EP0347551A2 - Einrichtung zur Steuerung der Abgabemenge einer Düse - Google Patents

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EP0347551A2
EP0347551A2 EP89107238A EP89107238A EP0347551A2 EP 0347551 A2 EP0347551 A2 EP 0347551A2 EP 89107238 A EP89107238 A EP 89107238A EP 89107238 A EP89107238 A EP 89107238A EP 0347551 A2 EP0347551 A2 EP 0347551A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
control piston
control
piston
adjusting member
Prior art date
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Ceased
Application number
EP89107238A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0347551A3 (de
Inventor
Ewald Kille
Heinrich Griebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
J Wagner GmbH
Original Assignee
J Wagner GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by J Wagner GmbH filed Critical J Wagner GmbH
Publication of EP0347551A2 publication Critical patent/EP0347551A2/de
Publication of EP0347551A3 publication Critical patent/EP0347551A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/12—Spray pistols; Apparatus for discharge designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3006—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling element being actuated by the pressure of the fluid to be sprayed

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling the amount of a liquid or pasty, pressurized medium, such as paint, lacquer, adhesive or the like, flowing out of a dispensing nozzle of a unit, for example a spray gun, and consists of a feed pump with an oscillating one Drivable pump pistons, the pump chamber of which accommodates the pump piston and is incorporated into a pump housing, is connected via a suction line to a storage container for the medium to be dispensed and has an outlet valve which can be actuated by the prevailing pressure, as well as a delivery chamber connected upstream of the dispensing nozzle and which can be connected to the pump chamber via the outlet valve .
  • a device of this type for the quantitative delivery of a medium is known.
  • a second valve is used in the delivery chamber, the closing body of which can be actuated against the force of a spring by the pressure prevailing in the delivery chamber, in order to ensure that medium is only dispensed when there is sufficient spray pressure in the delivery chamber.
  • the second valve is therefore designed so that its opening pressure is significantly higher than that of the pump outlet valve.
  • an adjustable drosel valve is connected to the delivery chamber, by means of which the ink throughput can be adjusted, as well as by the preload of the valve spring of the second valve and the stroke of the pump piston.
  • the medium not flowing out of the nozzle is thus returned to the reservoir via the throttle valve.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the aforementioned type, by means of which the amount of the medium flowing out of a nozzle can be controlled in a simple manner and can be continuously adjusted within a large range between a maximum and a minimum value without the delivery rate the pump and / or the degree of atomization.
  • no excess medium conveyed by the pump should be returned to the storage container and thus damaged, the medium should Rather remain in the pumping and / or delivery chamber, the setting of the amount of medium to be discharged should also be carried out easily by hand in a short time, and the device should be attachable to similar units without any special precautions being taken.
  • a control sleeve is arranged axially adjustable in the delivery chamber and a cooperating control piston is used, which is axially displaceable with the valve body of the exhaust valve and against the force of a return spring, and that the control sleeve and / or the control piston are provided with one or more throttle openings, the passage cross-sectional area of which can be adjusted to adjust the respective quantity of medium flowing through the discharge nozzle and can be changed automatically by relative displacements of the control piston relative to the control sleeve depending on the position of the valve body of the exhaust valve.
  • control piston axially displaceably in the control sleeve and to connect it via a rod to the valve body of the exhaust valve.
  • control sleeve To adjust the axial position of the control sleeve, it is appropriate to use it in a sleeve-like adjusting member or to firmly connect it to the adjusting member, which is aligned with the pump housing and axially adjustable relative to the latter.
  • the adjusting member can be connected to the pump housing directly or via an intermediate member by means of a thread, the adjusting member being able to be firmly connected to the pump housing as an intermediate member by means of a union nut which partially overlaps this.
  • the throttle openings incorporated into the control sleeve and / or the control piston can be designed in a simple embodiment as axially extending wedge-shaped recesses, cut-outs, openings or the like with cross-sectional areas changing in the axial direction;
  • the throttle openings are inexpensive to manufacture if they are designed as wedge-shaped recesses which are machined into the outer circumferential surface of the control piston and can be covered by the control sleeve during an axial adjustment of the control piston.
  • the spring plate can be axially displaceably guided in an interior of the adjusting member by means of a guide member which is arranged between the latter and the control piston, preferably of cross-shaped design and which is firmly connected to the spring plate via a stepped plunger.
  • the dispensing nozzle which is preferably provided with a swirl head, can be screwed onto the adjusting member and the return spring can be supported directly or via an intermediate member on the dispensing nozzle.
  • the adjusting member should also be provided with a handle, for example in the form of a knurled collar.
  • a unit provided with a dispensing nozzle is equipped with a device designed according to the invention, it is possible in a very simple manner to control the quantity of the medium conveyed by the pump that is ejected from the dispensing nozzle and to change this quantity continuously over a wide range without z. B. a spray pattern and / or the medium may be impaired by repeated pumping. If a throttle with an adjustable and cross-sectional area that can be changed during operation is connected upstream of the dispensing nozzle, the respective delivery rate can be adjusted without difficulty, without partial return of the conveyed medium to the storage container and without corresponding structural measures having to be taken accordingly.
  • the medium pressed into the delivery chamber by the pump piston and not ejected through the dispensing nozzle remains in the throttle chamber and / or is returned through the throttle piston to the pump chamber, so components to be integrated into the pump are not required.
  • the device designed according to the proposal can be attached to the pump housing without any problems, and units that are already in operation can thus be equipped with such a device in order to be able to adapt the quantity of the medium to be ejected to the respective circumstances.
  • the device shown in FIG. 1 and designated 1 serves to control the amount of a medium conveyed by means of the pump 2 flowing out of a discharge nozzle 14 assigned to a feed pump 2, without the degree of atomization being impaired.
  • the feed pump 2 here consists of a pump housing 3 with an inserted cylinder 4 and a pump piston 5 which is displaceably arranged in the cylinder 4 and which can be driven in an oscillating manner by means of an electric oscillating armature motor, not shown.
  • the pump chamber 6 of the feed pump 2 can be connected to a storage container (not shown) via a suction slot 7 and a suction line 8.
  • a pumping chamber 10 is connected downstream of the pumping chamber 6 and can be connected to the pumping chamber 6 via an outlet valve 11 as a function of the pressure prevailing therein.
  • the outlet valve 11 is formed by a valve surface 12 machined on the cylinder 4 and an axially adjustable valve body 13 guided in the delivery chamber 10, which cooperates with the valve surface 12.
  • a control sleeve 31 and a control piston 32 which is displaceably guided in the delivery chamber 10 are furthermore inserted in the delivery chamber 10 and are connected via a rod 34 to the valve body 13 of the exhaust valve 11.
  • the control sleeve 31, on the other hand, is firmly connected to a sleeve-like adjusting member 21 which is fastened to the pump housing 3 with the aid of a union nut 26.
  • the adjusting member 21 is provided on the side facing the pump housing 3 with an external thread 24 and the union nut 26 is provided with an associated internal thread 27 into which the adjusting member 21 is screwed. And by means of a thread 9, the union nut 26 is fastened to the pump housing 3.
  • the adjusting member 21 is equipped with an external thread 23, into which the dispensing nozzle 14 provided with a swirl head 15 is screwed. And between the two threads 23 and 24 is a handle 25, z. B. attached in the form of a knurled collar, so that the adjusting member 21 easily rotated by hand in the thread 27 of the union nut 26 and thereby the control sleeve 31 can be adjusted axially.
  • a groove 28 is machined into the internal thread 27 of the union nut 26, into which a spring ring 29 is inserted.
  • the adjusting member 21 can thus be adjusted to the left until it rests on the spring ring 29.
  • wedge-shaped throttle openings 33 extending in the axial direction thereof are incorporated in the control piston 32 and are covered by the control sleeve 31 when the valve body 13 of the exhaust valve 11 is adjusted.
  • the openings 33 are designed in the form of milled recesses machined into the outer circumferential surface of the control piston 32, specifically to the diameter of a tappet 36 supported on the control piston 32.
  • a cross-shaped guide member 37 is arranged between the control piston 32 and the spring plate 35, which thus can be flowed through by the medium to be conveyed, but by means of which the spring plate 35 is axially displaceably guided in an interior 22 of the adjusting member 21.
  • valve body 13 of the exhaust valve 11 is thus connected to the control piston 32 via the rod 34 and this is connected to the valve plate 35 via the adjacent plunger 36.
  • a return spring 38 which is supported on the swirl head 15 of the dispensing nozzle 14 attached to the adjusting member 21, acts on the spring plate 35, the firmly connected and abutting components can be attributed to the illustrated right end position during a suction stroke of the pump piston .
  • a seal 40 which is inserted in the area between the control sleeve 31 between the union nut 26 and the pump housing 3 and is axially braced, creates a reliable seal at the connection point of the adjusting member 21 with the pump housing 3.
  • the feed pump 2 If the feed pump 2 is put into operation, medium is first sucked into the pump chamber 6 by the pump piston 5 via the suction line 8 and the suction slot 7 and subsequently compressed therein. As soon as a pressure prevails in the pump chamber 6 and a force is exerted on the valve body 13 of the outlet valve 11 which is higher than the counterforce of the return spring 38, the outlet valve 11 is opened and the medium flows into the delivery chamber 10. In this operating state, the medium can also reach the interior 22 of the adjusting member 21 through the throttle openings 33 of the control piston 32.
  • valve body 13 and the control piston 32 which is permanently connected to the control piston 32 via the rod 34, continue to be shifted to the left, an operating state results after a short time in which the throttle openings 33 are closed by the control sleeve 31 arranged in a fixed position.
  • the pressure in the pump chamber 6 and the delivery chamber 10 rises sharply since medium can no longer flow away, so that a high pressure is exerted on the medium located in the interior 22 of the adjusting member 21 via the control piston 33 and this by the swirl head 15 the dispensing nozzle 14 is supplied.
  • the spring plate 35 is equipped with a throttle constant throttle resistance in the form of an annular gap 39, the negative pressure is maintained in the front area of the interior 22 due to the delayed medium equalization over a longer period of time, dripping on the dispensing nozzle 14 is reliably prevented in this way .
  • the flow cross-section of the annular gap 39 is dimensioned only minimally larger than is necessary for the passage of the maximum delivery rate of the pump, which is limited by the throttle openings 33. And since the pump piston 6 and the components connected to it perform up to 7200 strokes in one minute, the movement games are carried out in a very short time.
  • FIG. 2 shows a diagram of the pressure curve in the pump chamber 6 during a unit of time.
  • the curve b indicates the pressure curve over the time axis during a stroke of the pump piston 5.
  • the curve b can be seen that the pressure in the pump chamber 6 initially increases flat with the throttle openings 33 still open during the time S 1.
  • the throttle openings 33 are closed, the pressure build-up takes place with closed throttle openings 33 during the time S2 very quickly.
  • the pressure is reduced again during the time S3 until the throttle openings 33 open at X2.
  • the pressure is returned to the initial height.
  • the control and thus the setting of the quantity of the medium conveyed by the pump 2, which is ejected from the dispensing nozzle 14, is accomplished by changing the position of the control sleeve 31 with the aid of the adjusting member 21.
  • the control sleeve 31 is namely axially displaced, so that the maximum flow cross-sectional area of the throttle openings 33 is changed.
  • the respective discharge quantity is determined by the maximum flow cross-sectional area of the throttle openings 33.
  • the device 1 By means of the device 1, it is thus possible to change the amount of the medium to be atomized flowing out of the dispensing nozzle 14 in a simple manner without the quantity of the non-atomized medium conveyed by the pump 2 having to be returned to the storage container.

Abstract

Bei einer Einrichtung (1) zur Steuerung der aus einer Düse (14) ausströmenden Menge eines Mediums mit einer Förderpumpe (2) und einer Förderkammer (10) sind in dieser eine Steuerhülse (31) sowie ein mit dieser zusammenwirkender Steuerkolben (32) eingesetzt, die trieblich mit dem Ventilkörper (13) des der Pumpe (2) zugeordneten Auslaßventils und entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (38) verschiebbar sind. Außerdem sind die Steuerhülse (31) und/oder der Steuerkolben (32) mit Drosselöffnungen (33) versehen, deren Durchgangsquerschnittsfläche zur Einstellung der jeweiligen, durch die Düse (14) abströmenden Menge des Mediums einstellbar und durch Relativverschiebungen des Steuerkolbens (32) gegenüber der Steuerhülse (31) in Abhängigkeit von der Lage des Ventilkörpers (13) des Auslaßventils (11) selbttätig veränderbar sind. Dadurch ist es möglich, die abzugebende Menge in einem großen Bereich stufenlos einzustellen, ohne daß die Förderleistung der Pumpe (2) und/oder der Grad der Zerstäubung beeinträchtigt werden. Das überschüssige von der Pumpe (2) geförderte Medium wird hierbei nicht in den Vorratsbehälter zurückgeführt, das Medium verbleibt vielmehr in der Pump- und/oder Förderkammer (6 bzw. 10).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der aus einer Abgabedüse eines Aggregates, beispielsweise einer Spritzpistole, ausströmenden Menge eines flüssigen oder pastösen, unter Druck stehenden Mediums, wie Farbe, Lack, Klebstoff oder dgl., und be­steht aus einer Förderpumpe mit einem oszillierend an­treibbaren Pumpkolben, deren den Pumpkolben aufnehmende in ein Pumpengehäuse eingearbeitete Pumpkammer über eine Saugleitung mit einem Vorratsbehälter für das auszu­bringende Medium verbunden ist und ein durch den herrschen­den Druck betätigbares Auslaßventil aufweist, sowie einer der Abgabedüse vorgeschalteten Förderkammer, die über das Auslaßventil mit der Pumpkammer verbindbar ist.
  • Durch die DE-OS 35 29 909 ist eine Vorrichtung dieser Art zur mengenmäßig gezielten Abgabe eines Mediums be­kannt. In der Förderkammer ist hierbei ein zweites Ventil eingesetzt, dessen Schließkörper entgegen der Kraft einer Feder durch den in der Förderkammer herrschenden Druck betätigbar ist, um sicherzustellen, daß eine Medium­abgabe nur erfolgt, wenn ein ausreichender Spritzdruck in der Förderkammer herrscht. Das zweite Ventil ist demnach so ausgelegt, daß dessen Öffnungsdruck wesentlich höher ist als derjenige des Pumpen-Auslaßventils.
  • Des weiteren ist bei dieser Vorrichtung an die Förder­kammer ein einstellbares Droselventil angeschlossen, mittels dem, wie auch durch die Vorspannung der Ventil­feder des zweiten Ventils und den Hub des Pumpkolbens, der Farbdurchsatz eingestellt werden kann. Das nicht aus der Düse ausströmende Medium wird hierbei somit über das Drosselventil in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Durch die DE-OS 16 46 190 sowie die DE-OS 36 21 965 ist es ebenfalls bekannt, den Farbfluß mittels in Rücklauf­leitungen eingesetzter Ventile zu regulieren.
  • Bei allen diesen bekannten Ausgestaltungen wird das überschüssige von dem Pumpkolben geförderte Medium, das nicht durch die Düse ausgestoßen wird, in den Vorratsbe­hälter zurückgefördert. Dazu sind nicht nur entsprechende bauliche Vorkehrungen zu treffen, in dem Rücklaufleitungen, Drosseln, Ventile und dgl. in der Förderpumpe zu inte­grieren sind, sondern oftmals wird auch das mitunter mehrfach umgepumpte Medium dadurch geschädigt und kann aufschäumen. Dies wirkt sich wiederum ungünstig auf die Förderleistung der Pumpe aus, auch wird das Spritzbild beeinträchtigt. Des weiteren erfordern die jeweils getrof­fenen Maßnahmen einen direkten Eingriff in ein Aggregat und sind nicht ohne weiteres bei anderen Aggregaten anwendbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der vorgenannten Gattung zu schaffen, mittels der auf einfache Weise die Menge des aus einer Düse abströmenden Mediums gesteuert und in einem großen Bereich zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert stufenlos einge­stellt werden kann, ohne daß die Förderleistung der Pumpe und/oder der Grad der Zerstäubung beeinträchtigt werden. Vor allem aber soll kein überschüssiges von der Pumpe gefördertes Medium in den Vorratsbehälter zurück­geführt und somit geschädigt werden, das Medium soll vielmehr in der Pump- und/oder Förderkammer verbleiben, auch soll die Einstellung der jeweils auszustoßenden Mediummenge leicht von Hand in kurzer Zeit vorzunehmen und die Einrichtung soll, ohne daß besondere Vorkehrungen zu treffen sind, an artgleiche Aggregate anbaubar sein.
  • Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in der Förderkammer eine Steuerhülse axial einstellbar angeordnet und ein mit dieser zusammenwirkender Steuer­kolben eingesetzt sind, der trieblich mit dem Ventil­körper des Auslaßventils und entgegen der Kraft einer Rückstellfeder axial verschiebbar ist, und daß die Steuer­hülse und/oder der Steuerkolben mit einer oder mehreren Drosselöffnungen versehen sind, deren Durchgangsquer­schnittsfläche zur Einstellung der jeweiligen durch die Abgabedüse strömenden Menge des Mediums einstellbar und durch Relativverschiebungen des Steuerkolbens gegen­über der Steuerhülse in Abhängigkeit von der Lage des Ventilkörpers des Auslaßventils selbsttätig veränderbar ist.
  • Zweckmäßig ist es hierbei, den Steuerkolben axial ver­schiebbar in der Steuerhülse zu führen und über eine Stange trieblich mit dem Ventilkörper des Auslaßventils zu verbinden.
  • Zur Einstellung der axialen Lage der Steuerhülse ist es angebracht, diese in einem hülsenartig ausgebildeten Verstellglied einzusetzen oder mit diesem fest zu ver­binden, das fluchtend zu dem Pumpengehäuse angeordnet und axial gegenüber diesem verstellbar ist.
  • Dazu kann das Verstellglied unmittelbar oder über ein Zwischenglied mittels Gewinde verstellbar mit dem Pumpen­gehäuse verbunden werden, wobei das Verstellglied mittels einer dieses teilweise übergreifenden mit einem Innenge­winde versehenen Überwurfmutter als Zwischenglied mit dem Pumpengehäuse fest verbunden werden kann.
  • Vorteilhaft ist es auch, den Verstellweg des Verstell­gliedes durch einen z. B. in eine in das Innengewinde der Überwurfmutter eingearbeiteten Nut eingesetzten Federring zu begrenzen und zwischen der Überwurfmutter und dem Pumpengehäuse im Bereich der Steuerhülse eine axial verspannbare Dichtung einzusetzen.
  • Die in die Steuerhülse und/oder den Steuerkolben einge­arbeiteten Drosselöffnungen können in einfacher Ausge­staltung als sich axial erstreckende keilförmige Frei­sparungen, Ausfräsungen, Durchbrüche oder dgl. mit in Achsrichtung sich verändernden Querschnittsflächen ausge­bildet werden; eine kostengünstige Herstellung der Drosselöffnungen ist gegeben, wenn diese als in die Außenmantelfläche des Steuerkolbens eingearbeitete keil­förmige Ausnehmungen ausgebildet sind, die durch die Steuerhülse bei einer Axialverstellung des Steuerkolbens abdeckbar sind.
  • Zweckmäßig ist es ferner, an dem Steuerkolben einen Federteller anliegen zu lassen, an dem die auf den Steuer­kolben einwirkende Rückstellfeder abgestützt ist und den Federteller oder ein zwischen diesem und dem Steuerkolben angeordnetes Zwischenstück mit einer beispielsweise durch einen Ringspalt, einer oder mehreren Blendenöff­nungen oder dgl. gebildeten Drossel auszustatten, die einen konstanten Drosselwiderstand aufweist. Mit Hilfe der Drossel kann somit ein Nachtropfen beim Rückhub des Pumpkolbens an der Abgabedüse zuverlässig verhindert werden.
  • Des weiteren kann der Federteller mittels eines zwischen diesem und dem Steuerkolben angeordneten, vorzugsweise im Querschnitt kreuzförmig gestalteten Führungsgliedes, das über einen abgesetzten Stößel mit dem Federteller fest verbunden ist, in einem Innenraum des Verstell­gliedes axial verschiebbar geführt sein.
  • Die vorzugsweise mit einem Drallkopf versehene Abgabedüse kann auf dem Verstellglied aufgeschraubt und die Rück­stellfeder unmittelbar oder über ein Zwischenglied an der Abgabedüse abgestützt, auch sollte das Verstellglied mit einem Griffstück, beispielsweise in Form eines gerändel­ten Bundes, versehen sein.
  • Wird ein mit einer Abgabedüse versehenes Aggregat mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung ausgestattet, so ist es auf sehr einfache Weise möglich, die jeweils aus der Abgabedüse ausgestoßene Menge des von der Pumpe geförderten Mediums zu steuern und diese Menge in einem großen Bereich stufenlos zu verändern, ohne daß z. B. ein Spritzbild und/oder das Medium durch mehrmaliges Umpumpen beeinträchtigt werden. Wird nämlich der Abgabedüse eine Drossel mit einstellbarer und im Betrieb veränderbarer Durchgangsquerschnittsfläche vor­geschaltet, kann die jeweilige Fördermenge ohne Schwierig­keiten eingestellt werden, ohne daß eine teilweise Rück­führung des geförderten Mediums in den Vorratsbehälter erfolgt und ohne daß demnach entsprechende bauliche Maßnahmen zu treffen sind. Das von dem Pumpkolben in die Förderkammer gedrückte und nicht durch die Abgabedüse ausgestoßene Medium bleibt vielmehr in der Drosselkammer und/oder wird durch den Drosselkolben in die Pumpkammer zurückgeführt, in die Pumpe zu integrierende Bauteile sind demnach nicht erforderlich. Die vorschlagsgemäß ausgebildete Einrichtung kann dagegen problemlos an dem Pumpengehäuse angebracht werden, auch bereits in Betrieb befindliche Aggregate können somit mit einer derartigen Einrichtung ausgestattet werden, um die Menge des auszustoßenden Mediums an die jeweiligen Gegebenheiten anpassen zu können.
  • Des weiteren ist von Vorteil, daß mit Hilfe der zusätzlich vorgesehenen Drossel mit konstantem Drosselwiderstand ein Nachtropfen an der Abgabedüse zuverlässig zu ver­meiden und daß die Einrichtung leicht zu handhaben ist. Handspritzpistolen können somit mit geringem Bauauf­wand in ihrer Funktion wesentlich verbessert werden und die Qualität des mit diesem zu zerstäubenden Mediums bleibt erhalten.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:
    • Figur 1 die an einem Pumpengehäuse angebrachte Ein­richtung in einem Axialschnitt
      und
    • Figur 2 den zeitlichen Druckverlauf während eines Kolbenhubes in der Pumpe bzw. der Pump­kammer der Einrichtung nach Figur 1.
  • Die in Figur 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Ein­richtung dient zur Steuerung der aus einer einer Förder­pumpe 2 zugeordneten Abgabedüse 14 ausströmenden Menge eines mittels der Pumpe 2 geförderten Mediums, ohne daß der Grad der Zerstäubung beeinträchtigt wird. Die Förderpumpe 2 besteht hierbei aus einem Pumpengehäuse 3 mit eingesetztem Zylinder 4 sowie einem in dem Zylinder 4 verschiebbar angeordneten Pumpkolben 5, der mittels eines nicht gezeigten elektrischen Schwingankermotors oszillierend antreibbar ist. Über einen Ansaugschlitz 7 sowie eine Saugleitung 8 ist die Pumpkammer 6 der Förder­pumpe 2 mit einem nicht dargestellten Vorratsbehältnis verbindbar.
  • Der Pumpkammer 6 nachgeschaltet ist eine Förderkammer 10, die über ein Auslaßventil 11 mit der Pumpkammer 6 in Abhängigkeit von dem in dieser herrschenden Druck ver­bindbar ist. Das Auslaßventil 11 ist durch eine an dem Zylinder 4 angearbeitete Ventilfläche 12 und einem axial verstellbaren in der Förderkammer 10 geführten Ventil­körper 13 gebildet, der mit der Ventilfläche 12 zusammen­wirkt.
  • In der Förderkammer 10 sind des weiteren eine Steuerhülse 31 sowie ein in dieser verschiebbar geführter Steuer­kolben 32 eingesetzt, der über eine Stange 34 trieblich mit dem Ventilkörper 13 des Auslaßventils 11 verbunden ist. Die Steuerhülse 31 ist dagegen mit einem hülsen­artig ausgebildeten Verstellglied 21 fest verbunden, das mit Hilfe einer Überwurfmutter 26 an dem Pumpen­gehäuse 3 befestigt ist. Dazu ist das Verstellglied 21 auf der dem Pumpengehäuse 3 zugekehrten Seite mit einem Außengewinde 24 und die Überwurfmutter 26 ist mit einem zugeordneten Innengewinde 27 versehen, in die das Ver­stellglied 21 eingeschraubt ist. Und mit Hilfe eines Gewindes 9 ist die Überwurfmutter 26 an dem Pumpenge­häuse 3 befestigt.
  • Auch auf der der Förderpumpe 3 abgekehrten Seite ist das Verstellglied 21 mit einem Außengewinde 23 ausge­stattet, in das die mit einem Drallkopf 15 versehene Abgabedüse 14 eingeschraubt ist. Und zwischen den beiden Gewinden 23 und 24 ist an dem Verstellglied 21 ein Griff­stück 25, z. B. in Form eines gerändelten Bundes ange­bracht, so daß das Verstellglied 21 leicht von Hand in dem Gewinde 27 der Überwurfmutter 26 verdreht und dadurch die Steuerhülse 31 axial verstellt werden kann.
  • Zur Begrenzung des Verstellweges h des Verstellgliedes 21 ist in das Innengewinde 27 der Überwurfmutter 26 eine Nut 28 eingearbeitet, in die ein Federring 29 einge­setzt ist. Das Verstellglied 21 kann somit bis zur Anlage an dem Federring 29 nach links verstellt werden.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den Steuer­kolben 32 sich in dessen Achsrichtung erstreckende keil­förmig ausgebildete Drosselöffnungen 33 eingearbeitet, die bei einer Verstellung des Ventilkörpers 13 des Auslaßventils 11 von der Steuerhülse 31 abgedeckt werden. Die Öffnungen 33 sind hierbei in Form von in die Außen­mantelfläche des Steuerkolbens 32 eingearbeitete Aus­fräsungen ausgebildet, und zwar sind diese etwa auf den Durchmesser eines an dem Steuerkolben 32 abgestützten Stößels 36 abgesetzt. Außerdem ist zwischen dem Steuer­kolben 32 und dem Federteller 35 ein kreuzförmig ausge­bildetes Führungsglied 37 angeordnet, das somit zwar von dem zu fördernden Medium durchströmbar ist, mittels dem aber der Federteller 35 in einem Innenraum 22 des Verstellgliedes 21 axial verschiebbar geführt ist.
  • Der Ventilkörper 13 des Auslaßventils 11 ist somit über die Stange 34 mit dem Steuerkolben 32 und dieser über den anliegenden Stößel 36 mit dem Ventilteller 35 ver­bunden. Und da auf den Federteller 35 eine Rückstellfeder 38, die an dem Drallkopf 15 der an dem Verstellglied 21 befestigten Abgabedüse 14 abgestützt ist, einwirkt, sind durch diese die fest miteinander verbundenen und aneinan­der anliegenden Bauteile bei einem Saughub des Pumpkolbens in die dargestellte rechte Endstellung zurückzuführen. Mittels einer Dichtung 40, die im Bereiche zwischen der Steuerhülse 31 zwischen der Überwurfmutter 26 und dem Pumpengehäuse 3 eingesetzt und axial verspannt ist, ist eine zuverlässige Abdichtung an der Verbindungsstelle des Verstellgliedes 21 mit dem Pumpengehäuse 3 geschaffen.
  • Wird die Förderpumpe 2 in Betrieb genommen, so wird zu­nächst über die Saugleitung 8 und den Ansaugschlitz 7 von dem Pumpkolben 5 Medium in die Pumpkammer 6 gesaugt und in dieser nachfolgend verdichtet. Sobald in der Pump­kammer 6 ein Druck herrscht und auf den Ventilkörper 13 des Auslaßventils 11 eine Kraft ausgeübt wird, die höher ist als die Gegenkraft der Rückstellfeder 38, wird das Auslaßventil 11 geöffnet und das Medium strömt in die Förderkammer 10 ein. In diesem Betriebszustand kann das Medium auch durch die Drosselöffnungen 33 des Steuer­kolbens 32 in den Innenraum 22 des Verstellgliedes 21 gelangen.
  • Da der Ventilkörper 13 und der über die Stange 34 mit diesem fest verbundene Steuerkolben 32 aber weiterhin nach links verschoben werden, ergibt sich nach kurzer Zeit ein Betriebszustand, in dem die Drosselöffnungen 33 durch die ortsfest angeordnete Steuerhülse 31 verschlossen werden. Der Druck in der Pumpkammer 6 und der Förder­kammer 10 steigt, da Medium nicht mehr abfließen kann, stark an, so daß auf das in dem Innenraum 22 des Ver­stellgliedes 21 befindliche Medium über den Steuerkolben 33 ein hoher Druck ausgeübt wird und dieses durch den Drallkopf 15 der Abgabedüse 14 zugeführt wird. Bei ge­schlossenen Drosselöffnungen 33 und geöffnetem Auslaß­ventil 11 wirkt das in der Pumpkammer 6 und der Förder­kammer 10 befindliche Medium gewissermaßen wie ein hydrau­lisches Gestänge, das in den Innenraum 22 des Verstell­gliedes 21 geförderte Medium wird somit mit hohem Druck in kurzer Zeit ausgestoßen.
  • Bei der Rückführung des Pumpkolbens 5 wird in der Pump­kammer 6 und, so lange das Auslaßventil 11 geöffnet ist auch in der Förderkammer 10, ein Unterdruck erzeugt.
  • Da auch der Federteller 35 und der Steuerkolben 32 durch die gespannte Rückstellfeder 38 nach rechts verschoben werden, entsteht, bedingt durch den als Drossel wirkenden Spalt 39 auch in dem linken Teil des Innenraumes 22 ein Unterdruck. Dadurch wird das Medium aus der Abgabedüse 14 nach innen gesaugt und dessen Ausstoß wird somit abrupt unterbrochen.
  • Da der Federteller 35 mit einer Drossel konstanten Drossel­widerstandes in Form eines Ringspaltes 39 ausgestattet ist, wird im vorderen Bereich des Innenraumes 22, bedingt durch den verzögerten Mediumausgleich der Unterdruck über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten, ein Nach­tropfen an der Abgabedüse 14 wird auf diese Weise zuver­lässig verhindert. Der Durchflußquerschnitt des Ringspaltes 39 ist hierbei nur minimal größer bemessen als dies zum Durchlaß der maximalen Fördermenge der Pumpe, die durch die Drosselöffnungen 33 begrenzt ist, erforderlich ist. Und da der Pumpkolben 6 sowie die mit diesem verbundenen Bauteile in einer Minute bis zu 7200 Hübe ausführen, werden die Bewegungsspiele jeweils in sehr kurzer Zeit druchgeführt.
  • In Figur 2 ist in einem Diagramm der Druckverlauf in der Pumpkammer 6 während einer Zeiteinheit dargestellt. Mit a ist hierbei die Kurve einer Halbwelle der an den Antriebsmotor der Förderpumpe 2 angelegten Wechselspannung bezeichnet, die Kurve b gibt den Druckverlauf über der Zeitachse während eines Hubes des Pumpkolbens 5 an.
  • Der Kurve b ist zu entnehmen, daß der Druck in der Pump­kammer 6 zunächst bei noch geöffneten Drosselöffnungen 33 während der Zeit S₁ flach ansteigt. Bei X₁ werden die Drosselöffnungen 33 geschlossen, der Druckaufbau erfolgt bei geschlossenen Drosselöffnungen 33 während der Zeit S₂ sehr rasch. In gleicher Weise wird auch der Druck während der Zeit S₃ bis zum Öffnen der Drossel­öffnungen 33 bei X₂ wiederum abgebaut. In der Zeit S₄ wird der Druck auf die Ausgangshöhe zurückgeführt.
  • Die Steuerung und damit die Einstellung der jeweils aus der Abgabedüse 14 ausgestoßenen Menge des von der Pumpe 2 geförderten Mediums wird durch eine Lageänderung der Steuerhülse 31 mit Hilfe des Verstellgliedes 21 bewerk­stelligt. Durch eine Verdrehung des Verstellgliedes 21 wird nämlich die Steuerhülse 31 axial verschoben, so daß die jeweils maximale Durchflußquerschnittsfläche der Drosselöffnungen 33 verändert wird. Und durch die maximale Druchflußquerschnittsfläche der Drosselöffnungen 33 ist die jeweilige Ausstoßmenge bestimmt.
  • Mittels der Einrichtung 1 ist es somit möglich, die aus der Abgabedüse 14 abströmende Menge des zu zerstäubenden Mediums auf einfache Weise zu verändern, ohne daß die von der Pumpe 2 geförderte Menge des nicht zerstäubten Mediums in das Vorratsbehältnis zurückgeführt werden muß.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Steuerung der aus einer Abgabedüse eines Aggregates, beispielsweise einer Spritzpistole, ausströmenden Menge eines flüssigen oder pastösen, unter Druck stehenden Mediums, wie Farbe, Lack, Kleb­stoff od.dgl. bestehend aus einer Förderpumpe mit einem oszillierend antreibbaren Pumpkolben, deren den Pumpkolben aufnehmende in ein Pumpengehäuse ein­gearbeitete Pumpkammer über eine Saugleitung mit einem Vorratsbehälter für das auszubringende Medium verbunden ist und ein durch den herrschenden Druck betätigbares Auslaßventil aufweist, sowie einer der Abgabedüse vorgeschalteten Förderkammer, die über das Auslaßventil mit der Pumpkammer verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Förderkammer (10) eine Steuerhülse (31) axial einstellbar angeordnet und ein mit dieser zu­sammenwirkender Steuerkolben (32) eingesetzt sind, der trieblich mit dem Ventilkörper (13) des Auslaß­ventils (11) und entgegen der Kraft einer Rückstell­feder (38) axial verschiebbar ist, und daß die Steuer­hülse (31) und/oder der Steuerkolben (32) mit einer oder mehreren Drosselöffnungen (33) versehen sind, deren Durchgangsquerschnittsfläche zur Einstellung der jeweiligen durch die Abgabedüse (14) strömenden Menge des Mediums einstellbar und durch Relativver­schiebungen des Steuerkolbens (32) gegenüber der Steuerhülse (31) in Abhängigkeit von der Lage des Ventilkörpers (13) des Auslaßventils (11) selbst­tätig veränderbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (32) axial verschiebbar in der Steuerhülse (31) geführt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (32) über eine Stange (34) trieb­lich mit dem Ventilkörper (13) des Auslaßventils (11) verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerhülse (31) zur Einstellung ihrer axialen Lage in einem hülsenartig ausgebildeten Verstellglied (21) eingesetzt oder mit diesem fest verbunden ist, das fluchtend zu dem Pumpengehäuse (3) angeordnet und axial gegenüber diesem verstellbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstellglied (21) unmittelbar oder über ein Zwischenglied (Überwurfmutter 26) mittels Gewinde (24, 27) verstellbar mit dem Pumpengehäuse (3) ver­bunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstellglied (21) mittels einer dieses teil­weise übergreifenden mit einem Innengewinde (27) versehenen Überwurfmutter (26) als Zwischenglied mit dem Pumpengehäuse (3) fest verbunden ist.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellweg (h) des Verstellgliedes (21) durch einen z.B. in eine in das Innengewinde (27) der Überwurfmutter (26) eingearbeiteten Nut (28) eingesetzten Federring (29) begrenzt ist.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Überwurfmutter (26) und dem Pumpen­gehäuse (3) im Bereich der Steuerhülse (31) eine axial verspannbare Dichtung (40) eingesetzt ist.
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Steuerhülse (31) und/oder den Steuer­kolben (32) eingearbeiteten Drosselöffnungen (33) als sich axial erstreckende keilförmige Freisparungen, Ausfräsungen, Durchbrüche od.dgl. mit in Achsrich­tung sich verändernden Querschnittsflächen ausge­bildet sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselöffnungen (33) als in den Steuerkol­ben (32) eingearbeitete keilförmige Ausnehmungen ausgebildet sind, die durch die Steuerhülse (31) bei einer Axialverstellung des Steuerkolbens (32) abdeckbar sind.
11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Steuerkolben (32) ein Federteller (35) anliegt, an dem die auf den Steuerkolben (33) ein­wirkende Rückstellfeder (38) abgestützt ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Federteller (35) oder ein zwischen diesem und dem Steuerkolben (32) angeordnetes Zwischenstück mit einer beispielsweise durch einen Ringspalt (39), einer oder mehreren Blendenöffnungen od. dgl. gebilde­ten Drossel versehen ist, die einen konstanten Drossel­widerstand aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Federteller (35) mittels eines zwischen diesem und dem Steuerkolben (32) angeordneten, vorzugsweise im Querschnitt kreuzförmig gestalteten Führungsgliedes (37), das über einen abgesetzten Stößel (36) mit dem Federteller (35) fest verbunden ist, in einem Innenraum (22) des Verstellgliedes (21) axial ver­schiebbar geführt ist.
14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorzugsweise mit einem Drallkopf (15) ver­sehene Abgabedüse (14) auf dem Verstellglied (21) aufgeschraubt und die Rückstellfeder (38) unmittel­bar oder über ein Zwischenglied (Drallkopf 15) an der Abgabedüse (14) abgestützt ist.
15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstellglied (21) mit einem Griffstück (25) beispielsweise in Form eines gerändelten Bundes, versehen ist.
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