DE102021124139A1

DE102021124139A1 - Lackierpistole mit zweiteiliger Materialnadel, Materialnadel, Vordernadel einer Materialnadel sowie Verfahren zum Austausch einer Materialnadel

Info

Publication number: DE102021124139A1
Application number: DE102021124139.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Tschan
Original assignee: SATA GmbH and Co KG
Current assignee: SATA GmbH and Co KG
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2023-03-23
Also published as: WO2023041658A1

Abstract

Lackierpistole mit einer Materialdüse (2) zur Abgabe eines Beschichtungsmaterials entlang einer Materialabgaberichtung (10) und mit einer Materialnadel (3) zur Steuerung der Abgabemenge des Beschichtungsmaterials über die Materialdüse (2), wobei die Materialnadel (3) in einem sich in einer Axialrichtung (4) erstreckenden Kanal (5) axial beweglich gelagert ist, wobei die Materialnadel (3) eine Vordernadel (6) und eine Hinternadel (7) umfasst, wobei die Vordernadel (6) und die Hinternadel (7) über eine lösbare Verbindung in Form einer Schnellverbindung lösbar miteinander verbindbar sind und die Vordernadel (6) in einem Wartungszustand der Lackierpistole in Materialabgaberichtung (10) entfernbar ist, wobei die Materialnadel (3) in einem Bereich der Vordernadel (6), der in einem Betriebszustand der Lackierpistole in einem materialführenden Bereich des umgebenden Kanals (5) angeordnet ist, und/oder im Bereich der Verbindung zwischen Vordernadel (6) und Hinternadel (7), zumindest eine Anlagefläche (11) aufweist, die im Betriebszustand der Lackierpistole an einer Wandung (13) des umgebenden Kanals (5) anliegt, wobei die Anlagefläche (11) und der Kanal (5) ein Gleitlager (14) bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lackierpistole nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Materialnadel nach Anspruch 21, eine Vordernadel nach Anspruch 26, sowie Verfahren zum Austausch einer Vordernadel nach den Ansprüchen 46 und 47.
Materialnadeln in Lackierpistolen dienen dem Öffnen und Verschließen von Düsenöffnungen und damit der Steuerung der Abgabe von sprühfähigem Material wie z.B. Lacken, Grundierungen und Farben aus einer Materialdüse. Insbesondere bei abrasiven Materialien unterliegen die Materialnadeln einem Verschleiß, und beeinflussen somit das Sprühbild der Lackierpistole. Zur Beibehaltung eines gewünschten Sprühbildes müssen die Materialnadeln daher regelmäßig ausgetauscht werden. Hierfür ist es zumeist ausreichend, den Teil der Materialnadel auszutauschen, der in die Düsenöffnung eingreift, bspw. einen Nadelkopf. Austauschbare Nadelköpfe sind bspw. aus der US3463363A oder der DE69110099T2 bekannt:

Die US3463363A offenbart einen austauschbaren Nadelkopf, welcher mit einem Nadelschaft lösbar über eine Schraubverbindung verbunden ist.

Die DE69110099T2 lehrt eine Materialnadel mit einem austauschbaren Nadelkopf (Ventilspitze), welcher über eine auf einen Nadelschaft aufgeschraubte Klemmhülse mit dem Nadelkopf lösbar verbunden ist. Dabei greift der Nadelkopf mit einem endseitigen Kugelkopf in eine elastisch verformbare Aufnahme der Klemmhülse ein. Der Nadelkopf ist damit kugelgelenkartig gelagert.
Derartige Lösungen genügen dem Anspruch eines schnellen Austausches der Nadelspitze, sind jedoch herstellungstechnisch aufwendig zu fertigen und erfordern für die Sicherstellung ausreichender Positionierungsgenauigkeiten des Nadelkopfs entweder die Verwendung von technisch aufwendigen Feingewinden oder gewährleisten keine axial ausreichend eindeutige Ausrichtung des Nadelkopfs.
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, Lackierpistolen bzw. deren Materialnadeln so weiterzuentwickeln, dass ein einfacher und schneller Austausch einer Nadelspitze bei gleichzeitig hohen Fertigungstoleranzen möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine austauschbare Nadelspitze einer Materialnadel bereitzustellen, bei welcher ein unbeabsichtigtes Lösen der Nadelspitze von der übrigen Materialnadel in einem Betriebszustand der Lackierpistole zuverlässig verhindert werden kann und bei der eine Zentrierung der Materialnadel in einem Kanal der Lackierpistole gewährleistet werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lackierpistole nach Anspruch 1, eine Materialnadel nach Anspruch 21, eine Vordernadel nach Anspruch 26, sowie Verfahren zum Austausch einer Vordernadel nach Anspruch 46 und 47.
Vorzugsweise sind erfindungsgemäße Lackierpistole als Hochdruck-Lackierpistolen oder als Niederdruck-Lackierpistolen ausgeführt. Hochdruck-Lackierpistolen zerstäuben unten hohem Druck stehendes Material. Der Materialdruck beträgt in der Regel zwischen 50 und 400 bar. Hochdruck-Lackierpistolen sind zu unterteilen in herkömmliche Hochdruck-Lackierpistolen, bei denen keine Druckluft eingesetzt wird, und luftunterstützte Hochdruck-Lackierpistolen, bei denen zusätzlich Luft zur Unterstützung eingesetzt wird. Letztere benötigen einen geringeren Materialdruck als Hochdruck-Lackierpistolen ohne Luftunterstützung. Hochdruck-Lackierpistolen weisen in der Regel eine schlitzförmige Düse auf, die ohne weitere Formung einen flachen Spritzstrahl erzeugt, wobei ein Materialventil vorgesehen ist, das der Steuerung der Materialabgabe dient.
Niederdruck-Lackierpistolen werden mit einem geringen Materialdruck betrieben und entweder mittels Schwerkraft, Unterdruck oder einer Niedrigdruck-Materialzuführung (weniger als 40 bar Materialdruck) mit Material versorgt. Zu den Niederdruck-Lackierpistolen zählen sogenannte Becherpistolen, bei denen das Material über einen an der Lackierpistole befestigten Becher zugeführt wird. Es kann auch ein Materialbehälter vorgesehen sein, aus dem das Material, das z. B. unter einem Materialdruck zwischen 1 und 20 bar steht, zur Lackierpistole gepumpt wird. Niederdruck-Lackierpistolen zerstäuben das Material mittels eines Gases oder Gasgemisches, vorzugsweise Druckluft, das an einem die Materialdüse umgebenden Luftspalt austritt, wodurch das Material aus der Materialdüse mitgerissen und zerstäubt wird.
Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die erfindungsgemäße Lackierpistole als automatischen oder als handgeführten Lackierpistolen ausgeführt. Automatische Lackierpistolen werden über eine externe Signalquelle angesteuert und nicht direkt von einem Nutzer betätigt. Handgeführte Lackierpistolen werden von einem Nutzer in der Hand gehalten und betätigt.
Weiter kann die erfindungsgemäße Lackierpistole vorzugsweise als einachsige und zweiachsige Lackierpistole ausgeführt sein. Bei einachsigen Lackierpistolen teilen sich das Luftventil zur Steuerung der Luftabgabe und das Materialventil zur Steuerung der Materialabgabe eine gemeinsame Achse. Bei zweiachsigen Lackierpistolen sind die Achsen zur Steuerung der Luftabgabe und das Materialventil zur Steuerung der Materialabgabe nicht koaxial angeordnet. Automatische und handgeführte Lackierpistolen können sowohl als einachsige wie auch als zweiachsige Lackierpistole ausgestaltet sein.
Erfindungsgemäß vorgeschlagen wird eine Lackierpistole, die mit einer Materialdüse zur Abgabe eines Beschichtungsmaterials entlang einer Materialabgaberichtung und mit einer Materialnadel zur Steuerung der Abgabemenge des Beschichtungsmaterials über die Materialdüse ausgestattet ist. Die Materialnadel ist dabei in einem Betriebszustand der Lackierpistole zur Freigabe bzw. zum Verschluss einer Düsenöffnung in einem sich in einer Axialrichtung erstreckenden Kanal innerhalb eines definierten Nadelhubs axial beweglich gelagert. Die Materialnadel umfasst dabei eine Vordernadel und eine Hinternadel, die lösbar miteinander verbindbar bzw. verbunden sind. Bei der Verbindung handelt es sich um eine Schnellverbindung.
Die Schnellverbindung zeichnet sich dadurch aus, dass diese in einem Betriebszustand, d.h. bei Verwendung der Lackierpistole zur und während der Abgabe eines sprühfähigen Materials, nicht lösbar ist und dass die Verbindung zur Überführung der Lackierpistole in einen Wartungszustand, bei welchem die Lackierpistole nicht zur Abgabe eines sprühfähigen Materials verwendet werden kann, lösbar ist, so dass die Vordernadel in dem Wartungszustand in einer Materialabgaberichtung entfernbar ist.
Die Schnellverbindung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Materialnadel mindestens eine Anlagefläche aufweist, wobei diese Anlagefläche in dem Betriebszustand an einer Wandung des umgebenden Kanals anliegt, so dass die Anlagefläche und der Kanal bzw. die Kanalwandung ein Gleitlager bilden.
Die Anlagefläche ist dabei entweder in einem Bereich der Vordernadel, der von Beschichtungsmaterial umströmt wird, insbesondere innerhalb eines Farbkanals, angeordnet, und/oder die Anlagefläche ist im Bereich der Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel angeordnet.
Anders als z.B. die aus der US3463363A bekannte Verbindung zwischen Vordernadel und Hinternadel über ein Gewinde kann hierdurch gewährleistet werden, dass die Verbindung im Betriebszustand der Lackierpistole nicht versehentlich, beispielsweise durch vibrationsinduzierte Verdrehung der Nadelspitze, während des Betriebs gelöst werden kann.
Mittels des Gleitlagers kann eine eindeutige Lageausrichtung der Vordernadel sichergestellt werden. Insbesondere wird die Vordernadel über das Gleitlager radial eindeutig positioniert, so dass eine Achse der Materialdüse und eine Mittelachse der Vordernadel, respektive der Nadelspitze, winkelgenau fluchten - unabhängig davon, ob eine Nadelspitze über einen Ventilsitz zentriert ist oder von dem Ventilsitz abgehoben ist - und damit ein radialsymmetrisches Sprühbild erzielbar ist.
Unter Schnellverbindung ist eine Verbindung zu verstehen, die in Sekundenschnelle und vorzugsweise werkzeugfrei lösbar ist. Unter Schnellverbindungen können insb. Klipsverbindungen, Rastverbindungen, Schnappverbindungen, Presspassungen und Bajonettverbindungen subsumiert werden.
Unter Austausch ist nicht nur der Austausch einer Vordernadel gegen eine andere Vordernadel zu verstehen, sondern ebenso die Entnahme der Vordernadel mit anschließendem Einführen derselben Vordernadel, wie dies beispielsweise bei der Reinigung der Vordernadel und/oder der materialführenden Bereiche der Lackierpistole erfolgt.
Unter vorderem Ende der Vordernadel und/oder der Hinternadel ist das Ende zu verstehen, dass in Materialabgaberichtung im Wesentlichen entlang der Längsachse der Materialnadel gegenüber dem hinteren Ende desselben Teils stromabwärts sitzt. Das hintere Ende sitzt hingegen in Materialabgaberichtung stromaufwärts des vorderen Endes. Analog trifft dies auch für die Bezeichnung vorne und hinten an sich zu, die sich ebenfalls auf die Materialabgaberichtung beziehen.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Abwandlungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verbindung vorzugsweise ausschließlich in Axialrichtung des Kanals, d.h. in oder entgegen der Materialabgaberichtung lösbar. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Verbindung als vorzugsweise in Axialrichtung formschlüssig wirkende Rast- und/oder Schnappverbindung, ausgeführt ist. Unter Rast- und/oder Schnappverbindungen sind Schnellverbindungen zu verstehen, bei denen Schnapp- oder Rastmittel zwischen Vorder- und Hinternadel so zusammenwirken, dass ein Lösen der Verbindung verhindert wird. Die Schnellverbindung kann dabei zweckmäßig formkraftschlüssig und/oder reibkraftschlüssig wirken.
Unter Formschluss (Formkraftschluss) ist eine direkte oder indirekte formschlüssige Verbindung zwischen zumindest zwei Verbindungspartnern, hier Vordernadel und Hinternadel, zu verstehen, die derart ineinandergreifen, dass sich die Verbindung auch bei fehlender Normalkraft (senkrecht zu den Flächen der Verbindungspartner beziehungsweise zur Richtung der behinderten Bewegung) in Richtung der behinderten Bewegung nicht löst.
Unter Kraftschluss (Reibkraftschluss) ist eine direkte oder indirekte kraftschlüssige Verbindung zwischen zumindest zwei Verbindungspartnern, hier Vordernadel und Hinternadel, zu verstehen, die mittels eines durch eine Normalkraft (senkrecht zu den Flächen der Verbindungspartner beziehungsweise zur Richtung der behinderten Bewegung) hervorgerufenen Reibschluss zwischen den Kontaktflächen der Verbindungspartner hervorgerufen wird.
Bei der Verbindung zwischen Vordernadel und Hinternadel kann es sich sowohl um eine Formschluss wie auch um einen Kraftschluss oder einer Kombination beider Verbindungstechniken handeln.
Ein Reibkraftschluss kann insbesondere durch eine Übermaßpassung in einem Verbindungsbereich der Verbindung zwischen der Vorder- und der Hinternadel erzielt werden, so dass ein Verbindungsbereich der Vordernadel elastisch komprimiert und ein Verbindungsbereich der Hinternadel elastisch geweitet wird, oder umgekehrt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel als Rastverbindung ausgebildet, die korrespondierende Einrastmittel an der Vorder- und der Hinternadel umfasst. Die Verbindung ist in diesem Fall im Wesentlichen als Formschluss (Formkraftschluss) ausgebildet, wobei ein Rastmittel der Vorder- und/oder der Hinternadel radial in ein Rastmittel der Hinter- bzw. Vordernadel eingreift. Durch ein Rastmittel kann eine formschlüssige Verbindung erzielt werden, die auch in einem Wartungszustand nicht ohne Einwirken von axial wirkenden Lösungskräften zwischen Vorder- und Hinternadel lösbar ist. Dadurch kann beispielsweise ein unbeabsichtigtes Lösen bzw. Abfallen der Vordernadel von der Hinternadel vermieden werden.
Die Verbindung kann so ausgebildet sein, dass die Vordernadel und/oder die Hinternadel im Bereich der Verbindung eine Aussparung, vorzugsweise in Form einer axial verlaufenden Längsöffnung, aufweist. Die Längsöffnung bewirkt eine gezielte Veränderung der Elastizität bzw. der radialen Auslenkbarkeit der Schnellverbindungsmittel. Dadurch kann ein Schließen und Öffnen der Schnellverbindung erleichtert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann eine abschnittsweise Reduzierung einer Materialdicke der Vordernadel in einer radialen Richtung vorgesehen sein. Die Reduzierung kann sich beispielsweise über 30%, 50% oder auch 80% der axialen Länge der Verbindung erstrecken. Auch hierdurch lässt sich die radiale Auslenkung der Vorder- bzw. der Hinternadel vorteilhaft beeinflussen. Insbesondere in Kombination mit dem als Sicherung wirkenden Gleitlager bzw. der als Sicherung wirkenden Anlagefläche kann damit eine im Betriebszustand auch bei hohen Axialkräften nicht lösbare Verbindung hergestellt werden, die zur Einleitung des Wartungszustands jedoch mit nur geringen Kräften lösbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Vordernadel und/oder die Hinternadel einen Rastmittelvorsprung aufweist, der sich bezogen auf eine Mittelachse der Materialnadel in Radialrichtung von außen nach innen erstreckt und in eine korrespondierende Einrastausnehmung an der Hinternadel und/oder der Vordernadel eingreift. Der Rastmittelvorsprung kann (in radialer Richtung) umlaufend ohne Unterbrechung/-en oder umlaufend mit Unterbrechung/-en ausgebildet sein. Die Einrastausnehmung kann bspw. als umlaufende Ringnut in der Vorder- oder Hinternadel ausgebildet sein. Das so ausgebildete Rastmittel bildet ein formschlüssiges Schnellverbindungsmittel zur Verbindung der Vordernadel und der Hinternadel.
In einer zweckhaften Ausführungsform kann die Vorder- und/oder Hinternadel bspw. zwei oder drei über den Umfang gleichmäßig radial nach innen vorspringende Rastmittelvorsprünge aufweisen, die z.B. in eine umlaufende Ringnut oder einen anderweitig ausgestalteten Rastmittel-Rücksprung eingreifen können. Dies gewährleistet zwar keine verdrehsichere Verbindung zwischen Vorder- und Hinternadel, allerdings ist eine Verbindung zwischen Vorder- und Hinternadel auch ohne radiale Ausrichtung der Vorder- und der Hinternadel zueinander möglich.
Wenn eine eindeutige radiale Festlegung der Vorder- gegenüber der Hinternadel erforderlich ist, können die Rastmittelvorsprünge und Rastmittelrücksprünge jedoch auch anzahlmäßig so aufeinander abgestimmt sein, dass die Rastmittelvorsprünge nur in einer bestimmten Winkelposition oder einer begrenzten Anzahl von Winkelpositionen in die Rastmittelrücksprünge eingreifen können.
In vorteilhafter Weise bildet das Gleitlager eine Öffnungssicherung gegen ein Lösen der Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel im Betriebszustand, vorzugsweise als formkraftschlüssige Sicherung. Dies ist dadurch realisiert, dass das im Betriebszustand gebildete Gleitlager den Formschluss und/oder den Reibschluss der Verbindung, der durch den Kontakt zwischen den Kontaktflächen der Vordernadel und der Hinternadel realisiert ist, gegen ein Lösen sichert, so dass eine radiale Relativbewegung (radial bzgl. der Achse der Materialnadel bzw. des Kanals) zwischen den Kontaktflächen nicht möglich ist.
Besonders bevorzugt ist die Sicherungskraft, die im Betriebszustand der Lackierpistole auf die Verbindung einwirkt, derart gerichtet, dass diese eine Bewegung eines insb. als Rastelement ausgebildeten Schnellverbindungsmittels der Verbindung in Radialrichtung und weg von der Mittelachse der Materialnadel blockiert. Die Sicherungskraft kann, wie weiter oben beschrieben, entweder durch die Wandung des Kanals auf die Gleitfläche vermittelt sein. Sie könnte jedoch auch durch ein zusätzliches Vermittlungselement, bspw. eine im Kanal angeordnete und radial wirkende Spannhülse erzeugt sein, die sich beim Einsetzen der Materialnadel in die Spannhülse elastisch verformt und dadurch eine Sicherungskraft zur Blockierung einer radialen Auslenkbewegung eines der Rastelemente bewirkt.
Zusätzlich kann die Öffnungssicherung auch dadurch verbessert werden, dass in dem Betriebszustand über das Gleitlager eine zusätzliche Vorspannkraft auf die Verbindung ausgeübt wird, die für eine reibkraftschlüssige Verbindung notwendige Normalkräfte erzeugt, z.B. durch eine zusätzliche Vorspannkraft in radialer Richtung, welche dadurch erzeugt wird, dass das Gleitlager bzw. die Gleitlagerfläche als Übermaßpassung in den Kanal eingebracht wird. Dies heißt, dass die radiale bzw. diametrale Erstreckung der Vordernadel geringfügig größer ist als die radiale bzw. diametrale Erstreckung des Kanals, so dass die Vordernadel bei Einbringen in den Kanal radial gestaucht wird und entsprechende Federkräfte über das Gleitlager in die Verbindung einbringt.
Die Öffnungssicherung kann auch durch eine Kombination aus Reibkraftschluss und Formkraftschluss erreicht werden.
Vorteilhaft ist, dass die Anlagefläche der Materialnadel durch das Anliegen an der Wandung des Kanals eine auf die Verbindung einwirkende Sicherungskraft erzeugt, die im Betriebszustand ein Öffnen der Verbindung verhindert. Diese Kraft kann vorzugsweise, zumindest im Wesentlichen, senkrecht zur Axialrichtung wirken, wobei nicht senkrechte Kraftanteile vorteilhaft vermieden werden, insofern nicht senkrecht wirkenden Kräfte die im Gleitlager wirkenden Gleitkräfte in und entgegen der Materialabgaberichtung nachteilig beeinflussen. Denkbar sind auch Ausführungsformen der Verbindung, bei denen das Gleitlager bewegungsrichtungsabhängig oder bewegungsrichtungsunabhängig zusätzlich auch relative Axialkräfte zwischen Vordernadel und Hinternadel erzeugt, beispielsweise um eine minimale Betätigungskraft zur Bewegung der Materialnadel einzustellen. Bewegungsrichtungsabhängige Axialkräfte können z.B. durch eine kegelförmige Querschnittsgestaltung des Kanals und/oder schräg oder keilförmig ausgeführte Anlageflächen o.ä. realisiert werden. Dies kann z.B. dafür eingesetzt werden, ein axiales Spiel zwischen der Vordernadel und der Hinternadel zu kontrollieren.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Gleitlager nicht über einen gesamten Umfang des bevorzugt zylindrischen Kanals realisiert ist. Dies ist bspw. dann der Fall, wenn die Materialnadel mehrere Anlageflächen aufweist, wobei Anlageflächen der Materialnadel im Betriebszustand der Lackierpistole an zwei diametral gegenüberliegenden Anlagepositionen oder an mindestens drei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Anlagepositionen an der Wandung des Kanals anliegen. Hierdurch können Reibungskräfte minimiert und eine Leichtgängigkeit des Gleitlagers optimiert werden. Ferner kann durch die zusätzlichen Anlageflächen ein Verkanten der Vordernadel in dem Kanal beim Entfernen oder Einsetzen der Vordernadel in den Kanal vermieden werden.
Durch Ausgestaltung des Gleitlagers mit mindestens zwei Anlageflächen kann außerdem eine spiegelsymmetrisch eindeutige Zentrierung der Materialnadel in dem Kanal, d.h. ein Zusammenfallen von Materialnadelachse und einer Längsachse des Kanals, durch drei oder mehr Anlageflächen eine radialsymmetrisch eindeutige Zentrierung bewirkt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ferner eine Vordernadelstabilisierungseinrichtung vorgesehen sein, die im Betriebszustand an einer Wandung des Kanals anliegt und vom Gleitlager in Axialrichtung beabstandet ist. Damit sind in axialer Richtung gesehen wenigstens zwei Gleitlager vorhanden, die ein erstes und ein zweites Kipplager bilden, welche eine koaxiale Ausrichtung der Vordernadel innerhalb des Kanals gewährleisten. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Vordernadel und insbesondere die den Ventilsitz bildende Nadelspitze der Vordernadel stets konzentrisch zum Kanal ausgerichtet ist, so dass ein gleichmäßiges Spritzbild bei Abgabe von Material durch die Düsenöffnung sowie ein dichtes Verschließen der Düsenöffnung durch die Spitze der Vordernadel erzielt werden kann. Dadurch kann einem Verschleiß der Materialnadel vorgebeugt und höhere Standzeiten erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel so ausgestaltet, dass sich die Verbindung zur Überführung der Lackierpistole in den Wartungszustand in Materialabgaberichtung lösen lässt, ohne dass die Hinternadel aus der Lackierpistole entfernt werden muss. Dies ermöglicht einen schnellen und behinderungsfreien Austausch der Vordernadel.
In einer alternativen Ausgestaltung, die vorteilhaft bei einer Hochdruck-Lackierpistole mit unterstützender Luftzerstäubung zur Anwendung kommen kann, ist die Hinternadel oder zumindest ein Bereich der Hinternadel, insbesondere im Bereich der Verbindung mit der Vordernadel, im Betriebszustand an einer Wandung des Kanals anliegend und sichert die Verbindung gegen ein Öffnen. Dabei bildet der an der Wandung anliegende Bereich der Hinternadel das Gleitlager. Das Gleitlager ist dabei außerhalb des Farbkanals, in dem das zu versprühende Material geführt wird, angeordnet. In einer Hochdruck-Lackierpistole mit unterstützender Luftzerstäubung kann so das Gleitlager außerhalb des Hochdruckbereichs des Farbkanals angeordnet sein und dadurch vor Verschleiß geschützt werden.
Die Lackierpistole weist zweckmäßig ein von einem Grundkörper der Lackierpistole abnehmbares Materialdüsenbauteil auf, das in dem Betriebszustand der Lackierpistole an der Lackierpistole montiert und in dem Wartungszustand demontiert ist. Das abnehmbare Materialdüsenbauteil kann dabei im Betriebszustand Bestandteil des Kanals sein, in dem das zu versprühende Material geführt wird. Bei am Grundkörper der Lackierpistole angebrachtem Materialdüsenbauteil ist die axiale Beweglichkeit der Materialnadel innerhalb des Farbkanals im Betriebszustand in dem vordefinierten Nadelhub begrenzt. Das Materialdüsenbauteil kann also insbesondere einen axial vorderen Anschlag für die Materialnadel und vorteilhaft auch einen axial vorderen Anschlag für die Anschlagflächen der Materialnadel ausbilden.
Zum Austausch der Vordernadel kann das Materialdüsenbauteil von dem Grundkörper der Lackierpistole abgenommen werden, so dass die Vordernadel in Materialabgaberichtung aus dem Farbkanal herausgezogen werden kann. Das Materialdüsenbauteil kann mittelbar über eine lösbar am Grundkörper angeordnete Düsenkappe an dem Grundkörper der Lackierpistole befestigt sein, so dass zunächst die Düsenkappe entfernt und anschließend das Materialdüsenbauteil in Materialabgaberichtung aus dem Grundkörper der Lackierpistole herausgezogen werden kann. Hierdurch wird der Kontakt zwischen der oder den Anlageflächen des bzw. der Anlageflächenvorsprünge der Materialnadel und der Wandung des Kanals aufgehoben, so dass die Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel nicht mehr über das Gleitlager gesichert ist. Dies stellt einen Wartungszustand der Lackierpistole dar. In dem Wartungszustand kann dann die Vordernadel nach vorne in Materialabgaberichtung abgezogen werden, und die gereinigte oder eine neue Vordernadel auf die Hinternadel aufgesteckt werden. Zur Wiederherstellung eines betriebsfähigen Zustandes wird schließlich das Materialdüsenbauteil wieder axial in den Grundkörper der Lackierpistole eingesetzt und über die Montage der Düsenkappe an dem Grundkörper gesichert. Andererseits kann das Materialdüsenbauteil auch einstückig mit der Düsenkappe gefertigt beziehungsweise fest mit dieser verbunden sein. In diesem Fall werden die Düsenkappe und das Materialdüsenbauteil gemeinsam eingesetzt, wodurch der Kontakt zwischen der oder den Anlageflächen des bzw. der Anlageflächenvorsprünge der Materialnadel und der Wandung des Kanals hergestellt und die Verbindung gesichert wird. Zur Verbindung zwischen Düsenkappe und Grundkörper kann beispielsweise ein Gewinde genutzt werden. Das Gewinde der Düsenkappe befindet sich hierbei vorzugsweise an einem die Düsenkappe umgreifenden und unabhängig von der Düsenkappe drehbaren Ring. Alternativ kann aber auch eine lösbare Rastverbindung oder ähnliches genutzt werden.
Zusätzlich kann eine von dem Grundkörper der Lackierpistole abnehmbare Rückabdeckung an einem axial hinteren Ende der Hinternadel vorgesehen sein, die im Betriebszustand der Lackierpistole montiert und im Wartungszustand demontiert ist, wobei diese Rückabdeckung vorzugsweise einen axial hinteren Endanschlag für die Hinternadel ausbildet und dadurch im Betriebszustand eine hintere Begrenzung des Nadelhubs der Materialnadel definiert. Nach Entfernung bzw. Demontage der Rückabdeckung ist die Materialnadel über den definierten Nadelhub hinaus axial nach hinten verschiebbar, so dass bspw. eine radiale Sicherung der Verbindung zwischen der Vorder- und der Hinternadel durch Abnehmen der Rückabdeckung vom Grundkörper der Lackierpistole und dem anschließenden Zurückziehen der Materialnadel aufgehoben werden kann.
Bei dem Kanal der Lackierpistole kann es sich im Falle einer Niederdruck-Lackierpistole um einen materialführenden Kanal der Lackierpistole, also um einen Farbkanal, handeln. Vorzugsweise befindet sich dabei die gesamte Vordernadel in dem materialführenden Kanal. Soweit der Kanal dabei von dem zuvor beschriebenen Materialdüsenbauteil gebildet ist, kann die Sicherung der Verbindung zwischen Vorder- und Hinternadel daher durch Entfernung des Materialdüsenbauteils aufgehoben werden. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Sicherung und/oder des Farbkanals.
Die Verbindung zwischen der Vorder- und der Hinternadel kann sich auch axial außerhalb des materialführenden Bereichs der Lackierpistole befinden. Hierdurch kann das Gleitlager frei von Beeinflussung durch das zu zerstäubende Material gehalten werden. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausgestaltung bei einer Hochdruck-Lackierpistole, bei der das zu zerstäubende Material unter hohem Druck steht. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine herkömmliche Hochdruck-Lackierpistole oder eine luftunterstützte Hochdrucklackierpistole handeln, bei der eine Kombination von Airlesszerstäubung und Luftzerstäubung des zu versprühenden Materials erfolgt und das Material mit einem Eingangsdruck von üblicherweise zwischen 30 und 100 Bar, in Extremfällen aber auch mit bis zu 250 Bar, der Lackierpistole zugeführt, und der durch die Zerstäubung entstehende Lackstrahl mit zusätzlichen Luftströmen geformt wird.
In der Ausführungsform einer Hochdruck-Lackierpistole mit einer hinter dem materialführenden Bereich angeordneten Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel kann ein vorderes Ende der Hinternadel als Gabel mit zumindest einem Rastmittelvorsprung ausgebildet sein, der sich in Radialrichtung von außen nach innen erstreckt und in eine korrespondierende als Nut ausgebildete Einrastausnehmung, insb. eine Ringnut, der Vordernadel eingreift, oder umgekehrt. Damit kann ein für die lösbare Verbindung in radialer Richtung elastisch auslenkbarer Bereich vorteilhaft in der Hinternadel angeordnet werden, der in diesem Ausführungsbeispiel frei von Einflüssen der Hochdruck-Materialabgabe ist. Dadurch kann beispielsweise eine Verbindung mit hoher Steifigkeit gegenüber bei Materialabgabe wirkenden Axialkräften und/oder radial wirkenden Auslenkkräften erreicht werden, was zu einem besseren Spritzbild führt.
Unter Gabel ist dabei eine Einrichtung an der Hinternadel zu verstehen, welche an wenigstens zwei radial bzw. umfänglich unterschiedlich liegenden Positionen in die Einrastausnehmung der Vordernadel eingreift, und damit eine Zentrierung der Vordernadel bzgl. der Hinternadel bewirkt.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist ein erster Teil der Materialnadel aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, und ein zweiter Teil der Materialnadel zumindest bereichsweise aus einem nicht-metallischen Werkstoff, vorzugsweise einem Kunststoff oder einer Keramik, gefertigt. Durch eine technisch vorteilhafte Wahl der Werkstoffe kann die Verbindung formstabil konstruiert werden, während die Eigenschaften der Anlageflächen im Hinblick auf ein möglichst reibungsarmes Werkstoffpaar zwischen Kanal und Anlagefläche gefertigt werden können. Gleichermaßen kann auch eine den Ventilsitz bildende Nadelspitze aus einem zur Abdichtung der Düsenöffnung vorteilhaften Werkstoff gefertigt sein, ohne nachteilige Einflüsse auf die Anlagefläche bzw. das Gleitlager und/oder die Verbindung zwischen Vorder- und Hinternadel auszuüben.
Insbesondere kann das Material der Nadelspitze aus einer verschleißfesten Keramik gebildet sein. Die Anlageflächen können aus einem abriebfesten Kunststoff wie Polyamid (PA6) gefertigt sein. Ausserdem können die Kontaktflächen der Verbindung der Vorder- und der Hinternadel aus einem reibungsarmen Werkstoff, wie z.B. einer Polyamid-Polyamid-Verbindung bestehen. Die Wandung des Kanals ist vorzugsweise aus einem härteren Werkstoff als die Anlageflächen der Materialnadel, so dass Verschleißerscheinungen primär an den Anlageflächen der austauschbaren Materialnadel und nicht an der Wandung des Kanals entstehen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Materialnadel für eine Lackierpistole, insbesondere für eine Lackierpistole nach einer der vorhergehenden Ausführungen, bei der sich die Materialnadel entlang einer Axialrichtung erstreckt und zumindest eine Vordernadel und eine Hinternadel aufweist, die über eine Schnellverbindung lösbar miteinander verbindbar sind, wobei die Vordernadel in einem Wartungszustand von der Hinternadel gelöst werden kann, während die Hinternadel in der Lackierpistole verbleiben kann.
Die Vordernadel weist dabei zumindest eine Anlagefläche auf, die in dem Betriebszustand an einer Wandung eines umgebenden Kanals der Lackierpistole anliegt, wodurch die Anlagefläche und der Kanal ein Gleitlager ausbilden.
Zweckmäßigerweise weist die Vordernadel einen zylindrischen Grundkörper auf und umfasst zumindest einen vom Grundkörper in radialer Richtung vorstehenden Anlageflächenvorsprung, an dem die Anlagefläche ausgebildet ist.
Besonders vorteilhaft weist die Vordernadel einen Rastmittelvorsprung auf, vorzugsweise in Form einer konvexen Wölbung, der sich in Radialrichtung von außen nach innen in einen offenen Verbindungsraum innerhalb der Vordernadel erstreckt. Unter offener Verbindungsraum ist dabei ein offener Raum der Vordernadel zu verstehen, der eine Ausnehmung aufweist, die einen Teil der Hinternadel aufnimmt. Der offene Raum kann z.B. vollumfänglich geschlossen sein oder sich in Längsrichtung erstreckende Spalte oder Ausnehmungen aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Hinternadel eine entlang des Umfangs verlaufende, vorzugsweise konkave, Einkerbung aufweisen, die zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung mit einem Rastmittelvorsprung der Vordernadel ausgestattet ist.
Eine Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel kann bspw. dadurch realisiert werden, dass die Vordernadel und die Hinternadel sich in einem Verbindungsbereich überlappen, wobei die Vordernadel einen Teil der Hinternadel umgreift oder die Hinternadel einen Teil der Vordernadel umgreift.
Zur Erzielung einer stabilen Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel ist der Verbindungsbereich in axialer Richtung bevorzugt größer als der doppelte Durchmesser der Vordernadel, vorzugsweise größer als der vierfache Durchmesser der Vordernadel. Der Verbindungsbereich ist also länger als der Materialnadeldurchmesser. Der Materialnadeldurchmesser ist dabei als der kleinste Durchmesser der Vordernadel über die gesamte Länge der Vordernadel, die Nadelspitze ausgenommen, zu verstehen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine auswechselbare Vordernadel einer mehrteiligen Materialnadel. Die Vordernadel kann insbesondere Teil der vorbeschriebenen Materialnadel und Teil der vorbeschriebenen Lackierpistole sein. Die Vordernadel erstreckt sich in einer Axialrichtung und weist Schnellverbindungsmittel, insbesondere in Form von Rastelementen, zur Ausbildung einer in Axialrichtung lösbaren Verbindung mit einem zweiten Teil der Materialnadel, insb. einer Hinternadel, auf. Die Vordernadel umfasst einen zylindrischen Grundkörper und zumindest einen in Radialrichtung vom Grundkörper vorstehenden Anlageflächenvorsprung mit einer radial außen liegenden Anlagefläche zur Anlage an einer Wandung eines Kanals einer Lackierpistole.
Zweckmäßig ist die Anlagefläche am Anlageflächenvorsprung der Vordernadel so gestaltet, dass sie in einem Betriebszustand einer Lackierpistole, in welche die mehrteilige Materialnadel eingesetzt ist, an einer einen Kanal umgebenden Wandung der Lackierpistole zur Anlage kommen kann, um in Wechselwirkung mit der Wandung ein Gleitlager in Axialrichtung zu bilden. Wenn die Vordernadel mehrere Anlageflächenvorsprünge mit zugehörigen Anlageflächen umfasst, kann eine radiale Position der Vordernadel und insbesondere eine Zentrierung in dem Kanal der Lackierpistole eindeutig festgelegt werden.
Wenn die Vordernadel in einem materialführenden Bereich, insb. einem Farbkanal, der Lackierpistole angeordnet wird, weist die Vordernadel vorteilhaft Durchströmungslücken auf, welche ein Beschichtungsmaterial wie z.B. Farbe in axialer Richtung durchströmen lassen. Die Durchströmungslücken sind dabei zweckmäßig auf Höhe des Anlageflächenvorsprungs angeordnet. Dadurch bildet der Anlageflächenvorsprung keine wesentliche Verengung oder sogar einen Verschluss des Kanals aus.
Der Anlageflächenvorsprung kann z.B. flügelartig ausgebildet sein. Der Anlageflächenvorsprung kann jedoch auch in Form einer um den Grundkörper der Vordernadel angeordneten und radial vom Grundkörper vorstehenden Kreisscheibe mit Durchströmungslücken bildenden Öffnungen ausgebildet sein. Eine flügelartige Ausbildung des Anlageflächenvorsprungs hat den Vorteil, dass ein Flügel nur geringfügige Strömungshindernisse darstellt. Eine kreisscheibenförmige Ausbildung ermöglicht eine exakte Zentrierung der Vordernadel im Kanal.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Vordernadel zumindest einen axial zugänglichen und offenen Verbindungsraum zur Aufnahme eines Teils der Hinternadel auf, wobei sich der Verbindungsraum von einem axial hinteren Ende der Vordernadel aus entlang der Axialrichtung ins Innere der Vordernadel erstreckt. In den Verbindungsraum kann in axialer Richtung ein Abschnitt einer Hinternadel zur Ausbildung der lösbaren Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel eingeführt werden.
Vorteilhaft umfasst die Vordernadel Schnellverbindungsmittel, wie zumindest einen Rastmittelvorsprung, der sich radial von außen ins Innere des Verbindungsraums erstreckt und dazu dient, den zweiten Teil der Materialnadel, insbesondere den vorderen Teil einer Hinternadel, aufzunehmen und im Verbindungsraum zu fixieren.
Der Rastmittelvorsprung kann eine konvexe Wölbung aufweisen, die sich ins Innere des Verbindungsraums erstreckt. Durch die Wölbung ist eine axial eindeutige und spielfreie Festlegung des Rastmittelvorsprungs bzw. der Vordernadel bzgl. der Hinternadel erzielbar.
Zur Erzielung einer koaxialen Ausrichtung der Vordernadel und der Hinternadel kann die Vordernadel einen Führungsbereich zur Führung eines Teils der Hinternadel aufweisen. Zur Ausbildung des Führungsbereichs kann bspw. der Verbindungsraum zur Aufnahme eines Teils der Hinternadel zumindest über eine vorgegebene Länge der Vordernadel umlaufend geschlossen sein. Der Führungsbereich ist dadurch hülsenartig ausgebildet. Der Führungsbereich bildet dabei ein Kipplager für die Hinternadel, das ein Verkippen der Vordernadel gegenüber der Hinternadel unterbindet.
Der Führungsbereich ist vorzugsweise im Bereich eines Verbindungsendes, d.h. an einem axial hinteren Ende der Vordernadel, angeordnet, in dem sich die Vordernadel und die Hinternadel überlappen. Bevorzugt ist der Führungsbereich axial hinter dem Anlageflächenvorsprung angeordnet.
Die Schnellverbindungsmittel zur Verbindung der Vordernadel mit der Hinternadel können auf axialer Höhe des Führungsbereichs angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Schnellverbindungsmittel jedoch vom Verbindungsende beabstandet, so dass sich der Führungsbereich über einen ersten, axial hinten liegenden Abschnitt der Vordernadel erstreckt, an den sich axial der Verbindungsraum über einen zweiten axialen Abschnitt anschließt, in welchem die Schnellverbindungsmittel angeordnet sind.
Die Schnellverbindungsmittel, die insbesondere Rastelemente umfassen, können eine formkraftschlüssige und/oder eine reibkraftschlüssige Verbindung mit einem zweiten Teil der Materialnadel, insbesondere mit der Hinternadel, eingehen.
Die Vordernadel kann vorteilhaft zumindest bereichsweise aus Kunststoff und insb. als Spritzgussteil in einem Spritzgussverfahren gefertigt sein. Dabei kann die Vordernadel aus einem ersten Werkstoff, der sich von einem zweiten Werkstoff des zweiten Teils der Materialnadel, insbesondere der Hinternadel, unterscheidet, gefertigt sein. Der zweite Teil der Materialnadel kann beispielsweise aus einem metallischen oder keramischen Werkstoff in einem abtragenden Prozess,einem Sinterprozess oder mittels eines Spritzgussverfahrens gefertigt sein. Hierdurch kann den Anforderungen an eine unterschiedliche Standzeit der Teile der Materialnadel, also der Vordernadel und der Hinternadel, Rechnung getragen werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Verbindungsraum der Vordernadel an einer Längsseite (Verbindungsraumlängsseite) eine Ausnehmung auf, etwa in Form einer Längsöffnung, die sich zumindest über eine gewisse Länge in Axialrichtung entlang der Vordernadel erstreckt. Hierdurch kann die Elastizität der Schnellverbindungsmittel, insbesondere die radiale Auslenkbarkeit des Verbindungsraumes, in welchem die Schnellverbindungsmittel angeordnet sind, erhöht werden. Dadurch lassen sich beispielsweise in der lösbaren Verbindung wirkende Vorspannkräfte, die bei Einführen der Hinternadel in den Verbindungsraum entstehen, gezielt einstellen.
Vorzugsweise weist die Vordernadel mehrere Anlageflächenvorsprünge mit daran angeformten Anlageflächen auf, wobei diese bevorzugt in Umfangsrichtung der Vordernadel an diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind. Hierdurch ist die radiale Lage der Vordernadel in dem Kanal der Lackierpistole eindeutig festlegbar.
Der oder jeder Anlageflächenvorsprung umfasst mindestens eine Anlagefläche. Die oder jede Anlagefläche ist dabei vorteilhaft an einer radialen Außenfläche eines der Anlageflächenvorsprünge angeordnet, wobei die Anlageflächenvorsprünge sich in Radialrichtung von einem zylindrischen Grundkörper der Vordernadel weg erstrecken.
Besonders vorteilhaft ist dazu, wenn der Kanal hohlzylindrisch und in Umfangsrichtung geschlossen ist, also in Umfangsrichtung eine umlaufende Anlage für die Anlageflächen der Materialnadel ausbildet. Die gesamte Wandung des Kanals bildet damit eine potentielle Gleitlagerfläche für das Gleitlager aus der Anlagefläche und der Wandung aus. Dadurch kann die Materialnadel neben einer verbesserten Zentrierung auch in jeder beliebigen Radialausrichtung in den Kanal eingeführt werden. Dies vereinfacht die Handhabung für den Austausch der Vordernadel.
Die Anlageflächenvorsprünge können dabei einen - im Längsschnitt gesehen - bogenförmigen und insb. evolventenförmigen Verlauf aufweisen. Hierdurch kann die Kompressibilität der Anlageflächenvorsprünge kontrolliert und Spannungsspitzen durch einen verbesserten Kraftfluss verringert werden. Dies verringert zum einen die Gefahr von Rissbildungen in den Anlageflächenvorsprüngen, zum anderen können Fertigungstoleranzen für die Anlageflächen vorteilhaft vergrößert werden.
Zur Verbesserung einer Lageausrichtung der Vordernadel in dem Kanal kann die Vordernadel ferner eine Vordernadelstabilisierungseinrichtung mit einer zusätzlichen Gleitlagerfläche zur Wechselwirkung mit einer Wandung des Kanals der Lackierpistole aufweisen, wobei die Vordemadelstabilisierungseinrichtung von der Anlagefläche des Anlageflächenvorsprungs in Axialrichtung beabstandet ist. Hierdurch kann ein zweites, axiales Gleitlager realisiert werden, so dass ein erstes Gleitlager durch die Anlage der Anlagefläche an der Kanalwandung und ein zweites Gleitlager durch eine Anlage der Vordernadelstabilisierungseinrichtung an der Kanalwandung ausgebildet ist, wodurch eine koaxiale Ausrichtung der Vordernadel innerhalb des Kanals der Lackierpistole gewährleistet werden kann.
Die Anlagefläche bzw. die Kontaktfläche im Gleitlager zwischen Anlagefläche und Wandung ist - im Längsschnitt gesehen - vorzugsweise im Wesentlichen punktförmig ausgebildet. Im Querschnitt ist die Anlagefläche bzw. die Kontaktfläche vorzugsweise im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet, wobei die Summe der Anlageflächen im Kontakt mit der Wandung des Kanals nicht mehr als 50%, vorzugsweise nicht mehr als 25% und insb. nicht mehr als 10% eines Umfangs des Kanals ausmachen. Hierdurch können Gleitreibungseffekte minimiert und ungewünschten Stick-und-Slip-Effekten vorgebeugt werden.
Besonders bevorzugt können die Anlageflächenvorsprünge elastisch verformbar ausgebildet sein, wodurch beim Anliegen der Anlageflächen an der Wandung des Kanals der Lackierpistole eine federelastische Verspannung und hierdurch eine auf die lösbare Verbindung senkrecht zur Axialrichtung einwirkende Sicherungskraft entsteht, die das Öffnen der Verbindung im Betriebszustand verhindert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Schnellverbindungsmittel als paarige Rastelemente ausgebildet, wobei jeweils zwei Rastelemente sich in Radialrichtung gegenüberliegen. Durch die Paarigkeit kann ein Verkippen der Vordernadel in der lösbaren Verbindung vermieden oder zumindest reduziert werden.
Vorzugsweise umfasst die Vordernadel mehrere axial voneinander beabstandete Schnellverbindungsmittel, insbesondere mehrere axiale Rastelemente mit Rastmittelvorsprüngen. Durch diese Redundanz der Schnellverbindungsmittel kann die Ausfallsicherheit der Materialnadel, d.h. vor allem ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung, erhöht werden.
Vorteilhaft sind die axial voneinander beabstandeten Schnellverbindungsmittel dabei jeweils paarig ausgebildet, weisen also z.B. jeweils zwei radial gegenüberliegende Rastelemente auf.
Vorteilhaft sind die Anlageflächen dabei axial gesehen zwischen den axial voneinander beabstandeten Schnellverbindungsmitteln angeordnet. Dadurch können bspw. von der Anlagefläche eingeleitete Sicherungskräfte gleichrangig auf die axial voneinander beabstandeten Schnellverbindungsmittel übertragen werden.
Die Rastelemente können mindestens eine konvexe Wölbung aufweisen, wobei die oder jede konvexe Wölbung in einen in der Vordernadel ausgebildeten Verbindungsraum hineinragt.
Die Vordernadel weist zweckmäßig eine Nadelspitze auf, die einen Ventilsitz für das Öffnen und Verschließen einer Düsenöffnung ausbilden kann. Die Nadelspitze kann dabei einteilig mit dem Grundkörper der Vordernadel ausgebildet sein. Die Nadelspitze kann aber auch als separates und lösbar oder unlösbar mit dem Grundkörper der Vordernadel verbundenes Teil ausgebildet sein. Die gesamte Vordernadel und/oder allein die Nadelspitze ist zweckmäßig aus einem verschleißfesten Werkstoff, insbesondere einem Metall, bevorzugt einem Hartmetall, einer Legierung oder einer technischen Keramik, gebildet. Der Grundkörper der Vordernadel kann aus einem vom Werkstoff der Nadelspitze verschiedenen Werkstoff, insb. einem Kunststoff, gebildet sein.
Vorzugsweise ist die Nadelspitze einstückig (einteilig) an den Grundkörper der Vordernadel angeformt. Für die Herstellung einer einteiligen Vordernadel mit einer vom Grundkörper verschiedenen Werkstoff gebildeten Nadelspitze, ist ein Mehrkomponentenspritzguss möglich.
Alternativ kann die Nadelspitze auch stoff- reib- oder formkraftschlüssig an dem Grundkörper der Vordernadel befestigt sein, z.B. angeklebt, aufgeschraubt oder angeklipst.
Die Nadelspitze kann als Kugel ausgebildet sein. Sie kann auch nadelförmig zu einem Vordernadeldichtende, d.h. in Richtung Ventilsitz bzw. in Richtung Düsenöffnung hin, in Manier eines klassischen Nadelventils zulaufen.
Die Erfindung betrifft auch eine vorbeschriebene Lackierpistole mit einer vorbeschriebenen Materialnadel, insb. mit einer vorbeschriebenen, auswechselbaren Vordernadel.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein erstes Verfahren zum Austausch einer Vordernadel, insbesondere in einer vorbeschriebenen Lackierpistole, wobei die Lackierpistole zwischen einem Betriebszustand und einem Wartungszustand umrüstbar ist.
In dem Betriebszustand ist die Lackierpistole einsatzfähig zusammengebaut, wobei die Vordernadel über eine Verbindung mit einer Hinternadel lösbar verbunden ist, und die Vordernadel sich in einem sich entlang einer Axialrichtung erstreckenden Kanal der Lackierpistole befindet. Die Vorder- und die Hinternadel sind dabei gemeinsam axial innerhalb eines Nadelhubs in dem Kanal beweglich. Die Vordernadel weist eine Anlagefläche auf, die in diesem Betriebszustand an einer Wandung des Kanals anliegt, und über den gesamten Nadelhub mit der Wandung des Kanals in Berührung bleibt.
Zum Austausch der Vordernadel wird zunächst die Vordernadel entfernt und danach dieselbe oder eine andere Vordernadel in den Kanal eingesetzt, wobei zumindest folgende Schritte in vorzugsweise dieser Reihenfolge ausgeführt werden:

a) Entfernen einer Luftkappe oder einer Düsenkappe der Lackierpistole,
b) und/oder Entfernen eines Materialdüsenbauteils,
c) Greifen und Entfernen der Vordernadel in Axialrichtung und entlang einer Materialabgaberichtung aus dem Kanal, wobei die Verbindung zwischen Vordernadel und Hinternadel gelöst wird und die Hinternadel in der Lackierpistole verbleibt,
d) Einschieben derselben oder einer anderen Vordernadel, wobei die Vordernadel mit der Hinternadel über eine Verbindung verbunden wird und dabei die wenigstens eine Anlagefläche der Vordernadel zur Anlage an der Wandung des Kanals kommt,
e) Anbringen des Materialdüsenbauteils, wodurch die Vordernadel über das Anliegen der Anlagefläche an der Wandung des Kanals im Materialdüsenbauteil zentriert wird,
f) Anbringen der Luftkappe oder der Düsenkappe.

Mit den Schritten a) und b) wird die Lackierpistole vom Betriebs- in den Wartungszustand überführt, wobei sich der Wartungszustand dadurch auszeichnet, dass ein Kontakt zwischen der Anlagefläche der Vordernadel und der Wandung des Kanals aufgehoben ist.
Mit den Schritten e) und f) wird die Lackierpistole wieder zurück in den Betriebszustand gebracht, in welchem ein Kontakt zwischen der Anlagefläche der anderen Vordernadel und der Wandung des Kanals hergestellt ist.
Bei dem Materialdüsenbauteil kann es sich um einen den Kanal zumindest teilweise umfassenden Teil der Lackierpistole handeln. Der Kanal kann Teil eines Farbkanals sein, durch welchen der Lackierpistole ein zu versprühendes Material, insbesondere Farbe, zugeführt wird und über eine Düsenöffnung einer Materialdüse entlang der Materialabgaberichtung abgegeben wird.
Bei der Luftkappe oder der Düsenkappe kann es sich um ein Funktionsbauteil der Lackierpistole zur Leitung von Luft zur Zerstäubung des Materials und/oder Formgestaltung eines Sprühstrahls des abgegebenen Materials handeln. Die Luftkappe oder die Düsenkappe kann z.B. über einen Schraubring mit einem Pistolengrundkörper verbunden sein.
Denkbar und möglich ist es jedoch auch, das Materialdüsenbauteil derart mit dem Pistolengrundkörper zu verbinden, dass es ohne Entfernung der Luftkappe oder der Düsenkappe von dem Pistolengrundkörper entfernbar ist, bspw. indem die Luft- und/oder Düsenkappe einteilig mit dem Materialdüsenbauteil ausgebildet ist. Die Schritte a) und f) sind für ein erfindungsgemäßes Verfahren daher als zweckmäßig, jedoch nur optional zu verstehen
In einem alternativen, zweiten Verfahren zum Austausch einer Vordernadel in einer Lackierpistole, insb. einer Hochdruck-Lackierpistole, umfasst die Lackierpistole eine in Axialrichtung innerhalb eines Nadelhubs in einem Kanal bewegliche Materialnadel, die zumindest aus einer mit einer Hinternadel lösbar verbundenen Vordernadel besteht, wobei der Austausch der Vordernadel das Herstellen eines Wartungszustandes der Lackierpistole mit den folgenden Schritten umfasst:

a) Entfernen einer Luftkappe oder einer Düsenkappe der Lackierpistole,
b) Entfernen eines Materialdüsenbauteils,
c) Entfernen einer Rückabdeckung am freien Ende der Hinternadel.

Im Wartungszustand wird die Vordernadel dann ausgetauscht, was durch Ausführung zumindest folgender Schritte erfolgt:

d) Zurückziehen der Materialnadel entgegen einer Materialabgaberichtung, in der ein Beschichtungsmaterial aus der Lackierpistole abgegeben wird, wodurch die Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel gelöst wird,
e) Greifen und Entfernen der Vordernadel aus der Lackierpistole in Materialabgaberichtung,
f) Einführen derselben oder einer anderen Vordernadel in die Lackierpistole entgegen der Materialabgaberichtung, wodurch eine lösbare Verbindung zwischen der Vordernadel und der Hinternadel hergestellt wird,
g) Verschieben der Hinternadel zusammen mit der Vordernadel in Materialabgaberichtung zurück in den Kanal der Lackierpistole, wodurch die Verbindung durch ein Anliegen der Anlagefläche an einer Wandung des Kanals gegen ein Öffnen gesichert wird,

h) Anbringen der Rückabdeckung,
i) Anbringen des Materialdüsenbauteils und
j) Anbringen der Luftkappe oder der Düsenkappe.

Auch im zweiten Verfahren weist die Vordernadel eine Anlagefläche auf, die in einem Betriebszustand an einer Wandung des Kanals anliegt, und über den gesamten Nadelhub mit der Wandung des Kanals in Berührung bleibt. Der Wartungszustand und der Betriebszustand sind analog der o.g. Definition zum ersten Verfahren zu verstehen.
Vorzugsweise ist die lösbare Verbindung zwischen der Vorder- und der Hinternadel in dem zweiten Verfahren dabei durch eine im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung wirkende Sicherungskraft gegen ein Öffnen gesichert ist. Dies bedeutet, dass die Vordernadel in dem Kanal radial-elastisch vorgespannt ist und über die Anlagefläche eine Vorspannkraft auf die lösbare Verbindung überträgt.
Im Gegensatz zum ersten Verfahren ist im zweiten Verfahren der Nadelhub im Betriebszustand durch die Rückabdeckung nach axial hinten beschränkt, wobei der Nadelhub bei der Umrüstung der Lackierpistole in den Wartungszustand nach hinten durch die Entfernung der Rückabdeckung freigegeben wird, was eine rückwärtige Translation der Materialnadel bzw. zumindest eines Verbindungsbereiches der Materialnadel aus dem Kanal erlaubt.
Bei dem Kanal handelt es sich bei dem zweiten Verfahren vorzugsweise um eine axial hinter dem materialführenden Kanal liegende Führungsbuchse zur Führung der Hinternadel. Der als Führungsbuchse ausgebildete Kanal ist dabei von dem materialführenden Kanal separiert und weist eine axiale Durchtrittsöffnung zum abgedichteten Durchtritt der Vordernadel in den materialführenden Kanal auf.
Zweckmäßig ist ein Öffnungsdurchmesser der Durchtrittsöffnung kleiner als ein maximaler Durchmesser der Hinternadel (bezogen auf einen Querschnitt der Hinternadel), so dass die Hinternadel nicht durch die Durchtrittsöffnung nach vorne entnommen werden kann. Hierdurch kann ein versehentliches Entfernen der Hinternadel aus der Lackierpistole unterbunden werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
Dabei zeigen

1 eine erste erfindungsgemäße Lackierpistole in einer perspektivischen Ansicht in einem Betriebszustand A,
2 die Lackierpistole aus 1 in einem Längsschnitt,
2A eine Detailansicht eines vorderen Abschnitts der Lackierpistole aus 2,
3 einen vorderen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Materialnadel der Lackierpistole aus 1,
4 einen vorderen Abschnitt einer Hinternadel der Lackierpistole aus 1,
5A einen Längsschnitt durch einen Kanal der Lackierpistole aus 1 in dem Betriebszustand A,
5B einen um 45° gedrehten Längsschnitt zu 5A,
6 einen Ausschnitt des Längsschnittes nach 2 ohne Luftkappe und Materialdüsenbauteil in einem Wartungszustand B der Lackierpistole,
7 eine Darstellung analog 6 mit einer neuen Vordernadel und einer aufzusetzenden Luftkappe sowie einem Materialdüsenbauteil,
8 eine zweite erfindungsgemäße Lackierpistole in einer perspektivischen Ansicht in einem Betriebszustand A,
9 eine perspektivische Ansicht eines Kanals nach 8 und darin eingesetzter Materialnadel,
10 eine erfindungsgemäße Vordernadel der Lackierpistole aus 8,
11 einen Längsschnitt gemäß 9,
12 einen Querschnitt durch den Farbkanal gemäß Schnitt A-A aus 11,
13 eine Hinternadel für die Lackierpistole aus 8,
14 eine alternative Vordernadel für die Lackierpistole aus 8,
15 eine dritte erfindungsgemäße Lackierpistole in einer perspektivischen Ansicht in einem Betriebszustand A,
16 eine Detaildarstellung eines Verbindungsbereiches zwischen einer Vordernadel und einer mit der Vordernadel verbundenen Hinternadel für die Lackierpistole aus 15,
17 einen Längsschnitt durch die Lackierpistole nach 15,
18 den Längsschnitt gemäß 17 in einem Wartungszustand B, bei welchem eine Luftkappe, ein Materialdüsenbauteil und eine Rückabdeckung entfernt sind,
19 einen Ausschnitt des Längsschnittes aus 18 mit einer Materialnadel, in dem ein Verbindungsbereich sich noch innerhalb des Kanals befindet,
20 einen Ausschnitt des Längsschnittes aus 18 mit einer Materialnadel in einem Wartungszustand, bei welchem sich der Verbindungsbereich außerhalb des Kanals befindet.

Die 1 bis 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dargestellt ist eine als Hochdrucksprühpistole ausgestaltete manuell geführte einachsige Lackierpistole 1 mit einem an einem Griff 43 angeordneten Druckluftanschluss 51 und einem Materialanschluss 45. Über den Materialanschluss 45 wird in einem Betriebszustand A ein unter Druck von z.B. 200 bar stehender Strom von Farbe in einen Kanal 5 eingespeist und über eine Düsenöffnung eines Materialdüsenbauteils 23 der Lackierpistole 1 in einer Materialabgaberichtung 10 abgegeben. Die Farbe wird hierbei druckbedingt unmittelbar bei Austritt aus der Düsenöffnung atomisiert.
Über als Hornluftdüsen 49 und Steuerungsdüsen 50 ausgebildete Luftauslassöffnungen einer Luftkappe 41 kann die Form des abgegebenen Farbstrahls eingestellt werden. Die über die Luftauslassöffnungen abgegebene Druckluft ist über Einstellschrauben eines Spritzstrahlformstellelements 44 sowie einer Rückabdeckung 24 regulierbar. Die Hornluftdüsen 49 sind an Lufthörnern 48 angeordnet, die vorzugsweise gegenüber der Öffnung der Materialdüse 2 hervorstehen.
In dem kreiszylindrisch und als Hohlzylinder in einer Axialrichtung 4 ausgebildeten Kanal 5 der Lackierpistole 1 ist eine Materialnadel 3 mit einer Materialnadelmittelachse 21 entlang einer Längsachse 4 des Kanals axial verschiebbar gelagert. Die Längsachse 4 des Kanals 5 fällt dabei mit der Materialnadelmittelachse 21 zusammen.
In einem Grundzustand ist die Materialnadel 3 durch ein hier als Feder ausgebildetes Rückstellelement, wie u.a. aus 2 ersichtlich, mit einer in eine Materialabgaberichtung 10 wirkenden, axialen Vorspannkraft vorgespannt und verschließt mit einer Nadelspitze 39 die Materialdüse 2 bzw. einen axial davor befindlichen Ventilsitz.
Zur Abgabe von Farbe aus der Materialdüse 2 in einem Sprühzustand wird bei der gezeigten handbetätigten Lackierpistole 1 ein Abzug 42 manuell betätigt, über welchen die Materialnadel 3 über einen definierten Nadelhub axial nach hinten zur Freigabe der Materialdüse 2 verschoben wird. Im Fall einer hier nicht gezeigten automatischen Lackierpistole erfolgt die axiale Verlagerung der Materialnadel 3 mittels eines externen Druckluftsteuersignals oder eines externen elektrischen Steuerungssignals.
Die Materialnadel 3 ist im Wesentlichen zweiteilig ausgebildet mit einer axial vorderen Vordernadel 6 und einer mit der Vordernadel 6 entlang eines Verbindungsbereichs 32 verbundenen Hinternadel 7 versehen. Die Vordernadel 6 und die Hinternadel 7 sind über eine weiter unten näher dargestellte Verbindung 8 in Axialrichtung 4 lösbar miteinander verbunden.
Die Vordernadel 6 weist eine Nadelspitze 39 zum Verschluss der Materialdüse 2 bzw. des Ventilsitzes im Grundzustand, sowie einen sich axial daran anschließenden Verbindungsraum 30 zur Aufnahme eines Endabschnitts der Hinternadel 7 und einen hülsenförmigen Führungsbereich 35 zur Aufnahme eines weiteren Abschnitts der Hinternadel 7 auf.
Die Nadelspitze 39 ist in diesem Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet, hier mit einer als separatem Bauteil in die Nadelspitze 39 eingebrachten Kugel aus einem Hartmetall. Die restliche Vordernadel 6 ist aus einem faserverstärkten Konstruktionskunststoff gefertigt. Die Hinternadel 7 ist aus einem Metall, einer Metalllegierung oder einer Keramik mit hohen Standzeiteigenschaften hergestellt, da ein Ausbau der Hinternadel 7 aufwendig ist und daher nach Möglichkeit vermieden werden soll.
Die Hinternadel 7 ist im Wesentlichen als Nadelschaft mit einem zylindrischen Grundkörper ausgebildet und kann am Ende ein holzylindrisches Endstück aufweisen, das ein Federelement aufnimmt, welches die Rückstellkraft für die Materialnadel 3 bereitstellt.
Zur Verbindung der Vordernadel 6 mit der Hinternadel 7 wird die Vordernadel 6 auf die Hinternadel 7 aufgeschoben, und eine lösbare Verbindung 8 erzeugt. Die Verbindung 8 ist ein axialer Formschluss, der durch an der Vordernadel 6 bzw. der Hinternadel 7 angebrachte jeweils ineinandergreifende Schnellverbindungsmittel ausgebildet ist. Bei den Schnellverbindungsmitteln der Hinternadel 7 handelt es sich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel um jeweils zwei axial voneinander beabstandete, ringnutförmig umlaufende, konkave Einkerbungen 31 an dem sonst zylindrischen Nadelschaft der Hinternadel 7, die als Einrastausnehmungen 22 fungieren, vgl. 4.
In die als Einrastausnehmungen 22 dienenden Einkerbungen 31 greifen jeweils diametral gegenüberliegend angeordnete und im Querschnitt mit einer konvexen Wölbung 29 ausgebildete, sich jedoch nicht über den gesamten Umfang der Vordernadel 6 erstreckende Rastelemente 19 der Vordernadel 6 ein, wie u.a. aus 3 erkennbar ist. Diese Rastelemente 19 ragen in einen nach innen offenen Verbindungsraum 30 der Vordernadel 6 hinein. Die Rastelemente 19 bilden damit radial nach innen hervorspringende Rastmittelvorsprünge 20. Der Verbindungsraum 30 und die Rastelemente 19 sind von einem axialen Ende, dem Verbindungsende 36 der Vordernadel 6, beabstandet.
Der axial an dem Verbindungsende 36 der Vordernadel 6 angeordnete Führungsbereich 35 nimmt einen Abschnitt der Hinternadel 7 auf, wobei ein geringes Spiel zwischen Vordernadel 6 und Hinternadel 7 vorgesehen ist. Dadurch kann eine hohe Koaxialität der Vordernadel 6 zur Hinternadel 7 gewährleistet werden. Hierzu kann die Aufnahme auch in berührender Weise über eine leichte Presspassung realisiert sein.
Sowohl die Vordernadel 6 als auch die Hinternadel 7 weisen jeweils zwei axial voneinander beabstandete Schnellverbindungsmittel, nämlich die zwei Einrastausnehmungen 22 bzw. Einkerbungen 31 der Hinternadel 7 bzw. insg. zwei mal zwei Rastmittelvorsprünge 20 auf. Auch hierdurch kann die Koaxialität der Vordernadel 6 gegenüber der Hinternadel 7 verbessert werden.
Da die Schnellverbindungsmittel, d.h. die Einrastausnehmung 22 der Einkerbung 31 der Hinternadel 7 bzw. die Rastmittelvorsprünge 20 der Vordernadel 6, einander entsprechend konkav bzw. konvex ausgebildet sind, bilden die Schnellverbindungsmittel einen Kraftübersetzer, der in axialer Richtung aufgebrachte Zugkräfte in radiale Auslenkungskräfte zum Abkoppeln der Schnellverbindungsmittel bewirkt. Der so ausgestaltete Formschluss ist damit in axialer Richtung nicht selbsthemmend bzw. lösbar ausgebildet, bei entsprechender Sicherung in axialer Richtung jedoch spielfrei.
Der Formschluss kann durch axiales Aufschieben der Vordernadel 6 auf die Hinternadel 7 hergestellt werden und durch axiales Abziehen der Vordernadel 6 von der Hinternadel 7 aufgehoben werden.
Um das Abziehen der Vordernadel 6 von der Hinternadel 7 zu erleichtern, ist der Verbindungsraum 30 an seinen Verbindungsraumlängsseiten 37 mit einer hier als Längsöffnung 18 ausgestalteten Ausnehmung zumindest bereichsweise offen ausgebildet. Dadurch lässt sich der Verbindungsraum 30 im Verbindungsbereich 32 mit den darin angeordneten Rastelementen 19 mit geringem Kraftaufwand radial weiten. Dies verringert die notwendigen Abzugskräfte zum Aufheben der lösbaren Verbindung 8.
Eine Zentrierung der Materialnadel 3 in dem hier unter Hochdruck Farbe führenden Kanal 5 wird außerdem durch eine zweifache Lagerung der Vordernadel 6 an der Wandung 13 des Kanals 5 durch folgende Wirkflächenpaare erreicht:

Im Verbindungsbereich 32 sind jeweils zwei diametral gegenüberliegende Anlageflächen 11 vorgesehen, die sich außenumfänglich an Anlageflächenvorsprüngen 33 befinden, wobei sich die Anlageflächenvorsprüngen 33 radial vom, im Wesentlichen zylindrischen, Grundkörper der Vordernadel weg erstreckende, und in Anlage mit der Wandung 13 des materialführenden Kanals 5 ein erstes Gleitlager 14 bilden. Die Anlageflächen 11 sind umfänglich beabstandet und befinden sich an umfänglich hier zwei unterschiedlichen Anlagepositionen 16.

Axial von dem ersten Gleitlager 14 beabstandet und vorzugsweise an dem Führungsbereich 35 angeordnet sind insg. zwei radial hervorstehende, als Vordernadelstabilisierungseinrichtung 17 bezeichnete Vorsprünge mit jeweils zwei endseitigen Gleitflächen, die in Verbindung mit der Wandung 13 des Kanals 5 ein zweites Gleitlager 38 bilden. Auch die Vordernadelstabilisierungseinrichtungen 17 sind umfänglich voneinander beabstandet und bilden insg. vier jeweils eigenständige Anlagepositionen. Die Vordernadelstabilisierungseinrichtungen 17 sind dabei gegenüber den Anlagefläche 11 der Anlageflächenvorsprünge 33 an einer in Umfangsrichtung anderen Winkelposition angeordnet. Diese Winkelposition ist gegenüber einer Radialposition (Radialrichtung R) der Anlageflächen 11 um (näherungsweise) 45° gedreht. Dadurch ist die Vordernadel 6 in dem Kanal 5 kippsicher gelagert. Ein entsprechender Kontakt zwischen einer der Anlageflächen 11 mit der Wandung 13 des Führungskanals 5 ist dabei aus 5A und ein entsprechender Kontakt zwischen einer Vordernadelstabilisierungseinrichtung 17 mit der Wandung 13 ist aus 5B ersichtlich. Die 5B stellt einen gegenüber der 5A einen um 45° gedrehten Längsschnitt dar.
Die Anlageflächen 11 lagern damit die Vordernadel 6 an einer ersten Position und die Vordernadelstabilisierungseinrichtungen 17 die Vordernadel 6 an einer zweiten Position. Das erste Gleitlager 14 in Kombination mit dem zweiten Gleitlager 38 bildet somit eine Kippsicherung für die Materialnadel 3, welche ein Verkippen der Vordernadel 6 in dem Kanal 5 verhindert. Das erste Gleitlager 14 und das zweite Gleitlager 38 sind daher auch als erstes und zweites Kipplager zu verstehen.
Diese Lagerung führt zu einer genauen Zentrierung der Vordernadel 6 in der Materialdüse 2, was ein Einseitiges ausströmen des Materials an der Materialdüse 2 verhindert. Auch wird ein weniger schneller und insb. gleichmäßigerer Verschleiß der Vordernadel 6, und damit eine höhere Standzeit der Vordernadel 6 gewährleistet.
Das Gleitlager 14 übernimmt neben der konzentrischen Ausrichtung der Vordernadel 6 in dem Führungskanal 5 außerdem die Funktion eines Sicherungsmittels zur Sicherung des axialen Formschlusses zwischen der Vordernadel 6 und der Hinternadel 7. Indem die Anlageflächenvorsprünge 33 auf Höhe der als Rastelemente 19 ausgebildeten Schnellverbindungsmittel angeordnet sind, verhindern diese eine radiale Auslenkung der vordernadeleigenen Rastelemente 19 bzw. eine Aufweitung des Verbindungsraumes 30 im Verbindungsbereich 32 und damit ein Lösen der als axialer Formschluss ausgebildeten Verbindung 8. Der Formschluss zwischen den Rastelementen 19 kann daher nicht gelöst werden, solange die Anlageflächen 11 an der Wandung 13 des Kanals 5 anliegen.
Weiterhin wird über die Anlageflächen 11 außerdem eine radial nach innen wirkende Sicherungskraft auf die Verbindung 8 ausgeübt. Hierzu ist der Durchmesser der Vordernadel 6 an der Stelle der Anlagefläche 11 nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des aufnehmenden Kanals 5. Ebenso kann die Vordernadel 6 im Durchmesser geringfügig größer als der die Vordernadel 6 aufnehmende Kanal 5 sein, so dass die Vordernadel 6 bei Einsetzen in den Kanal 5 radial zusammengedrückt und dadurch verspannt bzw. vorgespannt wird.
Um die Vordernadel 6 auszutauschen, wird die Lackierpistole 1 von einem Betriebszustand A, in den in 6 gezeigten Wartungszustand B überführt.
Der Wartungszustand B kann dabei als derjenige Zustand der Lackierpistole 1 definiert werden, in welchem der Kontakt zwischen der Anlagefläche 11 und der der Wandung 13 aufgehoben ist. Im Gegensatz dazu kann ein Betriebszustand A definiert werden, als ein Zustand der Lackierpistole 1, in welchem die Lackierpistole 1 einsatzfähig zur Abgabe von Farbe aus der Düsenöffnung der Materialdüse 2 ist und in welchem sich insb. die Anlagefläche 11 und die Wandung 13 des Kanals 5 in berührender Anlage befinden.
Zum Austausch der Vordernadel 6 gegen dieselbe oder eine andere Vordernadel 6, 6a wird zunächst der Wartungszustand B hergestellt. Dies erfolgt in einem ersten Schritt durch Entfernung einer Luftkappe 41 der Lackierpistole 1. Anschließend kann ein Materialdüsenbauteil 23 von dem Pistolenkörper 47 der Lackierpistole 1 axial nach vorne in Materialabgaberichtung 10 entfernt werden. Das Materialdüsenbauteil 23 bildet einen Teil des Kanals 5 aus, so dass nach Entfernen des Materialdüsenbauteils 23 zumindest das erste Gleitlager 14 aufgehoben ist. In der vorliegenden Ausgestaltung erstreckt sich das Materialdüsenbauteil 23 gegen die Materialabgaberichtung 10 bis hinter das zweite Gleitlager 38 wodurch auch das zweite Gleitlager 38 durch das Entfernen des Materialdüsenbauteils aufgehoben wird.
In dem nun hergestellten Wartungszustand B liegt die Anlagefläche 11 nicht weiter an der Wandung 13 des Kanals 5 an, wodurch der axiale Formschluss zwischen der Vordernadel 6 und der Hinternadel 7 nicht mehr sichert, so dass die Vordernadel 6 durch axialen Zug nach vorne in Materialabgaberichtung 10 (in der Zeichnungsebene nach links) von der Hinternadel 7 unter radial elastischer Auslenkung der Rastmittel 19 der Vordernadel 6 abgezogen werden kann. Die entfernte Vordernadel 6 kann nun gereinigt oder durch eine neue Vordernadel 6, 6a ausgetauscht werden. Dieselbe oder neue Vordernadel 6, 6a kann nun auf die Hinternadel 7 aufgeschoben werden, bis die Rastelemente 19, 20, 22, 28, 29, 31 der Vorder- und der Hinternadel 6 bzw. 7 ineinandergreifen und der axiale Formschluss zwischen derselben oder neuen Vordernadel 6, 6a und der im Kanal 5 verbliebenen Hinternadel 7 hergestellt ist. Anschließend werden erst das Materialdüsenbauteil 23 und dann die Luftkappe 41 wieder auf die Lackierpistole 1 bzw. den Pistolenkörper 47 der Lackierpistole 1 montiert.
Die Hinternadel 7 kann während des Austauschs in der Lackierpistole 1 verbleiben und muss nicht gelöst, gelockert oder anderweitig aus der Lackierpistole 1 entfernt werden.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Lackierpistole 1 ist ein schneller, einfacher und vor allem werkzeugloser Austausch einer verschlissenen Vordernadel 6 oder das Reinigen einer verschmutzten Vordernadel 6 möglich.
Die Hinternadel 7 ist über eine axial hinter dem materialführenden Kanal 5 liegende Führungsbuchse 5' umfänglich über den gesamten Umfang des Nadelschafts der Hinternadel 7 gelagert. Die Führungsbuchse 5' ist über Dichtelemente D gegenüber dem materialführenden Kanal 5 abgedichtet. Über die Führungsbuchse 5' ist die radiale Position der Hinternadel 7 eindeutig festgelegt.
In den 8 bis 12 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Insofern auch für die zweite und die nachfolgenden Ausführungsvarianten der Erfindung gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind, wird grundsätzlich auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen und jeweils nur die wesentlichen Unterschiede hervorgehoben und erläutert.
Bei der in dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellten Lackierpistole 1 handelt es sich um eine zweiachsige Niederdruck-Lackierpistole in einer Farbfließbechervariante, bei der Farbe über einen an dem Materialanschluss 45 anbringbaren Farbfließbecher schwerkraftbedingt in den von dem Materialdüsenbauteil 23 mitgebildeten Farbkanal 5 einbringbar ist und über die Materialdüse 2 bzw. deren Düsenöffnung versprühbar ist. Alternativ zum Farbfließbecher kann ein Saugbecher vorgesehen sein, bei denen sich der Materialbehälter im Wesentlichen unter der Lackierpistole 1 befindet, wobei das Material mittels Unterdrucks und eines Saugrohrs in die Lackierpistole 1 gefördert wird. Im Gegensatz zur Hochdruckpistole des ersten Ausführungsbeispiels wird die Farbe hier nicht unter Druck in den materialführenden Kanal 5 eingespeist und druckbedingt zerstäubt. Die Zerstäubung des zu zerstäubenden Materials erfolgt hierbei über einen separaten Luftstrom, die sog. Zerstäuberluft, die düsenöffnungsnah über einen die Materialdüse 2 umgebenden Ringspalt 52 austritt und das zu versprühende Material aus dem materialführenden Kanal 5 mitreißt und atomisiert. Zusätzlich sind Hornluftdüsen 49 und Steuerungsdüsen 50 vorgesehen, wobei die Hornluftdüsen 49 dazu dienen aus einem im wesentlichen runden Materialstrahl wahlweise einen flachen Materialstrahl zu formen. Die Steuerungsdüsen 50 dienen ebenfalls der Formung des Materialstrahls und unterstützen die Vorwärtsbewegung des zerstäubten Materials in Materialabgaberichtung 10. Eine entsprechende Ausgestaltung kann allerdings auch bei Hochdrucklackierpistolen zum Einsatz kommen.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich neben der unterschiedlichen Ausgestaltung des Materialanschlusses 45 für die Materialzuführung durch die Materialdüse 2 und der Druckluftverteilung weiterhin über anders angeordnete und ausgestaltete Luftauslassöffnungen und im Hinblick auf einen Ventilsitz und eine den Ventilkopf ausbildende Nadelspitze 39, die hier nadelförmig, d.h. mit konisch spitz zulaufendem Ende, und einteilig mit dem zylindrischen Grundkörper der Vordernadel 6 ausgebildet ist, wie insb. in 10 gezeigt.
Einen weiteren Unterschied betrifft die Ausführung des Verbindungsraums 30 der Vordernadel 6 zwischen der Nadelspitze 39 und dem Führungsbereich 35, der - im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, insbesondere im Verbindungsbereich 32, an seinen Verbindungsraumlängsseiten 37 nicht seitlich offen, sondern - umfänglich geschlossen ausgebildet ist, so dass die Vordernadel 6 von dem axial hinteren Ende 36 bis zur Nadelspitze 39 im Wesentlichen eine durchgehende hülsenartige Form aufweist, wobei an dem Verbindungsraum 30 der Vordernadel 6 analog dem ersten Ausführungsbeispiel mehrere Anlageflächen 11 an radial hervorstehenden und flügelartig ausgebildeten Anlageflächenvorsprüngen 33 angeformt sind. Innenseitig im Verbindungsraum 30 sind analog dem ersten Ausführungsbeispiel nur in den Figuren mit Längsschnitten ersichtliche Schnellverbindungsmittel 19, 20 radial nach innen weisend angeformt.
Durch die geschlossene Ausgestaltung des Verbindungsraums 30 ist die radiale Elastizität und damit die Auslenkbarkeit der Rastelmittel 19 der Vordernadel 6, d.h. der Rastmittelvorsprünge 20, gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel verringert und steifer ausgeführt, so dass höhere axiale Kräfte zur Lösung des axialen Formschlusses notwendig sind. Genauso kann der Verbindungsraum 30 auch eine oder mehrere Öffnungen 18 ähnlich der Ausführungsbeispiele 1 und 3 aufweisen.
Die in 13 gezeigte Hinternadel 7 des zweiten Ausführungsbeispiels ist zumindest in der in Abgaberichtung vorderen Hälfte gleichartig zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, d.h. analog 4.
In der Querschnittsdarstellung der 12 gemäß Schnitt A-A aus 11 ist die querschnittsmäßige Ausgestaltung der in dem Kanal 5 gelagerten Materialnadel 3 und insb. die Anordnung der Anlageflächenvorsprünge 33 mit den Anlageflächen 11 ersichtlich. Insbesondere ersichtlich ist, dass die Anlageflächenvorsprünge 33 sich umfänglich nicht über den gesamten Umfang des Kanals 5 erstrecken, sondern nur abschnittsweise, hier etwa über einen Winkelbereich von wenigen Grad, an der Wandung 13 des Kanals 5 anliegt. Die Vordernadel 6 weist damit im Bereich der Anlageflächenvorsprünge 33 Durchströmungslücken 34 auf. Ein Material kann hierdurch näherungsweise ungehindert seitlich an den Anlageflächenvorsprünge 33 vorbeiströmen.
Die Funktionsweise der einzelnen Funktionselemente, und insbesondere die radiale Führung der Vordernadel 6 über ein erstes und ein zweites Gleitlager 14 bzw. 38 sowie die Sicherung des axialen Formschlusses der Verbindung 8 in dem Betriebszustand A (11) über das erste Gleitlager 14 zwischen der Wandung 13 des Kanals 5 und den Anlageflächen 11 der Anlageflächenvorsprünge 33 sind jedoch vergleichbar. Auch hier ist ein Austausch der Vordernadel 6 durch Entfernen einer Luftkappe 41 und des Materialdüsenbauteils 23 in axialer Richtung, einem Austausch der Vordernadel 6 sowie einem anschließenden Wiederaufbringen von Luftkappe 41 und dem Materialdüsenbauteil 23 möglich.
Denkbar ist anstelle einer Vordernadel 6 mit zwei Anlageflächenvorsprüngen 33 jedoch auch jede andere vorzugsweise radialsymmetrische Anordnung von mehreren und insb. genau drei Anlageflächenvorsprüngen 33 mit jeweils einer Anlagefläche 11 vorzusehen.
Die 13 und 14 zeigen eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der 8 bis 12, die sich dadurch von dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet, dass der Verbindungsraum 30 der Vordernadel 6 analog dem analog dem ersten Ausführungsbeispiel an seinen Längsseiten 37 mit Längsöffnungen 18 und daher offen ausgeführt ist.
In den 15 bis 20 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lackierpistole 1 mit einer erfindungsgemäßen Materialnadel 3 dargestellt, die analog der Lackierpistole 1 des ersten Ausführungsbeispiels als einachsige Hochdruckpistole ausgebildet ist. Diesbezüglich wird auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen. Besagte Ausgestaltung kann allerdings auch bei niederdruck-Lackierpistolen zum Einsatz kommen.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im Wesentlichen in der Anordnung sowie der Ausgestaltung des Verbindungsbereichs 32 von dem ersten Ausführungsbeispiel. In dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Vordernadel 6 mit der Hinternadel 7 ebenfalls über einen axialen Formschluss verbunden, der von Schnellverbindungsmitteln der Vordernadel 6 bzw. der Hinternadel 7 ausgebildet ist. Die von den Schnellverbindungsmitteln ausgebildete, lösbare Verbindung 8 ist eine Rastverbindung 15.
Die Vordernadel 6 ist endseitig als Nadelschaft mit einer darin eingebrachten Vordernadelnut 28 ausgebildet, welche eine Einrastausnehmung 22 für die Schnellverbindungsmitteln der Vordernadel 6 darstellt. Die Hinternadel 7 ist mit einer Gabel 26 mit einem Gabelende 27 ausgestaltet, wobei die Schnellverbindungsmittel der Hinternadel 6 an dem Gabelende 27 angeordnet sind. Die Schnellverbindungsmittel der Hinternadel 6 sind als nach radial innen vorspringende Rastmittelvorsprünge 20 ausgebildet, die in die umlaufende Vordernadelnut 28 der Vordernadel 6 am axial hinteren Ende der Vordernadel 6 eingreifen.
Die Gabel 26 hat ungefähr die Form einer endseitig geschlitzten Hülse. Dies erlaubt eine radiale Auslenkung der einzelnen ‚Gabelzinken‘ der Gabel 26 und damit eine Aufhebung der Verbindung 8 zwischen der Vordernadel 6 und der Hinternadel 7.
Die Verbindung 8 ist auch hier über ein Gleitlager 14 gegen Aufhebung gesichert, wobei das Gleitlager 14 hier jedoch von einer Wandung 13 einer nicht materialführenden, kreiszylindrischen Führungsbuchse 5' (die dem Kanal 5 aus den vorherigen Ausführungsbeispielen entspricht) der Lackierpistole 1 gebildet ist. In der Führungsbuchse 5' ist die Hinternadel 7 über die Umfangsfläche des vorderen Hinternadelendes, d.h. der außenliegenden Fläche der Gabel 26 der Hinternadel 7 radial nahezu vollumfänglich geführt.
Über das Gleitlager 14 ist der axiale Formschluss auch hier gegen Aufhebung gesichert, solange sich der Verbindungsbereich 32 zwischen der Vorder- und der Hinternadel 6 bzw. 7 innerhalb der Führungsbuchse 5' befindet.
Die Sicherung kann durch Verschieben des Verbindungsbereichs 32 der Materialnadel 3 aus der Führungsbuchse 5' nach axial hinten aufgehoben werden, bis der Verbindungsbereich 32 außerhalb der Führungsbuchse 5' befindlich ist. Dieser Zustand kennzeichnet den Wartungszustand B. Je nach Aufbau der Lackierpistole 1 kann es - wie hier in den 17 und 18 angedeutet - notwendig sein, eine Rückabdeckung 24 der Lackierpistole 1 zu entfernen, um das Hinternadelende 25 der Hinternadel 7 freizugeben und die Materialnadel 3 nach axial hinten bewegen zu können. Erst in diesem Zustand ist die Sicherung des axialen Formschlusses, d.h. das Gleitlager 14, aufgehoben und die Vordernadel 6 kann durch Aufbringen einer axialen Zugkraft nach axial vorne von der Hinternadel 7 entfernt und gegen eine gereinigte oder neue Vordernadel 6, 6a ersetzt werden. Auch im dritten Ausführungsbeispiel ist es dabei notwendig, eine Luftkappe 41 und ein den Kanal 5 bildendes Materialdüsenbauteil 23 vor Entnahme der Vordernadel 6 zu entfernen.
Wie aus insb. 20 ersichtlich, weist auch die Materialnadel 3 des dritten Ausführungsbeispiels einen Führungsbereich 35 analog den vorhergehenden Ausführungsbeispielen auf, der hier jedoch in der Hinternadel 7 angeordnet ist. Der Führungsbereich 35 der Hinternadel 7 ist als Bohrung ausgebildet und nimmt ein stiftartiges Ende der Vordernadel 6 auf. Dies gewährleistet in Verbindung mit der Verbindung 8 der Schnellverbindungsmittel eine hinreichende Koaxialität zwischen der Vordernadel 6 und der Hinternadel 7.
Durch die hier dargestellte Erfindung ist es möglich, eine kostengünstig herstellbare Vordernadel 6 leicht und einfach mit einer Hinternadel 7 für den Einsatz in einer Lackierpistole 1 zu fertigen, die eine exzellente Lagegenauigkeit zwischen einem Führungskanal 5 und der Vordernadel 6 sowie einer Vordernadel 6 gegenüber einer Hinternadel 7 gewährleistet.
Anhand der Figuren sowie der vorstehenden Ausführungen sind lediglich beispielhaft bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Andere Bauformen, Materialien oder Verbindungsarten, sind denkbar und ergeben sich für den Fachmann bei der Lektüre der Ausführungen und dem Stand der Technik. Alle Einzelmerkmale der Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht explizit erwähnt ist. Dies trifft auch auf die Ausführungsbeispiele an sich zu. Der Fachmann erkennt eindeutig, wenn eine Kombination nicht möglich oder nicht sinnvoll ist. Alle Ausgestaltungen können auf verschiedene Arten von Lackierpistolen angewendet werden, auch wenn dies nicht explizit beschrieben ist.
Die beschriebene Erfindung lässt sich auf alle Arten von Lackierpistolen anwenden, auch wenn diese nicht in die vorstehende Kategorisierung fällt. Insbesondere können die in den Zeichnungen 1 bis 7 und 15 bis 20 gezeigten einachsigen Lackierpistolen auch mit einem Materialventil entsprechend der 9 bis 11 sowie 13 und 14, vorzugsweise als Niederdruck-Lackierpistole, ausgestattet sein. Weiter kann die Verbindung zwischen Vordernadel und Hinternadel der 1 bis 7 und 9 bis 14 mit einer Verbindung entsprechend der 15 bis 20 kombiniert werden. Auch kann die Verbindung der 15 bis 20 bei einer Lackierpistole gemäß der 1 bis 19 zum Einsatz kommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 3463363 A [0002, 0015]
DE 69110099 T2 [0002, 0003]

Claims

Lackierpistole (1) mit einer Materialdüse (2) zur Abgabe eines Beschichtungsmaterials entlang einer Materialabgaberichtung (10) und mit einer Materialnadel (3) zur Steuerung der Abgabemenge des Beschichtungsmaterials über die Materialdüse (2), wobei die Materialnadel (3) in einem sich in einer Axialrichtung (4) erstreckenden Kanal (5, 5') axial beweglich gelagert ist, wobei die Materialnadel (3) eine Vordernadel (6) und eine Hinternadel (7) umfasst, wobei die Vordernadel (6) und die Hinternadel (7) über eine lösbare Verbindung (8) in Form einer Schnellverbindung lösbar miteinander verbindbar sind und die Vordernadel (6) in einem Wartungszustand (B) der Lackierpistole (1) in Materialabgaberichtung (10) entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Materialnadel (3) in einem Bereich der Vordernadel (6), der in einem Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) in einem materialführenden Bereich des umgebenden Kanals (5, 5') angeordnet ist, - und/oder im Bereich der Verbindung (8) zwischen Vordernadel (6) und Hinternadel (7), zumindest eine Anlagefläche (11) aufweist, die im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) an einer Wandung (13) des umgebenden Kanals (5, 5') anliegt, wobei die Anlagefläche (11) und der Kanal (5, 5') ein Gleitlager (14) bilden.
Lackierpistole (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) eine, vorzugsweise ausschließlich, in Axialrichtung (4) lösbare Verbindung ist.
Lackierpistole (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) als Rast- und/oder Schnappverbindung (15) ausgeführt ist.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) eine formkraftschlüssige und/oder eine reibkraftschlüssige Verbindung ist.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (14) im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) die Verbindung (8) formkraftschlüssig gegen ein Öffnen sichert.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) oder die Anlageflächen (11) im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) an zumindest zwei diametral gegenüberliegenden Anlagepositionen (16) oder an mindestens drei voneinander beabstandeten Anlagepositionen (16) an der Wandung (13) des Kanals (5, 5') anliegt bzw. anliegen und dadurch eine Zentrierung der Materialnadel (3) in dem Kanal (5, 5') bewirkt.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vordernadelstabilisierungseinrichtung (17) vorgesehen ist, die im Betriebszustand (A) der Lackierpistole an einer Wandung (13) des Kanals (5, 5') anliegt und vom Gleitlager (14) in Axialrichtung (4) beabstandet ist, vorzugsweise wobei die Anlagefläche (11) und die Wandung (13) ein erstes Kipplager und die Vordernadelstabilisierungseinrichtung (17) und die Wandung (13) ein zweites Kipplager bilden, vorzugsweise wobei das erste Kipplager vom zweiten Kipplager axial beabstandet ist und die beiden Kipplager eine koaxiale Ausrichtung der Längsachse der Vordernadel (6) zur Längsachse des Kanals (5, 5') kippsicher gewährleisten.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) derart ausgeführt ist, dass sie sich in einem Wartungszustand (B) der Lackierpistole (1) durch das Bewegen der Vordernadel (6) relativ zur Hinternadel (7) in der Materialabgaberichtung (10) oder durch das Bewegen der Hinternadel (7) relativ zur Vordernadel (6) entgegen der Materialabgaberichtung (10), lösen lässt, ohne die Hinternadel (7) aus der Lackierpistole (1) zu entfernen.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) und/oder die Hinternadel (7) derart gestaltet ist, dass zumindest ein Bereich der Vordernadel (6) und/oder Hinternadel (7), insbesondere im Bereich der Verbindung (8), im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) an einer Wandung (13) des Kanals (5, 5') anliegt und die Verbindung (8) gegen ein Öffnen sichert.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) und/oder Hinternadel (7) im Bereich der Verbindung (8) eine Aussparung (18), vorzugsweise in Form einer axial verlaufenden Längsöffnung aufweist oder eine radiale Reduzierung der Materialdicke der Vordernadel (6) und/oder Hinternadel (7) im Bereich der Verbindung (8) vorgesehen ist, wobei durch die Aussparung (18) oder durch die radiale Reduzierung der Materialdicke, ein Schließen und Öffnen der Schnellverbindung erleichtert wird, vorzugsweise wobei die Aussparung (18) die Elastizität von Rastelementen in Radialrichtung (R) erhöht.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) oder die Hinternadel (7) ein Rastelement in Form eines Rastmittelvorsprungs (20) aufweist, der sich bezogen auf eine Mittelachse (21) der Materialnadel (3) radial von außen nach innen erstreckt und in ein Rastelement in Form einer Einrastausnehmung (22) an der Hinternadel (7) oder der Vordernadel (6) eingreift.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdüse (2) ein von einem Grundkörper der Lackierpistole (1) abnehmbares Materialdüsenbauteil (23) umfasst, das im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) an der Lackierpistole (1) montiert und im Wartungszustand (B) demontiert ist und/oder dass eine von einem Grundkörper der Lackierpistole (1) abnehmbare Rückabdeckung (24) an einem hinteren Ende (25) der Hinternadel (7) vorgesehen ist, die im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) montiert und im Wartungszustand (B) demontiert ist.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) im Betriebszustand (A) der Lackierpistole (1) axial außerhalb eines materialführenden Bereichs des Kanals (5,5') der Lackierpistole (1) angeordnet ist.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (5) ein materialführender Kanal (5) der Lackierpistole (1) ist, über den das Beschichtungsmaterial zur Materialdüse (2) geführt wird, wobei sich vorzugsweise die gesamte Vordernadel (6) in dem materialführenden Bereich des Kanals (5) befindet.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorderes Ende der Hinternadel (7) als Gabel (26) ausgebildet ist, wobei die Gabel (26) Rastelemente (19) mit einem Rastmittelvorsprung (20) aufweist, wobei der Rastmittelvorsprung (20) sich radial von außen nach innen erstreckt und in eine korrespondierende als Nut (28) ausgebildete Einrastausnehmung (22) der Vordernadel (7) eingreift.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Materialnadel (3) aus einem metallischen Werkstoff besteht und ein zweiter Teil der Materialnadel (3) zumindest bereichsweise aus einem nichtmetallischen Werkstoff, vorzugsweise einem Kunststoff oder einer Keramik, besteht.
Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (5, 5') hohlzylindrisch und in Umfangsrichtung geschlossen ist.
Materialnadel (3) für eine Lackierpistole (1), insbesondere für eine Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Materialnadel (3) entlang einer Axialrichtung (4) erstreckt und zumindest eine Vordernadel (6) und eine Hinternadel (7) aufweist, die über eine lösbare Verbindung (8) in Form einer Schnellverbindung lösbar miteinander verbindbar sind, wobei die Vordernadel (6) und die Hinternadel (7) in Axialrichtung voneinander lösbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialnadel (3), insbesondere in einem Bereich der Vordernadel (6), der zur Montage in einen materialführenden Bereich eines Kanals (5, 5') der Lackierpistole ausgeführt ist, und/oder im Bereich der lösbaren Verbindung (8) zwischen der Vordernadel (6) und der Hinternadel (7), zumindest eine Anlagefläche (11) aufweist, die zur Anlage an einer Wandung (13) des umgebenden Kanals (5, 5') der Lackierpistole (1) unter Ausbildung eines Gleitlagers (14) ausgeführt ist.
Materialnadel (3) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) einen zylindrischen Grundkörper aufweist und die zumindest eine Anlagefläche (11) an einem, vom Grundkörper in radialer Richtung vorstehenden Anlageflächenvorsprung (33) ausgebildet ist.
Materialnadel (3) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) und/oder die Hinternadel (7) einen Rastmittelvorsprung (20), vorzugsweise in Form einer konvexen Wölbung (29), aufweist, der sich radial von außen nach innen in einen offenen Verbindungsraum (30) innerhalb der Vordernadel (6) und/oder der Hinternadel (7) erstreckt, wobei der Verbindungsraum derart gestaltet ist, einen Teil der Vordernadel (6) beziehungsweise der Hinternadel (7) aufzunehmen, und/oder dass die Vordernadel (6) und/oder die Hinternadel (7) eine entlang des Umfangs verlaufende, vorzugsweise konkave, Einkerbung (31) aufweist, die zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung mit einem Rastmittelvorsprung (20) der Vordernadel (6) beziehungsweise der Hinternadel (7) ausgestaltet ist.
Materialnadel (3) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vordernadel (6) und die Hinternadel (7) in einem Verbindungsbereich (32) überlappen, wobei die Vordernadel (6) einen Teil der Hinternadel (7) umgreift oder die Hinternadel (7) einen Teil der Vordernadel (6) umgreift.
Materialnadel (3) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungsbereich (32) über eine Strecke entlang der Materialnadel (3) erstreckt, die größer als der doppelte Durchmesser der Vordernadel (6), vorzugsweise größer als der vierfache Durchmesser, der Vordernadel (6) ist.
Auswechselbare Vordernadel (6) einer mehrteiligen Materialnadel (3), insbesondere einer Materialnadel (3) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, insbesondere für eine Lackierpistole (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei sich die Vordernadel (6) in einer Axialrichtung (4) erstreckt und Schnellverbindungsmittel, insbesondere in Form von Rastelementen (19), aufweist, die zur Ausbildung einer in Axialrichtung (4) lösbaren Verbindung (8) mit einem zweiten Teil der Materialnadel (3) ausgebildet ist, wobei die Vordernadel (6) einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper und zumindest einen in Radialrichtung (R) vom Grundkörper vorstehenden Anlageflächenvorsprung (33) mit einer radial außen liegenden Anlagefläche (11) aufweist.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) derart gestaltet ist, dass sie in einem Betriebszustand (A) einer Lackierpistole (1), in welche die mehrteilige Materialnadel (3) eingesetzt ist, an einer einen Kanal (5, 5') umgebenden Wandung (13) der Lackierpistole (1) zur Anlage kommt, um in Wechselwirkung mit der Wandung (13) ein Gleitlager (14) in Axialrichtung (4) zu bilden, insbesondere wobei das Gleitlager (14) die Verbindung (8) im Betriebszustand (A) formkraftschlüssig gegen ein Öffnen sichert.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Anlageflächenvorsprungs (33) derart gestaltet ist, um von, in Axialrichtung (4) geleitetem, Beschichtungsmaterial durchströmt oder umströmt zu werden, insbesondere wobei im Bereich des Anlageflächenvorsprungs (33) Durchströmungslücken (34) vorgesehen sind, die ein Durchströmen oder Umströmen des Anlageflächenvorsprungs (33), vorzugsweise im Wesentlichen in Axialrichtung (4), ermöglichen.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) zumindest einen, vorzugsweise axial zugänglichen, offenen Verbindungsraum (30) zur Aufnahme eines Teils der Hinternadel (7) aufweist, vorzugsweise wobei sich der Verbindungsraum (30) von einem, der Hinternadel (7) zugewandtem, Verbindungsende (36) der Vordernadel (6) aus, entlang der Axialrichtung (4), ins Innere der Vordernadel (6) erstreckt.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Schnellverbindungsmittel zumindest einen Rastmittelvorsprung (20) umfasst, der sich radial zur Axialrichtung (4) von außen ins Innere eines Verbindungsraums (30) erstreckt, und der vorzugsweise dazu dient, den zweiten Teil der Materialnadel (3), insbesondere in Form einer Hinternadel (7), lösbar an der Vordernadel (6) zu befestigen.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente (19) einen oder mehrere Rastmittelvorsprünge (20) aufweisen, die vorzugsweise durch eine konvexe Wölbung (29) gestaltet sind, die sich ins Innere eines Verbindungsraums (30) im Inneren der Vordernadel (6) erstreckt.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) einen Führungsbereich (35) zur Führung eines Teils der Hinternadel (7) aufweist, vorzugsweise wobei der Führungsbereich (35) durch einen Teil eines Verbindungsraums (30) zur Aufnahme eines Teils der Hinternadel (7) gebildet ist und der Verbindungsraum (30) im Führungsbereich (35), zumindest über eine vorgegebene Länge der Vordernadel (6), vorzugsweise umlaufend, geschlossen ist.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) einen Führungsbereich (35) zur Führung eines Teils der Hinternadel (7) aufweist, der sich vom Verbindungsende (36) ins Innere der Vordernadel (6) erstreckt, und/oder dass die Schnellverbindungsmittel, insbesondere in Form von Rastelementen (19), vom Verbindungsende (36) beabstandet sind.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellverbindungsmittel, insbesondere das Rastelement (19), eine formkraftschlüssige und/oder eine reibkraftschlüssige Verbindung (8) mit dem zweiten Teil der Materialnadel (3), insbesondere mit einer Hinternadel (7), eingehen.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) zumindest bereichsweise als Spritzgussteil gefertigt ist und/oder dass die Vordernadel (6) zumindest bereichsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist und/oder dass die Vordernadel (6) aus einem zum zweiten Teil der Materialnadel (3), insbesondere einer Hinternadel (7), verschiedenen Material gefertigt ist.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsraum (30) an einer Verbindungsraumlängsseite (37) eine Ausnehmung, insbesondere in Form einer Längsöffnung (18) aufweist, die sich zumindest über eine gewisse Länge in Axialrichtung (4) entlang der Vordernadel (6) erstreckt und die vorzugsweise die Elastizität der Schnellverbindungsmittel, insbesondere der Rastelemente (19), während einer Kopplung der Schnellverbindungsmittel erhöht.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anlagefläche (11) an Außenflächen der Anlageflächenvorsprünge (33) befinden, die sich im Wesentlichen in Radialrichtung (R) vom Grundkörper der Vordernadel (6) weg erstrecken und bevorzugt in Umfangsrichtung der Vordernadel (6) an diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vordernadelstabilisierungseinrichtung (17) vorgesehen ist, die ein zweites Gleitlager (38) in Axialrichtung (4) zwischen der Vordernadelstabilisierungseinrichtung (17) und einem weiteren Bereich der Wandung (13) bereitgestellt, wobei die zweite Gleitlagerstelle von der ersten Gleitlagerstelle in Axialrichtung (4) beabstandet ist.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächenvorsprünge (33) derart gestaltet sind, um durch das Anliegen der Anlageflächen (11) an einer Wandung (13) eines Kanals (5, 5') der Lackierpistole (1) eine auf die Verbindung (8) einwirkende Sicherungskraft zu erzeugen, die das Öffnen der Verbindung (8) im Betriebszustand (A) verhindert und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung (4) wirkt.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellverbindungsmittel zumindest ein Paar von Rastelementen (19) umfassen, die sich in Radialrichtung (R) gegenüberliegen und vorzugsweise mindestens eine konvexe Wölbung (29) aufweisen, wobei die oder jede konvexe Wölbung (29) in einen in der Vordernadel (6) ausgebildeten offenen Verbindungsraum (30) hineinsteht.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellverbindungsmittel zumindest zwei Rastmittelvorsprünge (20) aufweisen, die in Axialrichtung (4) voneinander beabstandet sind.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) eine Nadelspitze (39) aufweist, die durch einen Werkstoff gebildet ist, der vom übrigen Material der Vordernadel (6) verschieden ist, wobei die Nadelspitze (39) bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff besteht und der übrige Bereich der Vordernadel (6) aus einem Kunststoff besteht.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) eine Nadelspitze (39) aufweist, die aus einem nichtmetallischen, anorganischen Werkstoff, vorzugsweise einem Hartmetall, einer Legierung oder einer technischen Keramik, besteht und/oder einstückig mit der übrigen Vordernadel (6) gefertigt ist.
Auswechselbare Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordernadel (6) eine Nadelspitze (39) aufweist, die durch eine Kugel gebildet ist oder nadelförmig zu einem Vordernadeldichtende (40) hin zuläuft und/oder die einstückig mit der Vordernadel (6) gefertigt ist und/oder die durch ein Spritzgussverfahren gefertigt ist.
Lackierpistole (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 mit einer Materialnadel (3) nach einem der Ansprüche 18 bis 22 und mit einer auswechselbaren Vordernadel (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 41.
Verfahren zum Austausch einer Vordernadel (6), insbesondere einer Vordernadel (6) nach Anspruch 23 bis 41 und insbesondere als Teil einer Materialnadel (3) nach Anspruch 18 bis 22, in einer Lackierpistole, insbesondere einer Lackierpistole (1) nach Anspruch 1 bis 17 oder 42, wobei sich die Lackierpistole (1) zunächst in einem Betriebszustand (A) befindet, in dem die Vordernadel (6) über eine Verbindung (8) mit einer Hinternadel (7) verbunden ist, wobei zumindest die Vordernadel (6) in einem sich entlang einer Axialrichtung (4) erstreckenden Kanal (5, 5') angeordnet ist und eine Anlagefläche (11) aufweist, die in dem Betriebszustand (A) an einer Wandung (13) des Kanals (5, 5') anliegt, wobei das Entfernen der Vordernadel (6) zumindest folgende Schritte umfasst: a) Entfernen eines Materialdüsenbauteils (23) wodurch die Anlage der Anlagefläche (11) der Vordernadel (6) an der Wandung (13) aufgehoben wird, vorzugsweise wodurch eine Sicherung der Verbindung (8) zwischen Vordernadel (6) und Hinternadel (7) entsichert wird, b) Greifen und Entfernen der Vordernadel (6) in Axialrichtung (4) und entlang einer Materialabgaberichtung (10) aus dem Kanal (5, 5'), wobei die Verbindung (8) gelöst wird und die Hinternadel (7) in der Lackierpistole (1) verbleibt, c) Einschieben derselben oder einer anderen Vordernadel (6, 6a), wobei die Vordernadel (6, 6a) mit der Hinternadel (7) über eine Verbindung (8) verbunden wird und dabei die Anlagefläche (11) der Vordernadel (6) zur Anlage an der Wandung (13) des Kanals (5, 5') kommt, d) Anbringen des Materialdüsenbauteils (23), wodurch die Vordernadel (6, 6a) über das Anliegen der Anlagefläche (11) an der Wandung (13) des Kanals (5, 5') im Materialdüsenbauteil (23) zentriert und vorzugsweise die Verbindung (8) gesichert wird.
Verfahren zum Austausch einer Vordernadel (6), insbesondere einer Vordernadel (6) nach Anspruch 23 bis 41 und insbesondere als Teil einer Materialnadel (3) nach Anspruch 18 bis 22, in einer Lackierpistole, insbesondere einer Lackierpistole (1) nach Anspruch 1 bis 17 oder 42, wobei sich die Lackierpistole (1) zunächst in einem Betriebszustand (A) befindet, in dem die Vordernadel (6) über eine Verbindung (8) mit einer Hinternadel (7) verbunden ist, wobei sich zumindest ein Bereich der Vordernadel (6) und/oder der Hinternadel (7) in einem sich entlang einer Axialrichtung (4) erstreckenden Kanal (5, 5') befindet und die Verbindung (8) durch eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung (4) wirkenden Sicherungskraft gegen ein Öffnen gesichert ist, wobei das Entfernen der Vordernadel (6) zumindest folgende Schritte umfasst: a) Entfernen eines Materialdüsenbauteils (23), b) Entfernen einer Rückabdeckung (24) am freien Ende der Hinternadel (7), c) Zurückziehen der Materialnadel (3) entgegen einer Materialabgaberichtung (10), in der ein Beschichtungsmaterial aus der Lackierpistole (1) abgegeben wird, vorzugsweise wobei die Verbindung (8) zwischen der Vordernadel (6) und der Hinternadel (7) entsichert wird, d) weiteres Zurückziehen der Vordernadel (6) wodurch die Verbindung (6) gelöst, und die Vordernadel (6) aus der Lackierpistole (1) entfernt wird, e) Einführen derselben oder einer anderen Vordernadel (6, 6a) in die Lackierpistole (1) entgegen der Materialabgaberichtung (10), wodurch eine Verbindung (8) zwischen der Vordernadel (6, 6a) und der Hinternadel (7) hergestellt wird, f) Verschieben der Hinternadel (7) zusammen mit der Vordernadel (6, 6a) in Materialabgaberichtung (10), wodurch die Verbindung (8) durch ein Anliegen der Anlagefläche (11) an einer Wandung (13) des Kanals (5, 5') gegen ein Öffnen gesichert wird, g) Anbringen der Rückabdeckung (24) und des Materialdüsenbauteils (23).