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Titel der Erfindung
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Pneuiatisch gesteuerte Farbspritzpistole Die Erfindung betrifft eine
pneumatisch gesteuerte Farbspritz pistole für das automatische Verspritzen von flüssigen
Stoffen; vorzugsweise Anstrichstoffen, wobei das Zerstäuben und Formen des Spritzetrahles
mit Hilfe von Druckluft erfolgt.
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Bei einer bekannten Ausführung einer pneumatisch gesteuerten Farbspritzpistole
gemäß DAS 1077582 befinden sich das Farbventil',4 bestehend eus Farbdüse und Düsennadel,
das Luftventil und der Kolben des Pneumatikantriebee hintereinander in einer gemeineamen
Wachse0 Das Luftventil wird gebildet aus einem il Gehäuse der Farbspritzpietole
angeordneten Sitz und aus der Kolbenstange des Pneumatikkolbens, wobei das Ende
der Kolbenstange als Dichtflãche ausgeführt ist.
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Um zu errelcheni daß das Farbvebtil später als das Luftventil öffnet
und beim Schließvorgang das Farbventil zeitlich vor dem Luftventil schließt,; ist
die Düsennadel wie folgt an die Kolbenstenge gekoppelt Das mit einem Bund versehene
Ende der Düsennadel steckt verschiebbar in der hohl ausegeführten Kolbenstange,
Ein Absatz im Hohlraum der Kolbenstange umgreift den Bund der Düsennadel so, daß
zwischen dem Absatz und dem Bund ein Abstand in axialer Richtung verbleibt Bei der
Uffnungsbewegung nimmt die Kolbenstange mittels ihres Absatzes die Düsennadel am
Band erst nach Oberwindung des genannten Abstandes mit. Die Schließbewegung, welche
eine am Kolben angreifende Rückstellfeder erzeugt, wird der Düsennadel über eine
Druckfeder vermittelt. die im Hohlraum der Kolbenstange steckt und am Ende der Düsennadel
angreift.
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Die Anordnung der bewegten Teile in einer gemeinsamen Achse verlangt
eine präzise Fertigung, da bei Lageabweichungen von der Achse Verklermungen im System
entstehen. In dieser Hinsicht
günstigere Verhältnisse bietet eine
andere bekannte Lösung. Dort ist das Luftventil in eine zweite Achse verlegt-, die
parallel zur Achse von Düsennadel und Kolben vorläuft.
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Die Betätigung des Luftventils erfolgt dabei über eine an der Kolbenstange
angebrachte Mitnehmernase. In einer weiteren be kannten Ausführung ist die Mitnehmernase
für das Luftventil durch einen Schwenkhebel ersetzt Die vorstehenden bekannten Lösungen
haben den gemeineamen Nachteil; daß sie eine relativ große Masse aufweisen.
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Pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistolen sind bei maschinellen Spritzeinrichtungen
wie Flächenspritzmaschinen, Spritzautomaten, Spritzrobotern an bewegten Bauelementen,
wie Gestängen, Armen, Hebeln weit austragend angebracht.
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Bei den auszuführenden Bewegungen wechselnder Richtung und Geschwindigkeit
treten an den bewegten Bauelementen auf Grund deren Länge und durch die Masse der
Frbspritzpistolen bOw trächtliche Trägheitskräfte auf, wodurch letzten Ende die
maximal zu fahrenden Geschwindigkeiten begrenzt werden müssen.
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Sieht man vom Spritzkopf ab bestimmt bei den bekannten Lösungen der
Kolben und sein Zylinder in großem Umfang die Abmessungen der pneumstisch gesteuerten
Farbspritzpistole.
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Der Zylinder stellt baulich den größten Abschnitt des Steuerteils
dar und gibt mit seines Durchmesser eine bestimmte nicht zu unterschreitende Gehäusebreite
vor. Seine Diskrepanz zu den anderen kleineren Einbauteilen und seine Lage am Ende
der Farbspritzpistole beeinflußt entscheidend die Gehäuseform.
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Letztlich berühren Größe und Lage des Zylinders die Anordnungeart
und die Abmessungen angrenzender Bauteile. Es sind deshalb als eine wesentliche
Ursache für großes Volumen und große Masse der bekannten Ausführungen von pneumatiech
gesteuerten Farbspritzpistolen die Kolben-Zylinder-Abmessungen anzusehen, die indessen
nicht frei wählbar sind.
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Ziel der Erfindung ist es; die Materimlökonomis und das Masse-Leistungsverhältnis
von pneumatisch gesteurten Farbspritzpistolen zu verbessern, um bei wendung an automatischen
Spritzeinrichtungen, wie Spritzmaschinen oder Spritzrobotern, deren optimale Produktivität
zu ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer pneutisch
gesteuerten Farbspritzpistole sö zu verändern, daß in Abhängigkeit von der Lage
des Zylinders mit geringsten Kolben-Zylinderabmessungen ein Uffnen des Luftventilkegels
erreicht wird,iwobei gleichzeitig hohe Schaltgeschwindigkeiten, geringer Wartungsaufwand
sowie einfache FertigungsmOglichkeiten, insbesondere für das Gehäuse der Farbspritzpistole,
zu gewähr leisten sind, Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Düsen nadel und das Luftventil hintereinander in einer gemeinsamen Hauptachse angeordnet
sind und der Kolben neben dem Luftventil in einer Nebenachse liegt. Diese beiden
Achsen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Die Antriebekreft des Kolbens
wird erfindungegemäß mittels eines schwenkbaren Hebels zum Luftventil und zum Farbventil
übertragen. Dabei ist der Drehpunkt des schwenkbaren Hebels so festgelegt. daß er
einen größeren Abstand zur Nebenachse als zur Hauptachse besitzt0 Dadurch wird bewirkt,
daß die in der Hauptachee benötigte Kraft durch eine ui das Verhältnis der beiden
Drehpunkt abstände kleinere Kraft vom Kolben aufgebracht wird. Hieraus resultiert
ein relativ kleiner Durchmesser des Kolbens.
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Für die kraftachlüssige Kopplung des Kolbens an den Hebel ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß der Hebel an seinem Ende einen Schlitz besitzt, durch den die Kolbenstange
des Kolbens hindurchgeführt iSt,r und daß die Kolbenstange auf der dem Kolben abgewandten
Seite einen Bund aufweist. Die Rückstellkraft zum Schließen der Farbspritzpistole
liefert eine DruckfederAi die am Ende der Hauptachse angeordnet ist und auf den
bewegten Teil des Luftventilez, einen Luftventilkegel, wirkt0 Dabei stützt sich
die Druckfeder an einem Nippel ab, der gleichzeitig als Spritzluftanschluß dient.
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Die Erfindung soll nachstehend an eine. Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 die Farbspritzpistole im Längsschnitt
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ABCD der Fig 1 Die Farbspritzpistole besteht
aus einem Spritzkopf 1 und einem
Steuerblock 2," die beide durch
eine Hohlschraube 3 miteinander verbunden sind. Der Steuerblock 2 besitzt ein Gehäuse
4, in dem ein Zylinder 5 mit einem Kolben 6+, einer Kolbenstange 7, eine. Kolbenstangenlager
8 und einer Anschlagstellschraube 9 angeordnet ist. Durch den Kolben 6 wird der
Zylinder 5 in einen Kolbenraum lO, der über einen Kanal 11 in der Anschlagstellschraube
9 mit der Atmosphäre in Verbindung steht und in einen zweiten Kolbenraum 13 geteilt;
der über einen Nippel 14 an ein nicht dergestelltes, entlüftbares Pneumatikventil
angeschlossen ist. Die Anschlagstellschraube 9 ist in eine im Gehause 4 angebrachte
Gewindebuchse 15 eingeschraubt und durch eine Kontermutter 1G gesichert. Das Kolbenstangenlager
8 wird gebildet aus einer im Gehäuse 4 eingeschraubten Lagerschraube 17,i einer
Rundringdichtung 18, die den Kolbenraum 13 auf der Kolbenstange 7 nach außen abdichtet
sowie eiern r Lagerbuchse 19 und einer Hohlschraube 20," welche die Lagerbuchse
19 und die tundrengdichtung 18 in ihrer Lage hält. Der Kolben 6 ist mit liner Dichtungsmanschette
21 ausgerüstet. Sie wird zwischen liner Scheibe 22 und einer zweiten Scheibe 23
mit einer Mutter 24 sowie einer Kontermutter 25 auf einem mit Gewinde versehenen
zapfen 26 der Kolbenstange 7 festgeklemmt.
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@uf der dem Kolben 6 abgewandten Seite trägt die Kolbenstange 7 einen
Bund 27. Hinter diesem Bund 27 greift ein geschlitztes Ende 28 eines Steges 29,*
der zu eimem Hebel 30 gehört. welcher, wie Fig. 2 zeigt, mit zwei über das Gehäuse
4 greifenden Laschen 31 auf einem Bolzen 32 gelagert ist.
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lurch Sicherungsringe 33 werden die Laschen 31 gegen axiale @erschiebung
auf dem Bolzen 32 gehalten. Wie Fie. 1 und 2 zeigen,' bind die beiden Laschen 31
mit einem weiteren Steg 34 des Hebels @0 überbrückt. Durch eine Auseparung 35 des
Steges 34 führt eine Düsennadel 36, die sich. wie aus Fig. 1 ersichtlich, durch
eine itopfbuchsa 37 des Spritzkopfes l hindurch bis in eine Farbdüse @8 erstreckt
und am anderen Ende einen Bund 39 besitzt. Hier steht di.e Düsennadel 36 mit einem
in gleicher Achse liegenden @ruckbolzen 40 in Beruhrung, der sich in einem Hohlraum
41 ines Luftventilstößels 42 verschiebbar befindet und durch einen schlitz 43 im
Steg 29 des Hebels 30 ragt. Der Druckbolzen 40 rird in einer in Luftventilstößel
42 eingeschraubten Hülse geührt und stützt sich mittels eines Bundes 45 über eine
Druckfeder
12 gegen den Luftventiletößel 42 innen ab. Auf dem Luftventilstößel
42 steckt ein Luftventilkegel 46, der mittels einer Druckfeder 47 gegen den konischen
Sitz 48 einer Luftventilschraube 49 gedrückt wird.
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Die Druckfeder 47 stützt sich an einem im Gehäuse 4 single schraubten
Nippel 50 ab. In der Luftventilschraube 49 sitzt eine Lagerbuchse 51 zur Führung
des Luftventilstößels 42 sowie eine Rundringdichtung 52 und eine Hohlschraube 53.
Ein durch den Luftventilkegel 46 abgesperrter Raum 54 steht in Verbindung mit einem
Hohlraum 55 der Hohlschraube 3 über Bohrungen 56 sowie einem Kanal 57 und Bohrungen
58. Die Verlängerung des Kanals 57 ist im Gehäuse 4 durch einen Stopfen 59 verschlossen.
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Zur Befestigung der Farbspritzpistole besitzt das Gehäuse 4 eine Bohrung
60 und eine Feststellschraube 61. Zum Schutz vor Farbnebel dient eine Kappe 62.
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Die beschriebene pneumatisch gesteuerte Farbspritzpistole besitzt
folgende Wirkungsweise: In der Ruhelage'/ wie sie Fig. 1 zeigt, liegt Druckluft
durch den Nippel 50 bis zum Luftventilkegel 46 an;t während der Kolben.
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raum 13 über den Nippel 14 und über das nicht dargestellte Pneumatikventil
entlastet ist. Wird der Kolbenraum 13 mit Druckluft beaufschlagt, dann bewegt sich
der Kolben 6 in Richtung der Anschlagstellschraube 9 und nimmt mit dem Bund 27 der
Kolbenstange 7 den Hebel 30 mit. Der Hebel 30 schwankt um seinen Drehpunkt' dem
Bolzen 32 und verschiebt mit dem Steg 29 den Luftventilstößel 42, so daß der Luftventilkegel
46 von dem Sitz 48 abhebt und die Druckluft in den Raum 54 gelangen kann. Von dort
strömt die Druckluft durch den Kanal 57, den Hohlraum 56 und durch Kanäle 63 des
Spritzkopfes 1 zu einer Luftkappe 64, WO sie als Spritzluft zur Verfügung steht.
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Während der Anfangsphase der Schwenkbewegung des Hebels 30 bleibt
die Farbdüse 38 zunächst noch verschlossen, weil die Düsennadel 36 über den Druckbolzen
40 mit der Kraft der Druckfeder 12 in ihrer Lage gehelten wird. Erst beim weiteren
Schwenken des Hebels 30 kommt der Steg 34 am Bund 39 der Düsennadel 36 zum Eingriff
und zieht die Düsennadel 36 aus der Farbdüse 38 zurück, so daß die Farbe austreten
kann und von der bereits ausströmenden Spritzluft zerstäubt wird,
Im
weiteren Verlauf der Bewegung des Hebels 30 werden die Düsennadel 36 und der Luftventilkegel
46 weiter in tIffnungsrichtung verschoben, bis der Kolben 6 mit der Scheibe 23 an
der Anschlagstellschraube 9 anschlägt.
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Zur Einleitung des Schließvorganges wird der Kolbenraum 13 über den
Nippel 14 mittels dem nicht dargestellten Pneuatikventil entlüftet. Damit wird die
Kraft der Druckfeder 47 so wirksam, daß sie den Luftventilkegel 46 und den Luftvenltilr
stoßel 42 in Richtung Ruhelage treibt. Vom Luftventilstößsl 42 gehen zwei Wirkungen
aus: Zum einen wird der Hebel 30 zurückgeschwenkt, was wiederum ein Zurückziehen
der Kolbenstange 7 und des Kolbens 6 zur Folge hat. Zum anderen wird mittels der
Druckfeder 12 und dem Druckbolzen 40 die Düsennadel 30 zurückgeschoben, bis die
die Farbduse 38 verschließt. In diesem Moment hat der Luftventilkegel 46 noch Abstand
von dem Sitz 48-, so daß weiterhin auf dem bereits beschriebenen Weg Spritzluft
sn der Luftkappe 64 zur Verfügung steht.
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3er restliche eg bis zur Ruhelage des Luftvantilkegels 46 und des
Kolbens 6 wird gegen die Kraft der Druckfeder 12 zurfickgelegt, Der Steuerblock
2 besitzt eine vergleichsweise geringe Masse, vas insbesondere auf die schmale Form
des Gehäuses 4 zurückzufuhren ist. Auch läßt sich das Gehäuse 4 günstig herstellen,
veil ausgehend von einem Rohteil im wesentlichen nur Bohrarbeiten erforderlich sind.
Abweichungen in der Lage der Achsen können zugelassen werden; weil die Funktionseinheiten,
wie -arbventil', Luftventil und Antrieb unabhangig gelagert und @ur kraftschlüssig
miteinander gakoppelt sinde Zleser Umstand wirkt sich ebenso wie die geringere Reibung
Jes kleinen Kolbens 6 günstig auf die Leichtgangigkeit des systems und damit euf
die Schaltgeschwindigkeit aus.
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Das Ersetzen von Verschleißteilen kann durch Ausbau der betreffenden
Funktionseinhoiten schnell erfolgen.
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Aufstellung der verwendeten B.zuqszeichen 1 Spritzkopf 2 Steuerblock
3 Hohlschraube 4 Gehäuse 5 Zylinder 6 Kolben 7 Kolbenstange 8 Kolbenstangenlager
9 Anschlagstelischraube 10 Kolbenraum 11 Kanal 12 Druckfeder 13 Kolbenraum 14 Nippel
15 Gewindebuchse 16 Kontermutter 17 Lagerechraube 18 Rundringdichtung 19 Lagerbuchse
20 Hohlschraube 21 Dichtungemanschette 22 Scheibe 23 Scheibe 24 Mutter 25 Kontermutter
26 Zapfen 27 Bund 28 Geschlitztes Ende 29 Steg 30 Hebel 31 Laschen 32 Bolzen 33
Federring 34 Steg 35 Aussparung 36 Düsennadel 37 Stopfbuchse
38
Farbdüse 39 Bund 40 Druckbolzen 41 Hohlraum 42 Luftventilstößel 43 Schlitz 44 Hülse
45 Bund 46 Luftventilkegel 47 Druckfeder 48 konischer Sitz 49 Luftventtlschraube
50 Nippel 51 Lagerbuchse 52 Rundringdichtung 53 Hohlschraube 54 abgesperrter Raum
55 Hohlraum 56 Bohrungen 57 Kanal 58 Bohrungen 59 Stopfen 60 Bohrung 61 Feststellschraube
62 Kappe