DE3422904A1

DE3422904A1 - Duese einer warmspruehpistole fuer kunststoff

Info

Publication number: DE3422904A1
Application number: DE19843422904
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Akanuma; Tadao Mitaka Tokio/Tokyo Isozaki; Hiroshi Tokio/Tokyo Yamaguchi
Original assignee: COTEC CO
Current assignee: COTEC CO
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1985-01-31
Also published as: FR2548926A1; JPS605464U; GB8413633D0; GB2144654A; JPS6331719Y2

Description

S 682 M (Dr.S/lz) * ;'. :.: : - .;·.;: 20. Juni 1384

Düse einer Warmsprühpistole für Kunststoff

Die Erfindung bezieht sich auf Düsen für Warmsprühpistolen für Kunststoffmaterialien. Mit dem Begriff Pistole sollen dabei auch alle anderen vergleichbaren Sprühwerkzeuge mit umfaßt sein. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit solchen Düsen für Warmsprühpistolen, die zur Ausbildung von Kunststoffbeschichtungen an der Oberfläche von großen Stahlstrukturen dienen, um Korrosion zu verhindern, eine elektrische Isolierung vorzusehen, die Abnutzungsbeständigkeit zu verbessern oder dekorativen Zwecken zu dienen.

Es waren schon verschiedene konventionelle Arten von Düsen dieser Art von Wärmesprühpistolen für Kunststoff erhältlich. Ein Beispiel einer solchen Düse ist in Fig. 4 gezeigt, in der die beispielhaft genannte bekannte Düse im Längsschnitt dargestellt ist.

In Fig. 4 erkennt man einen Düsenhalter 11, eine Buchse 12, die an der Öffnungsspitze des Düsenhalters 11 angebracht ist, eine Gasejektionsdüse 13, eine Ejektionsdüse 14 für Material, eine Versorgungsöffnung 14a für Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise teilchenförmige Kunststoffmaterialien und Teilchen in pastoser Lösung, eine Versorgungsöffnung 11a für eine Gasmischung zur Ausbildung einer Flamme und eine Versorgungsöffnung 11b für Luft. Indessen wird hierbei diese Düse an der Abgabeöffnung einer Warmsprühpistole (die in der Figur nicht dargestellt ist) durch Befestigung dessen Düsenhalters 11 mit Schrauben angebracht.

Bei Benutzung dieser Pistole wird ein Kunststoffmaterial, das nach vorn von der Körperseite der Warmsprühpistole durch die Versorgungsöffnung 14a ejiziert wird, durch einen Lufvorhang umgeben, der aus einem Schlitz 15 abgegeben wird, der zwischen dem Spitzenabschnitt der Ejektionsdüse 14 für das Material und dem Spitzenabschnitt der Gasejektionsdüse 13 abgegeben wird. Dabei ist die Außenseite des Luftvorhangs durch die Gasmischung umge-

ben, die aus einem Schlitz 16 kraftvoll ejiziert wird/ der zwischen dem Spitzenabschnitt der Gasejektionsdüse 13 und dem Spitzenabschnitt der Buchse 12 angeordnet ist. Die Gasmischung wird gezündet, und dann wird das Kunststoffmaterial, das durch den Gasvorhang durch eine Flamme aufgeschmolzen wird, auf die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks, wie beispielsweise einer Metallplatte, aufgesprüht. In diesem Falle dient der Luftvorhang dazu, um zu verhindern, daß das Kunststoffmaterial zu brennen anfängt, bevor es die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks erreicht.

Bei dieser Art einer Warmsprühpistole für Kunststoff wird normalerweise eine Mischung aus Sauerstoff und Propangas verwendet, so daß die Flammentemperatur sehr deutlich höher als notwendig wird (beispielsweise 2 800 ⁰C). Hieraus resultieren Nachteile, wie Zersetzung oder Verschlechterung oder Verbrennen des Kunststoffmaterials. Ferner bestehen weitere Nachteile, wie sehr hohe Kosten des Sauerstoffgases. Außerdem bestehen Betriebsprobleme bei der Besorgung, beim Transportieren und bei der Nachschubversorgung mit Sauerstoffbomben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile der genannten Art zu vermeiden.

Ziel der Erfindung ist es, eine Düse für Warmsprühpistolen für Kunststoff zu schaffen, die die Verwendung einer Mischung aus Luft und Propangas zuläßt. Dadurch sollen verschiedene Nachteile vermieden werden, die aus dem konventionellen Gebrauch von Sauerstoff herrühren. Außerdem sollen die Betriebsfunktion verbessert und Kosten reduziert werden. Schließlich soll sichergestellt werden, daß eine stabile Flamme mit optimalen Temperaturverhältnissen entsteht, wie sie zum Warmsprühen von Kunststoff geeignet sind.

Die Erfindung sieht eine Düse einer Warmsprühpistole vor, die folgende Merkmale aufweist: Eine Ejektionsdüse für Material, eine Gasejektionsdüse mit einem vorzugweise hutförmigen Düsenkopf mit mehreren oder vorzugsweise einer Vielzahl von Gasejektionslöchern und Pilot-, Lenk- oder Steuerlöchern zur Ejizierung der Gasmischung aus Luft und Propangas und mit Anbringung konzentrisch mit

der Ejektionsdüse für Material, wobei ein Luftdurchgangsspalt zwischen der Ejektionsdüse für Material und der Gasejektionsdüse belassen ist, eine Buchse, die konzentrisch an der Gasejektionsdüse angebracht ist, und eine Haube, die an dem Frontabschnitt der Buchse so angebracht ist, daß sie den Frontraum der Gasejektionsdüse umgibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Düse,

Fig. 2 einen ausschnittweisen Längsschnitt der Gasejektionsdüse und

Fig. 3 die Frontansicht des in Fig. 2 dargestellten ausschnittsweisen Längsabschnitts.

Gemäß der Erfindung ist eine Ejektionsdüse 1 für Material, eine Gasejektionsdüse 2, eine Buchse 3, eine Haube 4 und ein Düsenhalter 5 vorgesehen. Die Ejektionsdüse 1 für Material hat eine zylindrische Form und besitzt eine Versorgungsoffnung 1a für Kunststoff material, wie dies bezüglich der konventionellen Düse auch hinsichtlich des Materials mehr im einzelnen beschrieben ist_f sowie ein Montage gewinde 1b, um die Ejektionsdüse 1 für Mater Ia₁I wit dem Düsenhalter 5 zu verbinden. Das Montagegewinde 1b ist an dem in axialer Richtung rückwärtigen Ende der Düse 1 ausgebildet. Ferner sind auch mehrere VorSprünge 1c zur Anbringung in der richtigen Lage am Außenumfang der Ejektionsdüse 1 für Material an einem Ort ausgebildet, der sich fast am Zentrum, aber etwas näher zur Frontseite in Längsrichtung der Düse befindet. Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, Luft durch den Schlitz passieren zu lassen, der zwischen diesen VorSprüngen 1c vorgesehen ist.

Die Gasejektionsdüse 2 weist einen Lauf- oder Trommelabschnitt 2a von fast zylindrischer Form auf, in den die Materialdüse 1 so eingesetzt werden kann, wie es im einzelnen in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Ein Düsenkopf 2b von meist hutförmiger Gestalt ist rund um die Spitze des Trommelabschnitts 2a ausgebildet. Dabei ist ein lichter Raum 2c zwischen dem Düsenkopf 2b und der Spitze des Trommelabschnitts 2a gebildet. Viele GasejektionslÖcher 2d sind an der Spitzen- oder Frontfläche des Düsenkopfes 2b in

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Umfangsrichtung verteilt ausgebildet/ vorzugsweise mit gleichmässiger Verteilung. Ferner sind an der Seitenfläche des Düsenkopfes 2b mehrere, vorzugsweise viele, beispielsweise acht Pilot-, Lenkoder Steuerlöcher 2e ausgebildet, die mit einem angemessenen gegenseitigen Abstand längs des ganzen Umfangs ausgebildet sind und dabei vorzugsweise wiederum gleichmäßige Abstände untereinander besitzen. Diese Pilotlöclv.er 2e sind so hergestellt, daß sie in den lichten Raum 2c in einer Richtung senkrecht zur Achse des Trommelabschnitts 2a reichen. Ein bevorzugter Durchmesser dieser Pilotlöcher liegt bei etwa 0,7 mm.

Die Buchse 3 weist ein Durchgangsloch 3a auf. Dieses ist angepaßt an das rückwärtige Ende des Düsenkopfes 2b und umschreibt diesen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Ferner weist die Buchse 3 einen Hals oder Kragen 3b auf, um die Haube 4 am in axialer Sichtung frontseitigen Ende der Buchse 3 anzubringen, sowie einen Hals oder Kragen 3c, um den Düsenhalter 5 am rückwärtigen Ende anzubringen.

Weiterhin ist die zylindrische Haube 4 am Hals 3b der Düse 3 aufgeschraubt; mehrere, vorzugsweise eine Vielzahl von Durchgangslöchern 4a sind am Außenurafang dieser Haube 4 für Kühlzwecke vorgesehen.

Zusätzlich sind eine Versorgungsöffnung 5a für eine Gasmischung von Luft und Propangas und eine Versorgungsöffnung 5b für Luft im Düsenhalter ausgebildet, der an einer Abgabeöffnung M des Körpers der Warmsprühpistole mit Schrauben o.dgl. angebracht ist. Auch ist ein Durchgangsloch zur Versorgungsöffnung 1a der Ejektionsdüse 1 für Material im Halter ausgebildet. Ferner ist ein Gewinde am Innenumfang des Spitzenabschnitts des Düsenhalters 5 ausgebildet, der zum Anbringen bzw. Befestigen des Halses 3c der Buchse 3 dient.

Um die Teile fest miteinander zusammenzusetzen, wird die Ejektionsdüse 1 für Material auf den Düsenhalter 5 aufgeschraubt, die Gasejektionsdüse 2 konzentrisch rund um die Ejektionsdüse 1 für Material angeordnet, die Buchse 3 auf den Düsenhalter 5 aufgeschraubt, während der Düsenkopf 2b in das Durchgangsloch 3a der Buchse 3 eingesetzt wird, und dann die Haube 4 am Hals 3b der Buchse 3 an-

gebracht. Es ist erforderlich, einen schmalen Spalt für Luftströmung zwischen dem Spitzenabschnitt der Ejektionsdüse 1 für Material und dem Spitzenabschnitt der Gasejektionsdüse 2 zu belassen. Außerdem müssen die Pilot-, Lenk- oder Steuerlöcher 2e des Düsenkopfes 2b, in einem Bereich, wo dieser aus dem Durchgangsloch 3a der Buchse 3 hervorragt, sich in den Innenraum des Halses 3b öffnen.

Die Betriebsweise dieser Düse ist folgendermaßen: Wie im einzelnen aus Fig. 1 zu ersehen ist,.wird die Gasmischung, die aus Luft und Propangas mit einem angemessenen Verhältnis von Luft und Propangas besteht, ebenso wie Luft kraftvoll bzw. mit Druck durch Rohrleitungen aus dem Innern der Abgabeöffnung M des Körpers der Warmspritz- oder -sprühpistole zu den Versorgungsöffnungen 5a bzw. 5b zugeführt. Dann wird die Gasmischung F durch die Gasejektionslöcher 2d abgegeben, wobei ein Teil F" der Gasmischung leckstromartig nahe am Düsenkopf 2b von den Pilot-, Lenk- oder Steuerlöchern 2e des Düsenkopfes 2b herausgelassen wird. Die Gasmischung F, die von den Gasejektionslöchern 2d ejiziert wird, hat eine große Geschwindigkeit, während der Gasstromanteil F¹, der durch die Pilot-, Lenk- oder Steuerlöcher 2e herausgelassen wird, mit dem Hals oder Kragen 3b kollidiert und dadurch eine erhebliche Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromanteils F¹ erfährt. Dieser Stromanteil F¹ kollidiert dann mit dem Basisabschnitt der Strömung des Gasmischungsanteils F. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Gasmischung F so reduziert, daß nach Zünden des Gases eine stabile Flamme erzeugt wird, die nicht leicht wieder verlöschen kann.

Die Flamme, die infolge des Zündens der Gasmischung F erzeugt wird, gelangt zur Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks, wie einer Metallplatte, unter Einhaltung einer Temperatur, die zum Schmelzen des Kunststoffs genügt und dann auch noch die Oberfläche aufheizt.

Wenn dann ein Kunststoffmaterial P kraftvoll bzw. mit Druck durch die Versorgungsöffnung 1a zugeführt wird, wird das Kunststoffmaterial P nach vorn aus der Spitze der Ejektionsdüse 1 des Materials ejiziert. In diesem Falle wird das ejizierte Kunststoffmaterial P durch den Luftvorhang A umgeben und so von der Flamme separiert.

Dadurch wird verhindert, daß das Kunststoffmaterial P in seinen Eigenschaften verschlechtert oder gar verbrannt wird. Infolgedessen kollidiert das Kunststoffmaterial P in angemessen geschmolzenem Zustand mit hoher Geschwindigkeit mit der Oberfläche des Werkstücks und haftet an dieser Oberfläche. Auf diese Weise kann durch gleichmäßiges Aufsprühen oder Aufspritzen des Kunststoffs auf die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks eine Kunststoffbeschichtung über die ganze Oberfläche des Werkstücks ausgebildet werden. Ferner strömt Luft für sekundäre Verbrennung durch die Durchgangsöffnung 4a der Haube und kühlt zwangsweise die Haube 4 und die Buchse 3. So kann die Temperatur der Haube 4 und anderer Teile so reduziert werden, daß man die Sprühpistole selbst gegebenenfalls an den genannten Teilen während der Arbeit anfassen kann.

Die Düse einer Warmsprüh- oder -spritzpistole für Kunststoff gemäß der Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, weist insbesondere folgende Merkmale auf. Es ist eine Ejektionsdüse für Material vorgesehen, die eine Versorgungsöffnung zum Zuführen und Ejizieren eines Kunststoffmaterials aufweist, wobei das Material von der eingangs zum Stand der Technik erwähnten Art sein kann.

Eine Gasejektionsdüse weist einen Düsenkopf mit einer Mehr- oder vorzugsweise Vielzahl von Gasejektionslöchern auf, die zur Ejizierung einer Gasmischung aus Luft und Propangas dienen, wobei

der Düsenkopf konzentrisch zu der Ejektionsdüse für Material anist

gebracht/und dabei einen Luftdurchgangsspalt zwischen der Ejektionsdüse für Material und der Gasejektionsdüse beläßt. Eine Buchse ist konzentrisch mit der Gasejektionsdüse angebracht. Eine Haube ist am Frontabschnitt der Buchse so angebracht, daß sie den Frontraum der Gasejektionsdüse umgibt. Ein Anteil der Gasmischung wird dabei, insbesondere nach Art eines Leckstroms, aus mehreren und vorzugsweise einer Vielzahl von Pilot-, Lenk- oder Steuerlöchern herausgelassen, die in dem Düsenkopf ausgebildet sind, und zwar in einer solchen Weise, daß die Strömungsgeschwindigkeit dieses Anteils der Gasmischung reduziert wird, wobei dieser Anteil reduzierter Geschwindigkeit der Gasmischung dem Basisabschnitt der Strömung des Anteils der Gasmischung zugeführt wird, der aus den Gasejektionslöchern ejiziert wird. Demzufolge wird

unter Verwendung einer Gasmischung aus Luft und Propangas eine Flamme erzielt, die eine notwendige Temperatur erzeugt, die zum Schmelzen des Kunststoffmaterials ausreicht, so daß die Düse gemäß der Erfindung dazu dienen kann, zu verhindern, daß das Kunststoffmaterial durch eine Flamme exzessiv hoher Temperatur in seinen Eigenschaften verschlechtert oder gar verbrannt wird, wie dies in Bezug auf konventionelle Düsen eingangs dargelegt wurde.

Da ferner Luft anstelle von Sauerstoffgas des bekannten Verfahrens Anwendung findet, können die Kosten reduziert, mühsame Arbeiten zur Besorgung und Ersetzung von Sauerstoffbomben vermieden und die Warmsprüh- oder -spritzarbeit selbst in beliebig abgelegenen Gegenden durchgeführt werden, wo Sauerstoffgas nicht erhältlich ist.

Ferner kann man mit der Düse gemäß der Erfindung eine stabile Flamme erhalten, die nicht leicht ausgelöscht werden kann, da ein Anteil der Gasmischung, der leckstromartig aus den Pilot-, Lenk- oder Steuerlöchern herausgeführt wird, die Strömungsgeschwindigkeit des Hauptstroms der Gasmischung aus den Gasejektionslöchern reduziert.

Leerseite -

Claims

Ansprüche

Pl Λ Düse einer Warmsprühpistole für Kunststoff mit einer Ejektionsdüse (1) für das Material, die eine Versorgungsöffnung (1a) zur Zuführung und Ejizierung eines Kunststoffmaterials aufweist, mit einer Ejektionsdüse (2) für Gas, die einen Düsenkopf (2b) mit einer Mehrzahl Gasejektionslöchern(2d)zum Ejizieren einer Gasmischung von Luft und Propangas aufweist und an der Ejektionsdüse für Material konzentrisch unter Belassung eines Luftdurchgangsspalts (5b) zwischen der Ejektionsdüse (1)für das Material und der Gasejektionsdüse ß) angebracht ist, mit einer Buchse (3)·/ die konzentrisch an der Gasejektionsdüse C) angebracht ist, und mit einer Haube (4), die an dem Frontabschnitt der Buchse (3)so angebracht ist, daß sie den Frontraum der Gasejektionsdüse Q) umgibt, wobei ein Teil der Gasmischung von mehreren, im Düsenkopf (2b)ausgebildeten Pilot-,

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Lenk- oder Steuer löchern (2e) zur Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit des Anteils der Gasmischung, gegebenenfalls in der Art eines Leckstroms, herausgelassen wird und dieser Teil der mit reduzierter Geschwindigkeit versehenen Gasmischung dem Basisabschnitt der Strömung der Gasmischung zugeführt wird, die aus den Ejektionslöchern (2d)ejizlert wird.
2. Düse einer Warmsprühpistole für Kunststoff mit einer zylindrischen Ejektionsdüse (l)für Material, mit einer Gasejektionsdüse (2), mit einer 3uchse 0), die konzentrisch und außerhalb vom gemeinsam genommenen Zentrum der Ejektionsdüse(1) für das Material und der Gasejektionsdüse(2) angeordnet ist, mit einem Luftejektionsspalt (2c), der zwischen der Ejektionsdüse (1) für das Material und der Gasejektionsdüse(2) angeordnet ist, mit einem Durchgang (5a) für die Gasmischung aus Luft und Propangas, die zwischen der Gasejektionsdüse (2) und der Buchse (3) angeordnet ist, mit einem hutförmigen Düsenkopf (2b), der konzentrisch an der Spitze und dem Außenumfang der Gasejektionsdüse(2) an der Spitze des Durchgangs(5a)für die Gasmischung angebracht ist, mit Gasejektionslöchern(2d.) / die durch die Prontflache des Düsenkopfes(2b)ausgebildet sind, mit Pilot-, Lenk- oder Steuerlöchern (2e), die durch die Umfangsf lache des Düsenkopf es (2b) ausgebildet sind, und mit einem lichten Raum (2c) / der innerhalb des Düsenkopfes (2b)vorgesehen ist.
3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Buchse (3) an einer zylindrischen Haube (4) angebracht ist, die eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (4a) zum Außenumfang der Haube (4) aufweist.
4. Düse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase jektionslöcher (2d) und die Pilot-, Lenk- oder Steuer löcher (2e) jeweils so ausgebildet sind, daß sie mit dem lichten Raum (2c) verbunden sind, der innerhalb des Düsenkopfes (2b) vorgesehen ist.
5. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe der Pilot-, Lenk- oder Steuerlöcher(2e) mit einem Raum verbunden sind, der innerhalb eines Halses(3b)vorgesehen ist, der seinerseits an der Spitze der Buchse (3) ausgebildet ist.