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VERSTELLDUSENANORDNUNG
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Die Erfindung betrifft eine Verstelldüsenanordnung für Hochdruck-Spritzpistolen
mit einem eine Düsenöffnung aufweisenden Düsenkörper und einem im Materialzufluß
zur Düsenöffnung beweglich angeordneten Verstellkörper. Eine derartige Anordnung
ist aus der US-PS 4 220 286 bekannt.
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Die Düsen von Spritzpistolen haben eine fest vorgegebene Düsenöffnung,
durch welche Ausstoßmenge und Spritzwinkel festgelegt sind. Will man die beiden
Parameter verändern, dann ist es im allgemeinen erforderlich, die Düse gegen eine
Düse mit anderem öffnungsquerschnitt auszuwechseln. Bei mit vergleichsweise niedrigem
Materialdruck arbeitenden Spritzpistolen (Pistolen mit Druckluftzerstäubung), insbesondere
solchen mit Rundstrahldüse, kann jedoch eine "Düsenverstellung" auf einfache Weise
dadurch erreicht werden, daß der kegelförmige, über einen Schaft mit dem Abzugshebel
der Pistole verbundene Ventilkörper beim Öffnungsvorgang mehr oder weniger weit
aus der Düsenöffnung herausgezogen wird, mit der Folge einer Bemessungsmöglichkeit
für den Farbdurchfluß zur Düsenöffnung (Ringspalt zwischen Ventilkörper und Düsenöffnung)
und damit einer wunschgemäßen Einstellung von Ausströmmenge und Spritzwinkel. Für
Hochdruck-Spritzpistolen ist jedoch diese Methode der Düsenverstellung kaum anwendbar,
weil zur überwindung der auf dem großen Schließquerschnitt lastenden Druckkräfte
eine hohe Abzugskraft erforderlich wäre und ein beträchtlicher Verschleiß sowohl
an der Düse als auch am Ventilkörper auftreten würde. Bei der eingangs erwähnten
Verstelldüsenanordnung für Hochdruckpistolen nach der US-PS 4 220 286 ist zwar die
Abzugskraft aufgrund des wesentlich kleineren Schließquerschnitts zur Unterbrechung
des Farbstromes erheblich reduziert, jedoch ergeben sich durch den quer zur Düsenöffnung
gleitend in einer Buchse geführten Verstell- und Ventilstift beträchtliche Probleme
bezüglich der Abdichtung und auch bezüglich
des Verschleißes.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Verstelldüsenanordnung
für Hochdruck-Pistolen zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, einen großen Verstellbereich
gewährleistet, einem nur geringen Verschleiß unterworfen ist und eine sichere Abdichtung
gewährleistet. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Hauptanspruch gekennzeichnet. Durch
die Belastung der Verstellkugel mit Hilfe der Feder und durch die zusätzliche Druckbelastung
durch die Farbe wird ein selbsttätiges Nachstellen der Kugel in die Kugelkalotte
hinein und damit eine einwandfreie, dauerhafte Abdichtung erzielt. Durch das beim
Verstellen der Kugel in der Kugelkalotte entstehende Reiben (Pigmentierungen oder
Feststoffe im Fluid) der beiden Flächen aufeinander erfolgt ein ständiges Nachschleifen
und automatisches Ausbessern der Dichtflächen. Da zum Verstellen der Düse die Verstellkugel
lediglich zu drehen ist, bedarf es nur einer vergleichsweise geringen Verstellkraft.
Andererseits ist jedoch der Verstellbereich beträchtlich, und die Einstellung von
Farbausstoßmenge und Spritzwinkel kann sehr exakt erfolgen.
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Dabei eignet sich die Anordnung sowohl für Rundstrahldüsen als auch
für Flachstrahldüsen (Schlitzdüsen). Schließlich kann die aus wenigen einfachen
Teilen bestehende Anordnung als Einheit ausgebildet werden, so daß die Anordnung
leicht auszutauschen und sogar an herkömmliche Spritzpistolen als Zusatzgerät ansetzbar
ist. Selbstverständlich kann die Anordnung auch bei Spritzpistolen Anwendung finden,
die mit niedrigeren Farbdrükken arbeiten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Spritzpistole
mit einer ersten Ausführungsform der Düsenverstellanordnung, Fig. 2 eine Draufsicht,
teilweise im Schnitt, der Pistole von Fig. 1, Fig. 3 in Seitenansicht die Verstellkugel
der Fig. 1 und 2 und 3A in Einzeldarstellung,
Fig. 4 im Schnitt
und in Vorderansicht den Düsenkörper in und 4A Einzeldarstellung, Fig. 5 im Schnitt
und in Vorderansicht eine abgewandelte und 5A Formdes Düsenkörpers, Fig. 6 in Seitenansicht
eine Abwandlungsform der Verstell-und 6A kugel, Fig. 7 in Seitenansicht eine weitere
Abwandlungsform der Ver-und 7A stellkugel, stellkugel, Fig. 8 in Seitenansicht eine
weitere Abwandlungsform der und 8A Verstellkugel, Fig. 9 in Seitenansicht eine weitere
Abwandlungsform der und 9A Verstellkugel, Fig.10 einen Schnitt durch eine zweite
Ausführungsform der Verstelldüsenanordnung, und Fig.11 eine Draufsicht, teilweise
im Schnitt, der Anordnung von Fig. 9.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist die Verstelldüse
in die Hochdruck-Spritzpistole integriert, wobei die Verstellung der Düse über den
üblichen Abzugshebel der Pistole erfolgt. Auf der Zeichnung ist mit 10 ein Pistolenrohr
bezeichnet, an das ein Handgriff 92 angeschraubt ist.
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Im Handgriff 92 verlauft eine Farbzuführung 12, die in das Pistolenrohrinnere
10a mündet. Das Rohrinnere 10a ist an der Pistolenmündung durch einen Düsenkörper
13 mit zentraler Düsenöffnung 14 abgedeckt, der durch eine auf das Pistolenrohrvorderende
aufgeschraubte Uberwurfmutter 15 festgehalten wird.
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Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, durchsetzt eine Welle 16
das Rohr 10 in Ouerrichtung, derart, daß ein Teil der Welle 16 in das Rohrinnere
10a hineinragt, während die Enden der Welle 16 vom Rohr 10 nach außen abstehen.
Dichtungsringe 17 sorgen für eine druckdichte Abdichtung.
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Innerhalb des Rohrinneren 10a ist auf der Welle 16 ein erster Hebel
19 drehfest angebracht, der an seinem freien Ende gabelartig ausgebildet ist und
einen Querstift 20 aufweist.
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Ein zweiter Hebel 21 ist an seinem einen Ende mit einem Längsschlitz
22 versehen, der von dem Querstift 20 des ersten Hebels 19 mit Spiel durchsetzt
wird. Am anderen Ende des zweiten
Hebels 21 ist eine Ventilkugel
22 starr befestigt, die durch eine an einem Federteller 24 abgestützte Schraubenfeder
23 gegen den Düsenkörper 13 gepreßt wird.
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Der Düsenkörper 13 hat in seinem zentralen Bereich die Form einer
Kugelkalotte 13a, deren Innenwand einen Krümmungsradius gleich dem äußeren Krümmungsradius
der Ventilkugel besitzt.
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Die gegen diesen zentralen Bereich des Düsenkörpers 13 gepreßte Kugel
22 liegt somit über einem bestimmten Bereich ihrer Oberfläche dicht an der Innenwand
des Düsenkörpers 13 an und verschließt somit die Düsenöffnung 14. Wie am besten
aus Fig.3 ersichtlich ist, weist die Kugel 22 jedoch eine Abflachung 22a auf, die
dann, wenn sie sich ganz oder teilweise hinter der Düsenöffnung 14 befindet, einen
Durchlaß zwischen Rohrinnenraum 10a und Düsenöffnung 14 freigibt, wie später noch
im einzelnen erläutert werden wird.
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Schließlich weist die Spritzpistole nach den Fig. 1 und 2 einen Abzugshebel
27 auf, dessen Oberteil gabelartig das Rohr 10 umfaßt, wobei in den Gabelarmen 23a
und 23b Öffnungen vorgesehen sind, durch welche die vorstehenden Enden der Welle
16 hindurchtreten. Dabei ist der Gabelarm 23a mittels eines Schraubstifts 24 drehfest
mit dem einen Ende der Welle 16 verbunden, wohingegen der Gabelarm 23b frei auf
dem anderen Ende der Welle anlieqt. Der Abzugsbügel 27 ist außerdem mit einer einstellbaren
Wegbegrenzung, bestehend aus einer durch eine Feder 25 belasteten Stellschraube
26, versehen.
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Der Düsenkörper 13, die Ventilkugel 22 und der Querstift 20 des ersten
übertragungshebels 19 bestehen vorzugsweise aus Hartmetall. Die beiden Hebel 19,
21 selbst und die Welle 16 hingegen können aus weicherem Material, z.B. Stahl oder
sogar Kunststoff bestehen. Die Verbindung zwischen Hebel 21 und Kugel 22 wird zweckmäßigerweise
durch Löten, Schweißen oder Kleben hergestellt, jedoch sind auch Steck- oder Schraubverbindungen
möglich.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Bei Anschluß der Farbleitung
12 an eine Hochdruck-Farbquelle füllt sich der Innenraum
10a des
Pistolenrohrs mit unter einem hohen Druck stehender Farbe, womit die Anpressung
der Kugel 22 an den Kugelkalottenbereich des Düsenkörpers 13 weiter verstärkt wird.
Der noch in Ruhestellung befindliche Abzugshebel 27 bewirkt, daß das Hebelgestänge
19, 21 eine geringe Knickung nach oben aufweist und die Kugel 22 die Düsenöffnung
14 dicht verschließt.
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Wird nun der Abzugshebel 27 betätigt, also in Richtung zum Handgriff
92 hin gegen die Federkraft gezogen, dann dreht sich die Welle 16 in Richtung gegen
den Uhrzeigersinn, der Hebel 19 schwenkt gegen den Uhrzeigersinn mit, der Hebel
21 schwenkt im Uhrzeigersinn, und die Kugel 22 verdreht sich im Uhrzeigersinn. Durch
die Verdrehung der Kugel 22 im Uhrzeigersinn gelangt die Abflachung 22a zur Düsenöffnung
14, mit der Folge, daß eine Verbindung zwischen Rohrinnerem 10a und Düsenöffnung
14 geschaffen wird und Farbe aus der Düsenöffnung austreten kann. Mit fortschreitendem
Durchziehen des Abzugshebels 27 wird die Düsenöffnung 14 immer weiter geöffnet,
bis schließlich bei voll durchgezogenem Abzugshebel die Düsenöffnung 14 vollständig
freigelegt ist. Durch feinfühliges Betätigen des Abzugshebels 27 kann somit eine
kontinuierliche Verstellung der Düsengröße erfolgen. Mit Hilfe der Stellschraube
26 ist es aber auch möglich, den öffnungsgrad und damit die Düsengröße vorher festzulegen,
wobei dann die Bedienungsperson den Abzugshebel 27 schnell bis zum Anschlag durchzieht.
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Zum Auswechseln oder Austauschen der Ventilanordnung wird die Uberwurfmutter
15, in der sich der Düsenkörper 13 befindet, abgeschraubt, worauf die Kugel 22,
der zweite Hebel 19 und die Feder 23 mit Federteller 24 als Einheit aus dem Pistolenrohr
10 entnehmbar sind. Es ist aber auch möglich, die Anordnung so zu treffen, daß mit
Lösen einer Düsenmutter der Düsenkörper zusammen mit einer Fassung der Kuegel, dem
zweiten Hebel und den Federelementen einstückig entnehmbar ist.
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Die im Düsenkörper 13 befindliche Düsenöffnung 14 kann eine Rundöffnung
sein, so daß ein Farb-Rundstrahl erzeugt wird, oder aber auch eine Schlitzöffnung,
so daß ein Farb-Flachstrahl erzeugt wird. Die Schlitzöffnung für die Erzeugung eines
Flachstrahls soll dabei keilförmig sein, wie dies in
den Fig. 4
und 4A dargestellt ist, wobei die Schlitzöffnung mit ihrem Zentrum auf der Mittelachse
des Pistolenrohrs 10 liegt.Besonders gute Zerstäubungsergebnisse werden dann erreicht,
wenn die keilförmige Schlitzöffnung 14 so ausgebildet ist, daß eine ihrer Flächen
in Höhe der Mittelachse des Pistolenrohrs 10 liegt, die andere Fläche dagegen um
vorzugsweise 100 - 500 gegenüber dieser Mittelachse bzw. der Anflächung 22a der
Kugel 22 geneigt ist, wie dies in den Fig. 5 und 5A dargestellt ist. Beim Austritt
der Farbe durch den Spalt zwischen Düsenkörper 13 und Anflächung der Kugel 22 wird
die Farbe so gelenkt, daß sie auf die auf der Mittelachse des Pistolenrohrs 10 liegende
Fläche des Schlitzes 14 auftrifft und dort durch ihren Aufprall zusätzlich zerstäubt
wird.
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Die Innenfläche des Düsenkörpers 13 kann so geformt sein, daß sie
außerhalb ihres zentralen Kugelkalottenbereichs 13a zur Pistolenrohrachse senkrecht
(Fig. 1) oder schräg (Fig. 4, 5) oder auch mit flacherer Krümmung (ellipsoid) verläuft.
Auf jeden Fall ist aber bei einem Düsenkörper 13 mit Schlitzöffnung 14 darauf zu
achten, daß der Schlitz stets in der gewünschten Richtung bleibt, was jedoch durch
entsprechende Gewinde, Anschläge oder dergleichen leicht erreichbar ist.
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Auch die Gestalt der Ventilkugel 22 kann in vielfacher Weise modifiziert
werden. So ist es beispielsweise möglich, die in Fig. 3 dargestellte ebene Abflachung
22a durch eine konkave Abflachung 22a zu ersetzen, wie dies in Fig. 6 dargestellt
ist. Auch ist es möglich, anstelle einer Abflachung eine Keilnut vorzusehen, etwa
gemäß den Fig. 7 und 7a, wobei die Keilnut mit 22b bezeichnet ist. Die Fig. 8 und
8a zeigen eine Abwandlungsform der Keilnut 22b, wobei die beiden Keilflächen unterschiedliche
Anstellung aufweisen. Schließlich ist es auch möglich, die Kugel 22 zusätzlich zur
oder anstelle der Abflachung bzw. Ausnehmung mit einem Durchbruch zu verstehen.
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Der Durchbruch dient dem besseren Transport der Farbe in den Spalt
zwischen Kugelfläche und Kalottenfläche bzw. bei Wegfall der Abflachung oder Ausnehmung
zum Zuleiten der Farbe zur Düsenöffnung 14.
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Die Fig. 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
die dazu bestimmt ist, an bereits vorhandene Spritzpistolen ohne Verstelldüse angebracht
zu werden, wobei dann die Düsenverstellung nicht über den Abzugsbügel sondern durch
ein besonderes Element durchgeführt wird. Dabei ist die anhand der Fig. 1 und 2
beschriebene Baueinheit aus Kugel 22, zweitem Hebel 21 und Feder mit Federtellern
23, 24 nicht im Pistolenrohr 10 selbst, sondern in einem rohrförmigen Zwischengehäuse
90 untergebracht, das an seinem der Düse entfernten Ende eine Uberwurfmutter 94
mit Innengewinde aufweist. Die Uberwurfmutter 94 ist mit Hilfe eines Sprengringes
95 verdrehbar auf dem Gehäuse gehalten. Ferner ist der erste Hebel -zur Verkürzung
der Baulänge- von der Anlenkstelle 20 aus nach vorne in Richtung auf die Düse hin
geführt, und auf die mit ihm drehfest verbundene Welle 16 sind außerhalb des Zwischengehäuses
90 eine Tellerfeder 91 und ein Handhebel 92 aufgesteckt, letzterer drehfest. Gesichert
wird die Welle 16 durch eine Schraubmutter 93.
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Die Vorrichtung kann auf handelsübliche Hochdruck-Spritzpistolen mit
durch den Abzugshebel bedienbarem Schließventil aufgesetzt werden, zu welchem Zweck
von der Rohrmündung der Pistole die Überwurfmutter mit Düsenkörper entfernt und
das Zwischengehäuse 90 aufgeschraubt wird. Das Öffnen und Schliessen der Pistole
erfolgt dabei dann über den Abzugshebel durch das Schließventil, wohingegen die
Verstellung der Größe der Düsenöffnung 14 mittels des Handhebels 92 durchgeführt
wird. Die Kugel 22 wirkt also hier lediglich als Verstellkörper. Selbstverständlich
ist es auch bei dieser Ausführung möglich, Wegbegrenzer für den Handhebel 92 anzubringen.
Um ein unabsichtliches Verstellen der Düse zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den
Hebel 92 bzw. die Welle 16 schwergängig zu machen.
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Selbstverständlich kann die Erfindung zahlreiche Abwa'ndlungen erfahren,
insbesondere was die Anfläc hung bzw. Ausnehmung der Kugel 22 sowie deren Antrieb
durch den Abzugsbügel, die Ausbildung der Gelenkverbindung der beiden Hebel 19,
21, des Antriebes der Welle 16 und der Federelemente 23, 24 betrifft.
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