DE69116454T2 - Tragbare Farbspritzpistole - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Farbspritzpistole und ein Luftventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Ein Luftventil dieser Art ist in der US-A-2 888 207 mit einen im wesentlichen zylindrischen, sich axial erstreckenden Nabenabschnitt mit einer Durchgangsbohrung, einem radial nach außen vorspringenden Stützabschnitt, der an dem Nabenabschnitt montiert ist, und einem äußeren Randabschnitt an dem Stützabschnitt, der eine abgeschrägte Dichtfläche hat, welche mit einem Ventilsitz in Schließverbindung gebracht werden kann, gezeigt.
• In der DE-A-2 737 680 ist ein Luftventil für eine Sprühpistole gezeigt, welches einen ersten beweglichen Ventilabschnitt mit einer Durchgangsbohrung und einen zweiten beweglichen Ventilabschnitt zum Schließen und Öffnen des ersten beweglichen Ventilabschnitts aufweist. Der erste bewegliche Ventilabschnitt hat einen abgeschrägten Abschnitt und eine axiale Aussparung in dem Bereich des abgeschrägten Abschnittes.
• Diese Erfindung betrifft das Gebiet der tragbaren Sprüheinrichtungen und spezieller tragbare Farbspritzpistolen, die als Großvolumen-Niederdruck-Farbspritzpistolen oder HVLP (high volume low pressure)-Farbspritzpistolen bekannt sind. In der Vergangenheit waren solche Pistolen gekennzeichnet durch einen relativ komplexen und kostenintensiven Abdichtmechanismus, um das Austreten von Druckluft aus dem Inneren solcher Pistolen zu verhindern. Die vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Einrichtung zum Verhindern des Austretens von Druckluft in einer einfachen und effizienten Struktur vor.
• Die vorliegende Erfindung sieht eine tragbare Farbspritzpistole und ein Luftventil mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor.
• In den Figuren zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht von rechts der vorliegenden Erfindung, wobei Teile weggeschnitten sind, und wobei bewegliche Teile in einer AUS-Position gezeigt sind,
• Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Details der Schaftabdichtung,
• Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht eines Details des Luftventils,
• Fig. 4 eine seitliche Teilansicht von rechts, wie in Fig. 1, wobei die beweglichen Teile in einer Zwischenposition sind, und
• Fig. 5 eine seitliche Teilansicht von rechts, wobei die beweglichen Teile in einer EIN-Position sind.
• In den Zeichnungen und spezieller in Fig. 1 ist eine tragbare Farbspritzpistole 10 dargestellt. Die Pistole 10 weist einen Griff 12 auf, der vorzugsweise hohl ist und durch den Druckluft gehen kann, wenn er über ein Anschlußstück 14 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Die Pistole 10 weist ferner einen Farbbecher 16 auf, der ein Siphonrohr 18 hat, um im Betrieb Farbe aus dem Farbbecher 16 zu ziehen. Die Pistole weist ferner einen Auslösehebel 20 auf, der über einen Auslösestift 24 schwenkbar an einem Pistolenkörper 22 montiert ist.
• Die Pistole 10 weist ferner eine Luftkappe oder Luftabdeckung 26 auf, die von einem Sperring 28 auf dem Körper 22 gehalten wird. Eine Luftabdeckungsfeder 30 ist vorzugsweise an einer Rastplatte 32 befestigt, beispielsweise durch Punktschweißen. Die Rastplatte 32 weist vorzugsweise Vorsprünge 34, 36 auf, die jeweils in Schlitzen 38, 40 zurückgehalten werden, um eine Drehung der Platte 32 zu verhindern. Die Platte 32 weist vorzugsweise kreuzförmige Öffnungen auf, die zwischen Vorsprüngen auf der Platte 32 (nicht gezeigt) liegen, welche von passenden Aussparungen (nicht gezeigt) in der Luftabdeckung 26 aufgenommen werden. Die Rastnasen in der Platte 32 und die Aussparungen in der Abdeckung 26 wirken zusammen, um die Abdeckung 26 in einer von drei vorgegebenen Positionen zu halten, um auf bekannte Weise das Farbmuster zu steuern. Die Pistole 10 weist ferner eine Fluiddüse 42 auf, die mit einer Nadel 44 zusammenwirkt, um ein Nadel- oder Farbventil 46 zu bilden, um den Farbstrom oder den Strom eines anderen Materials, das von der Pistole 10 abgegeben wird, zu steuern. Vorzugsweise ist eine Nadeldichtungsmutter 48 in den Körper 22 geschraubt, um eine Nadeldichtung 50 gegen die Nadel 44 zu drücken.
• Die Pistole 10 weist ferner einen Luftkanal 52 in Verbindung mit einem Plenum, oder einer Luftkammer, 54 auf, welches die Fluiddüse 42 umgibt. Das Plenum 54 steht in Verbindung mit einer Aussparung 56 in der Luftabdeckung 26. Der Auslösehebel 20 ist in Kontakt mit einem Luftventilschaft 58, der die Nadel 44 umgibt und ein Luftventil 60 trägt. Ein Luftstopfen 62 wird vorzugsweise in den Körper 22 geschraubt, um einen alternativen Einlaß zu dem Kanal 52 zu versperren. Bei der in Fig. 1 gezeigten Konfiguration ist die Pistole 10 für einen "Nicht- Bluter"-Betrieb ausgelegt. Durch Austauschen des Stopfens 62 durch ein Anschlußstück 14 und Zuführen von Luft direkt in den Kanal 52 würde die Pistole 10 für einen "Bluter"-Betrieb konfiguriert.
• Das Ventil 60 wird auf dem Schaft 58 von einem Haltering 64 auf einer Seite des Ventils 60 und durch einen Flansch 66 auf der anderen Seite des Ventils 60 gehalten. Das Ventil 60 wird von einer Luftventilfeder 70 zu einem passenden Sitz 68 gedrückt. Die Luftventilfeder 70 steht auch mit einer Schaftdichtung 72 in Kontakt. Die Schaftdichtung 72 dichtet den Schaft 58 gegen ein Materialeinstellgehäuse 74 ab, welches in den Pistolenkörper 22 geschraubt ist. Eine Nadelfeder 76 wird von einem Materialeinstellknopf 78 gehalten, der in das Gehäuse 74 eingeschraubt ist, und die Feder 76 drückt die Nadel 44 nach vorne gegen die Düse 42, um das Nadelventil 46 in einer geschlossenen Position zu halten.
• Eine Muffe 79, die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, dient als eine Führung und eine Luftdichtung um den Schaft 58 und hält den Schaft 58 und die Nadel 44 während des Zusammenbaus und des Betriebs der Pistole zueinander ausgerichtet. Es sei bemerkt, daß die Muffe 79 keine "luftdichte" Dichtung sein muß, weil sie nur das Austreten oder Lecken von Luft längs des Schafts 58 verhindern muß, wenn das Ventil 60 in der Zwischenposition und in der EIN-Position ist.
• Im folgenden wird spezieller auf Fig. 2 Bezug genommen, wo verschiedene Details der Schaftdichtung 72 dargestellt sind. Die Dichtung 72 hat einen mittleren Abschnitt 80 mit einem radial nach außen vorspringenden Flansch 82 und einer im wesentlichen zylindrischen inneren Aussparung 84, die radial innerhalb des Flansches 82 liegt. Die Dichtung 72 hat ferner einen ersten konischen Rand 86, der sich axial in einer ersten Richtung vom Flansch 82 weg erstreckt, mit einer flachen konischen Neigung von einem relativ dickeren Querschnitt 88 in der Nähe des Flansches 82 zu einem relativ dünneren Querschnitt 90 entfernt von dem Flansch 82. Die Schaftdichtung 72 hat ferner eine erste Verlängerung 92 der im wesentlichen zylindrischen inneren Aussparung 84, wobei die Verlängerung 92 radial innerhalb der Oberfläche 86 liegt.
• Die Dichtung 72 weist ferner einen zweiten konischen Rand 94 auf, der sich axial in eine zweite Richtung, zur ersten Richtung entgegengesetzt, von dem Flansch 82 weg erstreckt, und sie hat ferner eine zweite Verlängerung 96 der im wesentlichen zylindrischen inneren Aussparung 84, die sich axial längs und radial innerhalb des Randes 94 erstreckt.
• Der Rand 94 der Dichtung 72 hat eine konische Innenseite 98, die sich von der zweiten Verlängerung 96 der im wesentlichen zylindrischen inneren Aussparung 84 zu einer zylindrischen Schaftdichtfläche 100 erstreckt, die in der zweiten Richtung axial von dem Flansch 82 entfernt liegt. Der Rand 94 hat ferner eine abgeschrägte Dichtfläche 102 mit einer äußeren konischen Neigung, welche mit einer passenden, entsprechend abgeschrägten Bohrung oder Fase 104 in dem Element 74 der Farbspritzpistole 10 in Kontakt gebracht und eingepaßt werden kann, so daß die Schaftdichtung 72 den Durchtritt von Luft zwischen dem Steuerschaft 58 und der Schaftdichtfläche 100 verhindert und auch zwischen der Dichtfläche 102 und der abgeschrägten Bohrung 104, wenn Druckluft in der Kammer 106 ist.
• Es sei bemerkt, daß der erste konische Rand 86 eine derartige Größe hat, daß er mit der zylindrischen Druckfeder 70 einen Preßverbund bilden kann, um die Dichtung 72 auf der Feder 70 zu halten, wenn die Pistole 10 auseinandergenommen wird. Es sei ferner bemerkt, daß die Feder 70 auf den Flansch 82 einwirkt, um die Dichtung 72 relativ zu dem Steuerschaft 58 in die zweite Richtung zu drücken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform neigt sich der erste konische Rand 86 von einem Durchmesser von 0,228 Inch zu einem Durchmesser von 0,311 Inch, und die Feder 70 hat einen Innendurchmesser von 0,316 Inch.
• Es sei ferner bemerkt, daß die abgeschrägte Dichtfläche 102 des konischen Randes 94 vorzugsweise eine Neigung hat, die im wesentlichen gleich einer Neigung der konischen Innenfläche 98 ist, um eine konstante Querschnittsdicke des Randes 94 zwischen den Oberflächen 98 und 102 vorzusehen. Es sei ferner bemerkt, daß die zylindrische innere Aussparung 84 zusammen mit ihren Verlängerungen 92, 96 vorzugsweise einen Durchmesser hat, der wesentlichen größer als der Durchmesser der Steuerwelle ist, um welche die Dichtung 72 angeordnet ist, so daß es einen radialen Freiraum zwischen dem Schaft 58 und der Aussparung 84 mit ihren Verlängerungen 92, 96 gibt. Ferner hat die Schaftdichtfläche 100 vorzugsweise eine axiale Länge, die im Vergleich zu der axialen Länge der gesamten Schaftdichtung 72 relativ kurz ist (z.B. weniger als zehn Prozent), so daß der Widerstand gegen eine relative axiale Bewegung zwischen dem Steuerschaft 58 und der Dichtung 72 minimiert wird.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oberfläche 100 0,025 Inch lang, während die Dichtung 72 insgesamt 0,365 Inch lang ist. Die Flächen 98, 102 und 104 haben vorzugsweise eine konische Neigung von 30 Grad.
• Im Betrieb drückt eine Kraft von der Feder 70 die Dichtung 72 gegen die abgeschrägte Bohrung oder Fase 104 in dem Materialeinstellgehäuse 74, wodurch eine luftdichte Dichtung erzeugt wird. Die von der Feder 70 erzeugte axiale Kraft oder der axiale Druck wird durch das Zusammenwirken der Oberflächen 102, 104 in eine radiale Kraft umgesetzt, so daß die Fläche 100 gegen den Schaft 58 gedrückt wird (wobei die konische Flexibilität des Randes 94 ausgenutzt wird) und eine luftdichte Dichtung gebildet wird. Wenn sich die Dichtung 72 bei der Oberfläche 100 abnutzt, kann sich die Dichtung 72 axial in die zweite Richtung bewegen, in die sie von der Feder 70 gedrückt wird, um einen ausreichenden Druck aufrechtzuerhalten, um eine Abdichtung zwischen dem Schaft 58, der Dichtung 72 und dem Gehäuse 74 zu gewährleisten.
• In Fig. 3 können verschiedene Details des Luftventils 60 erkannt werden. Das Ventil 60 hat einen im wesentlichen zylindrischen, sich axial erstreckenden Nabenabschnitt 110 mit einer Durchgangsbohrung 112, einem radial nach außen vorspringenden Stützabschnitt 114, der an dem Nabenabschnitt 110 montiert ist, und einen im wesentlichen konischen äußeren Randabschnitt 116, der sich koaxial zu dem Nabenabschnitt 110 erstreckt und an dem Stützabschnitt 114 radial außerhalb des Nabenabschnitts 110 montiert ist. Der Randabschnitt 116 hat eine abgeschrägte Dichtfläche 118, die mit einer abgeschrägten Ventilsitzfläche 120 in dem Körper 22 der Pistole 10 passend zusammengebracht werden kann. Das Ventil 60 weist ferner eine axiale Aussparung 122 auf, die in einem radial innerhalb der abgeschrägten Dichtfläche des Randabschnitts 116 liegenden Bereich liegt. Der Nabenabschnitt 110 des Ventils 60 weist eine erste Schulter 124 und eine zweite Schulter 126 auf, um das Ventil in einer ersten und einer zweiten axialen Richtung auf dem Schaft 58 zu positionieren. Die Schulter 124 wird von dem Haltering 64 gehalten, und die Schulter 126 wird von dem Flansch 66 auf dem Schaft 58 gehalten.
• Sowohl die Dichtung 72 als auch das Ventil 60 sind vorzugsweise aus einem relativ nachgiebigen Werkstoff hergestellt, wie unbehandeltem (jungfräulichem) Polytetrafluorethylen, das von EI Dupont de Nemours Co. unter der Marke TEFLON verkauft wird. Der Werkstoff des Ventils 60 ist vorzugsweise gleichartig mit dem Randabschnitt 116, der im Vergleich zu dem Naben- und dem Stützabschnitt 110, 114 relativ flexibel ist, so daß die Dichtfläche 118 sich an die Sitzfläche 120 anpaßt, wenn das Ventil 60 gegen die Sitzfläche 120 gezogen wird. Die Oberfläche 118 hat vorzugsweise einen äußeren konischen Winkel 128 von 16 Grad, während die Sitzfläche 120 vorzugsweise einen inneren konischen Winkel 130 von 18 Grad hat.
• Der Randabschnitt 116 schafft eine "nachgiebige" Ausrichtung zwischen der Dichtung 60 und der Sitzfläche 120. Die Flexibilität des Randabschnitts 116 ermöglicht, daß die abgeschrägte Dichtfläche 118 radiale und axiale Fehlausrichtungen zwischen der Dichtung 60 und dem Pistolenkörper 22 ausgleicht. Da der Winkel 130 größer ist als der Winkel 128, kontaktiert eine Vorderkante 132 der Dichtfläche 118 die Oberfläche 120 zuerst. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Nabenabschnitt 120 und der Stützabschnitt 114 im Vergleich zu dem Randabschnitt 116 relativ starr sind, wobei der Randabschnitt konisch relativ flexibel ist und einen zweiten Dichtbereich längs der Oberfläche 118, entfernt von der Vorderkante 132 schafft, wodurch ein Kriechen oder eine Kaltverformung des Lippenabschnitts 116 während der Lebensdauer der Pistole 10 ausgeglichen wird. Die Starrheit des Stützabschnitts 114 schafft auch einen Schutz des radialen Freiraums des Randabschnitts 116, wodurch die Möglichkeit der Beschädigung während der Lagerung und Handhabung des Ventils 60 vor der Montage in der Pistole 10 vermindert wird.
• Mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 sowie mit Bezug auf Fig. 1 ist im folgenden der Betrieb des Luftventils und der Dichtung beschrieben.
• In Fig. 1 ist die Pistole in einer AUS-Position gezeigt, bei der sowohl das Farb- oder Nadelventil 46 als auch das Luftventil 60 geschlossen sind. Das Farbventil 46 ist geschlossen, wenn die Nadel 44 sich in ihrer vordersten Position befindet und das Innere der Fluiddüse 42 kontaktiert. Das Luftventil 60 befindet sich in der Schließposition, wenn der Steuerschaft 58 in seiner vordersten oder geschlossenen Position ist. Wenn die Pistole für den "Nicht-Bluter"-Betrieb konfiguriert ist, bewirkt das Zurückziehen des Auslösehebels 20 von der AUS- oder geschlossenen Position, die in Fig. 1 gezeigt ist, zu einer Zwischenposition, die in Fig. 4 gezeigt ist, eine Bewegung des Steuerschafts 58, jedoch nicht der Nadel 44, wodurch der Kanal 52 zu der Druckluftquelle geöffnet wird, indem das Luftventil 60 von der Sitzfläche 120 wegbewegt wird, so daß Luft hindurchtreten kann. Ein weiteres Verschieben des Auslösehebels 20 von der in Fig. 4 gezeigten Position zu der in Fig. 5 gezeigten Position bewegt den Steuerschaft 58 axial innerhalb der Dichtung 72 weiter in die zweite Richtung, so daß der Steuerschaft die Nadel 44 gegen die Feder 76 treibt und das Nadelventil 46 öffnet.
• Man erkennt also, daß in Fig. 1 sowohl das Farbventil 46 als auch das Luftventil 60 in der AUS-Position sind. In Fig. 4 ist das Luftventil 60 in der EIN-Position, während das Farbventil 46 in der AUS-Position bleibt. In Fig. 5 sind sowohl das Farbventil 46 als auch das Luftventil 60 in der EIN-Position.
• Es sei bemerkt, daß beim Loslassen des Auslösehebels 20 das Farbventil 46 sich in die AUS-Position bewegt, die in Fig. 4 gezeigt ist, während das Luftventil 60 EIN bleibt, so daß Farbe von der Luftabdeckung 26 und dem Äußeren der Fluiddüse 42 entfernt wird. Das weitere Lösen des Auslösehebels 20 ermöglicht eine Bewegung des Steuerschaftes 58 zu der geschlossenen Position für das Luftventil 60, so daß die Dichtfläche 118 an der Sitzfläche 120 anliegt, wenn der Steuerschaft in der geschlossenen Position von Fig. 1 ist. Man erkennt somit, daß die passenden Dicht- und Sitzflächen 118, 120 im gegenseitigen Kontakt sind, wenn der Steuerschaft 58 in der geschlossenen Position ist, und die Dicht- und Sitzflächen 118, 120 sind axial voneinander entfernt, wenn der Steuerschaft 58 in axialer Richtung aus der geschlossenen Position wegbewegt wird. Man beachte, daß die Dichtung 72 eine Luftdichtung zwischen ihr selbst und dem Steuerschaft 58 in jeder der in den Fig. 1, 4 und 5 gezeigten Positionen und während der Bewegung des Schaftes 58 zwischen diesen Positionen aufrechterhält.
• Die Erfindung ist nicht auf alle Einzelheiten dieser Beschreibung beschränkt, da Modifikationen und Variationen der beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Ansprüche zu verlassen.

Claims (8)

1. Tragbare Farbspritzpistole (10), mit einem Steuerschaft (58) zum Steuern der Zuführung von Druckluft, um einen wahlweise vorgesehenen Farbstrom zu zerstäuben, und mit einem Luftventil (60), welches folgende Merkmale aufweist:

a) ein im wesentlichen zylindrischer, sich axial erstreckender Nabenabschnitt (110), der eine Durchgangsbohrung (112) aufweist, welche genau mit dem Schaft (58) zusammenpaßt,

b) ein radial nach außen vorspringender Stützabschnitt (114), der an dem Nabenabschnitt montiert ist, und

c) ein im wesentlichen konischer äußerer Randabschnitt (116), welcher sich koaxial zu dem Nabenabschnitt (110) erstreckt und an dem Stützabschnitt (114) radial außerhalb des Nabenabschnitts montiert ist und eine abgeschrägte Dichtfläche (118) aufweist, welche passend mit einer abgeschrägten Ventilsitzfläche (120) in der Spritzpistole zusammengebracht werden kann,

wobei die passenden Dicht- und Sitzflächen miteinander in Kontakt sind, wenn der Steuerschaft in einer geschlossenen Position ist, und wobei die Dicht- und Sichtflächen axial gegeneinander versetzt sind, wenn der Steuerschaft relativ zu der geschlossenen Position axial verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß

das Luftventil (60) eine axiale Aussparung (122) in einem Bereich aufweist, der radial innerhalb von der abgeschrägten Dichtfläche (118) liegt, und daß die abgeschrägte Dichtfläche (118) eine konische Abschrägung aufweist, die geringer ist als die konische Abschrägung der Ventilsitzfläche (120).

2. Farbspritzpistole nach Anspruch 1, bei welcher der Nabenabschnitt (110) ferner eine erste und eine zweite Schultereinrichtung (124, 126) aufweist, um das Ventil in einer ersten bzw. einer zweiten axialen Richtung auf dem Schaft (58) zu positionieren.

3. Farbspritzpistole nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Ventil (60) aus einem relativ elastischen Werkstoff hergestellt ist.

4. Farbspritzpistole nach Anspruch 3, bei der das Ventil (60) aus einem homogenen Werkstoff hergestellt ist und bei der der Randabschnitt (116) in Bezug auf den Nabenabschnitt und den Stützabschnitt (110, 114) relativ nachgibig ist, so daß sich die Dichtfläche (118) an die Sitzfläche (120) anpaßt, wenn sich der Steuerschaft (58) in der geschlossenen Position befindet.

5. Farbspritzpistole nach Anspruch 3 oder 4, bei der das Ventil (60) aus Polytetrafluorethylän hergestellt ist.

6. Farbspritzpistole nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der äußere Randabschnitt (116) ferner eine vordere Kantenvorrichtung (132) aufweist, um einen Kontakt zwischen den abgeschrägten Dicht- und Sitzflächen (118, 120) einzuleiten, wenn sich das Ventil (60) in die geschlossene Position bewegt.

7. Farbspritzpistole nach Anspruch 6, bei welcher der äußere Randabschnitt (116) sich konisch verformt, um einen Kontakt zwischen den passenden Dicht- und Sitzflächen (118, 120) vorzusehen, so daß mindestens ein sich anpassender Abschnitt der Dichtfläche eine konische Abschrägung annimmt, die gleich der konischen Abschrägung der Ventilsitzfläche ist, wenn das Ventil (60) geschlossen ist.

8. Farbspritzpistole nach Anspruch 7, bei welcher der sich anpassende Abschnitt ferner einen zweiten Dichtabschnitt aufweist, so daß eine Abdichtung gegen ein Entweichen von Luft aufrechterhalten wird, wenn eine allmähliche Verformung und kaltes Fließen des äußeren Randabschnittes auftritt, während sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet.