DE2411316A1 - Spruehvorrichtung - Google Patents

Description

Rimrock Corporation, 1700 Rimrock Road, Columbus, Ohio 43219 (V.St.A.)

Sprühvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf das Schmieren und Reinigen von Arbeitsoberflächen wie Formen und Gesenken zum Formen von Metallen und anderen Materialien, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Besprühen von Form- oder Gesenkoberflächen mit einem Schmiermittel zwischen den Formungszyklen, wenn die sich gegenüberliegenden Formoder Gesenkhälften offen liegen. Darüberhinaus bezieht sich die Erfindung auch auf die dabei verwendeten Sprühdüsen und deren Montageeinrichtungen für solche Zwecke.

In vielen Industriezweigen finden Formgebungsprozesse wie Gießen, Spritzgießen, Ziehen und Schmieden von Metallen und anderen Materialien statt; bei diesen Formgebungsprozessen ist es üblich, die Arbeitsoberflächen zwischen den Formgebungszyklen mit einem Schmiermittel zu versehen. Außerdem werden oft zu dem Zeitpunkt, wenn die Form- oder Gesenkhälften getrennt sind, andere Operationen wie das

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Einblasen von Luft gegen die Formoberflächen durchgeführt, um diese zu reinigen und zu kühlen.

Üblicherweise werden dabei hin- und hergehende Sprühvorrichtungen verwendet, um das Schmiermittel automatisch aufzutragen, und um die Notwendigkeit auszuschließen', daß sich ein Arbeiter zwischen den Formgebungszyklen zwischen die gegenüberliegenden Hälften der offenen Form bzw. des offenen Gesenkes bewegt. Diese Sprühvorrichtungen werden im getrennten Zustand der Formhälften an den zu schmierenden Oberflächen der Form bzw. des Gesenkes vorbeibewegt, und dabei wird intermittierend gesprüht, so daß das Schmiermittel an die gewünschten Oberflächenabschnitte gelangt.

Typische heutzutage verwendete hin- und hergehende Sprühvorrichtungen besitzen einen Verteiler, sechs bis zehn unabhängig justierbare Sprühdüsen, und ein paar von an jede Düse des Verteilers angeschlossenen Versorgungsschläuchen, von denen der eine Druckluft und der andere das Schmiermittel führt. Die Düsen der bekannten Vorrichtung sind nur zur Abgabe eines direkt vorausgerichteten Sprühstrahles eingerichtet, und sie müssen daher auf Universal-Montageelemente gesetzt werden, damit sie sich so justieren lassen, daß sie die gewünschten Bereiche der Formoberflächen bestreichen können. Da es notwendig ist, die Düsen von Zeit zu Zeit mit Hilfe der Montageelemente zu justieren, ist es erforderlich, jede einzelne Düse mit flexiblen Versorgungsschläuchen zu versehen.

Das Justieren der Düsen zum Sprühen in die erforderliche Richtung bei dieser bekannten Vorrichtung hat verschiedene Nachteile. Die Justierung einer Düse erfordert, ■J'aß zuvor das Montagelement gelöst und nach ler Justierung wieder

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festgezogen wird. Da eine bekannte Spritzvorrichtung bis zu zehn Düsen aufweisen kann, kann diese Justierarbeit zeitraubend werden. Da ferner für zehn Düsen zwanzig Versorgungsschläuche angeordnet werden müssen, lassen sich diese Schläuche nicht sofort zweckmäßig legen, so daß einige von ihnen wieder gelöst, neu verlegt und angeschlossen werden müssen. Hinzukommt, daß der in der Umgebung einer Spritzgießmas chine vorhandene Platz oft begrenzt, mit anderen Elementen besetzt und außerdem schlüpferig ist, so daß man die Aufenthalts- und Arbeitszeit für Personal in diesem Bereich möglichst beschränken sollte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend aufgeführten Nachteile eine Sprühvorrichtung, bei der sich die Sprührichtung jeder Düse schnell, einfach und ohne die Notwendigkeit der Justierung von Montageelementen einstellen läßt und die mit einer geringen Anzahl von Versorgungsschläuchen auskommt, und eine Sprühdüse für eine solche Vorrichtung zu schaffen.

Vorrichtungsseitig wird diese Aufgabe durch einen Körper mit einem Einlaß für ein zu versprühendes Material, mindestens einem Auslaß für das Material und einem das Material von dem Einlaß zum. Auslaß verteilenden Kanal, eine an den Auslaß angeschlossene Düse mit einer im wesentlichen sphärischen Basis, an die über einen im Durchmesser reduzierten Halsabschnitt ein Kopf angesetzt ist, und mit einem Kanal für das zu versprühende Material, der durch den Halsabschnitt hindurchgeführt ist, seinen Einlaß in der Basis und seinen Auslaß in dem Kopf besitzt, und durch eine die Basis tragende Einrichtung, welche eine schwenkbare Verstellbewegung der Basis gegenüber dem Körper und die Einhaltung

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der Justierposition der Düse gestattet, gelöst.

Bei einer für diese Vorrichtung geeigneten Düse, die vorzugsweise mit einer einen Einlaß für zu versprühendes Material aufweisenden sphärischen Basis, einem einen Auslaß zur Abgabe dieses Materials aufweisenden Kopf, einem Basis und Kopf miteinander verbindenden Hals, und mit einem vom Einlaß zum Auslaß führenden Kanal für das Material versehen ist, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Achse des Auslasses unter einem Winkel gegenüber der Achse des Kanals geneigt ist, so daß die Düse sich so positionieren läßt, daß ihr Sprühstrahl einen weiten Bereich von Sprühwinkeln erfassen kann.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 je eine Seiten- und Frontansicht einer und 2 Sprühvorrichtung mit Verteiler;

Fig. 3 einen Schnitt im Verlauf einer Linie 3-3 von Fig. 2; und

Fig. 4 einen Schnitt im Verlauf einer Linie 4-4 von Fig. 3.

Grundelement der Vorrichtung von Fig. 1 und 2 ist ein Verteilerkörper M mit einer Anzahl (im dargestellten Falle sind es sechs) von Sprühdüsen zum Versprühen eines Schmiermittels auf Formoberflächen und dergleichen. Üblicherweise würde man den Verteilerkörper M auf einen hin- und herbeweglichen Arm montieren, der sich zwischen die geöffneten gegenüberliegenden Formhälften einer Spritzgießmaschine bewegen würde, um die Formoberflächen mit dem Schmiermittel zu besprühen. Der Verteilerkörper M besteht beispielsweise

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aus Aluminiumguß und besitzt eine Lufteinlaßverschraubung

11 sowie eine Schmiermitteleinlaßverschraubung 12. Die beiden Versehraubungen sind an je eine Versorgungsleitung von nicht dargestellten Druckquellen angeschlossen. Die Lufteinlaßverschraubung 11 ist über einen Kanal 14 an . einen sich über die Länge des Verteilerkörpers M erstrekkenden Hauptluftverteilerkanal 16 angeschlossen, und in ähnlicher Weise steht die Schmiermitteleinlaßverschraubung

12 über einen Kanal 17 mit einem sich ebenfalls über die Länge des Verteilerkörpers erstreckenden Hauptschmiermittelverteilerkänal 20 in Verbindung. Die beiden Hauptverteilerkanäle 16 und 20 bilden jeweils einen Pfad für Luft bzw. Schmiermittel zu jedem von insgesamt drei in Längsrichtung verteilten Paaren von Sprühanordnungen 25, 26 und 27. Diese Paare von Sprühanordnungen sind identisch, so daß nachfolgend nur das Paar 25 näher beschrieben wird.

Gemäß Fig. 3 und 4 gehört zum Sprühanordnungspaar 25 ein Paar von Düsenanordnungen 28, 29, je eine Regulierund Zerstäuberkammer 31 bzw. 32 für jede Düsenanordnung 28 bzw. 29, ferner ein gemeinsamer Luftverteilkanal 34 sowie ein gemeinsamer Schmiermittelverteilkanal 36 für beide Düsenanordnungen.

Der Luftverteilkanal 34 schneidet den Hauptluft-Verteilerkanal 16, wie in Fig. 3 dargestellt ist, und nimmt von diesem Druckluft auf und leitet diese zu einem Paar engerer Kanäle 38, 39 (Fig. 4), über die Druckluft in die zugeordneten Regulier- und Zerstäuberkammern 31 bzw. 32 geleitet wird. In ähnlicher Weise steht der Schmiermittelverteilkanal 36 mit dem Hauptschmiermittelverteilerkanal 20 in Verbindung und leitet das Schmiermittel zu einem Paar engerer Kanäle. 41, 42, durch die das Schmiermittel in die zugeordneten Regulier- und Zerstäuberkammern 31 bzw. 32 geleitet

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In den Regulier- und Zerstäuberkammern 31 und 32 wird das Schmiermittel durch die Luft zerstäubt, passiert dann die Kammern und wird reguliert an die Düsenanordnungen abgegeben, wie weiter unten beschrieben wird. Das zerstäubte Schmiermittel gelangt von den Kammern 31, 32 über Kanäle 51 bzw. 52 in die jeweils angeschlossene Düsenanordnung 28 bzw.. 29. Die Regulier- und Zerstäuberkammern 31 und sind identisch, die Düsenanordnungen 28 und 29 auch, so daß nachfolgend nur die Regulier- und Zerstäuberkammer und die Düsenanordnung 28 näher beschrieben wird.

Zur Regulier- und Zerstäuberkammer 31 gehört eine zylindrische Vertiefung 55 im Verteilerkörper M, deren Boden mit dem engeren Kanal 38 für Luft und dem engeren Kanal 41 für Schmiermittel sowie mit dem Kanal 51 zur Düsenanordnung 28 in Verbindung steht. Am Boden der Vertiefung 55 befindet sich eine Gummidichtung 5 7 und wird dort durch eine Hülse 59 festgehalten. Ein Federbecher 41 dient als Sitz für eine Druckfeder 63. Eine Deckplatte 65 schließt das normalerweise offene Ende der Vertiefung 55 ab, und eine durch die Deckplatte 65 geschraubte Stellschraube 66 begrenzt die Bewegungsfreiheit der Gummidichtung 57', die durch die Kraft der Druckfeder 63 normalerweise in eine Abdichtposition vorgespannt wird, welche die Verbindung zwischen den Luft- und Schmiermittelkanälen 38 und 41 einerseits und dem Abgabekanal 51 zur Düsenanordnung 28 andererseits versperrt. Wird durch Kanal 38 Luft mit ausreichendem Druck zugeführt, dann hebt sich die Gummidichtung 57 gegen die Kraft der Druckfeder 63 so weit ab, wie es die Einstellung der Stellschraube 66 erlaubt. Durch das Abheben der Gummidichtung 57 entsteht eine Zerstäubungskammer zwischen Dichtung und Boden der Vertiefung 55, welche das

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Eintreten von Schmiermittel und Luft und das Passieren des Schmiermittels von der Zerstäuberkammer zum Kanal 51 und von dort zur Düsenanordnung 28 ermöglicht. Die Einstellung der Stellschraube 66 bestimmt die Durchflußmenge an zerstäubtem Schmiermittel zur Düsenanordnung 28.

Zur Düsenanordnung 28 gehört eine zylindrische Gewindevertiefung 69 im Verteilerkörper M, die an ihrem inneren Ende mit Kanal 51 in Verbindung steht. Ein Düsensitz 71 aus Gummi sitzt in der Gewindevertiefung 69 und besitzt eine zylindrische Ausnehmung 73, welche als Sitz für eine besonders gestaltete Düse 75 dient. Ein Kanal 76 in dem Düsensitz 71 verbindet den Kanal 51 mit der Düse 75. Eine hohle Schraubkappe 78 hält den Düsensitz 71 in richtiger Position und fixiert außerdem die Düse 75 verstellbar im Düsensitz.

Die Düse 75 besitzt eine sphärische Basis 80, einen sphärischen Kopf 81 mit kleinerem Durchmesser als die Basis, und einen Halsabschnitt 82 von reduziertem Durchmesser, welcher Basis und Kopf verbindet. Ein Kanal 85 für zerstäubtes Schmiermittel erstreckt sich im wesentlichen durch die Symmetrieachse der Düse 75 und verbindet einen Einlaß in der Basis mit einem Auslaß 87 im Kopf der Düse. Der Auslaß 87 ist unter einem Winkel gegenüber der Symmetrieachse des Kanales 85 geneigt bzw. versetzt.

Durch die Lagerung der sphärischen Basis 80 in dem Düsensitz 71 in Verbindung mit dem Herausragen des Düsenkopfes 81 aus der Schraubkappe 78 besteht die Möglichkeit, die Düse 75 innerhalb eines weiten Winkelbereiches zu justieren, so daß ihr Sprühstrahl je nach dem speziellen Anwen-

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dungsfall innerhalb eines weiten Winkelbereiches genau in die gewünschte Richtung gelenkt werden kann. Die Düse verbindet die Vorteile eines Kugelgelenkes mit einem Auslaß, der nicht in der sphärischen Basis, sondern an einer Verlängerung davon angeordnet ist, wo er dem Einfluß von Hindernissen entzogen ist, die seinen Sprühstrahl stören könnten.

Es sei bemerkt, daß man die Düse 75 gegenüber dem Düsensitz 71 um 360 verdrehen und außerdem die Achse des Kanales 76 in einem erheblichen Winkelbereich in beliebiger Richtung verkippen kann. Der Axialkanal 85 im Inneren der Düse 75 läßt sich innerhalb eines Kegels, dessen Spitzer.winkel nur durch die Anlage des Halsabschnittes 82 an der Innenkante der Schraubkappe 78 begrenzt wird, in jede beliebige Richtung kippen. Da der Auslaßkanal 87 gegenüber dem inneren Kanal 85 der Düse abgewinkelt ist, erzielt man einen Kegel, in dessen Bereich der Sprühstrahl abgegeben werden kann, dessen Gesamt-Spitzenwinkel dem doppelten Winkel zwischen Kanal 86 und Kanal 76, wenn die Düse maximal gekippt ist, plus dem doppelten Wert des Winkels zwischen Auslaß 87 und der Symmetrieachse von Kanal 85 entspricht. Es ist also die Kombination einer drehbar und schwenkbar gelagerten Düse, die einen Hals von reduziertem Durchmesser besitzt, mit einem Abgabeauslaß 87, der gegenüber der Düsenachse geneigt ist, welche einen weiten Verstellbereich für die Abgaberichtung des aus der Düse austretenden Materials bietet. Dieser Bereich reicht von zur Achse des Kanales 76 parallelen Richtungen über einen beträchtlichen Winkelbereich hinweg bis in Extremlagen nach allen Seiten, wobei eine stufenlos veränderliche Verstellmöglichkeit gegeben ist.

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Im Betrieb werden die Düsen wie beispielsweise 75 auf den gewünschten Sprühstrahl-Abgabewinkel eingestellt und durch Festziehen ihrer Schraubkappen 78 fixiert. Dann wird mit Hilfe der Stellschrauben 66 an jeder Düsenanordnung die Flüssigkeits-Abgabemenge einreguliert, die versprüht werden soll. Zu einem durch externe, nicht dargestellte Steuerelemente vorgegebenen Zeitpunkt werden Druckluft und Schmiermittel über die Lufteinlaßverschraubung 11 und die Schmiermitteleinlaßverschraubung 12 in den Hauptluftverteilerkanal 16 bzw. den Hauptschmiermittelverteilerkanal 20 eingegeben. Vom Hauptluftverteilerkanal 16 fließt die Luft in den Luftverteilerkanal 34 für jede Düsenanordnung und durch die Kanäle 38 und 39 von Fig. 4 zu den Regulier- und Zerstäuberkammern 31 und 32. Das Schmiermittel gelangt vom Schmiermittelverteilerkanal 36 für jede Düsenanordnung durch die engeren Kanäle 41 und 42 zu den Regulier- und Zerstäuberkammern 31 und 32.

Der Luftdruck hebt die Gummidichtung 57 um den von der Stellschraube 66 abhängigen Betrag ab und bildet eine Zerstäuberkammer, wo das Schmiermittel zerstäubt und dann durch die Kanäle 51 und 52 zu den Düsenanordnungen geblasen wird. Zerstäubtes Schmiermittel fließt durch die Kanäle 76 im Düsensitz 71 und durch den Innenkanal zum Auslaß in der betreffenden Düse, von wo es in der eingestellten gewünschten Richtung versprüht wird.

Es sei abschließend bemerkt, daß sich die vielseitige Ver- ' Stellmöglichkeit der Düsen schnell und leicht durchführen läßt, und daß man außerdem zum Lösen der Schraubkappen 78, zum Einstellen der Düsen in die gewünschte Richtung und zum Wiederfestziehen der Schraubkappen 78 keinerlei Werkzeuge benötigt.

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Claims (6)

1. Ansprüche

   I1.) Vorrichtung zum Besprühen von. Formeberflächen und dergleichen, gekennzeichnet durch einen Körper (M) mit einem Einlaß (12) für ein zu versprühendes Material, mindestens einen Auslaß (51 ...) für das Material und einem das Material von dem Einlaß zum Auslaß verteilenden Kanal (20); eine an den Auslaß angeschlossene Düse

   (75) mit einer im wesentlichen sphärischen Basis (80), an die über einen im Durchmesser reduzierten Halsabschnitt

   (82) ein Kopf (81) angesetzt ist,und mit einem Kanal (85) für das zu versprühende Material, der durch den Halsabschnitt hindurchgeführt ist, seinen Einlaß (86) in der Basis und seinen Auslaß (87) in dem Kopf besitzt; und durch eine die Basis (80) tragende Einrichtung (71) , welche eine schwenkbare Verstellbewegung der Basis gegenüber dem Körper (M) und die Einhaltung einer Justageposition der Düse gestattet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (M) ein Verteiler mit einer Anzahl von Auslässen (51 ...) für das zu versprühende Material und Kanälen (20, 41 ...) zum Verteilen des Materials von dem Einlaß an sämtliche Auslässe ist, und daß an diese Auslässe eine entsprechende Anzahl von Düsen (75) angeschlossen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (81) der Düse im wesentlichen sphärisch ist und der Auslaß (87) der Düse unter einem Winkel gegenüber der Längsachse des Düsenkanals (85) verläuft.

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4. 4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Oberfläche des Körpers (M) eine mit dem Auslaß (51...) in Verbindung stehende Vertiefung (55) befindet,, und daß die tragende Einrichtung (71). in dieser Vertiefung einen die Düsenbasis (80) tragenden Sitz (73) und eine die Basis in diesem Sitz festhaltende Einrichtung (78) aufweist.
5. 5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (81) im wesentlichen sphärisch ist und einen kleineren Durchmesser als die Basis aufweist.
6. 6. Sprühdüse, mit einer einen Einlaß für zu versprühendes Material aufweisenden sphärischen Basis, einem einen Auslaß zur Abgabe dieses Materials aufweisenden Kopf, einem Basis und Kopf miteinander verbindenden Halsabschnitt, und mit einem vom Einlaß zum Auslaß führenden Kanal für das Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Auslasses (87) unter einem Winkel gegenüber der Achse des Kanals (85) geneigt ist, so daß die Düse sich so positionieren läßt, daß ihr Sprühstrahl einen weiten Bereich von Sprühwinkeln bestreichen kann.

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