienventile,
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6 einen Querschnitt durch das Farbwechselsystem mit einer detaillierten Darstellung der Drehlagerung des Rotors auf einem Lagerzapfen mit mehreren Drehdurchführungen in der Stirnseite des Lagerzapfens,
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7 eine vergrößerte Darstellung der Lagerung des Lagerzapfens am Rotor,
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8 ein Farbwechselsystem mit mehreren Medienventilen, einem Rotor und einem Stator im Längsschnitt, wobei die Medienventile auf zwei konzentrischen Kreisen angeordnet sind,
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9 eine Sicht auf die Frontfläche des Stators gemäß der Ausführung der Erfindung nach 8 und
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10 eine schematische Darstellung der Kanalführung im Rotor.
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Im Folgenden wird auf die 1 und 2 Bezug genommen, wobei die einzelnen Bauteile anhand der 1 erläutert werden, so dass auch nur diese Figur mit entsprechenden Bezugszeichen versehen ist. In 2 werden nur die Bezugszeichen erwähnt sein, die zur Erläuterung der Funktion des Farbwechselsystems notwendig sind.
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Das Farbwechselsystem besteht aus einem Stator 1, der mit einem Lagergehäuse 2 fest verbunden ist, wobei der Durchmesser des Stators 1 größer ist als der des Lagergehäuses 2. In einem äußeren Kranz 3 des Stators 1 befindet sich eine Vielzahl von Medienventilen 4, von denen zwei dargestellt sind. Jedes Medienventil 4 besteht aus einer Patrone, die auf der Rückseite des Stators 1 in eine Vertiefung eingesetzt ist. Jedes Medienventil 4 ist mit einem Medienzuführungsschlauch 5 verbunden, über den Lack dem jeweiligen Medienventil 4 zugeführt wird.
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Auf der Frontseite des Stators 1, der im Wesentlichen eben ausgeführt ist, befinden sich auf einem Kreis die zugehörigen Medienventilauslässe 6; auf einem etwas weiter außen liegenden Kreis befinden sich seitlich zum jeweiligen Medienventil 4 Druckluft-Öffnungen 7 für Druckluft zum Ansteuern der Medienventile 4. Die relative Ausrichtung jedes einzelnen Medienventilauslasses 6 zur zugehörigen Druckluft-Öffnung 7 ist stets gleich.
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Vor der Frontseite des Stators 1 befindet sich ein Rotor 8, der an seinem Außenrand eine über den Stator 1 ragende kragenförmig umlaufende Abdeckung 9 aufweist, die ggf. transparent ausgeführt werden kann und ggf. verschließbare Montageklappen aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor 8 eine Scheibe; er kann aber auch nur als Arm ausgeführt sein, wobei zusätzliche Radialstege zur Halterung der umlaufenden Abdeckung 9 notwendig sind.
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Der Rotor ist auf einer Seite mit einem Schaft 10 verbunden, dessen Mittenachse im Zentrum des Kreises liegt, auf dem sich die Medienventilauslässe 6 befinden.
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Außerdem ist der Rotor 8 auf seiner anderen Seite auf einem Lagerzapfen 11 gelagert, der drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar, in einem Halter 12 gehalten ist.
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Der Rotor besitzt dazu eine zylindrische Vertiefung 13 in seiner Drehachse, in die der Lagerzapfen 11 eintaucht, wobei die eine Stirnseite des Lagerzapfens 11 dem Boden der Vertiefung 13 gegenüberliegt.
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Ein Medienkanal 14 führt von der Seite des Rotors, die der Frontseite des Stators 1 zugewandt ist, zum Boden der Vertiefung 13, die dem Lagerzapfen 11 gegenüber liegt, wobei die Mündung des Medienkanals 14 im Boden auf der Drehachse des Rotors liegt.
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Im Lagerzapfen 11 befindet sich ein weiterer Medienkanal 15, der mit der Mündung des Medienkanals 14 im Boden der Vertiefung 13 fluchtet. Die andere Mündung des Medienkanals 14 an der dem Stator 1 zugewandten Seite des Rotors 8 besitzt einen Abstand von der Drehachse des Rotors 8, die dem Radius des Kreises entspricht, auf dem die Medienventilauslässe 6 liegen, so dass durch eine Drehung des Rotors jeweils einer der Medienventilauslässe 6 mit dem Medienkanal 14 in Deckung gebracht werden kann.
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Zur Druckluftversorgung des Medienventils ist im Rotor ein Druckluftkanal 16 vorgesehen, der ebenfalls in der Stirnseite des Rotors 8, die der Frontseite des Stators 1 gegenüberliegt, beginnt und zur Wand der Vertiefung 13 im Rotor führt und dort in einen Ringkanal um den Lagerzapfen 11 mündet, der über einen weiteren Druckluftkanal 17 mit einer Druckluftquelle verbunden ist.
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Zum Drehantrieb des Rotors ist der Schaft 10 mit einem Elektro-Getriebe-Motor 18 über ein Doppelkardangelenk 19 verbunden. Der Schaft 10 ist in einer Hohlwelle 20 gelagert, die durch das Lagergehäuse 2 hindurchgeführt ist und die an ihrem dem Rotor zugewandten Ende mit einem Flansch 21 versehen ist, über den eine mit dem Rotor 8 verbundene Überwurfmutter 22 greift. Die Überwurfmutter besitzt ein Außengewinde, das in ein Sackloch 23 an der dem Stator zugewandten Stirnseite des Rotors eingeschraubt ist. Zur axialen Verschiebung der Hohlwelle 20 besitzt diese einen Kragen 24, der im Lagergehäuse 2 zwei Kammern 25, 26 begrenzt, die gesteuert mit Druckluft versorgt werden können, so dass – je nach dem, welche Kammer mit Druckluft beaufschlagt wird – die Hohlwelle 20 vor- oder zurückgeschoben werden kann. Sensoren 27 im Lagergehäuse überwachen die Endstellungen des Kragens. Der Kragen 24 kann als Kolben oder als Membran ausgeführt sein.
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Die Längsverzahnung des Schaftes 10 ist dabei so ausgelegt, dass die Drehverbindung auch bei einer axialen Verschiebung des Rotors 8 erhalten bleibt.
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Das Lagergehäuse verfügt über einen seitlichen Halter 28. Dieser Halter 28 und der Halter 12 des Lagerzapfens 11 sind auf einer parallel zur Drehachse des Rotors verlaufenden Kippachse 29 verschwenkbar gelagert, so dass die ganze Anordnung zu Wartungszwecken seitlich verschwenkt werden kann.
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Die 1 zeigt das System in einer gelösten Stellung. Der Rotor 8 ist ein wenig von der Frontseite des Stators 1 entfernt. Somit kann der Rotor durch Drehung des Schaftes 10 um seine Achse gedreht werden, so dass die dem Stator zugewandte Mündung des Medienkanals 14 im Rotor mit einem der Medienventilauslässe 6 fluchtet. Sodann wird durch Druckbeaufschlagung der rotornahen Kammer 25 die Hohlwelle zurückgezogen. Dadurch ergibt sich die in der 2 gezeigte Situation. Es wird eine Druckmittelverbindung zwischen einem Medienventilauslass 6 und dem Medienkanal 14 hergestellt, so dass an der vom Rotor 8 entfernten Stirnseite des Lagerzapfens 11 ein entsprechend ausgewählter Lack zur weiteren Verarbeitung in einem Lacksprühkopf zur Verfügung steht.
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Um eine genaue Ausrichtung des Rotors 8 zum Stator 1 sicherzustellen, ist mindestens ein Zentrierstift 30 mit einem konischen Kopf am Rotor 8 vorgesehen, der in eine von mehreren zum Zentrierstift 30 passenden Bohrungen am Stator 1 eingeführt wird. Die konische Ausführung des Kopfes des Rotors 8 bewirkt, dass der vom Rotorantrieb gegenüber der Sollstellung leicht versetzt platzierte Rotor 8 in die Sollstellung gelangt, indem der Konus den Zentrierstift 30 mittig zur Bohrung ausrichtet.
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Mit dem Andrücken des Rotors 8 an den Stator 1 wird auch eine Druckluftversorgung für das ausgewählte Medienventil über den Druckluftkanal im Rotor hergestellt. Die Zuführung von Druckluft erfolgt über dem weiteren Druckluftkanal 17 und dem Druckluftkanal 16 im Rotor 8.
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Um eine andere Lackart auszuwählen, wird die andere Kammer 25 im Lagergehäuse 2 mit Druckluft beaufschlagt, so dass der Rotor 8 wieder vom Stator 1 entfernt und zur Auswahl eines anderen Medienventils 4 gedreht werden kann.
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Die 3 zeigt insbesondere eine vergrößerte Darstellung des Lagerzapfens 11. Darin verlaufen der schon beschriebene weitere Medienkanal 15 und der weitere Druckluftkanal 17.
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Zum Reinigen der Medienkanäle ist ein Spülkanal 31 im Rotor 8 vorgesehen, der nahe der statorseitigen Einmündung des Medienkanals 14 in diesen über ein Rückschlagventil 32 einmündet, das zum Medienkanal 14 hin öffnet. Das Rückschlagventil 32 wird von einer im Spülkanal 31 und nicht im Medienkanal 14 liegenden Ventilfeder 33 geschlossen gehalten.
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Über eine Ringnut im Lagerzapfen ist der Spülkanal 31 mit einem sich verzweigenden weiteren Spülkanal 34 im Lagerzapfen verbunden. Der eine Zweig ist über ein erstes Ventil 35 mit einer Spülmittelversorgung und der andere Zweig über ein zweites Ventil 36 mit einer Druckluftquelle verbunden.
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Ein oder mehrere Kontrollkanäle 37 verlaufen durch den Lagerzapfen 11 und münden in Ringnuten, die sich jeweils jenseits der Dichtungen für die Drehdurchführungen für den Medienkanal, den Druckluftkanal und den Spülkanal befinden. Sollten die Dichtungen undicht werden, so ergibt sich ein Leckagestrom, der in einen der Kontrollkanäle einfließt und an dessen offenem Ende austreten wird, was durch einen Sensor oder durch in Augenscheinnahme festgestellt werden kann.
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Gemäß der 3 und vergrößert dargestellt in 4 ist jedes Medienventil 4 in einer Patrone 38 eingebettet, die mittels einer Überwurfmutter oder durch einen Querstift 39 in einer Vertiefung auf der Rückseite des Stators 1 befestigt ist. Innerhalb der Patrone befindet sich ein hohler Ventilschaft 40, an dessen Kopf ein konisch ausgebildeter Ventilschließkörper 41 angebracht ist. Dieser wirkt mit einem ebenfalls konisch ausgeführten Ventilsitz 42 zusammen, der im Kopf der Patrone 38 ausgebildet ist. Die hohle Ausführung des Ventilschaftes 40 bewirkt eine strömumgsgünstige Führung des Mediums.
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Hinter dem Ventilschließkörper 41 besitzt der Ventilhohlschaft 40 seitliche Öffnungen 43, durch die das Medium austreten kann, um am Schließkörper 41 vorbei in den Medienventilauslass 6 zu gelangen, um von dort in den Medienkanal 14 im Rotor 8 überzutreten.
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Zum Betätigen des Medienventils 4 besitzt der Ventilhohlschaft 40 wenigstens einen Kragen 44, über den eine Feder 45 im schließenden Sinne auf den Ventilhohlschaft 40 einwirkt, so dass das Medienventil 4 in seiner Grundstellung geschlossen ist.
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Der Kragen 44 begrenzt eine Kammer 46, die mit Druckluft beaufschlagt werden kann, so dass der Ventilhohlschaft 40 gegen den Druck der Feder 45 verschoben werden kann. Damit löst sich der Ventilschließkörper 41 aus dem Ventilsitz 42 und das Medienventil 4 wird geöffnet.
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Der Rotor 8 kann als einzelner Arm, aber auch als Scheibe ausgeführt werden. Bei einer solchen Ausführung ist die folgende Ausgestaltung zum Reinigen aller Ventilschließkörper gemäß 5 möglich: Auf der Statorseite des Rotors befindet sich eine umlaufende Nut 47, die allerdings die Mündung des Medienkanals 14 umgeht. Eines der Medienventile 4 ist als Spülmittelzulauf, ein anderes als Spülmittelablauf ausgebildet. Der Rotor 8 wird so gestellt, dass alle Medienventile 4 sowie der Spülmittelzulauf und der Spülmittelablauf in die umlaufende Nut 47 münden, so dass mit Zugabe eines Spülmittels in die umlaufende Nut 47 alle Ventilschließkörper 41 frontal gereinigt werden. Ggf. kann auch ein zusätzlicher durch den Rotor 8 verlaufender Spülkanal 48 vorgesehen werden, der über ein Rückschlagventil 50 in die Nut 47 einmündet.
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In der 6 ist eine alternative Ausführung der Drehdurchführung für die Druckluft und das Spülmittel beschrieben, bei der die Verbindung der entsprechenden Kanäle im Rotor und den dazugehörigen weiteren Kanälen im Lagerzapfen ebenso wie die Verbindung der Medienkanäle über die Stirnfläche des Lagerzapfens 11 erfolgt. Der grundsätzliche Aufbau des Rotors 8 und des Lagerzapfens 11 entspricht der Ausführung nach 3 mit dem Unterschied, dass der Lagerzapfen 11 eine Stirnfläche aufweist, die auf eine Stirnfläche eines zylindrischen Sockels 51 am Rotor 8 ansetzt.
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In das Zentrum des Lagerzapfens 11 mündet – wie auch schon in der 3 beschrieben – der weitere Medienkanal 15, während die Mündungen des weiteren Druckluftkanals 17 und des weiteren Spülkanals 34 außermittig dazu verlaufen. Sie münden jeweils in eine um das Zentrum des Lagerzapfens 11 herum verlaufende Ringnut 52, 53 in der Stirnfläche des Lagerzapfens 11. Der Druckluftkanal 16 und der Spülkanal 31 im Rotor 8 münden auf entsprechenden Radien in die Stirnseite des Sockels 51. Dabei liegt der Übergang für die Druckluft am weitesten radial außen.
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Zu beiden Seiten der Ringnuten 52, 53 verläuft jeweils ein Dichtring 54, wobei die Dichtringe 54 jeweils in einer konzentrisch zur Achse des Lagerzapfens 11 verlaufenden schwalbenschwanzförmigen Ringnut 55 liegen.
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Damit Medien und Spülmittel, die in geringem Maße an der an den Dichtringen 54 vorbei gelangen, aufgefangen werden können, ist noch eine Leckagebohrung 56 vorgesehen, die in weitere Ringnute 57 mündet, die zwischen der Achse des Lagerzapfens 11 und der Ringnut 52 für das Spülmittel einerseits bzw. zwischen der Ringnut 52 für das Spülmittel und der Ringnut 53 für die Druckluft verlaufen.
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Der Lagerzapfen 11 wird mittels einer Überwurfmutter 58 am Sockel 51 des Rotors 8 gehalten. Dabei ist an der Mantelfläche des Sockels 51 ein Außengewinde vorgesehen. Zwischen einem Absatz am Lagerzapfen 11 und dem Boden der Überwurfmutter 58 ist ein Wälzlager 59 angeordnet.
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Damit die beiden erwähnten Stirnflächen aufeinander gleiten können, ist – wie aus der 7 hervorgeht – in einer äußeren Nut am Lagerzapfen 11 ein Gleitring 60 z. B. aus PTFE eingelegt, der rückseitig von einem Gummiring 61 federnd belastet ist.
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Die Ausführung nach 10 entspricht im Wesentlichen der Ausführung nach der vorhergehenden Beschreibung. Neu ist, dass die Medienventile auf zwei konzentrischen Kreisen 70, 71 angeordnet sind, wobei die Medienventile auf dem inneren Kreis 70 mit 72 und auf dem äußeren Kreis 71 mit 73 markiert sind.
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Wie aus der 9 hervorgeht, sind die Medienventile 72 auf dem inneren Kreis 70 gegenüber den Medienventilen 73 auf dem äußeren Kreis 71 um den halben Winkelabstand gegeneinander versetzt angeordnet.
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Wie aus der 10 hervorgeht, geht der Medienkanal 14 im Rotor 8 in zwei Zweigleitungen 74, 75 über, deren Medieneinlässe 76, 77 auf denselben konzentrischen Kreisen 70, 71 wie die Medienventile 72, 73 liegen, aber nicht in Unfangsrichtung zueinander versetzt sind. Die erste Zweigleitung 74 führt zum Medieneinlass 76 auf dem inneren Kreis. Von dort führt die zweite Zweigleitung 75 zum Medieneinlass 77 auf dem äußeren Kreis 71.
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Wenn der eine Medieneinlass 77 mit dem dazugehörigen Medienventil 74 kommuniziert, liegt der andere Medieneinlass 76 gegen eine Dichtungsplatte 78 in der Statorfrontseite an, so dass er verschlossen ist.
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In der zweiten Zweigleitung 75 befindet sich ein Rückschlagventil 80, das zum Medieneinlass 76 auf dem inneren Kreis hin öffnet. Das Rückschlagventil 80 in der zweiten Zweigleitung 75 erlaubt somit einen Fluss vom Medieneinlass 77 am äußeren Ring 71 zum Medieneinlass 76 am inneren Ring 70.
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Eine Spülleitung 82, die mit dem Spülkanal 31 verbunden ist, mündet über ein Rückschlagventil 81 in den Medieneinlass 77 am äußeren Ring 71, wobei das Rückschlagventil 81 zum Medieneinlass 77 hin öffnet.
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Die sich einstellenden Durchflüsse sind in der 10 dargestellt, die das eben beschriebene Ventilsystem schematisch zeigt.
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Wenn das Medienventil 73 auf dem äußeren Kreis 71 Verbindung zu seiner Zweigleitung 75 hat, fließt das Medium zur anderen Zweigleitung 74, wobei ein Rückfluss zum Medienventil 72 auf dem inneren Kreis 70 durch die Dichtungsplatte 78 verhindert wird.
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Besteht hingegen eine Verbindung des Medienventils 72 auf dem inneren Kreis 70 zu seiner Zweigleitung 74, gelangt das Medium unmittelbar in den Medienkanal 14, wobei ein Rückfluss zum Medienventil 73 auf dem äußeren Kreis 71 durch das Rückschlagventil 80 in der zweiten Zweigleitung 75 unterbunden wird.
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Bei einer Spülung fließt das Spülmittel aus der Spülleitung 82 über das Rückschlagventil 81 zum Medienventil 73 am äußeren Kreis 71, wenn dieses nicht von einer Dichtungsplatte verschlossen ist. Wenn ein Verschluss vorliegt, gelangt das Spülmittel über die zweite Zweigleitung 75 zum Medienventil 72 am inneren Kreis 70.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Lagergehäuse
- 3
- Kranz
- 4
- Medienventil
- 5
- Medienzuführungsschlauch
- 6
- Medienventilauslass
- 7
- Druckluft-Öffnung
- 8
- Rotor (Auswahlkopf)
- 9
- Abdeckung
- 10
- Schaft
- 11
- Lagerzapfen
- 12
- Halter
- 13
- Vertiefung
- 14
- Medienkanal
- 15
- weiterer Medienkanal
- 16
- Druckluftkanal
- 17
- weitere Druckluftkanal
- 18
- Elektro-Getriebe-Motor
- 19
- Doppelkardangelenk
- 20
- Hohlwelle
- 21
- Flansch
- 22
- Überwurfmutter
- 23
- Sackloch
- 24
- Kragen
- 25
- Ringkammer
- 26
- Ringkammer
- 27
- Sensor
- 28
- Halter
- 29
- Kippachse
- 30
- Zentrierstift
- 31
- Spülkanal
- 32
- Rückschlagventil
- 33
- Ventilfeder
- 34
- weiterer Spülkanal
- 35
- erstes Ventil
- 36
- zweites Ventil
- 37
- Kontrollkanäle
- 38
- Patrone
- 39
- Querstift
- 40
- Ventilhohlschaft
- 41
- Ventilschließkörper
- 42
- Ventilsitz
- 43
- seitl. Öffnungen
- 44
- Kragen
- 45
- Feder
- 46
- Kammer
- 47
- Nut
- 48
- zusätzl. Spülkanal
- 50
- Rückschlagventil
- 51
- Sockel
- 52
- Ringnut
- 53
- Ringnut
- 54
- Dichtring
- 55
- Ringnut
- 56
- Leckagebohrung
- 57
- Ringnut
- 58
- Überwurfmutter
- 59
- Wälzlager
- 60
- Gleitring
- 61
- Gummiring
- 70
- innerer Kreis
- 71
- äußerer Kreis
- 72
- Medienventil
- 73
- Medienventil
- 74
- Zweigleitung
- 75
- Zweigleitung
- 76
- Medieneinlass
- 77
- Medieneinlass
- 78
- Dichtungsplatte
- 80
- Rückschlagventil
- 81
- Rückschlagventil
- 82
- Spülleitung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20122759 U1 [0002, 0009, 0031]