DE10213912B4

DE10213912B4 - Fluidspritzpistole

Info

Publication number: DE10213912B4
Application number: DE10213912A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Yawara Yamamoto; Kouichiro Yawara Ishibashi; Kenji Yawara Fukushima
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: US6675994B2; JP2002306994A; JP4910159B2; DE10213912A1; US20020148862A1

Abstract

Fluidspritzpistole mit einem linearen Durchflussdurchgang (2) in einer Trommel (1), einer Düse (12) an einem vorderen Ende des Durchflussdurchgangs (2), einem Ventilsitz (7) in dem Durchflussdurchgang (2), einem Ventilelement (4), das sich in Axialrichtung des Durchflussdurchgangs (2) bewegen kann, um den Ventilsitz (7) zu öffnen und zu schließen, einer Feder (9) zum Pressen des Ventilelementes (4) in einer Ventilschließrichtung, und einem Auslöser (5) zum Öffnen und Schließen des Ventilelementes (4), wobei das Ventilelement (4) eine vordere Druckaufnahmefläche, auf welche Fluid in dem Fluiddurchgang (2) in geschlossenem Zustand eines Ventils in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt, und eine hintere Druckaufnahmefläche, auf welche Fluid in dem geschlossenen Zustand des Ventils in Ventilschließrichtung wirkt, aufweist und die beiden Druckaufnahmeflächen im Wesentlichen gleich große Druckaufnahmebereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (4) einen Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15), der in einem abgedichteten Zustand in dem Durchflussdurchgang (2) an einer stromaufwärts des Ventilsitzes (7) liegenden Position gleitet, einen Ventilabschnitt...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidspritzpistole, mit welcher Fluid über eine Düse ausgespritzt wird, um Fremdkörper, die an einer Oberfläche eines Werkstückes oder dgl. haften, zu entfernen.

Eine derartige Fluidspritzpistole ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass ein Ventilsitz in einem Durchflussdurchgang über ein Ventilelement geöffnet und geschlossen wird und dass die Aufsetzkraft beim Schließen des Ventilelementes durch Fluiddruck erreicht wird. Eine solche bekannte Fluidspritzpistole hat den Vorteil, dass keine Feder zum Schließen des Ventils notwendig ist, da das Ventilelement durch Fluiddruck geschlossen wird. Wenn der Druck des Fluides aber größer wird, so wird auch die Aufsetzkraft des Venitilelementes auf dem Ventilsitz groß. Außerdem variiert die Aufsetzkraft des Ventilelementes mit Schwankungen des Fluiddruckes. Variiert der Fluiddruck, so kann das Ventilelement mit übergroßer Kraft gegen den Ventilsitz gepresst werden, was die Haltbarkeit des Ventilsitzes reduziert.

Da der Durchflussdurchgang des Fluides in der Pistole, der mit dem Ventilelement geöffnet und geschlossen wird, nicht linear ist, ist der Druckverlust groß und die wirksame Querschnittsfläche des Durchflussdurchganges aufgrund von Biegungen des Durchflussdurchganges klein, wodurch der Druckverlust weiter erhöht wird.

Aus der DE 76 13 155 U ist ein Handspritzgerät bekannt, bei welchem auf einem Schaft ein gegen die Strömungsrichtung eines Fluids zu öffnendes Ventil sowie auf beiden Seiten des Ventils Kolbenglieder angeordnet sind, deren Durchmesser im Wesentlichen gleich dem des Ventilsitzes ist. Die Kolbenglieder und das Ventil sind als geschlossene, massive Teile des Schaftes ausgebildet und werden gemeinsam mit diesem durch eine Druckfeder in eine das Ventil gegen den Ventilsitz pressende Stellung beaufschlagt. Zusätzlich zu der Kraft der Feder kann das Ventil auch durch Fluiddruck in seiner geschlossenen Stellung gehalten werden.

Beschreibung der Erfindung

Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidspritzpistole vorzuschlagen, mit welcher eine Aufsetzkraft zum Pressen eines Ventilelementes gegen einen Ventilsitz durch die Rückstellkraft einer Feder unabhängig von dem Druck des Fluides erreicht wird, um dadurch zu verhindern, dass die Aufsetzkraft durch Schwankungen des Fluiddruckes beeinflusst wird, und um einen stabilen geschlossenen Zustand des Ventils, welches eine verbesserte Haltbarkeit hat, zu erreichen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Fluidspritzpistole, in der in einer Trommel ein Fluiddurchflussdurchgang in linearer Form ausgebildet ist, um Biegungen und eine Reduktion der wirksamen Querschnittsfläche des Durchflussdurchganges auch in einem Öffnungs-/Schließabschnitt des Ventilelementes zu vermeiden und dadurch Druckverluste zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Fluidspritzpistole gemäß der vorliegenden Erfindung einen linearen Durchflussdurchgang in einer Trommel, eine Düse an einem vorderen Ende des Durchflussdurchgangs, einen in dem Durchfluss durchgang vorgesehenen Ventilsitz, ein Ventilelement, das in Axialrichtung des Durchflussdurchganges bewegbar ist, um den Ventilsitz zu öffnen und zu schließen, eine Feder zum Pressen des Ventilelementes in Ventilschließrichtung und einen Auslöser (Trigger) zum Öffnen und Schließen des Ventilelementes auf, wobei das Ventilelement eine vordere Druckaufnahmefläche, auf welche in einem geschlossenen Zustand eines Ventils Fluid in dem Durchflussdurchgang in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt, und eine hintere Druckaufnahmefläche, auf welche das Fluid in dem geschlossenen Zustand des Ventils in Ventilschließrichtung wirkt, umfasst und wobei beide Druckaufnahmeflächen eine im Wesentlichen gleiche Größe aufweisen. Dabei umfasst das Ventilelement einen Aufnahmedruckeinstellabschnitt, der in einem abgedichteten Zustand in dem Durchflussdurchgang an einer stromaufwärts des Ventilsitzes liegenden Position gleitet, einen Ventilabschnitt zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes von einer stromabwärtsseitigen Seite, einen mit dem Ventilabschnitt und dem Aufnahmedruckeinstellabschnitt verbundenen Stab (Stößel) und eine Durchgangsöffnung, die in dem Aufnahmedruckeinstellabschnitt ausgebildet ist, um einen Durchflussdurchgangsabschnitt stromaufwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnittes mit einem Durchflussdurchgangsabschnitt stromabwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnittes zu verbinden, wobei die vordere Druckaufnahmefläche und die hintere Druckaufnahmefläche so ausgebildet sind, dass die Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilschließrichtung, die durch den Aufnahmedruckeinstellabschnitt erzeugt wird, und die Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilöffnungsrichtung, die auf den Stößel und den Ventilabschnitt wirkt, gleich groß sind.

Alternativ hierzu kann der Ventilsitz scheibenförmig sein und weist einen ringförmigen Sitzabschnitt an einem äußeren Umfang des Ventilsitzes auf und ist konzentrisch mit dem Durchflussdurchgang in einem zentralen Abschnitt des Durchflussdurchganges angeordnet. Das Ventilelement hat eine hohle rohrförmige Gestalt mit Abschnitten mit kleinem Durchmesser, deren Innendurchmes ser im Wesentlichen der gleiche ist wie der Sitzdurchmesser des Ventilsitzes, an axial gegenüberliegenden Seiten des Ventilelements und einem Abschnitt mit großem Durchmesser, dessen Innendurchmesser größer ist als der Sitzdurchmesser, zwischen den Abschnitten mit kleinem Durchmesser, und ist an einer solchen Position angeordnet, dass es den Ventilsitz umgibt und in Axialrichtung des Durchflussdurchganges bewegbar ist. Das Ventilelement weist außerdem einen Ventilabschnitt auf, der aus dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser, welcher stromabwärts des Abschnittes mit großem Durchmesser angeordnet ist, der vorderen Druckaufnahmefläche und der hinteren Druckaufnahmefläche an einer Innenfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser gebildet ist.

Bei einer Fluidspritzpistole mit dem obigen Aufbau kann die Aufsetzkraft zum Aufsetzen des Ventilelementes auf dem Ventilsitz allein durch die Rückstellkraft der Feder erreicht werden, da die auf das Ventilelement in Ventilschließrichtung wirkende Fluiddruckbetätigungskraft und die auf das Ventilelement in Ventilöffnungsrichtung wirkende Fluiddruckbetätigungskraft in dem geschlossenen Zustand des Ventilelementes gleich groß sind. Dadurch wird die Aufsetzkraft durch Schwankungen des Fluiddruckes überhaupt nicht beeinflusst und ein stabiler geschlossener Zustand des Ventils kann erreicht werden. Probleme, wie die Reduzierung der Haltbarkeit des Ventilsitzes und des Ventilelementes aufgrund von Schwankungen der Aufsetzkraft treten nicht auf. Da der Durchflussdurchgang des Fluides in der Trommel in linearer Form ausgestaltet ist, gibt es auch in dem Öffnungs-/Schließabschnitt des Ventilelementes keine Biegung des Durchflussdurchganges oder Reduzierung des wirksamen Querschnittsfläche, so dass kein Druckverlust erzeugt wird.

Vorzugsweise weist der Aufnahmedruckeinstellabschnitt eine stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche und eine stromabwärts gewandte Druckaufnahmefläche auf, wobei die vordere Druckaufnahmefläche durch die stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Aufnahmedruckeinstellabschnittes und die Druckaufnahmeflächen des Stößels und des Ventilabschnittes gebildet wird, und wobei die hintere Druckaufnahmefläche durch die stromabwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Aufnahmedruckeinstellabschnitts gebildet wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Aufnahmedruckeinstellabschnitt einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser zum Bilden der Druckaufnahmefläche, die stromaufwärts gewandt ist, und einem Abschnitt mit großem Durchmesser zum Bilden der Druckaufnahmefläche, die stromabwärts gewandt ist. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Aufnahmedruckeinstellabschnitts und der Ventilabschnitt haben im Wesentlichen den gleichen Durchmesser.

In der Trommel ist eine von dem Durchflussdurchgang abgedichtete Betätigungskammer um den Durchflussdurchgang ausgebildet. Ein Teil des Aufnahmedruckeinstellabschnitts des Ventilelementes ist in der Betätigungskammer angeordnet. Der Trigger steht in Kontakt mit diesem Teil.

Weiter ist in der Trommel um den Durchflussdurchgang eine Betätigungskammer vorgesehen, die gegenüber dem Durchflussdurchgang abgedichtet ist. Ein vorstehender Abschnitt, der an einem Außenumfang des Ventilelementes ausgebildet ist, ist in der Betätigungskammer angeordnet. Der Trigger und die Feder stehen in Kontakt mit dem vorstehenden Abschnitt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein vergrößerter Teilschnitt eines wesentlichen Abschnittes der ersten Ausführungsform.
3 ist ein Schnitt durch einen Triggerabschnitt.
4 ist ein Schnitt eines wesentlichen Abschnittes in einem Zustand, in welchem ein Ventil geöffnet ist.
5 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Horizontalschnitt der zweiten Ausführungsform.
7 ist ein Querschnitt eines Triggerabschnitts.
8 ist ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Hierbei zeigt die obere Hälfte eines Trommelabschnittes einen geschlossenen Zustand eines Ventils und die untere Hälfte einen geöffneten Zustand des Ventils.
9 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Abschnitt der dritten Ausführungsform. Hierbei zeigt die obere Hälfte des Trommelabschnittes den geschlossenen Zustand des Ventils, während die untere Hälfte den geöffneten Zustand des Ventils zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die 1 bis 4 zeigen den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Fluidspritzpistole gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Fluidspritzpistole umfasst eine Trommel 1, in welcher sich in Axialrichtung ein linearer Durchflussdurch gang 2 erstreckt, einen Handgriff 3, in welchem sich ein Zufuhrzugang 3a erstreckt, der mit dem Durchflussdurchgang 2 zur Zufuhr von Fluid in Verbindung steht, ein Ventilelement 4, das an einem zentralen Abschnitt des Durchflussdurchgangs 2 der Trommel 1 vorgesehen ist und in Axialrichtung der Trommel gleiten kann, einen ringförmigen Ventilsitz 7, der fest in dem Durchflussdurchgang 2 vorgesehen ist und mit dem Ventilelement 4 geöffnet und geschlossen werden kann, und einen Auslöser oder Abzug (Trigger) 5 zum Antreiben des Ventilelementes 4.
Die Trommel 1 umfasst einen hinteren Trommelendabschnitt 10, mit welchem der Handgriff 3 verbunden ist, und einen vorderen Trommelendabschnitt 11, der mit dem hinteren Trommelendabschnitt 10 verbunden ist. Eine Düse 12 ist lösbar an einem vorderen Ende des vorderen Trommelendabschnitts 11 angebracht. In einem vorderen Ende der Düse 12 ist eine Spritzöffnung 12a zum Ausspritzen von Fluid, bspw. Druckluft oder verschiedener Flüssigkeiten, vorgesehen.
In dem hinteren Trommelendabschnitt 10 erstreckt sich der Durchflussdurchgang 2 zu einer Position, an welchem der Handgriff 3 angebracht ist, und steht an dieser Position mit dem Zufuhrdurchgang 3a in dem Handgriff 3 in Verbindung. Eine Fluidzufuhröffnung 10a, die mit dem Durchflussdurchgang 2 in Verbindung steht, ist an einer oberen Fläche des hinteren Trommelendabschnittes 10 vorgesehen. Wenn der Zufuhrdurchgang 3a in dem Handgriff 3 nicht verwendet wird, kann Fluid durch die Fluidzufuhröffnung 10a zugeführt werden.
In dem vorderen Trommelendabschnitt 11 ist ein ringförmiges Ventilsitzelement 6 mit dem Ventilsitz 7 befestigt. Das Ventilelement 4 zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 7 ist an dem Übergangsbereich von dem vorderen Trommelendabschnitt 11 zu dem hinteren Trommelendabschnitt 10 angeordnet.
Das Ventilelement 4 umfasst an einer Position stromaufwärts des Ventilsitzes 7 einen zylindrischen Aufnahmedruckeinstellabschnitt 15, der in einem abgedichteten Zustand in dem Durchflussdurchgang 2 gleitet, einen im Wesentlichen scheibenförmigen Ventilabschnitt 14 zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 7 von einer stromabwärts gewandten Seite, einen Stößel 16 zum Verbinden des Ventilabschnittes 14 mit dem Aufnahmedruckeinstellabschnitt 15 und Durchgangsöffnungen 17a und 17b zum Verbinden eines Durchflussdurchgangsabschnittes 2a stromaufwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 mit einem Durchflussdurchgangsabschnitt 2b stromabwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnittes 15. Der Ventilabschnitt 14 hat einen kreisförmigen Querschnitt und weist an seinem äußeren Umfang ein Dichtungselement 14a auf. Das Dichtungselement 14a tritt in Kontakt mit dem Ventilsitz 7 und trennt diesen von einer stromabwärtsseitigen Seite, um den Ventilsitz 7 zu öffnen und zu schließen.
Der Aufnahmedruckeinstellabschnitt 15 umfasst in dem Durchflussdurchgang 2 einen Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser, der eine stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche mit einem Durchmesser D₁ bildet, und einen Abschnitt 15b mit großem Durchmesser, der eine stromabwärts gewandte Druckaufnahmefläche bildet. Die stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 und Druckaufnahmeflächen des Stößels 16 und des Ventilabschnittes 14 bilden eine vordere Druckaufnahmefläche, auf welche beim Schließen des Ventils Fluid in dem Durchflussdurchgang 2 in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt. Die stromabwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 bildet eine hintere Druckaufnahmefläche, auf welche beim Schließen des Ventils Fluid in dem Durchflussdurchgang 2 in einer Ventilschließrichtung wirkt. Die vordere Druckaufnahmefläche und die hintere Druckaufnahmefläche weisen im Wesentlichen gleich große Druckaufnahmebereiche auf.
An einem stromaufwärtsseitigen Endabschnitt des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 erstreckt sich eine Verlängerung 15c mit dem gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 15b mit großem Durchmesser stromaufwärts von dem Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser und ist über eine Außenfläche einer rohrförmigen Führung 8 aufgesetzt, die an dem hinteren Trommelendabschnitt 10 so befestigt ist, dass die Verlängerung 15c in abgedichtetem Zustand gleiten kann. Dieser Aufbau bildet den Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser in dem stromaufwärts gewandten Endabschnitt des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15.
Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform der Durchmesser D₁ des Abschnitts 15a mit kleinem Durchmesser und ein Dichtungsdurchmesser D₂ des Ventilabschnitts 14 gleich groß sind, können sie auch voneinander abweichen.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 13 ein Dichtungselement zur Schaffung einer luftdichten Abdichtung zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Abschnitts 15b mit großem Durchmesser des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 und einer inneren Umfangsfläche des vorderen Trommelendabschnitts 11. Das Bezugszeichen 8a bezeichnet eine Durchgangsöffnung in der Führung 8 und bildet einen Teil des Durchflussdurchganges 2. Das Bezugszeichen 8b bezeichnet ein Dichtungselement zum Schaffen einer luftdichten Abdichtung zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Führung 8 und einer inneren Umfangsfläche der Verlängerung 15c.
Andererseits ist der Stößel 16 so ausgebildet, dass er kleiner ist als der Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser, und der Ventilabschnitt 14 und die Durchgangsöffnung 17b sind an einem Seitenabschnitt des Stößels 16 ausgebildet.
In dem stromabwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 liegenden Durchflussdurchgangsabschnitt 2b ist eine Feder 9 zum Schließen des Ventils zwischen dem Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 und dem Ventilsitzelement 6 vorgesehen. Das Ventilelement 4 wird durch die Feder 9 konstant in einer solchen Richtung vorgespannt, dass es den Ventilsitz 7 mit dem Ventilabschnitt 14 verschließt.
Eine Betätigungskammer 10b, welcher die Verlängerung 15c des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 15 zugewandt ist, ist außerhalb der Führung 8, die an dem hinteren Trommelendabschnitt 10 angebracht ist, vorgesehen. Ein vorderer Endabschnitt 5b des Triggers 5 ist in die Betätigungskammer 10b eingesetzt. Der Trigger 5 steht in Kontakt mit einem Endabschnitt der Verlängerung 15c. Ein mittlerer Abschnitt des Triggers 5 ist um einen Stift 5a an der Trommel 1 verschwenkbar. Wie in 3 dargestellt ist, ist der vordere Endabschnitt 5b, der in der Betätigungskammer 10b angeordnet ist, im Wesentlichen Y-förmig ausgestaltet. Der Y-förmige Abschnitt ist rittlings eines unteren Halbabschnitts der Führung 8 angeordnet und steht in Kontakt mit der Verlängerung 15c. Die Betätigungskammer 10b ist nicht besonders abgedichtet und unter Atmosphärendruck nach außen offen.
Der Abzug 5 presst als Hebel das Ventilelement 4 direkt in einer Richtung gegen die Feder 9, um den Ventilabschnitt 14 von dem Ventilsitz 7 zu trennen und das Ventil zu öffnen, wie es in 4 dargestellt ist, indem ein Betätigungsabschnitt 5c an einem unteren Ende des Abzugs 5 zu dem Handgriff 3 gedrückt und der Betätigungsabschnitt 5c um den Stift 5a gedreht wird. Wird der Abzug 5 frei gegeben, wird der Ventilsitz 7 durch die Rückstellkraft der Feder 5 mit dem Ventilelement 4 verschlossen.
Beim Schließen des Ventilelementes 4 wirken eine Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilöffnungsrichtung und eine Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilschließrichtung auf das Ventilelement 4. Die Betätigungskraft in Ventilöffnungsrichtung wird durch den Fluiddruck erzeugt, der auf die vorderen Druckaufnahmeflächen, wie eine Endfläche 15d des Abschnittes 15a mit kleinem Durchmesser in dem Auf nahmedruckeinstellabschnitt 15, eine Endfläche 16a des Stößels 16 und eine stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Ventilabschnitts 14 wirkt. Die Betätigungskraft in Ventilschließrichtung wird durch Fluiddruck erzeugt, der auf die hinteren Druckaufnahmeflächen, wie eine stromabwärts gewandte Endfläche 15e des Abschnittes 15b mit großem Durchmesser, wirkt. Da die Druckaufnahmebereiche der vorderen Druckaufnahmeflächen und der hinteren Druckaufnahmeflächen durch den Aufnahmedruckeinstellabschnitt 15 so eingestellt sind, dass sie gleich groß sind, sind aber auch die Betätigungskraft in Ventilöffnungsrichtung und die Betätigungskraft in Ventilschließrichtung gleich groß. Als Folge hiervon wirkt im Wesentlichen nur die Rückstellkraft der Feder 9 auf das Ventilelement 4.
Dadurch wird die Aufsetzkraft des Ventilelementes 4 durch Schwankungen des Fluiddruckes überhaupt nicht beeinträchtigt und ein geschlossener Zustand des Ventils wird allein durch die Rückstellkraft der Feder 9 aufrecht erhalten. Als Folge hiervon kann ein stabiler geschlossener Zustand des Ventils erreicht werden. Probleme, wie die Reduzierung der Haltbarkeit des Ventilsitzes 7 und des Ventilelementes 4 aufgrund von Schwankungen der Aufsetzkraft, treten nicht auf. Da der Durchflussdurchgang des Fluides in der Trommel eine lineare Gestalt aufweist, gibt es auch in einem Öffnungs-/Schließabschnitt keine Biegung oder Reduzierung der wirksamen Querschnittsfläche des Durchflussdurchganges des Ventilelementes. Dadurch wird ein Druckverlust vermieden.
Als Abwandlung der ersten Ausführungsform ist es möglich, einen Aufbau zu wählen, bei welchem der Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser weggelassen wird. Mit anderen Worten ist es in 2 möglich, dass sich die Durchgangsöffnung 17a zu einer Position eines Endabschnittes der Verlängerung 15c erstreckt und dass die Führung 8 in der Durchgangsöffnung 17a gleitet. In diesem Fall ist die hintere Druckaufnahmefläche 15e des Abschnittes 15b mit großem Durchmesser so geformt, dass sie eine Druckaufnahmefläche hat, die der der vorde ren Druckaufnahmeflächen des Stößels 16 und des Ventilabschnittes 14 gleich ist.
Die 5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Fluidspritzpistole der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich des Aufbaus eines Ventilelementes 20. Genauer gesagt umfasst ein Aufnahmedruckeinstellabschnitt 22 des Ventilelementes 20 einen Abschnitt 22a mit kleinem Durchmesser, der sich stromaufwärts in dem Durchflussdurchgang 2 erstreckt. Der Abschnitt 22a mit kleinem Durchmesser wird so abgestützt, dass er direkt in dem hinteren Trommelendabschnitt 10 gleiten kann, um so auf die bei der ersten Ausführungsform vorgesehene Führung 8 verzichten zu können. Eine Durchgangsöffnung 22c mit gleichmäßiger Größe ist in dem Aufnahmedruckeinstellabschnitt 22 vorgesehen.
Ein Ventilabschnitt 21 des Ventilelementes 20 ist an einem hohlen Verbindungselement 23 angebracht, das an einer stromabwärts gewandten Endseite des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 22 über einen dünnen Stab 21b befestigt ist. Das Verbindungselement 23 hat den gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 22b mit großem Durchmesser des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 22 und bildet einen Teil der hinteren Druckaufnahmeflächen. Der Ventilabschnitt 21 weist an einem Bereich des Ventilabschnittes 21, der in Kontakt mit dem Ventilsitz 7 des Sitzelementes 6 steht, ein ringförmiges Dichtungselement 21a auf. Ein hinterer Endabschnitt des Stabes 21b wird in einer Vielzahl von Richtungen an einem zentralen Abschnitt des Verbindungselementes 23 durch eine Vielzahl von dünnen plattenförmigen Brücken 21c abgestützt, die radial um den Stab 21b und parallel zu einer Achse des Durchflussdurchgangs angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform sind die vorderen Druckaufnahmeflächen, die durch eine Endfläche 22d des Abschnitts 22a mit kleinem Durchmesser, eine Endfläche 21d des Stabes 21b und die Druckaufnahmefläche des Ventilabschnitts 21 gebildet werden, und die hinteren Druckaufnahmeflächen, die im Wesentlichen durch eine Endfläche 23a des Verbindungselementes 23 gebildet werden, in ähnlicher Weise so ausgestaltet, dass sie gleich große Druckaufnahmebereiche aufweisen.
Ein Abzug (Trigger) 24 ist so angeordnet, dass ein im Wesentlichen Y-förmiger vorderer Endabschnitt 24a entlang eines äußeren Umfangs des Abschnitts 22a mit kleinem Durchmesser des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 22 angeordnet ist, wie es in 7 dargestellt ist.
Da die Fluidspritzpistole der zweiten Ausführungsform die bei der ersten Ausführungsform vorgesehene Führung 8 nicht aufweist, indem der Abschnitt 22a mit kleinem Durchmesser des Aufnahmedruckeinstellabschnitts 22 zum direkten Gleiten in dem hinteren Trommelendabschnitt 10 gehalten ist, ist es möglich, den Durchflussdurchgang 2 in der Trommel 1 in linearer Form (geradlinig) mit wenigen Stufen auszubilden. Da der Stab 21b eine dünne Gestalt aufweist, an dem zentralen Abschnitt des Verbindungselements 23 angeordnet ist und durch die dünnen plattenförmigen Brücken 21c angeschlossen ist, wird die Zahl von Biegungen des Durchflussdurchganges 2 in diesem Abschnitt reduziert, um dadurch eine Verringerung der wirksamen Querschnittsfläche zu vermeiden und einen Druckverlust zu reduzieren.
Da der übrige Aufbau und die Wirkungsweise ansonsten im Wesentlichen denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden entsprechende Hauptkomponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
Die 8 und 9 zeigen eine dritte Ausführung, die sich von den ersten und zweiten Ausführungsformen hinsichtlich des Aufbaus des Ventilsitzes und des Ventilelementes unterscheiden. Während bei den ersten und zweiten Ausfüh rungsformen der ringförmige Ventilsitz 7 mit einem Ventilelement 4, 20 mit dem scheibenförmigen Ventilabschnitt 14, 21 geöffnet und geschlossen wird, wird bei der dritten Ausführungsform ein scheibenförmiger Ventilsitz 37 durch ein zylindrisches Ventilelement 34 mit einem ringförmigen Ventilabschnitt 34a an seiner inneren Umfangsfläche geöffnet und geschlossen.
Im einzelnen umfasst die Fluidspritzpistole gemäß der dritten Ausführungsform einen Handgriff 33, in dem ein Zufuhrdurchgang 33a ausgebildet ist, eine Trommel 31, an deren hinterer Endseite der Handgriff 33 angebracht ist, das hohle zylindrische-Ventilelement 34, das in Axialrichtung in der Trommel 31 gleiten kann, den im Wesentlichen scheibenförmigen Ventilsitz 37, der in dem Ventilelement 34 angeordnet ist, einen Abzug (Trigger) 35 zum Antreiben des Ventilelementes 34, ein ringförmiges Verbindungselement 38, das an einem vorderen Ende der Trommel 31 angebracht ist, eine Feder 39 zum Schließen des Ventils, die zwischen dem Verbindungselement 38 und dem Ventilelement 34 vorgesehen ist und eine an dem Verbindungselement 38 befestigte Düse 40. Eine Öffnung 44, die an der hinteren Endseite der Trommel 31 nach oben offen ist, ist eine Fluidzufuhröffnung, die verwendet wird, wenn Fluid ohne Nutzung des Zufuhrdurchgangs 33a zugeführt wird.
Der Ventilsitz 37 ist mit ersten und zweiten Verbindungsrohren (-leitungen) 45 und 46 über Wellen 45a und 46a, die sich in Axialrichtung des Durchflussdurchgangs von zentralen Abschnitten an gegenüberliegenden Flächen des Ventilsitzes 37 erstrecken, verbunden. Durch jeweiliges luftdichtes Einsetzen und Befestigen der Verbindungsrohre 45 und 46 mit einem Durchflussdurchgangsrohr 41, das in dem Durchflussdurchgang 36 angebracht ist, und dem Verbindungselement 38 ist der Ventilsitz 37 koaxial in einem zentralen Abschnitt des Durchflussdurchgangs 32 angeordnet. Ein ringförmiges Dichtungselement 37a ist an einem Außenumfang des Ventilsitzes 37 angebracht und bildet einen Sitzab schnitt, mit welchem der Ventilabschnitt 34a des Ventilelementes 34 über das Dichtungselement 37a in Kontakt tritt.
Das erste Verbindungsrohr 45 und das zweite Verbindungsrohr 46 haben gleiche Durchmesser, und die Wellen 45a und 46a sind an den zentralen Abschnitten der Rohre 45 und 46 über eine Vielzahl von radial angeordneten dünnen plattenförmigen Brücken 45b und 46b befestigt. Die Verbindungsrohre 45 und 46, die Wellen 45a und 46a und der Ventilsitz 37 bilden ein Ventilsitzelement 36.
Das Ventilelement 34 umfasst Abschnitte 34c und 34d mit kleinem Durchmesser, die an axial gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und einen Abschnitt 34b mit großem Durchmesser, welcher zwischen den Abschnitten mit kleinem Durchmesser angeordnet ist. Die Abschnitte 34c und 34d mit kleinem Durchmesser sind jeweils luftdicht gleitend über den Außenumfang der Verbindungsrohre 45 und 46 gesetzt, um dadurch das Ventilelement 34 so anzuordnen, dass dieses sich in Axialrichtung des Durchflussdurchganges 32 bewegen kann. Das Ventilelement 34 und die Verbindungsrohre 45 und 46 bilden einen Teil des Durchflussdurchganges 32, welcher sich von dem Zufuhrdurchgang 33a oder der Fluidzufuhröffnung 44 durch das Durchflussdurchgangsrohr 41 zu der Düse 40 erstreckt.
Die Abschnitte 34c und 34d mit kleinem Durchmesser haben im Wesentlichen gleiche Innendurchmesser wie ein Sitzdurchmesser des Ventilsitzes 37. Der Abschnitt 34b mit großem Durchmesser hat einen größeren Innendurchmesser. Ein Teil des einen Abschnittes 34d mit kleinem Durchmesser, der stromabwärts des Abschnittes 34b mit großem Durchmesser angeordnet ist, bildet den Ventilabschnitt 34a zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 37 von einer stromabwärts gewandten Seite. Wie in einer oberen Hälfte von 9 dargestellt ist, wird das Ventil geschlossen, wenn der Ventilabschnitt 34a in Kontakt mit dem Dichtelement 37a des Ventilsitzes 37 tritt. Wie in der unteren Hälfte von 9 dargestellt ist, wird das Ventil geöffnet, wenn das Ventilelement 34 stromabwärts verschoben und der Ventilsitz 37 in dem Abschnitt 34b mit großem Durchmesser angeordnet ist. Dann fließt Fluid durch den Durchflussdurchgang zwischen einem äußeren Umfang des Ventilsitzes 37 und einem inneren Umfang des Abschnittes 34b mit großem Durchmesser. Um es genauer zu sagen, wird der Ventilabschnitt 34a an einem Kantenbereich ausgebildet, an welchem der Abschnitt 34b mit großem Durchmesser und der Abschnitt 34d mit kleinem Durchmesser miteinander verbunden sind.
In der Trommel 31 ist eine von dem Durchflussdurchgang 32 abgedichtete Betätigungskammer 31a um das Ventilelement 34 und die Verbindungsrohre 45 und 46 ausgebildet. Ein vorstehender Abschnitt 34e der an einem äußeren Umfang des Ventilelementes 34 ausgebildet ist, ist in der Betätigungskammer 31a angeordnet. Eine Endseite des Auslösers 35 steht in Kontakt mit dem vorspringenden Abschnitt 34e.
Der Abschnitt 34b mit großem Durchmesser hat Druckaufnahmeflächen 34f und 34g, die in einander gegenüberliegenden Richtungen geneigt sind, zwischen den Abschnitten 34c und 34d mit kleinem Durchmesser an gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts 34b mit großem Durchmesser. Die Neigungswinkel der Druckaufnahmeflächen 34f und 34g sind unterschiedlich. Die Druckaufnahmefläche 34g, die zwischen dem Abschnitt 34b mit großem Durchmesser und dem stromabwärts liegenden Abschnitt 34d mit kleinem Durchmesser angeordnet ist, ist stromaufwärts gewandt und bildet eine vordere Druckaufnahmefläche zum Aufbringen einer Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilöffnungsrichtung auf das Ventilelement 34. Andererseits ist die Druckaufnahmefläche 34f, die zwischen dem Abschnitt 34b mit großem Durchmesser und dem stromaufwärtsseitigen Abschnitt 34c mit kleinem Durchmesser angeordnet ist, stromabwärts gewandt und bildet eine hintere Druckaufnahmefläche zur Aufbringung einer Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilschließrichtung auf das Ventilelement 34. Bei den Druckaufnahmeflächen 34f und 34g ist der Neigungswinkel der vorderen Druckaufnahmefläche 34g kleiner als der der hinteren Druckaufnahmefläche 34f, die Flächen in einer Richtung senkrecht zu der Achse des Durchflussdurchganges 32 sind aber im Wesentlichen einander gleich. Daher sind die Komponenten der Fluiddruckbetätigungskräfte in Axialrichtung des Durchflussdurchganges, die auf die beiden Druckaufnahmefläche 34f und 34g beim Schließen des Ventils wirken, gleich und ein geschlossener Zustand des Ventilelementes 34 wird im Wesentlichen allein durch die Vorspannkraft der Feder 39 aufrecht erhalten.
Bei der Fluidspritzpistole gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform beeinflusst der Fluiddruck die Betätigungskraft des Auslösers nicht und das Ventil kann bei der Ventilöffnungsbetätigung gegen die Rückstellkraft der Feder geöffnet werden. Da aber der Gegendruck der Düse 12 nach dem Ventilöffnen auf das Ventilelement wirkt, ist die Fluidspritzpistole gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform vor allem für Verwendungen mit intermittierendem Öffnen und Schließen des Ventils in relativ kurzen Zyklen oder mit kontinuierlicher Öffnung des Ventils bei kleinem Gegendruck geeignet. Bei der Fluidspritzpistole gemäß der dritten Ausführungsform wirkt dagegen die Kraft des Gegendruckes nicht auf das Ventilelement 34 in Axialrichtung des Durchflussdurchganges, auch wenn in der Düse 40 durch das Ausspritzen des Fluides ein Gegendruck erzeugt wird. Daher ist die Fluidspritzpistole gemäß der dritten Ausführungsform zur Verwendung beim kontinuierlichen Ausspritzen von Fluid geeignet, ohne durch den Gegendruck beeinträchtigt zu werden.
Wie oben im Detail beschrieben wurde, kann bei der erfindungsgemäßen Fluidspritzpistole die Aufsetzkraft zum Pressen des Ventilelementes gegen den Ventilsitz allein durch die Rückstellkraft der Feder unabhängig von dem Druck des Fluides erreicht werden. Dadurch wird die Aufsetzkraft nicht durch Schwankungen des Fluiddruckes beeinträchtigt und es kann ein stabiler Schließzustand des Ventiles erreicht werden. Außerdem wird die Haltbarkeit verbessert.

Claims

Fluidspritzpistole mit einem linearen Durchflussdurchgang (2) in einer Trommel (1), einer Düse (12) an einem vorderen Ende des Durchflussdurchgangs (2), einem Ventilsitz (7) in dem Durchflussdurchgang (2), einem Ventilelement (4), das sich in Axialrichtung des Durchflussdurchgangs (2) bewegen kann, um den Ventilsitz (7) zu öffnen und zu schließen, einer Feder (9) zum Pressen des Ventilelementes (4) in einer Ventilschließrichtung, und einem Auslöser (5) zum Öffnen und Schließen des Ventilelementes (4), wobei das Ventilelement (4) eine vordere Druckaufnahmefläche, auf welche Fluid in dem Fluiddurchgang (2) in geschlossenem Zustand eines Ventils in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt, und eine hintere Druckaufnahmefläche, auf welche Fluid in dem geschlossenen Zustand des Ventils in Ventilschließrichtung wirkt, aufweist und die beiden Druckaufnahmeflächen im Wesentlichen gleich große Druckaufnahmebereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (4) einen Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15), der in einem abgedichteten Zustand in dem Durchflussdurchgang (2) an einer stromaufwärts des Ventilsitzes (7) liegenden Position gleitet, einen Ventilabschnitt (14) zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes (7) von einer stromabwärtsseitigen Seite, einen Stößel (16), der den Ventilabschnitt (14) mit dem Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15) verbindet und eine Durchgangsöffnung (17a, b) in dem Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15) zur Verbindung eines stromaufwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnitts (15) liegenden Durchflussdurchgangsabschnittes (2a) mit einem stromabwärts des Aufnahmedruckeinstellabschnittes (15) liegenden Durchflussdurchgangsabschnitt (2b) aufweist, und dass die vordere Druckaufnahmefläche und die hintere Druckaufnahmefläche so ausgebildet sind, dass die Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilschließrichtung, die durch den Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15) erzeugt wird, und die Fluiddruckbetätigungskraft in Ventilöffnungsrichtung, die auf den Stößel (16) und den Ventilabschnitt (14) wirkt, im Wesentlichen gleich groß sind.
Fluidspritzpistole mit einem linearen Durchflussdurchgang (32) in einer Trommel (31), einer Düse (40) an einem vorderen Ende des Durchflussdurchgangs (32), einem Ventilsitz (37) in dem Durchflussdurchgang (32), einem Ventilelement (34), das sich in Axialrichtung des Durchflussdurchgangs (32) bewegen kann, um den Ventilsitz (37) zu öffnen und zu schließen, einer Feder (39) zum Pressen des Ventilelementes (34) in einer Ventilschließrichtung, und einem Auslöser (35) zum Öffnen und Schließen des Ventilelementes (34), wobei das Ventilelement (34) eine vordere Druckaufnahmefläche (34g), auf welche Fluid in dem Fluiddurchgang (32) in geschlossenem Zustand eines Ventils in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt, und eine hintere Druckaufnahmefläche (34f), auf welche Fluid in dem geschlossenen Zustand des Ventils in Ventilschließrichtung wirkt, aufweist und die beiden Druckaufnahmeflächen im Wesentlichen gleich große Druckaufnahmebereiche. aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (37) scheibenförmig ist, einen ringförmigen Sitzabschnitt (37a) an seinem äußeren Umfang aufweist und konzentrisch mit dem Durchflussdurchgang (32) in einem zentralen Abschnitt des Durchflussdurchgangs (32) angeordnet ist, dass das Ventilelement (34) eine hohle rohrförmige Gestalt, an axial gegenüberliegenden Seiten des Ventilelementes (34) Abschnitte (34c, 34d) mit kleinem Durchmesser, die Innendurchmesser haben, die im Wesentlichen gleich groß sind wie der Sitzdurchmesser des Ventilsitzes (37), und einen zwischen den Abschnitten (34c, 34d) mit kleinem Durchmesser angeordneten Abschnitt (34b) mit großem Durchmesser aufweist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Sitzdurchmesser, und dass das Ventilelement (34) an einer solchen Position angeordnet ist, dass es den Ventilsitz (37) umgibt und in Axialrichtung des Durchflussdurchganges (32) beweglich ist, und einen Ventilabschnitt aufweist, der durch den stromabwärts des Abschnittes (34b) mit großem Durchmesser positionierten Abschnitt (34d) mit kleinem Durchmesser und die vordere Druckaufnahmefläche (34g) und die hintere Druckaufnahmefläche (34f) an einer Innenfläche des Abschnittes (34b) mit großem Durchmesser gebildet wird.
Fluidspritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15) in dem Durchflussdurchgang (2) eine stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche und eine stromabwärts gewandte Druckaufnahmefläche aufweist, dass die vordere Druckaufnahmefläche durch die stromaufwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Aufnahmedruckeinstellabschnitts (15) und Druckaufnahmeflächen des Stößels (16) und des Ventilabschnittes (14) gebildet wird, und dass die hintere Druckaufnahmefläche durch die stromabwärts gewandte Druckaufnahmefläche des Aufnahmedruckeinstellabschnitts (15) gebildet wird.
Fluidspritzpistole nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmedruckeinstellabschnitt (15) einen Abschnitt (15a) mit kleinem Durchmesser zum Bilden der stromaufwärts gewandten Druckaufnahmefläche und einen Abschnitt (15b) mit großem Durchmesser zum Bilden der stromabwärts gewandten Druckaufnahmefläche aufweist.
Fluidspritzpistole nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (15a) mit kleinem Durchmesser des Aufnahmedruckeinstellabschnitts (15) und der Ventilabschnitt (14) den gleichen Durchmesser aufweisen.
Fluidspritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (1) eine Betätigungskammer (10b) aufweist, die abgedichtet von dem Durchflussdurchgang (2) um den Durchflussdurchgang (2) angeordnet ist, dass ein Teil des Aufnahmedruckeinstellabschnitts (15) des Ventilelementes (4) in der Betätigungskammer (10b) angeordnet ist und dass der Auslöser (5) in Kontakt mit dem Teil steht.
Fluidspritzpistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (31) eine Betätigungskammer (31a), die von dem Durchflussdurchgang (32) abgedichtet um den Durchflussdurchgang (32) angeordnet ist, aufweist, dass ein vorstehender Abschnitt (34e), der an einem äußeren Umfang des Ventilelementes (34) ausgebildet ist, in der Betätigungskammer (31a) angeordnet ist, und dass der Auslöser (35) und die Feder (39) in Kontakt mit dem vorstehenden Abschnitt (34e) stehen.