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Niederdruck-Farbspritzpistole Die Erfindung bezweckt die Ausbildung
einer mit niedrig gespannter Druckluft arbeitenden Farbspritzpistole, die bei sehr
feiner Farbstoffaufteilung praktisch nebelfrei arbeitet. Die Nebelbildung bei Farbspritzpistolen
beruht bekanntlich auf der Abkühlung der expandierenden Luft und dem zusätzlichen
Wärmeentzug durch die Verdunstung des Lösungsmittels der Farbe. Um die Abkühlung
der Luft gering zu halten, wird die Spritzpistole mit sehr niedrig gespannter Druckluft
betrieben, die an der unteren Grenze der für Niederdruck-Spritzpistolen üblichen
Werte liegt. Die hiermit verbundene Herabsetzung der Austrittsgeschwindigkeit der
Luft wirkt im übrigen auch weiter dadurch nebelverhindernd, weil die Gefahr des
Abprallens der einzelnen Farbkörnchen von der Auftragsfläche der Farbe vermindert
und so das Entstehen von Kondensationskernen verhindert wird, die die Nebelbildung
begünstigen. Um trotz des geringen Druckes eine feine Verteilung der Farbe im Luftstrahl
zu erreichen, wird die Verteilung weitgehend mechanisch vorgenommen, und zwar unter
Verwendung eines rotierenden, von einer Druckluftturbine angetriebenen Farbverteilers,
der nach Art einer Zentrifugalpumpe ausgebildet ist und mit wesentlich höheren Drehzahlen
angetrieben wird als dies bisher bei Spritzpistolen der Fall ist. Um diese hohen
Drehzahlen mit den zur Verfügung stehenden geringen Drücken zu erreichen, d. h.
Drehzahlen über 8ooo je Minute, vorzugsweise von 18 ooo, dient zum Antrieb des Farbverteilers
durch die Druckluft eine sorgfältig ausgebildete Turbine; und gleichzeitig ist der
Farbverteiler so geformt und so gelagert, daß er annähernd mit einer Umfangsgeschwindigkeit
gleich der halben Luftgeschwindigkeit umlaufen kann: Weiter ist die Spritzpistole
so ausgebildet, daß ein Teil der vom Gebläse geförderten Druckluft durch eine Ringdüse
in
Richtung auf den die Farbe tragenden Luftstrom zu austreten und diesen allseitig
einhüllen kann. Die Lage dieser Öffnung ist so, daß durch diese Luftströmung auch
die Farbteilchen miterfaßt werden, die vom Verteilerkopf von der an diesem entlang
strömenden Luft nicht mitgenommen werden sollten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der
Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die Pistole
und Abb. a eine Aufsicht auf den Farbverteiler und die Turbine.
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In der Zeichnung ist das Pistolengehäuse mit i und mit :2 ist der
zur Zuleitung der Druckluft dienende Handgriff bezeichnet. Im Bodenteil 3 des Gehäuses
ist ein rohrartiger Träger 4 befestigt, der an seinem vorderen Ende als Turbinenleitrad
5 ausgebildet ist. Die einzelnen Leitschaufeln sind mit 6 bezeichnet. Vor den Schaufeln
sitzt drehbar auf dem Träger 4 eine Nabe 7 mit Zähnen 8, durch die die Eintrittsquerschnitte
der Schaufelkanäle des Leitrades verändert werden können.
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Das vordere Ende 5 des Trägers 4 ist innerhalb des Leitrades becherartig
ausgedreht und hat eine vom Boden der Ausdrehung ausgehende Gewindebohrung 9. Diese
nimmt ein Rohr io auf, das als Träger für die Kugellager i i des Farbverteilers
dient. Das Rohr io trägt vorn einen Flansch 12 mit einem kleinen, als Farbstoffdüse
wirkenden Rohransatz 13. Zur Steuerung des Düsenquerschnitts dient eine Nadel 14,
die im Innern des Trägers 4 und des Rohres io angeordnet und an ihrem Ende mit einer
Brücke 15- verschraubt ist, die durch den Hebel 16 bewegt wird. Der Hebel 16 verschiebt
die Brücke und damit die Nadel 14 über zwei seitlich zum Pistolengehäuse liegende
und in der Zeichnung nicht dargestellte Stifte entgegen einer Federkraft.
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Die Farbe selbst kommt aus einem nicht dargestellten Farbbehälter,
der im Nippel l9 eingeschraubt wird, und gelangt durch die'Bohrung 2o in die Bohrung
des Trägers 4, von' hier aus weiter durch das Rohr 1o zur Düse 13. Das Innere des
Farbbehälters steht unter dem Druck der durch den Handgriff?- einströmenden Druckluft.
Hierfür dient die teilweise dargestellte Leitung 21, sie ist in der Gehäusebohrung
22 befestigt.
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Der Farbverteiler besteht aus dem konisch geformten Rohrstück 23,
das an seinem hinteren Ende die Schaufeln 24 trägt, d. h. das Laufrad der Turbine
bildet. Im Rohr 23 sind die äußeren Laufringe der Wälzlager befestigt, die durch
ein Rohr 25 distanziert sind und durch eine Mutter 26 auf dem Rohr io zusammengehalten
werden.
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Auf dem Gewindesatz 27 des Rohres 23 ist der Verteilerkopf 28 aufgeschraubt,
der entgegengesetzt konisch zum Tei123 ausgebildet ist und den Austrittswinkel der
durch die Turbine strömenden Druckluft bestimmt. Der Kopf 28 bildet vorn einen scheibenförmigen
Hohlraum 29, der mit einer Platte 3o abgeschlossen ist, die in ihrer Mitte eine
kleine Spitze zur Verteilung der aus der Düse 13 in den Hohlraum strömenden Farbe
trägt. Mit 31 sind kleine schaufelartige Rippen am Kopf 28 am Boden des Hohlraumes
bezeichnet und mit 32 eine große Anzahl feiner Austrittsöffnungen am Umfang des
Kopfes. Der Kopf bildet so eine Art Zentrifugalpumpe, durch die der Farbstoff nach
außen zu durch die Öffnungen 31 treibt.
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Über den Farbverteiler und das Turbinenleitrad ist ein Rohr 33 geschoben,
das durch einzelne Ansätze in dem vorderen rohrartigen Gehäuse i der Pistole geführt
ist. Dieses Rohr schließt den Luftkanal durch die Turbine nach außen ab. Es ist
im vorderen Teil 34 entsprechend der Neigung des Farbverteilerkopfes konisch gestaltet
und bildet in Verbindung mit dem Pistolengehäuse einen zweiten Luftkanal
35, der in seinem vorderen Teil nach außen zu durch ein Rohr 36 begrenzt
ist, das mittels Gewinde auf das Ende 37 des Pistolengehäuses aufgeschraubt ist.
Das vordere Ende 38 des Rohres 36 ist nach innen herumgebogen und bildet zusammen
mit der Stirnkante 39 des Rohres 34 den Austrittskana14o für die durch den Kanal
35 strömende Luft Die Richtung dieser Strömung ist auf die durch den Kanal 41 strömende
Luft zu gerichtet. 'Die aus dem Kanal 4o austretende Strömung dient dazu, etwa durch
den Luftstrahl des Kanals 41 hindurchtretende Farbteilchen zu diesem zurückzubringen.
Außerdem verhindert diese Luftströmung das Auftreten von Farbnebeln, soweit diese
trotz Verwendung niedrig gespannter Druckluft noch vorhanden sein sollten.
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Die Arbeitsweise der Pistole ist folgende: Die vom Gebläse durch den
Handgriff 2 eintretende Luft strömt zu ihrem Hauptteil durch die Turbine und tritt
durch den Kanal 41 am Farbverteilerkopf aus. Der andere Teil der Luft strömt durch
den Kanal 35 und durch die Öffnung 4o unter einem Winkel zur erstgenannten Strömung
heraus. Außerdem tritt Druckluft durch die Leitung 21 in den Farbbehälter ein und
übt einen entsprechenden Druck auf den Farbspiegel und damit auch auf die Farbe
in den Rohrleitungen 20, 4 und io aus.
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Die Turbine, d. h. ihre Abmessungen, die Schaufelwinkel und Schaufelformen
sind so bestimmt, daß die Antriebsleistung des Farbverteilers mit möglichst günstigem
Wirkungsgrad der sehr niedrig gespannten Druckluft entnommen werden kann, d. h.
die Umfangsgeschwindigkeit der Turbine ist etwa gleich der Hälfte der Luftgeschwindigkeit.
Durch die Verwendung von Sonderlagern, d. h. Lagern höchster Präzision, und durch
die äußere glatte Formgebung des Farbverteilers wird erreicht, daß die Antriebsleistung
trotz der sehr hohen Drehzahl gering bleibt. Als günstige Drehzahl für eine allen
Anforderungen genügende Farbverteilung wurde eine Drehzahl von 18 ooo je Minute
festgestellt, d. h. also Drehzahlen, die weit über der normalerweise höchsten Drehzahl
von etwa 3000 für Farbspritzpistolen liegen.
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Die Farbzuführung wird durch den Hebel 16 gesteuert. Es hat sich hierbei
nicht als notwendig erwiesen, die Größe des Querschnitts des Kanals 4o bei Änderung
der Farbmenge ständig zu regulieren, um eine Anpassung der Luftmenge an die Farbstoffmenge
zu
erreichen. An und für sich steht natürlich nichts im Wege, die Verschiebung des
Rohres 36 abhängig von der Bewegung des Hebels 16 zu machen. Im allgemeinen hat
sich aber eine Anpassung des genannten Querschnitts nur bei Änderung des Farbstoffes
als notwendig erwiesen. Die Bewegung des Hebels 16 kann im übrigen durch eine Einstellschraube
q.o begrenzt werden, um die größte Farbstoffmenge zu begrenzen.