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Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung für eine Sprühpistole gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs, eine Sprühpistole sowie eine Verwendung einer Sprühpistole.
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Aus der
EP 2 017 010 A1 ist bereits ein Zerstäuberkopf für eine Sprühpistole zum pneumatischen Zerstäuben von Flüssigkeiten, insbesondere von Farbe, Lack oder dergleichen bekannt. Der Zerstäuberkopf umfasst zum Erzeugen eines fächerförmigen Spritzstrahls eine Flüssigkeitsdüse für austretende Flüssigkeit sowie eine Luftkappe mit einer zumindest bereichsweise im Wesentlichen ebenen Stirnfläche, in welcher nahe der Flüssigkeitsdüse mehrere Zerstäuberluftdüsen sowie radial außerhalb der Zerstäuberluftdüsen Formluftdüsen angeordnet sind. Die Luftkappe weist eine zentrale Bohrung auf, in welche die Bohrung der Flüssigkeitsdüse hinein ragt. Die Zerstäuberluftdüsen sind zum Zerstäuben der aus der Flüssigkeitsdüse austretenden Flüssigkeit zum Ausbilden eines rotationssymmetrischen Spritzstrahls im Wesentlichen ringförmig um die Flüssigkeitsdüse verteilt angeordnet. Die Formluftdüsen sind zum Zerstäuben der durch die Flüssigkeitsdüse austretenden Flüssigkeit und zum Formen des zerstäubten Flüssigkeitsstrahls mit Druckluft beaufschlagbar. Die Luftkappe umfasst vier Formluftdüsen, die paarweise auf einander entgegengesetzten Seiten der zentralen Bohrung der Luftkappe angeordnet sind. Diese Formluftdüsen befinden sich im Wesentlichen in der Ebene der Stirnseite der Luftkappe, ohne aus dieser Ebene in Sprührichtung hervor zu ragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sprühvorrichtung für eine Sprühpistole, eine Sprühpistole mit einer Sprühvorrichtung sowie eine Verwendung einer Sprühpistole zu schaffen, welche ein Auftragen von zähflüssigen Flüssigkeiten auf einen Gegenstand ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sprühvorrichtung für eine Sprühpistole mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, durch eine Sprühpistole mit einer Sprühvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 4 sowie durch eine Verwendung einer Sprühpistole mit den Merkmalen von Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung für eine Sprühpistole, mit einer Flüssigkeitsdüse, welche einen in einen Auslass mündenden Zuführkanal aufweist. Über der Zuführkanal ist eine zu versprühende Flüssigkeit zu dem Auslass führbar. Die Sprühvorrichtung umfasst des Weiteren eine Luftkappe, welche eine Einstecköffnung aufweist, in welche der Auslass eingesteckt ist. Die über den Auslass aus der Flüssigkeitsdüse austretende Flüssigkeit tritt durch die Einstecköffnung hindurch in eine Umgebung der Sprühvorrichtung. Die Luftkappe weist mehrere Luftöffnungen auf, welche ringförmig um die Einstecköffnung angeordnet sind. Über die Luftöffnungen ist Druckluft ausströmbar, mittels welcher ein über den Auslass ausgelassener Flüssigkeitsstrahl zerstäubbar ist. Das bedeutet, dass über den Auslass die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsdüse ausströmt, wobei die aus dem Auslass ausströmende Flüssigkeit mittels der aus den Luftöffnungen austretenden Luft zerstäubt wird. Das Zerstäuben des aus dem Auslass austretenden Flüssigkeitsstrahls ermöglicht, dass die Flüssigkeit mittels der Sprühvorrichtung auf eine Oberfläche eines Gegenstands aufgesprüht und somit in einer dünnen Schicht gleichmäßig verteilt werden kann. Um ein Aufsprühen eines zähflüssigen Flüssigkeitsstrahls auf die Oberfläche des Gegenstands mittels der Sprühvorrichtung zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Auslass hinter den Luftöffnungen zurückspringt. Das bedeutet, dass der Auslass in einer Sprührichtung, in welcher die Flüssigkeit aus dem Auslass austritt, hinter jeweiligen Austrittsseiten der Luftöffnungen, an welchen die Druckluft aus den Luftöffnungen austritt, angeordnet ist. Das Anordnen der Flüssigkeitsdüsen relativ zu der Luftkappe derart, dass der Auslass hinter den Luftöffnungen zurückspringt, führt dazu, dass eine zweifache Zerstäubung der aus dem Auslass austretenden Flüssigkeit mittels der aus den Luftöffnungen austretenden Druckluft erfolgt. Hierdurch kann eine besonders feine Zerstäubung der zähflüssigen Flüssigkeit erreicht werden, wodurch die zähflüssige Flüssigkeit mittels der Sprühvorrichtung besonders gleichmäßig auf der Oberfläche des Gegenstands aufbringbar ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Luftkappe wenigstens eine Formluftöffnung aufweist, welche in einer Ebene mit den Luftöffnungen angeordnet ist und über welche mittels Druckluft ein über den Auslass ausgelassener und mittels der Druckluft aus den Luftöffnungen zerstäubter Flüssigkeitsstrahl formbar ist. Insbesondere kann die Sprühvorrichtung wenigstens zwei Formluftöffnungen aufweisen, welche relativ zu einer Mittelachse der Einstecköffnung auf einander gegenüber liegenden Seiten der Mittelachse angeordnet sind. Über eine Wahl einer jeweiligen Anzahl sowie Anordnung von Formluftöffnungen in der Luftkappe sowie ein Einstellen jeweiliger durch die Formluftöffnungen austretender Druckluftströme kann der mittels der Sprühvorrichtung bereitzustellende Flüssigkeitsstrahl in seiner Form eingestellt werden. Über ein Einstellen der Form des Flüssigkeitsstrahls kann eine Dicke einer Beschichtung der Oberfläche des Gegenstands durch Besprühen des Gegenstands über die Sprühvorrichtung mit dem Flüssigkeitsstrahl besonders vorteilhaft eingestellt werden.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mittels der Sprühvorrichtung eine Flüssigkeit mit einer bei einer Walkpenetration nach DIN ISO 2137 gemessen NLGI-Klasse von 4, 5 oder 6 versprühbar ist. Die NLGI-Klassen sind vom National Lubrication Grease Institute eingeteilt worden. Das bedeutet, dass der Zuführkanal mit einem Durchmesser ausgestaltet ist, welcher groß genug ist, um ein Fließen der Flüssigkeit mit der NLGI-Klasse von 4, 5 oder 6 zu dem Auslass zu ermöglichen. Die Walkpenetration nach DIN ISO 2137 kann auch als Konuspenetration bezeichnet werden. Eine Zuordnung einer gemessenen Konuspenetration zu einer definierten NLGI-Klasse erfolgt nach DIN 51818. Bei der Walkpenetration wird die Flüssigkeit einer definierten mechanischen Belastung unterworfen und anschließend die Walkpenetration mittels eines Penetrometers gemessen. In Abhängigkeit von einem mittels des Penetrometers erzielten Messergebnis wird die Flüssigkeit in eine NLGI-Klasse eingeteilt, wobei die NLGI-Klassen 4 bis 6 aufsteigend immer zähere Konsistenzen der Flüssigkeit charakterisieren. Mittels der Sprühvorrichtung ist ein gleichmäßiges Beschichten des Gegenstands mit der Flüssigkeit der NLGI-Klasse 4, 5 oder 6 mit einer glatten Oberfläche der Beschichtung möglich. Mittels der Sprühvorrichtung kann insbesondere ein Schmierfett auf Basis von Mineralöl und einer Kalziumseife versprühbar sein.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Sprühpistole mit einer Sprühvorrichtung wie sie bereits in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung beschrieben worden ist. Insbesondere kann die Sprühvorrichtung auf einer Aufnahme der Sprühpistole aufgesteckt sein, wobei die Sprühpistole weiterhin einen Griff aufweist, welcher von einem Bediener oder einem Roboter aufnehmbar ist, um über den Griff die Sprühvorrichtung relativ zu dem Gegenstand bewegen zu können. Die Sprühpistole ermöglicht somit ein besonders einfaches Bewegen der Sprühvorrichtung relativ zu dem Gegenstand, während die Sprühvorrichtung ein Auftragen einer zähflüssigen Flüssigkeit insbesondere mit einer NLGI-Klasse von 4, 5 oder 6 auf den Gegenstand ermöglicht.
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Es hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Sprühpistole eine Druckluftbereitstellungseinrichtung umfasst, mittels welcher Druckluft für die Luftöffnungen bereitstellbar ist und welche eine Druckregeleinrichtung umfasst, mittels welcher ein Bereitstelldruck der Druckluft einstellbar ist. Die Einstellbarkeit des Bereitstelldrucks der Druckluft mittels der Druckregeleinrichtung ermöglicht eine Regulierung einer aus den Luftöffnungen und/oder der wenigstens einen Formluftöffnung der Sprühvorrichtung austretenden Druckluft, wodurch eine Zerstäubung beziehungsweise Formung des Flüssigkeitsstrahls einstellbar ist. Mittels der Druckregeleinrichtung kann darüber hinaus ein Bereitstellen der Druckluft mit einem gleichmäßigen Bereitstellungsdruck sichergestellt werden, wodurch ein besonders gleichmäßiges Sprühergebnis der auf den Gegenstand aufgetragenen Schicht an Flüssigkeit mittels der Sprühpistole erzielt werden kann.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Druckregeleinrichtung als Druckminderer mit einem Membranventil ausgebildet ist. Das Membranventil ermöglicht auf besonders einfache und zuverlässige Weise ein Einstellen eines konstanten Bereitstelldrucks der Druckluft für die Luftöffnungen und gegebenenfalls zusätzlich für die wenigstens eine Formluftöffnung.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung einer Sprühpistole wie sie bereits in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sprühpistole beschrieben worden ist, zum Auftragen einer Flüssigkeit, insbesondere eines Schmierfetts, mit einer bei einer Walkpenetration nach DIN ISO 2137 gemessen NLGI-Klasse von 4, 5 oder 6 auf eine Oberfläche eines Gegenstands. Das bedeutet, dass mittels der Sprühpistole eine hochviskose Flüssigkeit auf die Oberfläche des Gegenstands aufgesprüht wird. Hierbei weist die erfindungsgemäße Sprühpistole die Sprühvorrichtung auf, wie sie bereits in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung beschrieben worden ist, bei welcher der Auslass der Flüssigkeitsdüse hinter den Luftöffnungen der Luftkappe zurück springt. Um einen ausreichenden Vorschub der hochviskosen Flüssigkeit in dem Zuführkanal der Sprühvorrichtung zu gewährleisten, kann eine Nadel der Flüssigkeitsdüse dementsprechend angepasst sein. Durch das Verwenden der Sprühpistole zum Sprühen der hochviskosen Flüssigkeit kann der Gegenstand beispielsweise mit einem Fett als hochviskose Flüssigkeit besonders einfach und gleichmäßig sowie besonders schnell beschichtet werden.
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Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sprühpistole sowie der erfindungsgemäßen Verwendung der Sprühpistole anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Perspektivansicht einer Sprühpistole mit einer Sprühvorrichtung, über welche ein Flüssigkeitsstrahl auf eine Oberfläche eines Gegenstands aufsprühbar ist und mit einer Druckluftbereitstellungseinrichtung, mittels welcher Druckluft für die Sprühvorrichtung bereitstellbar ist, welche eine Druckluftspeichereinrichtung aufweist, in welcher Druckluft speicherbar ist, und welche eine Druckregeleinrichtung umfasst, mittels welcher die in der Druckluftspeichereinrichtung gespeicherte und für die Sprühvorrichtung bereitgestellte Druckluft in ihrem Bereitstelldruck einstellbar ist;
- 2 eine Perspektivansicht einer Flüssigkeitsdüse, mittels welcher Flüssigkeit über einen Auslass austragbar ist, sowie einer Nadel der Sprühvorrichtung, mittels welcher die Flüssigkeit zu der Flüssigkeitsdüse transportierbar ist; und
- 3 eine Draufsicht der Luftkappe der Sprühvorrichtung mit einer Einstecköffnung, in welcher der Auslass der Flüssigkeitsdüse der Sprühvorrichtung einsteckbar ist, sowie mehreren kreisringförmig um die Einstecköffnung angeordneten Luftöffnungen und vier Formluftöffnungen, von welchen jeweils zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten relativ zu der Einstecköffnung angeordnet sind.
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In 1 ist eine Sprühpistole 1 gezeigt, mittels welcher eine Flüssigkeit auf eine Oberfläche eines Gegenstands aufsprühbar ist. Durch das Aufsprühen der Flüssigkeit auf die Oberfläche des Gegenstands ist der Gegenstand gleichmäßig mit der Flüssigkeit benetzbar. Die Sprühpistole 1 umfasst eine Sprühvorrichtung 2, über welche die Flüssigkeit in Form eines Flüssigkeitsstrahls auftragbar ist, wodurch die Oberfläche des Gegenstands mit der Flüssigkeit beschichtbar ist.
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Die Sprühvorrichtung 2 umfasst eine in 2 gezeigte Flüssigkeitsdüse 3, mit einem Auslass 4 und einem in den Auslass 4 öffnenden, in den Fig. nicht dargestellten Zuführkanal. Mittels des Zuführkanals ist die auf den Gegenstand aufzubringende Flüssigkeit zu dem Auslass 4 führbar. Insbesondere umfasst die Flüssigkeitsdüse 3 eine Nadel, mittels welcher die Flüssigkeit durch den Zuführkanal zu dem Auslass 4 transportierbar ist. Mittels der Nadel 5 wird ein ausreichender Vorschub der Flüssigkeit in dem Zuführkanal gewährleistet. Über den Auslass 4 ist die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsdüse 3 austragbar und auf die Oberfläche des Gegenstands auftragbar.
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Die Sprühvorrichtung 2 umfasst des Weiteren die in 3 gezeigte Luftkappe 6. Die Luftkappe 6 ist auf die Flüssigkeitsdüse 3 aufgesteckt. Wie in 3 besonders gut erkannt werden kann, weist die Luftkappe 6 eine Einstecköffnung 7 auf, in welche der Auslass 4 einsteckbar ist. Die über den Auslass 4 aus der Flüssigkeitsdüse 3 ausgetretene Flüssigkeit tritt somit durch die Einstecköffnung 7 hindurch in einer Sprührichtung 8 in eine Umgebung der Sprühvorrichtung 2. Kreisrund mit der Einstecköffnung 7 als Mittelpunkt sind um die Einstecköffnung 7 mehrere Luftöffnungen 9 angeordnet, über welche Druckluft aus der Sprühvorrichtung 2 ausgeblasen werden kann. Mittels der über die Luftöffnungen 9 aus der Sprühvorrichtung 2 austretenden Druckluft ist über den Auslass 4 aus der Flüssigkeitsdüse 3 austretende Flüssigkeit zerstäubbar. Die Luftöffnungen 9 sind somit dazu eingerichtet, die Luft auf den über den Auslass 4 ausgelassenen Flüssigkeitsstrahl zu richten, wodurch mittels der Druckluft der Flüssigkeitsstrahl zerstäubbar ist. Weiterhin umfasst die Luftkappe 6 vorliegend vier Formluftöffnungen 10. Mittels der Formluftöffnungen 10 ist Druckluft auf den zerstäubten Flüssigkeitsstrahl richtbar, wodurch mittels der Druckluft der zerstäubte Flüssigkeitsstrahl formbar ist. Die Formluftöffnungen 10 sind auf einer die Einstecköffnung 7 schneidenden und senkrecht auf einer Mittelachse der Einstecköffnung 7 stehenden Gerade angeordnet, wobei jeweils zwei der Formluftöffnungen 10 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Geraden relativ zu der Einstecköffnung 7 angeordnet sind. Hierbei verläuft die Gerade in einer durch eine Stirnfläche der Luftkappe 6 aufgespannten Ebene. In der vorliegenden Sprühvorrichtung 2 ist die Luftkappe 6 mittels einer Überwurfmutter 11 mit der Flüssigkeitsdüse 3 verbindbar. Vorliegend handelt es sich bei der Überwurfmutter 11 um eine zusammengefügte Überwurfmutter, wodurch die Luftkappe 6 mit ihren Luftöffnungen 9 in Sprührichtung 8 vor dem Auslass 4 vorstehend angeordnet ist.
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Bei der bereitgestellten Sprühvorrichtung 2 der Sprühpistole 1 ist die Flüssigkeitsdüse 3 in Sprührichtung 8 hinter der Luftkappe 6 angeordnet. Hierbei ist vorliegend der Auslass 4 bereichsweise in eine Einstecköffnung 7 der Luftkappe 6 eingesteckt. In ihrem in die Einstecköffnung 7 der Luftkappe 6 eingesteckten Zustand der Flüssigkeitsdüse 3 ist der Auslass 4 in Sprührichtung 8 hinter den Luftöffnungen 9 zurückspringend angeordnet. Somit tritt die Flüssigkeit in Sprührichtung 8 aus dem Auslass 4 hinter der aus den Luftöffnungen 9 austretenden Druckluft aus. Hierdurch kann eine doppelte Zerstäubung des Flüssigkeitsstrahls erzielt werden. Aufgrund der doppelten Zerstäubung des Flüssigkeitsstrahls kann der Flüssigkeitsstrahl besonders fein von der Sprühvorrichtung 2 zerstäubt werden.
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Wie in 1 besonders gut erkannt werden kann, umfasst die Sprühpistole 1 eine Druckluftbereitstellungseinrichtung 12, welche vorliegend eine Druckluftkartusche 13 aufweist, In der Druckluftkartusche 13 ist Druckluft gespeichert, welche für die Sprühvorrichtung 2 bereitstellbar ist. Die Druckluftbereitstellungseinrichtung 12 umfasst des Weiteren eine Druckregeleinrichtung 14, welche vorliegend als Membranventil ausgebildet ist. Mittels der Druckregeleinrichtung 14 ist ein Bereitstelldruck von mittels der Druckluftkartusche 13 bereitgestellter Druckluft einstellbar. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Druckluft mit einem konstanten Bereitstellungsdruck aus den Luftöffnungen 9 und/oder den Formluftöffnungen 10 austritt. Bei der Druckregeleinrichtung 14 handelt es sich vorliegend um einen Druckminderer, mittels welchem der Bereitstelldruck der Druckluft einstellbar ist.
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Aufgrund der in Sprührichtung 8 hinter den Luftöffnungen 9 zurückspringenden Anordnung des Auslasses 4 kann mittels der Sprühpistole 1 eine Flüssigkeit mit einer besonders hohen Zähigkeit besonders gleichmäßig auf die Oberfläche des Gegenstands aufgesprüht werden. Hierbei kann als Flüssigkeit insbesondere ein Schmierfett mit einer bei einer Walkpenetration nach DIN ISO 2137 gemessen NLGI-Klasse von 4, 5 oder 6 auf die Oberfläche des Gegenstands aufgesprüht werden.
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Vorliegend ist ein Zugstück 15, mittels welchem die Nadel 5 betätigbar ist, derart eingestellt, dass ein ausreichender Vorschub der Flüssigkeit in dem Zuführkanal zu dem Auslass 4 hin gewährleistet ist. Somit kann als Flüssigkeit eine zähflüssige Flüssigkeit mittels der Sprühpistole 1 versprüht werden.
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Die Sprühpistole 1 ist dazu eingerichtet, von einem Bediener oder von einer Robotereinrichtung bedient zu werden. Als Flüssigkeit kann mittels der Sprühpistole 1 insbesondere ein Fett auf die Oberfläche des Gegenstands gesprüht werden. Insbesondere kann die Sprühpistole 1 für ein Schmieren von beweglichen Teilen bei einer Wartung verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Sprühpistole 1 ein Lack auf die Oberfläche des Gegenstands aufgetragen werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann mittels der Sprühpistole 1 ein Kabelschlepp und/oder eine Gleitbahn mit einem Schmierstoff als Flüssigkeit eingesprüht werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich ist die Sprühpistole 1 in der Lebensmittelindustrie zum Aufbringen von Flüssigkeit auf den Gegenstand verwendbar.
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Insgesamt zeigt die Erfindung wie die Sprühpistole 1 für zähflüssige Flüssigkeiten verwendet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sprühpistole
- 2
- Sprühvorrichtung
- 3
- Flüssigkeitsdüse
- 4
- Auslass
- 5
- Nadel
- 6
- Luftkappe
- 7
- Einstecköffnung
- 8
- Sprührichtung
- 9
- Luftöffnung
- 10
- Formluftöffnung
- 11
- Überwurfmutter
- 12
- Druckluftbereitstellungseinrichtung
- 13
- Druckluftkartusche
- 14
- Druckregeleinrichtung
- 15
- Zugstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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