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TEcHNISche BEZEICHNUNG DER ANMELduNG Gleichstrom- und/oder Druckluft-Antriebstem
für tragbare Hand-Hochdruckspritzpistolen des airless-Prinzips mit regulierbarer
Druckleistung.
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ANWENDUNGSGEBIETE Tragbare (Hand-Hochdruck)-Spritzpistolenmit Gleichstrom-und/oder
(also wahlweisem) Druckluftantrieb können überall dort eingesetzt werden, wo kein
Wechselstrom vorhanden ist bzw. wo die Zuleitung von Wechselstrom problematisch
wird. Werden tragbare Spritzpistolen wahlweise durch Druckluft alleine angetrieben,
so bietet der funkenfreie Betrieb in explosionsgefährdeten Räumen zudem eine höchstmögliche
Sicherheit. Die verwendungsmöglichkeiten sind nahezu universell sowohl im Hinblick
auf das zu verarbeitende Spritzgut als auch im Hinblick auf den Ort der Benützung.
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Beispiele für das Spritzgut: alle nicht stark abrasive und nicht zähflüssigen
Flüssigkeiten, wobei beim Druckluftantrieb auch Spritzgut mit hoher Flüchtigkeit
und niedriger Flammpunkt verarbeitet werden können; also alle handelsüblichen Lacken
und Farben, Imprägnier- und Rostschutzmitt1, flüssige Agro- und sonstige Chemikalien,
wie auch - beim Aruckluftantrieb - leicht flammbare Lösungsmittel, äthrische Öle,
Benzin etco etc.
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Beispiele fÜr Anwendungsorte: überall in industrie, Handwerk, Heimwerk
und Haushalt, wo etwas gelichmäßig, sparsam, und ohne Spritznebel (auch sonst unzugänglichen
Stellen) aufgetragen werden muß, insbesondere an Orten, wo kein Stromanschluß vorhanden
ist: Für Arbeiten am Wochenendhaus, Jagdhütte, auf abgelegenen Montagestellen, auf
Jachten/Schiffen,
in Höhlen, Bergwerkstollen und verschlossenen
Behältern, in den eventuell vorhandenes explosives Gemisch von Luft und Gasen nur
die Benützung völlig funkenfrei arbeitenden Geräte zuläßt - wie das zum Patent angemeldete
Antriebsystem beim (wahlweisen) Druckluftantrieb.
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FORTSCHRITT GEGENÜBER DEE BISHERIGEN TECHNISCHEN STAND Spritzpistolen
zählen heute zur Standardausrüstung beim Hand- und Heimwerk und stehen an erster
Stelle der AnscbaffungswÜnsche bei Heimwerker. Den gegenwärtigen Stand der "neuesten"
Spritzpistolengeneration demonstriert das als Anlage beigefügte Prospektmaterial
von der Firma WagnerlFirdrichshafen - das auch als terminologischer Leitfaden dienen
soll. die Anwendungsmöglichkeiten dieser heute "neuesten" Generation Sprttzpistolen
ist allerdings eingeengt dadurch, daß sie a. von einer Wechselstromsteckdose gespeist
werden müssen und bo keine Flüssigkeiten unterhalb einem Flammpunkt
verarbeiten dürfen.
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Durch vorliegende Patentanmeldung kann die Industrie eine nunmehr
völlig neue Generation von Spritzpistolen anbieten, die a. an keine Stromquelle
gebunden sind b. auch stark flüßhtige und relativ leicht flammbare Flüssigkeiten
verarbeiten können c. je nach Wahl oder Notwendigkeit wahlweise angetrieben werden
können entweder mit Gleichstrom, oder mit Druckluft, oder mit Gleichstrom und Druckluft
zusammen und gleichzeitig.
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Hierfür dürfte sich der Anwendungsbereich und die Anwendungsfähigkeitvon
Hand-Hochdruokspritzpistolen - deren Spritzleistung regulierbar ist - nach meiner
Schätzung um etwa 60-70 % gegenüber dem heutigen Stand erhöhen, außerdem die Sicherheit
bei Spritzarbeiten weiter erhöht werden - und dies auch in explosionsgefåhrdetenRäumen
-zufolge des weitestgehend funkenfreien Laufes. Dabei bleiben alle Vorteile der
airless-Spritztechnikbestehen.
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PROBLEMLÖSUNG DURCH VORLIEGENDE PATENTANMELDUNG Der Spritz-regulierbare
Gleichstrom-/Druckluft-Turbinenantrieb besteht aus drei 8rundelementens Antrieb,
Elemente der Kraftübertragung und die Elemente zur reguaierbaren Druckl eis tung.
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D e r A n t r i e b selbst ist oberhalb des Griffstücks unterhalb
dem hinteren Teil des Gehäusedeckels (Wagner-Terminologie: Haube) in waagerechter
Stellung unterzubringen.
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Der Antrieb ist quasi ein Mehrzweck-Gelichstrommotor, dessen Ständer
fest auf das Griffstück montiert ist. Im Ständer dieses Mehrzweck- Gleichstrommotors
liegt waagerecht das Gleichstrom-Rotor, das nach Vorne hin einen Kranz von Laufschaufeln
hat, die durch seitlich zugefuhrte Druckluft zum Rotieren zu bringen sind.
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Wir haben also einen Gleichstrommotor, der wahlweise betrieben werden
kann mittels einer Gleichstromquelle (Batterie, Gleichstromaggregat) oder mit Druckluft
oder gleichzeitig niit beiden Antriebsquellen zusammen, wenn dies die Umweltsbedingungen
oder die Beschaffenheit des Spritzgutes erfordern. Für kurz andauernde Spritzarbeiten
mit leicht flüssigem Spritzgut kommen in Frage: geschulterte Batterie oder Druckluftbehälter.
Für länger andauernde Arbeiten mit Flüssigkeiten geringerer Viskosität empfehlen
sich Kfz-Batterien bzw. DruckluftRaschen , oder aber auch mobile Kompressoren oder
mobile Gleichstromgeneratoren.
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Während die Stromzuleitung seitlich unten am Griffstück anzubringen
ist. empfi*lt sich die Anbrinrunz der Druckluftzuführung auf derc
Seite des Gehäsedeckels (Haube) genau auf der Höhe der Laufschaufeln
an dem Gleichstromrotor montiert
her Druckluft-Austritt sollte im rechten Winkel zum Rotor nach oben hin erfolgen,
weil dadurch verhindert wird, daß a. die nach Vorne aus der Düse austretenden Flüssigkeitspartikelchen
durch heraustretende Druckluft von ihrer Bahn abgelenkt werden und b. daß dadurch
möglicherweise und trotz alledem mitgerissene
Flüssigkeitspartikelchen
auf die Bekleidung des Benutzers kommen können, sondern nach oben hin entweichen.
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Soweit Darstellung, Anbringung und Energieversorgung des Gleichstrom-
und/oder Druckluftantriebs. Wie wird nun die Rotationskraft in die Pumpenbewegungen
übersetzt? Die Pumpe selbst ist von vorliegender Fatentanmeldung nicht berührt,
an eine Verbesserung der Pumpe selbst ist nicht gedacht. Es soll die in die heutigen
Spritzpistolen üblicherweise eingebaute Pumpe (vgl. dazu Prospektmaterial der Firma
Wagner) bzw. deren bereits bekannte verbesserte Fassung angetirben werden, die sich
waagerecht im vorderen Teil des Rehäusedeckels (Wagner-Terminologie: Antriebsgehäuse)
befindet. Während diese Pumpe aber bei heute auf dem Markt befindlichen Spritzpistolen
fest auf das Vorderteil des Griffstücks (also Antriebsgehäuse) montiert ist, soll
bei vorliegender Patentanmeldung lediglich die Halterung der Pumpe fest auf das
Vorderteil des Griffstücks (Wagner-Terminologie; Antriebsgehäuse) montiert werden,
wobei die Pumpe selbst mittels insgesamt 4 beidseitig und an beiden Enden der Pumpe
angebrachten Gewindeschrauben vertikal nach oben bzw. nach unten bewegt werden kann.
Nähere Erläuterungen hierzu folgen noch bei der Abhandlung des Komplexes Druckregulierbarkeit.
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Nun zur K r a f t ü b e r t r a g u n g . An den Rotor des Gleichstrommotors
sind am vorderen Teil ein Kranz von Laufschaufeln angebracht, die durch seitlichen
Lufteintritt zum Rotieren gebracht werden. Der Achs-Stück dieses verlängerten Rotors
ist innerhalb des Ständers (des Gleichstrommotors) erst in der Dicke eines Metallstabes
geformt. Im verlängerten Tel auf der Höhe der Turbtnen-Laufschaufeln ist diese Rotor-Achse
bereits stärker ausgebildet, damit eine bessere Laufstabilität erreicht wird. Die
Achse des Rotors hört indessen mit den Turbinen-Laufschaufeln nicht auf, sondern
verlängert sich um weitere 10-20 mm und zwar in Form logischerweise eines Zylinders,
das fast den gesamten Innenraum des Gehäusedeckels (Haube) ausfüllt, so aber,
daß
evtl. Rotationsschwingungen nicht zur Beruhrung des inneren ehäusedeckels führen
können. Dieses Endstück des verlängerten Gelictsromrotors muß aus einer besond ers
harten Legierung bestehen und ist am vorderen Ende
abgeschrägt. Abgeschrägt heißt, auf der einen Seite ragt das zylinder - um ein Beispiel
zu geben - etwa 20 mm aus dem Turbinen-Laufschaufeln-Kranz heraus, auf der gegenüberliegenden
Seite nur etwa 10 mm. Diese Abschrägung soll hier nicht millimetergenau festgelegt
werden, sondern soll beim Konstruktionsentwurf eines Prototypes auf den Hubweg des
Pumpenkolbens abgestimmt werden. Wie aber soll dieses durch Gleichstrom und/oder
Druckluft rotierende Schräg-Zylinder den Pumpenkolben bewegen? Rotor wie Pumpe sind
waagerecht und einander entgegengesetzt angebracht auf dem hinteren Teil des Griffstücks
bzw. auS dem ord ren Teil des Griffstücks (Antriebsgehäuse).
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Der kolben hat einen Aufschlagsteil der für unsere Zwecke in Abwandl1t-lÕ
von len heute auf dem Markt befindlichen Spritzpistolen entweder aus einem besonders
harten Material (Abnutzungsfreil) bestehend nach Hinten zur abgeschrägten Rotor-Achse
hin halbkugelförmig geformt endet, oder aber dieser Pumpen-Aufachalgsteil ein Kugellager-Gelenk
hat, dessen Anschlußstück eine runde Fläche ist von etwa 5-7 mm , in die eine Kugellager
von 3-4 Kugeln eingebaut ist, die nach hinter , zum abgeschrägten Zylinder hin eine
reibungslose kraftübertragung sicherstellen.
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Nun haben wir also vom hinteren Teil des Griffstücks kommend das abgeschrägte
Rotor-Achse (Zylinder) und vom vorderen Teil des Griffstücks kommend das halbkugelförmige
oder mit einer doppelten Kugellager versehene Endstück des Pumpen-Aufschlagsteils.
Dieser Aufschlagsteil soll als Beispiel und zur Erläuterung des Prinzips der Kraftübertragung
etwa 10 mm unterhalb der Achs-Mitte des Rotors ( also auf dem abgeschrägten Zylinder)
auf dieses treffen. Dreht sich nun der Rotor, so muß sich der Aufschlagsteil der
Pumpe nach vorne und nach hinten bewegen, weil ja an jener Stelle, wo der Pumpen-Aufschlagsteil
an das akgeschrägte Endstück des Rotors trifft,
zuerst sich der
stärker herausragende ylinderteil befindet (Vorwärtshub) und nach einer halben Umdrehung
der stärker zurückgesetzte Teil (Rückhub der Pumpenkolbens).
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Pro Umdrehung des abgeschrägten Rotor-Achsstücks erfolgt also je eine
Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Pumpenkolbens.
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Ist der Pumpen-AufschÇagsteil vorne halbkugelförmig aus einer sehr
harten Legierung verarbeitet und trifft auf ein aus gleich harter Legierung hergestelltes
(abgeschrägtes) Rotor-Achs-Endstück, so ist Abnutzungserscheinungen dieser am stärksten
beanspruchten Teile hinreichend vorgesorgt.
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Besser - aber komplizierter und deshalb teuerer ist -wenn der Pwnpen-Aufschlagsteil
in einem Kugel-Gelenk endet, der sich gelenkig an die durch die ständigen Drehbewegungen
des abgeschrägten Zylinders (Rotor-Achsverlängerung) sich ständig ändernden Plächenlagen
jeweils anpasst. Daß also der Pumpen-Aufschlagsteil immer im rechten Winkel auf
die rotierende Fläche des abgeschrägten Zylinders trifft. Ist an diesem Kugelgelenk
eine kreisförmige Platte mit einem weiteren auf dieser Platt-e angebrachten Kugellager
zum Rotor hin angebracht, so ist sichergestellt, daß diese Anschlußplatte des Pumpen-Aufschlagsteils
immer genau der jeweiligen Lage des Rotors hingewendet ist, und diese die sich aus
der Rotationskraft-Übertragung resultierenden Reibungsverluste minimiert.
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Alternierend zur Kraftübertragung mittels eines abgeschrägten Rotorzylinders
ist folgende Lösungsmöglichkcit ebenfalls ein Bestandsteil vorliegender Patentanmeldung:
Der Gleichstrommotor wird senkrecht in das Griffstück und zwar im unteren Teil eingebaut.
Der senkrecht nach oben zeigende Rotor ist auch bei dieser Variante verlängert,
auch hier befindet sich ein Kranz von Laufschaufeln. Aus diesem Laufschaufelnkranz
heraus ragt eine ebenfalls aus Hartmetall bestehende Verlängerung des Rotors bis
oben hin zum Gehäusedeckel (Haube). Dieses Verlängerungsstück - als Alternative
um bereits beschriebenen "abgeschrägten Zylinder" -ist geformt wie ein sich flach
nach oben verjüngende Kegel und ist
exzentrisch an die Rotor-Achse
im Anschluß an den nach oben zeigenden Endteil der kranzförmig angeordneten Laufschaufeln
angebracht1; quasi also als exzentrisch-kegelförmige Verlängerung der Achse des
Gleichstrommotors. Dabei befindet sich die breiteste Stelle der Kegel im Anschluß
an die LauSschaufeln mit einem Durchmesser von etwa 10 mm und liegt mit der einen
Außenkante am Mittelpunkt des Rotors auf - daher exzentrisch. Das Spitzstück der
Kegel - die etwa 40-50 mm (als Beispiel) sein könnte - stoßt auf den Mittelpunkt
der Achse.
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Also: Außenkante breit/unten der Kegel und Spitze der Kegel liegen
auf der verlängerten Achse des Rotors - folglich wird sich die Kegel exzentrisch
rotieren. Wird nun der Rotor in Bewegung gesetzt, kann die Kraftübertragung erfolgen
durhh einen verlängerten Pumpen-Aufschlagsteil (Details dazu bereits abgehandelt),
wobei der Gesamtkomplex Pumpe auch bei dieser Version nach oben und nach unten hin
verstellbar sin muß. Auch hierzu sind Details bereits weiter Vorne dargestellt worden.
Die kleinsten Hübe ( = geringster Farbaustritt) erfolgen dann, wenn der Pumpen-Aufsohlagsteil
auf der rotierenden Eegelspitze aufliegt - die größten Hübe (=maximaler Farbaustritt)
dann, wenn der Pumpen-AuSschiagsteil auf der breitesten Stelle der Kegel aufliegt
- direkt im Anschluß auf die Turbinen-Laufräder. Hier sind ja die durch das exzentrische
Rotieren sich ergebenden Distanzunterschiede der Kegel am größten woraus ja auch
die Hübe des Pumpenkolbens ableiten.
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Die durch den Gleichstrom- und/oder Turbinenantrieb angetriebene Pumpe
funktioniert also. Sie soll aber das Spritzgut - bei beiden alternierenden Möglichkeiten
der kraftumwandlung bzw. -übenmittlung - nach gewünschter Inteasität versprühen.
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Der r e gutu1 i e r b a r e D r u c k wird erzielt, wenn der Berührungspunkt
des Pumpen-Aufschlagsteils mit dem am Ende abgeschrägten Rotor zwischen dessen Mittelpunkt
und Außenrand (bzw. zwischen breitester Stelle und Spitze der exzentrisch montierten
Kegel) variiert wird. Trifft der Aufschlagsteil der Pumpe auf den Mittelpunkt des
abgeschrägten Rotors (oder an die Spitze der exzentrischen Kegel), so
bleibt
der Pumpenkolben praktisch im Stillstand, weil am Mittelpunkt des Rotors (oder an
der Spitze der Kegel) die durch die Abschrägung der Rotors (bzw. Verjüngung der
Kegel) gegebenen Höhenunterschiede beim Rotieren gleich Null sind. Trifft der Pumpen-Aufschalgsteil
hingegen an den Hand des Rotors (bzw. an den breitesten Teil der Kegel) so wird
bei jeder einzelnen Bewegung die Pumpe bewegt, indem sich der Pumpenkolben entsprechend
der als Beispiel angeführten Abschrägung von 20 auf 10 mm zurückgezogen und dann
bei der nächst-halben Umdrehung nach Vorne gedrückt von 10 auf 20 mm (= 10 mm der
Abschrägung.). Ähnlich bei der Variante mit der exzentrisch anmontierter Kegel.
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Null mm Pumpen-Kolbenbewegung also dann, wenn Pumpen-Aufschlagsteil
an der Mitte des Rotors oder an der Spitze der Kegel aufliegt, 10 mm Pumpen-Kolbenbewegung
hin und zurück dann, wenniumpen-Aufschlagsteil am äußeren Rand des Rotors oder an
der breitesten Stelle der Kegel. Um zwischen diesen beiden Extremwerten eine Abstufung
zu haben* muß der gesamte Pumpenkompley also vertikal verstellbar sin, zwischen
Mittelpunkt des Rotors (=0-Stellung) und dem unten liegenden äußeren Rand des Rotors(=Maximalstärke).
Entsprechend zwischen der Spitze der exzentrischen Kegel und dessen Breiteststück
im Anschluß an die Turbinen-Laufsohaufeln.
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Hierzu wird - wie eingangs bereits darauf eingegangen - die gesamte
Pumpe samt Aufschlagsteil an beiden Seiten vorne wie hintenzwischen insgesamt 4
Schraubgewinden eingefasst. Dreht man eine solchen mit Gewinden versehenen Metallstab
- die allesamt sehr massiv eingefasst sein müssen - so hebt sich dann der in die
Gewindevertiefungen eingefasste Gegenstand - also die Gesamtheit des Pumpenkomplexes.
Die mit Gewinden versehenen Metallstäbe müssen deshalb besonders robust auf das
vordere Griffstück montiert werden, weil sie in diese 4 Gewinden eingefasste Pumpe
bei Betätigung der Pumpe naturgemäß vibriert -was ja die als Halterung gedachten
Gewindeschrauben aushalten bzw. auffangen müssen. Die je zwei vorderen und je zwei
hinteren gewinden können mit je einem Zahnrad gleichzeitig gedreht werden, damit
die dazwischen eingefasste kesamt-Pumpe nach oben oder nach unten hin bewegt wird.
Zur synchronen Diplom-VolkswlrtBVM j. houáls D-7400 Tübbingen1 AlienstelnerWeg 8
Telefon (07122)37896 Postscheckkonto Dortmund Konlo-Nr. 1218 99-468
Einstellung
der Spritzleistung - also zu synchronen Einstellung der Pumpe - müssen diese Gewindeheber
links-oder rechtsdrehend so angeordnet werden, daß sie mit nur einer Regulierschraube
bewegt werden können. Diese Regulierschraube ist oberhalb (und außerhalb) des Gehäusedeckels
anzubringen. Sie muß unbedingt einen Arretierstift erhalten, der in das Gehäusedeckel
(Haube) einrastet. Sonst kann sich durch die Rotierungsvibration eine falsche Spritzstärke
selbst einstellen.
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Dies ist das Prinzip eines tragbaren und universell antriebbaren
airless-Hand-Hochdruckspritzpistole, die alle Vorteile der gegenwärtigen (steckdosenabhängigen)
Spritzpistolen hat, deren Anwendungsmöglichkeiten und deren Sicherheit jedoch beträchtlich
erhäht.