-
Die Erfindung betrifft ein Farbspritzgerät zur Erzeugung eines Farb-Formstrahls nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Erfindungsgemäß kann das Farbspritzgerät auch für anderweitige luftgetriebene Auftragungsverfahren eingesetzt werden, welche von der erfindungsgemäßen Funktion der drehbaren Farb-Formstrahlerzeugung des Farbspritzgeräts Gebrauch machen.
-
Im Bereich der sprühenden Auftrageverfahren, beispielsweise beim Farbsprühen oder Lacksprühen existiert eine Vielzahl von technischen Grundprinzipien. Neben so genannten Airless-Verfahren, welche Farbe unter hohem Druck zerstäuben, und auf eine Oberfläche aufbringen, existieren eine Vielzahl von druckluftbetriebenen Verfahren. Dabei wird ein, aus einer Düse austretender Farbstrahl, mittels vorbeiströmender Luftmassen (Haupt-Zerstäubungsluft) vernebelt, und somit als Farbsprühnebel in Richtung einer Arbeitsebene transportiert. Die Arbeitsebene, welche in einem angemessenen Arbeitsabstand für eine Beschichtung angeordnet ist, wird auf diese Weise vom Farbstrahl getroffen und die Farbe dadurch darauf aufgetragen. Aus dem Stand der Technik sind hierbei unter anderem kompressordruckluftbetriebene Geräte sowie so genannte HVLP-Geräte (High Volume Low Pressure) bekannt, welche sich in einigen Betriebsparametern, beispielsweise dem Düsenluftdruck von den konventionellen Hochdruckgeräten unterscheiden.
-
Eine Gerätegattung aus dem Stand der Technik ist zur Bereitstellung eines Farb-Flachstrahls geeignet, welcher Vorteile beim Auftragen einer Farbe auf eine Oberfläche bietet. Im Vergleich zu einem radialsymmetrischen runden Farbstrahl bietet ein Flachstrahl eine erhöhte Homogenität bei der Farbauftragung, ähnlich eines Pinselauftrags oder eines Auftrags mittels einer Walze, wodurch das Farbbeschichtungsergebnis deutlich verbessert wird.
-
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
EP 0 596 939 B1 sind Farbsprühvorrichtungen bekannt, bei welchen ein radial symmetrischer, runder Farbstrahl, welcher aus einer Farbdüse austritt, durch seitlich zur Farbdüse angeordnete Luftablenkungsmittel, welche in Form von so genannten Lufthörnern ausgebildet sind, deformiert wird, sodass im Bereich einer Arbeitsebene ein erzeugter Farb-Flachstrahl auftrifft.
-
Weiterhin ist aus der
DE 10 2009 053 449 A1 ein Sprühkopf zur Erzeugung eines Farb-Flachstrahls an einem Farbspritzgerät bekannt, mit welchem auch Wandfarbe oder dickflüssige Lacke gut verarbeitete werden können. Abhängig von der Ausführung des Sprühkopfes weist der erzeugbare Flachstrahl eine vertikale oder horizontale Ausrichtung auf, so dass dieser entweder dazu geeignet ist, die Farbe optimal bis an vertikale oder horizontale Mauerkanten aufzutragen. Ein Farb-Flachstrahl in horizontaler und vertikaler Richtung dient vor allem dazu, es dem Nutzer zu ermöglichen, die Flächen in den zwei Hauptarbeitsrichtungen (= Pistolenbewegung) vertikal und horizontal zu beschichten. Dies ist insbesondere wichtig, um den so genannten Beschichtungs-Kreuzgang ausführen zu können, bei welchem eine Fläche hintereinander einmal in vertikaler und einmal in horizontaler Arbeitsrichtung beschichtet wird, um strukturelle Abschattungen zu vermeiden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Farbspritzgerät zur Erzeugung eines Farb-Formstrahls hinsichtlich einer optimalen Abdichtung der Farbdüse weiterzubilden, wobei das Farbspritzgerät geeignet ist, den Farb-Formstrahl – bei unveränderter Ausrichtung des Farbspritzgeräts im Raum – in unterschiedlicher Orientierung abzugeben.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Farbspritzgerät zur Erzeugung eines Farb-Formstrahls ist bzw. sind der Nadelkopf und/oder die Farbaustrittsöffnung wenigstens in einem Oberflächenbereich, mit welchem sich der Nadelkopf und die Farbaustrittsöffnung bei geschlossener Farbdüse berühren, durch einen Werkstoff, insbesondere Kunststoff mit elastischen Eigenschaften gebildet. Hierdurch ist es möglich, auch dann einen zuverlässig dichtenden Schließzustand des Nadelventils herbeizuführen, wenn der Nadelkopf und/oder die Farbaustrittsöffnungen in Oberflächenbereichen, mit welchen diese im geschlossenen Zustand der Nadeldüse aneinander anliegen, eine durch Farbanhaftungen veränderte Oberflächenstruktur aufweisen. Kern der Erfindung ist es somit, wenigstens ein Bauteil der Nadeldüse derart auszubilden, dass sich dieses in der Schließstellung der Nadeldüse zur Herstellung einer Dichtwirkung vorübergehend verformen kann und in jeder Offenstellung der Nadeldüse wieder seine vorgesehene Geometrie annimmt. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Dichtwirkung des Nadelventils erreicht, ohne dass hierdurch im Sprühbetrieb irgendwelche Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Weiterhin bringt die erfindungsgemäße Ausgestaltung den Vorteil mit sich, dass eine zuverlässige Dichtwirkung der Nadeldüse in deren geschlossenem Zustand auch dann erzielt wird, wenn die Farbaustrittsöffnung und die Nadel bzw. der Nadelkopf in Bezug auf eine Längsachse der Nadel durch Torsion eine leichte Fehlausrichtung zueinander aufweisen.
-
Es ist auch vorgesehen, die Farbaustrittsöffnung zusammen mit dem Nadelkopf um die Längsachse verdrehbar auszuführen, um den Farb-Formstrahl in seiner Orientierung in Bezug auf die Längsachse zu verdrehen. Hierdurch kann in einfachster Weise zwischen einer vertikalen und einer horizontalen Arbeitsrichtung gewechselt werden und kann auch einfach eine diagonale Arbeitsrichtung eingestellt werden.
-
Weiterhin ist die Nadel und insbesondere der Nadelkopf weicher als ein die Farbaustrittsöffnung bildender Düsenkörper ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Nadelkopf nötigenfalls unter einer elastischen Verformung in der Schließstellung des Nadelventils an den Düsenkörper anformt und die Farbaustrittsöffnung zuverlässig verschließt.
-
Es ist auch vorgesehen, den Nadelkopf weicher als einen Nadelschaft der Nadel auszubilden. Hierdurch wird vermieden, dass die Nadel beim Ziehen und Loslassen des Abzughebels in ungewünschtem Umfang gelängt oder komprimiert wird, so dass eine Öffnen des Nadelventils bei verklebter Nadel zu schlagartig erfolgt oder dass ein zu geringer Schließdruck aufgebracht werden kann.
-
Weiterhin ist es vorgesehen, den Nadelkopf gegenüber einem Nadelschaft der Nadel verdrehbar auszubilden. Durch eine derartige Entkopplung von Nadelschaft und Nadelkopf kann von einer Auslegung der Abzugsmechanik auf eine Verdrehbarkeit der Nadel abgesehen werden und können herkömmliche Abzugsmechaniken auch bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Farbspritzgeräts zum Einsatz kommen.
-
Eine mehrteilige Ausführung der Nadel, bei welcher der Nadelkopf ein erstes Bauteil der Nadel bildet und bei welcher ein Nadelschaft ein zweites Bauteil der Nadel bildet, bringt den Vorteil mit sich, dass Nadelschaft und Nadelkopf unabhängig voneinander an die bestehenden Anforderungen optimal angepasst werden.
-
Eine mehrteilige Ausführung der Nadel, bei welcher der Nadelkopf ein erste Bauteil der Nadel bildet, bei welcher ein Nadelschaft ein zweites Bauteil der Nadel bildet und bei welcher der Nadelkopf beschädigungsfrei trennbar mit dem Nadelschaft verbunden und insbesondere verrastet ist, bringt den Vorteil, dass Nadelkopf und Nadelschaft unabhängig voneinander ausgetauscht werden können. Hierdurch ist insbesondere auch eine kostengünstige Umrüstung des Farbspritzgeräts auf eine Farbdüse mit einer anderen Nadel möglich, da von der Nadel nur der Nadelkopf getauscht werden muss.
-
Weiterhin ist es vorgesehen, einen die Farbdüse bildenden Düsenkörper weicher als die Nadel und insbesondere weicher als den Nadelkopf auszubilden. Hierdurch werden auch dann die Vorteile der Erfindung beibehalten, wenn das Farbspritzgerät versehentlich mit einer nicht optimal auf den Düsenkörper abgestimmten Nadel ausgerüstet wird.
-
Bezüglich einer Härte, welche der Nadelkopf und/oder die ganze Nadel aufweist, sind Rockwell-Härtewerte zwischen 65 und 95 und insbesondere von etwa 80 vorgesehen. Hierdurch werden die Dichtungsfähigkeit und die Verschleißbeständigkeit in einem optimalen Verhältnis gehalten.
-
Bezüglich einer Härte, welche der Nadelschaft aufweist, sind Rockwell-Härtewerte zwischen 100 und 130 und insbesondere von etwa 115 vorgesehen. Mit derartigen Werten ist ein optimales Zusammenwirken von Nadelschaft und Nadelkopf gewährleistet.
-
Bezüglich einer Härte, welche der Düsenkörper aufweist, sind Rockwell-Härtewerte größer 100 und insbesondere größer 115. Mit derartigen Werten werden die Dichtungsfähigkeit und die Verschleißbeständigkeit in einem optimalen Verhältnis gehalten.
-
Weiterhin ist es vorgesehen, die Nadel als 2-Komponenten-Kunststoffspritzgussteil auszubilden, wobei der Nadelkopf aus der ersten Komponente gebildet ist und wobei ein Nadelschaft aus der zweiten Komponente gebildet ist. Dies ermöglicht es, die Nadel trotz heterogener Eigenschaften von Nadelkopf und Nadelschaft als einteiliges Bauteil zur Verfügung zu stellen, so dass sowohl ein Austausch der Nadel als auch das Ersatzteilmanagement vereinfacht sind.
-
Schließlich ist es vorgesehen, den Nadelschaft aus einem Kunststoff mit einer Schmelztemperatur von über 200° C und vorzugsweise über 215°C und unter 240°C herzustellen, wobei als erste Komponente insbesondere ein Polybutylen Verwendung findet und den Nadelkopf aus einem Kunststoff mit einer Schmelztemperatur von unter 200° C und vorzugsweise über 170° C herzustellen, wobei als zweite Komponente insbesondere ein Polyamid Verwendung findet. Hierdurch ist die Nadel bei hohen Stückzahlen als 2-Komponenten-Spritzgussteil herstellbar. Weiterhin lässt sich hierdurch bei der Herstellung ein Verkleben bzw. Vernetzen von Nadelschaft und Nadelkopf vermeiden, so dass der Nadelkopf gegenüber dem Nadelschaft um die Längsachse der Nadel frei verdrehbar ist und im Betrieb hierdurch eine ungewünschte Torsion der Nadel nicht auftreten kann.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschreiben.
-
Hierbei zeigt:
-
1 eine erste Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Farbspritzgeräts,
-
2 einen zusammengesetzten Farbspritzkopf,
-
3 eine zweite Explosionsdarstellung eines Farbspritzkopfs mit Nadel,
-
4 einen Querschnitt durch ein zusammengesetztes Farbspritzgerät,
-
5 eine erfindungsgemäße Nadel für das Farbspritzgerät,
-
6 eine Schnittdarstellung von Luftkulisse, Steuerscheibe und Luftkappe;
-
7 eine Detaildarstellung der aus den vorhergehenden Figuren bekannten zweiteiligen Nadel;
-
8 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante einer zweiteiligen Nadel;
-
9 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsvariante einer zweiteiligen Nadel und
-
10 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsvariante einer zweiteiligen Nadel.
-
Im Einzelnen zeigt
1 eine Explosionsdarstellung eines Farbspritzgeräts
1. Das Farbspritzgerät
1 wird in der Basis durch einen Körper
2 gebildet, an dessen unterem Ende eine Aufnahme
3 für einen Farbbehälter vorgesehen ist. Eine nicht dargestellte alternative Ausführungsform ist denkbar, indem die Aufnahme
3 für den Farbbehälter entfällt und eine Farbzuleitung dem Körper
2 die Farbe aus einem entfernt liegenden Behältnis zuführt. Dies ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2009 048 022 der Anmelderin beschrieben.
-
Der Körper 2 verfügt über einen Abzug 4, welcher am Körper 2 an einer Oberseite pendelnd aufgehängt ist und über ein seitlich im Abzugshebel 5 angeordnetes Sackloch oder eine Bohrung (hier durch eine Abdeckkappe 6 verdeckt) einen Kupplungsstift (in 4 dargestellt) mitnimmt. Dieser Kupplungsstift dient, wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, zum Zurückziehen einer Nadel 7 gegen einen Federballast oder dergleichen, um ein Nadelventil 101 (siehe 2) zur Steuerung eines Farbaustritts zu bedienen.
-
Das erfindungsgemäße Farbspritzgerät 1 umfasst neben dem Körper 2 und der Nadel 7 eine Luftkulisse 8, eine Steuerscheibe 9, eine Luftkappe 10, eine Überwurfmutter 11 sowie einen Drehbetätiger 12 mit daran angeordnetem Mitnehmer 13 sowie gegebenenfalls einen weiteren daran angeordneten Mitnehmer 14. Die Anordnung der bezeichneten Bauteile in Luftstromrichtung, ausgehend vom Körper 2, erfolgt in der in der 1 dargestellten Ausführung. Die Nadel 7 ist zweiteilig ausgeführt und umfasst als erste Bauteil 7a einen Nadelkopf 16 und als zweites Bauteil 7b einen Nadelschaft 116.
-
Die Luftkappe 10, die Steuerscheibe 9, die Luftkulisse 8 sowie die Nadel 7 bilden dabei eine Baueinheit 15 aus, welche die technischen Voraussetzungen für den Farbzerstäubungsvorgang bietet. Dabei greift die Nadel 7 mit ihrem Nadelkopf 16 in eine Farbaustrittsöffnung 17 ein, welche zentrisch in der Luftkulisse 8 angeordnet ist. Der Nadelkopf 16 ist in seiner Keilform dabei der Form der Farbaustrittsöffnung 17 derart angepasst, dass er diese durch Eingriff bei vollkommen hinein geschobener Stellung farbdicht verschließt. Die technischen Prinzipien eines Nadelventils, welches durch Zurückziehen der Nadel einen Öffnungsspalt in einer Farbaustrittsöffnung 17 bereitstellt, durch welchen sodann in dosierter Art und Weise Farbe austreten kann, sind aus dem Stand der Technik für rotatioinssymmetrische Nadeln und Farbaustrittsöffnungen mehrfach bekannt.
-
2 zeigt eine zusammengesetzte Ausführung eines Spritzkopfs 20 eines erfindungsgemäßen Farbspritzgeräts. Der Spritzkopf 20 wird dabei durch die Luftkulisse 8, die darauf angeordnete Steuerscheibe 9, die diese abdeckende Luftkappe 10, die darüber angeordnete Überwurfmutter 11 sowie den darauf aufgeklemmten Drehbetätiger 12 und den weiteren Mitnehmer 14 gebildet. Die von Seiten des Körpers 2 ausgehende Nadel 7 ist vorliegend nicht dargestellt.
-
An der Farbaustrittsseite des Spritzkopfes 20 wird durch einen Düsenkörper 121 (siehe 6) mit der Farbaustrittsöffnung 17 und die Nadel 7 (siehe z.B. 6) eine Farbdüse 21 gebildet. Die Farbdüse 21 bildet gleichzeitig das Nadelventil 101, welches abhängig von einer Stellung der Nadel 7 geschlossen oder geöffnet ist. Die vorliegend schlitzförmige Farbdüse 21 ist im Inneren einer Zerstäuberluftöffnung 22 in der Luftkappe 10 angeordnet. Der Rand der Zerstäuberluftöffnung 22 sowie der Rand der Farbaustrittsöffnung 17 definieren den die Farbdüse 21 umgebenden Ringspalt 23 (siehe 2), durch welchen die Zerstäuberluft zur Zerstäubung der aus der Farbaustrittsöffnung 17 austretenden Farbe strömt. Auf diese Weise wird nach bekannten Zerstäubungsprinzipien ein Farbnebel erzeugt.
-
In Fortsetzung einer Längsachse 27 der schlitzförmig ausgebildeten Farbaustrittsöffnung 17 sind Lufthörner 24 derart angeordnet, dass sie einen gerichteten formgebenden Luftstrahl auf den aus der Farbaustrittsöffnung 17 und dem Ringspalt 23 austretenden Farbnebel richten und somit die Ausbildung eines Flachstrahls weiter verstärken. Dieses Prinzip ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik der Anmelderin ebenfalls bekannt.
-
Auf der Überwurfmutter 11 ist über seitliche Klemmflügel 25 (siehe 2) der Drehbetätiger 12 aufgeklemmt, welcher durch den hintergreifenden Formschluss 26 der Klemmflügel 25 dadurch auf der Überwurfmutter 11 um die Längsachse 27 drehbar angeordnet ist. Der Drehbetätiger 12 weist jeweils zu den Lufthörnern 24 entsprechend angeordnete Mitnehmer 13 auf, welche durch formschlüssigen Umgriff eine Mitnahme der Lufthörner 24 beim Verdrehen des Drehbetätigers 12 gewährleisten. Des Weiteren weist der Drehbetätiger 12 eine Sattelführung 30 auf, in welcher der weitere Mitnehmer 14 geführt ist, wobei der weitere Mitnehmer 14 wiederum über einen Klemmflügel 28 und einen formschlüssigen Hintergriff 29 am Drehbetätiger 12 derart befestigt ist, dass er entlang der Sattelführung 27 auf einer Kreisbahn um die Längsachse 27 verschiebbar ist. Der weitere Mitnehmer 14 bedient dabei einen Stift 31, welcher an der Steuerscheibe 9 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Steuerscheibe 9 hinter der Luftkappe 10 liegend durch den weiteren Mitnehmer 14 verdreht werden.
-
In 3 ist die entsprechend zur 1 dargestellte Explosionsdarstellung gezeigt, wobei der Pistolenkörper 2 nicht dargestellt ist und die Anordnung der einzelnen Bauteile um 90° in Richtung des in Richtung des Luftstroms gesehenen Uhrzeigersinns gedreht wurden.
-
Die Nadel 7 weist auf ihrer dem Nadelkopf 16 abgewandten Seite eine Dichtungsanordnung auf. Die Dichtungsanordnung umfasst eine Andruckfläche 40, vor welcher mindestens eine Dichtung 41 (vorliegend sind zwei Dichtungen vorgesehen) angeordnet ist. Die Dichtung bzw. die Dichtungen 41 wird bzw. werden durch ein auf der Nadel 7 angeordnetes Gewinde 42 über eine darauf aufgeschraubte Spannmutter 43 gehalten und kann bzw. können in ihrer Dichtungswirkung durch entsprechende Vorspannung der Spannmutter 43 eingestellt werden.
-
In rückseitiger Richtung der Nadel 7 folgt anschließend auf die Dichtungsanordnung der Durchtritt 44 (siehe 3) für den Kupplungsstift 72 (in 4 dargestellt), welcher die Druckflächen 45 für die Kraftübertragung zum Zurückziehen der Nadel 7 umfasst.
-
Der Durchtritt 44 ist als im Wesentlichen viertel-kreisförmiger Durchtritt 44 ausgebildet, wobei dieser Durchtritt 44 symmetrisch zur Längsachse 27 auf der anderen Seite der Nadel (hier nicht dargestellt) ebenfalls vorgesehen ist. Durch die im Wesentlichen viertel-kreisförmige Ausbildung des Durchtritts 44 wird ermöglicht, dass die Nadel um einen Winkel von ca. 90° entsprechend der Durchtrittsöffnung 44 verdrehbar ist, ohne dass Torsionswirkungen durch den durch die Nadel durchtretenden Kupplungsstift auf die Nadel 7 einwirken.
-
Neben der Anordnung der Druckfläche 45 und der Dichtung, welche in der späteren 5 näher beschrieben wird, zeigt 3 die Anordnung der Durchtrittsöffnungen für die einzelnen Luftführungen. Neben der Durchtrittsöffnung für die Zerstäuberluft 51, welche später durch den in 2 beschriebenen Ringspalt 23 tritt, umfasst die Luftkulisse 8 Durchtrittsöffnungen für die Hörnerluft 50 sowie Durchtrittsöffnungen für die Ausgleichsluft 52. Die Steuerscheibe 9 umfasst zwei Steueröffnungen 53 und 54, welche bei Verdrehung der Steuerscheibe 9 um die Längsachse 27 entweder mit den Durchtrittsöffnungen für die Hörnerluft 50 oder den Durchtrittsöffnungen für die Ausgleichsluft 52 in Deckung gebracht werden können. Entsprechende Luftkanäle für die Hörnerluft und die Ausgleichsluft sind auch in der Luftkappe 10 vorhanden.
-
Die Steuerscheibe 9 ist in ihrem Durchmesser geringfügig kleiner ausgebildet, als der Durchmesser der Luftkulisse 8. Die Luftkulisse 8 weist auf ihrer der Steuerscheibe 9 zugewandten Oberfläche Federn 60 und 61 auf, zwischen welchen die Steuerscheibe 9 eingelegt und bei Rotation um die Längsachse 27 geführt wird. Mindestens eine der Federn 60, 61 ragt dabei in montiertem Zustand noch über die Steuerscheibe 9 hinaus, so dass diese zur definierten Anordnung und rotatorischen Positionsfixierung der Luftkappe 10 in eine, in der Luftkappe 10 auf der Kontaktseite zur Luftkulisse 8 und Steuerscheibe 9 angeordnete Nut 62 eingreift.
-
Die technische Funktion der beschriebenen umschaltbaren Luftwege zwischen einem Luftdurchtritt durch die Hörner
24 und einem Luftdurchtritt durch die Ausgleichsbohrungen
65 liegt in der Vermeidung eines Anstiegs des Innenluftdrucks im Farbspritzgerät. Da in den Geräten meist Gebläse zur Bereitstellung der Arbeitsluft verwendet werden, welche einen gewissen Volumenstrom zur eigenen Kühlung nutzen, ist es von Nachteil, den Volumenstrom, welcher durch einen Spritzkopf hindurchtreten kann, zu verringern. Sobald daher zur Beeinflussung des abgegebenen Sprühstrahls die Sprühstrahl formenden Lufthörner
24 durch Bewegung der Steuerscheibe
9 über den Stift
31 abgeschaltet werden, würde sich ohne die Ausgleichsbohrungen
65 ein verminderter Gesamt-Luftvolumenstrom ergeben. Dies müsste das Gebläse verkraften. Soweit das Gebläse auf den Volumenstrom zur Kühlung angewiesen ist, muss das entsprechende Volumen durch die Ausgleichsbohrungen abgeblasen werden, um einen erhöhten Rückstau zu vermeiden und das Gebläse weiter ausreichend zu kühlen. Diese Technik wird für eine andere Gattung von Spritzpistolen im Stand der Technik
EP 0 596 939 B1 beschrieben.
-
4 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Farbspritzgerät 1. Die einzelnen Bestandteile sind entsprechend der oben beschriebenen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Ausgehend von einem nicht dargestellten Farb-Förderrohr in einem an der Aufnahme 3 angeschraubten Farbbehälter wird Farbe durch ein Steigrohr 70 über den Farbraum 71 zur Farbdüse 21 transportiert. Der Farbraum 71 ist dabei im Wesentlichen als die Nadel 7 vollständig aufnehmende Hülse mit einer Durchtrittsöffnung für den Kupplungsstift 72 und dem Zugang des Steigrohrs 70 ausgebildet. Im Betrieb wird nur der vordere Teil des Farbraums 71 mit Farbe gefüllt.
-
Im Inneren des Farbraums ist die Nadel 7 zur Öffnung der Farbaustrittsöffnung 17 verschiebbar entlang der Längsachse 27 angeordnet. Die Nadel kann als zweiteilige Ausführung vorgesehen werden, wenn beispielsweise ein vorderer Abschnitt 75 mit dem Nadelkopf 16 aus einem anderen Material hergestellt werden soll, wie ein hinterer Abschnitt 76. Dies ist beispielsweise für die Ausbildung des Nadelkopfes als Verschleißteil vorzusehen, welcher gegenüber der restlichen Anordnung häufiger ausgetauscht werden soll. Grundsätzlich bestünde auch die Möglichkeit, ein einfaches Drehgelenk durch die ineinander geschobenen Teile des vorderen und hinteren Abschnitts 75, 76 auszubilden, um den Nadelkopf 16 mit der Farbaustrittsöffnung 17 drehbar zu lagern. In diesem Falle könnte der oben beschriebene halbkreisförmige Durchtritt entfallen. Problematisch an dieser eher verschlechterten Ausführungsform könnte ein Verkleben der Bauteile durch Farbe sein.
-
In 5 ist eine erfindungsgemäße Nadel 7 im Detail dargestellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Durchführungen der Nadel durch ein im Gehäuse fest angeordnetes Dichtungspaket, welches teuer und konstruktiv aufwändig ist, ist vorliegend die Dichtungsanordnung auf der Nadel 7 fixiert. Ob die Nadel dabei als zweiteilige Ausführung, wie vorliegend dargestellt ausgebildet ist, oder als einteilige Nadel vorliegt, ist für die Dichtungsanordnung und die folgend beschriebene Funktionalität unerheblich.
-
Speziell im Profi-Werkzeugbereich sind in ihrer Spannung einstellbare Dichtungspakete oftmals von großem Vorteil. Die Einstellung bzw. Nachstellung einer Dichtungsspannung bewirkt Zugang zum optimalen Abzugs-Druckpunkt, welcher durch die Gleitreibung der Nadel 7 in der Dichtung, bzw. vorliegend durch die der Dichtung 41 im Farbraum 71 bestimmt wird.
-
Die Einstellbarkeit ist vorliegend durch die Spannung gegeben, welche mit der Spannmutter 43 auf das Dichtungspaket, bestehend aus den zwei Dichtringen 41 ausgeübt wird. Die Spannmutter 43 wird auf dem Gewinde 42 dazu gegen die Dichtungen 41 geschraubt und presst diese an die Andruckfläche 40. Je nach Anpresskraft wird radial nach außen von der Längsachse 27 ein Dichtungswulst erzeugt, der gegenüber der Wand des Farbraums 71 die Dichtwirkung herbeiführt.
-
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass ein Kupplungsmittel des Nadelabzugs 4, 5 an einer in Bezug auf die Längsachse 27 radialen Verbreiterung oder radialen Einschnürung der Nadel 7 anliegt, und diese somit in der Art eines Tellermitnehmers bewegt.
-
Die Erfindung umfasst somit auch ein Farbspritzgerät zur Erzeugung eines Farbstrahls mit einer in einem Kanal verschiebbar aufgenommenen Nadel 7, wobei ein farbführender Abschnitt des Kanals durch eine die Nadel ummantelnde Dichtung abgedichtet ist, und die Dichtung in axialer Richtung zu der Nadel fixiert ist.
-
Die Dichtung ist dabei zwischen einem ersten Anschlag und einem zweiten Anschlag fixiert, wobei vorzugsweise mindestens ein Anschlag auf der Nadel in axialer Richtung verstellbar ist.
-
Zur verbesserten Führung der Dichtung ist diese in Umlaufrichtung zu der Nadel fixiert, beispielsweise durch eine formschlüssige Nut-Feder Drehfixierung oder eine raue Struktur auf der Andruckfläche 40, z.B. eine Zahnscheibenstruktur.
-
Soweit die Nadel 7 zweiteilig oder mehrteilig vorgesehen ist, können der vordere Nadelabschnitt 75 und der hintere Nadelabschnitt 76 gegeneinander um eine gemeinsame Längsachse 27 verdrehbar ausgebildet sein. Vorteilhafter Weise ist dabei, dass das erste Material des vorderen Abschnitts 75 ein Kunststoffmaterial (bspw. POM-Werkstoff) ist und dass das zweite Material des hinteren Abschnitts 76 ein metallisches Material (beispielsweise Zinkguss) ist. Der vordere Abschnitt 75 kann dabei bei der Herstellung durch Umspritzen des hinteren Abschnitts 76 mit diesem verbunden werden.
-
Es ist darüber hinaus vorteilhaft, dass die Farbaustrittsöffnung 17 aus einem dritten Material ausgebildet ist, welches härter ist als das Material des vorderen Nadelabschnitts 75 und dass das dritte Material insbesondere Keramik und insbesondere Sinterkeramik ist.
-
In der 6 ist eine Schnittdarstellung der bereits bekannten Bauteile Luftkulisse 8, Steuerscheibe 9 und Luftkappe 10 gezeigt, wobei auch der Nadelkopf 16 gezeigt ist. Die in der Luftkulisse 8 ausgebildete Farbaustrittsöffnung 17 bildet zusammen mit dem Nadelkopf 16 die Farbdüse 21. Hierbei steht der Nadelkopf 16 in einer zurückgezogenen Stellung, so dass die Farbdüse 21 geöffnet ist. Hierbei ist ein die Farbaustrittsöffnung 17 bildender Düsenkörper 121 zu seiner Innenseite 121a ringförmig um die Farbdüse 21 herum aus einem elastischen Werkstoff 201 gebildet, so dass der Nadelkopf 16 in der Schließstellung des Nadelventils 101 an einem Oberflächenbereich 201a des elastischen Werkstoffs 201 anliegt und diesen hierbei elastisch verformt.
-
In der 7 ist die aus den vorhergehenden Figuren bekannte Nadel 7 in Detailansicht ihres Nadelkopfes 16 dargestellt. Eine Spitze 16a des Nadelkopfes 16 ist aus einem elastischen Werkstoff 202 gebildet, so dass der Nadelkopf 16 in der Schließstellung des Nadelventils mit einem Oberflächenbereich 202a, welcher durch den elastischen Werkstoff 202 gebildet ist, an dem Düsenkörper im Bereich von dessen Farbaustrittsöffnung anliegt, wobei sich der Nadelkopf 16 bzw. die Spitze 16a des Nadelkopfes 16 hierbei elastisch verformt. Der elastische Werkstoff 202 ist in der 7 durch eine gekreuzte Schraffur symbolisiert.
-
Gemäß nicht dargestellter Ausführungsvarianten ist es auch vorgesehen, entweder nur den Düsenkörper oder nur den Nadelkopf mit einem elastischen Oberflächenbereich auszubilden, so dass in der geschlossen Stellung des Nadelventils jeweils nur eine elastische Verformung des Düsenkörpers oder des Nadelkopfes erfolgt. Der jeweils andere Oberflächenbereich ist in diesen Fällen dann aus einem weniger elastischen oder unelastischen Werkstoff wie zum Beispiel einem harten Kunststoff oder einem Metall ausgebildet.
-
In der 8 ist in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsvariante einer Nadel 301 in teilweise geschnittener Detailansicht gezeigt. Die Nadel 301 ist zweiteilig ausgeführt und umfasst einen Nadelkopf 302 und einen Nadelschaft 303, wobei der Nadelkopf 302 ein erstes Bauteil 301a der Nadel 301 bildet und wobei ein Nadelschaft 303 ein zweites Bauteil 301b der Nadel 301 bildet. Der Nadelkopf 302 ist durch eine rotationssymmetrische Nase 304 mit einem Wulst 305 in einer Bohrung 306 des Nadelschafts 303 aufgenommen. Hierbei umfasst die Bohrung 306 einen Rücksprung 307, welcher derart auf den Wulst 305 angepasst ist, dass dieser im zusammengesteckten Zustand von Nadelkopf 302 und Nadelschaft 303 so in der Bohrung 306 gehalten ist, dass in Richtung einer Längsachse 308 der Nadel 301 Zug- und Druckkräfte weitgehend ohne Spiel übertragen werden können und dass der Nadelkopf 302 gegenüber dem Nadelschaft 303 um die Längsachse 308 endlos verdrehbar ist. Durch eine entsprechend elastische Ausführung des Wulsts 305 und/oder des Nadelschafts 303 sind der Nadelkopf 302 und der Nadelschaft 303 beschädigungsfrei trennbar und verbindbar. Hierdurch ist auch ein Austausch des Nadelkopfs 302 oder des Nadelschafts 303 möglich.
-
In der 9 ist in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsvariante einer Nadel 401 in teilweise geschnittener Detailansicht gezeigt. Die Nadel 401 ist zweiteilig ausgeführt und umfasst einen Nadelkopf 402 und einen Nadelschaft 403, wobei der Nadelkopf 402 ein erstes Bauteil 401a der Nadel 401 bildet und wobei ein Nadelschaft 403 ein zweites Bauteil 401b der Nadel 401 bildet. Der Nadelkopf 402 ist durch eine rotationssymmetrische Nase 404 mit einem Zapfen 405 in einer Bohrung 406 des Nadelschafts 403 aufgenommen. Hierbei umfasst die Bohrung 406 einen Rücksprung 407, welcher derart auf den Zapfen 405 angepasst ist, dass dieser im zusammengesteckten Zustand von Nadelkopf 402 und Nadelschaft 403 so in der Bohrung 406 gehalten ist, dass in Richtung einer Längsachse 408 der Nadel 401 Zug- und Druckkräfte weitgehend ohne Spiel übertragen werden können und dass der Nadelkopf 402 gegenüber dem Nadelschaft 403 um die Längsachse 408 endlos verdrehbar ist. Durch eine Orientierung der Anlageflächen von Zapfen 405 und Rücksprung 407 quer zu der Längsachse 408 ist die Nadel 401 nach einem Zusammenstecken von Nadelkopf 402 und Nadelschaft 403 nicht mehr ohne Zerstörung trennbar. Vorteilhaft hieran ist, dass die Nadel hohe Zugkräfte aufnehmen kann und somit auch eine stark in dem Spalt der Farbdüse verklebte Nadel 401 wieder gelöst werden kann, ohne dass eine Gefahr besteht, den Nadelschaft 403 von dem Nadelkopf 402 zu trennen.
-
In der 10 ist in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsvariante einer Nadel 501 in geschnittener Detailansicht gezeigt. Die Nadel 501 ist zweiteilig ausgeführt und umfasst eine als Nadelkopf 502 bezeichnete Nadelspitze und einen Nadelschaft 503, wobei der Nadelkopf 502 ein erstes Bauteil 501a der Nadel 501 bildet und wobei ein Nadelschaft 503 ein zweites Bauteil 501b der Nadel 501 bildet. Die Nadel 501 ist als 2-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet. Hierbei ist der Nadelschaft 503 aus einem Kunststoff mit einer Schmelztemperatur hergestellt, welche über einer Schmelztemperatur eines Kunststoffs liegt, aus welchem der Nadelkopf 502 hergestellt ist. Der Nadelschaft 503 ist aus einem Kunststoff mit einer Schmelztemperatur von über 200° C und vorzugsweise über 215°C und unter 240°C hergestellt, wobei als Material bzw. erste Komponente insbesondere ein Polybutylen Verwendung findet. Der Nadelkopf 502 ist insbesondere aus einem Kunststoff mit einer Schmelztemperatur von unter 200° C und vorzugsweise über 170° C hergestellt, wobei als Material bzw. zweite Komponente insbesondere ein Polyamid Verwendung findet. Gemäß einer Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, das 2-Komponenten-Spritzgussverfahren derart zu gestalten, dass zunächst ein Nadelschaft hergestellt wird und anschließend der Nadelschaft als Einlegeteil in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und dort mit einem Nadelkopf umspritzt wird. Hierbei sind die Werkstoffe so gewählt, dass bei der Herstellung kein Verschmelzen oder Vernetzen des Nadelkopfs mit dem Nadelschaft stattfindet. Grundsätzlich ist der Nadelkopf 502 nach der Herstellung der Nadel 501 um eine Längsachse 508 der Nadel 501 gegenüber dem Nadelschaft 503 verdrehbar. Der Nadelschaft 503 weist jedoch einen Hinterschnitt 509 auf, welchen der Nadelkopf 502 übergreift und durch welchen dieser in Richtung der Längsachse 508 auf dem Nadelschaft 503 gehalten ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Farbspritzgerät
- 2
- Körper
- 3
- Aufnahme
- 4
- Abzug
- 5
- Abzugshebel
- 6
- Abdeckkappe
- 7
- Nadel
- 7a
- erstes Bauteil
- 7b
- zweites Bauteil
- 8
- Luftkulisse
- 9
- Steuerscheibe
- 10
- Luftkappe
- 11
- Überwurfmutter
- 12
- Drehbetätiger
- 13
- Mitnehmer
- 14
- weiterer Mitnehmer
- 15
- Baueinheit
- 16
- Nadelkopf
- 17
- Farbaustrittsöffnung
- 20
- Spritzkopf
- 21
- Farbdüse
- 22
- Zerstäuberluftöffnung
- 23
- Ringspalt
- 24
- Lufthorn
- 25
- Klemmflügel
- 26
- Formschluss
- 27
- Längsachse
- 28
- Klemmflügel
- 29
- formschlüssiger Hintergriff
- 30
- Sattelführung
- 40
- Andruckfläche
- 41
- Dichtung
- 42
- Gewinde
- 43
- Spannmutter
- 44
- Durchtritt
- 45
- Druckfläche
- 50
- Durchtrittsöffnung für die Hörnerluft
- 51
- Durchtrittsöffnung für die Zerstäuberluft
- 52
- Durchtrittsöffnung für die Ausgleichsluft
- 53
- Steueröffnung
- 54
- Steueröffnung
- 60
- Feder
- 61
- Feder
- 62
- Nut
- 65
- Ausgleichsbohrung
- 70
- Steigrohr
- 71
- Farbraum
- 72
- Kupplungsstift
- 75
- vorderer Abschnitt
- 76
- hinterer Abschnitt
- 101
- Nadelventil
- 116
- Nadelschaft
- 121
- Düsenkörper
- 301
- Nadel
- 301a
- erstes Bauteil
- 301b
- zweites Bauteil
- 302
- Nadelkopf
- 303
- Nadelschaft
- 304
- rotationssymmetrische Nase
- 305
- Wulst
- 306
- Bohrung
- 307
- Rücksprung
- 308
- Längsachse
- 401
- Nadel
- 401a
- erstes Bauteil
- 401b
- zweites Bauteil
- 402
- Nadelkopf
- 403
- Nadelschaft
- 404
- rotationssymmetrische Nase
- 405
- Zapfen
- 406
- Bohrung
- 407
- Rücksprung
- 408
- Längsachse
- 501
- Nadel
- 501a
- erstes Bauteil
- 501b
- zweites Bauteil
- 502
- Nadelkopf
- 503
- Nadelschaft
- 508
- Längsachse
- 509
- Hinterschnitt an 503
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0596939 B1 [0005, 0048]
- DE 102009053449 A1 [0006]
- DE 102009048022 [0034]
