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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein ein rezirkulierendes Farbzufuhrsystem,
und insbesondere eine Spritzdüsen-Fluidregler-
und -drossel-Kombination zur Verwendung in einem rezirkulierenden
oder nicht rezirkulierenden Farbzufuhrsystem.
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2. Erörterung
verwandten Standes der Technik
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Rezirkulierende
Farbzufuhrsysteme enthalten herkömmlicherweise
einen Mischbehälter,
der mit einer geeigneten Umwälzung
versehen ist, um eine flüssige
Beschichtungszusammensetzung gleichmäßig durchmischt zu halten,
und einer Pumpe zum Befördern
der flüssigen
Beschichtungszusammensetzung unter einem gewünschten Druck durch eine Zufuhrleitung
zu einer Spritzpistole. Solche Rezirkulationstyp-Farbsysteme sind
weit verbreitet im kommerziellen Gebrauch, um schwere Pigmente gleichförmig in
der flüssigen
Beschichtungszusammensetzung suspendiert zu halten, um dadurch eine
gleichförmige
Konformität
in der Farbe und Qualität
der auf ein Oberflächensubstrat,
wie z.B. ein Kraftfahrzeug, aufgetragenen Farbschicht sicherzustellen.
Ein geeigneter Rückführschlauch
ist auch vorgesehen; um die überschüssige Menge
an flüssiger
Beschichtungszusammensetzung in den Mischbehälter zur Rezirkulation zurückzuführen und
um die Farbe in Suspension zu halten. Die
US 3 720 373 offenbart eine Fluidregler-
und -drosselkomination gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Einige
dieser Farbzufuhrsysteme enthalten auch eine Strömungssteuervorrichtung oder
eine Farbdrossel an der Verbindung zwischen dem Zufuhrschlauch und
der Spritzdüse
der Spritzpistole. Diese Art von Strömungssteuereinrichtung reguliert die
Fluidströmung
durch Erzeugung eines Druckabfalls durch eine Öffnung in der Vorrichtung.
Eine beispielhafte Ausführungsform
solch einer Strömungssteuereinrichtung
ist in dem US-Patent Nr. 4 106 699 dargelegt. Während diese Art von Strömungssteuereinrichtung
zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate
der flüssigen
Beschichtungszusammensetzung zur Spritzdüse gut funktioniert, zeigt
diese Art von Strömungssteuereinrichtung
auch einige Nachteile. Sollte zum Beispiel der Druck der Zufuhrleitung
variieren oder pulsierend sein, möglicherweise aufgrund der Verwendung
einer sich hin- und herbewegenden Kolbentyppumpe, kann eine Fluktuation
in der Strömungsrate
aus der Spritzdüse
heraus auftreten, wodurch möglicherweise
die Qualität
der Farboberflächenbeschaffenheit beeinflusst
wird. Außerdem
kann, da diese Art von Vorrichtung kein Schließventil hat, sich Druck zwischen
dieser Vorrichtung und der Spritzpistole aufbauen. In diesem Fall
kann ein Strom oder Spritzer von nicht zerstäubter Farbe die Spritzpistole
verlassen, wenn die Spritzpistole betätigt wird.
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Andere
Farbzufuhrsysteme können
den Fluiddruck in der Zufuhrleitung direkt durch die Verwendung
eines Druckreglers des Diaphragmatyps steuern. Solche Regler sind
im allgemeinen in der Lage, jegliches Pulsieren aufgrund der Modulation
eines inneren Diaphragmas zu kompensieren. Jedoch sind aufgrund
der korrosiven Natur der Lösungsmittel,
die gegenwärtig
in der Farbindustrie verwendet werden, Gummi-/Mylar-artige Diaphragmen
nicht länger
eine Option, was deshalb erfordert, dass ein Diaphragma des Teflontyps
verwendet wird. Diese Diaphragmen sind im allgemeinen viel steifer
und weniger anfällig als
ein typisches Gummi-/Mylar-Diaphragma. Aufgrund dessen reagiert,
wenn eine Spritzdüse
abgeschaltet wird, das Diaphragma nicht schnell genug, um die Zufuhr
zur Spritzpistole zu schließen,
wodurch es ermöglicht
wird, dass sich zwischen dem Regler und der Spritzpistole ein Druck
aufbaut. Wenn die Spritzpistole wieder betätigt wird, tritt die flüssige Beschichtungszusammensetzung
mit einem viel höheren
Druck, manchmal so hoch wie der Leitungsdruck, aus der Spritzpistole
aus, was es der flüssigen Beschichtungszusammensetzung
nicht ermöglicht, zerstäubt zu werden,
wenn sie anfänglich
die Spritzpistole verlässt.
Diese nicht zerstäubte
Farbe beeinflusst wiederum im allgemeinen die Gesamtqualität der Farboberflächenbeschaffenheit.
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Andere
Farbzufuhrsysteme verwendeten ebenfalls den Einsatz eines Druckreglers
an der Trennwand oder der Verbindung zu einer Spritzstation, welches
im allgemeinen ein sehr großer
und teurer Regler ist, und einer Strömungssteuereinrichtung an der
Kopplung zur Spritzpistole. Diese Konfiguration hat auch wieder
einige Nachteile. In dieser Hinsicht ist der im allgemeinen verwendete
Druckregler sehr teuer und groß.
Außerdem
gibt es, wenn der Regler zur Trennwand benachbart ist, im allgemeinen
ziemlich viel Zufuhrleitung oder -schlauch zwischen dem Regler und
der Spritzdüse.
Aufgrund dessen wird, wenn die Spritzpistole abgeschaltet wird, Druck
zwischen dem Regler und der Spritzdüse aufgebaut, bevor der Regler
vollständig
schließt.
Dies verursacht im allgemeinen, dass das Farbvolumen zwischen dem
Regler und der Spritzpistole die Spritzdüse in einem nicht zerstäubten Zustand
verlässt.
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Was
dann benötigt
wird, ist eine Spritzdüsen-Fluidregler-
und -drosselkombination, welche nicht unter den oben erwähnten Nachteilen
leidet. Diese wiederum verringert die Kosten zur Schaffung einer
konstanten Strömungs-
und Drucksteuerung, reduziert den Druckaufbau zwischen dem Druckregler
und der Spritzpistole, reduziert oder beseitigt die Menge nicht
zerstäubter
Farbe, welche die Spritzpistole bei der anfänglichen Betätigung verlässt, liefert eine
im wesentlichen gleichförmige
Strömungsrate bei
variierenden Zufuhrleitungsdrücken
oder bei pulsierenden Zufuhrleitungsdrücken, erhöht die gesamte Gleichförmigkeit
und Qualität
der Farboberflächenbeschaffenheiten,
und verbessert die Gesamtleistung und Ansprechempfindlichkeit des
Systems zur Steuerung der Strömungsrate
und des Spritzdruckes. Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, solch eine Spritzdüsen-Fluidregler-
und -drosselkombination zur Verwendung in einem rezirkulierenden
Farbzufuhrsystem zu schaffen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidregler- und -drosselkombination gemäß Anspruch
1 offenbart.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
eine Fluidregler- und -drosselkombination zur Steuerung des einer
in einem Ffuidzufuhrsystem verwendeten Spritzdüse zugeführten Fluides, einen Druckreglerteil
und einen Fluiddrosselteil. Der Druckreglerteil steuert einen Fluiddruck
des der Spritzdüse zugeführten Fluides.
Der Fluiddrosselteil steuert die Strömungsrate des der Spritzdüse zugeführten Fluides.
Der Druckreglerteil und der Fluiddrosselteil sind als eine einzige
Baugruppe ausgebildet, wobei der Fluiddrosselteil im wesentlichen
zum Druckreglerteil benachbart angeordnet ist, wobei der Fluiddrosselteil die
Gesamtansprechempfindlichkeit des Druckreglerteils erhöht.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
enthält
eine Fluidregler- und -drosselkombination zur Steuerung des einer
in einem Fluidzufuhrsystem verwendeten Spritzdüse zugeführten Fluides auch den Druckreglerteil
und den Fluiddrosselteil. Hier steuert wiederum der Druckreglerteil
den Fluiddruck des der Spritzdüse
zugeführten
Fluides. Der Fluiddrosselteil steuert die Strömungsrate des der Spritzdüse zugeführten Fluides.
Der Druckreglerteil und der Fluiddrosselteil sind als eine einzige
Baugruppe ausgebildet, wobei der Fluiddrosselteil stromabwärts des
Druckreglerteils und im wesentlichen zum Druckreglerteil benachbart
angeordnet ist. Die Fluiddrossel erzeugt dadurch einen Gegendruck stromabwärts des
Druckreglerteils, um die Gesamtansprechempfindlichkeit des Druckreglerteils
zu erhöhen.
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Bei
noch einer anderen Ausführungsform enthält ein rezirkulierendes
Fluidzufuhrsystem zur Zufuhr von Fluid zu einer Spritzdüse eine
Zufuhrleitung, eine Rückführleitung
und eine Fluidregler- und -drosselkombination. Die Zufuhrleitung
führt der
Zufuhrdüse
Fluid zu, und die Rückführleitung
führt überschüssiges,
der Spritzdüse
zugeführtes
Fluid zurück. Die
Fluidregler- und -drosselkombination enthält eine Zufuhröffnung in
Kommunikation mit der Zuführieitung,
eine Rückführöffnung in
Kommunikation mit der Rückführleitung
und eine Auslassöffnung
in Kommunikation mit der Spritzdüse.
Die Zufuhröffnung
ist in Funktion, um Fluid aufzunehmen, das über das der Spritzdüse zugeführte hinausgeht.
Die Rückführöffnung ist
in Funktion, um überschüssiges Fluid,
das der Spritzdüse
zugeführt
wurde, zurückzuführen, und die
Auslassöffnung
ist in Funktion, um der Spritzdüse das
Fluid zuzuführen.
Ein Druckreglerteil ist in Kommunikation mit den Zufuhr- und Rückführöffnungen und
ist in Funktion, um einen Fluiddruck des der Spritzdüse zugeführten Fluides
zu steuern. Ein Fluiddrosselteil ist in Kommunikation mit dem Druckreglerteil
und der Auslassöffnung.
Der Fluiddrosselteil ist in Funktion, um eine Strömungsrate
des der Spritzdüse
zugeführten
Fluides zu steuern. Der Druckreglerteil und der Fluiddrosselteil
sind als eine einzige Baugruppe ausgebildet, wobei der Fluiddrosselteil
stromabwärts
des Druckreglerteils und im wesentlichen dazu benachbart angeordnet
ist. Der Fluiddrosselteil erzeugt einen Gegendruck zwischen dem
Druckreglerteil und dem Fluiddrosselteil, der die Gesamtansprechempfindlichkeit
des Druckreglerteils erhöht.
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Die
Anwendung der vorliegenden Erfindung liefert eine Fluidregler- und
-drosselkombination zur Steuerung des einer in einem Fluidzufuhrsystem
verwendeten Spritzdüse
zugeführten
Fluides. Demzufolge wurden die zuvorgenannten Nachteile, welche den
derzeit erhältlichen
einzelnen in Fluidzufuhrsystemen verwendeten Druck- und Fluidsteuervorrichtungen
zugeordnet werden, wesentlich verringert oder beseitigt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Noch
andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann
nach dem Lesen der folgenden Beschreibung und durch Bezug auf die Zeichnungen
offensichtlich, in welchen
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1 eine
schematische Ansicht einer Mehrfachspritzstationsanordnung eines
rezirkulierenden Farbzufuhrsystems ist, das die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet;
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2 eine
Seitenansicht einer typischen Spritzpistole des Luftzerstäubungstyps
ist, die die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Spritzdüsen-Fluidregler- und -drosselkombination gemäß den Lehren
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
perspektivische Explosionsansicht der Spritzdüsen-Fluidregler- und -drosselkombination
ist;
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5 eine
Querschnittsansicht eines Strömungsdrosselteils
der Spritzdüsen-Fluidregler- und -drosselkombination
längs der
Linie 5-5 von 3 ist;
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6 eine
Querschnittsansicht des Strömungsdrosselteils
der Spritzdüsen-Fluidregler- und -drosselkombination
längs der
Linie 6-6 von 5 von oben ist;
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7 eine
Seitenansicht eines im Strömungsdrosselteil
der Spritzdüsen-Fluidregler- und -drosselkombination
verwendeten Nadelventils ist;
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8 eine
Seitenquerschnittsansicht der Spritzdüsen-Fluidregler- und -drosselkombination längs der
Linie 8-8 von 3 ist; und
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9 eine
Schnittansicht der Spritzdüsen-Fluidregler-
und -drosselkombination von oben ist, wobei die weggeschnittenen
Teile Fluidwege freilegen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, welche eine Spritzdüsen-Fluidregler-
und -drosselkombination zur Verwendung in einem rezirkulierenden
Farbzufuhrsystem betrifft, ist nur beispielhafter Natur und soll
die Anmeldung oder ihre Verwendung nicht beschränken. Ferner wird ein Fachmann
erkennen, dass diese Vorrichtung mit manuellen oder automatisierten
Einstellmechanismen eingestellt werden kann und mit rezirkulierenden oder
nicht rezirkulierenden Fluidzufuhrsystemen zum Transportieren irgend
einer Art von Fluid verwendet werden kann.
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Ein
rezirkulierendes Mehrfachstationen-Farbzufuhrsystem 10,
welches die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anwendet, ist in 1 dargestellt.
Das rezirkulierende Farbzufuhrsystem 10 ist mit vier (4)
separaten Stationen dargestellt, von welchen jede mit einer unter
Druck stehenden Farbzufuhrleitung und einer unter Druck stehenden
Farbrückführleitung
versehen ist. Man wird es außerdem
zu schätzen
wissen, dass das Farbzufuhrsystem 10 nicht nur auf vier
(4) Stationen beschränkt
ist, sondern mehrfach verdoppelt werden kann, um eine Vielzahl verschiedener
Beschichtungszusammensetzungen und/oder eine Vielzahl verschiedener
Farben zu liefern, so dass jede Spritzstation zum Beispiel zwölf (12)
verschiedene Systeme enthalten kann, um zwölf (12) verschiedene Farben einer
gewünschten
flüssigen
Beschichtungszusammensetzung zuzuführen. Das in 1 dargestellte
rezirkulierende Farbzufuhrsystem zeigt jedoch zu Beispielszwecken
nur eine einzige rezirkulierende Farbzufuhr für jede Station.
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Das
rezirkulierende Farbzufuhrsystem 10 enthält einen
Zufuhrbehälter 12,
der in einem Mischraum 14 angeordnet ist. Der Mischraum 14 enthält ferner
eine Zufuhrpumpe 16, um die flüssige Beschichtungszusammensetzung,
die in dem Zufuhrbehälter 12 gespeichert
ist, unter Druck zu einem Hauptzufuhrverteiler 18 zuzuführen. Eine
Zufuhrzweigleitung 20 ist an jeder Spritzstation angeordnet und
mit dem Zufuhrverteiler 18 verbunden, welcher wiederum
mit einem Hauptsperrventil 22 verbunden ist, welches vor
jedem Spritzstationeneinlass angeordnet ist. Dieses Sperrventil 22 ist
vorzugsweise ein drehbares Kugelventil, wie z.B. das im US-Patent
Nr. 5 857 622 offenbarte. Jedes Sperrventil 22 ist ferner mit
einem Zufuhrrohr oder -leitung 24 verbunden oder gekoppelt,
welche(s) für
die Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung
ins Innere jeder Spritzstation sorgt. Das Zufuhrrohr 24 ist
mit einem zweiten Sperrventil 26 verbunden oder in Kommunikation,
welches an der Innenseite der Spritzstationswand angeordnet ist,
wenn die Zufuhrrohrleitung 24 in die Spritzstation eintritt.
Mit dem zweiten Sperrventil 26 ist ein Zufuhrschlauch 28 verbunden,
welcher mehrere Fuß Länge haben
kann, zum Beispiel ist der Zufuhrschlauch im allgemeinen ungefähr fünfundzwanzig
(25) Fuß lang.
Der Zufuhrschlauch 28 versorgt eine Spritzdüse einer
Spritzpistole 30 durch verschiedene Kopplungsvorrichtungen,
welche deutlicher in 2 gezeigt sind.
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Der
Zufuhrschlauch 28 ist mit der Fluidregler- und -drosselkombination 32 gekoppelt,
welche in Funktion ist, um sowohl die Strömungsrate als auch den Zufuhrdruck
des Fluides zur Spritzpistole 30 zu steuern, was hier weiter
erörtert
wird. Das rezirkulierende Farbzufuhrsystem 10 enthält ferner
vorzugsweise eine Drehverbinderanordnung 34, die in Reihe mit
der Fluidregler- und -drosselkombination 32 angeordnet
ist, welche es der Spritzpistole 30 ermöglicht, relativ zum Zufuhrschlauch 28 gedreht
zu werden. An die Drehverbinderanordnung 34 ist eine Filteranordnung 36 und
eine Schnelltrennanordnung 38 gekoppelt. Die Drehanordnung 34,
die Filteranordnung 36 und die Schnelltrennanordnung 38 sind
vorzugsweise ähnlich
wie die entsprechenden Anordnungen, die im US-Patent Nr. 5 857 622
dargelegt sind, oder irgendeine andere geeignete Dreh-, Filter- und
Schnelltrennanordnung. Von der Schnelltrennanordnung 38 wird
die flüssige
Beschichtungszusammensetzung einer herkömmlichen luftzerstäubten Spritzdüse oder
-pistole 30 zugeführt.
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Die
Menge der durch den Zufuhrverteiler 18, die Zufuhrzweigleitung 20,
das Zufuhrrohr 24 und den Zufuhrschlauch 28 zugeführten flüssigen Beschichtungszusammensetzung
oder Farbe ist im Überschuss
zu der an der Spritzpistole 30 benötigten. Daher wird der Rest
davon zum Zufuhrbehälter 12 im
Mischraum 14 über
einen Rückführschlauch 40,
welcher mit einem Sperrventil 42 in Kommunikation ist,
welches auch an der Spritzstationwand angeordnet ist, zurückgeführt. Es
sollte ferner beachtet werden, dass das Sperrventil 26 und
das Sperrventil 42 durch eine H-Verbinderanordnung, wie
z.B. die im US-Patent Nr. 5 857 622 dargestellte, ersetzt werden kann.
Vom Ventil 42 erstreckt sich ein Rückführrohr 44 zu einem
zweiten Rückführsperrventil 46,
welches mit einer Rückführzweigleitung 48 gekoppelt
ist. Jede Rückführzweigleitung 48 ist
mit einem Niederdruck-Rückführverteiler 49 gekoppelt.
Die Farbmenge, die durch den Hauptzufuhrverteiler 18 zugeführt wird,
ist auch mehr als die, die an den mehrfachen Spritzstationen benötigt wird,
und der Rest davon wird auch zu dem Zufuhrbehälter 12 in dem Mischraum 14 mittels
eines Hochdruck-Rückführverteilers 50 zurückgeführt. Sowohl
der Hochdruck-Rückführverteiler 50 als
auch der Niederdruck-Rückführverteiler 49 sind
wahlweise mit Gegendruckreglern 52 versehen. Gemäß dem hier
offenbarten rezirkulierenden Farbzufuhrsystem 10 wird eine
kontinuierliche Zufuhr von im wesentlichen gleichmäßig gemischter
flüssiger
Farb-Beschichtungszusammensetzung jeder Spritzstation über das
Maß dessen hinaus,
was an jeder Spritzpistole 30 benötigt wird, zugeführt. Daher wird
die Überschussmenge
kontinuierlich von jeder Spritzstation über den Niederdruck-Rückführverteiler oder die Leitung 49 und
vom Hochdruck-Rückführverteiler
oder der Leitung 50 zurückgeführt. Die
zurückgeführte flüssige Beschichtungszusammensetzung
wird anschließend
zum Zufuhrbehälter 12 zur Wiedervermischung
und Wiedervermengung und zur anschließenden Rezirkulation zurück durch
das System 10 rezirkuliert.
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Mit
Bezug auf die 3 und 4 ist die Fluidregler-
und -drosselkombination 32 gemäß den Lehren der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in weiteren Details dargestellt. Die Fluidregler-
und -drosselkombination 32 enthält eine Zufuhröffnung 54,
eine Rückführöffnung 56 und
eine Auslassöffnung 58.
Die Zufuhröffnung 54 ist
in Kommunikation mit dem Zufuhrschlauch 28, die Rückführöffnung 56 ist
in Kommunikation mit dem Rückführschlauch 40 und
die Auslassöffnung 58 ist
in Kommunikation mit der Spritzpistole 30. In anderen Worten
wird die flüssige
Beschichtungszusammensetzung über
die Zufuhr- und Rückführöffnungen 54 und 56 rezirkuliert
und über
die Auslassöffnung 58 auch
der Spritzpistole 30 zugeführt. Die Fluidregler- und -drosselkombination 32 besteht
aus zwei Teilen, wobei der erste Teil ein Druckreglerteil 59 ist,
der aus einer Haube 60 und einem Reglerkörper 62 besteht, und
einem Strömungsdrosselteil 63,
der aus einem Drosselkörper 64 und
einer Ventilnadel 66 gebildet ist. Die Haube 60 ist
dichtend an dem Reglerkörper 62 mittels
einer Vielzahl von Kopfschrauben 68 zusammen mit einer
Dichtung 70 und einem Teflon-Diaphragma 72 befestigt.
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Um
den Fluideinlassdruck oder den Leitungsdruck vom Zufuhrverteiler 18,
welcher in einem Bereich zwischen ungefähr 3,45 bar (50 psi (Pfund pro
Quadratzoll)) und ungefähr
20,7 bar (300 psi) liegt, auf einen regulierten Fluiddruck an der
Zufuhrpistole 30, welcher in einem Bereich zwischen ungefähr 0,14
bar (2 psi) und ungefähr
6,89 bar (100 psi) liegt, zu reduzieren, enthält der Druckreglerteil 59 einen
Druckeinstellmechanismus 74. Der Druckeinstellmechanismus 74,
welcher hier dargestellt ist, ist ein manueller Einstellmechanismus,
jedoch kann auch ein gegen unbefugte Eingriffe gesicherter Einstellmechanismus
oder ein automatisierter Luftsteuereinstellmechanismus angewendet
werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Der Druckeinstellmechanismus 74 enthält eine
Hutmutter 76, eine Sicherungsmutter 78 und eine
Einstellschraube 80. Die Einstellschraube 80 legt
an einen Einstellsitz 82, welcher die Spannung an einer
Reglerfeder 84 reguliert, Druck an. Dies liefert über eine
Anordnung einer oberen Platte 86 am Diaphragma 72 einen
nach unten gerichteten Druck. Durch Drehen der Einstellschraube 80 wird
die nach unten gerichtete Kraft, welche am Diaphragma 72 anliegt,
gesteuert, um den regulierten Druck an der Ausgangsöffnung 58 einzustellen. Um
den Fluiddruck zu regulieren, wird die Hutmutter 76 entfernt
und die Sicherungsmutter 78 wird gelöst, während die Einstellschraube 80 über einen
Sechskant-Antrieb gedreht wird. Beim Drehen der Stellschraube 80 im
Uhrzeigersinn wird der Auslassfluiddruck erhöht. Beim Drehen der Stellschraube 80 im Gegenuhrzeigersinn
wird der Auslassfluiddruck verringert.
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An
der Fluidseite des Reglerteils 59 ist eine Teflonscheibe 88 und
eine flache Scheibe 90 angeordnet, welche jeweils zwischen
dem Teflondiaphragma 72 und dem Reglerkörper 62 positioniert
sind. Der Reglerkörper 62 ist
mittels einer Trennwand 97, welche eine Ventilöffnung 92 definiert,
in eine Zufuhrkammer 94 und eine Rezirkulationskammer 96 aufgeteilt.
In der Rezirkulationskammer 96 ist durch einen Teflon-Ventilsitz 98 und
einen Ventilschaft 100 ein Ventilmechanismus gebildet.
Die Rezirkulationskammer 96 ist mittels eines O-Ringes 102 und
eines Gewindebolzens 104 abgedichtet. Der Ventilschaft 100 ist
mit dem flexiblen Diaphragma 72 über eine Sechskantmutter 106 gekoppelt.
Wenn sich das flexible Diaphragma 72 als Reaktion auf Druckänderungen
moduliert oder biegt, bewegt sich der Ventilschaft 100 entsprechend
axial relativ zu der Einlassöffnung 92,
wodurch der Fluiddruck an der Auslassöffnung 58 gesteuert
wird. Gewindeverbinder 108, welche gewindemäßig die
Zufuhr- und Rückführschläuche 28 und 40 mit
den Zufuhr- bzw. Rückführöffnungen 54 bzw. 56 verbinden,
sind ebenfalls mit dem Rezirkulationshohlraum 96 gekoppelt.
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Der
Fluiddrosselteil 63, welcher durch den Fluiddrosselkörper 64 definiert
ist, definiert eine längliche
axiale Kammer 110, welche einen mit einem Gewinde versehenen
Seitenwandteil 112 aufweist. Der mit einem Gewinde versehene
Seitenwandteil 112 gelangt mit einer mit einem Gewinde
versehenen Seitenwand 114 des Nadelventils 66 in
Gewindeeingriff, um die Strömungsrate
des Fluides durch eine Auslassöffnung 116 einstellbar
zu steuern. Das Nadelventil 66 enthält, wie am besten in 6 und 7 dargestellt
ist, den mit einem Gewinde versehenen Seitenwandteil 114,
der sich längs
einer Länge der
Ventilnadel 66 erstreckt, und einen verjüngten Nadelteil 118,
der angepasst ist, um mit dem verjüngten Endteil in einem einstellbaren
strömungshemmenden
Verhältnis
relativ zur Auslassöffnung 116 angeordnet
zu werden. Die Achse des verjüngten
Nadelteils 118 des Nadelventils 66 ist in im wesentlichen axialer
Ausrichtung mit der Achse der Auslassöffnung 116 angeordnet,
so dass eine innere oder äußere Gewindeeinstellung
des Nadelventils 66 eine entsprechende Einstellung der
Menge an flüssiger Beschichtungszusammensetzung
liefert, die durch die Auslassöffnung 58 nach
außen
gelangt. Das Nadelventil 66 ist zum Beispiel betätigbar,
um eine Strömungsrate
einer flüssigen
Beschichtungszusammensetzung oder Farbe innerhalb den Bereichen
von ungefähr
1 bis ungefähr
60 Unzen pro Minute zu steuern, wenn der geregelte Auslass- oder
Spritzdruck zwischen ungefähr
0,14 bar (2 psi) und ungefähr
6,89 bar (100 psi) liegt.
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Ein
Querschlitz 120 ermöglicht
den Eingriff mittels eines Schraubendrehers oder einer anderen geeigneten
Vorrichtung, um eine axiale Einstellung innerhalb der axialen Kammer 110 zu
ermöglichen. Eine
unabsichtliche Bewegung des Nadelventils 66 relativ zur
Gewindeseitenwand 112 wird mittels eines verformbaren Bolzens 122,
wie z.B. Nylonkunststoff, beschränkt,
welcher in einem Eingriffsverhältnis
zwischen der mit einem Gewinde versehenen Seitenwand 112 und
der mit einem Gewinde versehenen Seitenwand 114 angeordnet
ist, um damit einen Schraubwiderstand zu schaffen. Dieser Bolzen 122 ist
in eine geeigneten Bohrung 123 geklebt oder mechanisch
mit ihr verriegelt, welche im Körper
des Nadelventils 66 gebildet ist. Um Strömungsdurchgänge zu schaffen,
sind Ausnehmungsoberflächen 126 in der
Form von axial sich erstreckenden Ebenen, die mit gegenüberliegenden
Seiten des Nadelventils 66 korrespondieren, parallel zueinander
angeordnet, wie am besten in 6 zu sehen
ist. Der entsprechende Zwischenraum, der zwischen den ebenen Flächen 126 und
der inneren Gewindeseitenwand 112 vorgesehen ist, liefert
Kanäle
zum Durchleiten der flüssigen
Beschichtungszusammensetzung zur Auslassöffnung 58. Von der
Auslassöffnung 58 erstreckt
sich auch eine drehbare Mutter 128, welche gewindemäßig mit
der übrigen
Spritzanordnung koppelt. Der innere Teil des Drosselkörpers 64 und
das Nadelventil 66 sind vorzugsweise im wesentlichen gleich
den im US-Patent Nr. 4 106 699 offenbarten.
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Im
Betrieb und bei der Verwendung ermöglicht die Fluidregler- und
-drosselkombination 32 sowohl eine Druck- als auch eine
Strömungsratensteuerung
in einer einzigen einheitlichen Vorrichtung oder Anordnung, die
im wesentlichen zur Spritzpistole 30 benachbart angeordnet
ist. Die typischen Zufuhrverteiler 18-Leitungsdrücke, welche bei dieser Fluidregler- und -drosselkombination 32 beobachtet
werden, liegen im Bereich zwischen ungefähr 3,45 bar (50 psi) und ungefähr 20,7
bar (300 psi) bei einem gewünschten
geregelten Ausgangs- oder Spritzdruckbereich zwischen ungefähr 0,14
bar (2 psi) und ungefähr
6,89 bar (100 psi) bei einer gewünschten
Ausgangsströmungsrate
zwischen ungefähr
28,4 g/min und ungefähr
1700 g/min (1 bis ungefähr
60 Unzen pro Minute). Um den gewünschten
Druck einzustellen, wird die Einstellnadel 80 entweder
im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die geregelte
Fluiddruckrate zu erhöhen
bzw. zu verringern. In gleicher Weise wird, um die Strömungsrate
einzustellen, das Nadelventil 66 im Uhrzeigersinn gedreht, um
die Strömungsrate
zu verringern, und im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die Strömungsrate
zu erhöhen.
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Das
Nadelventil 66 wird vorzugsweise so eingestellt, dass die
Auslassöffnung 116 einen
kleineren Durchgang aufweist als die Spritzdüse der Spritzpistole 30.
Dies verursacht oder erzeugt einen Gegendruck zwischen dem Reglerteil 59 und
dem Drosselteil 63. Der Gegendruck tritt insbesondere in dem
Zufuhrhohlraum 94 auf, um eine nach oben gerichtete Kraft
oder eine entgegen gesetzte Federkraft an das flexible Diaphragma 72 anzulegen.
Dies bewirkt, dass das Diaphragma 72 in einer stabileren Weise
funktioniert, wenn ein Auslöser 130 der
Spritzpistole 30 an- und abgeschaltet wird. Mit anderen Worten,
da das Diaphragma 72 aus Teflon gebildet ist, was im wesentlichen
nicht ansprechend ist, ermöglicht
dieser zusätzliche
Gegendruck zwischen dem Diaphragma 72 und der Wand 97,
dass sich das Diaphragma 72 schneller bewegt beim Loslassen des
Auslösers 130 an
der Spritzpistole 30, um die Einlassöffnung 92 schnell
zu verschließen.
Diese erhöhte
Verschlussrate reduziert wesentlich oder beseitigt einen Aufbau
eines Inline-Drucks zwischen der Regler- und Drosselkombination 32 und
der Spritzpistole 30, so dass, wenn der Auslöser 130 wieder
an der Spritzpistole 30 betätigt wird, im wesentlichen
die ganze anfängliche
Farbe, die die Spritzpistole 30 verlässt, angemessen zerstäubt wird.
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Im
Gegensatz dazu wird, sollte ein herkömmlicher Druckregler verwendet
werden, beim Loslassen des Auslösers 130 der
Spritzpistole 30 das im wesentlichen nicht ansprechende
Teflon-Diaphragma 72 nicht so schnell reagieren, da kein
Gegendruck an der nach außen
liegenden Seite des Reglers oder innerhalb des Zufuhrhohlraumes 94 erzeugt wird.
Dies bewirkt, dass der Druckregler nicht schnell abschaltet und
der Druckregler im allgemeinen etwas offen bleibt, so dass der Druck
zwischen dem Druckregler und der Spritzpistole 30 sich
bis zu dem hohen Zufuhrleitungsdruck erhöhen kann. In diesem Fall verlässt beim
Betätigen
des Auslösers 130 der Spritzpistole 30 eine
Säule nicht- zerstäubter Farbe die
Spritzpistole 30 bis das Diaphragma 72 in der Lage
ist, zu funktionieren und zu stabilisieren, um den Leitungsdruck
auf den gewünschten
geregelten Druck zu reduzieren.
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Sollte
ein herkömmlicher
Strömungsdrossel benachbart
zur Spritzpistole 30 verwendet werden, zeigen sich auch ähnliche
Probleme. In dieser Hinsicht steigt, da ein herkömmlicher Strömungsdrossel keinen
Schließmechanismus
aufweist, beim Loslassen des Auslösers 130 der Spritzpistole 30 der
Druck des Fluides zwischen dem Strömungsdrossel und der Spritzpistole 50 wesentlich
bis zum hohen Zufuhrleitungsdruck. In diesem Fall verlässt beim
anfänglichen
Betätigen
des Auslösers 130 wieder
ein Strom oder Spritzer nicht zerstäubter Farbe die Spritzpistole 30.
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Alternativ
ist, sollte ein separater Druckregler am Hauptverteiler der Spritzstation
mit einem separaten Strömungsdrossel
benachbart zur Spritzpistole 30 verwendet werden, beim
Loslassen des Auslösers 130 der
Spritzpistole 30 der Druckregler nicht in der Lage, für ein schnelles
Ansprechen zu sorgen, da der Strömungsdrossel
wesentlich von dem Druckregler entfernt angeordnet ist, im allgemeinen
im Bereich von ungefähr
7,6 m (25 Fuß),
was nicht den benötigten
Gegendruck liefert, um dieses schnelle Ansprechen des Diaphragmas
zu liefern. Deshalb wird der Druckregler wieder nicht schnell und
vollständig schließen, so
dass die Farbe zwischen dem Druckregler und der Spritzpistole, welche
ungefähr
7,6 m (25 Fuß)
lang sein kann, auf dem hohen Zufuhrleitungsdruck ist. Sobald der
Auslöser 130 wieder
betätigt
wird, tritt diese lange Farbsäule
aus der Spritzpistole 30 in einer nicht zerstäubten Weise
aus, wodurch sowohl Farboberflächen
beeinträchtigt
werden als auch Farbe verschwendet wird. Folglich werden durch Vorsehen
des Reglers im wesentlichen benachbart zum Drossel in einer einzigen
Einheit oder Baugruppe, welche im wesentlichen zur Spritzpistole 30 benachbart
montiert ist, die herkömmlichen
Systemen zugeordneten Nachteile beseitigt.
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Die
vorstehende Erörterung
offenbart und beschreibt nur beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung. Ein Fachmann wird aus solchen Erörterungen und aus den beiliegenden
Zeichnungen und Ansprüchen
leicht erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und
Variationen darin vorgenommen werden können, ohne von den Ansprüchen abzuweichen.