DE19910261B4

DE19910261B4 - Sprühventil

Info

Publication number: DE19910261B4
Application number: DE1999110261
Authority: DE
Inventors: Klaus Forster; Ulrich Scheper
Original assignee: Alfred Schuetze Apparatebau GmbH; ALFRED SCHUETZE APPBAU GmbH
Current assignee: Alfred Schuetze Apparatebau GmbH; ALFRED SCHUETZE APPBAU GmbH
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: DE19910261A1

Abstract

Sprühventil für mit Luft zerstäubte fließfähige Stoffe mit einem Hauptkörper (10), in dem ein Stoffkolben (44) und ein Luftkolben (63) elektromagnetisch betrieben bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoffkolben (44) und dem Luftkolben (63) eine gemeinsame Spule (16) zum elektromagnetischen Antrieb sowohl des Stoffkolbens (44) als auch des Luftkolbens (63) zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sprühventil für mit Luft zerstäubte fließfähige Stoffe gemäß dem Oberbegriffe des Anspruchs 1.

Fließfähige Stoffe, das heißt solche, die entweder von Natur aus fließfähig sind oder beispielsweise durch Erwärmung fließfähig gemacht sind, werden vielfach mit vorzugsweise Luft zerstäubt auf einen Untergrund aufgebracht. Bei den Stoffen kann es sich um Kleber, Lacke oder dergleichen handeln. Mit Sprühventilen der hier angesprochenen Art werden die Stoffe zerstäubt und als gerichteter Strahl auf den mit Kleber, Lacke oder dergleichen zu versehenen Untergrund aufgebracht. Vorzugs weise findet hierbei gleichzeitig eine Dosierung des Klebers, des Lacks oder eines sonstigen Stoffs statt.

Bei einem aus der DE 38 34 674 A1 bekannten Sprühventil werden ein Stoffkolben zur Freigabe des Stoffaustritts und ein Luftkolben zur Freigabe des Luftaustritts durch getrennte Spulen betätigt. Dadurch sind nicht nur mehrere Spulen erforderlich; die Spulen müssen auch jeweils eine eigene Steuerung aufweisen. Außerdem erfordern die Spulen für den Stoffkolben und den Luftkolben entsprechend viel Platz, was einer angestrebten kompakten Bauweise des Sprühventils entgegensteht.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sprühventil für mit Luft zerstäubte fließfähige Stoffe zu schaffen, das einen vereinfachten, kompakten Aufbau aufweist.

Ein Sprühventil zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Aufgrund der gemeinsamen Spule zum Antrieb sowohl des Stoffkolbens als auch des Luftkolbens zeichnet sich das erfindungsgemäße Sprühventil durch einen vereinfachten Aufbau aus. Es ist nur noch eine Steuerung für die Spule erforderlich. Durch die einzige Spule für beide Kolben läßt sich das erfindungsgemäße Sprühventil platzsparender ausbilden. Teile des Luftkolbens und des Stoffkolbens bilden jeweils einen Anker. Dem Anker beider Kolben ist die gemeinsame Spule zugeordnet. Von der gemeinsamen Spule sind beide Anker betätigbar.

Es ist vorgesehen, den Stoffkolben und den Luftkolben gleichachsig aufeinanderfolgend anzuordnen, wobei in Fließrichtung des Stoffs und der Luft durch das Sprühventil auf den Luftkolben der Stoffkolben folgt. Die gleichachsige Anordnung des Stoffkolbens und des Luftkolbens begünstigt eine Zuordnung der Anker beider Kolben zur einzigen elektrischen Spule.

Es ist weiterhin vorgesehen, sowohl den Stoffanker als auch den Luftanker in ihrer Bewegungsrichtung zu führen. Dies geschieht vorzusgsweise in separaten Röhrchen, und zwar insbesondere einem Stoffröhrchen und einem Luftröhrchen. Die Röhrchen sind von einander getrennt, wobei das kürzere Luftröhrchen im Stoffröhrchen angeordnet ist. Dadurch sind die Röhrchen ineinandergeschachtelt, was auch zu einer kompakten Bauweise des Sprühventils führt und vor allem eine Spule zuläßt, die ohnehin die Länge des Stoffröhrchens aufweisen muß. Das im Stoffröhrchen untergebrachte Luftröhrchen weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Stoffröhrchens, wodurch um das Luftröhrchen im Stoffröhrchen herum ein Ringraum entsteht, der einen Durchfluß des Stoffs durch das das Luftröhrchen umgebende Stoffröhrchen zuläßt. Dadurch werden vom durch das Sprühventil hindurchfließenden Stoff sowohl das Stoffröhrchen mit dem Stoffkolben als auch das Luftröhrchen mit dem Luftkolben gekühlt.

Durch die gemeinsame Spule und die weiterhin vorgesehene gleichachsige Hintereinanderanordnung des Luftankers und des Stoffankers sind beide Anker durch die gemeinsame Spule in entgegengesetzten Richtungen elektromagnetisch aufeinanderzubewegbar. Dadurch ist es möglich, die Abdichtungen des Stoffkolbens und des Luftkolbens für das Schließen des Stoff- und Luftaustritts außerhalb des Stoffröhrchens gegenüberliegenden Enden desselben zuzuordnen und trotzdem mit der gleichen Spule das Sprühventil zu öffnen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sprühventils werden der Luft- und der Stoffaustritt durch die Spule elektromagnetisch geöffnet, während das Schließen sowohl des Stoffkolbens als auch des Luftkolbens durch Federn erfolgt. Dazu ist sowohl dem Stoffkolben als auch dem Luftkolben jeweils mindestens eine Feder, insbesondere eine Druckfeder, zugeordnet. Die Federn werden beim magnetischen Öffnen des Sprühventils von der dadurch hervorgerufenen gegensinnigen Bewegung der beiden Kolben vorgespannt. Wird die Spule stromlos geschaltet, also die elektromagnetische Kraft auf die Anker der Kolben aufgehoben, werden diese durch die Federn zurückbewegt in ihre Schließstellungen.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung sind die Federn des Stoffkolbens und des Luftkolbens unterschiedlich stark aus gebildet. Sie üben deshalb unterschiedliche Schließkräfte auf die beiden Kolben aus. Vorzugsweise ist die oder jede dem Luftkolben zugeordnete Feder so gewählt, daß der Luftkolben leichter elektromagnetisch betätigbar ist als der Stoffkolben. Dadurch wird erreicht, daß beim Öffnen des Sprühventils aufgrund der auf beide Kolben gleichzeitig ausgeübten magnetischen Kraft zunächst der Luftkolben öffnet und dann zeitverzögert der Stoffkolben. Dadurch wird verhindert, daß Stoff alleine aus dem Sprühventil austritt. Infolge der stärkeren Feder für den Stoffkolben wird bei der Unterbrechung der Stromzufuhr zur Spule zunächst der Stoffkolben geschlossen und anschließend, das heißt wiederum zeitverzögert, der Luftkolben. Auf diese Weise wird ein Nachtropfen des Sprühventils verhindert.

Es ist weiterhin vorgesehen, zwischen zueinandergerichteten Stirnflächen des Stoffkolbens und dem zur Aufnahme des Luftkolbens dienenden Luftröhrchen einen Spalt vorzusehen. Dieser beim geschlossenen Sprühventil vorhandene Spalt wird durch die beim Öffnen des Sprühventils durch die Spule in gegensinniger Richtung aufeinanderzubewegten Kolben geschlossen und dadurch der Hubweg des Stoffkolbens begrenzt. Ein weiterer Spalt ist im Inneren des Stoffröhrchens vorhanden zur Begrenzung des Hubwegs des Luftkolbens.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sprühventils wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 einen vertikalen Längsschnitt durch das Sprühventil, und
2 eine vergrößerte Einzelheit des Schnitts der 1.
Das hier gezeigte Sprühventil dient zum Auftragen von Lacken, Klebern oder anderen fließfähigen bzw. fließfähig gemachten Stoffen auf einen Untergrund bzw. einen Gegenstand. Die Lacke oder Kleber werden beim Austritt aus dem Sprühventil mit Luft beaufschlagt, wodurch ein gerichteter Strahl entsteht, mit dem durch die Luft die Lacke oder Kleber zum Gegenstand oder Untergrund transportiert werden, auf den sie aufgebracht werden sollen. Solche Sprühventile finden deshalb vor allem zum Lackieren und Kleberauftragen Verwendung. Aber auch andere Anwendungsfällen sind denkbar.
Das Sprühventil verfügt über einen Hauptkörper 10, mit dem die übrigen Komponenten des Sprühventils verbunden sind. Der quaderförmige Hauptkörper 10 verfügt von der Seite gesehen über eine U-ähnliche Gestalt. Er weist an seiner in Bezug auf die Sprührichtung 11 vornliegenden Seite einen aufrechten Schenkel 12 und auf der Rückseite einen ebenfalls aufrechten, aber breiteren Schenkel 13 auf. Verbunden sind die Schenkel 12 und 13 an ihrer Unterseite durch einen horizontalen Steg 14. Von den Schenkeln 12 und dem Steg 14 eingeschlossen ist ein oben offener und über die gesamte Breite des Hauptkörpers 11 durchgehender Aufnahmeraum 15 für eine einzige Spule 16 des erfindungsgemäßen Sprühventils. Von der oben offenen Seite des Aufnahmeraums 15 her ist die Spule 16 mit einem Stecker 17 zum Anschluß an eine in der 1 nicht gezeigte Stromversorgungsleitung verbunden.
In Sprührichtung 11 gesehen ist vor dem schmalen Schenkel 12 ein Sprühkopf 18 geschraubt. Eine Längsmittelachse des Sprühkopfs 18 liegt dabei auf einer sich durch das gesamte Sprühventil, und zwar insbesondere den Hauptkörper 10 desselben, erstreckenden Längsachse 19. Der Sprühkopf 18 ist in an sich bekannter Weise gebildet aus einem Grundkörper 20, einer Luftkappe 21, die mit einem Überwurfring 22 vor den Grundkörper 20 geschraubt ist, und eine im Inneren des Grundkörpers 20 sowie der Luftkappe 21 angeordneten Düse 23. Die Düse 23 weist an ihrem vorderen Ende eine sich kegelförmig verjüngende Stoffaustrittsöffnung 24 auf. Die Stoffaustrittsöffnung 24 ist umgeben von einem Ringkanal 25, der zwischen der Düse und der Luftkappe 21 gebildet ist. Der Ringkanal 25 dient zum Austritt von Luft, die zum Zerstäuben des aus der Stoffaustrittsöffnung 24 austretenden Stoffs dient. In einem hier gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Luftkappe 21 über zwei gegenüberliegende, schräggerichtete Luftaustrittsöffnungen 26. Diese dienen dazu, das aus den Stoffaustrittsöffnungen 24 und dem Ringkanal 25 austretende zerstäubte Stoff-Luftgemisch zu einem Flachstrahl zu formen. Für andere Strahlformen kann die vom Grundkörper 20 des Sprühkopfs 18 abschraubbare Luftkappe 21 andere Luftaustrittsöffnungen aufweisen.
An der Rückseite des Grundkörpers 20 des Sprühkopfs 18 ist ein Zylinderansatz 27 mit einem Außengewinde angeordnet. Das sich nur über einen mittleren Bereich des Zylinderansatzes 27 erstreckende Außengewinde ist in eine mit einem korrespondierenden Innengewinde versehene Durchgangsbohrung 29 des schmalen Schenkels 12 eingeschraubt. Die Durchgangsbohrung 29 liegt auf der Längsachse 19 des Sprühventils. Ein hinterer Endbereich des Zylinderansatzes 27 des Grundkörpers 20 ragt über die Rückseite des Schenkels 12 hinaus in den Aufnahmeraum 15 hinein.
Der in Sprührichtung 11 gesehen breitere hintere Schenkel 13 verfügt über eine auf der Längsachse 19 liegende Durchgangsbohrung 30. Ein hinterer Endbereich der Durchgangsbohrung 30 ist mit einem Innengewinde versehen, in das eine Rändelschraube 28 von außen eingeschraubt ist. Die Rändelschraube 28 weist eine durchgehende Gewindebohrung 31 auf, durch die ein mit einem Außengewinde versehener Zylinderansatz 32 einer Verstellschraube 33 hindurchgeschraubt ist. Ein nach hinten aus der Rändelschraube 28 herausragender Teil der Verstellschraube 33 ist mit einer Luftanschlußkupplung 35 verschraubt, die mit einem in der 1 nicht gezeigten Luftversorgungsschlauch in Verbindung steht. Oberhalb der Verstellschraube 33 ist von hinten in den Schenkel 13 eine Stoffanschlußkupplung 36 eingeschraubt. Die Stoffanschlußkupplung 36 dient zum Anschluß eines in der 1 ebenfalls nicht gezeigten Stoffzufuhrschlauchs an das Sprühventil.
Zwischen den Schenkeln 12 und 13 erstreckt sich durch den Aufnahmeraum 15 hindurch ein Stoffröhrchen 37. Das zylindrische Stoffröhrchen 37 liegt mit einer Längsmittelachse auf der Längsachse 19. ein in Strömungsrichtung 11 vornliegender Endbereich des Stoffröhrchens 37 ist dichtend in einem hinteren Teil einer Durchgangsbohrung 38 im Grundkörper 20 des Sprühkopfs 18 befestigt, und zwar vorzugsweise durch Kleben. Ein gegenüberliegender hinterer Endbereich des Stoffröhrchens 37 ist in einer Durchgangsbohrung 39 einer Verschlußhülse 40 verschieblich gelagert. Die Verschlußhülse 40 ist teilweise in einen vorderen Bereich der Durchgangsbohrung 30 im Schenkel 13 befestigt, und zwar dichtend. Ein vorderer Bundabschnitt 41 der Verschlußhülse 40 ragt aus dem Schenkel 13 in den Aufnahmeraum 15 hinein. Ausgehend von der inneren Durchgangsbohrung 39 weist die Verschlußhülse 40 an gegenüberliegenden Endbereichen umlaufende Nuten zur Aufnahme von zwei voneinander beabstandeten Dichtringen 42, 43 auf. Der vordere Dichtring 42 dient zur Abdichtung des hinteren Endbereichs des Stoffröhrchens 37 gegenüber der Verschlußhülse 40.
Das Stoffröhrchen 37 ist im Bereich des Aufnahmeraums 15 zwischen den Schenkeln 12 und 13 vollständig, nämlich ringsherum, von der Spule 16 umgeben. Durch die Spule 16 hindurch erstreckt sich demnach ein mittlerer Bereich des Stoffröhrchens 37. Die Spule 16 ist auf dem Stoffröhrchen 37 bzw. dem Bundabschnitt 41 des in den Aufnahmeraum hineinragenden Verschlußhülse 41 und den ebenfalls in den Aufnahmeraum 15 hineinragenden vorderen Zylinderansatz 27 des Grundkörpers 20 des Sprühkopfs 18 gelagert.
Im Stoffröhrchen 37 und im Sprühkopf 18 ist ein Stoffkolben 44 gelagert. Der Stoffkolben 44 liegt mit seiner Längsmittelachse auf der Längsachse 19 des Sprühventils. Der Stoffkolben 44 ist im Stoffröhrchen 37 und im Sprühkopf 18 auf der Längsachse 19 hin- und herbewegbar. Ein hinterer Teil des Stoffkolbens 44 ist im Stoffröhrchen 37 gelagert. Dieser Teil des Stoffröhrchens 44 erstreckt sich etwa über die in Sprührichtung 11 gesehene vordere Hälfte des Sprühröhrchens 37. Hierin ist ein einen hinteren Teil des Stoffkolbens 44 bildender Anker 45 mit einem Sechskantquerschnitt gelagert. Das Eckenmaß des sechskantförmigen Ankers 45 ist derart korrespondierend zum Innendurchmessers des Stoffröhrchens 37 ausgebildet, daß an den Kanten der Anker 45 im Stoffröhrchen 37 verschiebbar geführt ist. Ein Vorderteil des Stoffkolbens 44 erstreckt sich durch den Sprühkopf 18. Ein vorderes Ende des Stoffkolbens 44 ist mit einer Kegelspitze 46 versehen, die die Stoffaustrittsöffnung 24 in der Düse 23 des Sprühkopfs 18 bei durch die Spule 16 nicht betätigten Stoffkolben 44 verschließt. Diese Stellung des Stoffkolbens 44 ist in der 1 gezeigt. Ein zylindrischer Übergangsbereich 47 zwischen dem vorderen und dem hinteren Bereich des Stoffkolbens 44 ist von einer Feder umgeben, bei der es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Druckfeder 48 handelt. Die Druckfeder 48 stützt sich mit ihrer zur Stoffaustrittsöffnung 24 weisenden Seite an einem umlaufenden Kragen 49 am vorderen Ende des Übergangsbereichs 47 ab. Ein gegenüberliegendes hinteres Ende der Druckfeder 48 stützt sich an einem Federgegenlager 50 zwischen der Düse 23 und der Grundkörper 20 des Sprühkopfs 18 ab. Durch die Druckfeder 48 wird der Stoffkolben 44 in die in der 1 gezeigte Schließstellung bewegt.
In der in Sprührichtung 11 gesehenen hinteren Hälfte des Stoffröhrchens 37, die vom Anker 45 des Stoffkolbens 44 nicht ausgefüllt ist, ist ein Teil eines Luftröhrchens 51 angeordnet. Ein anderer, hinterer Teil des Luftröhrchens 51 erstreckt sich in die Durchgangsbohrung 30 im Schenkel 13. Mit einem hinteren Endbereich ist das Luftröhrchen 51 verschraubt mit einem in Sprührichtung 11 nach vorn aus der Rändelschraube 28 herausragenden Gewindebereich 52 der Verstellschraube 33. Dadurch bilden die Verstellschraube 33 und das Luftröhrchen 51 eine Einheit. Der mit der Verstellschraube 33 verschraubte hintere Bereich des Luftröhrchens 51 ist mit einem umlaufenden Kragen 53 versehen, der am Außenumfang eine Rändelung bzw. Verzahnung aufweist. In diese Verzahnung rastet eine federbelastete Arretierungskugel 54 eines federnden Druckstücks 55 ein, das quer zur Längsachse 19 gerichtet von unten in den Schenkel 13 des Hauptkörpers 10 eingeschraubt ist. Damit erfolgt eine Arretierung der durch die Verstellschraube 33 eingestellten Position des Luftröhrchens 51 im Stoffröhrchen 37. Ein sich an den Kragen 53 in Sprührichtung 11 gesehen anschließender Mittelabschnitt 56 des Luftröhrchens 51 ist in einem hinteren Bereich der Verschlußhülse 40 geführt und durch den hinteren Dichtring 43 gegenüber einem Ringraum 57 im Stoffröhrchen 37 abgedichtet. Dieser Ringraum 57 umgibt den sich in das Stoffröhrchen 37 erstreckenden Abschnitt des Luftröhrchens 51. Gebildet ist der Ringraum 57 dadurch, daß der Außendurchmesser des Luftröhrchens 51 kleiner als der Innendurchmesser des Stoffröhrchens 37 ist. Dadurch verfügt der Ringraum 57 über einen zylindrischen Querschnitt. Der sich in das Stoffröhrchen 37 erstreckende Vorderteil 58 des Luftröhrchens 51 ist an seinem freien, offenen Ende mit einem Verschlußstopfen 59 versehen. Der Verschlußstopfen 59 ist dichtend mit dem Ende des Vorderteils 58 des Luftröhrchens 51 verbunden.
Das Stoffröhrchen 37 und das Luftröhrchen 51 sind in der Länge derart bemessen, daß zwischen einer zum Stoffröhrchen 37 weisenden ebenen Stirnseite 60 des Verschlußstopfens 59 vor dem Luftröhrchen 51 und der zum Verschlußstopfen 59 weisenden hinteren Stirnseite 61 des Ankers 45 des Stoffkolbens 44 ein schmaler Spalt 62 bei geschlossenem Sprühventil bestehen bleibt.
Im Inneren des Luftröhrchens 51 befindet sich ein Luftkolben 63. Der zylindrische Luftkolben 63 liegt mit seiner Längsmittelachse auf der Längsachse 19 des Sprühventils und ist auf dieser hin- und herbewegbar. Ein in Sprührichtung 11 vornliegender, größerer Abschnitt des Luftkolbens 63 bildet einen Anker 64. Mit dem Anker 64 ist der Luftkolben 63 hin- und herbewegbar im Stoffröhrchen 37 geführt, und zwar mit einem sich im wesentlichen im Bereich der Spule 16 erstreckenden Vorderteil 58 desselben. Ein hinter dem Anker 64 liegender rückwärtiger Teil des Luftkolbens 63 ist mit einem verringerten Durchmesser versehen. Auf diesem hinteren Teil 65 des Luftkolbens 63 ist eine Feder angeordnet, und zwar eine Druckfeder 66. Die Druckfeder 66 stützt sich mit ihrem in Sprührichtung 11 gesehen vorderen Ende an einem unverschieblich im Inneren des Luftröhrchens 51 angeordneten Federgegenlager 67 ab. Das rückwärtige Ende der Druckfeder 66 liegt an einem das Ende des hinteren Teils 65 des Luftkolbens 63 umgebenden Kragen 68 an. Durch diese Anordnung der Druckfeder 66 zwischen dem Luftkolben 63 und dem Luftröhrchen 51 wird der Luftkolben 63 von der Druckfeder 66 bei geschlossenem Sprühventil gegen die Sprüh richtung 11 nach hinten bewegt. Dabei dichtet eine rückwärtige Stirnseite 69 des Luftkolbens 63 ein sich durchgehend durch die Verstellschraube 33 erstreckenden Luftzufuhrkanal 70 ab. Diese Dichtung wird herbeigeführt durch einen Dichtring 71 in einer Ringnut in der Stirnseite 69 des Luftkolbens 63.
Im Inneren des Luftröhrchens 51 befindet sich zwischen der zum Verschlußstopfen 59 weisenden Stirnfläche 77 des Ankers 64 und der zum Anker 64 weisenden Stirnfläche 78 des Verschlußstopfens 59 ein Spalt 79. Diese Spalt 79 begrenzt den Hubweg des Luftkolbens 63 im Luftröhrchen 51.
Der vom Sprühventil aufzutragende Stoff (Lack, Kleber oder dergleichen) tritt über die Stoffanschlußkupplung 36 von hinten in den Hauptkörper 10 des Sprühventils ein. Durch allesamt mit der gleichen Bezugsziffer versehene verschiedene Kanäle 72 gelangt der Stoff durch die Verschlußhülse 40 am rückwärtigen Ende in das Stoffröhrchen 37, und zwar in den Ringraum 57 zwischen dem Stoffröhrchen 37 und dem Luftröhrchen 51. Nach Verlassen des Bereichs des Luftröhrchens 51 strömt der Stoff in Sprührichtung 11 weiter an den Schlüsselflächen 73 des Ankers 45 des Stoffkolbens 44 vorbei in den Sprühkopf 11. Durch mehrere allesamt mit der gleichen Bezugsziffer versehene Kanäle 74 strömt der Stoff in Sprührichtung 11 durch den Sprühkopf 18 bis zur Stoffaustrittsöffnung 24. Durch die geöffnete Stoffaustrittsöffnung 24 kann der Stoff in Sprührichtung 11 aus dem Sprühkopf 18 des Sprühventils austreten.
Die Luft, bei der es sich in der Regel um Druckluft handelt, wird über die Luftanschlußkupplung 35 dem Sprühventil zugeführt. Die Druckluft gelangt dadurch in den Luftzufuhrkanal 70 der Verstellschraube 33. Wird der Luftzufuhrkanal 70 vom Luftkolben 63 freigegeben, gelangt die Luft in das Luftröhrchen 51 und von dort über verschiedene mit der gleichen Bezugsziffer versehene Luftzufuhrkanäle 75 durch den Hauptkörper 10 hindurch zum Sprühkopf 18. Die Luft strömt dabei durch den Grundkörper 20 des Sprühkopfs 18 und verzweigt sich dort über einen Ringkanal 76 in getrennte Luftzufuhrkanäle 75, die innerhalb der Luftkappe 21 zum Ringkanal 25 und die Luftaustritts öffnungen 26 gelangen, von wo aus die Luft, nämlich Druckluft, aus dem Luftkörper 21 des Sprühkopfs 18 austritt.
Die Funktionsweise des beschriebenen Sprühventils ist folgende:
Die Figuren zeigen das geschlossene Sprühventil. Die Spule 16 ist in diesem Falle stromlos. Dabei wird durch die Druckfeder 48 der Stoffkolben 44 in Sprührichtung 11 in die Stoffaustrittsöffnung 24 gedrückt, wodurch die Kegelspitze 46 am vorderen Ende des Stoffkolbens 44 die ebenfalls kegelförmige Stoffaustrittsöffnung 24 verschließt und kein Stoff aus dem Sprühventil austreten kann. Der Luftkolben 63 wird durch die ihm zugeordnete Druckfeder 66 entgegen der Sprührichtung 11 mit dem Dichtring 71 auf seiner hinteren Stirnseite 69 gegen die Stirnseite der Verstellschraube 33 gedrückt und dichtet dabei den Luftzufuhrkanal 70 in der Verstellschraube 33 ab, so daß Luft bzw. Druckluft nicht in den Hauptkörper 10 des Sprühventils strömen kann. Die Druckfedern 48, 66 bewegen somit den Stoffkolben 44 und den Luftkolben 63 auseinander. Die Endposition des Stoffkolbens 44 wird dabei durch seine Kegelspitze 46 in der Stoffaustrittsöffnung 24 begrenzt. Die Position des Luftkolbens 63 wird durch die dichtende Anlage seiner Stirnseite 69 vor dem Luftzufuhrkanal 70 der Verstellschraube 33 festgelegt.
Wird nun die Spule 16 mit Strom versorgt, bewegen sie magnetisch die Anker 45 und 64 aufeinander zu, wobei der Stoffkolben 44 und der Luftkolben 63, deren Bestandteile die Anker 54 und 64 sind, aufeinanderzubewegt werden. Dabei öffnet der Stoffkolben 44 die Stoffaustrittsöffnung 24 im Sprühkopf 18. Der Luftkolben 63 gibt den Luftzufuhrkanal 70 in der Verstellschraube 33 frei, so daß Druckluft durch die Luftzufuhrkanäle 75 aus dem Ringkanal 25 und den Luftaustrittsöffnungen 26 des Sprühkopfs 18 austreten kann. Der Öffnungshub des Stoffkolbens 44 wird durch den Spalt 62 begrenzt, während der Öffnungshub des Luftkolbens 63 durch den Spalt 79 bestimmt wird. Bei geöffnetem Sprühventil sind demnach sowohl der Spalt 62 als auch der Spalt 79 geschlossen.
Die Breite des Spalts 62 zwischen dem Stoffkolben 44 und dem Verschlußstopfen 59 vor dem Luftröhrchen 51 ist einstellbar durch ein Verdrehen der Verstellschraube 33. Die Verstellschraube 33 wird bei einer Verdrehung in der Rändelschraube 28 auf der Längsachse 19 des Sprühventils verschoben. Dabei erfolgt eine Mitnahme des mit der Verstellschraube 33 verschraubten Luftröhrchens 51 einschließlich des Verschlußstopfens 59 und des im Luftröhrchen 51 gelagerten Luftkolbens 63. Durch ein Verdrehen der Verstellschraube 33 in entgegengesetzten Richtungen kann der Spalt 62 sowohl vergrößert als auch verkleinert werden und dadurch die Stoffaustrittsöffnung 24 im Sprühkopf 18 von der Kegelspitze 46 des Stoffkolbens 44 mehr oder weniger weit geöffnet werden zur Veränderung der zeitlichen Austrittsmenge des Stoffs aus dem Sprühventil.
Beim hier gezeigten Sprühventil ist der Spalt 79 zwischen dem Verschlußstopfen 69 des Luftröhrchens 51 und dem im Luftröhrchen hin- und herbeweglichen Luftkolben 63 nicht veränderbar. Dieses ist nicht notwendig, weil es in der Regel ausreicht, nur die Austrittsmenge des Stoffs aus dem Sprühventil zu verändern, wodurch sich das Mischungsverhältnis des Stoffs gegenüber der Luft bzw. Druckluft ändert und damit die Sprüheigenschaften des Sprühventils variiert werden können. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, zusätzlich den Spalt 79 veränderbar zu gestalten. Alternativ ist es auch denkbar, nur den Spalt 79 zu verändern und statt dessen den Spalt 62 konstant zu halten.
Nachdem die Stromversorgung der Spule 16 wieder unterbrochen wird, bewegen die Druckfedern 48 und 66 den Stoffkolben 44 und den Luftkolben 63 in entgegengesetzte Richtungen wieder zurück in ihre in den Figuren gezeichnete Ausgangspositionen zum Schließen sowohl der Luftaustrittsöffnungen 26, des Ringkanals 25 und auch der Stoffaustrittsöffnung 24 aus dem Sprühventil.
Eine weitere Besonderheit des Sprühventils besteht darin, daß die Druckfedern 48 und 66 so ausgebildet sind, daß sie unterschiedliche Öffnungskräfte auf den Stoffkolben 44 einerseits und den Luftkolben 63 andererseits ausüben. Dabei ist die dem Luftkolben 63 zugeordnete Druckfeder 66 so bemessen, daß dieser leichter und somit früher bewegt wird als der Stoffkolben 44, dem somit eine stärkere Druckfeder 48 zugeordnet ist. Damit wird erreicht, daß zuerst die Druckluftzufuhr im Sprühventil durch den Luftkolben 63 geöffnet wird und erst anschließend, vorzugsweise kurz danach, der Stoffkolben 44 bewegt wird zur Freigabe des Stoffaustritts aus dem Sprühventil.
Infolge der eine größere Kraft auf den Stoffkolben 44 ausübenden Druckfeder 48 wird bei einer Unterbrechung der Stromversorgung der Spule 16 zunächst die Stoffaustrittsöffnung 24 vom Stoffkolben 44 geschlossen und erst dann der Luftzufuhrkanal 70 durch den Luftkolben 63 abgedichtet. Dadurch erfolgt zunächst eine Unterbrechung des Stoffaustritts aus dem Sprühventil und anschließend eine Unterbrechung des Luftaustritts.

10: Hauptkörper
11: Sprührichtung
12: Schenkel
13: Schenkel
14: Steg
15: Aufnahmeraum
16: Spule
17: Stecker
18: Sprühkopf
19: Längsachse
20: Grundkörper
21: Luftkappe
22: Überwurfring
23: Düse
24: Stoffaustrittsöffnung
25: Ringkanal
26: Luftaustrittsöffnung
27: Zylinderansatz
28: Rändelschraube
29: Durchgangsbohrung
30: Durchgangsbohrung
31: Gewindebohrung
32: Zylinderansatz
33: Verstellschraube
35: Luftanschlußkupplung
36: Stoffanschlußkupplung
37: Stoffröhrchen
38: Durchgangsbohrung
39: Durchgangsbohrung
40: Verschlußhülse
41: Bundabschnitt
42: Dichtring
43: Dichtring
44: Stoffkolben
45: Anker
46: Kegelspitze
47: Übergangsbereich
48: Druckfeder
49: Kragen
50: Federgegenlager
51: Luftröhrchen
52: Gewindebereich
53: Kragen
54: Arretierungskugel
55: federndes Druckstück
56: Mittelabschnitt
57: Ringraum
58: Vorderteil
59: Verschlußstopfen
60: Stirnseite
61: Stirnseite
62: Spalt
63: Luftkolben
64: Anker
65: hinterer Teil
66: Druckfeder
67: Federgegenlager
68: Kragen
69: Stirnseite
70: Luftzufuhrkanal
71: Dichtring
72: Kanal
73: Schlüsselfläche
74: Kanal
75: Luftzufuhrkanal
76: Ringkanal
77: Stirnfläche
18: Stirnfläche
79: Spalt

Claims

Sprühventil für mit Luft zerstäubte fließfähige Stoffe mit einem Hauptkörper (10), in dem ein Stoffkolben (44) und ein Luftkolben (63) elektromagnetisch betrieben bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoffkolben (44) und dem Luftkolben (63) eine gemeinsame Spule (16) zum elektromagnetischen Antrieb sowohl des Stoffkolbens (44) als auch des Luftkolbens (63) zugeordnet ist.
Sprühventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Stoffkolbens (44) und des Luftkolbens (63) jeweils einen Anker (45, 64) bilden, denen die gemeinsame Spule (16) zugeordnet ist.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffkolben (44) und der Luftkolben (63) gleichachsig aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei in Bezug auf die Sprührichtung (11) des Stoffs und der Luft auf den Luftkolben (63) der Stoffkolben (44) folgt.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffkolben (44) und der Luftkolben (63) in ihrer Bewegungsrichtung geführt in separaten Röhrchen angeordnet sind.
Sprühventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen als ein Stoffröhrchen (37) und ein Luftröhrchen (51) ausgebildet sind.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftröhrchen (51) konzentrisch zum Stoffröhrchen (37) angeordnet ist, wobei zwischen dem Außendurchmesser des Luftröhrchens (51) und dem Innendurchmesser des Stoffröhrchens (37) ein umlaufender Ringspalt (57) sich befindet.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftröhrchen (51) kürzer als das Stoffröhrchen (37) ist.
Sprühventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das kürzere Luftröhrchen (51) nur über einen hinteren Teil des Stoffröhrchens (37) erstreckt.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftröhrchen (51) an seinem zum Stoffkolben (44) weisenden offenen Ende dicht verschlossen ist.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkolben (63) und der Stoffkolben (44) durch die gemeinsame Spule (16) in entgegengesetzten Richtungen aufeinanderzubewegbar sind.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoffkolben (44) und dem Luftkolben (63) jeweils mindestens eine Feder zugeordnet ist.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Feder (48, 66) den Luftkolben (63) und den Stoffkolben (44) im den Luft- und Stoffaustritt unterbrechenden Sinne beaufschlagt.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (48, 66) des Stoffkolbens (44) und des Luftkolbens (63) unterschiedliche Schließkräfte auf den Luftkolben (63) einerseits und den Stoffkolben (44) andererseits ausüben.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkräfte der Federn (48, 66) so gewählt sind, dass der Luftkolben (63) und der Stoffkolben (44) nacheinander öffnen und schließen.
Sprühventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkolben (63) vor dem Stoffkolben (44) öffnet und schließt.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede dem Luftkolben (63) zugeordnete Feder (66) eine kleinere Öffnungskraft auf den Luftkolben (63) ausübt als die oder jede dem Stoffkolben (44) zugeordnete Feder (48) auf den Stoffkolben (44).
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer zum Stoffkolben (44) weisenden Stirnseite (60) des Verschlussstopfens (59) des Luftröhrchens (51) und einer zur Stirnseite (60) des Verschlussstopfens (59) weisenden Stirnseite (61) an der Rückseite des Stoffkolbens (44) bei sich in Schließstellung befindlichen Stoffkolben (44) ein Spalt (62) vorgesehen ist.
Sprühventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (62) zwischen dem Stoffkolben (44) und dem Verschlussstopfen (59) in seiner Breite stufenlos veränderbar ist.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer zum Verschlussstopfen (59) weisenden Stirnfläche (77) des Luftkolbens (63) und einer zum Luftkolben (63) weisenden Stirnfläche (78) des Verschlussstopfens (59) bei sich in Schließstellung befindlichem Luftkolben (63) ein Spalt (79) vorgesehen ist.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Breite des jeweiligen Spalts (62, 79) der Hubweg des Stoffkolbens (44) oder des Luftkolbens (63) begrenzbar ist.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (16) zur elektromagnetischen Bewegung des Stoffkolbens (44) und des Luftkolbens (63) das Stoffröhrchen (37) und das in einem Teil desselben angeordnete Luftröhrchen (51) mindestens teilweise umgibt.
Sprühventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (16) einen mittleren Bereich des Stoffröhrchens (37) und einen in Sprührichtung (11) gesehenen vorderen Teil des teilweise im Stoffröhrchen (37) angeordneten Luftröhrchens (51) ringsherum oder vollständig umgibt.