DE3238201C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprühkopf, insbesondere zum Auf­ tragen und Verteilen von Trennmittel auf Druck- und Spritzgußformen, bestehend aus einem mit Anschlüssen für das Trennmittel und für Druckluft versehenen Düsenkopf, der eine Austrittsdüse mit einer Verschlußnadel und ein die Austrittsdü­ se mindestens teilweise umgebendes Mundstück besitzt, das zur Beeinflussung der Form des Sprühstrahles mit diametral gegen­ überliegenden und schräg zur Austrittsdüse gerichteten Zusatz­ kanälen für den Austritt von Druckluft versehen ist, die über einen verdrehbar mit einer Stirnseite dicht an eine Anlageflä­ che des Mundstückes gehaltenen Einstellring durch in dessen Stirnseite angeordnete, teilweise umlaufende offene Nuten und durch einen im Düsenkopf vorgesehenen Zuführkanal abhängig von der Stellung des Einstellringes in die Zusatzkanäle gelangt.

Sprühköpfe dieser Art sind bei Spritzpistolen bekannt (DE-PS 9 16 519). Sie werden aber bei der Druckguß- oder Spritzguß­ fertigung auch dazu eingesetzt, Druckguß- oder Spritzgußformen an ihren Wandungen mit Trennmittel zu versehen, um nach dem Gußvorgang ein leichtes Lösen des Werkstückes zu ermöglichen. Sprühköpfe dieser Art weisen ebenso wie Sprühköpfe, wie sie beispielsweise für Schmiervorgänge eingesetzt werden, eine bestimmte Form des Sprühstrahles auf, der sich durch die geometrischen Abmessungen des Sprühkopfes und des vorgesetzten Düsenmundstückes und gegebenenfalls auch in Abhängigkeit von dem verwendeten Druck der Sprühluft ergibt. Bei den bekannten Sprühköpfen wird die Sprühdüse zentral mit dem zu versprühenden Mittel versorgt. Die Druckluft wird zunächst über einen Ring­ kanal in einen Ringraum innerhalb eines Einstellringes geführt und gelangt von dort je nach Stellung des Einstellringes über teilweise umlaufende Nuten eines parallel dazu angeordneten Ringteiles in jeweils diametral gegenüberliegende Zusatzkanäle. Diese sind paarweise und jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet und dienen dazu, den aus der Düse austretenden Rundstrahl abzuflachen. Dieser Aufbau der bekannten Sprühköpfe ist aufwendig; insbesondere ist es erforderlich, dem Einstell­ ring ein weiteres Ringteil zuzuordnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sprühkopf zu schaffen, der bei geringem Bauraum einen einfachen Aufbau besitzt, dessen Bauteile keine schwierigen Passungsarbeiten erforderlich machen und der eine einfache Handhabung und hohe Zuverlässigkeit be­ sitzt.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei einem Sprühkopf der eingangs genannten Art der Einstellring die Austrittsdüse des Düsenkopfes umgibt und einen in Strahlrichtung hinter der Aus­ trittsdüse liegenden Mischraum mit einer sich konisch er­ weiternden Ringfläche bildet, daß sowohl die Stirnseite des Einstellringes als auch die Anlagefläche des Düsenkopfes ko­ nisch ausgebildet sind und daß die Anlagefläche Teil eines Kra­ gens des Düsenkopfes ist, in dem der Zuführkanal hereingeführt ist.

Durch diese Maßnahmen wird eine einfache Zentrierung bei ge­ ringstmöglichem Bauraum erreicht. Außer dem Düsenkopf und dem Einstellring sind keine Bauteile erforderlich, die schwierige Passungsarbeiten erforderlich machen. Durch die konische Ausge­ staltung der aneinanderliegenden Ringflächen des Einstellringes und des Düsenkopfes wird zum einen eine einfache Zentrierung des Einstellringes am Düsenkopf erreicht, zum anderen wird bei geringstmöglichem Bauraum die Anlagefläche vergrößert, so daß eine einwandfreie Abdichtung erreicht wird. Die Anordnung der Anlagefläche für den Einstellring an einem Kragen ergibt bauli­ che Vorteile. An diesem Kragen kann beispielsweise eine Über­ wurfmutter angreifen, die die Lage des verdrehbaren Einstell­ ringes sichert. Bei einer Ausgestaltung bilden der Einstellring und die ihm zugewandte Seite des Düsenkopfes eine ringförmige Zuführkammer, deren innere Begrenzung von einem konischen Wand­ teil des Düsenkopfes gebildet ist, der in einen zylindrischen Ansatz übergeht, welcher mit einem zylindrischen Wandteil des Einstellringes einen Ringschlitz bildet, durch den die Druck­ luft, die Austrittsdüse umgebend, in den Mischraum gelangt. Durch diese Ausgestaltung wird in einfacher Weise die Zuführung der Druckluft zum Mischraum erreicht.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles dargestellt, die im folgenden erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines anmeldungsgemäßen Sprühkopfes teilweise im Schnitt, jedoch ohne die anzuschließenden Druck­ leitungen,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Sprühkopf der Fig. 1 längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt durch den Sprühkopf der Fig. 1 längs der Linie III-III,

Fig. 4 die Stirnansicht des Sprühkopfes in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 2,

Fig. 5 die Ansicht des Einstellringes in Richtung des Pfeiles V gesehen, ohne den Düsenkopf und in einer Lage, in der mit dem Sprühkopf ein runder Sprüh­ strahl erzeugt wird und

Fig. 6 die gleiche Ansicht des Einstellringes wie in Fig. 5, jedoch in einer Lage, bei der ein flacher ovaler Sprühstrahl erzeugt wird.

In den Figuren ist ein erfindungsgemäß ausgestalteter Sprühkopf gezeigt, der aus einem Düsenkopf 1, einem verdrehbar an einer Seite des Düsenkopfes 1 sitzenden Einstellring 2, der über eine Überwurfmutter 3 gehalten ist und aus einem Drehknopf 4 besteht, der, wie noch erläutert werden wird, sowohl als Anschlag für die Hubbewegung als auch zur Halterung einer Druckfeder 5 für einen Kolben 6 dient, der die Zufuhr des zu versprühenden Mediums steuert.

Der Einstellring 2 ist an einer seiner Stirnseiten mit einer koni­ schen Ringfläche 2 a versehen und legt sich mit dieser Ringfläche dicht an eine Anlagefläche 7 eines Kragens 8 des Düsenkopfes 1 an. Mit einem kurzen Stutzen 2 b ragt der Einstellring in die innerhalb des Kragens 8 gebildete zylindrische Kammer herein und schließt mit einer schräg verlaufenden und dem Düsenkopf 1 zugewandten Wand 2 c eine ringförmige Zuführkammer 9 ein, deren innere Begrenzung von einem konischen Wandteil 10 des Düsenkopfes gebildet ist. An­ schließend an den konischen Wandteil 10 weist der Düsenkopf 1 einen zylindrischen Ansatz 11 auf, der mit einem ebenfalls zylind­ rischen Wandteil des Einstellringes einen Ringschlitz bildet, durch den Druckluft in den Mischraum 12 innerhalb des Einstell­ ringes 2 gelangen kann. Der Mischraum 12 besteht dabei aus einem im wesentlichen zylindrischen Teil, der nach außen in einen konisch sich erweiternden Mischraumteil übergeht.

In die Kammer 9 vor dem Einstellring 2 münden beim Ausführungs­ beispiel zwei Druckluftanschlüsse 13 und 14, die jeweils über mit Drosselschrauben 15 versehene Regulier- oder Absperrventile 16 (Fig. 3) mit Druckluftanschlüssen 17 und 18 verbunden sind. Beide Ventile 16 weisen federbelastete Kugeln als Rückschlagven­ tile auf, so daß sich die beiden Druckluftanschlüsse 17 und 18 über die Kammer 9 nicht gegenseitig beeinflussen können.

Am Düsenkopf 1 ist ein weiterer Anschluß 19 für das zu ver­ sprühende Trennmittel vorgesehen, der über eine Bohrung 20 mit einem Raum in Verbindung steht, der in der dargestellten Lage des Kolbens 6 von dem Schieberteil 21 des Kolbens 6 verschlossen ist. Der Kolben 6 selbst ist in einer zum Drehknopf 4 offenen abgestuften Führung innerhalb des Düsenkopfes 1 gehalten, be­ sitzt auf beiden Seiten des Schieberteiles 21 Dichtungen 22 und ist auf der dem Einstellring 2 zugewandten Seite mit einer Verschlußnadel 23 versehen, die in eine Bohrung innerhalb des Ansatzes 11 hereinragt. Die Verschlußnadel 23 und die Bohrung sind so beschaffen, daß bei einer Bewegung des Kolbens 6 nach rechts je nach der Größe des Hubes mehr oder weniger Trennmit­ tel vom Anschluß 19 her in die Mischkammer 12 gelangen kann. Um diese Kolbenbewegung zu erreichen, ist der Kolben 6 mit einem eigentlichen Steuerkolbenteil 24 versehen, der von dem Druckluftanschluß 18 her mit Druckluft beaufschlagbar ist, und zwar über den Verbindungskanal 25, der direkt vom Anschluß 18 kommt und nicht, wie der Zuführkanal 13 durch das Ventil 16 verschließbar ist. Wird daher am Anschluß 18 ein Druckluftim­ puls erzeugt, was über nicht gezeigte, außerhalb des Sprühkopfes liegende Steuerventile geschehen kann, so wird der Kolbenteil 24 über seine Steuerkammer 26 druckluftbeaufschlagt, und bewegt sich in den Fig. 1 und 2 nach rechts, bis sein äußeres Ende 27 an dem Anschlagkragen 28 des Drehknopfes 4 anschlägt. Der Dreh­ knopf 4 ist in der Art einer Überwurfmutter außen auf ein ent­ sprechendes Gewinde des Düsenkopfes 1 aufgeschraubt. Er dient zur Hubeinstellung für den Kolben 6 und damit auch zur Einstel­ lung der zu versprühenden Trennmittelmenge. Der Kolben 6 ist außerdem im Bereich seines Kolbenteiles 24 mit einem einge­ schraubten Ansatz 29 versehen, der im Ausführungsbeispiel eine abgesetzte Schraube ist. Dieser Ansatz 29 wird durch eine Öff­ nung innerhalb des Kragens 28 hindurchgeführt, und ragt somit in eine Ausnehmung 4 a des Drehknopfes 4 herein. Durch diese Maß­ nahme kann die Kolbenbewegung von außen verfolgt werden. Es er­ gibt sich somit eine einfache Funktionsüberprüfung für den im Sprühkopf liegenden Kolben.

Zur Einstellung des Sprühbildes, das über die Markierungen 30 und 31 (Fig. 4) an der äußeren Stirnseite des Einstellringes 2 ablesbar und erkennbar ist, ist der Einstellring 2 an seiner konischen Ringfläche 2 a mit einer über ¾ des Umfanges umlaufen­ den Nut 32 versehen, deren Form und Anordnung den Fig. 5 und 6 entnommen werden kann. Die Nut 32 besitzt im Ausführungsbeispiel einen etwa dreieckigen Querschnitt und ist zu der Ringfläche 2 a offen. Sie läßt sich daher über die Mündung 33 a eines Zuführ­ kanales 33 drehen, der ebenso wie der Kanal 13 über das Drossel- und Regulierventil 16 mit dem Druckluftanschluß 18 in Verbindung steht. Von der Nut 32 aus führen beim Ausführungsbeispiel zwei diametral gegenüberliegende Kanäle 34 und 35 mit schrägen Mün­ dungen in den Mischraum 12, und zwar in den sich konisch nach außen erweiternden Teil des Mischraumes.

Der anmeldungsgemäße Sprühkopf kann daher, wie im folgenden erläutert wird, auf verschiedene Arten eingesetzt werden.

Zunächst soll die Möglichkeit beschrieben werden, den Sprühkopf zu einem Versprühen von Trennmittel einzusetzen, wobei der Sprühvorgang auch durch die Sprühluft gesteuert wird. In der Ausgangslage sind zunächst die beiden Druckluft­ anschlüsse 17 und 18, die über ein nicht gezeigtes Steuerventil mit Druckluft beaufschlagt werden können, drucklos. Auch das am Anschluß 19 anstehende Trennmittel kann ebenfalls drucklos oder auch unter Druck anstehen. Seine Zufuhr ist durch den Kolben 6 gesperrt.

Bei der Funktion "Sprühen" wird der Anschluß 18 dann über das Steuerventil mit Druckluft beaufschlagt. Dabei strömt eine über die verdrehgesicherte Regulierschraube 15 dosierte Luftmenge als Zerstäubungsluft durch die Sprühluftbohrung 13 in die Ringkammer 9 und von dort in die Mischkammer 12 des Einstellringes 2. Gleich­ zeitig wird über die Steuerbohrung 25 die der Kammer 26 zuge­ wandte Ringfläche des Kolbenteiles 24 ungedrosselt mit Druck be­ aufschlagt, wodurch sich der Kolben 6 gegen die Kraft der Rück­ stellfeder 5 von seinem Ventilsitz im Bereich der Verschlußnadel 23 abhebt und den Durchfluß des Trennmittels von dem Kanal 20 aus an der Verschlußnadel 23 vorbei in den Mischraum 12 freigibt. Dort findet die vollständige Zerstäubung statt. Dabei ist un­ wesentlich, ob das Trennmittel drucklos oder mit Druck beaufschlagt an dem Ventilsitz des Kolbens 6 ansteht, da der Sprüh- und Blaskopf selbst ansaugend wegen der speziellen Ausgestaltung der Mischkammer 12 arbeitet. Die Menge des ausströmenden Trenn­ mittels wird unmittelbar vom Hub des Kolbens 6 bestimmt. Dieser ist, wie ausgeführt wurde, exakt und feinfühlig über den Drehknopf 4 zu bestimmen. Dabei wird die Dosierkolbenbewegung über den Ansatz 29 angezeigt. Der Drehknopf 4 dient im übrigen auch zur werkzeuglosen Demontage des Dosierkolbens 6 mit allen dynamischen Dichtungen. Der Drehknopf 4 läßt sich abschrauben, wonach der Kolben 6 einschließlich seiner Rückstellfeder aus dem Sprühkopf 1 herausgezogen werden kann.

Die leicht konisch nach vorne zulaufende Verschlußnadel 23 er­ möglicht nicht nur eine sehr feinfühlige Dosierung des Trennmit­ tels, sondern sie übernimmt auch eine Reinigungsfunktion, wo­ durch ein Zusetzen der Düse ausgeschlossen wird. Durch die ge­ trennte Dosiermöglichkeit von Trennmittel und Zerstäubungsluft jeweils über den Kolbenhub 6 bzw. über die Einstellung der Re­ gulierschraube 15, läßt sich der Sprühstrahl auf jeden Einzel­ fall individuell abstimmen. Er kann mit fettem oder magerem Ge­ misch mit großer Aufprallenergie oder nur mit kleiner Aufprall­ energie betrieben werden.

Die Anordnung des Einstellringes 2 ermöglicht außerdem das Ar­ beiten mit verschiedenen Sprühbildern aus ein und demselben Sprühkopf. Hierzu dient der Zuführkanal 33, der dann, wenn der Einstellring 2 die in der Fig. 6 dargestellte Lage einnimmt, Druckluft vom Anschluß 18 aus in die Nut 32 führt, von wo die Druckluft dann durch die Kanäle 34 und 35 diametral gegenüber­ liegen, auf den in Bildung befindlichen Sprühstrahl auftrifft und diesen zu einer breiten und flachen ellipsenähnlichen Form ver­ formt. Diese Lage der Nut 32 läßt sich durch Verdrehen des Ein­ stellringes einstellen, und zwar dadurch, daß die zugehörige Markierung 31 in eine bestimmte Lage gedreht wird. Aus den Fig. 4 und 5 ist zu entnehmen, daß in der dort eingestellten Lage ein runder Sprühstrahl entsteht. Die Markierung 30 befindet sich auf der in Fig. 4 gezeigten rechten Seite. Bei der Einstellung nach Fig. 6 dagegen, wird der Einstellring 2 um 180° verdreht, so daß dann die Markierung 31 die Lage der Markierung 30 gemäß Fig. 4 einnimmt. Über die Nut 32 erfolgt dann die Druckver­ sorgung der Zuführkanäle 34 und 35 , so daß sich der flache Strahl einstellt. Auch die Ringnut 32 wird - ebenso wie der Kolben 6 - über die Bohrung 25 über den Zuführkanal 33 mit unge­ drosselter Sprühluft versorgt. Die Absperrung dieser Sprühluft erfolgt über den Einstellring 2.

Bei Beendigung des Sprühvorganges wird der Anschluß 18 entlüftet. Dabei überwiegt die Federkraft der Rückstellfeder 5 und es schließt sich die Trennmittelzufuhr wegen der Rückstellung des Kolbens 6. Der Kolben 6 sperrt das Trennmittel danach tropffrei ab, wegen der vorgesehenen Doppelabdichtung, die sowohl metal­ lisch als auch durch einen O-Ring erfolgt.

Bei der Funktion "Blasen" wird der Anschluß 17 über ein ebenfalls nicht gezeigtes Steuerventil mit Druckluft beaufschlagt. Dabei strömt über die zugeordnete Regulierschraube 15 eine genau be­ stimmbare Luftmenge durch die Blasluftzuführung 14 zum Einstell­ ring. Die Intensität dieses Blasvorganges (harter oder weicher Blasstrahl) läßt sich sehr feinfühlig über einen weiten Bereich durch die Betätigung der dem Anschluß 17 zugeordneten Regulier­ schraube 15 erreichen. Eine gegenseitige Beeinflussung der An­ schlüsse 18 und 17 entfällt, weil die Ventile 16 jeweils als Rückschlagventile ausgebildet sind. Der Sprühkopf bläst in die­ ser Funktion ausschließlich Druckluft aus. Ein Versprühen von Trennmittel unterbleibt.

Es ist auch noch möglich, den Sprühkopf in einer besonderen Weise einzusetzen. Der Kolben 6 kann nämlich auch unabhängig von der Sprüh- und Blasluft durch separate Steuerluft betätigt werden. Zu diesem Zweck wird die dem Anschluß 18 zugeordnete Regulier­ schraube 15 geschlossen. Über den Kanal 13 kann daher keine Druck­ luft mehr fließen, wohl aber über die Verbindungsbohrungen 25 und 33. Die am Anschluß 18 angeschlossene Druckluft übernimmt daher eine reine Steuerfunktion für die Bewegung des Kolbens 6 und für die Sprühbildeinstellung. Die am Anschluß 17 anlie­ gende Druckluft dient als Sprühluft zum Verteilen des Trenn­ mittels oder, wenn der Kolben 6 nicht beaufschlagt wird, nur als Blasluft, deren Intensität über die dem Anschluß 17 zuge­ ordnete Regulierschraube 15 eingestellt werden kann.

Claims (5)

1. Sprühkopf, insbesondere zum Auftragen und Verteilen von Trennmittel auf Druck- und Spritzgußformen, bestehend aus einem mit Anschlüssen für das Trennmittel und für Druckluft versehenen Düsenkopf, der eine Austritts­ düse mit einer Verschlußnadel und ein die Austrittsdüse mindestens teilweise umgebendes Mundstück besitzt, das zur Beeinflussung der Form des Sprühstrahles mit diametral ge­ genüberliegenden und schräg zur Austrittsdüse gerichteten Zusatzkanälen für den Austritt von Druckluft versehen ist, die über einen verdrehbar mit einer Stirnseite dicht an eine Anlagefläche des Mundstückes gehaltenen Einstellring durch in dessen Stirnseite angeordnete, teilweise umlaufende offene Nuten und durch einen im Düsenkopf vorgesehenen Zu­ führkanal abhängig von der Stellung des Einstellringes in die Zusatzkanäle gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellring (2) die Austrittsdüse (23) des Düsenkopfes (1) umgibt und einen in Strahlrichtung hinter der Austrittsdüse liegenden Mischraum (12) mit einer sich konisch erweiternden Ringfläche bildet, daß sowohl die Stirnseite (2 a) des Ein­ stellringes (2) als auch die Anlagefläche (7) des Düsenkopfes (1) konisch ausgebildet sind und daß die Anlagefläche Teil eines Kragens (8) des Düsenkopfes (1) ist, in dem der Zu­ führkanal (33) hereingeführt ist.

2. Sprühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellring (2) frei am Düsenkopf (1) drehbar ist und durch eine, den Kragen (8) des Düsenkopfes übergreifenden Über­ wurfmutter (3) in seiner Stellung gesichert ist.

3. Sprühkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkanäle (34, 35) in die konisch sich erweiternde Ringfläche des Mischraumes (12) einmünden.

4. Sprühkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einstellring (2) und die ihm zugewandte Seite des Düsenkopfes (1) eine ringförmige Zuführkammer (9) bilden, deren innere Begrenzung von einem konischen Wandteil (10) des Düsenkopfes (1) gebildet ist, der in einen zylindri­ schen Ansatz (11) übergeht, welcher mit einem zylindrischen Wandteil des Einstellringes einen Ringschlitz bildet, durch den die Druckluft, die Austrittsdüse umgebend, in den Misch­ raum (12) gelangt.

5. Sprühkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellring (2) an seinen äußeren Stirnseiten mit Markierungen (30, 31) zum Erkennen der Lage der Nuten (32) versehen ist.