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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Fluidzufuhrsystem, insbesondere ein Lackiersystem,
welches eine flexible Leitungs- oder Schlauchanordnung beinhaltet,
um eine flüssige
Beschichtungszusammensetzung von einem Farbzufuhrsystem zu einer
Spritzpistole zuzuführen.
Insbesondere betrifft diese Erfindung eine verbesserte Spritzpistole
für das
Lackiersystem.
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Das
Dokument
FR 2 053 814 offenbart
eine Kopplungsvorrichtung, welche schnelles und automatisches Abkoppeln
ermöglicht
und welche besonders an einen elektrochemischen Generator, insbesondere
einen Startergenerator, angepasst ist. Das herkömmliche System umfasst einen
Behälter
für die aktiven
Elemente des Generators, insbesondere für die Elektroden. Ein Behälter enthält ein Starterfluid, d.h.
eine Elektrolytlösung.
Ferner sind dem Behälter und
dem Vorratsbehälter
zugehörige
Leitungen vorgesehen. Die Enden der Leitungen sind mittels einer Kopplungsvorrichtung
verbunden, die in zwei Teile trennbar ist, wobei jedes Teil ein
Sperrventil umfasst, welches jedes der zwei Teile fluiddicht schließt.
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Das
Dokument WO 95/14219 offenbart ein Lackiersystem welches erlaubt,
einzelne oder mehrfache Farbbeschichtungen an Lackspritzstationen zuzuführen. Das
herkömmliche
Lackiersystem ist angepasst, um mit einer Spritzpistole verbunden
zu werden und ermöglicht
insbesondere, eine Fluidkommunikation zwischen einer Quelle und
einer Spritzpistole zur Zufuhr von Fluid von der Fluidquelle zur Spritzpistole
einzurichten.
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Wie
jene, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, verstehen werden,
wird bei bisherigen Farbzufuhrsystemen an einer ersten Station eine
Basislack- bzw. Basisfarbbeschichtung aufgetragen, und dann wird
der Artikel, wie z.B. eine Automobilkarosserie, zu einer neuen Station
befördert,
wo eine Klarlackbeschichtung aufgebracht wird, wobei die Klarlackbeschichtung
der Farbe das Gefühl
von Tiefe vermittelt. Die Fähigkeit,
einen Klarlack und eine Grundierung z.B. einen Basislack zur selben
Zeit aufzutragen, würde
eine dramatische Reduzierung der Kosten der Fahrzeuglackierung in
dem Sinne liefern, dass die Hälfte
der Spritzkabinen beseitigt oder deaktiviert werden könnte und
somit die Hälfte
der Ausrüstung
und die Hälfte
der Arbeitskraft von dem Lackiervorgang abgezogen werden könnte.
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Außerdem ist
die moderne Fabrik typischerweise ausgedehnt und Lackierkabinen
sind nicht in einem Bereich untergebracht oder so angeordnet, dass
sie zueinander parallel sind. Als ein Ergebnis benötigt der
Einsatz einer Reihenschaltung zwischen Lackierkabinen eine aufwendige
Verrohrung, insbesondere wenn der Lack bzw. die Farbe entgegen gesetzten
Seiten jeder Kabine zugeführt
werden muss. Entsprechend wäre
es wünschenswert,
die Anzahl der Leitungen, die zur Farb- bzw. Lackzufuhr in einem
Lackiersystem benötigt
werden, und die Kosten, die mit diesen Leitungen verbunden sind,
zu minimieren.
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Ein
ständiges
Problem in Verbindung mit dem Spritzauftrag von flüssigen Lacken
ist die Gegenwart von Fremdpartikeln in der Flüssiglackzufuhr, welche Fehlstellen
an den Oberflächen
des spritzlackierten Artikels verursachen, was oftmals eine Nacharbeit
oder eine Nachlackierung erforderlich macht. Solche Fremdpartikel,
welche manchmal als „Körner" („seeds") oder „Fäden" („strings") oder „Rotz" („snotter") bezeichnet werden,
werden in vielen Fällen
als eine Folge einer Agglomeration der Lackbestandteile während eines
Stehens oder einer Rezirkulation des Flüssiglackes gebildet, was ein Entfernen
vor dem Ausstoß durch
die Spritzdüse
erforderlich macht. Das vorhergehende Problem ist insbesondere in
Rezirkulations-Typ-Flüssiglacksystemen
ausgeprägt,
obwohl sie in Direktleitungssystemen ebenso gegenwärtig sind.
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Rezirkulations-Lackzufuhrsysteme
beinhalten herkömmlicherweise
einen Mischtank, welcher mit einer geeigneten Rührvorrichtung ausgerüstet ist, um
die flüssige
Beschichtungszusammensetzung gleichmäßig durchmischt zu halten,
und eine Pumpe, um die flüssige
Beschichtungszusammensetzung unter einem gewünschten Druck zu einer manuell
betätigbaren
Zufuhrleitung, welche mit der Spritzdüse verbunden ist, weiterzuleiten.
Ein geeigneter Rückführschlauch
ist vorgesehen, um die überschüssige Menge
an Lack zur Rezirkulation wieder in den Mischtank zurückzuführen und
um den Lack in der Suspension zu behalten. Typisch für so ein
System ist das Rezirkulations-Lackzufuhrsystem, welches in dem Patent
der Vereinigten Staaten Nr. 5, 060, 861 gezeigt ist, dessen Spezifikation
hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. In diesem Lackzufuhrsystem
sind die Zufuhr- und Rückführungsschläuche durch
geeignete Fluidanschlussstücke
miteinander so verbunden, dass sie eine einzige Leitung bilden, welche
koaxiale Durchlässe
zur Zufuhr und Rückführung der
flüssigen
Zusammensetzung aufweist.
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Diese
und gleichartige Lacksysteme nutzen typischerweise viele verschiedene
Anschlussstücke, Verbinder
und Kupplungsanordnungen, um die notwendigen Fluidverbindung(sleitung)en
zu vervollständigen.
Solche Anschlussstücke
sind oft im Allgemeinen aus Metall hergestellt, was dazu führen kann, dass
die Leitung relativ schwer ist. Die Lackzufuhrschläuche oder
die zu Einheiten verbundenen (unitized) Fluidleitungen und die zugeordneten
Fluidanschlussstücke
sollten jedoch so leicht wie möglich sein,
um die Ermüdung
des Bedieners zu verringern und um den Bediener in die Lage zu versetzen,
die Position der Spritzpistole zu beeinflussen.
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Darüber hinaus
werden herkömmliche Spritzpistolen
auch im Allgemeinen aus Metall hergestellt, was dazu führt, dass
die Spritzpistole einschließlich
der Anschlusstücke
relativ schwer ist. Dieses Gewicht kann zu Ermüdung des Bedieners oder zu
Beschwerden führen,
welche auf dem anhaltenden und sich wiederholenden Gebrauch der
schweren Spritzpistole basieren, welche typischerweise ungefähr 22 Unzen
wiegt. Ferner noch kann, wenn der Arbeitstag voranschreitet, diese
Ermüdung
zunehmen, was einen merklichen Rückgang
in der Lackierungs- bzw. Endbearbeitungs-Qualität des zu beschichtenden Objekts
verursacht. Diese verringerte Qualität tritt im Allgemeinen auf,
weil der Bediener den von der Spritzpistole gelieferten Sprühnebel,
im Gegensatz zu einem im Wesentlichen senkrecht zu dem Objekt aufrechterhaltenen
Sprühnebel,
was gewünscht
ist, anwinkelt.
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Dichtungen
und Filter sind in der Lackzufuhrleitung zum Abdichten der Verbindungen
wie auch zum Entfernen von Partikeln aus dem an die Spritzpistole gelieferten
Lack ebenfalls enthalten. Trotz der Dichtungen und Filter können Fremdkörper noch
immer vorhanden sein. Zum Beispiel tendieren die Schnellverbinder,
welche für
die Spritzpistole verwendet werden, dazu, Spritzer (spit) an der
Schnellkupplung beim Trennen zu erzeugen, was im Allgemeinen nicht
wahrnehmbar ist, aber, wenn sie trocken sind, verursachen, dass
Undichtigkeit und Verunreinigungen auftreten. Um Undichtigkeiten
zu vermeiden, ist es ferner bekannt, die Gewindeabschnitte der Fluidanschlussstücke mit
Rohrschmiere (pipe dope) zu überziehen,
und dann die Anschlussstücke
zu montieren. Obwohl diese Anordnung in vielen Fluiddichtungsanwendungen
gut funktioniert, hat sie mehrere Nachteile. Zum ersten muss ein
Rohrinstallateur gerufen werden, um die Einheit zu montieren oder
zu demontieren, was eine Schwierigkeit darstellen kann. Ferner erzeugen
exponierte Gewinde Hohlräume
in der Verbindung zwischen den Komponenten, was eine Lackansammlung
verursacht und Lackpartikel (Schmutz, usw.) erzeugt, welche stromabwärts geschickt
werden und an dem Fahrzeug landen, was zu der Notwendigkeit führt, das
Fahrzeug zurückzuweisen
oder nachzulackieren.
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Verschiedene
Strömungssteuerungsvorrichtungen
oder Lackdrosseln werden ebenfalls bei Lackzufuhrsystemen verwendet.
In vielen Fällen
wurden solche Konstruktionen im Stand der Technik durch ihre Tendenz
behindert, über
Einsatzperioden hinweg zu verstopfen, was häufiges Ersetzen und/oder Stillstandszeit
zum Ermöglichen
der Reinigung erforderlich machte, um sie wieder in die richtigen
Betriebszustände
zurückzuversetzen.
Das Anhäufen
von Ablagerungen in solchen Strömungsreguliervorrichtungen
verursacht eine fortschreitende Verringerung in dem Druck der flüssigen Beschichtungszusammensetzung,
welche an die Spritzdüse geliefert
wird, wodurch sich Variationen in der Qualität und der Dicke der Beschichtung
ergeben, und so ihren Gebrauch beeinträchtigen.
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Darüber hinaus
muss eine Strömungssteuerungsvorrichtung
ein Element beinhalten, welches sich relativ zu seinem Ventilkörper bewegt,
um die Strömungsrate
zu verändern.
Ein herkömmliches
Kugelventil weist zum Beispiel ein drehbares Kugelelement auf, durch
welches Fluid strömen
kann, und Dichtungsabschnitte, welche an den entgegen gesetzten
stromaufwärtigen
und stromabwärtigen
Flächen
der Kugel zur Verhinderung einer Strömung um diese herum angeordnet
sind.
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Längerer Gebrauch
des Ventilelementes in einer Strömungsposition
kann dazu führen,
dass Lack in Hohlräumen,
welche um die Dichtungsabschnitte herum gebildet sind, koaguliert.
Wenn das Kugelelement gedreht wird, können Lackanteile Iosbrechen,
und somit seinen Gebrauch beeinträchtigen. Lackflocken, Partikel
und Schmutz können
von dem Ineinandergreifen (mating) der Fluidverbindungselemente,
ungeachtet einer Dichtung, welche angeordnet ist, um eine Strömung um
die zusammenpassenden Abschnitte herum zu verhindern, herrühren.
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Entsprechend
wäre es
wünschenswert
die Verwendung der geschraubten Anschlussstücke zu beschränken oder
durch Kompressionsverbinder, oder jene, welche nur Druck nutzen,
zu ersetzen, und dadurch Hohlräume
zu unterbinden, welche dazu tendieren, eine Anlagerung des Lacks
zu verursachen.
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Darüber hinaus
wäre es
ebenfalls wünschenswert,
das Gewicht der herkömmlichen
Spritzpistole und der Anschlussstücke zu reduzieren, und damit
die Ermüdung
des Bedieners zu reduzieren und die Finish-Qualität zu steigern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Vorzüge
und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung
werden durch ein rezirkulierendes Lackzufuhrsystem erreicht, welches
eine im Wesentlichen flexible rezirkulierende Fluidleitung aufweist,
welche an einem Ende mit einer Spritzpistole verbunden ist und an
ihrem anderen Ende mit Zufuhr- und Rückführungsschläuchen bzw. -Leitungen einer
Farbzufuhr.
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Um
die Zufuhr- und Rückführleitungen
des Lackiersystems selektiv an die Zufuhr- und Rückführungsleitungen der rezirkulierenden
Leitung anzuschließen
und von diesen zu trennen, wird eine Reihe von Kugelventilen miteinander
verbunden, um eine H-förmige
Fluidverbindungsanordnung zu bilden. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform
dieser Erfindung wird eine trichterförmige Dichtung zwischen zusammenpassenden
(mating) Kegelstumpf-Flächen
der miteinander verbundenen Enden der Ventile sandwichartig eingebracht,
um somit eine Kompressionsdichtung zu bilden. Die miteinander verbundenen
Enden der Ventile können
alternativ durch die Nutzung von Aufweitungsanschlussstücken (flare
fittings), welche zusammenpassende konische Oberflächen aufweisen,
gekoppelt werden. Die inneren Oberflächen der Ventile, welche die Lackzusammensetzung
kontaktieren, bestehen zusätzlich
aus rostfreiem Stahl oder anderem geeigneten Material, welches gegenüber Angriff
durch den Lack widerstandsfähig
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
Lackiersystems der gegenwärtigen
Erfindung, beinhaltet die H-förmige
Fluidverbindungsanordnung einen Verbindungsmechanismus, welcher
ein ringförmiges
Element aufweist, welches schwenkbar an jedem Griff der Kugelventile
montiert ist. Wenn das ringförmige
Element mit einer im Uhrzeigersinn orientierten Kraft bewegt wird,
wird jeder Griff an jedem Kugelventil gleichzeitig bewegt, um die
Kugelventile gleichzeitig zu öffnen
und zu schließen.
Das ermöglicht
der rezirkulierenden Leitung, schnell auf Druckunterschiede oder
-verlust hin untersucht zu werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
Lackiersystems der vorliegenden Erfindung weist das Abgabeende der
rezirkulierenden Fluidleitung ein Fluidanschlussstück auf,
welches daran befestigt ist. Bei einer exemplarischen Ausführungsform
erstrecken sich spiralförmige
Schraubengänge mit
einer vorbestimmten Teilungsweite radial vom Anschlussstück nach
außen,
und ein Schutz zum Schützen
des Außenumfangs
der Leitung und zur Schaffung einer Zugentlastung für die Leitung
ist an den spiralförmigen
Schraubengängen
befestigt. Das Fluidanschlussstück
beinhaltet eine drehbare Überwurfmutter
und der Schutz beinhaltet einen Draht, der spiralförmig gewickelt
ist, um ein im Wesentlichen zylindrisches Element zu bilden, das
einen axialen Teil der Leitung umgibt, und sich axial weg von dem
Anschlussstück
erstreckt. Ein Teil der Drahtwendel hat dieselbe vorbestimmte Teilungsweite
wie die Schraubengänge
und ist mit diesen in Eingriff, wobei eine Kopplungsdrehung der
Mutter dazu neigt, den Eingriff der Spirale mit den Schraubengängen festzuziehen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Lackiersystems der vorliegenden Erfindung, insbesondere anwendbar
auf den manuellen Spritzauftrag von flüssigen Beschichtungszusammensetzungen,
ist eine Schnelltrennverbindungsanordnung vorgesehen, um die schnelle
Verbindung und Trennung der Fluidleitung zu ermöglichen und unerwünschtes
Ausspucken von Farbe während
der Verbindung und Trennung der Spritzpistole zu vermeiden. Die
Schnelltrennverbindungsanordnung umfasst einen Ventilkörper, welcher
eine Bohrung aufweist, eine rohrförmige Fluidleitung, welche
einen Schaft aufweist, welcher in die Bohrung eingeführt ist,
ein Dichtungselement, welches einen Durchgang aufweist, welches
in der Bohrung angeordnet ist, und ein erstes Verschlusselement,
welches normalerweise mit dem Abdichtelement zum Abdichten des Durchgangs
in Eingriff ist und durch die einwärts gerichtete Einführung des
Schafts aus dem abgedichteten Eingriff bewegbar ist. Der Schaft
und der Dichtungsdurchgang sind so dimensioniert, dass der vordere
Endteil des Schafts angepasst ist, einen Dichtungseingriff mit der
Wand des Dichtungsdurchgangs sowohl dann einzurichten, wenn der
Schaft teilweise in den Durchgang eingeführt wurde, aber vor dem Eingriff
mit dem ersten Verschlusselement, während welcher Zeit keine Strömung durch
die Verbindungsanordnung zugelassen ist, als auch dann, wenn er vollständig in
den Durchgang eingeführt
ist, wobei er das erste Verschlusselement aus seinem strömungshemmenden
Eingriff mit der Dichtung bewegt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Schnelltrennverbindungsanordnung der vorliegenden Erfindung
beinhaltet der Schaft ein zweites Verschlusselement, um den Schaft
abzudichten, wenn er aus der Bohrung des Ventilkörpers entfernt wird. Wenn der
Schaft in die Bohrung eingeführt
ist und das erste Verschlusselement aus dem Eingriff mit der Dichtung
bewegt wird, führen
der Druck und das Fluid in der Fluidleitung dazu, dass das zweite
Verschlusselement bewegt wird, um den Fluss von Fluid durch den
Schaft zu ermöglichen. Wenn
der Schaft aus der Bohrung entfernt wird und das erste Verschlusselement
die Dichtung in Eingriff bringt, führen der Druck und das Fluid
stromabwärts vom
Schaft dazu, dass das zweite Verschlusselement bewegt wird, um Strömung von
Fluid durch den Schaft zu verhindern, wobei der Schaft daran gehindert
wird, Fluid während
der Trennung auszuspucken.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform,
beinhaltet eine Strömungssteuerungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung einen Ventilkörper, welcher entgegen gesetzte
Endteile aufweist, und eine Bohrung, welche sich zwischen den Endteilen
erstreckt, ein Verschlusselement, welches ein drehbares Kugelelement
in der Bohrung aufweist und einen Durchgang durch es hindurch aufweist,
um die Bohrung selektiv zu öffnen
und zu schließen,
um eine Strömung
durch die Bohrung zu ermöglichen
und zu verhindern, und Dichtmittel, welche bewirken, dass das Kugelelement
eingekapselt wird, um die Bohrung abzudichten, um ungewollten Fluidaustritt
zu verhindern. Die Dichtung bewirkt, dass Hohlräume, in welchen sich Lack sammeln
und Iosbrechen könnte,
um so das Lackiersystem während
einer Drehung der Kugel zu verunreinigen, vermieden werden.
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Ferner
bestehen bestimmte, in der flexiblen rezirkulierenden Leitung vorgesehene
Verbindungselemente aus einem geeignet konfigurierten Polymermaterial,
welches Festigkeit und funktionale Beziehungen kombiniert und Gewicht
reduziert, wobei das Material vorzugsweise aus glasverfülltem Nylon
mit einer Keramik besteht. Wichtig ist, dass die Fluidverbindungselemente,
welche die Zufuhr mit dem Einlassende der Leitung verbinden, aus
rostfreiem Stahl bestehen.
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Ferner
noch besteht die verbesserte Spritzpistole der vorliegenden Erfindung
ebenfalls aus einem geeignet konfigurierten Polymermaterial, wie zum
Beispiel glasversetztem Nylon mit einer Keramik. Dieses Material
reduziert das Gesamtgewicht der Spritzpistole während es gleichzeitig die Gesamtfestigkeit
und Strapazierfähigkeit
der Spritzpistole steigert. Außerdem
beinhaltet die verbesserte Spritzpistole ferner vergrößerte Luftdurchgänge, welche
es einem größeren Luftvolumen
erlauben, durch die Spritzpistole zu gelangen, um bei jedem Druck
eine bessere Zerstäubung
zu erreichen. Solch eine verbesserte Spritzpistole verringert die
Ermüdung
des Bedieners, steigert die Strapazierfähigkeit und steigert ferner
die Gesamtoberflächenqualität der Lackierausführung aufgrund
der reduzierten Ermüdung und
der besseren Zerstäubung.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
viele der Probleme und Nachteile, die mit Konstruktionen nach dem
Stand der Technik einhergehen, und liefert einfache aber wirtschaftlich
doch strapazierfähige Vorrichtungen,
welche direkt mit dem Fluideinlass einer herkömmlichen Spritzpistole oder
der verbesserten Spritzpistole verbunden werden können und durch
den Bediener leicht zu handhaben sind. Signifikanterweise werden
Flocken und andere Partikel, welche die Qualität der lackierten Oberfläche beeinflussen
könnten,
verhindert und weitest möglich
vermieden.
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Zusätzliche
Vorzüge
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht einer Mehrfach-Spritzstations-Anordnung
eines rezirkulierenden Flüssiglack-Beschichtungszusammensetzungs-Zufuhrsystems,
welches die Erfindung verkörpert.
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2 ist
eine Ansicht entlang der Linie 2–2 der 1, welche
eine Fluidverbindungsanordnung veranschaulicht, welche eine Lackzufuhrleitung
mit einem Paar Lackierstationen gemäß der Erfindung verbindet.
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3 ist
eine Schnittansicht einer Kugelventil-Fluidverbindung, welche eine
Dichtungsanordnung gemäß dieser
Erfindung beinhaltet.
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4 ist
eine Explosionsansicht der in 3 gezeigten
Dichtungsanordnung im Schnitt.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Spritzstation und beinhaltet
eine koaxiale rezirkulierende Leitung zur Zufuhr und zur Rückführung von überschüssiger flüssiger Lackbeschichtungszusammensetzung
an das Zufuhrsystem, welches die Erfindung verkörpert.
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6 ist
eine Explosionsansicht einer H-förmigen
Fluidverbindungsanordnung zum selektiven Verbinden oder Trennen
des Zufuhrsystems mit/von der rezirkulierenden Leitung gemäß dieser
Erfindung.
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7 ist
eine schematische Teilexplosionsansicht der in 3 gezeigten
rezirkulierenden Leitung und den Fluidverbindungen dafür.
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8 ist
eine Explosions-Anordnungsansicht einer Schnelltrennverbindungsanordnung
im Schnitt.
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9(A), 9(B) und 9(C) sind geschnittene Seitenansichten, die die
Schnelltrennverbindungsanordnung der 8 verbunden
zeigt.
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10 ist
eine Schnittansicht einer Dreh-Fluidverbindung.
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11 ist
eine Schnittansicht einer Filter-Fluidverbindungsanordnung.
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12 ist
eine Schnittansicht einer Drossel-Fluidverbindung.
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13 zeigt
den Abgabeendteil der rezirkulierenden Leitung.
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14 ist
eine teilweise auseinandergezogene Schnittansicht des in 13 gezeigten
Abgabeenteils und veranschaulicht eine Fluidverbindung, die die
Leitung abschließt
und einen Federschutz, der an der Fluidverbindung befestigt ist,
um die Leitung und das Abschlusselement dafür gemäß dieser Erfindung zu halten.
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15 ist
eine Schnittansicht eines Y-förmigen
Fluidkopplers zur Mischung zweier Beschichtungszusammensetzungen
gemäß dieser
Erfindung.
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16 veranschaulicht
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
einer rezirkulierenden Lackzufuhrleitung gemäß dieser Erfindung, wobei die
Leitung besonders zum Mischen zweier Lackbeschichtungszusammensetzungen
nützlich
ist.
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17 veranschaulicht
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
eines rezirkulierenden Lackzufuhrsystems gemäß dieser Erfindung, wobei die Leitung
besonders zum Mischen zweier Lackbeschichtungszusammensetzungen
nützlich
ist.
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18 bis 23 sind
Ansichten eines Fluidströmungsreglers,
der angepasst ist, um an ein rezirkulierendes Lackiersystem gemäß dieser
Erfindung angeschlossen zu werden.
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24 bis 26 sind
Ansichten eines Druckverbindungs-Fluidkopplungsstücks, welches eine
Press-Dichtung für
ein rezirkulierendes Lackiersystem gemäß dieser Erfindung beinhaltet.
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27(A) und (B) sind
Schnittansichten einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Schnelltrenn-Fluidverbindungsanordnung
gemäß dieser
Erfindung.
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28(A) und (B) sind
Ansichten einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung
gemäß dieser
Erfindung.
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29(A) bis (C) sind
Ansichten noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung
gemäß dieser
Erfindung.
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30 ist
eine perspektivische Ansicht der verbesserten Spritzpistole gemäß dieser
Erfindung.
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31 ist
eine Querschnittsansicht des Körpers
der verbesserten Spritzpistole gemäß dieser Erfindung.
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32 ist
eine vordere Endansicht des Kopfteils der verbesserten Spritzpistole
gemäß dieser
Erfindung.
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33 ist
eine Draufsicht des Kopfteils der verbesserten Spritzpistole gemäß dieser
Erfindung.
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34 ist
eine Vorderansicht einer Y-förmigen
Fluidanschlussstück-Anordnung
gemäß dieser Erfindung.
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35 ist
eine auseinandergezogene Ansicht noch einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der H-förmigen
Fluidverbindungsanordnung gemäß dieser
Erfindung.
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36 ist
eine Querschnittsansicht eines sich aufweitenden Anschlussstückes, welches
in der H-förmigen
Fluidverbindungsanordnung von 35 genutzt
wird.
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37 ist
eine Querschnittsansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
einer Drosselfluidverbindung gemäß dieser
Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Jetzt
wird mit Bezug auf die Zeichnungen, und wie am besten in 1 gesehen
werden kann, ein rezirkulierendes Mehrstations-Flüssiglack-Beschichtungszusammensetzungs-Zufuhrsystem 10 veranschaulicht.
Das in 1 veranschaulichte Zufuhrsystem zeigt ein Lackiersystem
zum Rezirkulieren eines einzelnen Lackes einer speziellen Farbe
zu jeder der drei Spritzstationen, welche durch die Nummern 1, 2
und 3 identifiziert werden. In der gezeigten Ausführungsform
befindet sich jede Station mit einem druckbeaufschlagten Flüssigbeschichtungs- oder
Lackzufuhrsammler 12 (header) und einem Niederdruck-Lackrückführungssammler 14 in
Verbindung. Man wird es verstehen, dass die in 1 veranschaulichten
Spritzstationen eine Reihe separater Spritzkabinen bilden können, um
eine Vielzahl von verschiedenen Beschichtungszusammensetzungen und/oder
verschiedenen Farben zu liefern. Beispielsweise kann jede Spritzstation
zwölf verschiedene Systeme
zur Zufuhr von zwölf
verschiedenen Farben der gewünschten
Beschichtungszusammensetzung beinhalten.
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Das
Lack-Zufuhrsystem beinhaltet typischerweise einen Zufuhrtank und
eine Zufuhrpumpe zum druckbeaufschlagten Zuführen der flüssigen Beschichtungslack zusammensetzung
zu dem Zufuhrsammler. Die Menge der Lackzusammensetzung, welche
zugeführt
wird, aber mehr ist als an den mehrfachen Stationen benötigt wird,
wird über
den Rückführsammler
zu der Zufuhr rückgeführt. Eine
Zufuhrzweigleitung 16 an jeder Spritzstation ist mit dem
Zufuhrsammler 12 verbunden und wiederum mit einem Absperrventil
an dem Eingang zur Spritzkabine verbunden, um somit einer gewünschten
Spritzstation Lackzusammensetzung zuzuführen. Eine Rückführzweigleitung 18 an
jeder Spritzstation ist mit dem Lack-Rückführsammler 14 und mit
einem Absperrventil an dem Ausgang der Spritzstation verbunden, um
somit Lackzusammensetzung über
den Rückführsammler
zu dem Zufuhrtank rückzuführen.
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Gemäß einem
wichtigen Merkmal der vorangegangenen Anordnung können die
Spritzstationen in Reihe und parallel geschaltet werden. Das heißt, jeder
aus der Vielzahl der Zweige ermöglicht
ausgewählten
Zweigleitungen, eine Reihe von Spritzstationen an verschiedenen
Standorten zu bedienen und jeder Station, mit einer Vielzahl von
Auslässen
versehen zu werden. Zusätzlich
können
zwei Zweigleitungen genutzt werden, um entgegen gesetzte Seiten
einer gemeinsamen Spritzstation zu bedienen.
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Wie
in 2 gezeigt, ist eine besonders konfigurierte Fluidverbindungsanordnung 20 gemäß einem
wichtigen Aspekt dieser Erfindung vorgesehen, um die Beschichtungszusammensetzung
zu/von jeder der zwei Spritzstationen, wie z.B. Nr. 2 und Nr. 3 zuzuführen oder
rückzuführen. Wie
gezeigt, beinhaltet eine Zufuhr-Fluidverbindungsanordnung 20 ein Y-förmiges Fluid-Anschlussstück 22,
welches eine Einlassöffnung
(inlet port) 24 und zwei Auslass-Öffnungen 26 beinhaltet,
eine im Allgemeinen gerade rohrförmige
Fluidleitung 28 zum Verbinden der Einlass-Öffnung 24 mit
der Zufuhr-Zweigleitung 16, ein Paar abgewinkelter röhrenförmiger Leitungen 30, welche
jeweils ein Einlassende aufweisen, welches mit einer der Auslass-Öffnungen 26 verbunden
ist, und ein Auslassende, und ein Paar Kugelventile 32. Das
Kugelventil 32 hat ein Einlassende 34, welches mit
dem Auslassende 42 von einer der abgewinkelten röhrenförmigen Leitungen
verbunden ist, und ein Auslassende 36, welches verbunden
ist, um eine Lackzusammensetzung in die Spritzstation zuzuführen. Jedes
Kugelventil 32 kann geschlossen werden, um an dieser Stelle
das Fluid am Austreten in die Spritzstation zu hindern, oder geöffnet werden,
um es dem Fluid zu ermöglichen,
in die Station zu gelangen. Wenn die Fluidverbindungsanordnung 20 genutzt wird,
um eine Lackzusammensetzung zurückzuführen, würden die
Auslass-Öffnungen 26 die
Zusammensetzung von den Stationen zu dem Fluidanschlussstück 22 und
mittels der Fluidleitung 28 in den Lackrückführsammler 14 überführen.
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Die
abgewinkelten röhrenförmigen Leitungen 30 haben
erste und zweite Teile 40 und 42, wobei sich die
ersten Teile 40 entlang einer ersten Achse erstrecken,
welche im Allgemeinen in einem stumpfen Winkel zu der Fluidleitung 28 angeordnet
ist, und sich die zweiten Teile 42 entlang einer zweiten
Achse erstrecken, welche im Allgemeinen rechtwinklig (d.h. senkrecht)
zu der Fluidleitung 28 ist. Im Allgemeinen werden die ersten
und zweiten Teile durch einen gekrümmten Teil 44 vereint,
und in einem Winkel von ungefähr
130°–140°, und vorzugsweise
von ungefähr 135° zueinander
angeordnet. Wenn sie mit dem Fluidanschlussstück verbunden sind, bilden die
Fluidleitungen 28 und 30 eine im Allgemeinen Y-förmige Konfiguration.
Obwohl ein T-Teil zum Zweck der Teilung und/oder Leitung eines Fluids
zu und entlang eines Weges, welcher im Allgemeinen rechtwinklig
zu der Zufuhr ist, bekannt ist, wird angenommen, dass die 90°-Richtungsänderung
in einem Lackiersystem zu abrupt ist und zu Problemen führen kann.
Es wird angenommen, dass die Y-förmige
Konfiguration der 2 die Konstanz der Volumenströmung ohne Lackkoagulation
verbessern kann, und jegliche möglichen
nachteiligen Effekte, welche anderweitig die Gleichförmigkeit
der Lackströmung
störend
beeinflussen können,
vermeidet. Obwohl es nicht gezeigt ist, könnte die Y-förmige Fluidverbindungsanordnung 20 genutzt
werden, um die Niederdruck-Lackzusammensetzung zu dem Rückführsammler
zurückzuführen.
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Mit
Bezug auf 34 wird eine weitere Ausführungsform
eines Y-förmigen
Fluidanschlussstücks 400 gezeigt.
Das Y-förmige
Fluidanschlussstück 400 ist ähnlich dem
Y-förmigen
Anschlussstück 22 und wird
zur Teilung und/oder Leitung eines Fluids zu und entlang eines Weges
genutzt, welcher im Allgemeinen rechtwinklig zu der Zufuhr ist,
in der Weise wie ein herkömmliches
T-Teil verwendet wird. Das Y-förmige Fluidanschlussstück 400 beinhaltet
einen Körper 402,
welcher vorzugsweise aus rostfreiem Stahl besteht, welcher eine
rohrförmige
Einlassleitung 404 und zwei rohrförmige Auslassleitungen 406 bzw. 408 aufweist.
Der Körper 402 kann
entweder konfiguriert sein, um rohrförmige Leitungen 404, 406 und 408 verschiedener
Länge aufzunehmen,
welche passende gewinkelte Teile aufweisen, um kurz erläutert zu werden,
und konfiguriert sind, um dauerhaft an den rohrförmigen Leitungen 404, 406,
und 408 befestigt zu werden, wie z.B. durch Löten. Wenn
sie dauerhaft befestigt sind, enthalten die Enden 410 einer
jeden rohrförmigen
Leitung 404, 406 und 408 verschiedene herkömmliche
Kupplungsvorrichtungen (nicht gezeigt), um das Y-förmige Fluidanschlussstück 400 mit dem
Zufuhrsystem 10 zu verbinden.
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Vorzugsweise
ist die rohrförmige
Einlassleitung 404, so wie es bei dem Y-förmigen Anschlussstück 20 der
Fall ist, eine im Allgemeinen gerade Röhre, während jede röhrenförmige Auslassleitung 406 und 408 einen
ersten Teil 412 beinhaltet, welcher sich entlang einer
ersten Achse erstreckt, welche im Allgemeinen in einem stumpfen
Winkel (d.h. ungefähr
120°) zu
der röhrenförmigen Einlassleitung 404 angeordnet
ist, und einen zweiten Teil 414, welcher sich entlang einer
zweiten Achse erstreckt, welche im Allgemeinen rechtwinklig (d.h.
senkrecht) zu der röhrenförmigen Einlassleitung 404 ist.
Die ersten und zweiten Teile 412 und 414 werden
durch einen gekrümmten
Teil 416 verbunden und sind in einem Winkel von ungefähr 170°– 150° zueinander
versetzt, und vorzugsweise von ungefähr 160°. Durch Vorsehen eines Körpers 402,
welcher die röhrenförmigen Leitungen 404, 406 und 408 aufnimmt,
oder durch Bereitstellung dauerhaft befestigter röhrenförmigen Leitungen 404, 406, 408,
kann das Y-förmige
Fluidanschlussstück 400 überall in
dem Zufuhrsystem 10 gekuppelt und praktisch genutzt werden,
wo immer die Strömung
des Fluids rechtwinklig oder senkrecht von einer Zufuhr geleitet
werden muss. Durch Nutzung von schrittweise abgewinkelten Teilen 44 und 416,
welche große
stumpfe Winkel (d.h. 130°–170°) aufweisen,
werden die Konsistenz der Volumenströmung verbessert und jegliche
möglichen
nachteiligen Effekte, welche andernfalls die Gleichförmigkeit
der Lackströmung
störend
beeinflussen könnten,
beseitigt, wie solche, die T-förmigen
Anschlussstücken
zugeordnet sind.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt, beinhaltet das Kugelventil 32 einen
Ventilkörper 46,
welcher entgegen gesetzte axiale Endflächen 48 und 50 aufweist,
und eine selektiv gewindeversehene (threaded) Bohrung 52,
welche sich zwischen seinen Endflächen erstreckt. Die folgenden
Elemente sind in der Bohrung in der folgenden Reihenfolge angeordnet: ein
Anschlussstück 54 des
ersten Endes benachbart zu der Endfläche 48, ein Teflon-Abstandshalter 56, ein
Halteelement 58 aus rostfreiem Stahl, wobei der Abstandshalter
und das Halteelement mit der Bohrung schraubverbunden sind, das
fluidmäßig dichte Strömungsregulierelement 38,
und ein Anschlussstück 60 des
zweiten Endes, benachbart zu der Endfläche 50. Das Anschlussstück 54 des
ersten Endes beinhaltet einen ersten Teil, welcher mit der Bohrung in
Schraubeingriff gebracht ist, und einen zweiten Teil, welcher sich
aus der Bohrung heraus erstreckt, wobei das zweite Endteil eine Überwurfmutter
bzw. Kupplungsmutter (coupling nut) 62 zum Anschließen des
Kugelventils an einer rostfreien Verrohrung beinhaltet. Das Anschlussstück 60 des
zweiten Endes beinhaltet einen ersten Teil, welcher mit der Bohrung
in Schraubeingriff gebracht ist und einen mit einem Außengewinde
versehenen zweiten Teil, der sich von der Bohrung weg erstreckt.
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Das
fluidmäßig dichte
Strömungsregulierelement 38 beinhaltet
eine sphärische
Kugel 64, welche rotierbar in der Bohrung des Ventilkörpers angeordnet
ist und einen Durchgang 66 aufweist, welcher sich durch
sie hindurch erstreckt, eine Betätigungsstange 68,
die sich von der Kugel weg und durch den Ventilkörper erstreckt, und einen Griff 70,
der mit dem Betätigungsschaft
zum Drehen der Kugel in der Bohrung verbunden ist, um somit den
Durchgang 66 relativ zu der Bohrung zu positionieren. Ein
O-Ring 72 ist vorgesehen, um um die Stange 68 dort
herum abzudichten, wo sie durch den Ventilkörper hindurchtritt.
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Gemäß dieser
Erfindung besteht der Ventilkörper 46 aus
einem Polymermaterial, wie z.B. glasverfülltem Nylon mit einem keramischen
Material oder rostfreiem Stahl. Die mit einem Außengewinde versehenen ersten
Teile der Endanschlussstücke sind
vorzugsweise in das Polymermaterial eingebettet oder in dem rostfreien
Stahl gebildet. Ferner wird, mit Ausnahme der Elemente, welche nachgiebig
sein müssen,
um eine Dichtung zu komplettieren, erwogen, dass die Endanschlussstücke, das
Halteelement und die Kugel, welche die Lackzusammensetzung kontaktiert,
aus rostfreiem Stahl, oder aus einem anderen geeigneten Material
bestehen, welches eine Widerstandsfähigkeit gegenüber einem
Angriff durch den Lack aufweist. Es wird angenommen, dass, wenn
der Lack einem Metallkontakt ausgesetzt ist, Lackflocken/-partikel
in dem Lackiersystem stromabwärts
von der Zufuhr und Rückführung verhindert
werden.
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Wesentlich
ist, dass eine kombinierte Lager- und Dichtungsanordnung vorgesehen
ist, um so die Kugel 64 relativ zu der Bohrung abzudichten.
Obwohl der Gebrauch von Dichtungen, welche das Kugelelement in Eingriff
bringen, bekannt ist, waren Undichtigkeit und Lackflocken oftmals
ein Problem.
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Gemäß dieser
Erfindung ist ein Paar zylindrischer, schalenförmiger Ventilsitze 74 angepasst,
um mit einander in eine anliegende Verbindung gebracht zu werden,
und die rotierbare sphärische
Kugel 64 dazwischen einzukapseln. Jeder Ventilsitz 74 weist eine
flache Endwand 76 auf, um dichtend an das Halteelement 58 oder
das zweite Endanschlussstück 60 anzuliegen,
in Abhängigkeit
davon, ob der Ventilsitz stromaufwärts oder stromabwärts von
der Kugel befindlich ist, und eine im Allgemeinen zylindrische Wand 78,
welche eine axiale Gegenfläche 80 aufweist
und eine halbkugelige Aushöhlung
bildet. Die Gegenflächen
liegen axial aneinander, um eine axiale Dichtung ohne die Einbringung
irgendwelcher Hohlräume
zu bilden. Die äußere Peripherie
der zylindrischen Wand 78 ist angepasst, um die Bohrung in
Eingriff zu bringen, um eine Dichtung dazwischen zu bilden. Die
Endwand 76 hat eine Öffnung 82,
um Fluid zwischen den Ventilsitzen weiterzuleiten, wenn die Kugel
so positioniert ist, dass Fluid durch ihren Durchgang 66 gelangt.
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Im
Betrieb sind die Ventilsitze 74 an entgegen gesetzten Seiten
der Kugel 64 angeordnet und axial zusammengepresst, wobei
die Gegenflächen 80 aneinandergrenzen,
um eine im Wesentlichen hohlraumfreie axiale Dichtung zu bilden,
und die zylindrischen Wände 78 bilden
eine Aushöhlung,
um die Kugel 64 vollständig
einzukapseln. Diese Lageraushöhlung
kapselt die Kugel vollständig
ein, sodass sich kein Lack an der Grenzfläche zwischen der Kugel und
dem Körper
aus rostfreiem Stahl oder Polymermaterial des Ventils ansammeln
kann, wobei jenes Material, wenn getrocknet, zu der Möglichkeit führen würde, dass
Lackflocken/-partikel
während der
Rotation der Kugel 64 Iosbrechen. Es gibt keine Spalten
oder Gewinde(gänge),
um Lack oder Schmutz anzusammeln, wo er erhärten und später Lackieraufträge verunreinigen
kann.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Erfindung verkörpert, einer
einzelnen Spritzkabine 84 an einer der Lackierstationen
und einer rezirkulierenden Leitung 86, welche von einem
Bediener zum Leiten der flüssigen
Lack-Beschichtungszusammensetzung
von dem Zufuhrsystem zu einer Spritzpistole 88 genutzt
wird. Es gilt zu verstehen, dass die Spritzkabine nicht ausschließlich auf
das offenbarte Zufuhrsystem und die Lackierstationsanordnung beschränkt ist.
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Wie
gezeigt wird ein zu lackierendes Produkt, wie z.B. ein Kraftfahrzeug 90,
durch ein Transportsystem 92 durch die Spritzkabine hindurch
bewegt. Die Wände
der Spritzkabine sind aus rechteckförmigen Auflagen aus entfernbarer
Kunststofffolie (film) gebildet, sodass die Wände einfach durch Entfernen
der Folienschichten gereinigt werden können.
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In
der gezeigten Ausführungsform
treten die Zufuhr- und Rückführleitungen
von der Y-förmigen Fluidverbindungsanordnung 20 durch
die Decke 94 in die Spritzkabine und in einer H-förmigen Verbindungsanordnung 96 ein.
Natürlich
könnten
die Zufuhr und die Rückführung in
einer anderen als der gezeigten Weise Eingang finden (z.B. könnten die
Leitungen durch eine Wand der Station eintreten). Die rezirkulierende
Leitung hat eines ihrer Enden mit den Zufuhr- und Rückführleitungen
des Lackiersystems über
die H-förmige
Verbindung 96 und ihr anderes Ende mit der Spritzpistole 88 verbunden.
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Gemäß einem
wichtigen Merkmal dieser Erfindung bestehen die Komponenten der
Spritzpistole 88 vorzugsweise aus einem Polymermaterial,
um damit zu einer Gesamtabnahme des durch den Bediener zu handhabenden
Gewichts der Leitung beizutragen. Das Polymermaterial wäre vorzugsweise
glasverfülltes
Nylon mit einem keramischen Material. Die Spritzpistole kann jedoch
auch aus Metall bestehen.
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Gemäß dieser
Erfindung ist die H-förmige Fluidverbindungsanordnung 96,
wie in 6 gezeigt, dazu vorgesehen, die Zufuhr- und Rückführzweigleitungen 16 und 18 der Lackzufuhr
mit den Einlass- und Rückführenden
der rezirkulierenden Leitung 86 zu verbinden, oder die
Lackzufuhr zu der rezirkulierenden Leitung 86 zu unterbrechen,
wobei die rezirkulierende Leitung zur Wartung, Reinigung oder dergleichen
getrennt werden kann. Die H-förmige
Fluidverbindungsanordnung 96 ist durch die Ventile 96b und 96c gebildet,
welche jeweils eine wie oben für das
Kugelventil 32 beschriebene innere Konstruktion aufweisen.
Die Ventile 96a sind Absperrventile (bulkhead type), und
jedes weist einen Hülsenteil 96e mit einem
Außengewinde
an einem seiner Enden auf, um jeweils eine Fluidverbindung zu den
Zufuhr- und Rückführsammlern 12 und 14 des
Lackiersystems zu komplettieren, eine Bohrung, welche mit einem
Innengewinde versehen ist, an dem anderen ihrer Enden, um den Endteil
einer Fluidkupplung 96d, welcher mit einem Gewinde versehen
ist, schraubend aufzunehmen, und einen Seitenzweig 96f,
welcher mit einer rotierbaren Fluidkupplung 96d ausgerüstet ist.
Die Ventile 96b und 96c sind die gleichen und
jedes hat an seinen gegenüberliegenden
Enden einen Hülsenteil 96g und 96h,
welcher mit einem Außengewinde
versehen ist. Die gegenüberliegenden
Hülsenteile 96g und 96h des
Bypassventils 96b sind jeweils mit den entsprechenden Fluidkupplungen 96d in
den Seitenzweigen der Ventile 96a in Schraubeingriff gebracht.
Eines seiner Hülsenteile 96g ist
bei jedem Ventil 96c mit einer Fluidkupplung 96d eines
jeweiligen Ventils 96a schraubverbunden, und das andere seiner
Hülsenteile 96h ist
mit den zugehörigen
Zufuhr- und Rückführleitungen
der rezirkulierenden Leitung 86, in einer zu erläuternden
Weise, schraubverbunden.
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Im
Betrieb kann, wenn die Ventile 96c geöffnet und das Bypassventil 96b geschlossen
sind, Fluid hin zu und weg von der Lackzufuhr und in die rezirkulierende
Leitung 86 strömen,
um so mit der Spritzpistole 88 zu kommunizieren. Wenn die
Ventile 96c jedoch geschlossen und das 96b geöffnet ist,
kann Fluid nicht in die rezirkulierende Leitung 86 gelangen, womit
die rezirkulierende Leitung 86, falls gewünscht, ersetzt,
oder entfernt werden kann.
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Mit
Bezug auf 28(A) und 28(B) wird die H-förmige Fluidverbindungsanordnung 96 mit
einem Verbindungsmechanismus 97 gezeigt. Der Verbindungsmechanismus 97 beinhaltet
ein teilweise ringförmiges
Verbindungselement 99, welches aus einem Polymermaterial
oder aus einem anderen geeigneten Material konstruiert ist, und einen
Griff 101, welcher rotierbar an dem ringförmigen Element 99 montiert ist.
Das ringförmige
Element 99 ist schwenkbar an jedem Griff 70 der
Kugelventile 32 montiert und weist die Ventile 96b und 96c auf.
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Mit
speziellem Bezug auf 28(A),
sind die Zufuhr- und Rückführventile 96c offen
und das Bypassventil 96b ist geschlossen, wobei Fluid hin
zu und weg von der Lackzufuhr von den Zufuhr- und Rückführzweigleitungen 16 und 18 zu
den Einlass- und
Rückführ-Enden
der rezirkulierenden Leitung 86 strömen kann. Beim schwenkenden
Rotieren des ringförmigen
Elements 99 im Uhrzeigersinn unter Nutzung des Griffs 101,
wird jeder Griff 70 der Kugelventile 32 gleichzeitig
rotiert, um gleichzeitig beide Ventile 96c zu schließen und
das Bypassventil 96b, wie in 28(B) gezeigt,
zu öffnen.
Die Griffe 70 werden gleichzeitig durch einen Nutzer bewegt,
der lediglich den rotierbaren Griff 101 ergreift und eine Kraft
im Uhrzeigersinn anlegt. Beim Schließen beider Ventile 96c und Öffnen des
Bypassventils 96d, wird Fluid daran gehindert, in die rezirkulierende
Leitung 86 zu gelangen, weshalb die rezirkulierende Leitung 86 falls
gewünscht
schnell ersetzt oder entfernt oder auf Druckunterschiede oder -verluste überprüft werden
kann.
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Der
Verbindungsmechanismus 97 ermöglicht einfach und effizient,
dass einzelne Spritzkabinen 84 oder gesamte Spritzstationen überbrückt und von
dem Zufuhrsystem 10 abgetrennt werden. Wenn es zum Beispiel
eine undichte Stelle oder Druckverlust in dem System 10 gibt,
muss jede Spritzkabine 84 einzeln von dem System 10 abgetrennt
werden, um festzustellen, ob ein Druckverlust in dieser speziellen
Spritzkabine 84 auftritt. Bei ungefähr zwei bis drei Spritzstationen,
welche jeweils zwischen 12 und 20 einzelne Spritzkabinen aufweisen,
kann der Prozess des einzelnen Abtrennens einer jeden Spritzkabine 84 von
dem System 10 viele Mannstunden in Anspruch nehmen, wenn
jedes Kugelventil einzeln gedreht werden muss. Zusätzlich wird
dadurch, dass jeder Griff 70 schwenkbar mit dem ringförmigen Element 99 verbunden
ist, menschliches Versagen im Sinne eines falschen Drehens oder
versehentlichen Nicht-Drehens eines Kugelventils 32 ausgeschlossen.
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Mit
Bezug auf 29(A) bis 29(C) wird die
H-förmige
Fluidverbindungsanordnung 96 mit einer weiteren Ausführungsform
eines Verbindungsmechanismus 103 gezeigt. Der Verbindungsmechanismus 103 beinhaltet
ein teilweise ringförmiges
Verbindungselement 105, welches aus einem Polymermaterial
oder einem anderen geeigneten Material, wie z.B. Stahl oder Aluminium,
konstruiert ist. Das ringförmige
Element 105 ist schwenkbar an jedem Griff 70 der
Kugelventile 32 montiert und weist die Ventile 96b und 96c auf.
Der Griff 70a des Zufuhrventils 96c weist einen
verlängerten
Teil 107 auf, welcher als Griff zum Bewegen des Verbindungsmechanismus 103 dient,
welcher in Kürze
im Detail erläutert wird.
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Mit
speziellem Bezug auf 29(A),
sind die Zufuhr- und Rückführventile 96c offen
und das Bypassventil 96b geschlossen, wodurch Fluid hin
zu und weg von der Lackzufuhr von den Zufuhr- und Rückführungszweigleitungen 16 und 18 zu
den Einlass- und Rückführ-Enden
der rezirkulierenden Leitung 86 strömen kann. Bei einem schwenkenden
Rotieren des ringförmigen
Elements 103 im Uhrzeigersinn unter Nutzung des verlängerten
Teils 107 des Griffs 70a, wird jeder Griff 70 der
Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um gleichzeitig beide
Ventile 96c zu schließen
und das Bypassventil 96b zu öffnen, wie in 29(B) gezeigt. Die Griffe 70 werden gleichzeitig
durch einen Nutzer bewegt, welcher lediglich den verlängerten
Teil 107 ergreift und eine Kraft im Uhrzeigersinn anlegt.
Beim Schließen
beider Ventile 96c und Öffnen
des Bypassventils 96b, wird Fluid daran gehindert, in die
rezirkulierende Leitung 86 zu gelangen.
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Wie
in 29(B) gezeigt, gibt es zwei
(2) H-förmige
Fluidverbindungsanordnungen 96 und 96', die hintereinander
dargestellt sind. Die erste Anordnung 96 ist mit geschlossenen
Ventilen 96c und geöffnetem
Bypassventil 96b gezeigt. Die zweite Anordnung 96' ist mit geöffneten
Ventilen 96c und geschlossenem Bypassventil 96b gezeigt.
Durch Positionieren der Verbindungsanordnungen 96 und 96', ebenso wie
anderen Verbindungsanordnungen 96 hintereinander, wird
einem Nutzer ermöglicht,
lediglich an der Reihe der Verbindungsanordnungen 96 entlang
zu blicken, um zu bestimmen, welche speziellen Anordnungen 96 die
rezirkulierende Leitung 86 überbrückt haben. Das ermöglicht auch,
dass die Anordnungen 96 in enger Nachbarschaft hintereinander angeordnet
werden, weil es der verlängerte
Teil 107 der Hand eines Nutzers ermöglicht, den Teil 107 leicht
zu greifen, um ihn im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu
bewegen.
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Mit
Bezug auf 29(C) wird der Griff 70b des
Rückführventils 96c entlang
der Linie 29(C) der 29(B) gezeigt.
Der Griff 70b beinhaltet eine Angel (tang) 109,
welche als ein Stoppmechanismus dient, um den Griff 70b daran
zu hindern, im Uhrzeigersinn um mehr als 90° relativ zu dem Ventil 96c gedreht
zu werden, so dass der Griff 70b im Wesentlichen rechtwinklig
zu der axialen Achse des Ventils 96c, wie in 29(B) gezeigt, ist. Die Angel 109 hindert
den Griff 70b auch daran, im Gegenuhrzeigersinn um mehr
als 90° gedreht
zu werden, sodass der Griff 70b im Wesentlichen parallel
zu der axialen Achse des Ventils 96c, wie in 29(A) gezeigt, ist. Weil der Griff 70b mit
den anderen Griffen 70 der Ventile 96b und 96c über den
Verbindungsmechanismus 103 verbunden ist, sind die anderen
Griffe 70 im Wesentlichen ebenso gleichermaßen wie
Griff 70b an der Bewegung gehindert. Das ermöglicht es
einem Nutzer schließlich
zu wissen, wann die Kugelventile 32 vollständig geöffnet oder
vollständig
geschlossen sind, sowie Schaden von den Kugelventilen 32 aufgrund
exzessiver Rotation der Griffe 70 abzuwenden.
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Gemäß dieser
Erfindung ist ein hohles trichterförmiges Dichtungselement 98 zwischen
den zusammenpassenden konischen Oberflächen, welche in den Hülsenteilen
der Ventile 96a, 96b oder 96c und in
der Fluidkupplung 96d gebildet sind, angeordnet und axial
in fluidgedichtetem Verhältnis
zusammengepresst. Das Dichtungselement 98 besteht vorzugsweise
aus Teflon und beinhaltet einen zylindrischen Teil an einem Ende
und einen konischen Teil an dem anderen Ende. Der Hülsenteil
beinhaltet eine sich nach innen verjüngende konische Wand und eine
innere zylindrische Wand, um somit eine Ausnehmung zu bilden, die
bemessen ist, das Dichtungselement 98 eingeschachtelt aufzunehmen.
Eine verkuppelnde Rotation der Fluidkupplung 96d resultiert wünschenswerterweise
in einer Pressfluiddichtung zwischen den zusammenpassenden Elementen.
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Mit
Bezug auf 35 und 36 wird
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
einer H-förmigen
Fluidverbindungsanordnung 420 zum selektiven Verbinden
der Zufuhr- und
Rückführzweigleitungen 16 und 18 der
Lackzufuhr mit den Einlass- und Rückführenden der rezirkulierenden
Leitung 86 gezeigt. Die H-förmige Fluidverbindungsanordnung 420 wird durch
Ventile 96b und 96c gebildet, welche jeweils eine
wie oben für
das Kugelventil 32 beschriebene innere Konstruktion aufweisen.
Die zuvor T-förmigen Ventile 96a in
der H-förmigen
Fluidverbindungsanordnung 96 sind durch T-förmige Anschlussstücke 422 ersetzt.
Die Anschlussstücke 422 haben
jeweils einen Hülsenteil 424,
welcher mit einem Außengewinde
versehen ist, um jeweils eine Fluidverbindung mit den Zufuhr- und
Rückführzweigleitungen 16 und 18 des
Lackiersystems 10 zu vervollständigen. An dem Ende, welches
dem Hülsenteil 424,
welcher mit einem Außengewinde
versehen ist, gegenüberliegt und
ebenfalls zu dem Hülsenteil 424,
welcher mit einem Außengewinde
versehen ist, senkrecht, befinden sich sich aufweitende Anschlussstücke 426.
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Die
sich aufweitenden Anschlussstücke 426 beinhalten
eine konische Steckfläche 428,
welche in eine konische Aufnahmefläche 430 der Ventile 96b und 96c eingreift.
Jedes sich aufweitendes Anschlussstück 426 gelangt mit
den Ventilen 96b und 96c über eine rotierbare Überwurfmutter 432,
welche mit einem Innengewinde versehen ist, in Eingriff, welche
die Hülsenteile 96g und 96h,
welche mit einem Außengewinde
versehen sind, der Ventile 96b und 96c (siehe 36)
in Schraubeingriff bringt. Durch Nutzung des sich aufweitenden Anschlussstücks 426,
welches die konische Steckfläche 428,
welche die konische Aufnahmefläche 430 in
Eingriff bringt, aufweist, wird das Erfordernis für die Verbindungen, Rohrschmiere
zu nutzen, genauso ausgeschlossen, wie der Bedarf an irgend einer
Art eines Innengewindes innerhalb des T-förmigen Anschlussstücks 422, welches
im Laufe der Zeit Lack ansammeln und dabei ein Ablösen bzw.
Abplatzen (flaking) verursachen könnte. Darüber hinaus beinhalten die Zufuhr-
und Rückführleitungen 16 und 18 auch
sich aufweitende Anschlussstücke 426,
wodurch der Bedarf an Rohrschmiere beim Kuppeln der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung 420 an
das Lacksystem 10 vermieden wird. Das versetzt die einteilige
H-förmige
Fluidverbindungsanordnung 420 in die Lage, eine Ansammlung
von Kugelventilen zu ersetzen, welche im Allgemeinen manuell montiert
werden und aus diesem Grund zeitraubend zu installieren sind.
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Mit
den Griffen 70, 70a und 70b ist ein massives
ringförmiges
Verbindungselement 434 gekuppelt. Das ringförmige Verbindungselement 434 ist schwenkbar
mit jedem Griff 70 der Kugelventile 32 an den
Schwenkpunkten 436, ähnlich
den in 28A bis 29B gezeigten,
gekuppelt. An das ringförmige Verbindungselement 434 ist
schwenkbar ein Griffelement 438 gekuppelt, welches starr
axial an dem Griff 70a, ähnlich der in 29A und 29B gezeigten Verlängerung 107, montiert
ist. Das ringförmige
Verbindungselement 434 ist aus einem geeigneten Material so
wie Stahl, Aluminium oder einem Polymermaterial konstruiert. Bei
einem schwenkenden Rotieren des ringförmigen Verbindungselementes 434 im
Uhrzeigersinn unter Nutzung des Griffs 438, wird ein jeder Griff 70 der
Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um so beide Ventile 96c gleichzeitig
zu schließen
und das Bypassventil 96b, ähnlich dem in 29B gezeigten, zu öffnen. Bei
einem schwenkenden Rotieren des ringförmigen Verbindungselements 434 im
Gegenuhrzeigersinn durch Nutzung des Griffs 438, wird ein jeder
Griff 70 der Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um
so beide Ventile 96c gleichzeitig zu öffnen und das Bypassventil 96b zu
schließen, ähnlich zu
dem in 29A gezeigten.
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7 ist
eine schematische Teilexplosionsansicht der rezirkulierenden Leitung 86,
welche in dem Lackzufuhrsystem verwendet wird, welche eine unter
Druck stehende Lackzufuhrleitung zur Zufuhr von Lack in einer Menge,
welche mehr ist als benötigt wird,
an die Düse
der Spritzpistole 88, und eine Rückführleitung zum Rezirkulieren
von überschüssigem Lack
von der Spritzpistole beinhaltet. Die rezirkulierende Leitung umfasst
ein Paar Schläuche 100 und 102,
welche koaxial angeordnet sind und beinhalten: einen äußeren Schlauch 100,
welcher eine Zufuhrleitung bildet, einen inneren Schlauch 102,
welcher eine Rückführleitung
bildet, eine Y-förmige
Kupplung 104, welche mit den Schläuchen verbunden ist, um Fluid in
den Durchgang zu leiten, welcher zwischen den Schläuchen 100 und 102 gebildet
ist, und ein Fluidanschlussstück 106,
welches an dem Austrittsende des äußeren Schlauches 100 befestigt
ist. Die Kupplung 104 beinhaltet ein Einlassende 110,
welches in einem fluidgedichteten Verhältnis mit der Zufuhrzweigleitung 16 über die
H-förmige
Verbindungsanordnung 96 verbunden ist, ein Rückführende 112,
welches in fluidgedichtetem Verhältnis
mit der Rückführzweigleitung 18 über die
H-förmige
Verbindungsanordnung verbunden ist, und ein Auslassende 114. Das
Fluidanschluss stück 106 ist
angepasst, um das Austrittsende der rezirkulierenden Leitung 86 mit
einer Fluidanschlussanordnung 108 zur Verbindung mit der
Spritzpistole 88 zu verbinden.
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Die
rezirkulierende Leitung 86 und die Y-förmige Kupplung 104 sind ähnlich jener,
welche in dem U.S.-Patent Nr. 5, 195, 680 offenbart sind. Im Allgemeinen
besteht der äußere Schlauch 100 aus
einer Verbundkonstruktion, um äußere und
innere Schichten zu umfassen, wobei die äußere Schicht aus einem Material
besteht, welches eine hohe Festigkeit und Flexibilität aufweist.
Ein geeignetes Material ist eine Mischung aus Nylon und Polyurethan-Kunststoff.
Die innere Schicht und der innere Schlauch 102 bestehen
aus einem Material, welches gegenüber einem Angriff durch die
flüssige
Beschichtungszusammensetzung, mit der es in Kontakt ist, widerstandsfähig ist,
wobei Nylon ein geeignetes Material ist.
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Die
Fluidanschlussanordnung 108 zwischen der Spritzpistole 88 und
dem Fluidanschlussstück 106 am
Austrittsende der rezirkulierenden Leitung beinhaltet in der folgenden
Reihenfolge: eine Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung 118,
welche angepasst ist, um mit der Spritzpistole verbunden zu werden,
eine Fluiddrehverbindung 120, eine Filterfluidverbindung 122 und
eine Strömungssteuerung oder
eine Drosselfluidverbindung 124, welche angepasst ist,
um an das Fluidanschlussstück 106 gekuppelt
zu werden. Gemäß einem
besonderen Merkmal dieser Erfindung ist es wichtig, dass die Fluidanschlussstücke einem
Angriff durch die in Kontakt befindlichen flüssigen Beschichtungen standhalten,
jedoch im Gewicht ausreichend leicht sind, so dass das Gesamtgewicht
der Spritzpistole, der Anschlussstücke und des Schlauchs, welches
gehalten und von Hand bewegt werden muss, minimal gehalten wird. Gemäß dieser
Erfindung wird dieses Ziel erreicht, durch selektive Herstellung
der Anschlusselemente aus einem Polymermaterial. Wie hierin im Weiteren erläutert wird,
bestehen die Schnelltrennverbindung, das Drehglied, der Filter,
die Drossel und die Fluidaustrittsverbindung am Ende des Schlauches
selektiv aus einem Polymermaterial, wie z.B. glasverfülltem Nylon
mit einem keramischen Material.
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Wie
für den
Verbindungsfall am Besten in 8 und für die Kupplungssequenz
in 9(A) bis 9(C) veranschaulicht
ist, beinhaltet die Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung 118 einen
zentral durchbohrten Schnelltrennschaft 126, welcher einen Stift 128 aufweist,
der sich radial von diesem erstreckt, und eine zentral durchbohrte
Kugelschnelltrennverbindung 130, welche einen Bajonettschlitz 132 an
ihrem vorderen Einpassende aufweist, um mit dem radialen Stift in
Eingriff zu gelangen, um diese beiden miteinander zusammen zu kuppeln.
Der Schnelltrennschaft 126 beinhaltet einen verlängerten zylindrischen
Schaft 134, welcher eine Kupplungsmutter 136,
welche mit einem Innengewinde versehen ist, aufweist, welche hieran
rotierbar zur Verbindung mit einem gewindeversehenen Ende der Spritzpistole 88 montiert
ist, und einen axial vorderen Endteil 137, welcher angepasst
ist, um in das Ventilelement eingeführt zu werden. Der Schaft 134 hat
eine axiale Endfläche 138,
welche sich axial nach vorne vom Schaftkörper weg erstreckt, und eine
zentrale Bohrung 140 da hindurch, um Fluid hindurchzuleiten. Die
Endfläche 138 ist
leicht halbkugelig in der Form und mit einer zentralen Öffnung 142 und
einer oder mehreren peripher angeordneten Öffnungen 144 versehen,
wobei jede Öffnung
mit der zentralen Bohrung 140 kommuniziert.
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Die
Schnelltrennverbindung 130 beinhaltet vordere und hintere
Mantelteile 146 und 148, welche schraubverbunden
sind, um einen Ventilkörper 150 zu
bilden, welcher eine im Allgemeinen zylindrische abgestufte Bohrung 152 aufweist,
welche sich zentral zwischen den vorderen und hinteren Enden des
Körpers
erstreckt, ein Paar Dichtungselemente 154 und 156,
welche in der Bohrung angeordnet sind, um um die äußere Peripherie
des Schafts 134 herum und die Bohrung 152 des
Ventilkörpers 150 abzudichten,
und ein Verschlusselement in der Form einer sphärischen Kugel 158,
welches normalerweise durch eine Spiralfeder 160 in einen
Eingriff mit dem Dichtungselement 156 vorgespannt ist,
um Fluid am Durchtritt durch die Bohrung zu hindern. Das vordere
Ende des Mantelteils 146 bildet eine zylindrische Buchse,
um den Schaft 134 aufzunehmen, und beinhaltet den Bajonettschlitz 132,
um mit dem Stift 128 während
einer axialen Einführung
des Schafts in den Ventilkörper
in Eingriff zu gelangen. Das hintere Ende des Mantelteils 148 beinhaltet
eine konische Buchse 162 zur Presspassverbindung mit einer
korrespondierenden zusammenpassenden konischen Fläche an der Drehfluidverbindung 120.
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Vorzugsweise
besteht der Mantelteil 146 aus einem Metall, wie z.B. rostfreiem
Stahl, um somit die während
der Verbindung und der Trennung mit/von dem Schaft 134 auftretenden
Kräfte
und die Abnutzung auszuhalten. Um das Gewicht des Leitungssystems
zu reduzieren, ist der Mantelteil 148 aus einem glasverfülltem Nylon
mit einem keramischen Material, oder anderem geeigneten Polymermaterial,
welches nicht den Angriffen durch das Lackmaterial unterliegt, gebildet.
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Die
Dichtungselemente 154 und 156 sind im Allgemeinen
planar, kreisförmig
und weisen ein Paar glatter Flächen,
einen Außenumfang
und einen zentralen Durchgang 164 und 166 auf,
welcher sich zwischen ihren jeweiligen Flächen erstreckt. Die Dichtungselemente 154 und 156 werden
in der Bohrung 152 in sandwichartigem Verhältnis zwischen
den Ansätzen 168 und 170,
welche an den Mantelteilen 146 und 148 gebildet
sind, montiert. Der äußere Durchmesser
eines jeden Dichtungselements 154 und 156 ist
vorzugsweise ein wenig größer als
der innere Durchmesser der Bohrung 152, um somit einen Presssitz
dazwischen zu liefern. Wenn die Mantelteile 146 und 148 zusammengebracht
werden, um den Ventilkörper
zu montieren, werden die Dichtungselemente 154 und 156 zusammengedrückt, um
eine axiale Dichtung da dazwischen und eine radiale Dichtung mit
der Bohrung 152 des Ventilkörpers 150 zu bilden.
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Vorzugsweise
sind die konfrontierenden Flächen
der Dichtungselemente 154 und 156 so gebildet,
dass sie eine konische Einfassung beinhalten. Wie gezeigt, beinhaltet
das Dichtungselement 154 eine konische Einfassung 172,
welche nach innen hin und in einkreisenden Eingriff um den Einlass
zu dem zentralen Durchgang 166 durch das Dichtungselement 156 abgeschrägt ist.
Das Dichtungselement 156 beinhaltet eine konische Einfassung 174,
welche sich nach außen
und in abdichtenden Eingriff mit der inneren Wand der Bohrung 152 ausdehnt,
um einen 360°-Dichtungseingriff
mit dieser zu komplettieren. Das vordere Ende 176 der Einfassung 172 definiert eine
eingeschränkte Öffnung des
Dichtungsdurchgangs, welche dimensioniert ist, um mit der äußeren Peripherie
des Schafts 134 vor der Einführung des Schafts in den Durchgang 166 des
Dichtungselements 156 in Eingriff zu gelangen. Während der
Einführung
zentriert das vordere Ende 176 den Schaft 134 relativ
zu dem Durchgang 166 und wird gegen das Dichtungselement 156 gedrängt, um
so jeden Rückschlag
des Hochdrucklackes zu vermeiden.
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Das
Verschlusselement 158 ist eine sphärische Kugel, welche teilweise
in dem Eintritt zu dem zentralen Durchgang 166 und gegen
die Endfläche des
Dichtungselements 156 sitzt. Die entgegen gesetzten Enden
der Spiralfeder 160 sind gegen einen Ansatz 178 der
Ventilbohrung und eine Verschlusskugel 158 angeordnet,
um somit die Kugel normalerweise axial in den zentralen Durchgang
zu zwingen, wobei sie das Dichtungsmaterial um den Durchgang herum
zusammenpresst und eine Fluiddichtung daran bildet.
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Die
zentralen Durchgänge 164 und 166,
welche durch die konische Einfassung 172 des Dichtungselements 154 oder
durch die Wand des Durchgangs durch das Dichtungselement 156 gebildet
werden, haben einen Durchmesser, welcher etwas geringer ist, als
der äußere Querschnittsdurchmesser
des Schafts 134, um somit dort dazwischen bei einem kuppelnden
Eingriff einen abgedichteten Presssitz zu liefern. Es ist wichtig,
dass der Schaft die zentralen Durchgänge 164 und 166 vor
dem Eingreifen an dem Verschlusselement in Eingriff bringt und abdichtet.
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Während des
Kuppelns wird der Schaft 134 axial in das vordere Einpass-Ende
des Ventilkörpers 150 eingeführt und
der Stift 128 mit dem Schlitz 132 in der Fassung
desselben in Eingriff gebracht, verdreht und stufenweise eingeführt. Der
vordere Endteil 137 des Schafts 134 gelangt, wenn
er eingeführt wird,
sukzessiv mit den Dichtungselementen 154 und 156 in
Eingriff, um gegen Undichtigkeiten abzudichten, während in
dieser Zeit die Verschlusskugel 158 gegen das Dichtungselement 156 gedrängt wird,
um einen Durchgang von Fluid zu verhindern. Schließlich bringt
bei einem vollständigen
Eingriff zwischen dem Stift 128 und dem Schlitz 132 die
Endfläche 138 des
Schafts 134 die Verschlusskugel 158 in Eingriff und
drängt
die Verschlusskugel 158 axial aus der fluidhindernden Schließverbindung
mit dem Dichtungselement 156.
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In 9(A) wurde der vordere Endteil 137 des
Schafts 134 axial in die Bohrung 152 in einem ausreichenden
Umfang eingeführt,
um die konische Einfassung 172 des Dichtungselements 154 in
Eingriff zu bringen, um so damit in abdichtendem Eingriff zu sein,
und um das vordere Ende 176 der Einfassung gegen das Dichtungselement 156 zu
drängen. Das
Eindringen des Schafts 134 ist so, dass da dazwischen eine
Fluiddichtung gebildet wird, aber der Schaft gelangt nicht mit der
Verschlusskugel 158 in Eingriff, welche gegen die hintere
Endfläche
des Dichtungselements 156 vorgespannt und in abdichtender
Beziehung bleibt.
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In 9(B) wurde der vordere Endteil des Schafts 134 in
die Bohrung 152 in einem ausreichenden Umfang eingeführt, um
in den zentralen Durchgang 166 des Dichtungselements 156 einzudringen. Die äußere Peripherie
des Schafts bildet einen abdichtenden Eingriff mit dem Dichtungselement 156, ohne
den abdichtenden Eingriff zwischen der Verschlusskugel 158 und
der Endfläche
des Dichtungselements 156 zu stören. Der Schaft befindet sich ebenfalls
mit der konischen Einfassung 172 in abdichtendem Eingriff.
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In 9(C) hat die axiale Endfläche 138 des Schafts 134 die
Verschlusskugel 158 erreicht und axial nach hinten aus
ihrem Eingriff mit der Endfläche des
Dichtungselements 156 getrieben, wodurch es dem Fluid ermöglicht wird,
durch den Ventilkörper 150 zu
gelangen, durch die Öffnungen 144 in
der Endfläche 138 und
durch die zentrale Bohrung 140 des Schafts 134.
Die Verschlusskugel 158 sitzt dann in der zentralen Öffnung 142,
welche in der axialen Endfläche 138 gebildet
ist. Wichtig ist, dass der gesteuerte abdichtende Eingriff zwischen
dem Schaft 134 und den Dichtungselementen 154 und 156 während des
Herausziehens ein allmähliches
Versetzen der Verschlusskugel 158 von der (against) Endfläche des
Dichtungselements 156 und in den zentralen Durchgang 166 ermöglicht,
um somit Lack am Herausspritzen zu hindern.
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Mit
Bezug auf 27(A) und 27(B) wird eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
des mit einer zentralen Bohrung versehenen Schnelltrennschafts 126 in
Verbindung mit und getrennt von der mit einer zentralen Bohrung
versehenen Schnelltrennverbindung 130 gezeigt. Der mit
einer zentralen Bohrung versehene Schnelltrennschaft 126 der 27(A) und 27(B) beinhaltet
ein Verschlusselement, welches durch eine sphärische Kugel 127 gebildet
ist, welche sich frei zwischen dem Stift 128 und einem
sphärischen
Rand bzw. Absatz (ledge) 129 bewegt, welcher in der zentralen
Bohrung 140 des Schafts 134 gebildet ist. Bei
dem Koppeln des Schnelltrennschafts 126 mit der Schnelltrennverbindung 130 veranlassen, ähnlich dem
in 9(A) bis 9(C) gezeigten,
Druck und Fluid in der Leitung stromaufwärts von dem Verschlusselement 158 die sphärische Kugel 127,
angrenzend an den Stift 128 verlagert zu werden. Fluid
fließt
dann durch die Öffnungen 144 und
in die zentrale Bohrung 140 des länglichen zylindrischen Schafts 134 und
strömt
zwischen der sphärischen
Kugel 127 und dem sphärischen
Absatz 129, wie in 27(A) gezeigt.
Der Druck stromabwärts
der sphärischen
Kugel 127 ist folglich im Wesentlichen der gleiche wie
der Druck stromaufwärts
des Verschlusselements 158, wenn der Schnelltrennschaft 126 mit
der Schnelltrennverbindung 130 verbunden ist.
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Mit
Bezug auf 27(B) dichtet beim Trennen des
Schnelltrennschafts 126 von der Schnelltrennverbindung 130 das
Verschlusselement 158 gegenüber dem Dichtungselement 156 wie
zuvor erörtert
ab, um einen Rückschlag
von Fluid von der rezirkulierenden Leitung zu vermeiden. Zusätzlich veranlasst
der Druck stromabwärts
der sphärischen
Kugel 127 und dem Schnelltrennschaft 126 die sphärische Kugel 127,
in einen Eingriff mit dem sphärischen
Absatz 129 bewegt zu werden, welcher in der zentralen Bohrung 140 des
Schafts 134 gebildet ist. Eine Bewegung der sphärischen
Kugel 127 gegen den sphärischen
Absatz 129 dichtet die zentrale Bohrung 140 ab,
um jedweden Rückschlag
von Fluid von dem Schnelltrennschaft 126 bei der Trennung
von der Schnelltrennverbindung 130 zu verhindern. Darüber hinaus
ermöglicht
das auch der Spritzpistole 88, bewegt und gelagert zu werden,
ohne dass Fluid aus der zentralen Bohrung 140 austritt,
so lange ein Druck stromaufwärts
der sphärischen
Kugel 127 aufrecht erhalten wird. Bei der Verbindung des
Schnelltrennschafts 126 mit der Schnelltrennverbindung 130 wird
die sphärische
Kugel 127 von dem sphärischen Absatz 129 weg
bewegt, da der Druck stromabwärts von
der sphärischen
Kugel im Allgemeinen etwas geringer ist als stromaufwärts bei
der Erstverbindung des Ventilelements 126 mit der Schnelltrennverbindung 130.
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10, 11 und 12 offenbaren
jeweils Details der Dreh-Fluidverbindung, der Filter-Fluidverbindung und
des Drosselventils. Die Drehfluidverbindung 120 beinhaltet
einen Körper 180,
welcher eine Bohrung aufweist, die sich zwischen vorderen und hinteren
Teilen davon erstreckt, und eine rotierbare Kupplungsmutter 182 an
dem vorderen Teil, um an die Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung 118 gekuppelt
zu werden. Der hintere Teil weist ein Außengewinde auf und hat eine
innere konische Wand 184, um einen Teil einer Pressverbindung
zu bilden, wenn sie mit der Filterfluidverbindung 122 verbunden
ist. Der Körper 180 besteht
vorzugsweise aus einem geeigneten Polymermaterial, wie z.B. glasverfülltem Nylon
mit einem keramischen Material. Wünschenswerterweise ermöglicht die Drehfluidverbindung 120 der
rezirkulierenden Leitung 86, relativ zu der Spritzpistole 88 zu
rotieren und hindert Kräfte
daran, die Integrität
der rezirkulierenden Leitung zu stören. In Abhängigkeit von der Anwendung
kann die Kupplungsmutter 182 entweder aus einem Polymermaterial
oder Metall, wie z.B. rostfreiem Stahl, sein.
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Die
Filter-Fluidverbindung 122 ist ähnlich wie die in dem US-Patent
Nr. 4 442 003 offenbarte, deren Lehre hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Im Allgemeinen beinhaltet die Filter-Fluidverbindung 122 ein
fingerhutförmiges
Filterelement 186, welches zwischen ersten und zweiten
Endringen 188 und 190 gefangen ist, wobei der
erste Endring 188 ein Außengewinde zur Befestigung
an der Drosselfluidverbindung 124 aufweist und wobei das
Filterelement an dem zweiten Endring 190 angebracht ist.
Wesentlich ist jedoch, dass der Endring 188 aus glasversetztem Nylon
mit Keramik besteht und der Endring 190 aus rostfreiem
Stahl.
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Die
Drosselfluidverbindung 124 ist ähnlich wie die in dem US-Patent
Nr. 4 106 699 offenbarte, wobei deren Lehre hierin durch Bezugnahme
aufgenommen ist, und ebenfalls wie die in dem vorgenannten US-Patent
Nr. 5 060 861 offenbarte. Die Drosselfluidverbindung 124 beinhaltet
ein zentral durchbohrtes Fluidgehäuse 192, eine Kupplungsmutter 194, welche
an dem vorderen Endteil des Gehäuses
zur Befestigung an dem Endring 190 der Filterfluidverbindung
montiert ist, und eine Strömungsplatte 196 und
eine einstellbare Strömungsdrossel 198,
welche in der Bohrung des Fluidgehäuses 192 befestigt
sind. Wichtig ist jedoch, dass das Fluidgehäuse 192 aus glasversetztem
Nylon mit einer Keramik besteht.
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Mit
Bezug auf 37 ist eine weitere Ausführungsform
einer Drosselfluidverbindung 440 gezeigt. Die Drosselfluidverbindung 440 beinhaltet
einen gegossenen (molded) einteiligen Körper 442, welcher
eine Eingangsöffnung
(input port) 446, welche mit einem Außengewinde versehen ist, und
eine Rückführöffnung 444,
welche mit einem Außengewinde
versehen ist, aufweist. Die Drosselfluidverbindung 440 wird
anstelle der Drosselfluidverbindung 124 benutzt, wenn eine
nicht-koaxiale rezirkulierende Leitung 86 genutzt wird.
Mit anderen Worten wird ein dem Schlauch 100 ähnlicher
Schlauch an die mit einem Außengewinde
versehene Eingangsöffnung 446 gekuppelt,
während
ein Rückführschlauch ähnlich dem
Schlauch 102 an die mit einem Außengewinde versehene Rückführöffnung 444 gekuppelt
ist. Der Körper 442 der
Drosselfluidverbindung 440 ist eine einteilige Drossel,
welche aus einem Polymermaterial, wie z.B. glasverfülltem Nylon
mit einem keramischen Material, gebildet ist. Die Eingangsöffnung 446 verbindet
sich mit einem Eingangsfluiddurchgang 452, welcher in einen
zentralen Fluiddurchgang 450 strömt, und die Rückführöffnung 444 beinhaltet einen
Rückführfluiddurchgang 448,
welcher auch von dem zentralen Fluiddurchgang 450 wegströmt. Der zentrale
Fluiddurchgang 450 beinhaltet einen Endteil 454,
welcher ein Innengewinde aufweist, welcher einen Stopfen 456 aufnimmt,
nachdem der Fluiddurchgang 450 in dem Körper 442 gebildet
wurde. Die Drosselfluidverbindung 442 ist an den Endring
(ferrule) 188 der Fluidfilterverbindung 122 mit
einer Kupplungsmutter 458, ähnlich der der Drosselfluidverbindung 124,
gekuppelt.
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Die
Drosselfluidverbindung 440 beinhaltet ferner eine Strömungsplatte 460 (flow
plate) und eine einstellbare Strömungsdrossel 462,
welche in einer Bohrung 464 des Körpers 442 ähnlich der
Drosselfluidverbindung 124 befestigt ist. Durch die Konstruktion
der Drosselfluidverbindung 440 mit einem einzigen Körper 442,
welcher aus einem Polymermaterial besteht, wird das Erfordernis
vermieden, einen Drosselfluidverbindungskörper zu liefern, welcher aus mehreren
Teilen gebildet ist, die zusammengeschweißt sind, wie z.B. wenn die
Drosselfluidverbindung aus rostfreiem Stahl besteht. Der Gebrauch
von mehreren zusammengeschweißten
Teilen erhöht
die Gesamtproduktionskosten für
solch eine Drossel, genauso wie er möglicherweise dort Hohlräume oder Spalten
erzeugt, wo die mehreren Teile zusammengepasst werden, was im Laufe
der Zeit Lack anlagert, wodurch Flocken und Partikel auf die lackierte
Oberfläche
gelangen. Entsprechend ist die Drosselfluidverbindung 440 deshalb
in den Produktionskosten geringer, leichter als herkömmliche
Drosseln aus rostfreiem Stahl und vermeidet mögliche Hohlräume, welche
Lack und Schmutz anlagern können.
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Sich
nun den 13 und 14 zuwendend,
beinhaltet gemäß einem
wichtigen Merkmal dieser Erfindung, das Abgabeende der rezirkulierenden
Leitung 86 einen flexiblen zugentlasteten Abschluss, einschließlich des
Fluidanschlussstücks 106 welches
den äußeren Schlauch 100 der
rezirkulierenden Leitung abschließt, und eine Spiralwicklungs-Ummantelung 200,
um das Fluidanschlussstück
in Eingriff zu bringen und die äußere Peripherie der
rezirkulierenden Leitung stützend
zu umgeben. Vorzugsweise besteht das Fluidanschlussstück 106 aus
einem Paar von Fluidgehäusen 202 und 204, welche
in Schraubeingriff sind, um das Anschlussstück zu bilden. Das Fluidgehäuse 202 beinhaltet
einen vorderen Endteil, auf welchem eine Kupplungsmutter 206 mit
Innengewinde montiert ist, zur Verbindung mit der Drosselfluidverbindung 124,
und einen rückwärtigen Teil
mit Außengewinde
zur Schraubverbindung mit dem Fluidgehäuse 204. Das Fluidgehäuse 204 beinhaltet
einen rückwärtigen Endteil 208,
an welchem die äußeren und
inneren Zufuhr- und Rückführschläuche 100 und 102 der
rezirkulierenden Leitung 86 befestigt sind. Vorzugsweise
bestehen die Fluidgehäuse 202 und 204 aus
glasversetztem Nylon mit einer Keramik.
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Gemäß dieser
Erfindung weist der rückwärtige Endteil 208 des
Fluidgehäuses 204 ein
Außengewinde
auf oder ist so gebildet, dass er spiralförmige Windungen 210 beinhaltet,
die sich von diesem radial nach außen erstrecken, wobei der Sinn
der Windungen oder (des Gewindes) entgegen gesetzt zum Spiralsinn
des in der Kupplungsmutter 206 gebildeten Innengewindes
ist. Ferner wird gemäß dieser
Erfindung die Wicklungsummantelung 200 durch einen Draht
gebildet, der spiralförmig
zu einem axial gestreckten Zylinder gewickelt ist, und der spiralförmig gewickelte
Draht ist mit den Nuten der Windungen 210 in Schraubeingriff,
welche an dem Fluidgehäuse gebildet
sind. Wie konfiguriert, neigt eine Kupplungsdrehung der Kupplungsmutter 206 an
dem Fluidanschlussstück 106 dazu,
die Schraubverbindung zwischen den Wicklungen der Ummantelung und
den spiralförmigen
Nuten, welche durch das Außengewinde
gebildet sind, festzuziehen.
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Ferner
ist gemäß dieser
Erfindung das vordere Ende des Fluidanschlussstücks 106, welches durch
die Kupplungsmutter 206 umgeben wird, im Allgemeinen konisch
geformt. Als solches führt
die passende Verbindung zu einem Presssitz.
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15 bis 17 veranschaulichen
bevorzugte Ausführungsformen
eines Lackiersystems gemäß dieser
Erfindung, in welchem zwei Lackbeschichtungen zur selben Zeit aufgetragen
werden. Gemäß diesen
Ausführungsformen
sind ein Paar von jeweils koaxial rezirkulierenden Leitungen 86a und 86b jeweils
an ihrem Zufuhrende an einer Lackbeschichtungsquelle angeschlossen,
um eine solche unter Druck zu dem Abgabeende der Leitung zuzuführen. Zum
Beispiel könnte
die erste rezirkulierende Leitung 86a einen klaren Beschichtungslack
rezirkulieren und die zweite rezirkulierende Leitung 86b könnte einen
Basislack rezirkulieren. Eine einzigartige Y-förmige Fluidverbindung 212 wirkt,
um den Strom von Lackzusammensetzung von jeder der beiden rezirkulierenden
Leitungen aufzunehmen, die Ströme
zu einem zu vermischen und diesen vermischten Strom zur Spritzpistole 88 zuzuführen.
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Mit
Bezug auf 15 beinhaltet die Y-förmige Fluidverbindung 212 zwei
Einlässe 214,
einen Auslass 216, eine zentrale Kammer 218 zur
Aufnahme der beiden Beschichtungen von den Einlässen 214 und ein Nylon
Mischelement 220 in der Kammer zur Vermischung der zwei
Beschichtungen. Ein Rückschlagventil 222 ist
an jedem Einlass angeordnet, um der Basisbeschichtung oder der klaren
Beschichtung zu ermöglichen,
von dem Einlass zu dem Auslass aber nicht in den anderen Einlass
zu fließen. Ein
Schlitz 224 im Rückschlagventil 222 ermöglicht dem
Fluid, durch das Rückschlagventil
zu strömen, wenn
das Fluid von der rezirkulierenden Leitung abgegeben wird. Das Nylon-Mischelement 220 besteht aus
einer im Allgemeinen axialen Rippe, die spiralförmig um ihre Achse (d.h. verdrillt)
gebildet ist. Die Rippe bzw. Lamelle dreht sich um ihre Achse, um
die Lacke zusammen zu mischen, wenn die klare Beschichtung und die
Basisbeschichtung in der Kammer aufgenommen werden.
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Die
rezirkulierenden Leitungen 86a und 86b beinhalten
vorzugsweise eine Drosselfluidverbindung 124, wie oben
beschrieben. Wie beim Lackiersystem von 16 gezeigt,
ist eine einzelne Drosselverbindung 124 am Auslass- (d.h.
Abgabe-) Ende der Y-förmigen
Verbindung 212 angeordnet, um so den Lackstrom zur Spritzpistole
zu beschränken.
Alternativ sind, wie beim Lackiersystem von 17 gezeigt,
zwei Drosselverbindungen 124 vorgesehen, eine für jeden
Einlass zur Y-förmigen Verbindung 212.
Die Drosselfluidverbindung 124 würde dem Nutzer vorteilhaft
ermöglichen,
die Menge jeder Lackzusammensetzung, welche dem Mischer zugeführt wird,
zu variieren.
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Es
wird geglaubt, dass die Fluidverbindungen, welche die Lackzufuhr
an den Leitungen anschließen,
ihre inneren Komponenten aus rostfreiem Stahl haben müssen, obwohl
die äußere Schale
immer noch aus einem glasversetzten Nylon mit einer Keramik oder
aus Metall hergestellt sein kann. Es wird geglaubt, dass die Herstellung
der Komponenten aus rostfreiem Stahl zu geringerer Zersetzung des
Lacks an jenen Oberflächen
führt,
die den Lack kontaktieren. Obwohl nicht gezeigt, gilt es zu verstehen,
dass die koaxiale rezirkulierende (d.h. der Schlauch in einem Schlauch)
Leitung bei bestimmten Anwendungsfällen durch vier getrennte Leitungen
ersetzt werden kann.
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Nun
wird mit Bezug auf 18 bis 23, gemäß einem
weiteren wichtigen Merkmal dieser Erfindung, ein Lackströmungsregulierer
zur Verwendung in rezirkulierenden Systemen für flüssige Beschichtungszusammensetzungen
adaptiert, um einen spezifischen Strom eines einzelnen Beschichtungsmaterials
zu der Spritzpistole 88 zu liefern. Der Strömungsregulierer 226 stellt
eine ununterbrochene Zufuhr einer gleichförmigen flüssigen Beschichtung zu der
Düse der
Spritzpistole 88 mit einem einstellbaren gewünschten
Druck sicher.
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Der
Strömungsregulierer 226 beinhaltet
ein erstes und zweites Gehäuse 228 und 230,
welche jeweilige passende Flächen 232 und 234 aufweisen und
Kammern 236 bzw. 238 bilden, Einlass- und Rückführleitungen 240 und 242,
welche mit der Kammer 236, welche in dem Gehäuse 228 gebildet
ist, kommunizieren, eine Auslassleitung 244, welche mit der
Passfläche 232 kommuniziert,
einen Fluiddurchgang 246, welcher sich zwischen der Strömungskammer 236 und
der Passfläche 232 erstreckt,
und ein Diaphragma 248 und eine Dichtung 250,
wobei die Gehäuse
kombinierbar sind, wobei der äußere Umfang
des Diaphragmas 248 und der Dichtung 250 zwischen
die Passflächen 232 und 234 gepresst
sind und das Diaphragma die Kammern 236 und 238 von einander
isoliert. Eine Reihe von Fluidausnehmungen 252, angeordnet
in der Form eines Kruzifixes, sind in der vorderen Passfläche 232 gebildet,
wobei eine Fluidausnehmung 252 davon in direkter Fluidkommunikation
mit der Auslassleitung 244 steht. Das Kruzifix hat seine
Mitte am Durchgang 246 angeordnet und die jeweiligen Ausnehmungen
erstrecken sich radial von der Achse des Durchgangs nach außen. Die
Einlass- und Rückführleitungen 240 und 242 enden
in einer herkömmlichen
Fluidverbindung und die Auslassleitung 244 endet in einer
herkömmlichen Schnellverbindungsfluidverbindung.
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Zum
Teil wird die Strömung
durch eine elastomere Dichtung 254 reguliert, welche eine
Durchbohrung 256 aufweist und in der Strömungskammer 236 zur
Abdichtung des Eingangs zum Durchgang 246 montiert ist,
und eine axiale Schubstange 256, welche für eine axiale
Bewegung in der Bohrung 256 und in der Passage 246 montiert
ist. Die Schubstange 258 weist einen geformten Kopf 260 auf,
welcher in der Strömungskammer 236 angeordnet
und in abdichtenden Eingriff mit der Wand der Durchbohrung 256 bewegbar
ist, eine Triebschulter 262, welche in dem Durchgang benachbart
zu der Passfläche 232 anordenbar
ist, und ein vorderes Ende 264 mit Gewinde, welches sich
durch das Diaphragma 248 und in die Kammer 238 erstreckt.
Der Querschnitt der Triebschulter 262 und des Durchgangs 246 benachbart
zu der vorderen Passfläche 232 sind
im Wesentlichen gleich, wobei die Triebschulter 262 Strömung durch
die Strömungskammer 236 verhindert.
Zugriff auf die Strömungskammer
wird durch einen Stopfen 266 gestattet, der in einer in
dem Gehäuse 228 gebildeten
Bohrung geschraubt befestigt ist.
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Vorzugsweise
bestehen die Gehäuse 228 und 230 und
der Stopfen 266 aus einem Polymermaterial, wie zum Beispiel
glasversetztem Nylon mit einer Keramik. Um einen ergänzenden Übergang
zwischen dem Polymermaterial des Gehäuses 228 zu bilden
und um Kraft zu übertragen,
sind flache ringförmige
Scheiben 268 und 270 zwischen der Passfläche 232 und
dem Diaphragma 248 angeordnet, wobei die Scheibe 268 aus
Polymermaterial besteht und an der Passfläche 232 anliegt und
die Scheibe 270 aus einem geeigneten Metall besteht und
an dem Diaphragma anliegt.
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Eine
Bewegung der Schubstange 258 wird teilweise durch eine
flache kreisförmige
Kraftplatte 272 gesteuert, welche in der Kammer 238 angeordnet
ist, einen axialen Strömungssteuerungskolben 274,
der sich durch eine Wand des Gehäuses 230 in die
Kammer 238 erstreckt, um mit der Kraftplatte 272 in
Eingriff zu gelangen, eine flache ringförmige Polymerscheibe 276 in
der Kammer 238 und angelegt an dem Diaphragma 248,
und eine zylindrische Spiralfeder 278. Die Spiralfeder 278 besteht
aus flachen Wicklungen und ihre entgegen gesetzten axialen Enden
liegen jeweils an der ringförmigen
Scheibe 276 bzw. der Kraftplatte 272 an. Das vordere
Ende 264 der Schubstange 258 ist mit einer Kappe 280 ausgestattet,
welche die Scheibe 276 in Eingriff nimmt, wobei die Kappe 280 und
die Triebschulter 262 dahingehend wirken, dass sie die
Scheiben 268, 270 und 276 und das Diaphragma 248 zusammenklemmen.
Der Strömungssteuerungskolben 274 ist
mit dem Gehäuse 230 in
Schraubeingriff und angepasst, um sich inkrementell in die und aus
der Kammer 238 zu bewegen, wobei das nach innen gerichtete
Vorrücken
des Strömungssteuerungskolbens 274 die
Federkraft erhöht,
die auf die Scheibe 276 einwirkt (und folglich den Fluiddruck,
der benötigt
wird, um die Federlast zu überwinden).
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Die
Arbeitsweise des Strömungsregulierers 226 ist
im Arbeitsablauf in 20 bis 22 dargestellt.
Die Fluidströmung
wird durch den Strömungsregulierer 226 durch
die axiale Hin- und Herbewegung der Schubstange 258 in
dem Durchgang 246 reguliert. Während des Betriebes nimmt die
Strömungskammer 236 fortwährend ein
hohes Volumen an flüssigem
Lack auf und rezirkuliert dieses, um dadurch die darin enthaltenen
flüssigen
Bestandteile in der Form einer im Wesentlichen gleichförmigen Dispersion
zu halten. Der Lack wird in die Strömungskammer 236 durch
eine Seitenwand der Strömungskammer
so eingeführt,
dass der Lack auf einer durchbrochenen Verwirbelungshülse 267 auftrifft,
die sich von dem Stopfen 266 und gegen eine entgegen gesetzte
Seitenwand erstreckt, um eine Verwirbelungswirkung zu entwickeln,
um die Lackbestandteile gleichmäßig verteilt
zu halten.
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Anfänglich spannt,
wie in 20 gezeigt, die Spiralfeder 278 die
Polymerscheibe 268 gegen die Passfläche 232 normalerweise
vor, was dazu führt, dass
die Scheibe 268 die Triebschulter 262 der Schubstange 258 in
eine Position in schließendem Verhältnis zu
dem Auslass des Durchgangs 246 drängt. Druckbeaufschlagte Flüssigkeit
wird dann in die Strömungskammer 236 über die
Einlassleitung 240 eingebracht. Wenn der Flüssigkeitsdruck
niedriger ist als die Federkraft, wird sich die Triebschulter 262 nicht
bewegen, sondern dahingehend wirken, dass Fluid daran gehindert
wird, durch den Durchgang 246 zu strömen. Das Fluid wird an die
Zufuhr über
die Rückführleitung 242 zurückgeführt.
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Wie
in 21 gezeigt, übersteigt,
wenn der Fluiddruck zunimmt, die Kraft, die auf den Kopf 260 der
Schubstange 258 wirkt, die Federkraft, wodurch die Triebschulter 262 der
Schubstange hin zu dem zweiten Gehäuse 230 getrieben
wird und die Scheibe 268 aus dem abdeckenden Verhältnis gegen
die Passfläche 232 und
zu den Ausnehmungen 252. Dem Fluid wird ermöglicht,
via Ausnehmung 252a und mit der Auslassleitung 244 zu
kommunizieren. Überschüssiges Fluid
kehrt zur Zufuhr über
die Rückführleitung 242 zurück.
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Schließlich wird,
wie in 22 gezeigt, für den Fall,
dass der Druck auf ein Niveau ansteigt, bei dem die Fluidkraft,
die auf den Kopf 260 wirkt, größer ist als die Federkraft,
sich der Kopf 260 in ein Sitz-Verhältnis mit der Wand der Durchbohrung 256 der
in der Fluidkammer 236 montierten Dichtung 254 bewegen.
In diesem Zustand verhindert die Schubstange 258, dass
Fluid durch den Durchgang 246 gelangt und das Fluid kehrt
zur Zufuhr über
die Rückführleitung 242 zurück.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal dieser Erfindung ist eine Druckverbindungs-Fluidkupplung 282 in 24 bis 25 gezeigt.
Bei dieser Fluidkupplung weist eine zylindrische Fluidleitung 284 einen
Endteil 286 auf, der angepasst ist, um in eine Fluidverbindung 288 eingesetzt
zu werden, um dadurch gleichzeitig lösbar ergriffen, axial positioniert und
abgedichtet zu werden. Wie gezeigt umfasst die Fluidverbindung 288 ein
Gehäuse 290,
welches eine ringförmige
Schulter 292 aufweist, die in eine abgestufte Bohrung 294 führt, einen
ringförmigen
Schließring 296 und
einen ringförmigen
O-Ring 298, welcher in der Bohrung 294 angeordnet
ist, und eine röhrenförmigen Entriegelungshülse 300,
die an der Schulter montiert ist.
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Der
Schließring 296 und
der O-Ring 298 sind in jeweiligen ringförmigen Nuten montiert, die
in der abgestuften Bohrung 294 gebildet sind, und jeder
bewirkt, dass der äußere Umfang
der Leitung 284 in Eingriff genommen wird, um dessen unerwünschtes Lösen zu verhindern.
Der Schließring 296 weist
eine Mehrzahl von radial nach innen gerichteten Federzinken 302 auf,
welche angepasst sind, den Endteil 286 in Eingriff zu nehmen
und die Leitung 284 in der Bohrung 294 zu verriegeln.
Die Zinken 302 biegen sich beim Eingriff mit der Fluidleitung 284 radial
nach außen
und richten den Endteil 286 auf den O-Ring 298 und
das Ende 285 der Leitung hin zu einer Endwand der Bohrung 294 aus.
Die Entriegelungshülse 300 beinhaltet
ein Paar axial beabstandeter Auskragungen 304 und 306,
welche mit entgegen gesetzten axialen Flächen der ringförmigen Schulter 292 in
Eingriff gelangen, wobei die Auskragungen axial beabstandet sind,
um eine axial gefangene Bewegung der Entriegelungshülse 300 relativ
zu dem Gehäuse 290 zu ermöglichen.
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Um
das Lösen
zu bewirken, wird die Entriegelungshülse 300 axial in das
Innere der abgestuften Bohrung 294 gedrängt, wodurch die konische Endfläche der
Auskragung 306 mit den Federzinken 302 in Eingriff
gelangt und diese radial nach außen drängt. Die Auskragung 304 verhindert übermäßige Einwärtsbewegung
der Entriegelungshülse 300 in
die abgestufte Bohrung, solch eine Bewegung, wie sie die Federzinken 302 überbeanspruchen
könnte
oder wie sie möglicherweise
verursachen könnte,
dass die Auskragung 306 zwischen dem O-Ring 298 und
den biegbaren Enden der Zinken 302 verriegelt wird. In dieser
Hinsicht ist die Wand zwischen der ringförmigen Nut, welche den Schließring 296 aufnimmt,
und dem O-Ring 298 angeschrägt und dient dazu, die Zinken 302 während ihrer
Biegung zu unterstützen.
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Mit
Bezug auf 30 bis 33 ist
die verbesserte Spritzpistole gemäß dieser Erfindung gezeigt.
Die Spritzpistole 88 beinhaltet einen Körper 310, welcher
aus einem Polymer- oder Verbundmaterial besteht, welches vorzugsweise
ein glasverfülltes
Nylon mit einer als Esbrid bekannten Keramik ist, welche einen bevorzugten
Grad bzw. Beschaffenheit NSG440A oder LSG440A mit einem Farbcode
von 70030 von Thermofil aus Brighton, Michigan aufweist. Das glasverfüllte Nylon
mit einem keramischen Material beinhaltet speziell eine Mischung
von ungefähr
30% glasverfülltem
Nylon und ungefähr
70% keramischen Material. Dieser Verbund versetzt den Körper 310 in
die Lage, durch Spritzgießen
gebildet zu werden und eine Zugfestigkeit von ungefähr 30.000
Pfund aufzuweisen. Dies liefert eine verbesserte Spritzpistole 88,
welche sowohl beständig
als auch leicht ist. Die verbesserte Spritzpistole 88 wiegt beispielsweise
ungefähr
10 Unzen gegenüber
22 Unzen für
eine herkömmliche
Spritzpistole, welche aus Aluminium hergestellt ist. Der Körper 310 beinhaltet einen
Griffteil 312, einen Kopf- oder Ablenkteil (baffle) 314 und
einen Halsteil bzw. Ansatzteil 316. Der Ansatzteil 316 beinhaltet
einen gekrümmten
Haken 318, welcher zum Aufhängen der Spritzpistole 88 genutzt
werden kann. Der Griff 312 definiert ein Paar Ausnehmungsbereiche 320,
welche an entgegen gesetzten Seiten des Griffs 312 angeordnet
sind, welche unnötiges
Material vermeiden und schließlich das
Gesamtgewicht der Spritzpistole 88 reduzieren. Abdeckplatten
(nicht gezeigt) können
verwendet werden, um die Aussparungsbereiche 320 aus ästhetischen
Gründen
und zur Identifikation abzudecken.
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Der
Kopf- oder Ablenkteil 314, welcher in 33 klar
zu sehen ist, beinhaltet einen vergrößerten konischen Teil 322.
Der vergrößerte konische
Teil 322 definiert mehrere vergrößerte Luftdurchgänge 324 um
Druckluft aus der Spritzpistole 88 zur Nutzung bei der
Zerstäubung
des Lacks zu leiten, was in Kürze
im Detail erläutert
wird. Befestigt an dem Kopf 314 der Spritzpistole 88 ist
ein Luftaufsatz bzw. eine Luftkappe (air cap) oder Sprühzerstäuber 326,
welcher entfernbar und abgedichtet relativ zu dem Kopf 314 mittels
einem Luftaufsatzhaltering 328 und einer Luftablenkung
(air baffle) (nicht gezeigt) aufgesetzt ist. Der Luftaufsatz 326 und
der Luftaufsatzhaltering 328 sind vorzugsweise aus einem
Polymermaterial konstruiert, so wie Delrin, und die Luftablenkung
ist aus Aluminium konstruiert, welche(s) fest an dem Kopf 314 montiert
ist. Darüber
hinaus weisen der Luftaufsatz 326, der Haltering 328 und
die Luftablenkung eine herkömmliche
Konfiguration auf, wie sie dem Fachmann geläufig ist.
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Damit
der Luftaufsatz 326 den durch das rezirkulierende Flüssiglack-Beschichtungszusammensetzungs-Zufuhrsystem 10 zugeführten Lack
zerstäubt,
beinhaltet der Luftaufsatz 326 eine Vielzahl von Luftlöchern 330,
welche um eine Fluidspitze 332 herum und innerhalb der
Lufthörner 334 angeordnet sind.
Die Luftlöcher 330 leiten
Druckluft, welche zu der Pistole 88 zugeführt wird,
mittels einer gewindeversehenen Luftverbindungs-Eingangsverbindung 336 zur
Steuerung des Sprühmusters
des Lackes unter Nutzung im Fachgebiet bekannter Techniken. Die Druckluft
weist einen Druck von ungefähr
70 bis 100 psi auf und wird von einer herkömmlichen Druckluftquelle, mit
einem Luftschlauch (nicht gezeigt) zugeführt, welcher entfernbar an
die Luftanschlusseinlassverbindung 336 gekuppelt ist.
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Mit
Bezug auf die Querschnittsansicht des Körpers 310 der Spritzpistole 88 wird
die Luft zuerst an einen vergrößerten zylindrischen
konisch zulaufenden bzw. verjüngten
(tapered) Luftdurchgang 338 zugeführt oder geleitet, welcher
ein gewindeversehenes Ende 340 zum Aufnehmen der Luftverbindungs-Einlassverbindung 336 aufweist.
Der Luftdurchgang 338 wird durch den Griff 312 definiert
und weist einen Öffnungsdurchmesser 342 von
ungefähr 0,392
Inch auf, welcher sich zu einer Auslassöffnung 344 von ungefähr 0,340
Inch verjüngt.
Im Gegensatz dazu nutzen herkömmliche
Spritzpistolen typischerweise einen nicht konisch zulaufenden zylindrischen Luftdurchgang,
welcher einen Durchmesser von ungefähr 0,25 Inch aufweist. Der
größere konisch
zulaufende Luftdurchgang 338 erlaubt folglich einem größeren Luftvolumen,
durch die Spritzpistole 88 zu gelangen, was bei jedem Druck
eine bessere Zerstäubung
liefert.
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Eine
Ventilkammer 346, definiert durch den Griff 312,
befestigt schraubbar eine herkömmliche Luftventilanordnung 348,
welche teilweise in 30 gezeigt ist, mittels der
Gewinde 350. Luft wird geleitet oder gelangt von dem Luftdurchgang 338 durch
die Luftventilanordnung 348 in die Ventilkammer 346. Die
Luftventilanordnung 348 in der Kammer 346 wird mittels
eines an einem Abzug 354 angeschlossenen Luftventils 352 gesteuert.
Der Abzug 354 ist vorzugsweise aus Metall konstruiert und
schwenkbar an dem Ansatz 316 mittels eines Abzuglagers
und Bolzens 356 befestigt. Bei Betätigung der Luftventilanordnung 348 über den
Abzug 354 gelangt Luft über
einen zylindrischen konisch zulaufenden Durchgang 360, welcher
einen Mittendurchmesser von ungefähr 0,26 Inch aufweist, durch
die Luftventilanordnung 348 und in und durch eine angrenzende
Kammer 358. Die Kammer 358 wird ebenfalls durch
den Griff 312 definiert.
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Eine
herkömmliche
Fluidnadelanordnung 362, teilweise in 30 gezeigt,
ist schraubbar in der Kammer 358, mittels einer gewindeversehenen Kupplungsmutter 364 und
Gewinden 366 befestigt. Die Fluidnadelanordnung 362 ermöglicht der
Luft stets, durch die Kammer 358 zu gelangen und steuert ebenfalls
den Bewegungsumfang des Abzugs 354 beim axialen Drehen
eines Fluideinstellknopfes 368. Die Kupplungsmutter 364 und
der Fluideinstellknopf 368 sind vorzugsweise aus einem
Polymermaterial, wie z.B. Delrin, konstruiert. Infolge einer axialen
Rotation des Fluideinstellknopfes 368, wird eine Einstellung
der Fluidströmung
aus der Fluidspitze 332 bewerkstelligt. Mit anderen Worten
stellt der Fluideinstellknopf 368 den Umfang, den der Abzug 354 zurücklegt,
ein oder steuert ihn.
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Die
Luftströmung
von der Kammer 358 hält durch
einen konisch zulaufenden Durchgang 370 hindurch an, welcher
einen Mittendurchmesser von ungefähr 0,28 Inch aufweist. Es sollte
bemerkt werden, dass die konisch zulaufenden Durchgänge 360 und 370 zueinander
konzentrisch sind und im Wesentlichen aus einem einzigen konisch
zulaufenden Durchgang 372 bestehen, welcher einen Anfangsdurchmesser 374 von
ungefähr
0,353 Inch und einen Enddurchmesser 376 von ungefähr 0,250
Inch aufweist. Sobald der Durchgang 372 gebildet ist, wird ein
Stopfen 378 verwendet, um den oberen Teil des Durchgangs 372 abzudichten.
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Die
Luft von dem Durchgang 370 wird hingeleitet zu und tritt
ein in einen zylindrischen konisch zulaufenden Durchgang 380 des
Ansatzes 316, welcher schraubbar ein herkömmliches
Aufweitungseinstellventil oder eine Lufteinstellnadel (nicht gezeigt) befestigt.
Die Lufteinstellnadel ist mit einem gewindeversehenen Luftströmungsknopf 382 verbunden.
Der gewindeversehene Luftströmungsknopf 382 bringt schraubbar
eine Kupplungsmutter 384 in Eingriff, welche in den Gewindegängen 386 befestigt
ist. Das Aufweitungseinstellventil steuert das Sprühmuster des
Fluids aus der Fluidspitze 332 heraus, durch axiales Ausfahren
oder Zurückziehen
der Lufteinstellnadel in dem konisch zulaufenden Durchgang 380,
um die Luftströmung
aus den Luftlöchern
in den Lufthörnern 334 zu
steuern. Die Lufteinstellnadel, die Kupplungsmutter 384 und
der Luftströmungsknopf 382 sind
ebenfalls vorzugsweise aus einem Polymermaterial, so wie Delrin,
konstruiert.
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Wenn
die Luft stromabwärts
in den Durchgang 380 gelangt, tritt sie ein in den oder
wird sie zu dem Kopfteil oder der Ablenkung 314 geleitet.
Beim Eintritt in den Kopfteil 314 wird die Luftströmung auf die
drei vergrößerten Durchgänge 324 verteilt,
was in 32 und 33 klar
zu sehen ist. Der vergrößerte konische
Teil 322 ist im Wesentlichen größer als herkömmliche
Köpfe,
welche typischerweise ungefähr halb
so groß wie
der konische Teil 322 sind. Das versetzt den Luftdurchgang 324 in
die Lage, einen vergrößerten Durchmesser
von ungefähr
0,200 Inch gegenüber
einem herkömmlichen
Durchmesser von ungefähr
0,156 Inch aufzuweisen. Das versetzt ferner ein größeres Volumen
von Luft in die Lage, durch und aus dem Kopf 314 und in
die herkömmliche
Luftablenkung (nicht gezeigt) zu gelangen, wodurch sogar noch mehr
Zerstäubung
geliefert wird. Von den Luftdurchgängen 324 zirkuliert
die Luft um einen ringförmigen
Kanal 382 herum, bevor sie durch die Ablenkung und die
Luftlöcher 330 in
dem Luftaufsatz 326 austritt.
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Der
rezirkulierende Lack wird über
die rezirkulierende Leitung 86 zugeführt, welche an eine gewindeversehene
Verbindung 384 über
die Fluidanschlussanordnung 108 gekuppelt ist. Die Verbindung 384 ist
schraubbar mit dem Körper 310 durch
das Gewinde 386 verbunden. Bei Betätigung des Abzugs 354,
bewegt sich eine Fluidnadel 388, welche die Fluidspitze 332 abdichtet,
axial rein und raus, um es dem Lack zu ermöglichen, von der rezirkulierenden Leitung 86 durch
eine Kammer 390, welche durch den Kopf 314 definiert
wird, und aus der Fluidspitze 332 zu gelangen. Beim Austritt
aus der Fluidspitze 332 erzeugt und richtet die Kombination
des Lacks mit der gerichteten Luft, welche durch den Luftaufsatz 326 zugeführt wird,
ein elliptisches Sprühmuster auf
das zu beschichtende oder zu lackierende Objekt. Die Konstruktion
der Fluidnadel 388 in der Kammer 390 ist herkömmlicher
Natur und dem Fachmann bekannt.
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Durch
das Ankuppeln der Leitung 86 an dem Kopf 314 über die
Kammer 390, wird die Spritzpistole 88 zur Verwendung
mit verschiedenen unterscheibaren Fluidbeschichtungen befähigt, ohne
die Notwendigkeit, die Spritzpistole spülen zu müssen. In anderen Worten, die
Spritzpistole 88 kann an der Fluidanschlussanordnung 108 schnell
getrennt und an eine neue Leitung 86 gekuppelt werden,
um eine neue flüssige
Beschichtungszusammensetzung zu verwenden. Zum Beispiel können verschiedene
Farblacke einfach, nur unter Nutzung der einzigen Spritzpistole 88 verwendet
werden, weil der Lack im Wesentlichen die Spritzpistole 88 dort
verlässt,
wo er in die Spritzpistole 88 eintritt (d.h. in der Kammer 390). Das
ist im Gegensatz zu bestimmten anderen existierenden Spritzpistolen,
welche den Lack durch den Griff zuführen, wobei verursacht wird,
dass größere Mengen
an Lack ständig
in der Spritzpistole zurückbleiben,
was folglich erforderlich macht, dass die Spritzpistole ausgespült wird,
bevor ein anderer Farblack verwendet werden kann. Zum Beispiel behält die Spritzpistole 88 weniger
als 2 Kubikzentimeter Lack in der Kammer 390 zurück, während eine Spritzpistole,
in welcher der Lack durch den Griff zugeführt wird, mehr als 20 Kubikzentimeter
Lack über die
gesamte Pistole hinweg zurück
behält.
Darüber hinaus
verhindert das, dass der in der Pistole befindliche Lack rezirkuliert.
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Durch
Bereitstellen einer Polymerverbund-Spritzpistole 88, welche
ein wesentlich reduziertes Gewicht gegenüber herkömmlichen Metallspritzpistolen
aufweist, wird die Bedienerermüdung bedeutend
reduziert, während
die Finish-Qualität
im Zeitverlauf bedeutend verbessert wird. Außerdem verringert der Gebrauch
der leichteren, beständigeren
Spritzpistole 88 ferner die Wahrscheinlichkeit, dass ein
Bediener irgendwelche medizinischen Leiden entwickelt, welche sich
durch fortwährenden
und wiederholten Gebrauch der schwereren Metallspritzpistolen entwickeln
können.
Zusätzlich
versetzt die Verwendung der größeren Strömungsdurchgänge 338 und 324 ein
größeres Luftvolumen
in die Lage, durch die Spritzpistole 88 zu gelangen, wodurch
eine bessere Zerstäubung
des Lacks genauso wie eine verbesserte Oberflächenqualität geschaffen wird.
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Obwohl
die obige Beschreibung die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt,
wird man verstehen, dass die Erfindung für Modifizierungen, Abweichungen
und Änderungen
empfänglich ist,
ohne vom richtigen Umfang der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.