DE2433287A1

DE2433287A1 - Luftlose spritzduese

Info

Publication number: DE2433287A1
Application number: DE2433287A
Authority: DE
Inventors: Richard A Horvath; Eric T Nord; Alvin A Rood; Burton J Vilagi
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1975-02-06
Also published as: FR2237683A1; US3843055A; JPS5070915A; ZA744582B; FR2237683B3; IT1017232B

Description

NORDSON CORPORATION, Jackson Street, Amtierst, Ohio (V. St. A.)

Luftlose Spritzdüse

Die Erfindung betrifft dere eine verbesserte dien in einem weitgehend ner vorgegebenen oder gleichen Verteilung des bild.

Spritzdüsen j inslbesonzum Spritzen von Me-

Spritzbild mit ei-= "zugeschnittenen¹¹¹' unin dem eELiptischen Spritz-

Im allgemeinen besitzen luftlos® Spritzdtisen ein elliptisches Spritzbildρ in ä®m das Material ungleichmäßig oder "zugeschnitten-¹⁵ verteilt ist? sogenannte "Trommel« fell"-Spritzdüsen oder Spritsdüsen mit "kontrolliertem Spritzbild" werden hauptsäehllsfe. eus³ Beschichtung der Innenflächen ψοά BiI-OhSQn₀ EoBo Bi®^° oder ßetränke-Büch= sen eing©a©teto Di© Spr>itzbild®r mit °⁹zugeschnittener"¹ Verteilung ©rmäglioadn da® Au£1briiag®ja ®1β©γ glaichmäs-

p©ao Bus ist Bit luftlos ©sä Sp^itgdtiseBo Dag ist mit k©jav©ationellen luft losen Spritzdügen mit fl®@Sa®a Bp^itgfleto aioht ag Ein gebräiaehliolies Verfahren zur E%ss des "Mengeastroii©s in Spritgfi©h@r ©iner !bestimmte» Bus©

besteht darin, einen kurzen Spritzer Bes dichtungsmaterial derart gegen die Oberfläche einer senkrecht stehenden Wellpappe zu spritzen, daß die lange Achse des äiiptischen Spritzbildes horizontal ausgerichtet ist« Wellpappe wird für diese Messung verwendet, um "Auswaschungen" oder Verzerrungen des wahren Spritzbildes durch den Strahl der Spritzdüse zu eliminieren. Die auf jedes Flächenelement gespritzte Beschichtungsmaterialmenge wird durch die Länge der in der Nut unter dem Flächenelement abwärtslaufenden "Träne¹¹ repräsentiert.

Bei dieser Meßmethode zeigt jede Spritzdüse ihr eigenes charakteristisches Spritzbild» Dem Stand der Technik gemäße ⁿTrommelfell^ll-Spritzdüseii besitzen üblicherweise ein dem Spritzbild gemäß Fig. 1 ähnliches Spritzbild, das bis zu einem in einem Abstand von 5 bis 10 % der Längsachse von einer Seitenkante entfernt gelegenen Punkt stark abgeschrägt ist. Dieses ¥erteilungsmuster steht ia krassen Gegensatz zu dem Yerteilungsmuster einer dem Stand der Technik gemäßen Spritzdüse _v deren zur Düsenachse symmetrisch angeordneten Blende durch das Schneiden einer V-Nut durch weitgehend den ganzen hemisphärischen Dom bis hinab auf ungefähr den Basiskreis des Domes gebildet worden ist.

Diese Spritzdüse mit flachem Spritzfächer erzeugt ein normal gekrümmtes symmetrisches Spritzbild, dessen Mengenstromverteilung sich derart gleichmäßig ändert, daß das Maximum des Mengenstromes in der Mitte des Spritzbildes liegt und der Mengenstrom gleichmäßig zu beiden Enden des Spritzbildes hin abnimmt. Ein solches Spritzbild mit normaler Mengenstromverteilung ist in Fig. 2 dargestellt.

B®m Stand der Technik gemäß© Spritsdüsam mit "kontrolliertem SpritaMldl¹⁵ haben öMI@fe©rw©is© eins Yerteilinigs-

i 9 S / 0 8 4 3

-Z-

muster gemäß Fig. 3, bei denen der Punkt maximalen Mengenstromes in der Nähe eines Endes des Spritzbildes angeordnet ist, üblicherweise in einem Abstand von ungefähr 15 bis 30 % der Längsachse des Spritzbildes von diesem Ende entfernt; von dem Punkt maximalen Mengenstromes aus nimmt der Mengenstrom nach beiden Seiten weitgehend linear ab. Das Verteilungsmuster gemäß Fig. 3 ist das einer Spritzdüse mit einem "75 % I 25 % kontrollierten Spritzbild¹¹.

Kommerzielle Metallbüchsen werden entweder aus 2 oder aus 3 Einzelteilen hergestellt. In jedem Fall wird ein Teil der Büchse in einer Endoperation montiert, um die Büchse verschließen und ^abzudichten, nachdem sie mit Lebensmitteln oder Getränken gefüllt worden ist. Der andere Teil einer zweiteiligen Büchse ist weitgehend ein tiefgezogener Zylinder mit einem geschlossenen Ende. Sogenannte dreiteilige Büchsen bestehen aus einem an beiden Enden offenen zylindrischem Mantel mit separaten Deckel- und Boden-Scheiben.

Alle Getränke und einige Lebensmittelbüchsen werden nach der Bildung des Hauptteiles der Büchse innen beschichtet, um zu verhindern, daß Metall in den Büchseninhalt in die Lösung geht, und um zu verhindern, daß der BUchseninhalt das Metall der Büchse angreift. Bei einer zweiteiligen Büchse wird eine innere Stirnfläche gleichzeitig mit der Innenfläche des Zylindermantels beschichtet. Bei einer dreiteiligen Büchse werden die Endteile im allgemeinen separat beschichtet; der an beiden Enden offene Zylinder wird vor dem Anbringen eines Endverschlusses innen beschichtet.

Sowohl die"Trommelfell"-Düse als auch die Düse mit "kontrolliertem Spritzbild" werden üblicherweise zum Innenbeschichten von zweiteiligen Büchsen eingesetzt, wobei

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die Düse feststeht und gemäß Fig. 4 relativ zur rotierenden Büchse ausgerichtet ist. Bei dieser Ausrichtung der Düse ist der Punkt maximalen Mengenstromes axial in Längsrichtung der Büchse gerichtet, während d s fächerförmige Muster gegen den Radius des Büchsenbodens und eine vom Büchsenboden zur Büchsenöffnung verlaufende Längslinie der Seitenwand gerichtet ist. Auf diese Weise läßt sich eine weitgehend gleichmäßige Beschichtung auf die Seiten- und die Boden-Wand der Büchse aufbringen. Wenn die gleichen Düsen zum Spritzen der zylindrischen Teile von dreiteiligen Büchsen eingesetzt werden, sind die stationären Düsen relativ zur rotierenden Büchse gemäß Fig. 5 angeordnet; dabei ist das tisch geformte Spritzbild winklig in Längsrichtung gegen die Innenfläche der rotierenden Büchse gerichtet. Bei dieser Anordnung zum Sprühen der zylindrischen Büchsenmäntel ist der schwache Teil des elliptisch geformten Spritzmusters in das der das Beschichtungsmaterial spritzenden Düse nahegelegene Ende der rotierenden Büchse gerichtet, während die starken Teile der Spritzmuster sich an einem von der Düse entfernt gelegenen Punkt treffen oder einander überlappen. Diese Zwei-Düsenanordnung und -Ausrichtung zum Spritzen der zylindrischen Büchsenmäntel erzielt eine relativ gleichmäßige Beschichtung aller Bereiche der Innenfläche der Büchse und minimiert aus den offenen Enden der Büchse austretende Beschichtungsmaterialverluste.

Wenn die dem Stand der Technik gemäßen "Trommelfell"-DUsen und Düsen mit "kontrolliertem" Spritzbild gemäß Fig. 4 und 5 eingesetzt werden, läßt sich eine gleichmäßige Verteilung des Beschichtungsmaterials auf der Innenfläche der Büchsen erzielen. Ein Problem besteht jedoch in der zuverlässigen und wiederholten Herstellung von Düsen mit identischen Spritzbildern von Düse zu Düse.

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Dem Stand der Technik gemäße Verfahren zur Herstellung von sowohl "Trommelfell'»-Düsen als auch verschiedener Modifikationen von Düsen mit "kontrolliertem¹⁵ Spritz= bild sind in den US-Patenten 3°640_o758 und 3.697<>313 beschrieben. Ferner würden andere Verfahren zur Herstel« lung von Spritzdüsen .mit "kontrolliert@m^m Spritzbild entdeckt, die jedoch in Wirklichkeit nur Modifikationen des in den o.g„ Patenten beschriebenen Verfahrens sind; bei all diesen Verfahren sind jedoch'zwei oder fünf Schnitte mit einer Schneidscheibe in dan Dom der Düse erforderlich _ρ um eine Blende bestimmter Größe und Form zu erzeugen Da diese Blenden sehr klein sind und sehr exakt geschnitten werden müssen _v tritt b@i den dem Stand der Technik gemäßen, mehrere Schnitte erfordernden Fertigungstechniken eine nicht akzeptabel hohe ^AusechuBrat® au'fo

Aufgabe der Erfindung ist₈ ein wirksameres wiederholbares und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung von- Spritz·» düsen mit "kontrolliertem" Spritzbild bzwo mit einem Spritzbild mit einer vorgegebenen ^Μzugeschnitten©^ ungleichen Mengenstromvertailung und ©ine verbesserte Spritzdüseβ die dia wiederholt© uad zuverlässig reproduzierbare Herstellung von Spritzdüsen mit einem Spritzbild mit einer vorgegebenen '"zugeschnittene⁶³ ungleichen-Mengenstromverteilung gestattet _s vorzuschlagen_e

fahren zur Herstellung v©n luftlosen ⁵³Tr¹OiMeIfeil"-

mit "kontrollierisehußrat© ist auf

zurückzuführen _s Schnitt© in ©in sehr ÜB.B din© gehr kleine

Bei der erfindungsgemäßen Düsenkonfiguration und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Düsen mit einen "kontrollierten⁸⁸ Spritsbild bzw. mit einem . Spritzbild mit einer vorgegebenen ungleichen Mengenstromverteilung ist daher nur ein einziger Schnitt mit einer Schneidscheibe zur Erzeugung der gewünschten Blende erforderlich.

Zur Erfüllung der Aufgabe der Erfindung wird eine zur Erzeugung der gewünschten Blendenkonfiguration nur einen einzigen Schnitt benötigende Düse mit einem zentralen in *ln.&M relativ zur Düsenachse asymmetrisch angeordneten konischen Dom endenden Zulaufkanal vorgeschlagen.

Die zur Aufgabe der Erfüllung vorgeschlagene Bus«, die die Herstellung einer Blende der gewünschten Konfigura= tion mit einem einzigen Schnitt ermöglicht, besitzt einen zentralen in einem konisch geformten Dom endenden Strömungskanal% der konische Dom ist relativ zur Symmetrieachse der Düse asymmetrisch angeordnet. Wenn der asymmetrisch angeordnete konische Dom von einer Schneidscheibe geschnitten wird, entsteht eine asymmetrische Blende. Durch die Änderung des Schnittwinkels der Schneidscheibe relativ zur Achse des Düsenrohlings oder der Konfiguration der Schneidscheibe oder der Schnittiefe läßt sich jede beliebige Anzahl unterschiedlich konfigurierter Düsen mit unterschiedlichen Spritzbildern erzeugen.

Der Hauptvorteil der Erfindung ist, daß sie die Herstellung von Spritzdüsen mit kontrollierten Spritzbildern gegenüber dem Stand der Technik verbilligt, da sie die Toleranzschwankungen der dem Stand der Technik gemäßen Herstellungsverfahren eliminiert. D.h., sie gestattet die wiederholte, reproduzierbare Herstellung von Düsen mit akzeptablen Fertigungstoleranzen.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Eine typische Mengenstromverteilung eines Spritzbildes einer "Trommelfeil"-Düse;

Fig. 2 eine typische Mengenstromverteilung eines Spritzbildes einer Spritzdüse mit flachem Spritzfächer;

Fig. 3 eine typische Mengenstromverteilung eines Spritzbildes einer Spritzdüse mit kontrolliertem Spritzbild;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer typischen Anordnung zum Spritzen der Innenflächen einer zweiteiligen Büchse mit,einer einzigen stationären Düse;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer typischen Anordnung zum Spritzen der Innenflächen einer dreiteiligen Büchse mit einem Paar einander gegenüberliegend stationär angeordneten Düsen;

Fig. 6 eine Frontansicht einer konventionellen "Trommelfell" -Düse;

Fig. 7 eine Frontansicht einer Ausführungsform einer dem Stand der Technik gemäßen Düse mit kontrolliertem Spritzbild;

Fig. 8 einen Längsschnitt eines Düsenrohlings zur Herstellung einer erfindungsgemäßen DUse mit kontrolliertem Spritzbild;

Fig. 9 eine Rückansicht des Düsenrohlings gemäß Fig. 8; 409886/0943

Fig. 10 einen Längsschnitt des vor dem Schneiden etwas um seine Längsachse gedrehten Düsenrohlings gemäß Fig. 8, der die Düse nach der Erzeugung einer "bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Blende zeigt;

Fig.1Oa einen Längsschnitt ähnlich Fig. 10, bei dem die Düse
ist;

Düse jedoch relativ zu Fig. 10 um 90 ° gedreht

Fig.10b eine schematische Darstellung der zur Erzeugung der Blende gemäß Fig. 10 verwendeten Anordnung einer Schneidscheibe relativ zur Achse des Domes des Strömungskanales der Düse;

Fig. 11, eine Frontansicht der Blende der Düse gemäß Fig. 9;

Fig. 12 eine Mengenstromverteilung des Spritzbildes der Düse gemäß Fig. 10;

Fig. 13 ein.Längsschnitt des Düsenrohlings gemäß Fig. 8, der jedoch die Düse nach der Erzeugung einer Blende einer zweiten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform in dem Düsenrohling zeigt;

Fig.13a einen Längsschnitt ähnlich Fig. 13, der jedoch um 90 ° gegenüber Fig. 13 gedreht ist;

Fig.13b eine schematische Darstellung einer zur Erzeugung der Düsenblende gemäß Fig. 13 eingesetzten Anordnung einer Schneidscheibe relativ zur Achse des Domes des Strömungskanales der Düse;

Fig. 14 eine Frontansicht der Düsenblende gemäß Fig.13;

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Figo 15 eine Mengenstromverteilung eines Spritzbildes der Düse gemäß Figo 15o

Figo 4 und 5 zeigen zwei verschiedene typisch© kommerzielle Anordnungen zur Beschichtung von Büchsen unter dem Einsatz erfindungsgemäßer luftloser Spritzdüse^ Beide Anordnungen sind bereits seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technikg sie werden ,jedQch hier beschrieben ₀ um an ihrem Beispiel den typischen Einsatz der erfindungsgemäßen Düse zu beschreiben,,

Die Anordnung gemäB Figo 4 ist im US-Patent 3o697o313

Figo 5 im US-Patent 5οShQ_o 758 ausführlich beschrieben isto

täppischen zweiteiligen Büchse C mit bereits einem ver schlossenen Ende 7 muß die Buche® C re'tieren^ während ein Spritzfächer des Beschichtungsmaterials auf die nenflache der Büchse gerichtet ist_o Sowohl die Yorrieh= tung zum Rotieren der Büchse als auch di® Vorrichtung zum Transport der Büchsen vor die stationäre Düse und von der stationären Düse weg sind bekannt und in den beiden ©_og_o US-Patenten ausführlich beschrieben«,

Im allgemeinen wird dem Stand der Technik gemäß zum Spritzen von Büchsen mit nur ©in®® offenen Ende ent= weder @ine⁰⁰Tr©®M©lf©U^8I!-Bü@© mit ®in®m Spritzfeild ge= maß Figo 1 ©der ©las Spritidtis© mit ®ia©m kontrollierten Spritsbild g©mä0 FIg₀ 3 ®iag@g©tgto B©id® Düsen sind durch ein weitgehend ©lliptiseh®ii Spritgbilä alt einer ungleichmäßigen Mengenitroaverteilung charakterisiert. B@i der ^8tTr©ram@l£ell^S3°Büs© liegt di® Stell© grössten Mengenstromes sehr dicht asa einem Ende des Spritz-

bildes _f wäiirsnd bei der sogenannten Düse mit kontrolliertem Spritebild die Stell© größten Mengenstromss ebenfalls weitgehend, In der Mali© eines Endes des Spritzbildes, sie ist jedoch eis, .größeres Stück x^?on diesem End© entfernt bei der ⁵¹TrOiMeIf eil ^E3==Büss_o Die Anordnung der Stelle größten Mengenstromos dient an einem Ende des Spritzbildes- ist Im wesentlichen änroh di@ Konfiguration der Büsenfolend© bestimmt ₀ von übt äer Spritsfäeher ausgestrahlt wird»

!■?■· -der Inorenuag gemäß Fig_e 4 ist ©in© in ©taem Düsenhalter HL· Gefestigte Spritzdüse zum Spritzen in das offsne Ende der Büchse derart feststehend positioniert^ «Si© Düs@naclis© η vsrjfcikai relativ zur- Horizontalen e S auT-ch die Rotationsaclise dsr Büelas© mit ά®τ- Ro« tation^aciis© der Buchs© einen Wink&l © bildet_o Die Düsenblend® ist in seine® Abstaad 18 von dem ©ffsnen Ende der· Bushs© und In ungefähr den gl@leli@n Abstand über der Ho2*i2ontal@l3@n© S durch di© A©hs@ der Büohse positioniert. Di© Liai© 6 maximalen Mengenstromes im Spritzfieher bzw« im elliptischen Spritzbild soll dadurch auf den Seimittkreis des geschlossenen Endes 7 das? Büchse C mit ihrem Zylindermantel S gerichtet sein» Der breite Teil ¥ des Spritzfächers bestreicht die Mantelseite der Büchse während der schmale Teil N des Spritzfächers gegen das geschlossene Ende ? der Büchse gerichtet ist. Die Breite und die Richtung des von der Düsenblende ausgestrahlten Spritzfächers sind so gewählt, daß die äußere Kante 9 des schmalen Teiles H des Spritzfächers gegen das Zentrum des kreisförmigen "Boden" bzw. geschlossenen Endes 7 der Büchse und die gegenüberliegende Kante 15 des Spritzfächers gegen die Außenkante 16 bzw. etwas ausserhalb vor die Außenkante 16 des offenen Endes der Büchse gerichtet ist.

Diese Orientierung der Mengenstromverteilung des Spritzbildes der Düse ist in ideal©^ Weis© den Flächen und

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Proportionen der zu beschichtenden Innenflächen der Büchse angepaßt« Der zwischen der Kante 16 der Büchsenöffnung und dem geschlossenen Bodenende 7 auftreffende breite Teil W des Spritzfächers erzeugt eine gleichmäßige Beschichtung auf der zylindrischen Seitenwand 8y von der alle Teile mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit rotieren_e Der schmale Teil N des Spritzfächers nimmt von einer maximalen Mengenstromdichte entlang der Linie 6 zu einer minimal wünschenswerten Mengenstromdichte an der Außenkante 9 des Spritzfächers hin ab, die auf oder geringfügig über "das stillstehende Zentrum"des verschlossenen kreisförmigen Endes 7 gerichtet ist. Die auf das Büchsenende 7 aufgebrachte Beschichtungsmaterialmenge^ist an den weiter vom Zentrum entfernten Stellen größer als am Zentrum, so daß -die Beschichtungsmaterialmenge mit abnehmendem Radius des BUchsenendes 7 zum stillstehenden Zentrum hin abnimmt.

Dieses Verfahren zum Spritzen einer zweiteiligen Büchse mit einer einzigen stationären Düse gestattet eine Anpassung des Spritzbildes an die Form und die Dimensionen der Innenfläche der Büchse. Wenn sich das Längen/ Durchmesser-Verhältnis mit unterschiedlichen BUchsenkonfigurationen ändert, ändert sich die theoretisch optimale Verteilung des Beschichtungsmaterials entsprechend; sie läßt sich jedoch der Büchsenkonfiguration so anpassen, daß sich eine optimal gleichmäßige Beschichtung der gesamten Innenfläche der Büchse erzielen läßt.

Gemäß Fig. 5 ist eine bevorzugte Anordnung zum Spritzen des zylindrischen Teiles 10 einer dreiteiligen Büchse mit einem Paar konventioneller in Düsenhaltern 12 und 13 befestigter "Trommelfell"-DUsen ausgerüstet. Die Düsen sind gleichartig an entgegengesetzten Enden der Büchse angeordnet; ihre Achsen 12a und 13a sind in einem Winkel i vertikal zur horizontalen Ebene durch die Achse des zylindrischen Mantels der Büchse geneigt. Die

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Düsen sind derart-positioniert, daß sich die schmalen Teile N¹ der Spritzfächer geringfügig überlappen und vorzugsweise in ihrer ganzen Breite aufeinander prallen, während die Kanten der breiten Teile W der Spritzfächer auf die oder geringfügig außerhalb der Büchse vor die Kanten des Büchsenmantels gerichtet sind.

Fig. 6 zeigt eine dem Stand der Technik gemäße "Trommelfell"-Düse, die zum Erzielen eines Spritzbildes gemäß Fig. 1 geeignet ist. Die Blende 0 dieser Düse ist an ihrer einen Kante 32 am breitesten um die Stelle maximalen Mengenstromes zu erzeugen, und ist zu dem an ihrer anderen Kante liegenden schmälsten Punkt 33 hin verengt, der der Stelle minimalen Mengenstromes im Spritzfächer entspricht.

Fig. 7 zeigt eine Frontansicht einer zum Erzielen des Spritzbildes gemäß Fig. 3 geeigneten Spritzdüse mit kontrolliertem Spritzbild. Diese Düse besitzt eine durch zwei Schnitte einer rotierenden Schneidscheibe in die Kuppel eines weitgehend halbkugelförmigen hohlen Domes geschnittene weitgehend tulpenförmige oder herzförmige Blende O¹¹¹. Das Verfahren zum Schneiden der Düsenblende 0^tlf gemäß Fig. 7 und zahlreiche andere Anordnungen zum Erzielen von Düsenblenden zum Erzeugen von kontrollierten Spritzbildern sind im US-Patent 3.697.313 ausführlich beschrieben.

Im allgemeinen waren vor dieser Erfindung zur Herstellung sowohl einer "Trommelfell"-Spritzdüse als auch einer Spritzdüse mit kontrolliertem Spritzbild mehrere Schnitte mit einer einzigen Schneidscheibe erforderlich, um eine Blende mit der zur Erzeugung eines Spritzbildes mit ungleichmäßiger Mengenstromverteilung erforderlichen,

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gewünschten komplexen Konfiguration zu erseugen_o Die Anzahl der Schnitte waren im allgemeinen entweder zwei oder fünf» Infolge von Fertigungsproblemen bei der-Durchführung von mehreren exakt positionierten Schnitten in ein sehr kleines Werkstück_s hat ©s sich jedoch unveränderlich als schwierig erwiesen_p konsistent mehrer identische Düsen nacheinander zu fertigen.

Figo 8 und 9 zeigt eine» ©rfindungsgemäß neuartigen DU-senrohling 50 zur Herstellung ®iner erfindungsgemäßen Düse« Im allgemeinen besteht d©r Düsenrohling" 50 bmb gesintertem Carbid ₉ obuohl ar auch aus anderen harten _g verschleißfesten Materialien h@rgeat@llt sseia karang er besitzt einen hinter©^' sylindrieehen Teil 51 ₉ eiaen Umfangsflansch 52 _f ®±n®m Kugelkappenförmigen'Eadt©il 53 und einen den kugelkappenförmigin Teil 53 mit dem Flansch 52 verbindenden kegelstumpfföraigen Teil 54«, In der Praxis paßt d©r gylindriseh© Teil 51 in den Sitz eitles' konventionellen Düsenhalters, in dem er · verlötet wird«, Außer zum Befestigen der erfindungsgemäßen Düse in einem Düsenhalter betreffen die Umfangsformen des zylindrischen Teil©® 51 und' des Flansches 52 die Erfindung nicht.

Der Düsenrohling 50 ist innen honig er besitzt einen in einem Blinddom 55 endenden Zulaufkanal 49. Der Zulaufkanal 49 besitzt einen kegelstumpfförmigen Teil 56 mit einer Schnittebene 57 an ©iner Seite ₉ einen zylindrischen Teil 58 und den konischen Domteil 55· Der kegelstumpfförmige Teil 56 und der zylindrische Teil 58 fluchten koaxial mit der Achs® X des Düg@ns°ohling8 \ der konische Dom 55 Ist dagegen relativ 2W A©hs® % asymmetrisch angeordnet. Der Scheitel 65 d®& k©ni@©hen Domes 55 ist in einem Abstand D von der Achs© X angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungaf©ns der Erfindung besitzt der asymmetrische kegelförmige Dom ®±n®n Winkel d von 70 °j die

Achse Y- des kegelförmigen Domes 55 schneidet die Achse X der Düse in einem Winkel b von 50 °.

Gemäß Fig. 9 entspricht d@r Radius des zylindrischen Teiles 58 des Zulaufkanales 49 dem Abstand Z der Schnittebene 57 von der Achse X der Düse. Der kegelstumpfförmige Teil 56 ist so dimensioniert, daß der Radius seines innersten Endes gleich dem Radius des zylindrischen Teiles 58 ist_$ so daß die beiden Teile 56 und 58 sich in eiaer Ebene 62 in der Umfangsllnie eines Kreises 60 seimeiden. Der asymmetrisch angeordnete koniäche Teil 55 ist so dimensioniert ₉ da8 er den zylindrischen Teil 5S in einer gekrümmten Schnittlinie 63 schneidet. Es ist ferner zu beachten ₉ daß 4er Scheitel 56 des konischen Bones 55 gemäß Fig. 9 in einer sur Ebene der Schnittfläche ,57 normalen Ebene 86 liegt_β"Diese Anordnung des Scheitels 65 des Domes 55 relativ zur Schnittebene 57 gestattet die Festlegung der asymmetrischen Anordnung des Domes 55 des Düsenrohlings 50 vor dem Einbringen eines Schnittes in den kugelkappenförmigen Endteil 53 des Düsenrohlings 50} diese Technik ist nachstehend ausführlich beschrieben. In der Praxis wird der Düsenrohling 50 gemäß Fig. 8 und 9 derart aus gesintertem Carbid hergestellt, daß das Carbidpulver in eine Hohlform mit einem axialen Stift der Konfiguration des Zulaufkanales 49 eingebracht wird. Das gesinterte Material wird in der Form komprimiert, um die Form gemäß Fig. 8 und 9 zu erzeugen; anschließend wird es gesintert, um die Düse als festes carbidisches Element zu bilden.

Obwohl hier eine Düse aus gesintertem Carbid beschrieben wird, ist es offensichtlich, daß sich die erfindungsgemäße Düse auch aus anderen härten Materialien, z.B. keramischen Materialien herstellen läßt.

Fig. 10, 10a, 10b und 11 zeigen eine aus dem Düsenrohling 50 gemäß Fig. 8 und 9 hergestellte bevorzugte Aus-

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führungsform 69 der erfindungsgemäßen Düse. Die Düse 69 besitzt einen einhiebigen Schnitt 73 zur Erzeugung einer einen Spritzfächer mit einem Spritzbild gemäß Fig» 12 ausstrahlenden Blende« Gemäß Fig. 12 ist dieses Spritzbild dem konventionell mit einer "Trommelfell"-Spritzdüse gesprühten Spritzbild ähnlich, da seine Stelle maximalen Mengenstromes dicht an einer Kante (in einem Abstand von"ungefähr 11 % der Längsachse des Spritzbildes) des elliptischen Spritzbildes angeordnet ist_o

Gemäß Fig. 11 ist die das Spritzbild gemäß Flg. 12 erzeugende Blende 70 stetig abgeschrägt und besitzt abgerundete Enden 71 und 72. Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn ist die Blende 70 ungefähr 0,9 mm lang und an ihrer breitesten Stelle Tk ungefähr 0,28 mm breit." Das schmale Ende der Blende besitzt eine Breite von ungefähr 0,05 mm und einen Radius von ungefähr 0_s025 mm.

Die Blende 70 wird von einer diamantbesetzten Schneidscheibe erzeugt, die an ihrer Umfangskante derart abgeschrägt ist, daß sie einen eingeschlossenen Winkel von 40 ° bilden. Bei der Fertigung dieser Ausführungsform wird die Schneidscheibe relativ zum Düsenrohling 50 nach innen geführt, bis ihre Umfangskante, dargestellt durch die Schnittlinie 2-2 die konische Fläche 63 des konischen Domes 55 der Düse schneidet oder nahezu schneidet. Die Schnittlinien 22 der Schneidscheibe ist in Fig. 10a als gerade Linie dargestellt, da eine Blende mit einer Längsachse von ungefähr 0,9 mm schneidende Schneidscheibe mit einem Durchmesser von ungefähr 75 mm einen Schnitt mit einer an seinem Boden weitgehend geraden Schnittlinie 2-2 erzeugt, selbst dann, wenn wie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Mittellinie der Schneidscheibe nur entlang des Schneidscheibenradius bewegt wird.

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Zur Erzeugung des Schnittes 73 in dem kugelkappenförmigen Teil 53 der Düse wird der Radius der Schneidscheibe kolinear zur Achse X des Düsenrohlings ausgerichtet; bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Schneidscheibe jedoch um 20 ° gemäß Fig. 10b gedreht, bis die Ebene 75 der Schneidscheibe (eine Normalebene zur Rotationsachse der Schneidscheibe) um 20 ° aus einer den Scheitel 65 des Domes 55 und die Achse X der Düse enthaltenen Ebene 76 versetzt ist. Dieser geneigte, sich verengende Schnitt durch den konischen Dom erzeugt die Düse 70 gemäß Fig. 11. Die Düse 70 besitzt bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Wassermengenstrom von 209 g/min bei einem Druck von 2,8 bar. Die Blende 70 erzeugt das Spritzbild gemäß Fig. 12, in dem die Stelle maximalen Mengenstromes in einem Abstand von ungefähr 12 % der Längsachse des Spritzbildes von einer Kante des weitgehend elliptischen Spritzbildes 78 entfernt liegt und in einem Abstand von 89 % der Längsachse des Spritzbildes von der anderen Kante entrfernt liegt. Von der Stelle maximalen Mengenstromes 70 aus nimmt der Mengenstrom· weitgehend linear zu den Kanten 80 und 81 des Spritzbildes hin ab, wie aus den gestrichelten Linien 82 und 83 in Fig. 12 ersichtlich ist.

Fig. 13, 13a, 13b und 14 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform 100 einer erfindungsgemäßen aus dem Düsenrohling 50 gemäß Fig. 8 und 9 gefertigten Düse. Die Düse 100 erzeugt ein Spritzbild mit einer Mengenstromverteilung gemäß Fig. 15. Die Stellen maximalen Mengenstromes liegt, bei 25 % bzw. 75 % der Längsachse des Spritzbildes. Dadurch läßt sich die Stelle maximalen Mengenstromes des Spritzfächers auf eine bestimmt Stelle der Büchse, z.B. den Schnittkreis der zylindrischen Seitenwand mit dem kreisförmigen Ende der Büchse errichten.

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Gemäß Fig. 13, 13a, 13b und 14 ist die dieses Spritzbild erzeugende Düse mit der gleichen Schneidscheibe mit einem Kantenwinkel von 40 ° hergestellt, wie die Blende der Düse 69 gemäß Fig. 10 und 11. Bei dieser modifizierten Ausführungsform ist jedoch die Ebene 101 der Schneidscheibe (d.h. die durch die Schneidscheibe normal zur Rotationsachse der Schneidscheibe verlaufende Ebene) in der gleichen durch die Achse X des Düsenrohlings 50 und des Scheitels 65 des kegelförmigen Domes 55 definierten Ebene 101 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 die Schneidscheibe in den kugelkappenförmigen Teil 53 des Düsenrohlings 50 bis zu einer Tiefe eingeführt, .bei der die Umfangskan-. te der Schneidscheibe (durch die Schnittlinie 2'-2^f markiert) die Basis 63 des konischen Domes 55 tiefer schneidet. Gemäß Fig. 14 besitzt die daraus resultierende weitgehend konische Blende 105 abgerundete Enden 106 und 107. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Düse 100 besitzt die Blende 105 eine maximale Breite von 0,26 mm und eine Länge von 0,925 mm; bei einem Druck von 2,8 bar besitzt diese Düse einen Wassermengenstrom von 215 g/min.

Eine der charakteristischen Eigenschaften beider oben beschriebenen Düsen ist, daß der Teil des Spritzfächers mit dem konzentrierten Mengenstrom von dem schmalen Ende der Düsenblende ausgestrahlt wird. D.h., gemäß Fig. 14 und 15 wird das den größeren Mengenstrom enthaltende Ende N^!' des Spritzfächers von dem schmalen Ende 106 der Blende ausgestrahlt. In gleicher Weise wird das den größeren Mengenstrom enthaltende Ende N¹·· des Spritzfächers von dem schmalen Ende 71 der DUsenblende ausgestrahlt. Diese besondere Strömungscharakteristik bei der der größere Mengenstrom von dem schmalen Ende einer verengten Blende ausgestrahlt wird, ist charakteristisch für alle Düsen, die aus einem erfindungsgemäßen DUsenrohling 50 gemäß Fig. 8 und 9 hergestellt werden.

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Eine andere ungewöhnliche Charakteristik der aus dem erfindungsgemäßen Düsenrohling 50 gemäß Fig. 8 und 9 hergestellten Düsen ist, daß gleichzeitig, wenn der Teil des Spritzfächers mit hohem Mengenstrom von dem schmalen Teil der Düse ausgestrahlt wird, sich die Mittellinie Q (Fig. 13a) des Spritzfächers zur breiten Seite der Düsenblende hin verschiebt.

Im vorangegangenen wurden nur zwei bevorzugte Ausführungsformen aus dem erfindungsgemäßen Düsenrohling gefertigter erfindungsgemäßer Düsen beschrieben. Es wurden jedoch zahlreiche andere Spritzbilder mit Düsen erzielt, die aus Düsenrohlingen 50 gemäß Fig. 8 und 9 unter Verwendung von Schnej-dscheiben unterschiedlicher Kantenwinkel, durch den Einsatz unterschiedlicher Winkelanordnungen der Achse X der Düse relativ zur Schneidlinie 2-2 der Umfangskante der Schneidscheibe, durch unterschiedliche Schnittiefen der Schneidscheibe und durch unterschiedliche Kombinationen der o.g. variablen Bedingungen erzeugt wurden. In gleicher Weise lassen sich durch die Drehung der durch den Scheitel 65 des Düsen-

rohlings und der Achse der Düse definierten Ebene relativ zur Ebene einer Schneidscheibe verschieden geformte Blenden erzeugen,' die unterschiedliche Variationen des elliptischen Spritzbildes mit ungleicher Mengenstromverteilung ausstrahlen.

Der Hauptvorteil der Erfindung ist, daß sich mit ihr ein vorgegebenes Spritzbild reproduzierbar mit den Düsen einer Produktion erzeugen läßt, ohne daß mehr als eine minimale Anzahl von Ausschußdüsen anfallen. Bisher war es besonders schwierig reproduzierbare Resultate mit unter Fabrikbedingungen hergestellten Düsen zu erzielen, da ein Hauptproblem darin bestand, jeden von mehreren Schnitten relativ zu den anderen Schnitten exakt in einem sehr kleinen komplexen Werkstück zu positionieren.

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Obwohl nur zwei bevorzugte Ausführungsformen aus einer einzigen bevorzugten Ausführungsform eines erfindüngsgemäßen Düsenrohlings hergestellter erfindungsgemäßer Düsen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß zahlreiche Modifikationen dieser Ausführungsformen möglich sind.

Die Erfindung besteht also im wesentlichen in einer verbesserten luftlosen Spritzdüse zum Spritzen eines fächerförmigen oder elliptischen Spritzbildes, in dem eine vorgegebene ungleichmäßige Hengenstromverteilung des gespritzten Materials besteht. Die erfindungsgemäße Düse besitzt eine durch einen V-förmigen Schnitt durch das vordere Ende der Düse in einen asymmetrisch angeordneten konischen Dom in das Innere der Düse gebildete Blende.

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Claims

Ansprüche

Spritzdüse mit einem hohlen Körper mit einer zentralen Achse und mit einem Vorlaufkanal zum Erzeugen eines Spritzfächers mit einem Spritzbild mit ungleicher Mengenstromverteilung entlang des Spritzbildes, dessen Mengenstromverteilung entlang seiner Längsachse ein außermittig liegendes Maximum besitzt, und zu seinen Enden hin stetig abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufkanal (49) ein domförmiges blindes Ende (55) besitzt; daß das domförmige blinde Ende (55) relativ zur zentralen Achse (X) des Düsenkörpers (50) asymmetrisch angeordnet ist; und daß das blinde Ende (55) von einem einzigen einhiebigen Schnitt (73) durch den Düsenkörper (50) geschnitten wird, um eine Blende (70; 105) mit spitz auslaufenden Stellen minimaler Öffnung an den Enden (71, 72; 106, 107) und einer näher an dem einen der Enden (72; 107) als an dem anderen Ende (71; 106) liegenden maximalen Öffnung zu erzeugen.

Spritzdüse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß das domförmige blinde Ende (55) des Vorlaufkanales

(49) weitgehend konisch geformt ist.

Spritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt (73) in einer von der zentralen Achse (X) des DUsenkörpers (50) und einer Achse (Y) des Domes (55) definierten Ebene liegt.

Spritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt (73) in einer eine zweite durch die zentrale Achse (X) des Düsenkörpers

(50) und den Scheitel (65) des Domes (55) definierte Ebene (76) in einem spitzen Winkel schneidenden ersten Ebene liegt.

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5. Spritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufkanal (49) einen.koaxial zur zentralen Achse (X) der Düse (69; 100) angeordneten kegelstumpfförmigen Teil (56) besitzt.

6. Spritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet _s daß der Vorlaufkanal (49) zusätzlich einen koaxial zur zentralen Achs© (I) der Düse (69? 100) angeordneten zylindrischen Teil (58) besitzt; und daß der zylindrische Teil (58) zwischen dem kegel· stumpfförmigen Teil (56) und dem domfönaigen Ende (55) des Vorlaufkanalss (.49) angeordnet

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