DE202005015846U1 - Düsenvorrichtung zum flächigen Aufsprühen eines Korrosionsschutzmittels - Google Patents

Abstract

Düsenvorrichtung (100) zum flächigen Aufsprühen eines Korrosionsschutzmittels auf eine Oberfläche, wenigstens umfassend ein Einspritzventil (30), ein Heizelement (40) und eine Auftragsdüse (50), wobei das Heizelement (40) ausgangsseitig am Einspritzventil (30) angeordnet ist und wobei zwischen einer Einspritzdüse (31) des Einspritzventils (30) und der Auftragsdüse (50) eine Luftmischkammer (14) vorgesehen ist, die über wenigstens einen Luftkanal (13) mit Druckluft beaufschlagbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zum flächigen Aufsprühen eines Korrosionsschutzmittels auf eine Oberfläche.
• Zur Konservierung von Stahlblechen und anderen Eisenteilen während der Lagerung oder des Transports werden Korrosionsschutzöle eingesetzt. Diese müssen die zu schützende Oberfläche vollflächig benetzen. Dies gilt insbesondere für dünnwandige Stahlbleche, wie sie in der Automobilindustrie verwendet werden und wo schon kleinflächige Korrosionserscheinungen zu Problemen bei der weiteren Verarbeitung führen können. Auf der anderen Seite darf der Auftrag des Korrosionsschutzmittels nicht im Übermaß erfolgen, da das Korrosionsschutzmittel vor den weiteren Verarbeitungsschritten, insbesondere vor der Lackierung, vollständig wieder entfernt und entsorgt werden muss. Trotz der Notwendigkeit, unbeschichtete Stahlbleche während des Lager- und Produktionsprozesses zu schützen, liegt somit das Bestreben darin, die Filmdicke des Korrosionsschutzmittels möglichst klein zu halten. Das Korrosionsschutzmittel hat thixotrope Eigenschaften und besitzt ein entsprechend hohes Haftungsvermögen. Zur Appli kation des Korrosionsschutzmittels in einem feinen und gleichmäßigen Sprühnebel muss das Öl erwärmt werden, um die Viskosität wenigstens soweit herabzusetzen, dass ein Versprühen über eine Düse möglich ist. Aufgrund der hohen Haftfähigkeit des Korrosionsschutzmittels kommt es allerdings zu Anhaftungen von Korrosionsschutzöl an der Düse, wodurch sich die Düse mit längerer Betriebszeit zusetzt. Dies gilt erst recht im Falle von Produktionsunterbrechungen, bei denen die Erwärmung des Korrosionsschutzmittels und der Düse unterbrochen wird. Bei der Abkühlung erstarrt das haftfähige Korrosionsschutzöl dann und muss von Hand von der Düse entfernt werden. Ein prozesssicherer Auftrag des Korrosionsschutzmittels ist somit nicht möglich, da die sichere Funktion der Auftragsdüsen über einen längeren Zeitraum nicht gewährleistet werden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Düsenvorrichtung anzugeben, mit der haftfähige Korrosionsschutzmittel, insbesondere auf Ölbasis, prozesssicher applizierbar sind.
• Diese Aufgabe wird durch eine Düsenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Neben einer Erwärmung des Korrosionsschutzmittels durch ein Heizelement sieht die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung vor, ein Einspritzventil zu verwenden, wie es aus modernen Verbrennungsmotoren bekannt ist. Hierdurch kann zum einen ein handelsübliches Massenbauteil kostengünstig eingesetzt werden, zum anderen ermöglicht eine Einspritzdüse für einen Verbrennungsmotor eine Mengenregelung durch die Variation der Ansteuerungsfrequenz. Über eine Frequenzänderung kann die aufgebrachte Ölmenge sehr fein dosiert werden.
• Erfindungswesentlich ist aber vor allem, dass zwischen der Einspritzdüse, also der Ausgangsseite des Einspritzventils, und der Einlassseite einer Auftragsdüse, von welcher aus das Korrosionsschutzmittel auf das zu behandelnde Werkstück aufgebracht wird, eine Luftmischkammer vorgesehen ist.
• Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die Anordnung der Luftmischkammer und die Ermöglichung einer Beaufschlagung der Kammer mit externer und erwärmter Druckluft das Korrosionsschutzmittel in der gewünschten Filmstärke und mit einer über die Betriebszeit konstanten Auftragsmenge, lediglich abhängig von der Ansteuerungsfrequenz des Einspritzventils, aufgetragen werden kann. Die von dem Einspritzventil abgegebene Portion des Korrosionsschutzmittels wird erfindungsgemäß mit einer Luftmenge versetzt, die erwärmt zugeführt wird, um zu vermeiden, dass die Luftzufuhr das Korrosionsschutzmittel abkühlt und dementsprechend dessen Viskosität herabsetzt. Dadurch, dass die Luft nicht einfach im Bereich der Auftragsdüse eingeblasen wird, sondern in einer abgeschlossenen, der Auftragsdüse vorgeschalteten Luftmischkammer unter Druck eingeleitet wird, wird die Verwirbelung der aus der Einspritzdüse abgegebenen Menge an Öl in Maßen gehalten. Eine Feinstvernebelung findet bei der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung nicht direkt nach der Einspritzdüse satt, sondern erst am Ausgang der Auftragsdüse, wo die unter Druck stehende Mischung aus Korrosionsschutzmittel und erwärmter Luft expandieren kann, wodurch es zu einer Vernebelung des Korrosionsschutzmittels kommt.
• Vorzugsweise wird als Auftragsdüse eine Zungendüse eingesetzt, die ein quer zur Düsenmittelachse ausgerichtetes Umlenkungselement aufweist. Durch den Aufprall der Menge von Öl und Luft auf das Umlenkungselement wird die Verwirbelung so gezielt herbeigeführt, dass nur ein feiner Ölnebel die Auftragsdüse verlässt, wobei der Ölnebel eine ausgeglichene Tropfengrößenverteilung besitzt. Größere Tropfen, die auf der Werkstückoberfläche entweder als lokale Verdickung anhaften könnten oder aber zu einem Ablaufen des Korrosionsschutzmittels infolge Übersättigung führen könnten, werden somit vermieden.
• Die Erfindung wird mit Bezug auf die Figur näher erläutert.
• Die Figur zeigt in einer Schnittansicht eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung 100. Um eine thermische Entkopplung herbeiführen zu können, ist die Düsenvorrichtung in ein Düsengehäuse 10 und ein Grundgehäuse 20 aufgeteilt.
• Am Grundgehäuse 20 sind Anschlüsse 21, 22 und ein innen liegender Leitungskanal 23 für die Durchleitung von Korrosionsschutzmittel vorgesehen.
• Über einen Zwischenadapter 24 ist das Düsengehäuse 10 gehaltert. Dazu weist das Düsengehäuse 10 einen zylindrischen Absatz 11 auf, in dem wenigstens ein O-Ring 12 vorgesehen ist, mit dem sich das Grundgehäuse innerhalb einer Bohrung im Zwischenadapter 24 festklemmt. Über diese Verbindungen können unterschiedliche Längenänderungen in folge Erwärmung ausgeglichen und Wärmespannungen somit vermieden werden.
• Außerdem ist der Zwischenadapter 24 des vorliegenden Ausführungsbeispiels so gestaltet, dass zwischen zwei O-Ringen an dem zylindrischen Absatz 11 des Grundgehäuses ein abgedichteter Ringbereich 26 ausgebildet ist. Der Ringbereich 26 kann über einen Druckluftanschluss 25 beaufschlagt werden. Die Druckluft kann sich im Ringbereich 26 gleichmäßig über den Umfang verteilen und dann über mehrere radial angeordnete Luftkanäle 13 bis in eine Luftmischkammer 14 im Inneren des Düsengehäuses 10 geführt werden.
• Von dem Kanal 23 im Grundgehäuse 20 aus wird ein Einspritzventil 30 gespeist, das mit einem Heizelement 40 gekoppelt ist. Die Einspritzdüse 31 des Einspritzventils 0 ist kurz hinter dem Heizelement 40 angeordnet und mündet in der Luftmischkammer 14 in einem Abstand zu einer Auftragsdüse 50, welche die Luftmischkammer 14 nach außen hin abschließt.
• Als Auftragsdüse 50 zeigt das dargestellte Ausführungsbeispiel eine so genannte Zungendüse. Hinter einer Düsenverengung 52 erfolgt eine abrupte Strahlumlenkung, die durch ein Umlenkungselement 51, das quer zu einer Düsenmittelachse angeordnet ist, bewirkt wird.
• Die Luftmischkammer 14 ist von ihrem Durchmesser und ihrer Länge her so gestaltet, dass zwar eine Vermischung der von der Einspritzdüse 30 abgegebenen Korrosionsschutzmittelportion und der durch die Luftkanäle 13 eingeleiteten Luft möglich ist, dass aber noch keine vollständige Expansion möglich ist. Eine zu starke Vorverwir belung und ein zu starker Druckabbau vor dem Verlassen der Auftragsdüse 50 werden somit vermieden.
• Außerdem werden bei der dargestellten Ausführungsform der Düsenvorrichtung 100 die Luftzuführungskanäle 13 seitlich auf den Außenbereich der Einspritzdüse 31 geführt, nicht aber direkt vor deren Mündung. Somit wird vermieden, dass lokal im Bereich der Mündungen der Luftkanäle 13 in der Luftmischkammer 14 das Korrosionsschutzmittel weggeblasen wird. Durch das Einblasen der Luftmenge in den sehr schmalen Spalt zwischen dem Außenumfang der Einspritzdüse 31 und der Bohrung 14 wird über den Umfang des Ringspalts zwischen Einspritzdüse 31 und Luftmischkammer 14 eine nahezu gleichmäßig verteilte Luftzuführung bewirkt.

Claims (4)

1. Düsenvorrichtung (100) zum flächigen Aufsprühen eines Korrosionsschutzmittels auf eine Oberfläche, wenigstens umfassend ein Einspritzventil (30), ein Heizelement (40) und eine Auftragsdüse (50), wobei das Heizelement (40) ausgangsseitig am Einspritzventil (30) angeordnet ist und wobei zwischen einer Einspritzdüse (31) des Einspritzventils (30) und der Auftragsdüse (50) eine Luftmischkammer (14) vorgesehen ist, die über wenigstens einen Luftkanal (13) mit Druckluft beaufschlagbar ist.
2. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsdüse (50) eine Zungendüse ist, die ausgangsseitig einer Querschnittsverengung (52) in einem Düsenkanals wenigstens ein quer zu einer Düsenmittelachse ausgerichtetes sichelförmiges Umlenkungselement (51) aufweist.
3. Düsenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (30) ein Dieselmotoreinspritzventil ist.
4. Düsenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (13) und/oder die Luftmischkammer (14) beheizbar ist oder dass dem Luftkanal (13) eine Lufterwärmungseinrichtung vorgeschaltet ist.