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Sprühkopf, insbesondere zum Auftragen und Verteilen von Trenn-
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mittel auf Druck- und Spritzgußformen Die Erfindung betrifft einen
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 Austrittsdüse mit einer Verschlußnadel
und ein die Austrittsdüse umgebendes und sich in Strahlrichtung zu einem Mischraum
erweiterndes Düsenmundstück besitzt.
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Es sind Sprühköpfe dieser Art bekannt, die dazu eingesetzt werden,
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. Die erzeugten Sprühstrahlen sind im wesentlichen rotationssymmetrisch. Sollen
daher Formen besprüht werden, so ist es von Fall zu Fall notwendig, die Lage der
Sprühköpfe zu verändern, oder mitunter auch mehrere Sprühköpfe einzusetzen. Diese
Arbeitsvorqänge sind aufwendig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sprühkopf der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Form des Sprühstrahles verändert
werden kann. - Die -Erfindung besteht darin, daß das Düsenmundstück aus einem verdrehbar
am Düsenkopf gehaltenen Einstellring besteht, der dicht-mit einer seiner Stirnseiten
an einer Anlagefläche des Düsenkopfes anliegt und an dieser Stirnseite mit einer
teilweise umlaufenden offenen Nut versehen ist, die über mindestens einen Kanal
mit dem Mischraum verbunden ist und daß ein bis zur Anlagefläche reichender Zuführkanal
für Druckluft vorgesehen ist, dessen Austrittsöffnung je nach der Stellung des Einstellringes
in die Nut mündet oder von dem nicht mit der Nut versehenen Umfangsabschnitt der
Stirnseite des Einstellringes abgedichtet ist. Durch diese Ausgestaltung kann mit
ein und demselben Sprühkopf in bekannter Weise ein runder Sprühstrahl eingestellt
werden, der aber, bei Bedarf, durch Beaufschlagung des.zusätzlich in den -Mischraum
mündenden Kanales in seiner Form verän -dert, beispielsweise abgeflacht und damit
verbreitert werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Anlagefläche ein Teil eines Kragens des
Düsenkopfes ist und wenn in diesen Kragen der Zuführkanal für Druckluft hereingeführt
ist. Um die Lage des Einstellringes am Düsenkopf zu sichern ist es zweckmäßig und
vorteilhaft, wenn der Einstellring-durch eine Uberwurfmutter in seiner Stellung
gesichert ist. Dabei können die Stirnseite des Einstellringes und die Anlagefläche
am Düsenkopf jeweils konisch ausgebildet sein, so daß sich eine sichere radiale
Führung des Einstellringes am Düsenkopf ergibt und gleichzeitig auch eine etwas
größere Anlagefläche gebildet werden kann.
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Werden zwei diametral gegenüberliegende Kanäle von der Nut zum Mischraum
geführt, dann wird es möglich, das Sprühbild des-Sprühstrahles in eine breite, ovale
Form zu bringen. Diese Kanäle können dabei vorteilhaft in eine Ringfläche der Wandung
des Mischraumes einmünden, die von der Austrittsdüse aus sich nach außen erweitert.
Die aus den Kan-älen zur Beeinflussung des Sprühstrahles austretenden Luftstrahlen
werden auf diese Weise in der Strömungsrichtung
des Strahles,aber
geneigt zum Hauptstrahl abgegeben.
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Um in einfacher Weise erkennen zu können, welche Strahlform eingestellt
ist, ist es vorteilhaft, wenn der Einstellring an der äußeren Stirnseite mit Markierungen
zum Erkennen der Lage der Nut versehen ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Verschlußnadel
der Austrittsdüse Teil eines druckluftbetätigten Kolbens ist, der die Trennmittelzufuhr
absperrt oder freigibt.
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Dieser Kolben kann vorteilhaft an dem vom Einstellring abgewandten
Ende einen aus dem Düsenkopf herausragenden Ansatz besitzen, so daß sehr leicht
auch von außen erkennbar ist, ob der Kolben betätigt wird oder nicht. Es läßt sich
auf diese Weise eine zuverlässige Funktionskontrolle des Sprühkopfes durchführen.
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Der Kolben selbst kann federbelastet sein, wobei die Feder von einer
Verstellmutter in der Form eines Drehknopfes gehalten sein kann, der gleichzeitig
auch als Anschlag für die Kolbenbewegung dienen kann. Dieser Drehknopf wird mit
einer zentralen Durchtrittsöffnung für den Ansatz des Kolbens versehen, dessen Bewegung
damit von außen erkennbar ist.
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Eine einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn ein Anschluß für Durckluft
vorgesehen ist, der über eine Regulier- und Absperrdrossel mit einem Ringraum im
Einstellring und mit dem Zuführkanal zu der Nut des Einstellringes verbunden ist,
aber direkt an dem Steuerraum des Kolbens angeschlossen ist. Wird bei einer solchen
Ausführungsform ein weiterer Anschluß mit einer Regulierdrossel mit dem Ringraum
des Düsenmundstückes verbunden, dann ergibt sich der Vorteil, daß die erste Regulier-
und Absperrdrossel zum vollständigen Absperren der ersten Druckluftzufuhr vorgesehen
sein kann, so daß der erste Druckluftanschluß ausschließlich für die Kolbensteuerung
zur Verfügung steht, während der zweite Druckluftanschluß als Blas- und/oder Sprühluftanschluß
dient. Es gassen sich auf diese Weise gegenüber bekannten Sprühköpfen noch andere
individuelle Anpassungsmöglichkeiten erreichen.
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Beispielsweise kann der Sprühkopf ausschließlich zum Blasen von
Druckluft
eingesetzt werden und ist nicht ausschließlich zum Aufsprühen von Trennmitteln ausgelegt.
Bei einer solchen Ausführungsform müssen Rückschlagventile an beiden Anschlüssen
vorgesehen sein, damit eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Druckluftanschlüsse
verhindert wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles
dargestellt, die im folgenden erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht
eines neuen 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
111-111, 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 Sprühstrahl
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.
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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 Uberwurfmutter 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.
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Der Einstellring 2 ist an einer seiner Stirnseite mit einer konischen
Ringfläche 2a versehen und legt sich mit dieser Ringfläche dicht an eine Anlagefläche
7 eines Kragens 8 des Düsenkopfes 1 an.
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Mit einem kurzen Stutzen 2b 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 2c eine ringförmige Zuführkammer
9 ein, deren innere Begrenzung von einem konischen Wandteil 10 des Düsenkopfes gebildet
ist. Anschließend an den konischen Wandteil 10 weist der Düsenkopf 1 einen zylindrischen
Ansatz 11 auf, der mit einem ebenfalls zylindrischen Wandteil des Einstellringes
einen Ringschlitz bildet, durch den Druckluft in den Mischraum 12 innerhalb des
Einstellringes 2 gelangen kann. Der Mischraum 12 besteht dabei aus einem.
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im wesentlichen zylindrischen Teil, der nach außen in einen konisch
sich erweiternden Mischraumteil übergeht.
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In die Kammer 9 vor dem Einstellring 2 münden beim Ausführungsbeispiel
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.
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Beide Ventile 16 weisen federbelastete Kugeln aus Rückschlagventile
auf, so daß sich die beiden Druckluftanschlüsse 17 und 18 über die Kammer 9 nicht
gegenseitig beeinflussen können.
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Am Düsenkopf 1 ist ein weiterer Anschluß 19 für das zu versprühende
Trennmittel vorgesehen, der über eine Bohrung 20 mit einem Raum in UGrbindung 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, besitzt
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
Trennmittel vom Anschluß 19 her in die Mischkammer 12 gelangen kann.
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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 Druckluftimpuls erzeugt, was über nicht geze#igte,
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 Drehknopf 4 ist in der Art einer Überwurfmutter außen auf ein entsprechendes
Gewinde des Düsenkopfes 1 aufgeschraubt. Er dient zur Hubeinstellung für den Kolben
6 und damit auch zur Einstellung der zu versprühenden Trennmitteimenge. Der Kolben
6 ist außerdem im Bereich seines Kolbenteiles 24 mit einem eingeschraubten Ansatz
29 versehen, der im Ausführungsbeispiel eine abgesetzte Schraube ist. Dieser Ansatz
29 wird durch eine öffnung innerhalb des Kragens 28 hindurchgeführt, und ragt somit
in eine Ausnehmung 4a des Drehknopfes 4 herein. Durch diese Maßnahme kann die Kolbenbewe-gung
von außen verfolgt werden. Es ergibt sich somit eine einfache Funktionsüberprüfung
für den im Sprühkopf liegenden Kolben.
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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 2a mit einer über 3/4
des Umfanges umlaufenden 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 2a offen. Sie läßt
sich daher über die Mündung 33a eines Zuführkanales 33 drehen, der ebenso wie der
Kanal 13 über das Drossel-und Regulierventil 16 mit dem Druckluftanschluß 18 in
Verbindung steht. Von der Nut 7 aus führen beim Ausführungs#beispiel zwei diametral
gegenüberliegende Kan-äle 34 und 35 mit schrägen Mündungen in den Mischraum 12,und
zwar in den sich konisch nach außen erweiternden Teil des Mischraumes.
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Der neue Sprühkopf kann daher, wie im folgenden erläutert wird, auf
verschiedene Arten eingesetzt werden.
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Zunächst soll die Möglichkeit beschrieben werden, den neuen Sprühkopf
zu einem Versprühen von Trennmittel einzusetzen, wobei der Sprühvorgang auch durch
die Sprühluft gesteuert wird. In der Ausgangslage sind zunächst die beiden Druckluftanschlüsse
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.
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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. Gleichzeitig
wird über die Steuerbohrung 25, die der Kammer 26 zugewandte Ringfläche des Kolbenteiles
24 ungedrosselt mit Druck beauf schlagt, wodurch sich der Kolben 6 gegen die Kraft
der Rückstellfeder 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.
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Dort findet die vollständige Zerstäubung statt. Dabei ist unwesentlich,
ob das Trennmittel drucklos oder mit Druck beaufschlagt
an dem
Ventilsitz des Kolbens 6 ansteht, da der Sprüh- und Blaskopf selbst ansaugen wegen
der speziellen Ausgestaltung der Mischkammer 12 arbeitet. Die Menge des ausströmenden
Trennmittels wird unitittelbar vom Hub des Kolbens 6 bestimmt. Dieser ist, wie ausgeführt
wurde, exakt und feinfühlig über den Einstellknopf 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 Dosierknopf 4 läßt sich abschrauben, wonach der Kolben 6 einschließlich seiner
Rückstellfeder aus dem Sprühkopf 1 herausgezogen werden kann.
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Die leicht konisch nach vorne zulaufende Verschlußnadel 23 ermöglicht
nicht nur eine sehr einfühlige Dosierung des Trennmittels, sondern sie übernimmt
auch eine Reinigungsfunktion, wodurch ein Zusetzen der Düse ausgeschlossen wird.
Durch die getrennte Dosiermöglichkeit von Trennmittel und Zerstäubungsluft jeweils
über den Kolbenhub 6 bzw. über die Einstellung der Regulierschraube 15, läßt sich
der Sprühstrahl auf jeden Einzelfall individuell abstimmen. Er kann mit fettem oder
magerem Gemisch mit großer Aufprallenergie oder nur mit kleiner Aufprallenergie
betrieben werden.
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Die Anordnung des Einstellringes 2 ermöglicht außerdem das Arbeiten
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 Kan-äle 34 und 35 diametral gegenüberliegen, auf den in Bildung befindlichen
Sprühstrahl auftrifft und diesen zu einer breiten und flachen ellipsenähnlichen
Form verformt. Diese Lage der Nut 32 läßt sich durch Verdrehen des Einstellringes
einstellen, und zwar dadurch, daß die zugehörige Markierung 31 in eine bestimmte
Lage gedreht wird. Aus den Fig.
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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 1800 verdreht, so daß dann die Markierung 31 die Lage der Markierung
30 gemäß Fig. 4 einnimmt. Uber die Nut 32 erfolgt dann die Druckversorgung 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 ungedrosselter
Sprühluft versorgt. Die Absperrung dieser Sprühluft erfolgt über den Einstellring
2.
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Bei Beendigung des SprühvoTganges wird der Anschluß 18 entlüftet.
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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 nach tropffrei ab, wegen der vorgesehenen Doppelabdichtung, die
sowohl metallisch als auch durch einen 0-Ring erfolgt.
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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 Einstellring. Die Intensität dieses Blasvorganges (harter oder weicher Blasstrahl)
läßt sich sehr feinfühlig über einen weiten Bereich durch die Betätigung der dem
Anschluß 17 zugeordneten Regulierschraube 15 erreichen. Eine gegenseitige Beeinflussung
der Anschlüsse 18 und 17 entfällt, weil die Ventile 16 jeweils als Rückschlagventile
ausgebildet sind. Der Sprühkopf bläst in dieser Funktion ausschließlich Druckluft
aus. Ein Versprühen von Trennmittel unterbleibt.
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Es ist auch noch möglich, den neuen Sprühkopf in einer besonderen
Weise einzusetzen. Der Kolben 6 kann nämlich auch unabhängig von der Sprüh- und
Blasluft durch separate Steuerluft betätigt werden.
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Zu diesem Zweck wird die dem Anschluß 18 zugeordnete Regulierschraube
15 geschlossen. Über den Kanal 13 kann daher keine Druckluft
mehr
fließen, wohl aber über die Verbindungsbohrungen 25 und 33. Die am Anschluß 18 angeschlossene$ruckluft
übernimmt daher eine reine Steuerfunktion für die Bewegung des Kolbens 6 und für
die Sprühbildeinstellung.Die am Anschluß 17#anliegende Druckluft dient als Sprühluft
zum Verteilen des Trennmittels oder, wenn der Kolben 6 nicht beaufschlagt wird,
nur als Blasluft, deren Intensität über die dem Anschluß 17 zugeordnete Regulierschraube
15 eingestellt werden kann.
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