DE8131967U1 - Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen zufuehren von zumindest zwei zerstaeubungsfluessigkeiten im waehlbaren mengenverhaeltnis zu einer spritzvorrichtung - Google Patents

Description

PUMPVORRICHTONG ZUM GLEICHZEITIGEN ZUFÜHREN VON ZUMINDEST ZWEI ZERSTÄUBUNGSFLÜSSIGKEITEN IM WÄHLBAREN MENGENVERHÄLTNIS ZU EINER SPRITZVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zumindest zwei Zerstäubungsflüssigkeiten im wählbaren Mengenverhältnis zu einer Spritzvorrichtung/ bestehend aus einem pneumatisch oder hydraulisch betätigten Antriebszylinder und davon über einen verstellbaren Waagebalken angetriebenen Pumpen, deren jede saugseitig mit einer Zuführung für eine der Zerstäubungsflüssigkeitskomponenten und druckseitig mit der Spritzvorrichtung verbunden ist.

Derartige Vorrichtungen sind im allgemeinen so ausgebildet, daß ein pneumatisch betriebener, selbstoszillierender Antriebszylinder, der entweder eine mechanisch-pneumatische oder eine vollpneumatische Umsteuereinrichtung aufweist, einen Waagebalken entsprechend seiner Bewegung antreibt. Der Waagebalken ist in einem verstellbaren Nullpunkt gelagert, wobei die Nullpunktverstellung durch eine Gewindespindel oder dergleichen erfolgt. Die Förderpumpe für eine der beiden Zerstäubungsflüssigkeitskomponenten ist auf der einen Seite des Nullpunkts angeordnet, meist in Achsverlängerung zum antreibenden Antriebszylinder, während die zweite Pumpe entweder mit Abstand am selben Waagebalkenarm oder am Ende des anderen Waagebalkenarmes befestigt ist. Das Mengenverhältnis der beiden Komponenten zueinander wird dabei im ersteren Fall durch Ändern des Abstands der Befestigungsstellen der beiden Pumpen, im zweiten Fall durch Verstellen des Waagebalken-Nallpunkts bestimmt.

Ein Nachteil dieser bekannten Pumpvorrichtungen besteht darin, daß bei Leerlauf einer der beiden Pumpen, etwa dadurch, daß das Gebinde einer Komponenten leergesaugt worden ist oder daß auf der Saugseite die Ansaugung der Pumpe beispielsweise durch Undichtheiten im Saugsystem gestört bzw. unterbrochen ist, die

andere, ungestörte Pumpe ungehindert welterarbeitet, mit der Folge, daß die Bedienungsperson meist nicht erkennt, daß nur noch eine der beiden Komponenten der Spritzvorrichtung zugeführt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung 1st es deshalb, die Pumpvorrichtungen der eingangs erwähnten Art in der Weise zu verbessern, daß ein Leerlauf einer der beiden Spritzflüssigkeitspumpen den Gesamtbetrieb der Pumpvorrichtung derart beeinflußt, daß die Störung sofort erkennbar ist oder zu einer r selbsttätigen Abschaltung führt. Die Lösung dieser Aufgabe ist [ im Hauptanspruch gekennzeichnet. Gemäß der Erfindung wird also die bei Leerlauf der einen Pumpe erfolgende Druckerhöhung in | der anderen Pumpe dazu benutzt, ein überdruckventil zu betäti- | gen, das dann einen Bypass zur Saugseite dieser Pumpe öffnet, | mit der Folge, daß sich der Spritzdruck für die Bedienungs- j| person deutlich sichtbar verändert. Diese Änderung des Drucks | kann aber auch nach einer Weiterbildung der Erfindung dazu ΐ· benutzt werden, die Vorrichtung selbsttätig abzuschalten, und i zwar mittels eines Sicherheits-Abschaltventils. 2

Um den Ansprechbereich der Überdruckventile zu erweitern, kann nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung jeder Pumpe ein eigener Antriebszylinder zugeordnet werden, wobei die bei- ; den Antriebszylinder miteinander im Gegentakt verbunden sind. Damit wird erreicht, daß bei dem erwähnten Fall des Leerlaufs einer der beiden Pumpen der Druck der anderen Pumpe wesentlich höher ansteigt als bei Verwendung nur eines einzigen Antriebszylinders , was die Einstellung und Auslegung der Überdruckventile wesentlich erleichtert. Darüberhinaus aber verbessert ΐ diese Zuordnung eines AntriebsZylinders für jede Pumpe auch den Normalbetrieb der Pumpvorrichtung, weil damit das Druckübersetzungsverhältnis zwischen Antriebszylinder und Pumpe auch ί bei Verstellung des Waagebalken-Nullpunkts, also bei Änderung des Komponenten-Mischungsverhältnisses, zwischen Antriebszy- . linder und Pumpe im wesentlichen gleich bleibt. Schließlich | ist auch das vorgegebene Druckübersetzungsverhältnis zwischen | Antriebszylinder und Pumpe bei Verwendung von zwei Antriebszylindern günstiger.

- 5 Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der erfin-

dungsgemäßen Pumpvorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein bei der Vorrichtung

von Fig. 1 verwendetes überdruckventil, Fig. 3 schematisch eine zweite Ausführungsform der erfin-

dungsgemäßen Pumpvorrichtung, und Fig. 4 im Längsschnitt ein bei der Vorrichtung nach Fig.

verwendetes überdruckventil.

Bei der Pumpvorrichtung nach Fig. 1 wird bei 10 Druckluft zugeführt, deren Druck durch das Reduzierventil 11 reduziert wird. Mit 12 ist ein Manometer und mit 13 ein Sicherheits-Abschaltventil bezeichnet. Die Druckluftleitung mündet dann in einen selbstoszillierenden, einen Druckluftmotor darstellenden Antriebszylinder 14, der eine mechanisch-pneumatische oder eine vollpneumatische Umsteuereinrichtung (nicht gezeichnet) aufweist. Der Kolben des Antriebszylinders 14 ist mit 14a, dessen Kolbenstange mit 14b bezeichnet. Von den beiden Zylinderräumen des Antriebszylinders 14 gehen Druckluftleitungen 15 und 16 ab, die zu den beiden Zylinderräumen eines zweiten Antriebszylinders 17 führen, dessen Kolben mit 17a und dessen Kolbenstange 17b bezeichnet ist. Ein Waagebalken 18 ist am Punkt 19 mit der Kolbenstange 14b und am Punkt 20 mit der Kolbenstange 17b verbunden, wobei der Mittelpunkt des Waagebaikens 18 mit 21 bezeichnet ist; der Balkenmittelpunkt 21 ist verschiebbar ausgebildet.

Die Kolbenstange 14b des Antriebszylinders 14 treibt eine Kolbenpumpe 22, die Kolbenstange 17b des Antriebszylinders 17 eine Kolbenpumpe 23 an. Die Kolbenpumpe 22 saugt Farbe von einem ersten Farbbehälter 24, die Kolbenpumpe 23 von einem zweiten Farbbehälter 25 an. Der Farbauslaß der Kolbenpumpe 22 führt über ein Manometer 26, ein überdruckventil 27 und ein Rückschlagventil 28 zu einem Mischrohr 29. Mit 30 ist ein Bypass bezeichnet, der vom Druckbegrenzungsventil 27 zum ersten Farbbehälter 24 führt. In ähnlicher Weise führt

der Farbauslaß der Kolbenpumpe 23 über ein Manometer 31, ein überdruckventil 32 und ein Rückschlagventil 34 zum Mischrohr 29; ein Bypass 34 verbindet das Druckbegrenzungsventil 32 mit dem zweiten Farbbehälter 25. Vom Ausgang des Mischrohrs 29 schließlich führt eine Leitung 35 zu einer - nicht gezeichneten - Farbspritzpistole.

Der Aufbau des Überdruckventils 27 und des damit identischen Überdruckventils 32 ist in Fig. 2 dargestellt. Gemäß Fig. 2 weist das überdruckventil ein Gehäuse 40 mit Farböffnung 41 und Überströmöffnung 42 auf, in welchem Gehäuse 40 ein Differentialkolben 43 gelagert ist, der durch eine Schraubenfeder 44 derart gegen die Farböffnung 41 belastet ist, daß er diese in Normalstellung abschließt.

Die Pumpvorrichtung arbeitet folgendermaßen. Die über die Leitung 10 zugeführte und vom Ventil 11 druckreduzierte Druckluft treibt den Antriebszylinder 14 in der gewünschten Weise an. Damit aber treibt der Kolben 14a des Zylinders 14 über die Kolbenstange 14b den Kolben der Farbpumpe 22 an, so daß diese Farbe aus dem Farbbehälter 24 ansaugt, im Pumpenraum unter Druck setzt und durch die Pumpenauslaßleitung über das Rückschlagventil 28 dem Mischrohr 29 zuführt. Dabei besteht zwischen der Fläche des Kolbens 14a und der - kleineren - Fläche des Kolbens der Pumpe 22 ein bestimmtes Flächenverhältnis, mit der Folge eines festen Druckübersetzungsvarhältnisses zwischen Antriebszylinder 14 und Pumpenzylinder 22.

Die von Antriebszylinder 14 abführenden Auslaßleitungen 15,

16 sind - über Kreuz - mit den beiderseits des Kolbens 17a befindlichen Zylinderräumen des zweiten Antriebszylinders

17 verbunden, d.h., der Kolben 17a wird über die Druckluftleitungen 15, 16 zur Oszillation gebracht. Befindet sich der Nullpunkt 21 - wie auf der Zeichnung dargestellt genau in der Mitte zwischen seinen Anlenkpunkten 19 und 20 an den Kolbenstangen 14b und 17b, dann oszillieren die beiden Kolben 14a und 17a mit gleicher Hubgröße und Hubge-

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schwindigkeit im Gegentakt. Damit aber wird die zweite Farbpumpe 23 in derselben Weise - wenn auch im Gegentakt - wie die Farbpumpe 22 angetrieben, d.h. die Pumpe 23 saugt dieselbe Menge an Farbe vom Behälter 25 an, setzt die Farbe unter denselben Druck und fördert die Farbe durch die Pümpenauslaßleitung durch das Rückschlagventil 34 hindurch zum Mischrohr 29. über die Leitung 35 wird somit der Spritzvorrichtung ein Farbgemisch mit einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 der beiden Farbkomponenten zugeführt. Dieses Mischungsverhältnis ändert sich aber dann, wenn der Nullpunkt 21 des Waage-ibalkens 18 verschoben wird, wobei diese Nullpunktsverstellung vorzugsweise durch eine - nicht gezeichnete - Gewindespindel erfolgt. Verschiebt man beispielsweise auf der Zeichnung den Nullpunkt 21 nach rechts, dann wird der Hub des Kolbens 17a des Antriebszylinders 17 gegenüber dem Hub des Kolbens 14a des Antriebszylinders 14 verkleinert, mit der Folge, daß die Fördermenge der Farbpumpe 23 gegenüber der Fördermenge der Farbpumpe 22 abnimmt. Das über die Leitung 35 der Spritzvorrichtung zugeführte Farbgemisch weist dann ein anderes Mischungsverhältnis auf; bei der obenerwähnten Verschiebung des Nullpunkts 21 nach rechts sinkt der Anteil der Farbkomponente des Behälters 25 gegenüber der Farbkomponente des Behälters 24. Wesentlich dabei ist, daß durch die Verwendung von zwei Antriebszylindern 14, 17 bei einer solchen Nullpunkt sver stellung des Waagebalkens 18 zwar die gewünschte Veränderung der Farb-Fördermengen auftritt, die Farbdrücke jedoch im wesentlichen gleich bleiben, weil keine Änderung der Druckübersetzungsverhälti:isse zwischen den beiden Zylindern 14, 17 und den beiden Pumpen 22, 23 auftritt. Dies stellt einen Gegensatz zu der Verwendung nur eines einzigen Antriebszylinders dar.

Wenn nun bei der beschriebenen Vorrichtung eine der beiden Pumpen 22, 23 leerläuft, entweder dadurch, daß der Farbbehälter der einen Farbkomponente leergesaugt worden ist oder daß auf der Saugseite die Ansaugung der Pumpe zum Beispiel durch Undichtheiteh'" im Saugsystem gestört bzw. unterbrochen ist, steigt auf der Hochdruckseite der noch einwandfrei arbeitenden Pumpe der Druck beträchtlich an. Die Folge davon

ist, daß das dieser Pumpe, beispielsweise der Pumpe 23, zugeordnete Oberdruckventil, also beispielsweise das Oberdruckventil 32, öffnet und die Farbe über die Leitung 34 zurück in den Farbbehälter 25 ableitet. Hit anderen Worten, der gestiegene Farbdruck an der Farböffnung 41 schiebt den Kolben 43 gegen die Kraft der Feder 44 nach hinten, womit eine direkte Verbindung zwischen Farböffnung 41 und Oberströmöffnung 42 des Überdruckventils entsteht. Dabei ist der erwähnte Druckanstieg in der noch arbeitenden Pumpe darauf zurückzuführen, daß die gestörte Pumpe vom Antriebszylinder nahezu keine Leistung mehr abnimmt. Damit ändert sich das Druckübersetzungsverhältnis vom Antriebszylinder zu der noch arbeitenden Pumpe, mit der Folge, daß diese Pumpe eine höhere Betriebsgeschwindigkeit einnimmt und ihre Fördermenge erhöht, was gleichzeitig aufgrund des Q

veränderten Druckübersetzungsverhältnisses zu einer Druck- j' erhöhung führt, die erheblich über dem Druck liegt, wenn | beide Pumpen normal arbeiten.

Dadurch, daß im Störfall das überdruckventil der nicht-ge- % störten Farbpumpe öffnet, also auch der Betrieb der nicht- , gestörten Pumpe "gestört" ist, ändert sich das Erscheinungs- | bild des Spritzvorgangs der angeschlossenen Spritzvorrich- | tung beträchtlich, derart, daß sich bei geöffneter Spritzvorrichtung der Spritzdruck ständig auf-und abbaut, was zu | einem "Flattern" des Kolbens 43 des betreffenden überdruck- p ventils führt. Dabei zeigt dieses Flattern des Spritzdrucks p der Bedienungsperson deutlich an, daß eine Störung vorliegt, |. der Spritzvorgang also nicht fortcpsetzt werden kann. £

Nach einer zweiten Auführungsform der Erfindung, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, wird dieses eben erwähnte, die Störung anzeigende Flattern des Kolbens des Überdruckventils und damit des Sprit2drucks gedämpft, mit dem Ziel, ein automatisches Abschalten der gesamten Pumpanlage bei Leerlauf eines Pumpenzylinders herbeiführen zu können. Die in Fig. 3 dargestellte Pumpanlage unterscheidet sich von der- | jenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß von der Druck- ·;

luft-Versorgungsleitung, und zwar nach dem Sicherheits-Abschaltventil 13, Abzweigungen 50, 51 zu den beiden, hier mit 52 und 53 bezeichneten Überdruckventilen führen. Der Aufbau der beiden identischen Überdruckventile 52, 53 ist Fig. 4 entnehmbar. Dabei sind die dem Oberdruckventil der Fig. 2 entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Zusätzlich jedoch weist das Ventil von Fig. 4 einen mit der Leitung 50 bzw. 51 verbundenen Drucklufteinlaß 54, einen Hilfskolben 55, eine Drossel 56 und einen mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllten Dämpfungsraum 57 auf. Der Andruck des Kolbens 43 gegen die Farböffnung 41 wird also hier nicht durch eine Feder, sondern durch den Versorgungsdruck der Druckluftzuführung, unter welcher auch die beiden Antriebszylinder 14, 17 stehen, bewirkt. Die Druckluft verschiebt dabei den Hilfskolben 55 nach links und drückt dabei hydraulische Flüssigkeit durch die Drossel 56 hindurch in den Raum 57, mit der Folge, daß die hydraulische Flüssigkeit den Kolben 43 nach links gegen die Farböffnung 41 preßt und dabei die Farböffnung abschließt. Bei Leerlauf einer der beiden Pumpen 22, 23 steigt der Farbdruck - wie vorab erwähnt - der jeweils anderen Farbpumpe beträchtlich an, so daß der Kolben 43 gegen den Druck der Druckluft nach rechts verschoben wird und dabei eine Verbindung zwischen Farböffnung 41 und Überströmöffnung 42 herstellt. Das beim Ventil nach Fig.2 erwähnte Flattern des Kolbens 43 wird nun dadurch gedämpft, daß die hydraulische Flüssigkeit beim Vorströmen und beim Rückströmen jeweils die kleine Drosselöffnung 56 durchqueren muß. Bei geschlossener Spritzpistole pendelt sich damit ein nahezu stabiler Betriebszustand ein, nämlich derart, daß der Kolben 43 eine dem Effektivdruck entsprechende Durchlaßstellung einnimmt. Bei diesem Betriebszustand, wobei also eine Farbpumpe leerläuft, die andere direkt in den Farbbehälter zurückpumpt, ist jedoch die Arbeitsgeschwindigkeit der Antriebszylinder 14, 17 sowohl bei offener als auch bei geschlossener Spritzvorrichtung größer als beim normalen, ungestörten Betrieb. Da die Antriebszylinder an der Leistungsgrenze arbeiten, ist der Luftverbrauch der Anlage im beschriebenen Störfall größer als im

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Nonnalfall, und es ist somit möglich, mit Hilfe des Sicherheits-Abschaltventils 13 die Anlage in diesen Störfällen automatisch abzuschalten. Während also bei der Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 1 und 2 der Störfall zwar von der Bedienungsperson erkannt wird, so daß diese manuell die Anlage abschalten kann, erfolgt eine solche Abschaltung bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 selbsttätig.

Die beschriebenen beiden Ausführungsbeispiele können zahlreiche Abwandlungen erfahren. So ist es selbstverständlich möglich, nur einen einzigen Antriebszylinder vorzusehen, also den Antriebszylinder 17 wegzulassen. Dabei wird jedoch der Druck im Fall des Leerlaufs einer der beiden Farbpumpen nicht so stark ansteigen wie bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen mit zwei Antriebszylindern, so daß der Ansprechbereich der Überdruckventile 27, 32 bzw. 52, 53 in engeren Grenzen gehalten werden muß. Auch ist es möglich, die Anordnung so vorzunehmen, daß beide Farbpumpen 22, 23 an einer Seite des Waagebalkens 18 angeordnet sind, wobei dann die Änderung des Mischungsverhältnisses durch Verändern des Abstandes der Anlenkpumpe 19, 20 erfolgt. Ferner kann der Aufbau der Überdruckventile abgewandelt werden, beispielsweise derart, daß auch die Ventile 27, 32 einen Druckluftanschluß erhalten, derart, daß die Feder nur eine zusätzliche Hilfskraft liefert. Schließlich können auch die Rückführleitungen 30, 34 direkt in die Ansaugleitungen der Pumpen 22, 23 zurückführen, womit der Rückführweg verkürzt ist.

Wenn vorab der Einfachheit halber stets nur von Farbe gesprochen ist, so ist darunter selbstverständlich jede versprühbare Flüssigkeit gemeint, einschließlich Spülflüssigkeiten, wobei jedoch für letztere meist eine gesonderte Antriebszylinder-Pumpen-Einheit vorgesehen ist.

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DIPL.-ING. KLAUS BEHN DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE

WlDeNMAYERSTRASSE 6 Π SOOO MÜNCHEN 22 TEL. (088) 222530-295192 - TELEX 529568 bemued

BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT ZUGELASSENE VERTRETER

2. November 1981 A 160/16181 Mü/ib/le
VNr. 113832

Firma J. WAGNER AG, Kesselbachstr. 40, CH-9450 Altstätten,

Schweiz

ZUSAMMENFASSUNG

Eine Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zumindest zwei Zerstäubungsflüssigkeiten in wählbarem Mengenverhältnis zu einer Spritzvorrichtung besteht aus einem Druckluft-Antriebszylinder und davon über einen verstellbaren Waagebalken angetriebenen Pumpen, deren jede saugseitig mit einer Zuführung für eine der Zerstäubungsflüssigkeitskompoenten und druckseitig mit der Stützvorrichtung verbunden ist, und wird so ausgestaltet, daß in die druckseitige Auslaßleitung jeder Pumpe ein Überdruckventil eingesetzt ist, das bei überschreiten eines vorgegebenen Flüssigkeitsdrucks eine Rückführ-Verbindung zur Saugseite der Pumpe herstellt, womit für die Bedienungsperson der Spritzvorrichtung erkenntlich wird, wenn eine der beiden Pumpen leerläuft. Vorzugsweise ist dabei für jede Pumpe ein gesondeter Antriebszylinder vorgesehen.

Bankhaus Merck, ßlnck & Co., München (BLZ 70O3O4OO) Konto Nr. 2B4«48

Baekhau· hC Ai4h^user. München Poatachock München TELEQR/CABLE PATENTSENIOR

Claims (5)

-2- ■ANSPRÜCHE

1. Pumpvorrichtung zum gleichzeitigen Zuführen von zumindest zwei Zerstäubungsflüssigkeiten in wählbarem Mengenverhältnis zu einer Spritzvorrichtung, bestehend aus einem pneumatisch oder hydraulisch betätigten Antriebszylinder und davon über einen verstellbaren Waagebalken angetriebenen Pumpen, deren jede saugseit ig mit einer Zuführung für eine der Zerstäubungsflüssigkeit skomponent en und druckseitig mit der Spritzvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die druckseitige Auslaßleitung jeder Pumpe (22, 23) ein Überdruckventil (27,32; 52,53) eingesetzt ist, das bei überschreiten eines vorgegebenen Flussigkeitsdrucks eine Rückführ-Verbindung zur Saugseite der Pumpe (22,23) herstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile (52,53) an die Druckmittelversorgung des Antriebszylinders (14) angeschlossen und durch das Druckmittel in Schließstellung belastet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile (52,53) pneumatisch oder hydraulisch schwingungsgedämpft sind und daß in der Druckmittel-Versorgung des Antriebszylinders (14) ein Sicherheits-Abschaltventil (13) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpe (22/23) ein Antriebszylinder (14,17) zugeordnet ist, wobei die Antriebszylinder (14,17) über Druckmit.telleitungen (15,16) miteinander im Gegentakt verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (18) als Einarm- oder als Zweiarmhebel ausgebildet ist.