DE10318004B3 - Förderaggregat für viskose Medien - Google Patents

Abstract

Bei einem Förderaggregat (1) für viskose Medien mit einer Förderpumpe (2) und einem Antriebsmotor (3) ist dieser als von Druckluft beaufschlagbarer Verstellkolben (12) ausgebildet, der unmittelbar über ein hydraulisches Gestänge (31) oder über Zwischenglieder mit der Förderpumpe (2) trieblich verbunden ist. DOLLAR A Außerdem sind die das hydraulische Gestänge (31) einschließenden Bauteile und/oder die Förderpumpe (2) und/oder eine mit dieser verbundene Farbstufe (22) mit einer nahezu geschlossenen mit Abstand gehaltenen Ummantelung (51) versehen und an diese sind Abluftleitungen (16, 17) des Druckluftmotors (11, 12) angeschlossen. DOLLAR A Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass unabhängig von der Betriebsdauer des Förderaggregates (1) die Temperatur der mit dem Medium und der an der Kraftübertragung beteiligten Bauteile nahezu konstant gehalten werden kann, da durch die kühle Abluft des Antriebsmotors (3) die durch Reibung anfallende Wärmemenge abgeleitet wird. Ein hoher Wirkungsgrad des Förderaggregates (1) sowie eine gute Verarbeitung des geförderten Mediums sind demnach über einen langen Zeitraum gegeben.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Förderaggregat für Farben oder ähnliche viskose Medien, die unter Druck einem Arbeitsgerät zuführbar sind, mit einer vorzugsweise als Doppelmembranpumpe ausgebildeten Förderpumpe und einem mit dieser trieblich verbundenen Antriebsmotor.
• Derartige Fördereinrichtungen sind durch die DE 196 09 896 C2 und auch durch die DE 37 34 980 C2 , wonach das Förderaggregat als Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zwei Zerstäuberflüssigkeiten zu einer Spritzvorrichtung ausgebildet ist, bekannt. Dies Aggregate haben sich in der Praxis zwar bewährt; durch die Förderpumpen und/oder die diesen zugeordneten Antriebsglieder werden bei diesen Ausgestaltungen aber die Bauteile, durch die das zu fördernde Medium fließt, mitunter bereits nach kurzer Zeit mehr oder weniger stark erwärmt, so dass das Medium durch die erhitzten Bauteile strömt. Dadurch wird die Betriebstemperatur beispielsweise einer zu versprühenden Farbe oftmals in einem erheblichen Maße verändert, ein gleichmäßiger Farbauftrag ist bei wechselndem Fliessverhalten aber nicht mehr gewährleistet.
• Besondere Maßnahmen, um Temperaturveränderungen des zu fördernden Mediums entgegenzuwirken und dessen Temperatur über einen langen Zeitraum bzw. stets konstant zu halten, sind bei den bekannten Förderaggregaten nicht getroffen.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Förderung von Farben oder ähnlichen viskosen Medien der vorgenannten Gattung in der Weise auszubilden, dass unabhängig von deren Betriebsdauer die Temperatur der mit dem zu fördernden Medium in Berührung gelangenden und auch der an der Kraftübertragung beteiligten Bauteile nahezu konstant gehalten werden kann, so dass das Medium in dem Förderaggregat keinen Temperaturveränderungen ausgesetzt ist und dadurch nicht ungünstig beeinflusst wird. Die Viskosität des Mediums soll somit nicht verändert werden, eine gleichbleibende Verarbeitung bei hohem Wirkungsgrad soll demnach gegeben sein. Der Bauaufwand, mit dem dies zu erreichen ist, soll gering gehalten werden, dennoch sollen auch unabhängig von der jeweiligen Außentemperatur stets zufriedenstellende Arbeitsergebnisse zu erzielen sein.
• Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Förderaggregat der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, dass der Antriebsmotor als von Druckluft beaufschlagter, in einem Zylinder angeordneter und in den Endlagen umsteuerbarer Verstellkolben ausgebildet ist, der unmittelbar, über ein hydraulisches Gestänge oder über Zwischenglieder mit der Förderpumpe trieblich verbunden ist, dass zumindest die das hydraulische Gestänge einschließenden Bauteile und/oder die Förderpumpe und/oder eine mit dieser verbundene Farbstufe des Förderaggregates von einer nahezu geschlossenen und mit Abstand zu den jeweiligen Bauteilen gehaltenen Ummantelung versehen sind und dass an die Ummantelung Abluftleitungen des Druckluftmotors angeschlossen sind.
• Zweckmäßig ist es hierbei, den Druckluftmotor mit in der vorzugsweise als dünnwandiger Blechmantel ausgebildete Ummantelung zu integrieren.
• Des Weiteren sollte die Ummantelung mit einer Auslassöffnung versehen sein, die auf der dem Luftmotor etwa diametral gegenüberliegenden Seite der Ummantelung in diese eingearbeitet sein sollte. Außerdem sollte die Auslassöffnung eine zum Beispiel verschwenkbar gehaltene Klappe zur Regulierung des Luftaustrittes aus der Ummantelung aufweisen.
• Zweckmäßig ist es ferner, die Ummantelung mit Leitblechen oder Rippen zur Führung des Abluftstromes des Luftmotors in der Ummantelung auszustatten.
• Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, der Ummantelung einen an die Abluftleitungen angeschlossenen Luftführungskanal vorzuschalten, über den diese unmittelbar in die Atmosphäre anschließbar sind, wobei der Luftführungskanal eine verstellbare Klappe aufweisen sollte, mittels der die Abluftleitungen wahlweise mit dem Innenraum der Ummantelung oder mit der Atmosphäre verbindbar sind.
• Die Förderpumpe sollte durch eine Doppelmembranpumpe oder eine oder mehrere Kolbenpumpen gebildet sein, die wechselweise über das hydraulische Gestänge betätigbar sind.
• Das der Doppelmembranpumpe oder der Kolbenpumpe zugeordnete hydraulische Gestänge kann in einfacher Ausgestaltung durch einen doppelseitig wirksamen Ringkolben beaufschlagbar sein, der unmittelbar mit dem Verstellkolben des Luftmotors trieblich verbunden ist. Hierbei ist es angezeigt, die durch an einem Ringkolben beidseits angeformten Kolbenstangen gebildeten Druckräume zum Ausgleich von Leckageverlusten vorzugsweise in den Endstellungen des Verstellkolbens des Luftmotors wechselweise an einen Vorratsraum anzuschließen.
• Wird ein Förderaggregat gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es auf einfache Weise möglich, die Betriebstemperatur der Bauteile, durch die das zu fördernde Medium strömt, konstant zu halten, so dass dieses unter gleichbleibenden Betriebsbedingungen zu verarbeiten ist und auch die Betriebstemperatur des Förderaggregates nahezu konstant bleibt. Durch die Abluft des als Antriebsmotor vorgesehenen Druckluftmotors, die sich bei der Entspannung abkühlt und die, bedingt durch die vorgesehene Ummantelung, gezielt den jeweiligen Bauteilen zuzuführen ist, wird nämlich die durch Reibung an den Antriebsteilen anfallende Wärmemenge abgeleitet, deren Betriebstemperatur und damit auch die Betriebstemperatur des zu verarbeitenden Mediums bleiben daher gleich bzw. verändern sich nur in engen Grenzen ein hoher Wirkungsgrad des Förderaggregates ist demnach über einen langen Zeitraum gegeben.
• Der Bauaufwand, mittels dem dies zu bewerkstelligen ist, ist gering, da das Förderaggregat lediglich mit einer einfach gestalteten Ummantelung zu versehen ist. Dennoch kann die jeweils in dem Innenraum der Ummantelung herrschende Temperatur mit Hilfe von mit Regelklappen versehenen Auslassöffnungen verändert und an das jeweils zu verarbeitende Medium bzw. den Einsatzzweck angepasst werden, auch bei veränderten Außentemperaturen kann somit das zu verarbeitende Medium mit gleichbleibender Viskosität dem Arbeitsgerät zugeführt werden. Mit Hilfe der vorschlagsgemäß ausgebildeten Fördervorrichtung wird demnach deren Betriebsverhalten durch die Ausnutzung der kühlen Abluft des Druckluftmotors günstig beeinflusst, ohne dass dadurch zusätzlich Betriebskosten entstehen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des gemäß der Erfindung ausgebildeten Förderaggregates für Farben oder ähnliche viskose Medien dargestellt, das nachfolgende im Einzelnen erläutert ist.
• Hierbei zeigt:
• 1 das Förderaggregat in einer schematischen Darstellung,
• 2 und 3 das Förderaggregat nach 1 in einem Axialschnitt, jeweils in einer unterschiedlichen Betriebsstellung, und
• 4 eine Ausführungsvariante des Förderaggregates nach 1, ebenfalls in einer schematischen Darstellung.
• Das in den 1 bis 4 dargestellte und mit 1 bzw. 1' bezeichnete Aggregat dient zur Förderung von viskosen Medien, wie zum Beispiel Farbe, und besteht im Wesentlichen aus einer Förderpumpe 2, die mit einer Farbstufe 22 zusammenwirkt, sowie einen Antriebsmotor 3, der trieblich mit der Förderpumpe 2 verbunden ist. Über eine Saugleitung 5 wird das zu verarbeitende Medium aus einem Vorratsbehältnis 4 angesaugt und über eine Druckleitung 7 einem Arbeitsgerät, beispielsweise einer Spritzpistole 6, unter Druck zugeführt. Das Förderaggregat 1 ist hierbei in einem Gestell 10 angeordnet, das unterschiedlich ausgerichtet aufgestellt werden kann.
• Die bei den gezeigten Ausführungsbeispielen zum Antrieb der Förderpumpe 2 vorgesehene Antriebsmotor 3 ist, wie dies den 2 und 3 zu entnehmen ist, als Druckluftmotor ausgebildet. In einem geschlossenen Zylinder 11 ist hierbei ein beidseitig von Druckluft beaufschlagbarer Verstellkolben 12 eingesetzt, dessen Kolbenstange 13 mit einem Ringkolben 34 eines hydraulischen Gestänges 31 in Triebverbindung steht, über die die als Doppelmembranpumpe 21 ausgebildete Förderpumpe 2 angetrieben wird. Wird den dem Verstellkolben 12 zugeordneten Druckräumen 14 bzw. 15 wechselweise Druckluft mit einem Betriebsdruck von zum Beispiel sechs bar zugeführt, so wird der Verstellkolben 13 aus 2 in die in 3 dargestellte Endlage und aus dieser in die Endstellung gemäß 2 verschoben. Die Umsteuerung wird mittels Endschalter 18 und einer Wartungseinheit 20 bewerkstelligt.
• Der in einer in einem Gehäuse 32 eingearbeiteten Bohrung 33 eingesetzte Ringkolben 34 ist beidseits mit abgesetzten Kolbenstangen 35 und 36 versehen, so dass Ringräume 37 bzw. 38 geschaffen sind, die über Kanäle 39 bzw. 40 mit den Membranen 25 der Doppelmembranpumpe 21 zugeordneten Druckräume 26 in Verbindung stehen. Die Ringräume 37 und 38 sowie die Kanäle 39 und 40 und die Druckräume 26 sind mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt, Verstellbewegungen des Ringkolbens 34 werden somit umgelenkt und auf die Membrane 25 übertragen, die entgegen der Kraft von Rückstellfedern 27 wechselweise verstellt werden, um über einen Einlass 23 das zu verarbeitende Medium anzusaugen und dieses über einen Auslaß 24 der Spritzpistole 6 zuzuführen.
• Durch die Verstellbewegungen des Ringkolbens 34 und dessen Kolbenstangen 35, 36, die zum Abdichten der Ringräume 37 und 38 durch Dichtungen 43 und 44 hindurchgeführt sind, entsteht zwangsläufig Reibungswärme, die über das Gehäuse 32 auch auf die Farbstufe 22 übertragen wird. Dadurch wird das in der Farbstufe 22 befindliche Medium mitunter ungünstig beeinflusst, da durch die Erwärmung dessen Viskosität verändert wird. Andererseits strömt aus den Druckräumen 14 und 15 Luft aus, die durch die Entspannung auf atmosphärischen Druck, zum Beispiel auf null Grad Celsius oder darunter, abgekühlt ist.
• Um die abgekühlte Luft des Luftmotors 11, 12, insbesondere zur Kühlung des Gehäuses 32, nutzen zu können, sind dieses und der Luftmotor 11, 12 mit einer mit Abstand zu diesen angeordneten nahezu geschlossenen Ummantelung 51 versehen, in das Abluftleitungen 16, 17 des Luftmotors 11, 12 münden und das aus einem dünnwandigen Blechmantel 52 besteht. Durch den in 2 eingezeichneten mit L bezeichneten Luftstrom wird somit das die Bauteile des hydraulischen Gestänges 31 aufnehmende Gehäuse 32 beaufschlagt und auf einer gleichbleibenden Temperatur gehalten, so dass das Medium durch Reibungswärme nicht erhitzt und in seiner Viskosität nicht ungünstig beeinflusst wird.
• Zur Regelung des aus einer Öffnung 54 aus dem Innenraum 60 der mit Leitblechen 56 oder Rippen sowie mit Schallschutzauskleidungen 53 versehenen Ummantelung 51 abströmenden Luft ist, wie dies der schematischen Darstellung nach 1 zu entnehmen ist, die Öffnung 54 mit einer verdrehbar gehaltenen Klappe 55 versehen, die entsprechend der erforderlichen Kühlung eingestellt werden kann. Es ist aber auch möglich, dem Innenraum 60 der Ummantelung 51 einen gesonderten Luftführungskanal 57 vorzuschalten, der mit einer Leitklappe 58 ausgestattet ist. Je nach Stellung der Leitklappe 58 kann die kühle Abluft des Luftmotors 11, 12 in den Innenraum 60 oder über eine Auslassöffnung 59 unmittelbar in die Atmosphäre abgeleitet werden.
• Um Flüssigkeitsverluste des hydraulischen Gestänges 31 ausgleichen zu können, ist an die den Ringkolben 34 aufnehmende Bohrung 33 ein Vorratsbehältnis 42 angeschlossen, das über eine Bohrung 41 mit der Bohrung 33 verbunden ist. Sobald der Ringkolben 34 die Bohrung 41 in jeder der beiden Endstellungen überfährt, kann somit Hydraulikflüssigkeit in den Ringraum 37 oder in den Ringraum 38 nachgesaugt und damit können Flüssigkeitsverluste in den beiden Ästen des hydraulischen Gestänges 31 selbsttätig ausgeglichen werden.
• Bei dem Farbförderaggregat 1' nach 4 ist als Förderpumpe 2' eine Kolbenpumpe vorgesehen, die mit dem ebenfalls als Luftmotor ausgebildeten Antriebsmotor 3' in Triebverbindung steht. Zur Ausnutzung der aus dem Antriebsmotor 3' abströmenden entspannten und somit abgekühlten Luft sind die Förderpumpe 2' und die Farbstufe 22' wiederum von einer mit Abstand zu diesen angeordneten Ummantelung 51' umgeben.

Claims (11)

1. Förderaggregat (1) für Farben oder ähnliche viskose Medien, die unter Druck einem Arbeitsgerät (6) zuführbar sind, mit einer vorzugsweise als Doppelmembranpumpe (21) ausgebildeten Farbförderpumpe (2) und einem mit dieser trieblich verbunden Antriebsmotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (3) als von Druckluft beaufschlagter, in einem Zylinder (11) angeordneter und in den Endlagen umsteuerbarer Verstellkolben (12) ausgebildet ist, der unmittelbar, über ein hydraulisches Gestänge (31) oder über Zwischenglieder mit der Förderpumpe (2) trieblich verbunden ist, dass zumindest die das hydraulische Gestänge (31) einschließenden Bauteile und/oder die Förderpumpe (2) und/oder eine mit dieser verbundene Farbstufe (22) des Förderaggregates (1) mit einer nahezu geschlossenen und mit Abstand zu den jeweiligen Bauteilen gehaltenen Ummantelung (51) versehen sind und dass an die Ummantelung (51) Abluftleitungen (16, 17) des Druckluftmotors (11, 12) angeschlossen sind.
2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftmotor (11, 12) mit in die vorzugsweise als dünnwandiger Blechmantel (52) ausgebildete Ummantelung (51) integriert ist.
3. Förderaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (51) mit einer Auslassöffnung (54) versehen ist.
4. Förderaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (54) auf der dem Luftmotor (11, 12) etwa diametral gegenüberliegenden Seite der Ummantelung (51) in diese eingearbeitet ist.
5. Förderaggregat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (54) mit einer zum Beispiel verschwenkbar gehaltenen Klappe (55) zur Regelung des Luftaustrittes aus der Ummantelung (51) versehen ist.
6. Förderaggregat nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (51) mit Leitblechen oder Rippen (56) zur Führung des Abluftstromes (L) des Luftmotors (11, 12) in der Ummantelung (51) versehen ist.
7. Förderaggregat nach einem Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ummantelung (51) ein an die Abluftleitungen (16, 17) angeschlossener Luftführungskanal (57) vorgeschaltet ist, über den diese unmittelbar in die Atmosphäre anschließbar sind.
8. Förderaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (57) eine verstellbare Klappe (58) aufweist, mittels der die Abluftleitungen (16, 17) wahlweise mit dem Innenraum (60) der Ummantelung (51) oder mit der Atmosphäre sind.
9. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (2) durch eine Doppelmembranpumpe (21) oder eine oder mehrere Kolbenpumpen (21') gebildet ist, die wechselweise über das hydraulische Gestänge (31) betätigbar sind.
10. Förderaggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das der Doppelmembranpumpe (21) oder der Kolbenpumpe (21') zugeordnete hydraulische Gestänge (31) durch einen doppelseitig wirksamen Ringkolben (34) beaufschlagbar sind, der unmittelbar mit dem Verstellkolben (12) des Luftmotors (11, 12) trieblich verbunden ist.
11. Förderaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die durch an einem Ringkolben (34) beidseits angeformten Kolbenstangen (35, 36) gebildeten Druckräume (37, 38) zum Ausgleich von Leckageverlusten vorzugsweise in den Endstellungen des Verstellkolbens (12) des Luftmotors (11, 12), wechselweise an einen Vorratsraum (42) anschließbar sind.