Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für mindestens
zwei fließfähige Medien
gemäß dem Oberbegriff
der unabhängigen
Patentansprüche.The invention relates to a valve arrangement for at least
two flowable media
according to the generic term
the independent
Claims.
Insbesondere handelt es sich um eine
Ventilanordnung für
die beiden miteinander zu mischenden Komponenten von Zweikomponenten-
oder 2K-Lack, der üblicherweise
als Klarlack in einer Anlage zur Serienbeschichtung von Werkstücken wie
beispielsweise Fahrzeugkarossen verwendet wird. Die aus Stammlack
und Härter
bestehenden Komponenten des Klarlacksystems werden in derartigen
Anlagen bekanntlich in einer z.B. am Arm eines Lackierroboters montierten
Ventilanordnung gemischt und von dort dem Zerstäuber zugeführt ( EP 0833694 ). Die üblicherweise aus Nadelventilen
bestehende Ventilanordnung kann neben den Eingangsventilen für Stammlack
und Härter
eines 2K-Lacksystems verschiedene weitere gesteuerte Ventile enthalten,
beispielsweise für
ein alternativ verwendbares anderes 2K-Lacksystem und für Reinigungsmedien
wie Pulsluft und Verdünner.In particular, it is a valve arrangement for the two components of two-component or two-component lacquer to be mixed with one another, which is usually used as a clear lacquer in a system for the serial coating of workpieces such as vehicle bodies. The components of the clear lacquer system consisting of master lacquer and hardener are known to be mixed in such systems in a valve arrangement mounted, for example, on the arm of a painting robot and fed from there to the atomizer ( EP 0833694 ). The valve arrangement, which usually consists of needle valves, can contain various other controlled valves in addition to the inlet valves for the base coat and hardener of a two-component paint system, for example for an alternatively usable other two-component paint system and for cleaning media such as pulsed air and thinner.
Bei den bisher üblichen 2K-Ventilanordnungen
münden
alle vorhandenen Ventile unmittelbar in einen ihnen gemeinsamen
zylindrischen Sammelkanal, wobei sich das oder die Härterventile
stromaufwärts
des oder der Stammlackventile befinden, oder in eine ihnen gemeinsame
Mischkammer. In beiden Fällen
kann unter Umständen
im Betrieb an einem geöffneten
anderen Ventil vorbeifließender
Härter
in dieses Ventil eindringen und es verkleben.With the previously common 2K valve arrangements
flow
all existing valves directly in a common
cylindrical manifold, the or the hardener valves
upstream
of the master paint valve or valves, or in a common
Mixing chamber. In both cases
can under certain circumstances
in operation on an open
other valve flowing past
Harder
penetrate this valve and glue it.
Nachteilig ist bei den bekannten
2K-Ventilanordnungen ferner die Bildung von unerwünschten
Toträumen
beispielsweise in dem gemeinsamen Sammelkanal zwischen den Eingangsventilen
der Kom ponenten und den außerhalb
ihres Strömungsweges liegenden
Einmündungsstellen
weiterer, während
der Komponentenmischung nicht verwendeter Eingangsventile insbesondere
für Reinigungsmedien
wie Pulsluft und Verdünner.A disadvantage of the known
2K valve assemblies also prevent the formation of undesirable
dead spaces
for example in the common manifold between the inlet valves
the components and the outside
of their flow path
issuing points
further while
the component mixture of unused inlet valves in particular
for cleaning media
like pulse air and thinner.
Bei bekannten Ventilanordnungen mit
mehreren quer an einem gemeinsamen zylindrischen Sammelkanal angeordneten
Eingangsnadelventilen besteht ein weiteres Problem darin, dass an
den Ventilöffnungen
zwischen der zylindrischen Kanalwand und dem nicht mit ihr fluchtenden
Stirnende der Ventilnadel elliptische Kanten und Hinterschneidungen vorhanden
sind, die schlecht spülbar
sind und an denen in den Sammelkanal geleitete Lackkomponenten oder
andere Flüssigkeiten
zum Anbacken neigen. Dieses Problem tritt nicht nur bei 2K-Ventilen
auf, sondern auch bei anderen Ventilanordnungen, beispielsweise
bei konventionellen Farbwechslern mit zylindrischen Farbkanälen in Beschichtungsanlagen, wie
an sich schon in der EP 0979964 erläutert ist. Auch
durch derartige Anbackungen können
die Ventilfunktionen gestört
werden.In known valve arrangements with a plurality of inlet needle valves arranged transversely on a common cylindrical collecting duct, there is a further problem in that there are elliptical edges and undercuts at the valve openings between the cylindrical duct wall and the non-aligned end face of the valve needle, which are difficult to flush and on which Lacquer components or other liquids fed into the collecting duct tend to stick. This problem occurs not only with 2-component valves, but also with other valve arrangements, for example with conventional color changers with cylindrical color channels in coating systems, as is already the case in EP 0979964 is explained. The valve functions can also be disturbed by such caking.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Ventilanordnung
anzugeben, die Störungen
der einem gemeinsamen Sammelkanal vorgeschalteten Eingangsventile
oder Verbindungskanäle
durch in den Sammelkanal geleitete Medien vermeidet.The object of the invention is a valve arrangement
indicate the faults
the input valves upstream of a common collecting channel
or connecting channels
avoided by media directed into the collecting channel.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.This task is due to the characteristics
the independent
claims
solved.
Durch die Bildung von Trennstrecken
zwischen dem gemeinsamen Sammelkanal und den Ventilen kann insbesondere
bei 2K-Ventilanordnungen
zuverlässig
das Eindringen der einen Komponente, beispielsweise Härter, in
den Kanal und das Eingangsventil der anderen Komponente vermieden werden,
da die eine Komponente nicht gegen die Strömungsrichtung der in der Regel gleichzeitig
in den Sammelkanal fließenden
anderen Komponente in deren Trennkanal und zu dem Eingangsventil
gelangen kann.Through the formation of dividing lines
can in particular between the common collecting channel and the valves
with 2K valve arrangements
reliable
the penetration of one component, for example hardener, into
the channel and the inlet valve of the other component are avoided,
since the one component is not against the flow direction, which is usually simultaneous
flowing into the collecting channel
other component in their separation channel and to the inlet valve
can reach.
In den die Trennstrecken bildenden
Verbindungskanälen
können
zudem gesteuerte Freigabeeinrichtungen beispielsweise in Form weiterer
Nadelventile zum Sperren und Öffnen
dieser Verbindungskanäle
vorgesehen sein, wodurch die Betriebssicherheit der Ventilanordnung
erhöht
werden kann.In the separating sections
connecting channels
can
controlled release devices, for example in the form of further
Needle valves for locking and opening
of these connecting channels
be provided, thereby the operational safety of the valve assembly
elevated
can be.
Vorzugsweise führt zu dem gemeinsamen Sammelkanal
der 2K-Ventilanordnung
je ein als Trennkanal dienender Verbindungskanal von den Eingangsventilen
beider Komponenten, wobei die beiden Trennkanäle zweckmäßig auf zueinander entgegengesetzten
Seiten einer den gemeinsamen Sammelkanal enthaltenden Ebene verlaufen,
mit ihren Mündungsabschnitten
aber in dieser Ebene liegen können.
Hierbei besteht die vorteilhafte Möglichkeit, dass die beiden
Trennkanäle
einander am Eingang des Sammelkanals strömungsgünstig unter Bildung eines Winkels
beispielsweise zwischen 30° und 60° treffen,
wobei sich nicht nur eine optimale Strömungssperre gegen das Eindringen
in den jeweils anderen Trennkanal ergibt, sondern auch unerwünschte Druckverluste
in der Ventilanordnung vermieden werden.Preferably leads to the common collecting channel
the 2K valve arrangement
One connection channel from the inlet valves, each serving as a separation channel
both components, the two separation channels expediently opposite to each other
Sides of a level containing the common collecting channel,
with their mouth sections
but can be on this level.
Here there is the advantageous possibility that the two
separation channels
each other at the entrance to the collecting duct in an aerodynamic manner, forming an angle
for example between 30 ° and 60 °,
where there is not only an optimal flow barrier against penetration
results in the other separation channel, but also undesirable pressure losses
can be avoided in the valve arrangement.
Vorteilhaft ist ferner, dass durch
die Erfindung beim Lackierbetrieb nicht durchströmte Toträume zwischen den verschiedenen
Ventilmündungsbereichen
vermieden werden können.It is also advantageous that through
the invention in the paint shop does not flow through dead spaces between the different
Valve mouth areas
can be avoided.
Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung der
Erfindung dahingehend, dass das Gehäuse der 2K-Ventilanordnung
aus mindestens zwei, vorzugsweise aber drei getrennt voneinander
herstellbaren und aneinander befestigbaren Gehäusekörpern besteht. Diese Gehäusekörper können scheibenartig geformt
sein und mit ihren ebenen Scheibenhauptflächen aneinander anliegen, wobei
der mittlere Gehäusekörper den
den Komponenten gemeinsamen Sammelkanal enthält, während die äußeren Gehäusekörper auf der ei nen Seite das
Eingangsventil für
die eine Komponente und auf der anderen. Seite das Eingangsventil
für die
andere Komponente enthalten. Die oben erwähnten Trennkanäle verlaufen
hierbei durch Verbindungsstücke
quer zu den Scheibenflächen
aus den äußeren Gehäusekörpern in
den inneren Gehäusekörper. Diese
modulare Bauweise hat wesentliche fertigungstechnische Vorteile
bei der Herstellung der hier beschriebenen Ventilanordnung und ermöglicht darüber hinaus
auf sehr einfache Weise das Auswechseln von Ventilen oder eine Änderung
der Anordnung der Ventile und beispielsweise auch eine Erweiterung
der Ventilanordnung. In dem oder jedem äußeren Gehäusekörper können am Eingang des Trennkanals
neben dem Eingangsventil der betreffenden Komponente des 2K-Systems
problemlos jeweils weitere Eingangsventile für andere Medien angeordnet
sein. Beim Auswechseln der die Eingangsventile enthaltenden Gehäusekörper ist
es von Vorteil, wenn die Trennkanäle mit den oben erwähnten, in
dem mittleren Gehäusekörper befindlichen
Freigabeeinrichtungen gesperrt werden können.A further development of the invention is particularly advantageous in that the housing of the 2-component valve arrangement consists of at least two, but preferably three housing bodies which can be produced separately and fastened to one another. These housing bodies can be disc-shaped and rest against one another with their flat main disc surfaces, the middle housing body containing the components common collecting channel, while the outer housing body on the egg NEN the input valve for the one component and on the other. Side contain the inlet valve for the other component. The above-mentioned separation channels run through connecting pieces transversely to the disk surfaces from the outer housing bodies into the inner housing body. This modular design has significant manufacturing advantages in the manufacture of the valve arrangement described here and, moreover, enables the replacement of valves or a change in the arrangement of the valves and, for example, an expansion of the valve arrangement in a very simple manner. In the or each outer housing body, in addition to the input valve of the relevant component of the 2K system, further input valves for other media can be arranged at the input of the separation channel without any problems. When replacing the housing bodies containing the inlet valves, it is advantageous if the separation channels can be blocked with the above-mentioned release devices located in the middle housing body.
Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung hat der Kanal einer Ventilanordnung, in den mehrere als
Nadelventil ausgebildete Eingangsventile münden, also insbesondere der
Eingangskanal für
eine der Komponenten der 2K-Ventilanordnung oder beispielsweise
auch der gemeinsame Farbkanal einer Farbwechselventilanordnung,
einen annähernd
polygonalen Querschnitt mit mindestens drei gegeneinander abgewinkelten
ebenen Wandflächen.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass die ebenen Stirnflächen der
Ventilnadeln der um den polygonalen Kanal vorzugsweise in einer
gemeinsamen Ebene (oder im Fall des Farbwechslers in mehreren gemeinsamen Ebenen)
quer zu der Längsachse
des Kanals verteilten Ventile bei geschlossenem Ventil nicht in
den Kanal ragen, sondern mit der jeweiligen ebenen Kanalwand fluchten,
so dass Hinterschneidungen und darauf beruhende Lackanbackungen
vermieden werden. Im Gegensatz zu der aus der EP 0979964 bekannten Ventilanord nung
können
hierbei je nach dem Polygon drei oder mehr Ventile in einer Ebene
um den Kanal verteilt werden.According to another aspect of the invention, the channel of a valve arrangement, into which a plurality of input valves designed as needle valves open, in particular the input channel for one of the components of the 2K valve arrangement or, for example, also the common color channel of a color change valve arrangement, has an approximately polygonal cross section with at least three against one another angled flat wall surfaces. This has the particular advantage that the flat end faces of the valve needles of the valves distributed around the polygonal channel, preferably in a common plane (or in the case of the color changer in several common planes) transversely to the longitudinal axis of the channel, do not protrude into the channel when the valve is closed, but aligned with the respective flat duct wall, so that undercuts and lacquer build-up based on them are avoided. In contrast to that from the EP 0979964 Known Ventilanord voltage depending on the polygon three or more valves can be distributed in one plane around the channel.
Gemäß einem weiteren, u.U. auch
unabhängigen
Aspekt der Erfindung kann durch zweckmäßige Gestaltung der Mündungsabschnitte
der in einen gemeinsamen Sammelkanal mündenden Verbindungskanäle für miteinander
zu mischende Medien auch ein Eindringen der Medien in die Mündung des Kanals
des jeweils anderen Mediums verhindert werden.According to another, possibly also
independent
Aspect of the invention can by appropriate design of the mouth portions
the connecting channels opening into a common collecting channel for each other
Media to be mixed also penetration of the media into the mouth of the channel
of the other medium can be prevented.
An den in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung näher
erläutert.
Es zeigenAt the shown in the drawing
embodiments
the invention becomes closer
explained.
Show it
1 eine
schematische Prinzipdarstellung einer für eine Serienbeschichtungsanlage
geeigneten 2K-Ventilanordnung gemäß der Erfindung; 1 a schematic diagram of a 2K valve assembly suitable for a series coating system according to the invention;
2 eine
ebenfalls schematische perspektivische Ansicht der drei voneinander
trennbaren Gehäusekörper einer
zweckmäßigen Ausführungsform der
Ventilanordnung gemäß 1; 2 a likewise schematic perspective view of the three separable housing bodies according to an expedient embodiment of the valve arrangement according to 1 ;
3 eine
konstruktiv zweckmäßige Realisierung
der Ventilanordnung nach 2; 3 a constructively practical implementation of the valve arrangement 2 ;
4 ein
Ventilschaltbild der hier beschriebenen Ventilanordnung; 4 a valve circuit diagram of the valve assembly described here;
5 den
annähernd
dreieckigen Querschnitt durch einen Kanal mit ebenen Wänden, an denen
jeweils ein Nadelventil mündet; 5 the approximately triangular cross section through a channel with flat walls, on each of which a needle valve opens;
6 eine
schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles der Erfindung
mit zwei strömungsgünstig zusammengeführten Kanälen; und 6 is a schematic sectional view of an embodiment of the invention with two streamlined channels; and
7 eine
vorteilhafte Abwandlung der Kanalgestaltung der Ausführungsbeispiele
nach 6 oder 1. 7 an advantageous modification of the channel design of the embodiments 6 or 1 ,
Die in 1 schematisch
dargestellte 2K-Ventilanordnung hat ein aus drei Teilen 1a, 1b und 1c bestehendes
Gehäuse 1.
In dem ersten Teil 1a befindet sich ein Eingangssammelkanal 2a,
in dem drei Eingangsventile 4, 5 und 6 münden, die
jeweils in der von konventionellen 2K- oder auch Farbwechsel-Ventilanordnungen
bekannten Weise als Nadelventile ausgebildet sein können und
durch Signale eines übergeordneten
Programmsteuersystems gesteuert sind. Die Eingangsventile können untereinander
gleich ausgebildet sein und sperren oder öffnen jeweils einen in das
Gehäuse 1 hineinführenden Kanal,
durch den bei geöffnetem
Ventil ein zu steuerndes Medium in den Eingangssammelkanal 2a fließt. Beispielsweise
steuert das Ventil 4 die eine Komponente des 2K-Systems
wie z.B. Stammlack, während
beispielsweise das Ventil 5 die Stammlackkomponente eines
stattdessen verwendbaren anderen 2K-Systems und das Ventil 6 ein
Spülmedium
wie Verdünner
oder Pulsluft steuern können.In the 1 schematically shown 2K valve arrangement has one of three parts 1a . 1b and 1c existing housing 1 , In the first part 1a there is an input manifold 2a , in which three inlet valves 4 . 5 and 6 flow out, which can each be designed as needle valves in the manner known from conventional 2K or color change valve arrangements and are controlled by signals from a higher-level program control system. The inlet valves can be identical to one another and block or open one each into the housing 1 channel through which a medium to be controlled enters the inlet manifold when the valve is open 2a flows. For example, the valve controls 4 the one component of the 2K system such as master paint, while for example the valve 5 the base paint component of another 2K system that can be used instead and the valve 6 can control a flushing medium such as thinner or pulsed air.
In dem zweiten Teil 1b befindet
sich ähnlich wie
im Teil 1a ein Eingangssammelkanal 2b, an dem ebenfalls
drei programmgesteuerte Eingangsventile 7, 8 und 9 in
Form von Nadelventilen angeordnet sind. Beispielsweise können die
Ventile 7 und 8 den Eintritt der Härterkomponente
der alternativ zueinander verwendbaren 2K-Systeme in den Eingangssammelkanal 2b und
das Ventil 9 ein Spülmedium
steuern.In the second part 1b is similar to the part 1a an input manifold 2 B , on which also three program-controlled input valves 7 . 8th and 9 are arranged in the form of needle valves. For example, the valves 7 and 8th the entry of the hardener component of the 2K systems, which can be used alternatively to one another, into the inlet manifold 2 B and the valve 9 control a flushing medium.
Von den beiden Eingangssammelkanälen 2a und 2b führt jeweils
ein Verbindungskanal 10b bzw. 10b zu einem den
Komponenten des verwendeten 2K-Systems gemeinsamen Sammelkanal 11,
der sich in dem dritten Gehäuseteil 1c befindet,
und in dem die beiden Komponenten gemischt werden. Wie in der Zeichnung
schematisch dargestellt ist, sind die durch den Eingangssammelkanal 2a bzw. 2b und den
zugehörigen
Verbindungskanal 10a bzw. 10b gebildeten Leitungssysteme
durch entsprechende Ausbildung des Gehäusekörpers bis zu der Einmündung in
den gemeinsamen Sammelkanal 11 voneinander getrennt. Vorzugsweise
treffen sich die Verbindungskanäle 10a, 10b an
einer ihnen gemeinsamen Eingangsstelle 12 des Sammelkanals 11.
Während
des Beschichtungsbetriebes sind nur die Eingangsventile wie z.B. 4 und 7 für Stammlack
und Härter
des gewählten
2K-Systems geöffnet,
so dass diese beiden Komponenten gleichzeitig durch die Verbindungskanäle 10a, 10b in
den gemeinsamen Sammelkanal 11 fließen. Infolgedessen wirken die
Verbindungskanäle 10a, 10b als
Trennstrecken, durch die keine der beiden Komponenten gegen die
Strömungsrichtung
in das jeweils andere Leitungssystem gelangen kann. An dem zu seiner
Eingangsstelle 12 entgegengesetzten Ende hat der gemeinsame
Sammelkanal 11 einen Ausgang 13, aus dem das Gemisch
der beiden Komponenten zu dem Zerstäubungs- oder sonstigen Applikationsorgan
der Beschichtungsanlage fließt.
In jedem der Verbindungskanäle 10a, 10b kann
sich eine zweckmäßig ebenfalls
als Nadelventil üblicher Art
ausgebildete steuerbare Freigabeeinrichtung 15a bzw. 15b befinden,
mit der der Weg von dem jeweiligen Eingangssammelkanal 2a bzw. 2b in
den gemeinsamen Sammelkanal 11 gesperrt werden kann.From the two input collection channels 2a and 2 B each has a connecting channel 10b respectively. 10b to a collective channel common to the components of the 2K system used 11 , which is in the third housing part 1c and in which the two components are mixed. As shown schematically in the drawing, they are through the input manifold 2a respectively. 2 B and the associated connection channel 10a respectively. 10b formed line systems by appropriate training of the housing body up to the confluence with the common collecting channel 11 separated from each other. The connections preferably meet channels 10a . 10b at a common entry point 12 of the collecting channel 11 , During the coating operation only the inlet valves such as 4 and 7 open for the base coat and hardener of the selected 2-component system, so that these two components run through the connecting channels at the same time 10a . 10b in the common collecting channel 11 flow. As a result, the connection channels act 10a . 10b as separation sections through which neither of the two components can get into the other line system against the direction of flow. At that to his entry point 12 the common collecting channel has the opposite end 11 an exit 13 , from which the mixture of the two components flows to the atomizing or other application element of the coating system. In each of the connection channels 10a . 10b can be a controllable release device which is also expediently designed as a conventional needle valve 15a respectively. 15b with which the path from the respective input collecting channel 2a respectively. 2 B in the common collecting channel 11 can be locked.
Entsprechend der dargestellten symmetrischen
Y-Anordnung bilden die Achsen der Mündungsabschnitte der Verbindungskanäle 2a, 2b an der
Ihnen gemeinsamen Eingangsstelle 12 des Sammelkanals 11 miteinander
einen spitzen Winkel, der bei diesem Beispiel etwa 45° beträgt, und
mit der Achse des Eingangsabschnitts des als geradlinig angenommenen
Sammelkanals 11 jeweils die Hälfte dieses Winkels. Vorzugsweise
liegen diese drei ein Y bildenden Achsen in einer gemeinsamen Ebene.According to the symmetrical Y-arrangement shown, the axes of the mouth sections form the connecting channels 2a . 2 B at the common entry point 12 of the collecting channel 11 with each other an acute angle, which in this example is approximately 45 °, and with the axis of the input section of the collecting duct assumed to be straight 11 each half of this angle. Preferably, these three axes forming a Y lie in a common plane.
Das Gehäuse 1 der Ventilanordnung
könnte die
in 1 dargestellten Ventil-
und Leitungssysteme in einem einstückig geformten Gehäusekörper enthalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die
schematisch vereinfacht in 2 dargestellt
ist, besteht das Gehäuse
aber aus drei einzelnen scheibenartigen Gehäusekörpern 20a, 20b und 20c,
die in der dargestellten Orientierung mit ihren Hauptflächen aneinander
befestigt werden. Beispielsweise kann der in der Zeichnung obere
Gehäusekörper 20a die gemäß 1 vorgesehenen Eingangsventile 4 und 5 für Stammlack
und das Ventil 6 enthalten, während sich die Ventile 7 und 8 für Härter und
das weitere Eingangsventil 9 in dem unteren Gehäusekörper 20b befinden
können.The housing 1 the valve assembly could be the in 1 valve and line systems shown contained in an integrally molded housing body. In a preferred embodiment, which is schematically simplified in 2 is shown, but the housing consists of three individual disc-like housing bodies 20a . 20b and 20c which are fastened together with their main surfaces in the orientation shown. For example, the upper housing body in the drawing 20a the according 1 provided inlet valves 4 and 5 for master paint and the valve 6 included while the valves 7 and 8th for hardener and the additional inlet valve 9 in the lower case body 20b can be located.
Die Eingangsventile sind darstellungsgemäß liegend
in dem jeweiligen Scheibenkörper
angeordnet, d.h. die Achsen der Ventilnadeln können in einer zu den Scheibenhauptflächen parallelen
Ebene sternförmig
um den senkrecht zu den Hauptflächen verlaufenden
jeweiligen Eingangssammelkanal 2a (in 2 nicht sichtbar) bzw. 2b verteilt
sein. Die Nadelventile sind durch Öffnungen in den quer zu den Hauptflächen liegenden
Seitenflächen
der Gehäusekörper 20a und 20b eingesetzt;
die Öffnungen
zum Einsetzen der Ventile 5, 7 und 9 sind
bei 25, 27 und 29 sichtbar. Die von den
Eingangsventilen gesteuerten, bei 34, 35 und 36 bzw. 37, 38 und 39 angedeuteten
Kanäle,
durch die die jeweiligen Medien in die Ventilanordnung geleitet
werden, können
von ihrer Öffnung
in der betreffenden Hauptfläche
zunächst senkrecht
hierzu bis zu dem zugehörigen
Ventil und dann längs
dessen Nadelachse parallel zu den Hauptflächen bis zu der Einmündung in
den Eingangssammelkanal 2a bzw. 2b verlaufen (die
Einmündung
ist in 3 genauer dargestellt).
Die Eingangssammelkanäle 2a und 2b münden ihrerseits
jeweils an einer Öffnung
des betreffenden Gehäusekörpers in
der dem mittleren Gehäusekörper 20c zugewandten
Hauptfläche.
Die Öffnung 22b des
Kanals 2b in der Hauptfläche des Gehäusekörpers 20b ist in 2 sichtbar.As shown, the inlet valves are arranged lying in the respective disk body, ie the axes of the valve needles can be in a star shape in a plane parallel to the disk main surfaces around the respective inlet manifold running perpendicular to the main surfaces 2a (in 2 not visible) or 2 B be distributed. The needle valves are through openings in the side surfaces of the housing body lying transverse to the main surfaces 20a and 20b used; the openings for inserting the valves 5 . 7 and 9 are at 25 . 27 and 29 visible. The controlled by the input valves at 34 . 35 and 36 respectively. 37 . 38 and 39 indicated channels, through which the respective media are guided into the valve arrangement, can first open perpendicularly to the associated valve from its opening in the relevant main surface and then along its needle axis parallel to the main surfaces up to the confluence with the inlet manifold 2a respectively. 2 B run (the confluence is in 3 shown in more detail). The input collection channels 2a and 2 B in turn open at an opening of the relevant housing body in the middle housing body 20c facing main area. The opening 22b of the channel 2 B in the main surface of the housing body 20b is in 2 visible.
Wenn die drei Gehäusekörper 20a, 20b und 20c zur
Bildung des Gehäuses 1 (1) der 2K-Ventilanordnung
zusammengesetzt sind, fluchtet der Eingangssammelkanal 2a für den Stammlack
entsprechend der Strichpunktlinie mit einem quer zu der Scheibenhauptfläche in den
mittleren Gehäusekörper 20c führenden
Abschnitt des Verbindungskanals 10a, dessen Öffnung in
der Hauptfläche
bei 21a sichtbar ist. Innerhalb des Gehäusekörpers 20c setzt sich
der Verbindungskanal 10a dann in dem die Freigabe einrichtung 15a bildenden
Nadelventil längs dessen
Nadelachse bis zu der Einmündung
in den gemeinsamen Sammelkanal 11 fort, dessen z.B. geradlinige
Achse in einer zu den Hauptflächen
parallelen Ebene liegt, und dessen Ausgang 13 an der Außenseite
des Gehäusekörpers 20c sichtbar
ist.If the three housing body 20a . 20b and 20c to form the housing 1 ( 1 ) of the 2K valve arrangement, the inlet manifold is aligned 2a for the base paint according to the dash-dotted line with a transverse to the main surface of the pane in the middle housing body 20c leading section of the connecting channel 10a , whose opening in the main area at 21a is visible. Inside the case body 20c the connecting channel settles 10a then in the release facility 15a forming needle valve along its needle axis up to the confluence with the common collecting channel 11 continued, whose, for example, straight axis lies in a plane parallel to the main surfaces, and its exit 13 on the outside of the housing body 20c is visible.
Ebenso geht der Eingangssammelkanal 2b für den Härter quer
zu den Scheibenhauptflächen fluchtend
in einen Abschnitt des Verbindungskanals 10b über, der ähnlich dem
Verbindungskanal 10a innerhalb des Gehäusekörpers 20c in einen
parallel zu den Hauptflächen
durch die Freigabeeinrichtung 15b zu dem gemeinsamen Sammelkanal 11 verlaufenden Abschnitt übergeht.The input collecting channel also works 2 B for the hardener aligned in a section of the connecting channel transversely to the main pane surfaces 10b over that similar to the connecting channel 10a inside the case body 20c in a parallel to the main areas by the release device 15b to the common collecting channel 11 passing section.
An den Verbindungsstellen zwischen
den durch die beiden Strichpunktlinien angedeuteten, in den Gehäusekörpern 20a, 20b und 20c quer
zu den Hauptflächen
verlaufenden Abschnitten der beiden Verbindungskanäle 10a und 10b,
also an den Öffnungen 21a und 22b,
befindet sich zwischen den aneinander angrenzenden Gehäusekörpern jeweils
ein diese Kanalabschnitte abdichtend zusammenfügendes Verbindungsstück (nicht
dargestellt). Da die Achsen dieser Kanalabschnitte die Nadelachsen
der Freigabeventile der Einrichtungen 15a, 15b an
von der Eingangsstelle 12 des Sammelkanals 11 entfernten
Stellen schneiden, sind sie darstellungsgemäß gegeneinander versetzt.At the connection points between those indicated by the two dashed lines in the housing bodies 20a . 20b and 20c sections of the two connecting channels running transversely to the main surfaces 10a and 10b at the openings 21a and 22b , between the adjacent housing bodies there is in each case a connecting piece (not shown) that seals these channel sections. Since the axes of these channel sections are the needle axes of the release valves of the devices 15a . 15b on from the entry point 12 of the collecting channel 11 cut distant places, they are offset from each other as shown.
3 ist
die Darstellung einer zweckmäßigen, praktisch
realisierbaren Ventilanordnung nach 2 und
insbesondere der drei Gehäusekörper 20a, 20b und 20c,
die hier mit 20a', 20b' bzw. 20c' bezeichnet
sind. Die beiden äußeren, bei
diesem Beispiel untereinander spiegelbildlich gleichen oder ähnlichen
Gehäusekörper 20a' und 20b' können also
die dargestellte stern- oder Y-förmige
Gestalt mit drei gegeneinander abgewinkelten Ventilgehäuseteilen
haben, in die jeweils eines der drei Ventile 4, 5 und 6 bzw. 7, 8 und 9 (2) geschraubt ist. Bei 4' ist z.B. die
Außenseite
des Ventils 4 in der radialen Stirnfläche des dieses Ventil enthaltenden
Gehäuseteils
des Gehäusekörpers 20a' sichtbar, während in
den radialen Stirnflächen
der die Ventile 8 bzw. 9 enthaltenden Gehäuseteile
des Gehäusekörpers 20b' diese Ventile
bei 8' bzw. 9' (entsprechend
z.B. der Öffnung 29 in 2) sichtbar sind. In dem
mittleren Gehäusekörper 20c', der als annähernd rechteckig
dargestellt ist, sind die Außenseiten
der beiden hier mit 15a' und 15b' bezeichneten
Freigabeventile in entsprechenden Bohrungen in einer der quer zu
den Hauptflächen
liegenden Seitenflächen
erkennbar. 3 is the representation of a practical, practically feasible valve assembly according to 2 and in particular the three housing bodies 20a . 20b and 20c that with here 20a ' . 20b ' respectively. 20c ' are designated. The two outer housing bodies, which in this example are mirror-image identical or similar to one another 20a ' and 20b ' So can the illustrated star or Y-shaped shape with three ge have angled valve housing parts, in each of the three valves 4 . 5 and 6 respectively. 7 . 8th and 9 ( 2 ) is screwed. at 4 ' is for example the outside of the valve 4 in the radial end face of the housing part of the housing body containing this valve 20a ' visible while in the radial end faces of the valves 8th respectively. 9 containing housing parts of the housing body 20b ' these valves 8th' respectively. 9 ' (corresponding to the opening, for example 29 in 2 ) are visible. In the middle case body 20c ' , which is shown as approximately rectangular, the outer sides of the two are here 15a ' and 15b ' designated release valves in corresponding bores in one of the lateral surfaces lying transversely to the main surfaces.
In 4 ist
zur weiteren Verdeutlichung das Schaltschema der beschriebenen gesteuerten
Eingangsventile 4 bis 9 und der Freigabeventile 15a und 15b als
2/2-Wegeventile 4'' bis 9'' bzw. 15a'' und 15b'' dargestellt. An die Ausgänge der
die Eingangsventile 4 bis 6 der Anordnung nach 1 oder 2 darstellenden Ventile 4'', 5'' und 6'' ist bei 2a'' der
zugehörige
Eingangssammelkanal 2a angeschlossen, während die Ausgänge der
Ventile 7'', 8'' und 9'' bei 2b'' in ähnlicher Weise an den Eingangssammelkanal 2b zusammengeführt sind.
Von dort führt
je eine Verbindungsleitung 10a'' bzw. 10b'' (entsprechend den Kanälen 10a und 10b) über die
Freigabeventile 15a'' bzw. 15b'' zu dem allen Ventilen gemeinsamen Sammelkanal
bei 11'' und zu dem
Ausgang 13'' der Ventilanordnung.In 4 is the circuit diagram of the described controlled input valves for further clarification 4 to 9 and the release valves 15a and 15b as 2/2-way valves 4 '' to 9 '' respectively. 15a '' and 15b '' shown. To the outputs of the input valves 4 to 6 according to the order 1 or 2 performing valves 4 '' . 5 '' and 6 '' is at 2a ' the associated input manifold 2a connected while the outputs of the valves 7 '' . 8th'' and 9 '' at 2 B'' similarly to the input manifold 2 B are merged. A connecting line leads from there 10a '' respectively. 10b ' (according to the channels 10a and 10b ) via the release valves 15a '' respectively. 15b '' to the common channel common to all valves 11 '' and to the exit 13 '' the valve assembly.
5 ist
eine vereinfachte Darstellung der Einmündung von drei Nadelventilen
in einen Sammelkanal mit polygonalem, hier annähernd dreieckigem Querschnitt
gemäß dem eingangs
erläuterten besonderen
Aspekt der Erfindung. Obwohl diese Anordnung nicht auf 2K-Ventile
beschränkt
ist, kann es sich insbesondere um den Eingangssammelkanal 2a (oder 2b)
in dem Gehäusekörper 20a (bzw. 20b)
gemäß 2 mit den in einer gemeinsamen
Ebene angeordneten Eingangsventilen 4, 5 und 6 (bzw. 7, 8 und 9)
handeln, von denen nur die den konischen Ventilsitz bildenden Ventilöffnungen 44, 45 bzw. 46 und
im Fall des Ventils 6 dessen Nadel 47 in ihrer
das Ventil schließenden
Stellung dargestellt sind. Entsprechend der Form des Ventilsitzes
verjüngt
sich die Ventilnadel 47 an ihrem Ende bis zu ihrer ebenen Stirnfläche 48.
Die Einmündungsstelle
der Ventile 7, 8 und 9 in den Eingangssammelkanal 2b im
Gehäusekörper 20b kann
gleich oder ähnlich
sein. Die Querschnittsform des Sammelkanals kann zweckmäßig der
Anzahl der in derselben Ebene liegenden Ventile entsprechen, also
z.B. bei vier Ventilen rechteckig sein. Die Ecken des Polygons sind
vorzugsweise mit relativ großem
Radius abgerundet, was u.a. die Spülbarkeit der Kanäle verbessert.
Es ist auch denkbar, dass die Nadelachsen nicht in einer gemeinsamen
Ebene liegen, sondern die Kanalachse schräg, also mit einem von 90° verschiedenen
Winkel schneiden. 5 is a simplified representation of the confluence of three needle valves in a collecting channel with a polygonal, here approximately triangular cross-section according to the particular aspect of the invention explained above. Although this arrangement is not limited to 2K valves, it can in particular be the input manifold 2a (or 2 B ) in the housing body 20a (respectively. 20b ) according to 2 with the inlet valves arranged in a common plane 4 . 5 and 6 (respectively. 7 . 8th and 9 ) act, of which only the valve openings forming the conical valve seat 44 . 45 respectively. 46 and in the case of the valve 6 whose needle 47 are shown in their valve closing position. The valve needle tapers in accordance with the shape of the valve seat 47 at its end to its flat face 48 , The junction of the valves 7 . 8th and 9 into the input manifold 2 B in the housing body 20b can be the same or similar. The cross-sectional shape of the collecting duct can expediently correspond to the number of valves lying in the same plane, that is to say, for example, be rectangular for four valves. The corners of the polygon are preferably rounded off with a relatively large radius, which among other things improves the flushability of the channels. It is also conceivable that the needle axes do not lie in a common plane, but rather cut the channel axis at an angle, that is to say at an angle different from 90 °.
Aufgrund des polygonalen Kanalquerschnitts kann
die ebene, bei dem betrachteten Beispiel senkrecht zu der Nadelachse
liegende Stirnfläche 48 der Ventilnadeln 47 bei
geschlossenem Ventil mit der die betreffende Ventilöffnung enthaltenden
ebenen Wand des Eingangssammelkanals 2a fluchten, wie in 3 ersichtlich ist, so dass
weder die Ventilnadel in den Kanal hineinragt noch ein Hohlraum
zwischen ihrer Stirnfläche
und dem Kanal verbleibt.Due to the polygonal channel cross-section, the flat end face, which in the example under consideration lies perpendicular to the needle axis, can 48 the valve needles 47 with the valve closed, with the flat wall of the inlet manifold containing the relevant valve opening 2a swear as in 3 can be seen, so that neither the valve needle protrudes into the channel nor a cavity remains between its end face and the channel.
Während
die Kanäle 2a und 2b in 2 den beschriebenen polygonalen
Querschnitt haben können,
kann der Querschnitt der in die nachgeschalteten Freigabeventile 15a und 15b führenden
Abschnitte der Verbindungskanäle 10a, 10b rund,
z.B. kreisförmig
sein. Der Übergang
zwischen diesen unterschiedlichen Kanalquerschnittsformen kann zweckmäßig in den
erwähnten
abdichtenden Verbindungsstücken
zwischen den drei Gehäusekörpern 20a, 20b und 20c konstruktiv
realisiert sein.While the channels 2a and 2 B in 2 can have the described polygonal cross-section, the cross-section of the downstream release valves 15a and 15b leading sections of the connecting channels 10a . 10b round, for example circular. The transition between these different channel cross-sectional shapes can expediently be carried out in the above-mentioned sealing connecting pieces between the three housing bodies 20a . 20b and 20c be implemented constructively.
6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem es sich um den mittleren Gehäusekörper 20c bzw. 20c' gemäß 2 oder 3 handeln kann oder aber stattdessen
auch um eine andere erfindungsgemäße Anordnung, die lediglich
die beiden Ver bindungskanäle 60a und 60b für die Zuleitung
zu mischender Medien wie z.B. Härter
und Stammlack enthält,
die in den ihnen gemeinsamen Sammelkanal 61 münden. Darstellungsgemäß kann zum Öffnen und
Schließen
der Verbindungskanäle 60a, 60b je
ein gesteuertes Nadelventil 65a, 65b (oder sonstiges
Ventil) vorgesehen sein. Ähnlich
wie in 1 (Kanäle 10a, 10b)
haben die Kanäle 60a und 60b im
Bereich vor der Mündungsstelle 62,
beispielsweise zwischen dem Ausgang (Ventilsitz) des Nadelventils 65a bzw. 65b und
der Mündungsstelle 62,
gerade Abschnitte entsprechend dem Doppelpfeil 60, die
miteinander strömungsgünstig einen
Winkel von z.B. 45° bilden
können. 6 shows an embodiment of the invention, which is the middle housing body 20c respectively. 20c ' according to 2 or 3 can act or instead of another arrangement according to the invention, which only the two Ver connecting channels 60a and 60b for the supply of media to be mixed, such as hardener and master varnish, which is in the common collecting channel 61 lead. As shown, can be used to open and close the connection channels 60a . 60b one controlled needle valve each 65a . 65b (or other valve) may be provided. Similar to 1 (Channels 10a . 10b ) have the channels 60a and 60b in the area in front of the muzzle 62 , for example between the outlet (valve seat) of the needle valve 65a respectively. 65b and the muzzle 62 , straight sections according to the double arrow 60 which can form an angle of, for example, 45 ° in a streamlined manner.
Die Abschnitte 60 bilden
die oben beschriebenen definierten Trennstrecken. Unter ungünstigen Umständen könnte aber
die Gefahr auftreten, dass insbesondere langfristig und allmählich die
eine Komponente wie z.B. Härter
in den Verbindungskanal der anderen Komponente einwandert und sich dort
in der Nähe
der Mündung
an der Kanalwand ablagert, vor allem an der bei X angedeuteten Stelle. Dieses "Anbacken" kann durch zweckmäßige Gestaltung
der Mündungsabschnitte
der Verbindungskanäle
(oder wenigstens des Stammlackkanals) verhindert werden, wie bei
den Verbindungskanälen 70a und 70b in 7 dargestellt ist.The sections 60 form the defined separation distances described above. Under unfavorable circumstances, however, there could be the danger that one component in particular, such as hardener, migrates into the connecting channel of the other component in the long term and gradually settles there near the mouth on the channel wall, especially at the point indicated by X. This "caking" can be prevented by appropriately designing the mouth sections of the connecting channels (or at least the master lacquer channel), as with the connecting channels 70a and 70b in 7 is shown.
Eine erste Gestaltungsmöglichkeit
besteht darin, dass die Querschnittsfläche des Verbindungskanals 70a bzw. 70b im
Bereich vor der Mündungsstelle 72 zur
Bildung einer die Strömungsgeschwindigkeit
erhöhenden
Verengung verringert ist. Bei dem dargestellten Beispiel hat jeder
der beiden Verbindungskanäle 70a, 70b,
denen z.B. in der beschriebenen Weise hier nicht dargestellte Ventile
vorgeschaltet sein können,
einen ventilseitigen ersten geraden Abschnitt 76, der stufenlos
in einen in der Regel kürzeren
mündungsseitigen
zweiten geraden Abschnitt 77 übergeht, dessen z.B. kreisförmiger Strömungsquerschnitt
kleiner ist als der des Abschnitts 76. Innerhalb der Abschnitte 76 und 77 kann
der Strömungsquerschnitt
gleich bleiben oder sich ste tig ändern,
insbesondere verringern. Die gewünschte
düsenartige
Verengung kann auch durch andere zweckmäßige Konstruktionen gebildet
werden. Durch die im Vergleich mit 6 erheblich
höhere Strömungsgeschwindigkeit
an der Kanalmündung, also
an der Stelle, an der die Medien zusammentreffen, wird die von der
betreffenden Komponente an der Wand ihres Kanals ausgeübte Scherkraft
erhöht, was
insbesondere für
die Stammlackkomponente eines 2K-Systems wichtig ist.A first design option is that the cross-sectional area of the connecting channel 70a respectively. 70b in the area in front of the muzzle 72 is reduced to form a constriction increasing the flow rate. In the example shown, each of the two connection channels 70a . 70b , which can be connected upstream, for example, in the manner described here, valves, a first straight valve side section 76 , which is steplessly into a generally shorter second straight section at the mouth 77 passes, whose circular flow cross section, for example, is smaller than that of the section 76 , Within the sections 76 and 77 the flow cross section can remain the same or change continuously, in particular reduce it. The desired nozzle-like constriction can also be formed by other suitable constructions. By compared with 6 The shear force exerted by the relevant component on the wall of its duct is increased, which is particularly important for the base lacquer component of a 2K system, at a significantly higher flow velocity at the mouth of the duct, i.e. at the point where the media meet.
Eine ebenfalls in 7 dargestellte andere oder zusätzliche
Möglichkeit
besteht darin, dass der von den Längsachsen der Verbindungskanäle 70a, 70b gebildete
Winkel sich im Bereich vor der Mündungsstelle 72 ändert. Bei
dem dargestellten Beispiel bilden die Längsachsen 76a und 76b der
beiden ersten Abschnitte 76 mit der Längsachse des sich an die Mündungsstelle 72 anschließenden Abschnitts
des Sammelkanals 71 jeweils einen Winkel von 22,5°, miteinander
also einen Winkel von 45°,
während
die Längsachsen 77a und 77b der
ebenfalls symmetrisch zu der Längsachse
des Sammelkanals 71 liegenden zweiten Abschnitte 77 miteinander
einen kleineren Winkel von 30° bilden.
Jeder Verbindungskanal hat also im Bereich vor der Mündungsstelle 72 zwei
gegeneinander abgewinkelte Abschnitte 76, 77. Die
Längsachsen
der Verbindungskanäle 70a und 70b und
die Längsachse
des Sammelkanals 71 liegen bei dem dargestellten Beispiel
zumindest im Bereich vor der Mündungsstelle 72 in
einer Ebene. Durch die Umlenkung des Mediums an der Abknickstelle
innerhalb des Verbindungskanals wird an der für Ablagerungen besonders anfälligen Zusammenfluss-Stelle
an der radial inneren Innenseite der Kanalwand (in 6 bei X) ein Abstreifeffekt zur Selbstreinigung
der Kanalwand erreicht, der durch die in der beschriebenen Weise
erhöhte
Ausflussgeschwindigkeit noch verstärkt wird. Die Wandreibung (N/m2) kann in dem für Ablagerungen kritischen Bereich
durch diese Maßnahmen
auf das 10-fache erhöht
werden.One also in 7 Another or additional possibility shown is that of the longitudinal axes of the connecting channels 70a . 70b angles formed in the area in front of the muzzle 72 changes. In the example shown, the longitudinal axes form 76a and 76b of the first two sections 76 with the longitudinal axis of itself at the muzzle 72 subsequent section of the collecting channel 71 each an angle of 22.5 °, that is, an angle of 45 ° to each other, while the longitudinal axes 77a and 77b which is also symmetrical to the longitudinal axis of the collecting duct 71 lying second sections 77 form a smaller angle of 30 ° with each other. Each connection channel has in the area in front of the muzzle 72 two angled sections 76 . 77 , The longitudinal axes of the connecting channels 70a and 70b and the longitudinal axis of the collecting duct 71 are at least in the area in front of the muzzle in the example shown 72 in one level. The deflection of the medium at the point of kinking within the connecting channel means that the confluence point on the radially inner inside of the channel wall (in 6 at X) a stripping effect for self-cleaning of the channel wall is achieved, which is further intensified by the outflow rate increased in the manner described. The wall friction (N / m 2 ) can be increased to 10 times in the area critical for deposits by these measures.