DE2906763A1

DE2906763A1 - Verstellbare spruehduese fuer ein spritzgeraet

Info

Publication number: DE2906763A1
Application number: DE19792906763
Authority: DE
Inventors: Jun John D Geberth
Original assignee: GEBERTH JUN; GEBERTH JUN JOHN D
Current assignee: Titan Tool Inc
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1979-08-23
Also published as: IL56603A0; DE2906763C2; GB2014479A; IT7920391A0; JPS54128813A; AU4430079A; ATA130379A; CH635249A5; IT1111695B; FR2417342A1; FR2417342B1; ES477881A1; AT364746B; US4220286A; CA1100554A; BE874311A; JPS6145499B2; NL7901352A; AU524830B2

Description

WiEGAND NiEMANH KÖHLER GERNHARDT GLAESER

PATENTANWÄLTE Zugelassen beim Europäischen Patentamt

MÖNCHEN DR. E, WIEGAND DR. M. KÖHLER DtPL-ING. C GERNHARDT

HAMBURG

DIPL-ING. J. GLAESER

DlPL-ING. W. NIEMANN OF COUNSEL

TELEFON: 089-55S4 76/7 TELEGRAMME: KARPATENT TE LE Xi 529068 KARP D

D-8000 MÖNCHEN 2 HERZOG-WILHELM-STR. 16

21. Februar 1979

W. 4-3 390/79

•John Daniel Geberth, jun., West Paterson, N.J. (V.St.A.)

Verstellbare Sprühdüse für ein Spritzgerät

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Verstellbare Sprühdüse für ein Spritzgerät

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Sprühdüse für ein Spritzgerät, zum Versprühen von Flüssigkeiten, wobei das Spritzgerät mit einem Kanal zum Anschluss an eine unter Druck ^v stehende Flüssigkeit versehen ist. Diese Sprühdüse kann z.B. für den Anschluss an eine Spritzpistole dienen. Letztere kann eine Farbspritzpistole sein.

Aus der US-PS 3'936'002 ist eine solche verstellbare Sprühdüse für eine Farbspritzpistole bekannt. Durch diese Patentschrift ist offenbart, dass der Körper der Sprühdüse an der Spritzpistole angeordnet ist und mit einem Strömungskanal in Verbindung steht, der sich durch die Spritzpistole hindurch erstreckt. Im Sprühdüsenkörper befindet sich eine Ventilbohrung, die den Körper teilweise durchsetzt. Weiterhin befindet sich im Sprühdüsenkörper eine Nut, die die Ventilbohrung schneidet, so dass hierdurch eine Düsenöffnung entsteht. Der Sprühdüsenkörper ist weiterhin mit einer Strömungsbohrung versehen, die die Verbindung zwischen der Ventilbohrung und dem Strömungskanal der Spritzpistole herstellt. Die unter Druck stehende Flüssigkeit wird somit durch die Spritzpistole hindurch zur Ventilbohrung gefördert und tritt aus der Düsenöffnung nach aussen. Um den aus der Düsenöffnung austretenden Strahl zu verstellen, ist ein Ventilstössel vorhanden, der in der Ventilbohrung mittels eines nach aussen ragenden Verstellorgans bewegbar ist, um hierdurch die Düsenöffnung und damit den aus dieser austretenden Sprühstrahl zu verstellen. Es sind auch schon verschiedene Verbesserungen zu dieser erwähnten, bekannten, verstellbaren Sprühdüse vorgeschlagen worden (US-Pätentgesuch S.N. 659755).

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Die vorliegende Erfindung, die dann später noch detaillierter beschrieben wird, betrifft eine weitere Verbesserung der bekannten Sprühdüse und ermöglicht eine vorteilhafte, nützliche Arbeitsweise der Sprühdüse.

Es ist schon lange bekannt, dass diejenigen Teile der Sprühdüse, die der zu versprühenden Flüssigkeit ausgesetzt sind, sehr grossen Erosionskräften unterworfen sind, wenn der Druck und die Geschwindigkeit der durch die Düsenöffnung austretenden Flüssigkeit einer hydraulisch betätigten Spritzpistole sehr gross sind. Es wurde deshalb als notwendig erachtet, solche Teile aus einem gegen Erosion widerstandsfähigen Material herzustellen. Eines dieser Materialien, die mit grossem Erfolg verwendet wurden, ist Wolframkarbid. Leider ist aber Wolframkarbid sehr spröde und kann leicht brechen oder springen. Dieses Problem ist bei der bekannten verstellbaren Sprühdüse noch verstärkt vorhanden, da der verstellbare Ventilstössel einer dieser Bauteile ist, der den erwähnten hohen Erosionskräften ausgesetzt ist, und der in idealer-Weise aus Wolframkarbid besteht. Der Ventilstössel ist lang, schlank, also dünn und über einen beträchtlichen Teil seiner Länge unabgestützt, so dass der Ventilstössel eine heikle Angelegenheit ist, wenn er aus einem spröden Material besteht, da er sehr leicht brechen kann. Das Brechen des Ventilstössels, z.B. durch einen Schlag, wenn die Sprühdüse oder die Spritzpistole von einer Bedienungsperson unsorgfältig behandelt wird, stellt ein grundsätzliches Problem dar. Ein weiteres Problem ist die Farbe, die sich um den Ventilstössel herum ablagert und hart wird, wenn die Sprühdüse während einer gewissen Zeit nicht benutzt wird. Wenn eine Bedienungsperson dann die Sprühöffnung vergrössern

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will, steht der Ventilstössel unter Zugspannung, so dass der Ventilstößel oftmals bricht.

Es wird die Schaffung einer verstellbaren Sprühdüse bezweckt, bei der der erwähnte Nachteil vermieden werden kann.

Es wird von der eingangs erwähnten verstellbaren Sprühdüse ausgegangen, die mit einem zum Befestigen am Spritzgerät bestimmten Sprühdüsengehäuse versehen ist. Die Sprühdüse hat weiterhin einen Strömungskanal im Gehäuse, der mit dem Kanal des Spritzgerätes in Verbindung steht, welcher Strömungskanal in einer Sprühöffnung im Gehäuse endigtl Die Sprühdüse hat weiterhin eine Ventilbohrung im Gehäuse, die benachbart der Sprühöffnung den Strömungskanal schneidet. Die Sprühdüse ist mit einem Ventilstössel versehen, der in der Ventilbohrung verstellbar ist, um die Grosse der Sprühöffnung zu verändern. Die Sprühdüse ist weiterhin mit einem aus dem Gehäuse ragenden Betätigungsorgan zum Verstellen des Ventilstössels in der Ventilbohrung versehen.

Eine solche verstellbare Sprühdüse ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Ventilstössels aus einem harten, gegen Erosion widerstandsfähigem Material besteht.

Ein solcher Ventilstössel kann nunmehr einen solchen Aufbau haben, dass er bis auf sein Ende aus einem zähen Material, zum Beispiel aus Stahl besteht und nur das Ende des Stössels zum Beispiel aus Wolframkarbid besteht. Der Ventilstössel ist dann also zweiteilig, wobei der Schaft aus einem zähen, gegen Schlag unempfindlichen Material bestehen kann, wobei dieses Material dem Sprühstrahl nicht ausgesetzt ist, und dass sich an diesem Schaft das gegen Erosion widerstandsfähige Material, das also dem Sprühstrahl ausgesetzt ist,

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anschliesst.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Sprühdüse im Längsschnitt und in gegenüber dem Original vergrösserter Darstellung, und

Fig. 2 einen Abschnitt des in Fig. 1 gezeigten Ventilstössels in schaubildlicher Darstellung.

In Fig. 1 ist die Sprühdüse IO im Längsschnitt gezeigt, wie sie mittels einer Haltemutter 14 an einem Spritzgerät, z.B. einer Spritzpistole, befestigt ist, wobei von letzterer nur ein Teil 12 gezeigt ist. Die Sprühdüse 10 hat ein Gehäuse 16, eine Ventil-Verstelleinrichtung 18 und ein Ventilgehäuse 20. Das Sprühdüsengehäuse 16 ist mit einer Bohrung 22 versehen, in der das Ventilgehäuse 20 * eingepasst sitzt. Es ist weiterhin noch ein Gewindeloch 24 vorhanden, das koaxial zur Bohrung 22 liegt und mit dieser in Verbindung steht. Das Gewindeloch dient zur Aufnahme der Ventil-Verstell·- einrichtung 18. Das Sprühdüsengehäuse 16 ist noch mit einem Strömungskanal 26 versehen, der an seinem - in Strömungsrichtung gesehenen - hintern Ende mit einem nicht dargestellten Kanal in Verbindung steht, der sich durch das Spritzgerät 12 hindurch erstreckt und wiederum mit einem nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht, in dem sich ein Strömungsmittel unter hohem Druck befindet. An seinem vorderen Ende schneidet der Strömungskanal 26 die Ventilbohrung 22 des Gehäuses 16. Zwischen der Stirnfläche 30 des Gehäuses 16 und dem Spritzgerät 12 liegt ein Dichtungsring 28, so dass nach dem Festziehen der Mutter 14 keine Leckage des zur Sprühdüse geleiteten Strömungsmediums auftreten kann.

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Das Ventilgehäuse 20 ist mit einer Bohrung 32 versehen und besteht aus einem harten, gegen Erosion widerstandsfähigem Material, da die zu versprühende Flüssigkeit unter hohem Druck und grosser Geschwindigkeit durch das Ventilgehäuse 20 hindurch strömt. Obwohl für diesen Verwendungszweck als bevorzugtes Material Wolframkarbid wegen seiner hohen Erosion-Widerstandsfähigkeit gilt, können aber auch andere geeignete Materialien, wie z.B. Keramik und Saphir mit ähnlichem Erfolg verwendet werden. Durch eine im Ventilgehäuse 2 0 vorhandene Rinne 36 wird eine Sprühöffnung 34 gebildet. Diese Rinne 36 wird z.B. durch spahnabhebende Bearbeitung herstellt und schneidet die Bohrung 32. Im Ventilgehäuse 20 befindet sich noch eine Durchbrechung 38, die der Sprühöffnung 34 abgewandt liegt und mit dieser fluchtet. Diese Durchbrechung 38 schneidet ebenfalls die Bohrung 32. Unterhalb der Sprühöffnung 34 ist die Bohrung 32 mit einem erweiterten Abschnitt 40 versehen. Dieser erweiterte Abschnitt 40 ist vorhanden, damit eine Bedienungsperson mit einem schaffen, spitzen Gegenstand Partikel oder kleine Bruchstücke entfernen kann, die sich in diesem Abschnitt der Bohrung 32 festgesetzt haben. Die Durchbrechung 38 ist so dimensioniert, dass sie sowohl die gesamte Sprühöffnung 34 als auch einen Teil der Erweiterung 40 der Bohrung 32 einschliesst. Das Ventilgehäuse 20 sitzt eingepasst in der Ventilbohrung 22 des Gehäuses 16, so dass die Durchbre-' chung 38 zum Strömungskanal 26 im Gehäuse 16 ausgerichtet liegt, so dass sich ein gleichmässiger Durchgang für das Strömungsmedium beim Strömen vom erwähnten Druckbehälter zur Sprühöffnung 34 hin ergibt. Das Sprühdüsengehäuse 16 ist noch mit einer Oeffnung 42 versehen, die zur Sprühöffnung

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ausgerichtet liegt und bewirkt, dass das Strömungsmedium von der Sprühdüse IO als fächerförmiger Strahl abgegeben wird.

Die Ventil-Verstelleinrichtung 18 hat ein Gehäuse 44, eine Ventilstösseleinheit 46 und eine Haltevorrichtung 48 für diese Ventilstösseleinheit 46. Das Gehäuse 44 ist mit einem Aussengewinde 50 versehen, das in das Gewindeloch 24 des Gehäuses 16 eingeschraubt ist, so dass die Ventil-Verstelleinrichtung 18 gegenüber dem Gehäuse 16 verstellbar ist. Im Zentrum des Gehäuses 44 liegt eine Bohrung 52, die zur Aufnahme der Ventilstösseleinheit 46 dient» Die Ventilstössel·- einheit 46 wird mittels der Ventilstösselhalteeinrichtung in der Bohrung 52 gehalten.

Die Ventilstösseleinheit 46 hat einen- Ventilstössel 54, einen Schaft 56 und einen Haltekopf 58. Der Ventilstössel 54 ist am einen Ende durch irgendein geeignetes Verfahren, z.B. durch Einpressen oder Schweissen mit dem Schaft 56 verbunden. Das andere Ende des Ventilstössels 54 ragt durch eine Oeffnung 60 am Grund des Gehäuses 44 hindurch in die Bohrung 32 des Ventilgehäuses 20 hinein. Ein gummielastischer Dichtungsring 62 in. der Bohrung 52 dient zur Abdichtung, damit das Strömungsmedium, ζ»Β. Farbe, ; nicht in die Bohrung 52 eindringen und hier hart werden kann, da dies : sonst zu einer Beschädigung der Ventilstösseleinheit 4-6 führen könnte. Um Bewegung der Yentilstösseleinheit 46 gemäß Fig«, 1 nach, unten innerhalb der Bohrung 52 zu begrenzen!, ist der Haltekopf 58 mit einer Schulter 64 versehen, die an einer entsprechenden Gegenschulter 66 im Gehäuse 44 anliegt. Om die Ventilstösseleinheit 46 innerhalb der Bohrung 52 zu halten, ist die Haltevorrichtung 48 für den Venfeilstössel mit einem Aussengewinde 68 versehen,

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das im Innengewinde 70 eingeschraubt ist. Die Haltevorrichtung 48 ist mit einer Anlageschulter 72 versehen, die an einer Gegenschulter 74 des Gehäuses 44 zur Anlage kommen kann. Der hierbei gebildete Raum zwischen der Schulter 72, der Haltevorrichtung 48 und der Schulter 66 der Bohrung 52 erlaubt ein sehr kleines Spiel zwischen der oberen Stirnfläche 76 des Haltekopfes 58 und der Schulter der Haltevorrichtung 48 sowie zwischen den Schultern 64 und 66. Diese vorerwähnte Ausbildung erlaubt eine schwimmende Lagerung der Ventilstösseleinheit 46 bezüglich des Gehäuses 44, so dass hierdurch die Ventilstösseleinheit 46 von manchen Einwirkungen abgeschirmt wird, so z.B. von Schlagen, die auf die Sprühdüse 10 übertragen werden, und weiterhin wird auch verhindert, dass.ein Drehmoment auf den Ventilstössel 54 übertragen wird, wenn die Ventil-Verstelleinrichtung" 18 bei der Verstellung der Sprühöffnung 34 in das Sprühdüsengehäuse 16 eingeschraubt oder aus diesem herausgeschraubt wird.

Aus Fig. 2 ist deutich zu ersehen, wie der Ventilstössel 54 an seinem freien Ende 78 mit einem Spitzenabschnitt 80 versehen ist. Der Teil 54 besteht aus einem zähen Material, z.B. aus Stahl, und der vordere Abschnitt 80 besteht aus einem harten, gegen Erosion widerstandsfähigem Material, z.B. aus Wolframkärbid. Der vordere Abschnitt 80 kann mit dem vorderen Ende 78 des Ventilstössels 54 auf jede geeignete Weise verbunden sein, z.B. durch Hartlöten, Schweissen, Ankleben mittels Epoxydharz oder Flammspritzen. Der vordere Abschnitt 80 des Ventilstössels 54 setzt den erosiven Einwirkungen des Versprühten Mediums, wie z.B. Farbe, Widerstand entgegen, während das versprühte Medium auf den Ventilstössel 54 auftritt, wenn das Medium durch die Sprühöffnung 34 hin-

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durch geht. Wie bereits erwähnt, besteht der Teil 54 aus einem zähen Material, um zu verhindern oder die Gefahr zu verringern, dass der Ventilstössel springt oder zerbricht. Um ein solches Springen des Ventilstössels zu vermeiden, wurde herausgefunden, dass die Länge des Abschnittes 80 nicht grosser sein sollte als das 5-fache des Durchmessers vom Ventilstössel und dass die Länge des Abschnittes 80 bevorzugterweise nicht grosser als das Dreifache seines Durchmessers gewählt wird. Um einen ausreichenden Widerstand gegen Erosion zu erhalten, sollte die Länge des Abschnittes nicht kleiner als der halbe Durchmesser des Ventilstössels sein. Auf jeden Fall sollte die Länge des Abschnittes 80 so gross sein, dass er sich über die gesamte Höhe der Sprühöffnung 34 an ihrer engsten Stelle erstreckt, so dass kein Teil des aus weniger gegen Erosion widerstandsfähigen Materials vom Ventilst&ssel 54 dem Strömungsmedium ausgesetzt wird.

Um die Lage des Ventilstössels 54 innerhalb der Bohrung 32 des Gehäuses 20 zu verstellen und somit zum Verstellen des Masses der Sprühöffnung 34 wird die Ventilverstelleinrichtung 18 von der Bedienungsperson am gekordelten Abschnitt 82 erfasst und in das Sprühdüsengehäuse 16 hineingeschraubt oder aus diesem herausgeschraubt. Zwischen dem Gehäuse 16 und der Verstelleinrichtung 18 befindet sich eine Ratsche 84, die eine Blattfeder 86 und über dem Umfang des Gehäuses 44 reichende Längsrinnen 88 aufweist. Das freie Ende der Blattfeder 86 schnappt hierbei in eine solche Längsrinne 88 ein. Durch diese Ratsche wird verhindert, dass der Ventilstössel 54 unbeabsichtigt verstellt werden kann. Die Blattfeder 86 ist mittels einer Schraube 90 am Gehäuse 16 befestigt. Um zu verhindern, dass die Ventilverstelleinrichtung 18 aus

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Versehen ganz aus dem Gehäuse 16 geschraubt wird, ist die Schraube 90 mit einem Zapfen 92 versehen, die in die Bohrung 22 hineinragt und mit einem Kanal 94 im Gehäuse 44 zusammenwirkt, so dass die axiale Bewegung des Gehäuses 44 begrenzt wird.

Die Ausführung des Ventils ist so getroffen, daß die Austrittsöffnung 34- an ihrer engsten Stelle einen Querschnitt und eine Gestalt entsprechend der Gestalt des Ventilstössels 54-, 80 hat. Demgemäß ist "bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Lage die Ventilöffnung vollständig atigesperrt, und sie kann durch Zurückziehen des Ventilstössels 54-, 80 in jeweils gewünschtem Ausmaß teilweise oder ganz geöffnet werden.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

1J Verstellbare Sprühdüse für ein Spritzgerät, zum Versprühen von Flüssigkeiten, wobei das Spritzgerät mit einem Kanal zum Anschluss an eine unter Druck stehende Flüssigkeit versehen ist, mit einem zum Befestigen am Spritzgerät bestimmten Sprühdüsengehäuse (16) , einem Strömungskanal (26) im Gehäuse, der bei Anschluss der Sprühdüse am Spritzgerät mit dem Kanal des Spritzgehäuses in Verbindung steht, welcher Strömungskanal (26) in einer Sprühöffnung (34) im Gehäuse (16) endigt, mit einer Ventilbohrung (22) im Gehäuse, die benachbart der Sprühöffnung (34) den Strömungskanal (26) schneidet, mit einem Ventilstössel (54,80), der in der Ventilbohrung

(22) verstellbar ist, um die Grosse der Sprühöffnung (34) zu verändern und mit einem aus dem Gehäuse (16) ragenden Betätigungsorgan (18) zum Verstellen des Ventilstössels (54,80) in der Ventilbohrung (22) , dadurch gekennzeichnet, dass das Ende

(80) des Ventilstössels (54,80) aus einem harten, gegen Erosion widerstandsfähigem Material besteht.
2. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstössel (54,80) einen zähen Schaft (54) aufweist, der am Ende das harte, gegen Erosion widerstandsfähige Material (80) trägt.
3. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zähe Schaft (54) aus Stahl besteht.
4. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das harte, gegen Erosion widerstandsfähige Material (80) Wolframkarbid ist.
5. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das harte, gegen Erosion widerstandsfähige Material (80)

Feu/cj
6.2:79 -1- 39 895 b

Keramik ist.

6. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das harte, gegen Erosion widerstandsfähige Material (80) Saphir ist.
7. Sprühdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstössel (54,56,80) gegenüber dem Sprühdüsengehäuse (16) schwimmend gelagert ist.
8. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des harten, gegen Erosion widerstandsfähigen Materials (80) im Bereich von 0,5 bis 5 mal den Ventilstösseldurchmesser liegt.
9. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des harten, gegen Erosion widerstandsfähigen Materials (80) im Bereich von 0,5 bis 3 mal den Ventilstösseldurchmesser liegt.
10. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des harten, gegen Erosion widerstandsfähigen Materials (80) der Grosse der im Gehäuse (16) vorhandenen Sprühöffnung (34) entspricht.

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