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"Druckluftlose Zweikomponentensprühpistole" 1)ie Erfindung betrifft
einen verbesserten Sprühkopf für eine druckluftlose Zweikomponentenschaumsprühpistole.
Zwei unter Hochdruck stehende Ströme zweier Flüssigkeitskomponenten fließen durch
Steuerventile in dem Pistolenkörper in zwei in dem Mischkopf befindliche Kammern.
Die beiden Ströme werden turbulent vermischt während sie von den Kammern zu einer
Sprühdüse fließen.
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Der Sprühkopf wird dadurch gereinigt, daß ein Lösungsmittel in eine
bestimmte der Flüssigkeitskammern in ihm geleitet wird.
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Das Lösungsmittel strömt turbulent durch die er zu u der Düse. Der
turbulente Strömungszustand bewirkt, daß das Lösungsmittel auch die anderen Flüssigkeitskammern
reinigt. Eine Rückschlagventilplatte aus Teflon verhindert, daß die Flüssigkeitskomponenten
und das Lösungsmittel durch den Mischkopf zurück in die einzelnen in den obigen
Teilen befindlichen Zuleitungskanäle fließen.
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine verbesserte Sprüchpistole
für Überzugsmaterialien und insbesondere auf einen verbesseren Sprtlhkopf in einer
Sprühpistole fü. flüssige Mehrkomponentenüberzugsmaterialien, wie zum Beispiel Polyester.
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Die Entwicklung und weitverbreitete Verwendung von sprühbaren Kunststoffen
verschiedener Arten haben einen Bedarf für geeignete Vorrichtungen zum Aufbringen
dieser Materialien als Uberzüge auf Gegenstände in einer schnellen und wirkungsvollen
Weise geschaffen. Diese Materialien können nicht auf herkömmliche Weise und mit
herkömmlichen Sprühvorrichtungen aufgebracht werden, da sie gewöhnlich aus zwei
oder mehr chemisch reagierenden Komponenten bestehen, die solange voneinander getrennt
gehalten werden müssen, bis eine Reaktion beabsichtigt und erwünscht ist.
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Bei der Herstellung von aus chemisch reagierenden Komponenten bestehenden
Uberzügen, wie zum Beispiel Polyestern, werden zwei getrennte flüssige Komponenten
verwendet. Eine Komponente ist eine Mischung aus einem Anteil des Harzes und einem
Reaktionsbeschleuniger, während die andere Komponente aus dem Restbestandteil des
Harzes und einem geeigneten Katalysator, gewöhnlich einem Peroxyd, besteht. Andere
Systeme von Zweikomponentenüberzugsmaterialien, wie Polyester oder Polyätherurethane,
sind in gleicher Weise für die Anwendung als festweiche oder expandierte Schäume
geeignet. Gewöhnlich enthalten solche Stoffsysteme ein urethanartiges Harz, das
eines oder mehrere Additive enthalten kann, wie zum Beispiel Schaumerzeuger und
Treibmittel als eine Komponente, während die andere Komponente ein geeignetes Reagens,
wie zum Beispiel ein Isozyanat ist.
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Werden die beiden Flüssigkeiten kombiniert, so findet eine exotherme
Region statt, welche das flüssige Treibmittel in ein Gas verwandelt, weiches in
der Gesamtmasse eingeschlossen ist und dieselbe in Form eines festen Schaumes expandiert.
Die Reaktion bewirkt auch das Aushärten der Mischung. Es leuchtet ein, daß die Schaumbildung
und das Aushärten für den Fall, daß eine der erstgenannten Flüssigkeiten mit einer
der sweitgenannten Flüssigkeiten schon vor dem I»irchströmen der Mischkammer zusammengebracht
würde, bereits zu diesem Zeitpunkt stattfinden würde. Selbst wenn die Reaktion nicht
schnell genug
stattfinden würde, um einen Mischeffekt hervorzurufen,
bestünde dennoch die Gefahr, daß die zusammengebrachten Komponenten in der Mischvorrichtung
reagieren würden, wenn diese nicht in Betrieb wäre, und die Düse der Vorrichtung
verstopfen würden oder ein Strömungsventil oder anderes bewegliches Teil blockieren
würden.
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Bis zu diesem Zeitpunkt gibt es eine Reihe von Problemen bei druckluftlosen
Sprühpistolen für aus zwei Komponenten oder schnell reagierenden Stoffen bestehende
Überzugsmaterialien.
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Weist die Sprühpistole eine große Mischkammer auf, so härten die Komponenten
in den Winkeln und Ecken der Kammer während der Inbetriebnahme der Sprühpistole
aus. Selbst wenn die Mischkammer jedoch klein und strömungsgünstig ausgebildet ist,
ist es schwierig, die Kammer jedesmal nach dem Betrieb der Sprühpistole zu reinigen.
Wird die Reinigung nicht sofort nach Gebrauch vorgenommen, härtet das Überzugsmaterial
aus und kann den gesamten Sprühkopf unbrauchbar machen.
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Die Zweikomponentensprühpistole nach der vorliegenden Erfindung besteht
aus einem herkömmlichen Pistolenkörper, einem neuen Sprühkopf und einer herkömmlichen
Düse. Der Pistolenkörper weist einen Lösungsmittelkanal und ein Steuerventil, sowie
zwei Zuleitungskanäle für die flüssigen Komponenten mit von einem Abzug betätigten
Steuerventilen auf. Die Kanäle für das Lösungsmittel und die Flüssigkeitskomponenten
sind mit entfernt angeordneten druckbeaufschlagten Vorratsbehältern verbunden Die
drei Kanäle sind mit dem Sprühkopf verbunden, der eine dünne Rückschlagventilplatte
und einen Mischkopf enthält. Die Rückschlagventilplatte besteht aus einem dünnen
Teflonblatt mit drei flexiblen in sie hineingeschnittenen Ventilklappen.
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Die Ventilklappen fluchten mit den Kanälen für die zwei Flüs->eig;keitskomponenten
und das Lösungsmittel in dem Pistolenkörper
und bedecken diese
vollständig. Drei Rammern in dem Mischkopf fluchten mit den einzelnen Rückschlagventilen
und sind genügend groß, so daß sich die flexiblen Ventilklappen in sie hinein öffnen
kdnnen. Ein erster Verbindungskanal verbindet die beiden Kammern für die flüssigen
Komponenten und ein zweiter Verbindungskanal verbindet die erste Kammer mit einer
zentralen Zuleitung zu der Sprühdüs'e. Die beiden Verbindungskanäle, die im wesentlichen
senkrecht zueinander angeordnet sind, weisen scharfe Ecken und Kanten auf und sind
so bemessen, daß sie einen turbulenten Strömungszustand der Flüssigkeiten hervorrufen.
Der turbulente Strömungszustand reicht aus, um die Flüssigkeiten zu mischen, bevor
sie der Sprühdüse zufließen.
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Ein dritter Kanal verbindet die Rammer für das Lösungsmittel mit einer
der Flüssigkeitskammern und mit dem ersten und zweiten der oben genannten Verbindungskanäle.
Die Spruhpistole wird durch Öffnen eines Steuerventils für das Lösungsmittel in
dem Pistolenkörper gereinigt. Dabei durchfließt und reinigt das Lösungsmittel das
Rückschlagventil, die Lösungemittelkammer, die angeschlossenen Flüssigkeitskammern,
den ersten und den zweiten Verbindungskanal, die zentrale Zuleitung zur Sprühdüse
und die Sprühdüse selbst. Während das Lösungsmittel zunächst einer der beiden Flüssigkeitskammern
zugeleitet wird, strömt es mit ausreichender Turbulenz, um Wirbelströme genügend
großer Intensität hervorzurufen, um die gegenüberliegende Flüssigkeitskammer zu
reinigen. Die Rückschlagventile verhindern natürlich, daß das Lösungsmittel und
die beiden flüssigen Komponenten aus den Kammern in dem Mischkopf in die Kanäle
in dem Pistolenkörper zurückfließen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen und wirkungsvollen
Vorrichtung, welche das Niederschlagen von oder überziehen von Gegenständen mit
einer Mischung von zwei oder mehreren getrennt gehaltenen Flüssigkeiten gestattet.
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Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung einer verbesserten
Mischkammer
für eine Mehrkomponentensprühpistole.
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Durch die Erfindung soll auch eine verbesserte Sprünpistole geschaffen
werden, welche wirtschaftlich konstruiert ist, nur eine einzige Sprühdüse aufweist
und dennoch ein leistungsfähiges und wirksames Versprühen einer breiten Skala von
aus mehreren flüssigen Komponenten bestehenden Sprrshmaterialien, sowohl schaumbildende
als auch nicht-schaumbildende, gestattet.
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Durch die Erfindung soll auch ein leicht und ohne Demontage der Sprühpistole
zu reinigender Sprühkopf für eine druckluftlose Zweikomponentensprühpistole geschaffen
werden.
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Näheres bezüglich der Aufgabe und Einzelheiten der Erfindung ergibt
sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer besonderen Ausführungsform
anhand der Zeichnungen.
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Die Zeichnungen zeigen in: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Sprühpistole, in welcher Teile weggebrochen sind; Fig. 2 eine Frontansicht der Sprühpistole
der Fig. 1; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines auseinandergenommenen erfindungsgemäßen
Mischkopfes und einer Ventilplatte; Fig. 4 einen Schnitt längs der Achse 4-4 der
Fig. 2; Fig. 5 einen Schnitt längs der Achse 5-5 der Fig. 2; Fig. 6 einen Schnitt
längs der Achse 6-6 der Fig. 5; Fig. 7 einen Schnitt längs der Achse 7-7 der Fig.
6; und
in Fig. 8 einen Schnitt längs der Achse 8-8 der Fig. 6.
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In den Zeichnungen ist eine besondere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt, welche aus einem Pistolenkörper 12 besteht, an welchen ein
Absugsbügel 14 in üblicher Weise angelenkt ist. Von dem hinteren Ende des Pistolenkörpers
erstreckt sich ein Griff 16, welcher eine Lösungsmittelzuleitung 18 aufweist, die
sich aus ihm heraus erstreckt und mit einem unter Hochdruck stehenden Lösungsmittelvorrat
verbunden ist, welcher zum Reinigen der Sprühpistole nach jedem Sprühen dient.
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An seiner Vorderseite trägt der Pistolenkörper 12 einen FlUssigkeitsdosierkopf
20, der Ventile zur Steuerung des Zuflusses zweier Flüssigkeitskomponenten aus ihren
Jeweiligen unter Druck stehenden Vorratsmengen, wie nachfolgend beschrieben, enthält
und umgibt. Der Bequemlichkeit halber wurden die Strömungswege der beiden Flüssigkeitskomponenten
mit "No 1" und "No 2" gekennzeichnet und der Weg des LUsungsmittel3mit der Bezeichnung
"sol". An dem vorderen Ende des Flüssigkeitsdosierkopfes 20 ist ein Sprühkopf 22
für die Mischung der beiden flüssigen Komponenten befestigt. An dem vorderen Ende
des Sprühkopfes 22 ist eine Sprühdüse 24 der herkömmlichen "druckluftlosen" Bauart
befestigt, welche zum Ausstoß der gemischten Komponenten dient, um einen mit Hilfe
druckluftloser Zerstäubung geschaffenen Nebel zu schaffen, der sich auf dem Werkstück
niederschlägt.
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In dem Flüssigkeitsdosierkopf 20 sind zwei von dem Abzugbügel betätigte
Ventile angeordnet. Das erste Ventil enthält eine Ausströmöffnung 26 und eine in
diese passende erste Ventilnadel 28. Die Ausströmöffnung 26 und die Ventilnadel
28 sind zwischen zwei Kanälen 30 und 32 in dem Flüssigkeitsdosierkopf
20
angeordnet. Mit dem Kanal 30 ist eine Vorratsmenge für die erste Flüssigkeitskomponente
mittels einer normalen Schlauchverbindung 34 verbunden, die unter einem Druck von
etwa 21 at bis 281 at steht. Der Kanal 22 ist durch eine Bohrung 36 und eine Bohrung
38 mit einer Ringkammer 40 für die Flüssigkeit verbunden, die zwischen dem Flüssigkeitsdosierkopf
20 und einem Zwischeneinsatz 42 angeordnet ist= Das Nadelventil 28 wird durch eine
Feder 44, welche in einer Hülse 46 angeordnet ist, normalerweise geschlossen gehalten.
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Wird der Abzugsbügel 14 gegen eine einstellbare Mutter 48, welche
mit dem Schaft des Nadelventils 28 verbunden ist, gezogen, 80 öffnet sich das Ventil
28.
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Eine zweite Vorratsmenge für die zweite Fldssigkeitskomponente, die
vorzugsweise vor dem Mischen unter dem gleichen Druck steht wie die Vorratsmenge
der ersten Flüssigkeitskomponente, ist mittels einer normalen Schlauchverbindung
50 mit einem Kanal 52 verbunden. Das zweite der beiden abzugbetätigten Ventile,
welches den Kanal 52 und die Flüssigkeitskammer 54 geschaltet ist, enthält einen
Ventilsitz 56 und ein in diesen passendes Nadelventil 58. Das Nadelventil 58 wird
durch eine in einer Hülse untergebrachte Feder, ähnlich wie das Nadelventil 28,
normalerweise geschlossen gehalten. Wird der Abzugsbügel 14 gegen einen auf dem
Schaft des Ventils 58 befindlichen Anschlag 60 zurückgezogen, so öffnet sich das
Ventil 58.
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Die Reihenfolge, in welcher die Nadelventile 28 und 58 sich öffnen,
wenn der Abzugsbügel 14 zurückgezogen wird, kann durch die einstellbare Mutter 48
auf dem Schaft des ersten Nadelventils 28 geändert werden. Gewöhnlich ist es vorteilhaft
wenn sich beide Ventile gleichzeitig öffnen.
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Die Lösungsmittelzuleitung 18 am Boden des Pistolengriffes 16 ist
mit einer unter hohem Druck stehenden Vorratsmenge
für das Lösungsmittel
verbunden. Die Zuleitung 18 ist über eine Bohrung 64 und ein Lösungsmittelsteuerventil
mit einem in dem Flüssigkeitsdosierkopf 20 angeordneten Kanal 66 verbunden.
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Das Lösungsmittelsteuerventil (das geöffnet dargestellt ist) enthält
eine Ausströmöffnung 68 und ein mit dieser susnmmenwirkendes Nadelventil 70. Das
Nadelventil 70 ist in einen Deckel 72 geschraubt und wird durch Drehung einer Steuerschraube
74, die an dem Ventilschaft befestigt ist, geöffnet.
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Der Sprüükopf 22 und ein Einsatz 76 sind mittels einer tberwurfmutter
78 an den Flüssigkeitsdosierkopf 20 geschraubt. Der Lösungsmittelkanal 66 ist huber
eine Ringkammer 80 und einen Kanal 82 mit der flachen Stirnseite 84 des Einsatzes
76 verbunden. Ein Verbindungskanal 86 verbindet die Flüssigkeitsringkammer 40 für
die erste Flüssigkeitskomponente mit der Stirnseite 84 des Einsatzes 76, während
ein Verbindungskanal 88 die Flüssigkeitskammer 54 für die andere Flüssigkeitskomponente
mit der Stirnseite 84 verbindet.
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In Fig. 3 sind drei Paßstifte 90 Zur Ausfluchtung des Sprühkopfes
22 an dem Einsatz 76 vorgesehen. Der Sprühkopf 22 enthält gewöhnlich eine dünne
Ventilplatte 92 und einen Mischkopf 94e Zusätzlich su ihrer Wirkungsweise als Rückschlagventil
dient die Ventilplatte 92 als eine Dichtung zwischen dem Einsatz 76 und dem Mischkopf
94.
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Die Ventilplatte 92 kann aus verschiedenen flexiblen Materialien bestehen,
vorzugsweise aus einem dünnen flexiblen Blatt aus einem Fluorkarbonpolymeren, zum
Beispiel Polytetraflueräthylen oder Teflon. Ist die Ventilplatte 92 auf den drei
Paßstiften 90 #ausgerichtet und gegen die flache Stirnseite 84 des Einsatzes 76
zur Anlage gebracht, so decken drei flexible Ventilklappen 96, 98 und 100, die in
die Ventilplatte 92 geschnitten sind, den Lösungsmittelkanal und die Flüssigkeitskanäle
82, 86 und 88 vollständig.
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Ist der Mischkopf 94 auf den drei Paß stiften 90 ausgefluchtet, so
sind die drei Kammern 102, 104 und 106 mit den drei Ventilklappen 96, 98 und 100
ausgefluchtet. Jede Kammer ist groß genug, um ein Öffnen der zu ihr gehörigen Ventilklappe
in sie hinein zu gestatten, wenn diese durch den in dem zugehörigen Kanal des Einsatzes
76 herrschenden Flüssigkeitsdruck geöffnet wird.
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In den Fig. 3 und 6 bis 8 ist der Mischkopf 94 im einzelnen dargestellt.
In den Mischkopf 94 ist zwischen den Flüssigkeitskomponentenkammern 104 und 106
ein relativ flacher und daher enger erster Kanal 108 gefräst. Ein zweiter flacher
und enger Kanal 110 ist von dem ersten Kanal 108 zu einer zentralen Öffnung 112,
welche sich durch den Mischkopf 94 zu der an diesem befestigten Sprühdüse 24 erstreckt,
führend singefräst. Der zweite Kanal 110 durchquert den ersten Kanal 108 und ist
etwa rechtwinklig zu diesem angeordnet; beide Kanäle sind schmal und haben scharfe
Ecken und Kanten. Beim Einfräsen des zweiten Kanals 110 wird der Fräser den Kanal
110 gewöhnlich über den Kanal 108 hinaus einfräsen. Dies ist vorteilhaft, da der
Auslauf 114, wie auch die engen Kanäle und scharfen Kanten und Ecken die Reynoldszahl
der Strömung vergrößern, indem sie die Turbulenz des Strömungszustandes der beiden
Flüssigkeitskomponenten fördern, wenn sie von den Kammern 104 und 106 su der zentralen
Öffnung 112 strömen.
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Die Turbulenz in der Flüssigkeitsströmung bewirkt das vorherige Mischen
der beiden Flüssigkeitskomponenten.
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Ein dritter Kanal 106 verbindet die Lösungsmittelkammer 112 und den
Mischkopf 94 mit einer der Flüssigkeitskammern 104 oder 106 (dargestellt ist die
Verbindung zu Kammer 104). Um die Pistole zu reinigen wird das Lösungsmittelnadelventil
70 durch Drehung der Steuerschraube 74 geöffnet. Das Lösungemittel fließt nacheinander
durch den PidbleEkörper 12, den Einsatz 76, das RUckschlagventil 96 in der Ventilplatte
92,
die Lösungsmittelkammer 102, die Flüssigkeitskammer 104, die
beiden Kanäle 108 und 110, die zentrale Öffnung 112 und die Sprühdüse 24, die an
der Vorderseite des Mischkopfes 94 be-Fertigt ist. Das Lösungsmittel reinigt jede
Bohrung, jeden Kanal und jede Kammer auf seinem Weg durch die Sprühpistole.
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Die Turbulenz der Lösungsmittelströmung bei seinem Weg von dem e*en
Kanal 108 in den zweiten Kanal 110 ruft Wirbel hervor, die die andere Flüssigkeitskomponentenkammer
106 reinigen.
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Die beschriebene Ausführungsform kann so abgeändert werden, daß Überzugsmaterialien
versprüht werden können, welche mehr als zwei Komponenten aufweisen.
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- Patentansprüche: -