DE3024386A1

DE3024386A1 - Farbspritzkanone

Info

Publication number: DE3024386A1
Application number: DE19803024386
Authority: DE
Inventors: James Carl Perry
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1981-02-12
Also published as: IT8049168A0; JPS5621659A; FR2462199B1; GB2054412A; CA1147140A; FR2462199A1; US4228958A; SE8005334L; GB2054412B; IT1127511B

Description

Eine Farbspritzkanone nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 ist "beispielsweise durch die US-PS 3 053 461 "bekannte

Bei dertigen Farbsprltzkanonen, die mit einer Düsenöffnung für die ^arbe versehen sind, welche durch eine Ventilnadel gesteuert ist, ist eine genaue Steuerung des Ventils erforderlich,, damit das öffnen erst dann erfolgt, wenn der Luftdruck eine ausreichende Höhe erreicht hat, die ein einwandfreies Zerstäuben der Farbe bei ihrem Austritt aus der Düsenöffnung gewährleistet.

Der ^E _rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Steuerung der ^ventilnadel im obigen Sinne zuverlässiger zu gestalten»

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst«

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch_e

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird beim Einschalten der druckluftzufuhr die S_chließkr|fyat der Ventilnadel so erhöht, dass sie des· öffnungekraft etwa gleich wird, bei der ein Druck herrscht, der die zuverlässigüL'-'j Zerstäubung der ^'arbe sichert,, Gleichzeitig wird ein schnelles Öffnen und Schliessen der Düsenöffnung erreicht, so dass ein Nachtropfen der ^a^be vermieden ist.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte In den Zeichnungen zeigen

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o 1 eine perspektivische Darstellung eines Farbspritzgeräts mit zwei einander gleichen Farbspritzkanonen nach der E_rfindung, Fig«, 2 einen Schnitt durch eine Farbspritzkanone nach der linie 2—2 in Fig. 1 in grösserem Maßstabe, jedoch um 90° zur Fig«, 1 gedreht, wobei die Düsenöffnung für die Farbe geschlossen ist,

Fig, 3 einen der Fig. 2 ähnlichen S_chnitt mit voll · geöffneter Düsenöffnung für die Farbe, Fig«, 4 einen Schnitt nach der IiMe 4-4 in Fig«, 2, Fig«, 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig.3, Figo 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig_e2₀

#1.;■

Ff

Das in Ffg_e 1 dargestellte Farbspritzgerät 10 kann programmgesteuerte Bewegungen ausführen, um einen Gegenstand, beispielsweise ein kraftfahrzeug gleichmassig mit F_arbe zu versehen«, Das G_erät 10 hat einen längliehen Tragarm 12, dessen rückwärtiges Ende mit einer Lafette 14 verbunden ist, die sich in ein Gehäuse 16 erstreckt. In dem Gehäuse sind die üblichen Steueranlagen untergebracht, die die progranungemässen Bewegungen nach verschiedenen Achsen bewirken_e Das Gerät ist mit einer Farbspritzeinheit 18 ausgerüstet, die aus zwei einander gleichen Farbstritzkanonen 19 besteht₀

Der Tragarm 12 des Geräts 10 endet in einem Rohr 20, dessen freies Ende eine Gelenkgabel 22 trägt, in der

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die Partspritzeinheit 18 gelagert isto Diese enthält einen Kasten 24 mit Kanälen zur Zuleitung von Farbe und Druckluft zu den Farbspritzkanonen 19» Diese Kanäle sind über biegsame Rohre oder Schläuche 26,28, 30 und innerhalb'des Tragarms 12 mit nicht dargestellten Quellen für Farbe und Druckluft verbundene In der Gelenkgabel 22 ist ein Antrieb untergebracht, durch den die Farbspritzeinheit 18 nach zwei unterschiedlichen Kreisbahnen 34 und 35 geschwenkt werden kann. Das rückwärtige Ende des Tragarms 12 ist mit der lafette 14 schwenkbar verbunden, so dass es eine horizontale Kreisbahn 38 bestreichen kann, Schliesslieh ist die Lafette 14 um eine lotrechte Achse in einer Kreisbahn 40 schwenkbar« So- ' mit hat das Gerät vier Freiheitsgrade, die das Einstellen der Spritzeinheit in beliebige Stellungen ermöglichen.

Jede Farbsjritzkanone 19 besteht aus einem Hauptkörper 42, einem Düsenteil 44 und einem Steuerteil 46 (i¹ig_o2,3)e Der Hauptkörper 42 weist vier öffnungen 48, 50, 52 und 54 (s„auch Pig« 4 und 6) auf, an die die Schläuche 26, 28, 30 und 32 anschließbar sind_e Der Schlauch 26 führt die auszuspritzende Farbe zu und ist mit der öffnung 48 verbunden, die Schläuche 28 und 30 dienen der Zufuhr von Druckluft zu den öffnun^gn 50 bzw„52, während der Schlauch 32 mit der Öffnung 54 verbunden, eine Ablassventil enthalte Wie üblich dient der Schlauch 32 als Rücklauf für ein Reinigungsmittel bei einem Farbwechsel«

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Wie Figo 2 zeigt, enthält der ^-auptkörper 42 eine zentrale abgesetzte Bohrung, deren vorderes Bohrungsteil 56 Gewinde trägt und das hintere Ende eines Düsenkörpers 58 für die Farbe aufnimmt, der eine Düsenöffnung 60 für die Farbe enthalte Die Bohrung des Hauptkörpers hat Yer-Windung mit eineE axialen Bohrung 62 des Düsenkörpers_s die die ^verbindung zur Düsenöffnung 60 herstellt«, Die Bohrung 62 hat über einen Kanal 64 im Hauptkörper 42 Verbindung mit der Öffnung 48. Im hinteren ^eIl der Bohrung des Hauptkörpers ist eine Nabe 66 gebildet, die zusammen mit einem Schraubfitting 68, der in den Hauptkörper 42 eingeschraubt ist, eine Führung für eine Yentilnadel 70 bildet, deren vorderes Ende 72 als Spitze ausgebildet mit der Düsenöffnung 60 zusammen arbeitet«. Dichtungen 74 und 76 sind beiderseits des ScHj/rubfittings 68 zur Bildung von gegeneinander abgedichteteten Bereichen vorgesehen«

Das Düsenteil 44 der Farbspritzkanone 19 enthält ferner eine Luftdüse 78, die auf eine geneigte Fläche des Düsenkörpers 58 abgedichtet durch einen Klemmring gehalten ist, der auf den Hauptkörper 42 aufgeschraubt ist« Der zentrale Bereich der Lüftdüse 78 ist mit axial gerichteten Luftöffungen 82 versehen, die die Düsenöffnung in gleichem Abstand voneinander umgeben und Verbindung mit einer Ringkammer 84 habeg., in die ein axialer Kanal 86 im Büsenkörper 58 mündet« Dieser Kanal 86 ist über einen radialen Kanal 88 im ^auptkörper 42 mit dessen Öff—

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nung 50 verbunden. Über diesen We^rg wir4-bei Zufuhr von Druckluft durch die luftögfnungen 82 Luft zum Zerstäuben der durch die Düsenöffnung 60 austretenden Farbe bereit gestellte In üblicher Weise ist die Luftdüse 78 mit zwei Flügeln 90 und 92 versehen, in denen je ein Kanal 94 gebildet ist. Diese haben je zwei Mündungen 96 und 98, um das Muster des Farbstrahls in bekannter Weise zu be~ einflussen«. Die Kanäle 94 sind mit einer Ringkammer 100 verbunden, die über einen Kanal 102 im Düsenkörper 58 mit einer Ringkammer 104 verbunden ist, der Druckluft über einen Kanal 106 im Hauptkörper zugeleitet wird, die über einen radialen Kanal/von der Öffnung 52 kommt (Fig.6).

Das Steuerteil 46 der Farbspritzkanone 19 dient der Bewegung der'Ventilnadel 70. Es enthält eine Druckkammer 64, die von einer Kappe 110 und dem benachbarten Teil des Hauptkörpers 42 begrenzt wird, der einen radialen Flansch 112 aufweist, auf den ein Klemmring 114 aufgeschraubt ist« Ferner ist eine Membraneinheit 117 innerhalb der D_ruckkammer vorgesehen, die aus einer Membran 116 besteht,welche zwischen zwei zentralen Halteplatten 118 und 120 einge» spannt ist. Ihr Aussenraiid ist zwischen der Kappe 110 und dem Flansch 112 eingespannte Die Druckkammer wird hierdurch in zwei Teile unterteilt. In der Halteplatte 120 ist eine zentrale Öffnung 121 gebildet und am Umfang der der Düsenöffnung abgewandten Stirnfläche ist'5 eine Ringrippe 122 vorgesehen, die normalerweise gegen eine

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Scheibe 124 aus nachgiebigem Werkstoff, beispielsweise Neopren oder Gummi anliegt» Die S_cheibe 1.24 stützt sieh an einer tragplatte 126 ab, die über ein Gewinde am freien Ende der Ventilnadel 70 durch zwei Muttern 128 und 130 befestigt ist. Die öffnung 121 in der %ltescheibe 120 und die Bingrippe 122 in Zusammenspiel mit der S_cheibe 1.24 stellen eine Verbindung zwischen den beiden Seilen der Druckkammer 46 her. In der Druckkammer ist an der Kappe 110 abgestützt eine D_ruckfeder 132 angeordnet, die über die Tragplatte 126 auf die ^entilnadel eine im Schließsinne' wirkende Kraft ausübte Der andere Teil der Druckkammer 46 ist stets mit der öffnung 50 des Hauptkörpers verbunden, über die Druckluft zugeführt wird₉ da in dem Hauptkörper 42 ein axialer Kanal 134 vorgesehen ist₉ der von einer Ringkammer 136 im Bereich des radialen Kanals 88 abgeht«

Die Arbeitsweise ist folgende:

In Fig«> 2 befinden sich die einzelnen Teile der Parbspritzkanone 19 in der normalen Stellung vor Arbeitsbeginn, Anfangs wird ein den ^uetrom von ^arbe durch den Schlauch 26 steuerndes Ventil geöffnet, so dass Farbe zur Öffnung 48 gelangt« Dann wird ein Ventil in dem Schlauch 28 geöffnet, so dass Druckluft zur Öffnung 50 gelangt, die über die Kanäle 88 und 86 zu den Luftöffnungen 82 der Luftdüse 78 gelangt. Gleichzeitig strömt aber die Druck- . luft über den Ringkanal 136, den axialen &anal 134 zur

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Druckkammer 46_e Da die ^ventilnadel 70 in der Schließstellung ist geschieht zunächst nichts, da die "beiden ^eile der Druckkammer im Bereich der Ringrippe 122 abgedichtet voneinander getrennt sind_o Die Druckluft wirkt somit auf die rechtepläche der Membraneinheit 117 und die rechte Fläche der Scheibe 124. Abhängig von der bei sich aufbauenden luftdruck auf diese Flächen wirkenden Kraft und der -Kraft der ^J'eder 132 bleibt die VentiliaÄel 70 in der Schließstellung oder beginnt die Düsenöffnung 60 freizugeben. Überwindet die Kraft des Luftdrucks die ^'eder 132, so bewegen sich die Membraneinheit und die Tragplatte 126 als Einheit nach links, bis die Membrameinheit 117 gegen eine Ringsohulter 138 der Kappe 110 anfährt. Die Ventilnadel 70 befindet sich dann in der vollen Offenstellung. Steigt der Luftdruck weiter, so bewegt er die Scheibe 124 weiter nach links, wenn die Kraft der ^eder 132 überwunden wird« Es strömt dann Druckluft in den die ^Aeder 132 enthaltenden ^eil der Druckkammer 46 über-, so dass nunmehr der Luftdruck die Kraft der ^'eder 132 unterstützte Dies führt wieder zu einer Anlage der Scheibe 124 gegen die Ringrippe 122. Wenn sich der Druck stablisiert. hat,und zwar auf den für die Zerstäubung der Farbe notwnedigen Widert, , bleibt die Ventilnadel 70 in der offenen Stellung gemäss Mg₀ 3. in der ^arbe durch die Düsenöffnung 60 austritt und durch die aus den Luft.öffnungen 82 ausströmende. Luft zerstäubt wird» Die Form des Farbschleiers wird durch kegeln der Luftzufuhr im S_chlauch 30 bestimmt, über

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den die Öffnung 52 und die Mündungen 96 und 98 der Kanäle 94 versorgt werden_e

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die Kraft der ^eder 132 durch die zugeleitete Druckluft erhöht wird, so dass ein Ausgleich eintritt, der die Membraneinheit 117 in der Stellung gemäss Figo 3 hält» Bin geringer Druckabfall im der Druckfeder 132 abgewandten Teil der Druckkammer veranlasst daher eine schnelle Rechtsbewegung der Tragplatte 126 und damit ein schnelles Schliessen der-Düsenöffnung 60. Da die beiden Teile der Druckkammer 46 bei geschlossener Ventilnadel 70 gegeneinander abgedichtet sind, bjei^lt im die Druckfeder 132 enthaltenden Teil der erhöhte Luftdruck erhaltene Zum erneuten Öffnen der Ventilnadel 70 muss also ausser der -k-raft der Feder 132 auch dieser Restdruck überwunden werden« Damit erfolgt aber das Öffnen der Düsenöffnung 60 für die F_art>e erst dann, wenn der neu zugeleitete Luftdruck die zum Verstäuben der """arbe notwendige Höhe erreicht hat« Es wird somit das Öffnen der Düsenöffnung 60 verzögert, bis der Luftdruck die ausreichende H₀'he erreicht hat, während das Schliessen bei einem geringen Abfall des Luftdruck unter den zum Zerstäuben notwendigen eintritt_o Es kann somit Farbe nur zuströmen, wenn ein ausreichender Luftdruck vorhanden ist ,und das Öffnen und Schliessen des Ventils erfolgt schnell, so dass Machtropfen der Farbe vermieden iste

Bei einem Versuchsgerät angestellte Untersuchungen haben voll befriedigt«, Die Luftdüse 78 und der Düsenkörper 58 wa-

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ren als Teile 63PR und 63C von der Pa₀Binks Manufacturing Company , Franklin Park, Illinois hergestellte Ebenso unter Nr₀ 363A die Ventilnadel 70, die eine Länge von 100 mm und einen Durchmesser von 0,140 hatte. Die Membran 116 bestand aus Neopren und hatte einen Aussendurchmesser von 58 mm und einen Durchmesser der zentralen Öffnung von 21 mm. Die Dicke betrug 0,8 mm. Die Druckfeder 132 wurde als Teil CO72O-O65-I25O von der Pa₀ Associated Spring Company, Bristol,Connecticut geliefert, haue eine spannungsfreie Länge von 31,75 mm , einen Aussendurchmesser von 18,29 mm sowie eine ^xederrate von 435»7 kg/m_o

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L e e r s e i t e

Claims

Patentanwalt

Dipl.-Ιηα K. Walther

SoüvarrJies 9 26, Juni 1980

10C0 BEnUN 19 W-w-3438

General M₀tore Corporation, Detroit ₉ Michigan^ V₀St₀A₀

Farbspritzkanone

Patentansprüche :

f 1 J Farbspritzkanone mit einem eine Düsenöffnung für die Farbe enthaltenden Düsenkörper am einen Ende eines Hauptkörpers, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Am anderen finde des H_auptkörpers (42) ist eine Druck-» kammer (46) gebildet;

b) ein axialer Kanal (62) im Düsenkörper (58) führt ron einer Kammer im Hauptkörper zur Düsenöffnung (60) für die Farbe;

c) in dem Kanal (62) des Düsenki^örpers ist axial eine Ventilnadel (70) beweglich, deren eines Ende (72) mit der Düsenöffnung (60) für die Farbe zusammenarbeitet, und deren anderes Ende sich in die D_ruckkammer (46) erstreekt;

d) mit dem anderen Ende der Ventilnadel (70) 1st eine Tragplatte verbunden, die durch eine in der D_ruckkammer (46) angeordnete ^'eder (132) in Richtung auf die S_chließlage der Ventilnadel belastet ist;

e) der Hauptkörper (42) enthält einen zweiten Kanal (88,

>, der von äiner Druckluftquelle zu der Druckkammer

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(46) und dem Düsenkörper (58,78) führt; f) die Druckluft wirkt in der Druckkammer &46) auf ein nachgiebiges Glied (116), das im Zusammenarbeiten mit der Tragplatte (126) den zweiten Kanal mit dem die Feder (132) enthaltenden Teil der D_ruckkammer verbindet, so dass der Luftdruck die Feder unterstützend die S_chließkr£ft d_er ^ventilnadel so erhöht, dass sie sich von unten her der öffnungs— kraft nähert, bei der der Luftdruck eine zuverlässige Zerstäubung der Farbe ermöglichte

2„ Farbspritzkanone nach Anspruch 1 ₉ dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Glied in der Druckkammer (46) eine ringförmige Membran 116) ist, deren Aussenrand am Hauptkörper (42) und deren zentraler Bereich zwischen zwei Halteplatten (118,120) festgespannt Bind, deren eine (120) eine vorspringende Rippe (122) aufweist, die gegen eine an der Tragplatte (126) abgestützte und mit dieser mit dem anderen Ende der Ventilnadel (70) verbundene Scheibe (124) bewegbar ist»

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