DE2910815A1 - Spruehpistole - Google Patents

Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem

Frankfurt/Main Staufenstraße 36

Anm. j

Atlas Copeο AB

Nacka /Schweden

SPRÜHPISTOLE

Die Erfindung betrifft eine Sprühpistole zum Versprühen von unter hohem Druck zugeführtem flüssigen Sprühmaterial ohne Luft, bestehend aus einer Sprühdüse, einem Sprühmaterialventil, bei dem ein einen Ventilsitz mit flacher Sitzfläche bildender und mit einem zentralen Sprühmaterialkanal versehener fester Einsatz mit einem beweglichen, mit flacher Anlagefläche ausgebildeten Ventilkörper dichtend zusammenwirkt, und einer mit diesem über eine Betätigungsstange verbundenen Steuereinrichtung.

Das Sprühmaterialventil einer derartigen Sprühpistole muß im geschlossenen Zustand absolut dicht sein, sich aber andererseits leicht, d.h. ohne starke Öffnungskraft, öffnen lassen. Zusätzlich wird verlangt, daß das Ventil weitgehend verschleißfrei ist.

Aus der US-PS 3 190 564 ist ein Sprühmaterialventil bekannt, bei dem der Ventilsitz und der Ventilkörper mit zusammenwirkenden flachen Anlageflächen versehen sind. Um den dichten

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Verschluß ohne zu hohe Kosten und Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Ventilteile zu gewährleisten, besteht in diesem Fall der Ventilkörper aus einem elastisch nachgiebigen Material, z.B. Kunststoff. Dabei muß jedoch als Nachteil in Kauf genommen werden, daß das Ventil nicht die gewünschte Verschleißfestigkeit besitzt und verhältnismäßig hohe Öffnungskräfte erfordert. Letzteres ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß bei dem bekannten Ventil im geschlossenen Zustand ein verhältnismäßig großer Teil der Anlagefläche des Ventilkörpers vom Sprühmaterialdruck abgeschlossen ist, woraus dann eine durch den hohen Druck des Sprühmaterials verursachte starke Schließkraft resultiert.

Die US-PS 3 836 082 beschreibt eine Sprühpistole mit einem Sprühmaterialventil in Form eines Kugelventils. Diese Art von Ventil hat zwar den Vorteil, daß der Druckabfall bei einer bestimmten Querschnittsfläche der Ventilöffnung so klein wie möglich ist, andererseits haben sich Kugelventile hinsichtlich Verschleiß und Dichtigkeit als nachteilig erwiesen. Das Problem besteht darin, daß es sehr schwierig oder gar unmöglich ist, perfekt runde Kugeln z.B. aus einem Material wie Wolframkarbid herzustellen,welches in letzter Zeit verlangt wird, um die Abriebfestigkeit der Sprühmaterialventile zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprühpistole der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die vorstehend genannten drei Nachteile vermieden sind, also deren Sprühmaterialventil bei geringer Betätigungskraft und hoher Verschleißfestigkeit einen dichten Verschluß gewährleistet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz eine büchsenförmige Verlängerung hat, deren stirnseitige Endfläche die feste, ringförmige Sitzfläche bildet, daß der Durchmesser der Anlagefläche des Ventilkörpers wesentlich größer ist als der Außendurchmesser der Sitzfläche und daß der Ventilkörper über ein Universalgelenk mit der

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Betätigungsstange verbunden ist, welches seine selbsttätige Ausrichtung mit Bezug auf die Sitzfläche zuläßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine luftfreie Hochdruck-Sprühpistole mit dem neuen Sprühmaterialventil;

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch das Sprühmaterialventil im geschlossenen Zustand;

Fig. 3 in einer Ansicht entsprechend Fig. 2 das Sprühmaterialventil im geöffneten Zustand;

Fig. 4 einen Querschnitt nach Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.

Die in der Zeichnung dargestellte Sprühpistole besteht aus einem Gehäuse 10, einer das Sprühmaterial zerstäubenden Sprühdüse 11, einem Sprühmaterialventil 12 und einer pneumatischen Steuereinrichtung 13 zur Betätigung des Sprühmaterialventils 12. Das Gehäuse ist mit einem Befestigungsauge 14 versehen, welches bei mechanischem Betrieb die Anbringung der Sprühpistole an einer geeigneten Halte- oder Führungseinrichtung gestattet.

Die Düse 11 wird mittels eines äußeren Flansche 15 in ihrer vorbestimmten Stellung gehalten, der zwischen einem inneren Ringflansch 16 einer Überwurfmutter 17 und dem vorderen Ende einer Haltebüchse 18 eingespannt ist.

Die Haltebüchse 18 hat eine axiale Bohrung 19, über die Sprühmaterial von einer Kammer 20 im Gehäuse 10 zur Düse 11 gelangt.

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Die Kammer 20 erstreckt sich koaxial zur Haltebüchse 18 und hat über eine Bohrung 22 Anschluß an eine Sprühmaterial-Zufuhrleitung 21.

Die Haltebüchse 18 hat eine Ausnehmung 24, die einen Einsatz 25 fest aufnimmt, welcher einen Ventilsitz bildet. Der Einsatz 25 besteht aus verschleißfestem Material, z.B. Wolframkarbid, und hat eine sich nach hinten erstreckende, büchsenförmige Verlängerung 26, deren stirnseitige Endfläche eine ringförmige, flache Sitzfläche 27 des Sprühmaterialventils bildet (siehe Fig. 3). Der Einsatz 25 hat weiterhin einen zentralen Sprühmaterialkanal 28 von kleinerem Durchmesser als die Bohrung 19.

In seinem vorderen Bereich bildet die Haltebüchse 18 eine Kammer 30, durch die sich zwei parallele Ablenkstifte 31 erstrecken. Diese Stifte werden vorzugsweise aus einem harten Material, wie z.B. Wolframkarbid,hergestellt und sollen verhindern, daß ein Strahl mit sehr hoher Energie die Sprühpistole verläßt, wenn bei abgenommener Sprühdüse 11 aus Versehen die Steuereinrichtung betätigt wird. Die Ablenkstifte sitzen in Querbohrungen 32 in der Haltebüchse 18.

Zum Sprühmaterialventil 12 gehört weiterhin ein beweglicher Ventilkörper 33, der über eine Betätigungsstange 40 mit der Steuereinrichtung 13 verbunden und zwischen einer geschlossenen Stellung (Fig. 2) und einer offenen Stellung (Pig. 3) verschieblich ist.

Der Ventilkörper 33 gliedert sich in einen Schließkopf 36 und einen Gelenkkopf 37. Der Schließkopf 36 hat eine vordere flache Anlagefläche 38, die mit der ringförmigen, flachen Sitzfläche 27 des Einsatzes 25 zusammenwirkt. Die Anlagefläche 38 hat einen wesentlich größeren Außendurchmesser als die ringförmige Sitzfläche 27. '

Der Gelenkkopf 37 des Ventilkörpers sitzt lose in einer Passung 39, die fest am vorderen Ende der Betätigungsstange 40

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angebracht ist. Der Gelenkkopf 37 und die Passung 39 bilden ein Universalgelenk, welches gestattet, daß sich der Ventilkörper 33 selbsttätig mit Bezug auf die Sitzfläche 27 des Einsatzes 25 ausrichtet.

Das Gehäuse 10 nimmt auch die pneumatische Steuereinrichtung 13 auf, zu der ein Zylinder 42, ein an dessen vorderen Ende mündender Druckluftzufuhrkanal 43 und ein im Zylinder 42 verschieblich geführter Kolben 44 gehören. Zwischen dem Kolben und der hinteren Endwand 47 des Zylinders 42 ist eine Druckfeder 45 eingespannt. Außerdem ist der Kolben 44 mit einem sich koaxial nach hinten erstreckenden Portsatz 48 versehen, der durch eine Öffnung 49 in der mit 47 bezeichneten Endwand des Gehäuses nach außen hervorragt. Der Portsatz 48 des Kolbens hat eine koaxiale Bohrung 50, die das hintere Ende der Betätigungsstange 40 aufnimmt. Eine Verriegelungsschraube 53 am hinteren Ende des Portsatzes 48 hält die Betätigungsstange 40 relativ zum Kolben 44 fest.

Um die Sprühmaterialkaminer 20 von dem mit Druckluft beaufschlagbaren Zylinder 42 abzudichten, ist zwischen beiden die Betätigungsstange 40 von einer Packung 54 umgeben, die axial abgestützt wird durch ein koaxial zum Kolben 44 in das Gehäuse 10 eingeschraubtes Führungsrohr 55. Letzteres erstreckt sich nach hinten in eine zentrale Pührungsbohrung 56 im Kolben 44 und bildet selbst mit einer Längsbohrung 57 eine Führung für die Betätigungsstange 40.

Die beschriebene Sprühpistole wird dadurch betriebsbereit gemacht, daß sie mittels des Befestigungsauges 14 an einer geeigneten Führungseinrichtung angebracht und mit der Sprüh— material-Zufuhrleitung 21 an einen unter Druck stehenden Sprühxaaterialvorrat angeschlossen wird. Dabei sei zunächst angenommen, daß dem Zylinder 42 keine Druckluft zugeführt wird. Unter diesen Bedingungen drückt die Feder 45 den Kolben 44 in die in Pig. 1 dargestellte vordere Endstellung, in der das Sprühmaterialventil 12 geschlossen ist und kein Sprühmater: al die Sprühpistole durch die Düse 11 verläßt. Die auf

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den Ventilkörper 33 wirkende Schließkraft wird teilweise durch die Feder 45 und zum Teil durch den Druckunterschied an den Sitz- bzw. Anlageflächen 27, 38 des Ventils erzeugt.

Sobald dem Zylinder 42 über den Kanal 43 Druckluft zugeführt wird, baut sich am Kolben 44 eine nach rückwärts gerichtete Kraft auf, welche die nach vorn gerichteten Kräfte infolge Federwirkung und Druckdifferenz am Ventil übersteigt. Dadurch wird der Kolben 44 zurückgeschoben, wobei er die Betätigungsstange 40, die Fassung 39 und den Ventilkörper 33 mitnimmt, so daß die Anlagefläche 38 des Ventilkörpers 33 von der Sitzfläche 27 des Einsatzes 25 abhebt (siehe Fig. 3). Nunmehr strömt Sprühmaterial durch den Kanal 28 im Einsatz 25, dann an den Ablenkstiften 31 vorbei und tritt durch die Düse 11 aus. Der Sprühvorgang hat begonnen.

Wenn die Druckluftzufuhr zum Zylinder 42 unterbrochen wird, drückt die Feder 45 über den Kolben 44 und die Betätigungsstange 40 den Ventilkörper 33 zurück in die geschlossene Stellung. Wegen der durch das Universalgelenk zwischen dem Ventilkörper 33 und der Betätigungsstange 40 erzielten Beweglichkeit des Ventilkörpers 33 richtet sich beim Schließen dessen Anlagefläche 38 stets genau auf die Sitzfläche 27 des Einsatzes 25 aus, so daß immer eine dichte Anlage zwischen diesen beiden Flächen gewährleistet ist. Außerdem wird durch diese Anordnung erreicht, daß die Fertigungsgenauigkeit z.B. der Betätigungsstange 40 und der Fassung 39 keinen Einfluß hat auf die Dichtigkeit des Ventils.

Da der Außendurchmesser der Anlagefläche 38 des Ventilkörpers 22 wesentlich größer ist als der der büchsenförmigen Verlängerung 26 des Einsatzes 25, werden hohe Anforderungen an die Zentrierung des Ventilkörpers 33 vermieden. Außerdem bedeutet dies, daß der wirksame Teil der Sitz- bzw. Anlageflächen auf die unmittelbare Umgebung des Sprühmaterialkanals 28 begrenzt werden kann, was wiederum ermöglicht, daß die auf die Druckdifferenz am Ventil zurückzuführenden Kräfte, die

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beim öffnen des Ventils überwunden werden müssen, minimiert
werden können.

Das vorstehend beschriebene Sprühmaterialventil hat schließlich den weiteren Vorteil, daß seine Sitz- und Anlageflächen flach sind und sich leicht und genau bearbeiten lassen, und
daß deshalb die wesentlichen Teile des Ventils aus einem hochverschleißfesten Material, wie z.B. Wolframkarbid hergestellt v/erden können, ohne dabei die Dichtigkeit zu gefährden.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel eignet sich die Erfindung auch für von Hand geführte Sprühpistolen mit
Handbetätigung des Sprühmaterialventils. In dieser Anwendung ko2HEt der Sprühpistole vor allem die durch die Erfindung erzielte niedrige Öffnungskraft des Sprühmaterialventils zugute.

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Claims (2)

Patentansprüche

1.) Sprühpistole zum Versprühen von unter hohem Druck zugeführt ein flüssigen Sprühmaterial ohne Luft, bestehend aus einer Sprühdüse, einem Sprühmaterialventil, bei dem ein einen Ventilsitz mit flacher Sitzfläche bildender und mit einem zentralen Sprühmaterialkanal versehener fester Einsatz mit einem beweglichen, mit flacher Anlagefläche ausgebildeten Ventilkörper dichtend zusammenwirkt, und einer mit diesem über eine Betätigungsstange verbundenen Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (25) eine büchsenfö'rmige Verlängerung (26) hat, deren stirnseitige Endfläche (27) die feste, ringförmige Sitzfläche bildet, daß der Durchmesser der Anlageflache (38) des Ventilkörpers (33) wesentlich größer ist als der Außendurcfcmesser der Sitzfläche (27) und daß der Ventilkörper (33) über ein Universalgelenk (37, 39) mit der Betätigungsstange (40) verbunden ist, welches seine selbsttätige Ausrichtung mit Bezug auf die Sitzfläche (27) zuläßt.

2. Sprühpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der innere Durchmesser der ringförmigen Sitzfläche (27) im wesentlichen gleich dem kleinsten Durchmesser des Sprühmaterialkanals (28) ist.

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