DE2048638C3 - Gasdruck-Schaltvorrichtung für elektrostatische Spritzeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasdruck-Schaltvorrichtung für elektrostatische Spritzeinrichtungen mit einer von Hand geführten Spritzpistole, die eine Hochspannungselektrode und ein handbetätigtes Gasventil aufweist, das über eine bewegliche Gasleitung mit einer Druckgas-Lieferquelle und der gerätfesten Schaltvorrichtung für die Elektroden-Hochspannung verbunden ist, die ein durch Gasdruck bewegtes Qetätigungsglied für einen die Hochspannung steuernden Schalter aufweist, wobei das Betätigungsglied in die Gasleitung eingeschaltet ist

Bei elektrostatischen Spritzeinrichtungen, bei welchen die Zerstäubung mittels Druckgas erfolgt, befindet sich an der Spritzpistole lediglich ein Gasschalter bzw. ein fingerbetätigtes Gasventil, das die Zerstäubung in Gang setzt Dieser Vorgang wird an einer

ίο gerätfesten bzw. ortsfesten Tastvorrichtung abgetastet und zum Einschalten der elektrischen Hochspannung für die im Düsenbereich vorgesehene Hochspannungselektrode verwendet. Dabei kann die Tastvorrichtung ein durch die Gasströmung bewegtes Betätigungsglied

aufweisen, das (Offenlegungsschrift 1 427 628) direkt in die Gasleitung eingeschaltet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß in den ortsbeweglichen Teilen der Hochspannungszuführung keinerlei bewegliche Kontakte vorgesehen sind, wodurch in diesem Bereich

Funkenbildung vermieden und die Isolation bzw. der Schutz gegen elektrische Entladung verbessert wird. Zudem ist durch die direkte Einschaltung des Betäiigungsgliedes in die Gasleitung große Betätigungssicherheit gewährleistet.

Mit der gleichen Anordnung kann im Prinzip auch bei elektrostatischen Hochdruck-Spritzeinrichtungen gearbeitet werden, wobei die Zerstäubung ohne Druckgas lediglich durch die Entspannung des unter einem Druck von ca. 50 bis 300 Kp/cm zugeführten Spritzmittels herbeigeführt wird. Bei der geringen bewegten Spritzmittelmenge und der Verkrustungsgefahr ist es jedoch schwierig, die Bewegung des Spritzmittels abzutasten. Daher wird auch bei solchen Spritzeinrichtungen meist ein Druckluft-Steuer-

schlauch bis zur Pistole durchgeführt und dort lediglich ein Auslaßventil vorgesehen, um dadurch eine Luftströmung zu erzeugen, die am gerätfesten Teil abgetastet werden kann.

Bisher wurden für die Abtastung und Schaltung verhältnismäßig komplizierte Anordnungen verwendet, wobei in der Regel mehrere hintereinander geschaltete Zylindervorrichtungen zur Anwendung kamen, um ausreichende Schaltenergie zu erreichen. Vorgeschlagen wurde auch schon, das Gas über einen

Zylinder zu führen, der mit größerem Umfangsspiel einen dort freibeweglichen Kolben zur Steuerung eines Schalters aufnimmt. Auch dort ist der Aufwand noch verhältnismäßig groß, und wegen der auftretenden Reibungskräfte wird keine hinreichende Schaltge-

nauigkeit erzielt, wenn mit kleinen Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannten Gasdruck-Schaltvorrichtungen für elektrostatische Spritzeinrichtungen zu vereinfachen und ihre Schaltgenauigkeit zu verbessern.

Dies geschieht erfindungsgemäß vor allem dadurch, daß die Schaltvorrichtung durch ein als elastische, am Rande gasdicht zwischen zwei Gehäuseräumen eingespannte Membranblende ausgebildetes Betätigungsglied mit einer Drosselöffnung und einen von diesem Betätigungsglied gesteuerten Mikroschalter zur Steuerung eines Hochspannungsrelais gebildet wird. Hier besteht der gesamte Aufwand aus der Membranblende mit einem zugehörigen Durchlaufgehäuse und einem ohnehin benötigten Schalter wobei pneumatisch-elektrische Membranschalter allgemein an sich bekannt sind. Das ganze zur Pistole geförderte Gas durchströmt die Membranblende und

wird dabei naturgemäß gedrosselt. Der erforderliche Differenzdruck zum Auslenken der Blende ist jedoch so gering, daß bei geeigneter Bemessung der Drosselöffnung keine bemerkenswerten Ent rgieverluste entstehen. Da auch keine wesentlichen Reibungskräfte zu überwinden sind, wird eine exakte Schaltung schon bei relativ kleinen Strömungsgeschwindigkeiten erzielt. Es hat sich auch gezeigt, daß die enindungsgemäße Schaltvorrichtung selbst bei hohen Schaltfrequen^tn außerordentlich betriebssicher arbeitet und nach langdauernder Benutzung keine Ermüdungserscheinungen zeigt. Die eigentliche Schaltvorrichtung ist nach außen vollständig abgekapselt. Natürlich ist es auch möglich, den Mikroschalter in explosionsgeschütaer Ausführung vorzusehen. Dies ist jedoch in aller Regel nicht notwendig, da man praktisch ausschließlich mit Luft arbeitet, die keine brennbaren Dämpfe mit sich führt. Zudem braucht der Mikroschalter nur eine Niederspannung mit wiederum geringen Strömen zu steuern und kann eurem kleine Abmessungen haben. Die übersetzung du ah das Relais zur Steuerung der Hochspannung ist einfacher als eine mechanisch-pneumatische Cbersei/ung.

Die Membranblende wird zweckmäßigerweise im Betätigungsbereich für den Schalter ausgesteift, und zwar kann die Memebran aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff bestehen und in der Mitte eine vorzugsweise aufgeklebte metallische Blendtascheibe tijgen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Membran selbst sehr empfindlich und reaktionsschnell ausgeführt werden kann, im Bctätigungs-Kreich aber durch den örtlich vergrößerten Schalten nick nicht zusätzlich verformt wird bzw. der größte Teil der auf der ganzen Membranfläche angreifenden \ erformungskraft durch das metallische Blendenglied auf den Schalter übertragen werden kann, und die Blendenöffnung kann in Metall exakter bemessen werden.

In der Regel reicht es aus, die Blendenöffnung in der Membranmitte und die Betätigungsstelle für den Schalter exzentrisch anzuordnen. Besser erscheint es jedoch, die Anlage zwischen Membranblende und dem Schalterstift in der Mitte der Membran vorzusehen, da dann die ganze Verformungskrafl zentrisch und damit optimal auf den Schalter übertragen wird. Auch bei dieser Ausführung kann die Drosselöffnung in der Membranmitte verbleiben, wenn sie lediglich betätigungsseitig durch ein Kraftübertragungsteil überdeckt wird. Die Kraftverhältnisse ändern sich jedoch nicht wesentlich, wenn man die Drosselöffnung aus der Membranmitte herausrückt. Die öffnung muß dann lediglich exzentrisch in Membran und Blcndenscheibe vorgesehen werden und Hegt vorzugsweise nach der Seite des Gehäuses hin, auf der sich die Gewindeanschlüsse für die Luftzu- und -ableitung befinden. Dadurch werden der Strömungsweg verkürzt und die Strömungsverluste gemindert.

Nach einer besonderen Ausführungsform der I-.rfindung ist die Membran mit Abstand von ihrem Außenrand zwischen schmalen Ringlippen zweier Gehäuseteile eingespannt. Dadurch werden die Einspann-Ausrichtkräfte und damit die Aiuprechempfindlichkeit weiter herabgesetzt. Die Gehäuseteile sind zweckmäßigerweise identisch ausgeführt, insbesondere haben sie zylindrische Außenform.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schallbild einer elektrostatischen Hochdruckspritzvorrichtung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine ernndung»- gemäße Gasdruck-Schaltdnse,

F i g. 3 eine Ansicht auf den oberen Teil der Schalldose von unten in F i g. 2 gesehen und

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Axialschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltdose. .. ,

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein der ortsfeste Teil der Spritzeinrichtung und mit 2 die von Hand getunrte und über flexible Leitungen bzw. Schlauche angeschlossene Spritzpistole bezeichnet, an deren üuse J eine Hochspannungselektrode 4 vorgesehen ist, die mittels einer durchgehenden Leitung 5 an einem Hochspannungs-Schaltrelais 6 angeschlossen ist. Aut die egf. in dieser Leitung vorgesehenen Widerstände sei hier nicht eingegangen. Das Pistolengehause ist über eine Leitung 7 ständig geerdet.

Das Relais 6 'ist an eine Hochspannungsquelle » angeschlossen und legt die Elektrode 4 in der einen Schaustellung an Hochspannung und in der anderen an Erde. Es wird gesteuert durch die Schaltvorrichtung 9. die in eine Druckluftleitung 10 eingeschaltet ist die von der Druckluftquelle 11 zu einem Auslaßventil 12 führt. Dieses Ventil wird durch einen Auslöser 13 betätigt und ist gekuppelt mit einem Absperrventil 14 Γη der Spritzmittelleitung 15. die von einer Spritzmittel-Hochdruckquelle 16 zur Düse J führt. Es kann auch das Ventil 14 durch das Ventil 12 gesteuert werden, wie dies in ähnlicher Weise bei elektrostatischen Spritzeinrichtungen mit Luftzerstaubung und Niederdruckzuführung geschieht.

Gemäß den Fig. 2 und ? umfaßt die Schaltvorrichtung 9 zwei zylindrische Gehäuseteile 17 und 1». beispielsweise aus Hart-PVC. In diese Gehäusetcile sind zentrisch ein zuführseitiger Gehäuseraum 19 und ein auslaßscinger Gehäuseraum 20 eingeformt. In den gegeneinander gerichteten Stirnflächen sind Ringnuten 21 eingeformt, die schmale Ringlippen 22 bilden, zwischen welchen mit Abstand vom Rand eine kreisförmige Membran 23 aus Gummi eingespannt ist. in der Mitte ist die Membran verstärkt durch eine ebenfalls kreisförmige Blendenscheibe 24 mit einer Drosselöffnung 25. Unter dieser befindet sich eine etwas größere Zugangsöffnung 26 in der Membran. Uie Gewindeanschlüsse 27, 28 dienen zum Einschalten der gezeigten Schlatdose in die Drucklul!leitung 10. ....

Im auslaßseitigen Gehäuseraum 20 ist ein Mikroschalter 29 angebracht, dessen Schaltstift 30 unter Vorspannung am Randbereich der Blendenscheibe derart anliegt, daß schon eine geringe Auslenkung der Blendenscheibe hinreicht, den Schalter zu betätigen Die Anschlußleitungen 31 zum Niederspannungsanschluß und 32 zum Relais 6 sind fest und abgedichtet im Düsengehäuse verlegt.

Wenn durch Drücken des Auslösers 13 die Ventile 12 und 14 geöffnet werden, so ist einmal der Spntzmittelweg zur Düse freigegeben, zum andern strömt Luft aus der Leitung 10 hinter dem Ventil IZ aus, d. h. die Leitung 10 ist hinter der Schaltvorrichtung druckentlastet, während sie zwischen 9 und Il unter Druck steht. Der in erster Linie durch die ^osselung an der Öffnung 25 erzeugte Differenzdruck wirkt in F i g. 2 von unten nach oben auf die ganze Flache aer Membran. Diese wird daher wenigstens .m Mitteltei, wo sie durch die Blendenscheibe 24 verstärkt ist.

unter elastischer Verformung im Randbereich als Ganzes nach oben gedruckt und betätigt mittels des Schaltstiftes 30 den Mikroschalter 29. Das Relais 6 zieht an und schaltet die Leitung 5 von Erde auf Hochspannung. Da sich die Druckdifferenz mit dem ÖITnen des Ventils 12 nahezu augenblicklich einstellt und die auszulenkenden Teile, nämlich die Blendenscheibe 24 und der Schaltstift 30, äußerst geringe Masse haben, wird die Hochspannung unverzüglich an die Elektrode 4 gelegt, praktisch gleichzeitig mit dem ersten Austreten des Spritzmittels aus der Düse 3. Bei der praktischen Ausführung sind überdies die beweglichen Teile der Ventile 12 und 14 einander so zugeordnet, daß erst das Ventil 12 öffnet und daher schon Hochspannung an der Elektrode vorliegt, bevor das Ventil 14 geöffnet wird.

Abweichend von F i g. 2 sind nach F i g. 4 die öffnung 26' und die Drosselöffnung 25' zu den Anschlüssen 27 und 28 hin aus der Dosen- und Mcmbranmitte 33 herausgerückt, während der Schaltstift 30' des Schalters 29' direkt in dieser Achse angeordnet ist. Dadurch wird einmal der Strömungsweg, wie durch Pfeil angezeigt, verkürzt, was den Energieverlust mindert. Die gesamte, auf die Membran 23' wirkende Verformungskraft bleibt jedoch zentrisch zum Gehäuseraum in der Mitte 33 wirksam und wird direkt auf den Schaltstift 30' übertragen. In der Blendenscheibe 24 kann daher kein Kippmoment entstehen, das die Membran zusätzlich beanspruchen und dann deren Lebensdauer mindern könnte.

Die Membran selbst ist sets nur im Bereich der schmalen Ringlippen 22 eingespannt und erfährt dadurch nur geringe Einspann-Ausrichtkräflc in der Mittelebene. Schon durch kleinste Druckdifferenzen

ίο kann sie daher hinreichend weit ausgelenki werden. Das Gehäuse und selbst die Membran muß nicht unbedingt zylindrisch sein. Die dargestellte Ausführung empfiehlt sich jedoch wegen der einfacheren Herstellung und der gleichförmigeren Membranbclastung. Es ist auch nicht unbedingt eine gesonderte Membrandose erforderlich. Z.B. kann der Teil 17 Bestandteil eines anderen Gehäuses sein, in das lediglich der Raum 19 und der Anschluß 27 eingeformt sind. Dort muß auch keine untere Ringlippc 22, ja

ao nicht einmal eine Nut 21 vorgesehen werden, da weitgehend die gleiche Wirkung schon mit der am oberen Teil angebrachten Ringlippe erzielt wird. Grundsätzlich könnte der Mikroschalter 29 unmittelbar die Hochspannung steuern, wenn auch stets die Zwischenschaltung eines Relais zu empfehlen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gasdnick-Schaltvorrichtung für elektrostatische Spritzeinrichtungen mit einer von Hand geführten Spritzpistole, die eine Hochspannungselekrode und ein handbetätigtes Gasventil aufweist, das über eine bewegliche Gasleitung mit einer Druckgas-Lieferquelle und der gerätfesten Schaltvorrichtung für die Elektrodeu-Hochspannung verbunden ist, die ein durch Gasströmung bewegtes Betätigungsglied für einen die Hochspannung steuernden Schalter aufweist, wobei das Betätigungsglied in die Gasleitung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallvorrichtung (9) durch ein als elastische, am Rande gasdicht zwischen zwei Gehäuseräumen (19. 20) eingespannte Membranblende (23. 24) ausgebildetes Betätigungsglied mit einer Drosselöffnung (25) und einen von diesem Betätigungsglied gesteuerten Mikroschalteri29) zur Steuerung eines Hochspannungsrelais (6) gebildet wird.

2 Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise im auslaßseitigcn Gehäuseraum (20) angebrachte Mikroschalter (29) über zwei gasdicht aus dem Gehäuse (17, 18) herausgeführte Leitungen (31, 32) mit dem Hochspannungsrelais (6) verbunden ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Membranblende (23, 24) im Betätigungsbereich für Jen Mikroschaltcr (29) ausgesteift ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (23) aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff besteht und in der Mitte eine vorzugsweise aufgeklebte metallische Blendenscheibe (24) trägt.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage zwischen der Membranblende (23,24) und dem Schaltstift (30) in der Mitte (33) der Membran (23) vorgesehen ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,,daß die Drosselöffnung (25) aus der Membranmitte (33), vorzugsweise nach der Seite des Gehäuses (17, 18), auf der sich die Gewindeanschlüsse (27, 28) für die Luftzu- und -ableitung befinden herausgerückt ist.

7. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (23) mit Abstand von ihrem Außenrand zwischen schmalen Ringlippen (22) des Gehäuses (17, 18) eingespannt ist.

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile des Gehäuses (17, 18) identische, insbesondere zylindrische Außenform haben.