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Gerät zum Spritzen von Spritzgut mit schleifenden Bestandteilen Die
Erfindung betrifft ein Gerät zum Spritzen von Spritzgut mit schleifenden Bestandteilen
mittels einer spritzgutfördernden Kolbenpumpe mit einem mit Steuerkanten zur Regelung
der je Hub verspritzten Spritzgutmenge ausgerüsteten Steuerkolben.
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Bei solchen Spritzgeräten hat sich der Mangel herausgestellt, daß
das Spritzgut mit seinen schleifenden Bestandteilen sehr rasch die Steuerkanten
abnutzt. Da selbst geringe Formänderungen dieser mit großer Genauigkeit herzustellenden
Steuerkanten weitgehende Änderungen der Fördermenge hervoi-rufien und zur Unbrauchbarkeit
des Gerätes. führen können, ist die Lebensdauer solcher Spritzgeräte beim Spritzen
z. B. von Spachtelfarbe sehr igering.
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Um .diesem Mangel abzuhelfen, ist gemäß, der Erfindung vorgesehen,
d,aß zwischen dem Steuerkolben und dem das Spritzgut aufnehmenden dickwandigen Zylinder
eine Hilfsflüssigkeit und ein im Bereich: seiner dem Steuerkolben abgewendeten Stirnkante
von Steuerkanten freier, frei drehbarer Hilfskotben :angeordnet ist.
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Man erreicht dadurch, daß die Abnutzung nur ,an der Stirnkante des
Hilfskolbens auftritt, sich an diesem aber auf den ganzen Umfang verteilt, weil
er sich frei dreht. Da der Hilfskolben keinerlei Steuerkaalten aufweist, kann sich
die Abnutzung nicht als Beaeinträch:-tigung des Steuervorganges auswirken. Die Lebensdauer
eines Gerätes gemäß der Erfindung ist um ein Vielfaches heraufgesetzt.
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Der von Steuerkanten freie Hilfskolben stellt sich in der Herstellung
im übrigen so billig, daß .seine ab und zu vorzunehmende Auswechslung gegen einen
neuen die Betriebskosten kaum wesentlich belastet. Außerdem hat das Fehlen jeder
mit anderen Teilen, in bestimmter Weise zusammenarbeitender Aussparungen am Hilfskolben
den Vorteil, daß er auch von ungeschulten Kräften ausgewechselt werden kann, während
dies beim Steuerkolben nur ein besonders dafür ausgebildeter Mechaniker vornehmen
kann.
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Es ist zwar bei Benzineinspritzpumpen bekannt, einen Zwischenkolben
vorzusehen. Dieser ist aber in seiner baulichen Ausgestaltung und Anordnung verwickelter
.als der zugehärige rein zylindrische, angetriebene Hauptkolben. Die Verwendung
einer solchen Einrichtung im Sinne der Erfindung kommt deshalb nicht in Frage.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt ein pistolenförmiges Spritzgerät mit im Handgriff angeordnetem
Antriebsmotor für die Pumpe.
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Abb: 2 zeigt -denjünigen Teil des Gerätes, welcher dem Lauf der Pistole
entspricht, in vergrößertem Maßstab, und zwar teilweise im Schnitt.
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Abb. 3 und q. zeigen je den gleichen Ausschnitt aus Abb. 2 bei jeweils
einer anderen Stellung verschiedener Einzelteile.
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Abb. 5 gibt eine weitere Möglichkeit, den Ein- und Auslaß des Spritzgutes
zu gestalten. Mit i ist das gemeinsame Gehäuse für die Düse und die Pumpe bezeichnet.
Das Gehäuse 2 für das Getriebe ist an das Gehäuse i
angeschlossen
und seinerseits mit Hilfe einer Überwurfmutter 3 verbunden mit dem Gehäuse 4 des
Elektromotors, das gleichzeitig den Handgriff der Spritzpistole bildet. Der Schalter
5 ragt aus dem Hinterende des Mo-: torgehäuses 4 heraus. Mit 6 und 7 ist das Stromzuleitungskabel
bzw. dessen Gummi=: Schutztülle bezeichnet.
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An dem Gehäuse i ist der Spritzgutsvorratsbehälter 8 gelenkig befestigt.
Außerdem ist an dem Gehäuse-i der Lagerbock g für den abzugsbügelähnlichen Hebel
i o vorgesehen, mit -welchem, wenn er entgegen der Wirkung einer Federkraft auf
den Motor zu geschwenkt -wird, die je Hub verspritzte Spritzgutmenge vergrößert
-werden kann.
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Über ein in der Zeichnung nicht sichtbares Getriebe versetzt der Motor
den Kolben i i ,der Pumpe in hin und her gehende Bewegung. Der Kolben ist in dem
Zylinder 12 geführt. Der Kolben besorgt mit seiner vorderen Stirnkante und seinem
besonders ausgebildeten Kopf gleichzeitig die Steuerung von Einlässen. 13. Mit ihm
kann durch Verdrehen um seine Längsachse die je Hub geförderte Flüssigkeitsmenge
geändert werden. Der Kolben kann außen mit Hilfe des Bügels io gedreht werden.
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In den Zylinder 12 münden zwei Einlässe 13, -welche mit dem ihn ringförmig
umschließenden und an den Raum 15 angeschlossenen Hilfsflüssigkeitsvorratsraum 14
verbunden sind. Da die in den erwähnten Räumen untergebrachte Hilfsflüssigkeit nicht
das zu zerstäubende Spritzgut selbst, sondern ein gut schmierendes öl, wie z. B.
Paraffin, ist, ist der Kolben i i stets gut geschmiert. Die Räume 14 und 15 sind
von außen her durch die mit Hilfe der Schrauben 16 und 17 verschließbaren Löcher
zugänglich. Die Schraube 17 dient gleichzeitig .als. Sicherungsbolzen gegen Verdrehen
des Zylinders 12.
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Am vorderen (Kopf-)Teil des Kolbens i i sind Aussparungen vorgesehen,
welche so ausgebildet und angeordnet sind, daß je nach dem Maß der Verdrehung des
Kolbens von seiner Ausgangsstellung aus, die beim Druckhub vom Kolben zunächst verschlossenen
Kanäle 13 früher oder später über die Aussparungen wieder Verbindung mit der Druckseite
des Kolbens erhalten. Von diesem Augenblick ab fördert der Kolben natürlich nicht
mehr, d. h. er preßt einen Teil seires Hubvolumens -wieder zu den Einlässen 13 zurück.
Die Aussparungen bestehen ans einer Ringnut i i- und einer Längsnut i ih. Die eine
seitliche Begrenzungsfläche dieser Nut i 1 v ist von einer bestimmten, von der Kolbenstirnkante
aus gemessenen Entfernung ab so zurückgenommen, daß sie den Kolben längs einer Wendel
i ic umläuft und bis zur Ringnut i ja reicht. Ist die Kolbenstirnkante beim D@ruckliub
,an den öffilung en 13 vorbeigegangen, so beginnt der Druckanstieg der vor dem Kolben
hergeschobenen Hilfsflüssig-I@eitsmenge und hält so lange an, bis die kilüche i
ic das eine der Löcher 13 erreicht. Übn diesem Augenblick ab pumpt der Kolben während
des Resthubes die vor ihm befindliche Hilfsflüssigkeit wieder -durch die Nut iia
zu den Einlässen 13 zurück. Je nach der durch die Verdrehung des Kolbens bedingten
Winkelstellung tritt während des Druckhubes ein Augenblick ein, in welchem die Fläche
i i, die eine der öffnungen 13 erreicht, innerhalb eines Hubes früher oder später,
so daß ein größeres oder ein kleineres Volumen wirklich gefördert wird.
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An den Druckraum vor dem Kolben i i schließt sich die Bohrung 18 eines
dickwandigen Zylinders 19 an, und zwar liegt zwischen den Zylindern 12 und i9 noch
eine Zwischenplatte 2o mit einem Mitteldurchlaß. Mit 21 ist eine Dichtungspackung
bezeichnet. In der Bohrung ist ein hohler Kolben 22 ohne Sicherung gegen Verdrehung
längsgeführt. Eine Feder 23 ist bestrebt, ihn in Richtung auf den Kolben i i zu
schieben, bis er mit seinem Ansatz 22a so in die Bohrung der Scheibe 2o hineinragt,
daß diese fast ganz ausgefüllt ist. Der Kolben 22 ist zum Fördern des eigentlichen
Spritzgutes bestimmt. Er wird mit Hilfe der vom Kolben i i unter Druck gesetzten
Hilfsflüssigkeit verschoben. Die Menge des je Hub vom Kolben 22 seinerseits unter
Druck gesetzten Spritzgutes ist damit auch abhängig von dem Maß der Winkelverstellung
des Kolbens i i. Der Kolben 2z ist gleichzeitig Steuerschieber. Er verschließt bei
seinem Druckhub die Zulaufbfinung 24, welche die Bohrung 18 mit dem Behälter 8 für
das Spritzgut verbindet. Sobald die öffnung 24 geschlossen ist, beginnt der Druckanstieg
in dem Spritzgut vor dem Kolben 22. Dias Spritzgut wird über das in dem Einsatzstück
26 untergebrachte Kugelventil 27 und die Nuten 28 sowie den Ringkanal 29 und von
dort durch die Bohrung 3o im Düsenkörper 33 der Düse zugeführt. Die in der Zeichnung
nicht sichtbare Düse -wird durch einen von der Feder 31 belasteten Nadelverschlu.ß
so lange verschlossen gehalten, bis der für eine genügend feine Zerstäubung erforderliche
Drück erreicht ist. Das Einsatzstück 26 wird durch .eine Innenmutter 32 und .der
Düsenkörper 33 durch eine weitere Innenmutter 34 im Gehäuse i gehalten. Durch die
Innenmutter 32 werden über das Einsatzstück 26 ,auch der -Zylinder i9 und die Druckplatte
2o gegen den Zylinder 12 gedrückt, der mit einem Kragen an einem Bund des Gehäuses
i anliegt. Auch nvischen dem Düsenkörper 33
und dem Einsatzstück
26 ist eine Zwischenplatte 35 vorgesehen, durch die ein Loch 36 hindurchgebohrt
ist, welches den die-Düsenfeder umgebenden Raum mit der Bohrung 37 im Einsatzstück
26 verbindet und so den Rücklauf von Leckflüssigkeit aus dem Federraum des D.üsenkärpers
zum Spritzguteinlaßkana124 ermöglicht. Auch Leckfl:üssigkeit, welche etwa zwischen
dem Teil26 und dem Zylinder i 9 hindurchdringen oder entlang dem Kolben 22 zwischen
diesen und dem Zylinder 29 vordringen sollte, wird durch die Kanäle 38 dem Einlaß
24 zuggeführt.
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Zur Wirkungsweise der beschriebenen. Einrichtung ist, soweit eine
Erl,ä.uterung noch notwendig ist, folgendes zu erwähnen: Der im Zylinder 12 hin
und her bewegte Kolben i i beginnt in demjenigen _Augenblick auf die vor ihm befindliche
Hilfsflüss'-:gkeit zu drücken, wenn seine Stirnkante beim Druckhub die Einlässe
13 überschritten hat (Abb. 3). Er hört auf zu drücken, sobald beim weiteren Vorgehen
die Kante i ic des Kolbenkopfes .einen der Auslässe 13 erreicht hat (Abb. 4), d.
h. je nach der Winkelstellung des Kolbens drückt dieser nur während eines mehr oder
weniger großen Bruchteils seines Hubes auf die Hilfsflüssigkeit.
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Die verdrängte, von dem Kolben i i unter Druck gesetzte Menge der
Hilfsflüssigkeit verschiebt ihrerseits den Kolben 22 je nach ihrer Menge mehr oder
weniger weit. In dem Augenblick, in dem die Öffnung 13 von der wendelförmigen Steuerkante
i ic erreicht wird und der Druck der Hilfsflüssigkeit absinkt, schnappt der Kolben
22 schon wieder auf seinen Sitz zurück, obwohl der Kolben i i noch weiter vorgeht
(Abb. i). Beim Zurückgehen des Kolbens i i strömt zunächst die Hilfsflüssigkeit
durch die Nut 1 ja wieder vor den Kolben, bis dieser wieder beide öffnungen 13 geschlossen
hat. Hierauf folgt ein kurzer Hubteil, während dem ein Vakuum vor dem Kolben erzeugt
wird. Damit während dieses Zeitraumes kein Spritzgut entlang dem Kolben 22 angesaugt
wird, sitzt dieser mit Dichtungssitz auf der Druckplatte 2o auf. Nachdem auch die
Stirnkante des Kolbens i i beim Rückhub die Einlässe 13 erreicht hat, strömt die
Hilfsflüssigkeit unter dem Einflw13 des Vakuums rasch in den Füllraum ein, der sich
so immer mit der gleichen Menge der Flüssigkeit füllt.
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Beim Vorgehen des Kolbens 22 wird @ähnlich wie beim Kolben i i zunächst
der Einlaß 24 durch den Kolben 22 verschlossen. Von diesem Augenblick ab beginnt
der D@ru!ck auf das Spritzgut. Unter Überwindung des Schließdruckes des Ventils
26 und des Nadelverschlusses 25 der Düse wird je nach der Fördermenge des Kolbens
i i mehr oder weniger Spritzgut je Hub verspritzt. Der Schließdruck des Ventils
27 ist verhältnismäßig gering.- Es hat nur die Aufgabe, zu verhindern, daß aus dem
Düsenkörper 33 Spritzgut zurückgesaugt wird.
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Bei der beschriebenen Einrichtung kann es nicht mehr vorkommen, daß
das Spritzgut den Steuerkolben angreift und dessen Steuerkante in der Weise abnutzt,
daß die Fördermenge nicht mehr der ursprünglichen Einstellung entspricht oder gar
der Kolben so viel Spiel bekommt, daß er den notwendigen Druck nicht mehr erzeugen
kann. Dies. beruht im wesentlichen darauf, daß der Kolben 22 eine viel längere Führung
hat, als man sie dem Kopf des Steuerkolbens i i gehen kann, so daß schon aus diesem
Grund bei dein Zwi-8sch:enkolben 22 die Abnutzung durch das Spritzgut eine sehr
viel geringere Rolle spielt. Auch die Abnutzung der Steuerkante, d. h. der vorderen
Stirnfläche des Hohlkolbens 22, wird sehr viel geringer, da dieser Kolben im Gegensatz
zum Steuerkolben i i sich frei in der Zylinderbohrung 18 drehen kann, so daß jede
Stelle seines Stirnrandes mit der Einlaßöffnung zusammenarbeiten kann. Auch der
Überdruck der schmierfähigen Hilfsflüssigkeit gegenüber demjenigen der Farbe sichert
eine ,gute Schmierung ,auf einem großen. Teil der Länge des Kolbens 22. Schließlich
ist als besonders wichtig anzusehen, däß. sich die Herstellungskosten des Kolbens
22 zu. denjenigen des Kolbens i i etwa verhalten, wie i : i o. Es ist daher unbedenklich
und durchaus tragbar, den Kolben 22 notfalls durch einen neuen zu ersetzen, was
bei der gewählten Bauart .auch sehr einfach ist.
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Beim Beispiel, gemäß Abb.5 mündet das Spritzgut nicht durch seitliche
Kanäle in den dem Zylinder i 9 (Abb. 2) entsprechenden Zylinder i 19, sondern vielmehr
durch eine in einer Zwischenplatte 140 vorgesehenen, in der Mittelachse des Zylinders
verlaufende Bohrung 141. Diese erhält ihren Zufluß durch die Querbohrung 142 der
Zwischenplatte 14o aus dein ringförmigen Raum 124 im Gehäuse ioi. Zwei Auslaß-ö.ffnungen
sind vorgesehen, die parallel zur Bohrung 141 verlaufen und um 9o° zur Bohrung 142
versetzt angeordnet sind, so daß nur die eine, 143, u;n.d zwar gestrichelt, dargestellt
ist. Sie münden in einen Sammelraum 14,1 vor dem im übrigen dem Ventil 27 der Abb.2
entsprechenden Druckkugelventil 127 im Ventilkörper 126.
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Die Einlaßbohrung 1,11 wird an ihrem zu einem Ventilsitz erweiterten
zylinderseitigen Ende verschlossen durch eine passende Verschlußnade1145. Die Nadel
ist mit ihrem kolbenähnlich verdickten Hinterende 146 in der Mittelbohrung des Kolbens
122 geführt und durch einen Sprengring 147 darin gehalten.
Die Feder
148 ist bestrebt, den Kolben 146 stets gegen den Sprengring zu drükken. Die Nadellänge
ist so bemessen, daß sie bei der hinteren Totlage des Kolbens 122 mit diesem ein
kleines Stück von ihrem Sitz -abgezogen ist und # den Einlaß frei gibt (Abb.S).
Aber schon nach geringem Vorwärtshub sitzt sie wieder auf und verschließt die Bohrung
141. Der Druckanstieg beginnt: Die Ausführung nach Abb. 5 hat den Vorteil, daß der
Einlaß ganz aus dem Bereich der Abnutzung zwischen Kolben 122 und Zylinder i 19
herausgenommen ist. Der Sitz zwischen Nadel 145 und Bohrung 141 läppt sich immer
wieder .ein, so daß hier die Abnutzung keine nachteiligen Folgen .hat.
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Besonders vorteilhaft ist es, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt,
das Gehäuse für, die Hiauptpumpe, die Hilfspumpe, den D,üsenkärper und den Vorratsrauen
der Hilfsflüssigkeit aus einem einzigen Formstück herzustellen: Die Erfindung kann
auch daxm verwirklicht werden, wenn ,anstatt durch die Hauptpumpe die Kraftübertragung
auf den Hilfskolben durch eine Flüssigkeit erfolgt, welche einer ständig unter Druck
stehenden Leitung oder einem Druckbehälter .entnommen wird, wobei dann der Raum
vor dem Hilfskolhen, 22 durch ein Steuerorgan abwechselnd an diese DTuckleitung
und an eine unter geringerem Druck stehende oder drucklose Leitung angeschlossen
wird.