WO2009015931A1 - Vorrichtung zum aufbringen flüssiger beschichtungsmaterialien - Google Patents

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WO2009015931A1
WO2009015931A1 PCT/EP2008/057107 EP2008057107W WO2009015931A1 WO 2009015931 A1 WO2009015931 A1 WO 2009015931A1 EP 2008057107 W EP2008057107 W EP 2008057107W WO 2009015931 A1 WO2009015931 A1 WO 2009015931A1
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displacement
coating material
nozzle opening
pump plunger
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PCT/EP2008/057107
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Juergen Goetz
Thilo Koeder
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a device for applying liquid coating material to an application surface, in particular for applying paint to a wall surface, according to the preamble of claim 1.
  • the invention has the object of providing a device of the type mentioned in robust, simple and easy-to-use structure to the effect that reliably uniform application of the coating material, especially on wall surfaces to be applied dispersion paint is guaranteed.
  • the device works for this purpose with a discharge system for the coating material, in which this is supplied to a displacement chamber, in the displacement chamber with a
  • Displacement element acted upon, fed portioned from the displacement chamber of a nozzle and ejected in the form of a drop-like manner against the application surface via the nozzle opening.
  • a displacement element in particular in its design as a pump punch, can be easily fed to the feed of the coating material to the displacement chamber and / or the clocked portioning of the supplied from the displacement chamber of the nozzle opening
  • the pressure under which the nozzle material is ejected via the nozzle opening can also be determined, in particular as a function of the lifting speed of the pump plunger, so that the invention
  • Displacement system manifold possibilities in the design and / or adaptation to different coating materials and / or the viscosity of the respective coating material, such as the respective emulsion paint opened.
  • Both the design of the nozzle opening and the determination of the cross section between the displacement chamber and the nozzle opening can further influence the respective drop size and / or drop shape of the ejected coating material. Furthermore, the design of the transition between the nozzle opening and displacement space and the selectivity between successive droplets can be influenced, with a capillary training, for example in the form of a capillary, proves to be useful.
  • the nozzle opening is enclosed by a nozzle collar, in particular the outlet side in the wall thickness.
  • the nozzle collar may be designed like a blade on the outlet side.
  • the respective droplets to be formed are determined in size and shape via the nozzle opening and the connection between the nozzle opening and the displacement chamber, and above all also depending on the consistency of the respective coating material, ie in particular the respective color, it proves to be expedient at least provide these parts in a nozzle plate, which is preferably connected to the device housing interchangeable with the device housing, in particular via a quick-release system.
  • the device housing expediently receives the displacement element and the actuator associated therewith.
  • the displacement chamber is also associated with the nozzle plate.
  • the nozzle, the displacement chamber and nozzle and displacement chamber may optionally be designed as an insert for the nozzle plate, which in turn may be formed in one or more parts.
  • each having a nozzle it is expedient to accommodate the nozzles combined in a nozzle plate, so that an adaptation to the respective work needs is possible by replacing the respective nozzle plate.
  • nozzles can differ both in terms of the number of nozzles provided as well as their arrangement, with arrangements are expedient in which the nozzles, optionally in groups, in series with each other, to occasionally also a common admission of the respective displacement elements, in particular pump punches in a simple manner to make possible.
  • Such a series arrangement also proves to be useful in order to bundle the supply lines required for the supply of the respective displacement chambers, for example to jointly supply the displacement chambers associated with a row of nozzles. This is facilitated if the nozzles, which is preferred in the context of the invention, with the associated displacement chambers and the supply lines for these are arranged in the respective nozzle plate.
  • the placement of the actuator or drives for the displacement elements, in particular pump stems, in the housing part of the device proves to be expedient, so that replacement of nozzle plates with the same arrangement provided in these nozzles, but different design of the nozzle, without affecting the other structure the device remains.
  • Linear guide for the preferred designed as a pump plunger displacement element wherein in a particularly simple embodiment, a plurality of pump plunger acted upon by a common support beam and / or associated with the common support beam, which is adjustable in stroke via a common eccentric or crank drive.
  • FIG. 1 is a perspective view of a basic representation of an apparatus for applying liquid coating materials, in particular paints on an application surface, wherein in the underside of the device in the working position of the device of the application surface facing a
  • Nozzle plate is provided with nozzle openings as outlet openings for the coating material
  • FIG. 2 in a representation corresponding to FIG. 1 a section of the device with a nozzle plate which comprises a plurality of rows of nozzle openings, FIG.
  • 5 and 6 each show a schematic representation of a nozzle part of an ejection system, which in devices according to
  • Fig. 1 or 2 is used, wherein from the respective ejection system, a displacement element forming a pump plunger is shown in engagement with a displacement space from which the nozzle proceeds, wherein Fig. 5 the pump piston in its upward movement at
  • Fig. 6 shows the pump plunger when in its downward movement on the filling space
  • Fig. 7 is a highly schematic and enlarged view of the nozzle opening containing part of the nozzle in section
  • Fig. 8 is a schematic, structure and function of
  • Device-explanatory representation wherein the housing of the device is shown in dashed lines as an enclosing frame, in association with an application surface on which by means of the device coating material is applied.
  • the housing 2 of the device 1 has an inserted nozzle plate 4 with nozzle openings 5 in the bottom 3.
  • the top 3 opposite the bottom 3, the device 1 is provided with a handle 7.
  • the handle 7 can also be provided laterally to the device 1. It is not shown that the device 1 is expediently provided in the region of the bottom 3, optionally also projecting laterally to the bottom 3 with support elements, such as rollers, wheels or the like, on a preferred working distance to the indicated in Fig. 8 application surface 8 as the minimum distance can be adjusted and maintained.
  • FIG. 1 to 4 illustrate that the device 1 can be operated in conjunction with different arrangements of nozzle openings 5, wherein Fig. 3, corresponding to Fig. 1, an arrangement of the nozzle openings 5 in a row, Fig. 4 in conjunction with FIG. Fig. 2 shows an arrangement of nozzle openings 5 in several rows.
  • the rows of nozzle openings 5 each extend transversely to a symbolized by the arrow 9 working direction.
  • the nozzle plates 4 are, what the illustrations in Fig. 1 and 2 can not recognize, preferably interchangeable fixed to the housing 2 and in particular supported for example in sliding guides the side walls of the housing 2, wherein the respective working position of the nozzle plate 4 by a lock, in particular a Snap lock can be secured.
  • the To the housing 2 detachable arrangement of the nozzle orifices 5 containing nozzle plate 4 makes it possible in particular to solve the nozzle plate 4 for cleaning purposes of the housing 2, so that in addition to the exchange of differently equipped with nozzle openings 5 nozzle plates 4 and a simple and quick maintenance of the device 1, as it is for working with coating materials, in particular of paints, such as emulsion paints, of great practical importance.
  • the respective liquid coating material in particular a respective color, is applied to the application surface 8 via the nozzle openings 5, the coating material being drop-shaped - droplets 10 being indicated in FIG. 8 - being ejected in the direction of the application surface 8 and also drop-shaped on the application surface 8 hits, where the drops 10 connect to a coating 8, the application surface covering, in particular a film-like, closed paint layer.
  • the ink layer achieved in this way corresponds in result and in quality at least to the ink application by brush, rollers or the like, but allows a contour sharp work without pollution of the environment, be it by splashes of paint or paint mist, as given when ejected through the nozzles 26 circumferentially closed droplet structure of the coating material is maintained until impact on the application surface 8 and on the application surface 8, the drops 26 only flatten each, according to the desired layer thickness, and form each with adjacent drops a closed cover layer.
  • the ejection system 11 provided in the housing 2 comprises, starting from the respective nozzle opening 5, a displacement space 12 connected thereto, into which a Displacement element 13 is immersed, which is designed in the embodiment as a pump plunger 14, the pump plunger 14 is the end face in its contour adapted to the dome-shaped contour of the displacement chamber 12 in the transition to the nozzle 26 and the nozzle opening 5.
  • On the displacement chamber 12 opens as an inlet for the coating material from an inlet channel 15, which adjoins laterally in the embodiment of the displacement chamber 12 and opens at dipping into the cap 16 of the displacement chamber 12 pump punch 14 to an annular space 17, which by a reduction in the circumference of
  • Displacement element 13 is limited in this area radially inward.
  • tapered guide portion for the pump plunger 14 of this is guided in the receiving bore 18, so that the displacement chamber 12 is sealed axially over the current in the guide bore 18 part of the pump plunger 14.
  • the cap 16 is connected to the nozzle opening 5, wherein in the exemplary embodiment, this connection is formed by a capillary, which continues into the nozzle opening 5, wherein the nozzle opening 5 is enclosed by a nozzle collar 20 which extends beyond the bottom of the nozzle plate 4th protrudes and as a thin-walled, tubular supernatant preferably runs like a blade, optionally widening in the direction of the cutting edge, so that the droplets 10 detached from the guide formed by the capillary residue.
  • Coating material in the direction of the nozzle opening 5 is pushed out of the displacement chamber 12, as shown in Fig. 6 is illustrated.
  • the pump plunger 14 is withdrawn, the displacement chamber 12 becomes larger and filled via the inlet channel 15, the feed of coating material via the inlet channel 15 to the displacement chamber 12 preferably under pre-pressure, in particular a low pre-pressure of a few bar, so that in dependence from the operating frequency of the pump plunger 14 at a given free connection between inlet channel 15 and displacement chamber 12, an average pressure is set under which the coating material is displaced in the direction of the nozzle opening 5 and is ejected via the nozzle opening 5.
  • the nozzle opening 5 and the displacement chamber 12 with a subsequent sealed over the pump plunger 14 guide member 21 for the pump plunger 14 are, as shown in FIGS. 5 and 6, within the nozzle plate 4.
  • the drive for the pump plunger 14 including a linear guide for the
  • Pump plunger 14 are supported within the housing 2 independently of the nozzle plate 4, with a corresponding mutual orientation.
  • the linear guide for the pump punch 14 is indicated at 22 in FIG. 8, and an eccentric or crank drive 23 is provided as a drive for the pump punch 14, whose eccentric or crank arm 24 is connected via a connecting rod 25 to the pump punch 14 extending in the linear guide 22 is connected, so that the drive from the engine, not shown, starting in total as acting on the pump piston 14 thrust crank drive.
  • Such a mechanical drive proves to be useful for the pump plunger with respect to desired operating frequencies in the order of about 100 Hz in order to make do with a drive unit as small as possible, such a drive unit basically being associated with each pump punch 14.
  • a common drive for a plurality of pump punches 14 comprise a support bar connected to the pump punches 14, which is acted upon by an eccentric or crank drive.
  • the pump dies 14 associated with the nozzles 26 of a row of nozzle openings 5 can thus also be driven together.
  • a common supply of the displacement chambers 12 is provided, which are connected to each other via corresponding inlet channels 15, which in turn to a storage for the storage
  • Coating material are connected, which may be disposed within the housing 2, so that the device is an independent hand-working device.
  • the device 1 may also be connected to an external reservoir, wherein it proves expedient to encapsulate the device 1 in the housing 2 assigned at least one buffer, so that, if necessary, for example, due to the situation, even independent of the external reservoir still working possible is.
  • an electric motor is provided, which is not shown.
  • the device 1 is thus as a light and especially without much experience with good work to be operated hand tool, for the drive u. a. also hydraulic or pneumatic drives come into question.
  • the stroke of the pump plunger 14 is preferably about 1 to 10 mm, in particular 7 mm, and it is the frequency of the pump plunger 14 at about 50 to 120 Hz, in particular 100 Hz.
  • the inlet pressure is preferably about 0.5 to 1, 5 bar, especially in the Range around 1 bar.
  • Diameters of about 0.3 to 0.6 mm, preferably about 0.4 mm, prove to be expedient for the capillary, the length of the capillary being in particular in the range of 0.5 to 6 mm.
  • droplet diameter of about 1.5 to 3 mm, in particular of about 2.2 mm prove to be useful in order to achieve a uniform coating, in particular a uniform opaque paint application.

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Aufbringen flüssiger Beschichtungsmaterialien, insbesondere Farben, auf eine Auftragfläche (8) umfasst ein Ausstoßsystem (11) für das Beschichtungsmaterial, bei dem das Beschichtungsmaterial einem Verdrängungsraum (12) zugeführt, im Verdrängungsraum (12) mittels eines Verdrängungselementes (13) beaufschlagt, aus dem Verdrängungsraum (12) portioniert einer Düse (26) zugeführt und über deren Düsenöffnung (5) in Tropfenform geschossartig gegen die Auftragfläche (8) ausgestoßen wird.

Description

BeSchreibung
Titel
Vorrichtung zum Aufbringen flüssiger Beschichtungsmaterialien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen flüssigen Beschichtungsmateriales auf eine Auftragfläche, insbesondere zum Aufbringen von Farbe auf eine Wandfläche, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Das Aufbringen von Beschichtungsmaterial in Form von Farbe, insbesondere zähflüssiger Dispersionsfarbe, auf Wände erfolgt im Profi- wie auch im Heimwerkerbereich mittels Farbwalzen, Sprühsystemen, mittels Pinselauftrag oder mit Schwammsystemen. Jedes dieser Systeme bedingt aufwändige Arbeitsvorbereitungen, um eine Verschmutzung des Umfeldes durch Farbspritzer oder Farbnebel zu verhindern und/oder das Aufbringen der Farbschicht auf ein vorgegebenes Arbeitsfeld, beispielsweise im Übergang zu Fußbodenleisten, Einbaumöbeln, Türrahmen oder dergleichen zu begrenzen. Vor allem ist das Einhalten von Farbauftragsgrenzen auch dann schwierig, wenn unterschiedliche Farben in speziellen Formen auf gegeneinander abgegrenzte Bereiche der Farbauftragfläche aufgetragen werden sollen.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bei robustem, einfachem und einfach zu handhabenden Aufbau dahingehend auszugestalten, dass zuverlässig eine gleichmäßige Ausbringung des Beschichtungsmateriales, insbesondere auf Wandflächen aufzutragender Dispersionsfarbe, gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an .
Die Vorrichtung arbeitet hierfür mit einem Ausstoßsystem für das Beschichtungsmaterial, bei dem dieses einem Verdrängungsraum zugeführt wird, im Verdrängungsraum mit einem
Verdrängungselement beaufschlagt, aus dem Verdrängungsraum portioniert einer Düse zugeführt und über deren Düsenöffnung in Tropfenform geschoßartig gegen die Auftragfläche ausgestoßen wird.
Über ein Verdrängungselement, insbesondere in dessen Ausgestaltung als Pumpenstempel, lässt sich in einfacher Weise der Zulauf des Beschichtungsmateriales auf den Verdrängungsraum und/oder die getaktete Portionierung des aus dem Verdrängungsraum der Düsenöffnung zuzuführenden
Beschichtungsmateriales erreichen sowie auch die Verbindung zwischen Verdrängungsraum und Düsenöffnung in ihrem Querschnitt steuern. Ferner lässt sich auch, insbesondere in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit des Pumpenstempels, der Druck bestimmen, unter dem das Düsenmaterial über die Düsenöffnung ausgestoßen wird, so dass das erfindungsgemäße
Verdrängungssystem vielfältige Möglichkeiten in der Auslegung und/oder Anpassung an verschiedene Beschichtungsmaterialien und/oder die Viskosität des jeweiligen Beschichtungsmateriales, so beispielsweise der jeweiligen Dispersionsfarbe, eröffnet.
Sowohl über die Gestaltung der Düsenöffnung wie auch über die Festlegung des Querschnittes zwischen Verdrängungsraum und Düsenöffnung kann weiter auch auf die jeweilige Tropfengröße und/oder Tropfenform des ausgestoßenen Beschichtungsmateriales Einfluss genommen werden. Ferner kann durch die Gestaltung des Überganges zwischen Düsenöffnung und Verdrängungsraum auch die Trennschärfe zwischen aufeinander folgenden Tropfenbildungen beeinflusst werden, wobei sich eine kapillare Ausbildung, beispielsweise in Form eines Kapillarkanales, als zweckmäßig erweist.
Im Hinblick auf die Ausbildung des Tropfens und die Ablösung des Tropfens von der Düse ist es von Vorteil, wenn die Düsenöffnung von einem insbesondere austrittsseitig in der Wandstärke schlanken Düsenkragen umschlossen ist. Insbesondere kann der Düsenkragen austrittsseitig schneidenartig gestaltet sein.
Da über die Düsenöffnung und die Verbindung zwischen Düsenöffnung und Verdrängungsraum der jeweils zu bildende Tropfen in Größe und Form mitbestimmt wird, und dies vor allen Dingen auch in Abhängigkeit von der Konsistenz des jeweiligen Beschichtungsmateriales, also insbesondere der jeweiligen Farbe, erweist es sich als zweckmäßig, zumindest diese Teile in einer Düsenplatte vorzusehen, die bevorzugt zum Vorrichtungsgehäuse auswechselbar mit dem Vorrichtungsgehäuse verbunden ist, insbesondere über ein Schnellverschlusssystem. Das Vorrichtungsgehäuse seinerseits nimmt zweckmäßigerweise das Verdrängungselement und den diesem zugeordneten Stellantrieb auf.
Bevorzugt ist der Verdrängungsraum ebenfalls der Düsenplatte zugeordnet. Im Rahmen der Erfindung kann die Düse, der Verdrängungsraum sowie Düse und Verdrängungsraum gegebenenfalls als Einsatz zur Düsenplatte ausgebildet sein, die ihrerseits ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Vorrichtung mit mehreren Ausstoßsystemen, die jeweils eine Düse aufweisen, erweist es sich als zweckmäßig, die Düsen zusammengefasst in einer Düsenplatte unterzubringen, so dass durch Austausch der jeweiligen Düsenplatte eine Anpassung an die jeweiligen Arbeitsbedürfnisse möglich wird. Die jeweiligen Düsenplatten - A -
können sich sowohl bezüglich der Anzahl der jeweils vorgesehenen Düsen wie auch deren Anordnung unterscheiden, wobei Anordnungen zweckmäßig sind, bei denen die Düsen, gegebenenfalls gruppenweise, in Reihe zueinander liegen, um fallweise auch eine gemeinsame Beaufschlagung der jeweiligen Verdrängungselemente, insbesondere Pumpenstempel, in einfacher Weise möglich zu machen .
Eine solche Reihenanordnung erweist sich auch als zweckmäßig, um die zur Versorgung der jeweiligen Verdrängungsräume erforderlichen Zuleitungen zu bündeln, so beispielsweise die einer Düsenreihe zugehörigen Verdrängungsräume gemeinsam zu versorgen. Erleichtert wird dies, wenn die Düsen, was im Rahmen der Erfindung bevorzugt ist, mit den zugehörigen Verdrängungsräumen und den Versorgungsleitungen für diese in der jeweiligen Düsenplatte angeordnet sind.
Demgegenüber erweist sich die Unterbringung des oder der Stellantriebe für die Verdrängungselemente, insbesondere Pumpenstempel, im Gehäuseteil der Vorrichtung als zweckmäßig, so dass ein Auswechseln von Düsenplatten bei gleicher Anordnung der in diesen vorgesehenen Düsen, aber unterschiedlicher Ausgestaltung der Düsen, ohne Einfluss auf den sonstigen Aufbau der Vorrichtung bleibt.
Als vorrichtungsseitiger Stellantrieb, über den Verdrängungselemente einzeln oder auch in Gruppen beaufschlagt und gegebenenfalls auch einzeln oder in Gruppen abzuschalten sind, erweist sich ein mechanischer Exzenter- oder Kurbeltrieb als zweckmäßig, und zwar in Verbindung mit einer jeweiligen
Linearführung für das bevorzugt als Pumpenstempel ausgebildete Verdrängungselement, wobei in einer besonders einfachen Ausführung mehrere Pumpenstempel über einen gemeinsamen Tragbalken beaufschlagt und/oder dem gemeinsamen Tragbalken zugeordnet sind, der über einen gemeinsamen Exzenter- oder Kurbeltrieb hubverstellbar ist. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Grunddarstellung einer Vorrichtung zum Aufbringen flüssiger Beschichtungsmaterialien, insbesondere von Farben auf eine Auftragfläche, wobei in der in der Arbeitsposition der Vorrichtung der Auftragfläche zugewandten Unterseite der Vorrichtung eine
Düsenplatte mit Düsenöffnungen als Austrittsöffnungen für das Beschichtungsmaterial vorgesehen ist,
Fig. 2 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein Ausschnitt der Vorrichtung mit einer Düsenplatte, die mehrere Reihen von Düsenöffnungen umfasst,
Fig. 3 und 4
Draufsichten auf die Unterseite der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder 2, wobei die jeweiligen Düsenplatten isoliert dargestellt sind,
Fig. 5 und 6 jeweils in schematisierter Darstellung ein Düsenteil eines Ausstoßsystemes, das in Vorrichtungen gemäß
Fig. 1 oder 2 eingesetzt ist, wobei vom jeweiligen Ausstoßsystem ein ein Verdrängungselement bildender Pumpenstempel in Eingriff zu einem Verdrängungsraum gezeigt ist, von dem die Düse ausgeht, wobei Fig. 5 den Pumpenstempel in seiner Aufwärtsbewegung beim
Befüllen des Verdrängungsraumes und Fig. 6 den Pumpenstempel bei in seiner Abwärtsbewegung auf den Befüllungsraum zeigt,
Fig. 7 eine stark schematisierte und vergrößerte Darstellung des die Düsenöffnung enthaltenden Teiles der Düse im Schnitt, und Fig. 8 eine schematisierte, Aufbau und Funktion der
Vorrichtung erläuternde Darstellung, wobei das Gehäuse der Vorrichtung strichliert als umschließender Rahmen veranschaulicht ist, und zwar in Zuordnung zu einer Auftragfläche, auf die mittels der Vorrichtung Beschichtungsmaterial aufzubringen ist.
Das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 weist im Boden 3 eine eingesetzte Düsenplatte 4 mit Düsenöffnungen 5 auf. Der zum Boden 3 gegenüberliegenden Oberseite 6 ist die Vorrichtung 1 mit einer Handhabe 7 versehen.
Grundsätzlich kann die Handhabe 7 auch seitlich zur Vorrichtung 1 vorgesehen sein. Nicht dargestellt ist, dass die Vorrichtung 1 zweckmäßigerweise im Bereich des Bodens 3, gegebenenfalls auch seitlich auskragend zum Boden 3 mit Stützelementen, wie Rollen, Rädern oder dergleichen, versehen ist, über die ein bevorzugter Arbeitsabstand zur in Fig. 8 angedeuteten Auftragfläche 8 als Mindestabstand eingestellt und eingehalten werden kann.
Fig. 1 bis 4 veranschaulichen, dass die Vorrichtung 1 in Verbindung mit unterschiedlichen Anordnungen von Düsenöffnungen 5 betrieben werden kann, wobei Fig. 3, entsprechend Fig. 1, eine Anordnung der Düsenöffnungen 5 in einer Reihe, Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 2 eine Anordnung von Düsenöffnungen 5 in mehreren Reihen zeigt. Die Reihen von Düsenöffnungen 5 erstrecken sich jeweils quer zu einer durch den Pfeil 9 symbolisierten Arbeitsrichtung.
Die Düsenplatten 4 sind, was die Darstellungen in Fig. 1 und 2 nicht erkennen lassen, bevorzugt auswechselbar zum Gehäuse 2 festgelegt und insbesondere zum Beispiel in Schiebeführungen der Seitenwände des Gehäuses 2 abgestützt, wobei die jeweilige Arbeitslage der Düsenplatte 4 durch eine Arretierung, insbesondere einen Schnappverschluss gesichert werden kann. Die zum Gehäuse 2 lösbare Anordnung der die Düsenöffnungen 5 enthaltenden Düsenplatte 4 macht es insbesondere auch möglich, die Düsenplatte 4 zu Reinigungszwecken vom Gehäuse 2 zu lösen, so dass neben dem Austausch von unterschiedlich mit Düsenöffnungen 5 bestückten Düsenplatten 4 auch eine einfache und schnelle Wartung der Vorrichtung 1 gewährleistet ist, wie sie für das Arbeiten mit Beschichtungsmaterialien, so insbesondere von Farben, wie Dispersionsfarben, von großer praktischer Bedeutung ist.
Über die Düsenöffnungen 5 wird das jeweilige flüssige Beschichtungsmaterial , insbesondere also eine jeweilige Farbe, auf die Auftragfläche 8 aufgebracht, wobei das Beschichtungsmaterial tropfenförmig - in Fig. 8 sind Tropfen 10 angedeutet - in Richtung auf die Auftragfläche 8 ausgestoßen wird und auch tropfenförmig auf die Auftragfläche 8 auftrifft, wo sich die Tropfen 10 zu einer die Auftragfläche 8 überdeckenden Beschichtung, insbesondere einer filmartigen, geschlossenen Farbschicht verbinden. Die so erreichte Farbschicht entspricht im Ergebnis und in der Qualität zumindest dem bei Farbauftrag durch Pinsel, Walzen oder dergleichen Erreichten, ermöglicht aber ein konturscharfes Arbeiten ohne Verschmutzung der Umgebung, sei es durch Farbspritzer oder durch Farbnebel, da die beim Ausstoß über die Düsen 26 gegebene umfangsgeschlossene Tropfenstruktur des Beschichtungsmaterials bis zum Auftreffen auf die Auftragfläche 8 beibehalten wird und auf der Auftragfläche 8 die Tropfen 26 sich jeweils lediglich abflachen, entsprechend der angestrebten Schichtdicke, und mit jeweils angrenzenden Tropfen eine geschlossene Abdeckschicht bilden.
Erreicht wird dies mit einem Ausstoßsystem 11, wie es im Schema in Fig. 8 und mit zugehörigen Details einschließlich des zugehörigen Antriebes schematisiert in den Fig. 5 bis 7 veranschaulicht ist. Das im Gehäuse 2 vorgesehene Ausstoßsystem 11 umfasst ausgehend von der jeweiligen Düsenöffnung 5 einen mit dieser verbundenen Verdrängungsraum 12, in den ein Verdrängungselement 13 eintaucht, das im Ausführungsbeispiel als Pumpenstempel 14 gestaltet ist, wobei der Pumpenstempel 14 stirnseitig in seiner Kontur an die kalottenförmige Kontur des Verdrängungsraumes 12 im Übergang zur Düse 26 und deren Düsenöffnung 5 angepasst ist. Auf den Verdrängungsraum 12 mündet als Zulauf für das Beschichtungsmaterial ein Zulaufkanal 15 aus, der im Ausführungsbeispiel seitlich an den Verdrängungsraum 12 anschließt und der bei in die Kalotte 16 des Verdrängungsraumes 12 eintauchendem Pumpenstempel 14 auf einen Ringraum 17 ausmündet, der durch eine Umfangsreduzierung des
Verdrängungselementes 13 in diesem Bereich nach radial innen begrenzt ist. Im auf die Kalotte 16 zulaufenden Führungsbereich für den Pumpenstempel 14 ist dieser in der aufnehmenden Bohrung 18 geführt, so dass der Verdrängungsraum 12 axial über den in der Führungsbohrung 18 laufenden Teil des Pumpenstempels 14 abgedichtet ist.
Im Scheitel ist die Kalotte 16 mit der Düsenöffnung 5 verbunden, wobei im Ausführungsbeispiel diese Verbindung durch eine Kapillare gebildet ist, die sich bis in die Düsenöffnung 5 fortsetzt, wobei die Düsenöffnung 5 von einem Düsenkragen 20 umschlossen ist, der über den Boden der Düsenplatte 4 auskragt und als dünnwandiger, rohrförmiger Überstand bevorzugt schneidenartig ausläuft, gegebenenfalls sich erweiternd in Richtung auf die Schneide, so dass sich der Tropfen 10 aus der durch die Kapillare gebildeten Führung rückstandsfrei ablöst. Bei Reduzierung des Abstandes zwischen Düsenöffnung 5 und Verdrängungsraum 12 auf das aus Festigkeitsgründen Notwendige ergibt sich für die Kapillare 19 eine sehr geringe Länge, je nach Art des zu verarbeitenden Beschichtungsmateriales, insbesondere dessen Zähigkeit, können für die Kapillare 19 aber auch, in Abstimmung auf deren Durchmesser, gegebenenfalls größere Längen vorgegeben sein.
Über den Pumpenstempel 14 wird in dessen Arbeitshub das
Beschichtungsmaterial in Richtung auf die Düsenöffnung 5 aus dem Verdrängungsraum 12 ausgeschoben, wie es in Fig. 6 veranschaulicht ist. Wird der Pumpenstempel 14 zurückgezogen, so wird der Verdrängungsraum 12 größer und über den Zulaufkanal 15 befüllt, wobei der Zulauf von Beschichtungsmaterial über den Zulaufkanal 15 auf den Verdrängungsraum 12 bevorzugt unter Vordruck, insbesondere einem geringen Vordruck von wenigen Bar erfolgt, so dass sich in Abhängigkeit von der Arbeitsfrequenz des Pumpenstempels 14 bei gegebener freier Verbindung zwischen Zulaufkanal 15 und Verdrängungsraum 12 ein mittlerer Druck einstellt, unter dem das Beschichtungsmaterial in Richtung auf die Düsenöffnung 5 verdrängt wird und über die Düsenöffnung 5 ausgestoßen wird. Die Düsenöffnung 5 und der Verdrängungsraum 12 mit einem anschließenden über den Pumpenstempel 14 abgedichteten Führungsteil 21 für den Pumpenstempel 14 liegen, wie Fig. 5 und 6 zeigen, innerhalb der Düsenplatte 4. Der Antrieb für den Pumpenstempel 14 einschließlich einer Linearführung für den
Pumpenstempel 14 sind innerhalb des Gehäuses 2 unabhängig von der Düsenplatte 4, bei entsprechender wechselseitiger Ausrichtung, abgestützt. Die Linearführung für den Pumpenstempel 14 ist in Fig. 8 bei 22 angedeutet, und als Antrieb für den Pumpenstempel 14 ist ein Exzenter- oder Kurbeltrieb 23 vorgesehen, dessen Exzenter- oder Kurbelarm 24 über ein Pleuel 25 an den in der Linearführung 22 verlaufenden Pumpenstempel 14 angeschlossen ist, so dass sich der Antrieb vom nicht dargestellten Motor ausgehend insgesamt als auf den Pumpenstempel 14 beaufschlagender Schubkurbeltrieb darstellt.
Ein derartiger mechanischer Antrieb erweist sich für den Pumpenstempel im Hinblick auf angestrebte Arbeitsfrequenzen in der Größenordnung von etwa 100 Hz als zweckmäßig, um mit einer möglichst klein bauenden Antriebseinheit auszukommen, wobei eine solche Antriebseinheit grundsätzlich jedem Pumpenstempel 14 zugeordnet sein kann.
Es kann aber auch als gemeinsamer Antrieb für mehrere Pumpenstempel 14 eine Antriebsquelle vorgesehen werden, die eine Exzenter- oder Kurbelwelle antreibt, deren Exzenter oder Kurbeln mit jeweils einem Pumpenstempel 14 verbunden sind. Ferner kann ein gemeinsamer Antrieb für mehrere Pumpenstempel 14 einen mit den Pumpenstempeln 14 verbundenen Tragbalken umfassen, der über einen Exzenter- oder Kurbeltrieb beaufschlagt ist. Insbesondere lassen sich so auch die den Düsen 26 einer Reihe von Düsenöffnungen 5 zugeordneten Pumpenstempel 14 gemeinsam antreiben .
Zweckmäßigerweise ist eine gemeinsame Versorgung der Verdrängungsräume 12 vorgesehen, die untereinander über entsprechende Zulaufkanäle 15 verbunden werden, welche ihrerseits an einen Vorratsspeicher für das
Beschichtungsmaterial angeschlossen sind, der innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sein kann, so dass die Vorrichtung sich als eigenständige Handarbeitsvorrichtung darstellt. Gegebenenfalls kann die Vorrichtung 1 auch mit einem externen Vorratsbehälter verbunden sein, wobei es sich als zweckmäßig erweist, der Vorrichtung 1 gekapselt im Gehäuse 2 zumindest einen Zwischenspeicher zuzuordnen, so dass im Bedarfsfall, zum Beispiel lagebedingt, auch unabhängig vom externen Vorratsbehälter noch ein Arbeiten möglich ist. Für den Exzenteroder Kurbeltrieb ist bevorzugt integriert in die Vorrichtung 1, insbesondere angeordnet im Gehäuse 2, ein Elektromotor vorgesehen, was nicht dargestellt ist.
Insgesamt stellt sich die Vorrichtung 1 damit als ein leicht und insbesondere auch ohne größere Erfahrung mit gutem Arbeitsergebnis zu betreibendes Handarbeitsgerät dar, für dessen Antrieb u. a. auch hydraulische oder pneumatische Antriebe in Frage kommen.
Für die Ausgestaltung der Vorrichtung erweisen sich insbesondere bezüglich des Durchmessers des Pumpenstempels 14 Abmessung von 1 bis 3 mm, bevorzugt etwa 2,5 mm, als zweckmäßig; ferner liegt der Hub des Pumpenstempels 14 bevorzugt bei etwa 1 bis 10 mm, insbesondere 7 mm, und es liegt die Frequenz des Pumpenstempels 14 bei etwa 50 bis 120 Hz, insbesondere 100 Hz. Der Zulaufdruck liegt bevorzugt bei etwa 0,5 bis 1,5 bar, insbesondere im Bereich um 1 bar. Für die Kapillare erweisen sich Durchmesser von etwa 0,3 bis 0,6 mm, bevorzugt etwa 0,4 mm, als zweckmäßig, wobei die Länge der Kapillare insbesondere im Bereich von 0,5 bis 6 mm liegt. Für die Tropfen erweisen sich Tropfendurchmesser von etwa 1,5 bis 3 mm, insbesondere von etwa 2,2 mm, als zweckmäßig, um eine gleichmäßige Beschichtung, insbesondere einen gleichmäßig deckenden Farbauftrag, zu erreichen.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Aufbringen flüssiger Beschichtungsmaterialien auf eine Auftragfläche (8), insbesondere zum Aufbringen von Farbe auf eine Wandfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Ausstoßsystem (11) für das Beschichtungsmaterial aufweist, bei dem das Beschichtungsmaterial einem Verdrängungsraum (12) zugeführt, im Verdrängungsraum (12) mit einem
Verdrängungselement (13) beaufschlagt, aus dem Verdrängungsraum (12) portioniert einer Düse (26) zugeführt und über deren Düsenöffnung (5) in Tropfenform geschossartig gegen die
Auftragfläche (8) ausgestoßen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungselement (13) als den Zulauf auf die Düsenöffnung (5) steuernder Pumpenstempel (14) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungselement (13) als den Zulauf auf den Verdrängungsraum (12) steuernder Pumpenstempel (14) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungsraum (12) in Richtung auf die Düsenöffnung (5) auslaufend kalottenförmig ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungsraum (12) mit der Düsenöffnung (5) über einen Kapillarkanal verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung (5) von einem Düsenkragen (20) umschlossen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (26) zumindest auslaufend auf die Düsenöffnung (5) Bestandteil einer dem Gehäuse (2) der Vorrichtung (1) zugehörenden Düsenplatte (4) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (4) zum Vorrichtungsgehäuse (2) auswechselbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (4) durch einen Schnellverschluss am Vorrichtungsgehäuse (2) fixierbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellantrieb für einen Pumpenstempel (14) ein Kurbel- oder Exzentertrieb (23) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Stellantrieb für mehrere Pumpenstempel (14) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als elektrisch betriebenes, insbesondere netzgespeistes Handarbeitsgerät ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen integrierten, insbesondere als Zwischenspeicher ausgebildeten Speicherraum für Beschichtungsmaterial umfasst.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) an eine externe Versorgung für Beschichtungsmaterial angeschlossen ist.
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