DE4334082C2 - Ventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft desweiteren eine Mehrfarben-Beschichtungsvorrichtung, in der ein solches Ventil Anwendung findet und dazu dient, um zu verhindern, daß nach dem Spritzen von Farbe durch eine Farbendüse die Farbe von der Farbendüse tropft.

Um eine Mehrfarben-Beschichtungsvorrichtung zu entwickeln, die mit einer Mehrzahl von Farbdüsen entsprechend der verwendeten Farben versehen ist, muß verhindert werden, daß Farbe von einer Farbdüse tropft, um so zu verhindern, daß sich die Farben vermischen, wenn der Spritzvorgang durch eine Farbdüse beendet ist und das Spritzen von Farben durch eine andere Farbdüse gestartet wird, um den Farbton zu ändern. Wenn ein herkömmliches Ein/Aus-Ventil bei einer solchen Mehrfarben- Beschichtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Farbdüsen verwendet wird, kann nach einem Schließen des Ventils nicht vollständig verhindert werden, daß Farbe von der Farbdüse tropft, da der gesamte Farbenkanal von dem Ventil bis hin zu der Spitze der Farbendüse gefüllt ist und die in der Nähe der Farbedüsenspitze befindliche Farbe aufgrund der Schwerkraft leicht von der Farbdüse tropft.

In der Druckschrift DE 32 12 089 A1 ist ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben, mit dem es möglich ist, eine in einem Vorraum des Ventilkörpers befindliche Restflüssigkeit abzusaugen und anschließend diesen Vorraum von einem Zuleitungsraum durch eine Schließvorrichtung zu trennen. Zu diesem Zweck ist eine Ventilnadel so konstruiert, daß bei ihrer Bewegung in die Schließstellung infolge der Konfiguration der Ventilnadel eine Vergrößerung des Zuleitungsraumes (8) eintritt. Dies erfolgt dadurch, daß der einen größeren Durchmesser aufweisende Endteil der Ventilnadel in eine hinter dem Zuleitungsraum (8) befindliche Stopfbuchse (15) zurückgezogen wird. Weil ein Mittelteil der Ventilnadel, der in den Zuleitungsraum hineinwandert, einen im Vergleich zum Endteil geringeren Durchmesser aufweist, kommt es zu einer Vergrößerung des durch die Teile der Ventilnadel nicht ausgefüllten Volumens innerhalb des Zuleitungsraumes. So entsteht ein Unterdruck, der im Vorraum und in der Austrittsbohrung der Düse wirksam wird und die dort vorhandene Flüssigkeit zurücksaugt. Daraufhin findet ein Schließvorgang statt, bei dem die Austrittsöffnung des Dichtungsringes durch den Vorderteil der Ventilnadel geschlossen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil zur Verfügung zu stellen, das eine einfache Konstruktion aufweist und dennoch in der Lage ist, ein Tropfen von der vorderen Austrittsöffnung sowie ein Vermischen der im Vorraum und Zuleitungsraum befindlichen Flüssigkeiten untereinander zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ventils sind in den Ansprüchen 2 bis 6 definiert. Anspruch 7 bezieht sich auf eine Mehrfarben- Beschichtungseinrichtung, in der das erfindungsgemäße Ventil Anwendung findet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ein/Aus-Ventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Mehrfarben- Beschichtungsvorrichtung, bei der das in Fig. 1 gezeigte Ventil verwendet werden kann;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Endes einer Düsenanordnung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Düsenanordnung entlang der Linie 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Ein/Aus-Ventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, gehören zu einem Ein/Aus-Ventil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung allgemein ein Ventilkörper 51, ein Ventilelement 58 und ein Ventilelement- Antriebsmittel zum Bewegen des Ventilelements 58.

In dem Ventilkörper 51 oder dem Ventilgehäuse ist ein Fluidkanal ausgebildet. Der Fluidkanal besitzt einen Einlaß 52, einen Auslaß 53 und einen den Einlaß 52 mit dem Auslaß 53 verbindenden Zwischenbereich 54. Der Zwischenbereich 54 des Fluidkanals hat einen Ventilsitz 55 mit einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser, einen ersten Bereich 56, der sich von dem Ventilsitz 55 an einer stromabwärtigen Seite des Ventilsitzes 55 erstreckt und einen Durchmesser aufweist, der gleich groß wie oder größer als der Außendurchmesser des Ventilsitzes 55 ist, und einen zweiten Bereich 57, der sich von dem ersten Bereich 56 an einer stromabwärtigen Seite des Bereiches 56 kleinen Durchmessers erstreckt und einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser des ersten Bereiches 56 ist.

Das Ventilelement 58 ist in dem in dem Ventilkörper 51 angeordneten Fluidkanal vorgesehen und zwischen einer Stellung anliegend an dem Ventilsitz 55 und einer Stellung innerhalb des zweiten Bereiches 57 auf den Ventilsitz 55 zu und von diesem weg bewegbar. Das Ventilelement 58 hat einen Durchmesser, der größer als der Innendurchmesser des Ventilsitzes 55 und etwas kleiner als der Durchmesser des ersten Bereiches 56 des Zwischenbereiches 54 des Fluidkanals ist.

Das Ventilelement-Antriebsmittel ist vorgesehen, um das Ventilelement 58 zwischen der Stellung in Anlage an dem Ventilsitz 55 und der Stellung innerhalb des zweiten Bereiches 57 zu bewegen. Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Ventilelement-Antriebsmittel einen Kolben/Zylinder- Mechanismus. Insbesondere besitzt das Ventilelement- Antriebsmittel einen Zylinder 60, der mit dem Ventilkörper 51 gekuppelt ist oder integral mit dem Ventilkörper 51 ausgebildet ist, einen Kolben 61, der verschiebbar innerhalb des Zylinders 60 angeordnet ist, eine Kolbenstange 62, die den Kolben 61 und das Ventilelement 58 verbindet, eine Feder 63, die in dem Zylinder 60 zwischen einer inneren. Endfläche des Zylinders 60 und dem Kolben 61 angeordnet ist und das Ventilelement 58 über den Kolben 61 in Richtung des Ventilsitzes 55 vorspannt, und eine Einführöffnung 64 für eine Steuerluft, die in einem Bereich des Zylinders 60 an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 61 hinsichtlich der Feder 63 ausgebildet ist. Ein Dichtungselement 65 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß das Fluid durch den sehr kleinen Spalt zwischen der Kolbenstange 62 und dem Ventilkörper 51 hindurchtritt, d. h. leckt.

Der Durchmesser des ersten Bereiches 56 ist vorzugsweise 0,01 bis 1 mm größer als der Durchmesser des Ventilelements 58. Der Grund für den unteren Grenzwert von 0,01 mm besteht darin, daß die Verschiebbarkeit des Ventilelements gegenüber dem ersten Bereich 56 beeinträchtigt wird, wenn der Spalt zwischen dem ersten Bereich 56 und dem Ventilelement 58 kleiner als 0,01 mm ist. Der Grund für die obere Grenze von 1 mm ist, daß Farbe beim Schließen des Ventils nicht weich zurückgezogen werden kann, wenn der Spalt zwischen dem ersten Bereich 56 und dem Ventilelement 58 größer als 1 mm ist.

Vorzugsweise ist der Durchmesser des zweiten Bereichs 57 mindestens 1 mm größer als der Durchmesser des ersten Bereichs 56, so daß Fluid durch den Spalt zwischen dem Ventilelement 58 und dem zweiten Bereich 57 ohne einen großen Strömungswiderstand strömen kann. Der erste Bereich 56 und der zweite Bereich 57 sind miteinander über eine zwischen ihnen ausgebildete Stufe 59 verbunden.

Der Ventilsitz 55, der erste Bereich 56 und der zweite Bereich 57 haben eine gemeinsame Achse. Sowohl der Ventilsitz 55 als auch eine Fläche 58a des Ventilelements 58, die dem Ventilsitz 55 gegenüberliegt, stehen senkrecht zu der gemeinsamen Achse. Wenn das Ventilelement 58 auf den Ventilsitz 55 zu bewegt wird und die Fläche 58a des Ventilelements 58 den Ventilsitz 55 berührt, wird ein Strömen des Fluids unterbrochen, d. h. das Ein/Aus-Ventil wird geschlossen. Wenn das Ventilelement 58 von dem Ventilsitz 55 wegbewegt wird und sich die Fläche 58a des Ventilelements 58 von dem Ventilsitz 55 anhebt, wird das Ein/Aus-Ventil geöffnet.

Das Ventilelement-Antriebsmittel der Fig. 1 kann durch eine andere Anordnung wie beispielsweise einen Diaphragma- Mechanismus ersetzt werden, wie er beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 5 sind die Teile, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit denselben Bezugsziffern versehen. Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Ventilelement-Antriebsmittel ein Diaphragma-Gehäuse 60A, das mit dem Ventilkörper 51 gekuppelt ist, ein Diaphragma 61A, das innerhalb des Diaphragma-Gehäuses 60A gehalten ist, eine Stange 62A, die das Diaphragma 61A und das Ventilelement 58 verbindet, eine Feder 63A, die innerhalb des Diaphragma- Gehäuses 60A zwischen einer Innenfläche des Diaphragma-Gehäuses 60A und dem Diaphragma 61A angeordnet ist und das Ventilelement 58 über das Diaphragma 51A in Richtung des Ventilsitzes 55 vorspannt, und eine Einführöffnung 64A für eine Steuerluft, die in einem Bereich des Diaphragma-Gehäuses 60A ausgebildet ist, und hinsichtlich der Feder 63A an der gegenüberliegenden Seite des Diaphragmas 61A vorgesehen ist.

Die An/Aus-Ventile der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können als Farbventile für eine elektrostatische Mehrfarben- Rotationszerstäubungs-Beschichtungsvorrichtung, wie sie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt sind, verwendet werden. Insbesondere besitzt die elektrostatische Rotationszerstäubungs- Beschichtungsvorrichtung 1 der Erfindung einen Körper 8, eine Hohlwelle 2, ein Radiallager 4, ein Axiallager 5, einen Zerstäubungskopf 3, einen Luftmotor 30, 31, eine Düsenanordnung 9′ eine elektrostatische Hochspannungs-Erzeugungsvorrichtung 7 und eine Lufteinspritzvorrichtung 6, die Farbe versprüht und den Farbstrahl formt.

Der Körper 8 ist ein statisches Element und aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise einem synthetischen Kunstharz, hergestellt. Der Körper 8 ist allgemein zylindrisch und besitzt eine sich axial erstreckende zylindrische Vertiefung. Die Hohlwelle 2 ist in der zylindrischen Vertiefung des Körpers 8 gehalten und ist koaxial zu dem Körper 8 durch diesen über ein Radiallager 4 und ein Axiallager 5, die Luftlager sind, drehbar gehalten. Die Hohlwelle 2 hat einen zylindrischen Bereich 2a und einen Flanschbereich 2b in Richtung des hinteren Endes des zylindrischen Bereiches. Die Hohlwelle 2 wird an dem zylindrischen Bereich 2a durch das Radiallager 4 und an dem Flanschbereich 2b durch das Axiallager 5 gehalten. Die Hohlwelle 2 wird durch einen Luftmotor drehbar angetrieben, zu dem eine Mehrzahl von Turbinenflügel 30, die an einer Außenfläche des Flanschbereiches 2b der Hohlwelle 2 befestigt sind, und Lufteinspritzdüsen 31 zum Einspritzen von Luft gegen die Turbinenflügel 30, wodurch die Hohlwelle 2 um eine Achse der Vorrichtung gedreht wird, gehören. Der Zerstäubungskopf 3 ist mit der Hohlwelle 2 gekuppelt, so daß er zusammen mit der Hohlwelle 2 dreht. Der Zerstäubungskopf 3 und die Hohlwelle 2 liegen koaxial zueinander. Der Zerstäubungskopf 3 und die Hohlwelle 2 bestehen aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise einem nicht rostendem Stahl. Der Zerstäubungskopf 3 und die Hohlwelle 2 stehen über eine Schraubenverbindung miteinander an geneigten Endbereichen des Zerstäubungskopfes 3 in Eingriff. Der Zerstäubungskopf 3 besitzt einen Trichter 38 und eine Nabe 22 quer zu einer Achse des Zerstäubungskopfes. Der Zerstäubungskopf 3 hat in dem Mittelbereich 3 des Trichters 38 eine Mittelbohrung, und die Hohlwelle 2 besitzt eine sich axial erstreckende Mittelbohrung.

Die Düsenanordnung 9 ist an dem Körper 8 und/oder dem Axiallager 5 befestigt und statisch. Die Düsenanordnung 9 ist koaxial zu der Hohlwelle 2 angeordnet und erstreckt sich durch die Bohrung der Hohlwelle 2 und die Bohrung des Zerstäubungskopfes 3, so daß ein Ende der Düsenanordnung 9 der Nabe 22 des Zerstäubungskopfes 3 gegenüberliegt. Die Düsenanordnung 9 führt dem Zerstäubungskopf 3 wahlweise eine Farbe und eine Waschlösung, d. h. einen Verdünner, zu. Die Düsenanordnung 9 besitzt eine Mehrzahl von Farbzuführdüsen 14, 15, 16, die nachfolgend Farbdüsen genannt werden und parallel zueinander angeordnet sind, um Farben verschiedener Farbtöne zuzuführen, und eine Waschlösung-Zuführdüse 17, die nachfolgend Lösungsmitteldüse genannt wird, um ein Lösungsmittel oder ein Verdünnungsmittel zum Waschen des Zerstäubungskopfes 3 und der Außenflächen der Enden der Farbdüsen 14, 15, 16 zuzuführen. Die Farbdüsen 14, 15, 16 und die Lösungsmitteldüse 17 bestehen aus Metall wie beispielsweise einem nicht rostenden Stahl. Die Farbdüsen 14, 15, 16 sind voneinander getrennt und unabhängig voneinander als entsprechende Farbwege ausgebildet. Die Farbdüsen 14, 15, 16 stehen mit den Farbquellen 33, 34, 35 von Farben unterschiedlicher Farbtöne, die ebenfalls voneinander getrennt sind, in Verbindung.

Zwischen zwei und zehn Farbdüsen können idealerweise vorgesehen sein. Fig. 4 stellt eine Vorrichtung dar, bei der drei Farbdüsen an einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind. Die Durchmesser der Farbdüsen können wie in Fig. 4 gezeigt gleich sein oder sich entsprechend der Viskositäten (gewöhnlicherweise 30 bis 300 centi-poise) der Farben, die durch die entsprechenden Farbdüsen treten, unterscheiden.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, hat die Lösungsmitteldüse 17 eine Endplatte 37 an ihrem stromabwärtigen Ende. Die Endplatte 37 hat Öffnungen, die in ihrer Zahl der Anzahl der Farbdüsen entsprechen. Jede Farbdüse 14, 15, 16 erstreckt sich durch eine entsprechende in der Endplatte 37 ausgebildete Öffnung, wobei zwischen der Öffnung und der Außenfläche der Farbdüse ein Abstand gehalten wird. Der Spalt erlaubt es dem Lösungsmittel bzw. dem Verdünnungsmittel, durch ihn durchzufließen, wenn die Farbe gewechselt wird. Eine nicht gezeigte Positionierplatte ist in der Lösungsmitteldüse 17 in Anlage an der Endplatte 37 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Farbdüsen vibrieren, und besitzt eine Mehrzahl von Öffnungen, durch die das Lösungsmittel durchströmen kann.

Die Farbdüsen 14, 15, 16 besitzen stromabwärtige Enden, die von einem stromabwärtigen Ende der Lösungsmitteldüse 17 um 0,5 mm bis 10 mm nach außen vorstehen. Wenn die Farbdüsen mit dem Ende der Lösungsmitteldüse ausgeschnitten sind oder wenn das Maß, um das die Farbdüsen aus der Lösungsmitteldüse herausstehen, kleiner als etwa 0,5 mm ist, kann die Strömung des Lösungsmittels durch den Spalt zwischen der Farbdüse und der Lösungsmitteldüse gestört werden. Wenn die Farbdüsen aus der Lösungsmitteldüse weiter als 10 mm vorstehen, können die Farbdüsen möglicherweise zu nahe an der Nabe 22 des Zerstäubungskopfes 3 liegen oder mit der Nabe 22 zusammenstoßen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Nabe 22 des Zerstäubungskopfes 3 vor der Düsenanordnung 9 positioniert. Die Nabe 22 besitzt einen Mittelbereich, der in Richtung der Düsenanordnung 9 vorsteht. Der Mittelbereich ist konusförmig ausgebildet, so daß die gegen den konusförmigen Bereich zugeführte Farbe ihre Strömungsrichtung radial nach außen ändert. Die Nabe 22 hat eine Mehrzahl von ersten Öffnungen 24 an einem in Radialrichtung äußersten Bereich der Nabe, die in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind und sich in einer Richtung entlang der Innenfläche des Trichters 38 erstrecken. Die ersten Öffnungen 24 haben einen Durchmesser, der ein weiches Durchtreten der Farbe erlaubt. Die Nabe 22 besitzt eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen 23 an ihrem mittigen konusförmigen Bereich. Jede zweite Öffnung 23 ist gegenüber der Achse des Zerstäubungskopfes 3 geneigt, so daß die von einer vorgegebenen Farbdüse parallel zu der Achse des Zerstäubungskopfes 3 eingespritzte Farbe nicht geradlinig durch die zweite Öffnung in der Form einer Spirale austritt. Der Durchmesser jeder zweiten Öffnung 23 ist kleiner als der einer ersten Öffnung 24, so daß in erster Linie das Lösungsmittel, das eine niedrigere Viskosität als die Farbe besitzt, durch die zweite Öffnung 23 durchtreten kann, wenn Lösungsmittel dem Zerstäubungskopf 3 zugeführt wird.

Die elektrostatische Hochspannung-Erzeugungsvorrichtung 7 ist in dem Farbpistolenkörper 8 vorgesehen. Die Erzeugungsvorrichtung 7 ist elektrisch mit einer elektrischen Niederspannung-Energiequelle 28 verbunden und erzeugt eine Elektrizität von hoher Spannung (beispielsweise 60 bis 90 kV) bei einer hohen Frequenz (beispielsweise etwa 3 kHz). Die Elektrizität wird durch die Metallelemente, beispielsweise die Lufteinspritzvorrichtung 6, die Lager 4 und/oder 5 und die Hohlwelle 2 an den Zerstäubungskopf 3 geleitet. Die entlang der Oberfläche des Zerstäubungskopfes 3 strömende Farbe wird mit negativen Ionen geladen und an dem Ende des Zerstäubungskopfes 3 aufgrund der Zentrifugalkraft, die auf die Farbe wirkt, in feine Tropfen dispergiert. Die feinen Farbtropfen werden aufgrund elektrischer Abstoßung weiter zerstäubt. Die zerstäubten Tropfen werden von einem zu streichenden Werkstück, beispielsweise einer Autokarosserie, die während des Farbaufbringens elektrisch positiv geladen ist, angezogen.

Die Lufteinspritzvorrichtung 6 besitzt eine Düse zum Einspritzen von Luft, um das Sprühmuster der sich zerstreuenden Farbtropfen zu steuern. Die eingespritzte Luft fördert die Zerstäubung der Farbtropfen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, gehören zu der Beschichtungsvorrichtung weiter eine Mehrzahl von Farbventilen 27, 28, 29 und ein Lösungsmittelventil 26, eine Mehrzahl von Farbquellen 33, 34, 35 und eine Lösungsmittelquelle 32, eine Mehrzahl von Farbkanälen 19, 20, 21 und ein Lösungsmittelkanal 18, und eine Mehrzahl von Farbschläuchen 11, 12, 13 und ein Lösungsmittelschlauch 10. Die Farbquellen 33, 34, 35 beinhalten Farben unterschiedlicher Farbgebung. Die Anzahl von Farbventilen 27, 28, 29 ist dieselbe wie die Anzahl der Farbdüsen. Jeder Farbkanal 19, 20, 21 verbindet eine entsprechende Farbdüse 14, 15, 16 mit einem entsprechenden Farbventil 27, 28, 29. Der Lösungsmittelkanal 18 verbindet die Lösungsmitteldüse 17 mit dem Lösungsmittelventil 26. Auf ähnliche Weise verbindet jeder Farbschlauch 11, 12, 13 ein entsprechendes Farbventil 27, 28, 29 mit einer entsprechenden Farbquelle 33, 34, 35. Der Lösungsmittelschlauch 10 verbindet das Lösungsmittelventil 26 mit der Lösungsmittelquelle 32 über eine Lösungsmittelpumpe 48. Das Lösungsmittelventil 26 kann auch eine Öffnung aufweisen, die mit einer Waschluftquelle 50 über einen Luftschlauch 49 verbunden ist. Indem nicht nur ein Lösungsmittel, sondern auch Luft zugeführt wird, wird der Farbwascheffekt erhöht und die Waschdauer verringert.

Das Luft betätigte Ein/Aus-Ventil, welches in Fig. 1 oder Fig. 5 gezeigt ist, wird für die Farbventile 27, 28, 29 verwendet. Das in Fig. 1 gezeigte Ein/Aus-Ventil kann auch als Lösungsmittelventil 26 verwendet werden. Das Lösungsmittelventil 26 kann auch ein Luft betätigtes Ein/Aus-Ventil aufweisen, das zwei Ein/Aus-Bereiche besitzt, und zwar einen für das Lösungsmittel und den anderen für Luft, wobei das eine für das Lösungsmittel denselben Aufbau wie das des in Fig. 1 oder Fig. 5 gezeigten Ventils besitzt.

In jedem Farbschlauch 11, 12, 13 ist eine Zahnradpumpe 39, 40, 41 und/oder ein Luft betätigter Durchflußmengenregler 42, 43, 44 installiert. Es kann auch ein nicht dargestellter Rückführschlauch vorgesehen sein, um überflüssige Farbe aus dem Regulator der Farbquelle zurückzuführen.

Die Farbewege von den Farbquellen 33, 34, 35 zu den stromabwärtigen Enden der Farbdüsen 14, 15, 16 sind voneinander getrennt, so daß sie nicht miteinander in Verbindung stehen. Der Lösungsmittelweg von der Lösungsmittelquelle 32 zu dem stromabwärtigen Ende der Lösungsmitteldüse 17 ist von den Farbwegen getrennt, so daß er nicht mit den Farbwegen in Verbindung steht.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Ein/Aus-Ventils und der Beschichtungsvorrichtung, die mit dem Ein/Aus-Ventil versehen ist, erläutert.

Während Steuerluft in die Kammer an einer Seite des Kolbens 61 (oder des Diaphragmas 61A) eingeleitet wird, wird der Kolben 61 (oder das Diaphragma 61A) versetzt, so daß das Ventilelement 58 sich in dem zweiten Bereich 57 befindet, um das Ventil offenzuhalten.

Wenn die Zufuhr der Luft unterbrochen wird, wird der Kolben 61 (oder das Diaphragma 61A) durch die Feder 63 (oder 63A) bewegt, so daß sich das Ventilelement 58 aus dem zweiten Bereich 57 auf den Ventilsitz 55 zu bewegt. Wenn das Ventilelement 58 in den ersten Bereich 56 kommt, wird das Strömen von Fluid im wesentlichen unterbrochen, weil der Strömungswiderstand durch den Spalt zwischen dem ersten Bereich 56 und dem Ventilelement 58 groß ist. Wenn sich das Ventilelement 58 weiter in dem ersten Bereich 56 auf den Ventilsitz 55 zubewegt, wird das Fluid, das durch das Ventilelement 58 geströmt ist und sich in dem zweiten Bereich 57 befindet, zu dem sich bewegenden Ventilelement 58 durch den Pumpeffekt des Ventilelements 58 zurückgezogen. Wenn die Düse mit dem Auslaß 53 des Ein/Aus-Ventils in Verbindung steht, wird das Fluid, das den gesamten Kanal von dem Ventil bis zu der Spitze der Düse gefüllt hat, auch zurückgezogen. Im Ergebnis ist das stromabwärtige Ende des Fluids vertieft und es ist unwahrscheinlich, daß das Fluid von der Düsenspitze abtropft.

Wenn das Ventilelement 58 schließlich den Ventilsitz 55 erreicht und die Fläche 58a des Ventilelements 58 mit dem Ventilsitz 55 in Berührung kommt, wird das Ein/Aus-Ventil völlig geschlossen und es kann kein Fluid durch das Ein/Aus-Ventil treten. Es ist zu bemerken, daß der Schließvorgang des Ein/Aus-Ventils und das Zurückziehen des Fluids in einem Hub des Ventilelements 58 ausgeführt werden und daß das Zurückziehen des Fluids vor dem Schließen des Ein/Aus-Ventils bewirkt wird.

Wenn das Ein/Aus-Ventil der Erfindung in einer Mehrfarben- Beschichtungsvorrichtung vorgesehen ist und ein Farbwechsel stattfindet, wird ein Farbventil (beispielsweise Ventil 27) geschlossen und ein anderes Farbventil (beispielsweise Ventil 28) geöffnet. Dabei wird die Farbe in der Farbdüse, die dem geschlossenen Ventil 27 entspricht, von der Spitze der Farbdüse zurückgezogen, so daß ein Abtropfen der Farbe verhindert wird. Im Ergebnis wird beim Farbwechsel ein Vermischen der Farben in der Mehrfarben-Beschichtungsvorrichtung verhindert.

Da bei dem Ein/Aus-Ventil der vorliegenden Erfindung der erste Bereich 56, dessen Durchmesser etwas größer als der Durchmesser des Ventilelements 58 ist, zwischen dem zweiten Bereich 57 und dem Ventilsitz 55 vorgesehen ist. Wird, wenn sich das Ventilelement 58 in Richtung des Ventilsitzes 55 bewegt, das Fluid, das durch das Ventilelement 58 getreten ist, zurückgezogen, bevor das Ventilelement 58 den Ventilsitz 55 erreicht. Das Zurückziehen des Fluids wird automatisch bei demselben Hub wie dem Schließhub des Ventilelements 58 durchgeführt, so daß der Vorgang einfach und sicher ist. Wenn weiterhin das Ein/Ausventil der Erfindung als Farbventil der Mehrfarben-Beschichtungsvorrichtung verwendet wird, wird die Farbe von der Spitze der Farbdüse zurückgezogen, so daß ein Vermischen von Farben verhindert wird, wenn ein Farbwechsel stattfindet.

Dargestellt und beschrieben ist somit ein Ventil mit einem in dem Ventilkörper 51 ausgebildeten Fluidkanal, einem Ventilsitz 55, einem ersten Bereich 56, der sich von dem Ventilsitz 55 an einer stromabwärtigen Seite desselben erstreckt, und einem zweiten Bereich 57, der sich von dem ersten Bereich 56 an einer stromabwärtigen Seite des ersten Bereichs 56 erstreckt. Ein Ventilelement 58 ist zwischen einer Stellung in Anlage an dem Ventilsitz 55 und einer Stellung innerhalb des zweiten Bereiches 57 bewegbar angeordnet. Das Ventilelement 58 wird durch eine Ventilelement-Antriebsanordnung angetrieben. Wenn das Ventil geschlossen wird, bewegt sich das Ventilelement 58 auf den Ventilsitz 55 zu. Wenn sich das Ventilelement 58 innerhalb des ersten Bereiches 56 bewegt, wird das Fluid, das durch das Ventilelement 58 getreten ist, aufgrund des Pumpeffekts des Ventilelements 58 zurückgezogen, bevor das Ventilelement 58 schließlich den Ventilsitz 55 erreicht und das Ventil vollständig geschlossen wird.

Claims (7)

1. Ventil mit:
einem Ventilkörper (51), in dem ein Fluidkanal ausgebildet ist, wobei der Fluidkanal einen Einlaß (52), einen Auslaß (53) und einen Zwischenbereich (54), welcher den Einlaß (52) und den Auslaß (53) verbindet, aufweist;
einem Ventilelement (58), das bewegbar in dem Fluidkanal angeordnet ist; und
einem Ventilelement-Antriebsmittel zum Bewegen des Ventilelements (58), dadurch gekennzeichnet,

• a) daß der Zwischenbereich (54) des Fluidkanals einen Ventilsitz (55) mit einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser, einen ersten Bereich (56), der sich von dem Ventilsitz (55) an dessen stromabwärtigen Seite erstreckt und einen Durchmesser hat, der gleich groß wie oder größer als der Außendurchmesser des Ventilsitzes (55) ist, und einen zweiten Bereich (57), der sich von dem ersten Bereich (56) an der stromabwärtigen Seite von diesem erstreckt und einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser des ersten Bereichs (56) ist, besitzt,
• b) daß das Ventilelement (58) zwischen einer Stellung in Anlage an dem Ventilsitz (55) und einer Stellung innerhalb des zweiten Bereiches (57) auf den Ventilsitz (55) zu und von diesem weg bewegbar ist, wobei das Ventilelement (58) einen Durchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser des Ventilsitzes (55) und etwas kleiner als der Durchmesser des ersten Bereichs (56) des Zwischenbereichs (54) des Fluidkanals ist, und
• c) daß das Ventilelement-Antriebsmittel das Ventilelement (58) zwischen der Stellung in Anlage an dem Ventilsitz (55) und der Stellung innerhalb des zweiten Bereichs (57) bewegt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Ventilelement-Antriebsmittel gehören:
ein Zylinder (60), der mit dem Ventilkörper (51) gekuppelt ist; ein Kolben (61), der verschiebbar innerhalb des Zylinders (60) angeordnet ist;
eine Kolbenstange (62), die den Kolben (61) und das Ventilelement (58) verbindet;
eine Feder (63), die zwischen dem Zylinder (60) und dem Kolben (61) angeordnet ist und das Ventilelement (58) über den Kolben (61) in Richtung auf den Ventilsitz (55) vorspannt; und
eine Steuerlufteinführöffnung (64), die in einem Bereich des Zylinders (60) ausgebildet ist, der sich in bezug auf die Feder (63) auf einer gegenüberliegenden Seite des Kolbens (61) befindet.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Ventilelement-Antriebsmittel gehören:
ein Diaphragma-Gehäuse (60A), das mit dem Ventilkörper (51) gekuppelt ist;
ein Diaphragma (61A), das in dem Diaphragma-Gehäuse (60A) gehalten ist;
eine Stange (62A), die das Diaphragma (61A) und das Ventilelement (58) miteinander verbindet;
eine Feder (63A), die zwischen dem Diaphragma-Gehäuse (60A) und dem Diaphragma (61A) angeordnet ist und das Ventilelement (58) über das Diaphragma (61A) auf den Ventilsitz (55) zu vorspannt; und
eine Steuerlufteinführöffnung (64A), die in einem Bereich des Diaphragma-Gehäuses (60A) ausgebildet ist, der sich in bezug auf die Feder (63A) an einer gegenüberliegenden Seite des Diaphragmas (61A) befindet.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des ersten Bereichs (56) etwa 0,01 bis 1 mm größer als der Durchmesser des Ventilelements (58) ist.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (56) und der zweite Bereich (57) über eine zwischen ihnen ausgebildete Stufe (59) verbunden sind.

6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (55), der erste Bereich (56) und der zweite Bereich (57) eine gemeinsame Achse besitzen, und daß der Ventilsitz (55) und eine Fläche (58a) des Ventilelements (58), welche dem Ventilsitz (55) gegenüberliegt, senkrecht zu der gemeinsamen Achse verlaufen.

7. Mehrfarben-Beschichtungsvorrichtung mit:
einem statischen Farbpistolenkörper (8); einer Hohlwelle (2), die drehbar in dem Farbpistolenkörper (8) angeordnet ist;
einem Zerstäubungskopf (3), der mit der Hohlwelle (2) so gekuppelt ist, daß er zusammen mit der Hohlwelle (2) dreht;
Antriebsmitteln (30, 31) zum drehenden Antreiben der Hohlwelle (2);
einer statischen Düsenanordnung (9), die sich durch die Hohlwelle (2) dem Zerstäubungskopf (3) gegenüberliegend erstreckt und eine Mehrzahl von Farbdüsen (14, 15, 16) und eine Lösungsmitteldüse (17) aufweist, wobei jede Farbdüse (14, 15, 16) eine bestimmte Farbe dem Zerstäubungskopf (3) zuführt; und
einer Mehrzahl von Farbventilen (27, 28, 29), die jeweils einer der Farbdüsen (14, 15, 16) entsprechen, wobei zu jeder Farbdüse (27, 28, 29) ein Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gehört.