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Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
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mit Airless-und Druckluftzerstäubung Die Erfindung betrifft eine
2-Komponenten-Sprühpistole mit zwei Sprühköpfen, bei welcher die Stammkomponente
des Verarbeitungsmateriales im Airless-Sprühverfahren und die Härterkomponente im
Druckluft-Sprühverfahren zerstäubt und der Einzelsprühstrahl der Komponenten vor
der Sprühpistole zusammengeführt werden und die Komponenten sich im Sprühstrahl
vermischen.
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Bei Zwei-Komponenten-Sprühpistolen mit Außenmischung werden die Einzelkomponenten
an den einzelnen Sprühköpfen getrennt zerstäubt.
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Wird ein Zwei-Komponenten-Verarbeitungsmaterial mit sehr unterschiedlichen
Mengenverhältnis, z.B. 100 Teile Stammkomponente und 2 Teile Härterkomponente, verarbeitet
und ist die Stammkomponente sehr hochviskos, werden bei Sprühpistolen mit Außenmischung
und gleichem Sprühverfahren (Airless-Sprühverfahren oder Druckluft-Sprühverfahren)
schlechte Spritzergebnisse erzielt. Eine Kombination der Airless-Zerstäubung für
die Stammkomponente und die Druckluftzerstäubung für die Härterkomponente ermöglicht
es, die so unterschiedlichen Einzelkomponenten und die unterschiedlichen Mengenverhältnisse
ausreichend und umweltfreundlich in einer feinen, gleichmäßigen Tröpfchenbildung
zu verteilen und die Einzelkomponenten vor der Sprühpistole im Sprühstrahl zu vermischen.
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Sind Zwei-Komponenten-Materialien in Anlagen und Sprühpistolen zu
verarbeiten, so ist dem Vorgang des genauen Dosierens, des Vermischens und der nachfolgenden
Reinigung aller Teile der Anlage und der Spritzpistole, welche mit gemischtem Material
benetzt werden, besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Je nach Verarbeitungsprodukt
besteht zwischen dem Zeitpunkt des Vermischens, zwischen der flüssigen Phase der
Einzelkomponenten
und der nachfolgenden Reaktion zur Gelier- und
Trockenphase oft nur wenige Minuten oder Sekunden zur Verfügung.
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Mit Zwei-Komponenten-Sprühpistolen, welche je einen Sprühkopf für
jede Einzelkomponente besitzen und welche vor der Pistole durch Zusammenführen des
Sprühstrahls der Einzelkomponenten vermischen, werden bereits in der Praxis eingesetzt.
Diese Sprühpistolen verdüsen die Einzelkomponenten in einem Sprühverfahren, welches
für beide Sprühköpfe das gleiche ist. Wegen der Schwierigkeit der genauen Dosierung
werden diese Sprühpistolen auch vorzugsweise für Materialien verwendet, dessen Dosierverhältnis
Stammkomponente 100 Teile, Härterkomponente 100 Teile ist. Mangelhafte Beschichtungsergebnisse
werden jedoch mit diesen Sprühpistolen nur erzielt, wenn unterschiedliche Dosierverhältnisse,z.B.
100 Teile Stammkomponente, 2-10 Teile Härterkomponente vom Verarbeitungsmaterial
erforderlich sind. Bei den bekannten Anlagen erfolgt die Dosierung der Einzelkomponenten
meist in Dosierpumpen-Systemen auf dem Prinzip der doppelwirkenden Kolbenpumpen,
Zahnradpumpen mit Getriebeeinrichtungen oder Membranpumpen, auch Meßzelleneinrichtungen
sind bekannt. Um ein genaues Dosierverhältnis der Einzelkomponenten zu erreichen,
sind diese Dosierpumpen miteinander gekoppelt. Die Stamm- und Härterkomponenten
werden zwischen den Dosierpumpen und der Sprühpistole in Schläuchen geführt. Das
Volumen der Schlauchverbindung ist für das exakte Dosierverhältnis technisch nicht
realisierbar. Wird die Sprühpsitole geöffnet, so zerstäubt an der Düse des Sprühkopfes
der Stammkomponente, die im wesentlich höherem Volumenanteil anstehende Stammkomponente,
ohne daß die Härterkomponente an ihrem Sprühkopf bereits verteilt wird. Erst nach
Befüllen des Volumens der Härterkomponente zwischen Dosierpumpe und Sprühpistole
entsteht ebenfalls ein Sprühstrahl,so daß erst ab diesem Zeitpunkt die beiden Einzelkomponenten
im Sprühstrahl vor der Pistole vermischt werden können.
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Werden nicht gekoppelte Dosierpumpen, sondern Einzelpumpen für die
Förderung der Stammkomponente und Härterkomponente verwendet, so kann die Dosierung
nur durch die Düse im Airless-Sprühverfahren oder
im Druckluft-Sprühverfahren
mit einem zusätzlich vorgeschaltetem Fein-Drosselventil eingeregelt werden. Das
Feindrosselventil ist im Airless-Sprühverfahren nicht zu verwenden, da er Airless-Strahl
an der Airless-Spritzdüse durch die Wandlung des hydraulischen Druckes in Geschwindigkeit
des Einzelpigmentes entstehen. Die Menge des Sprühstrahles wird durch die Düsenöffnung
in Abhängigkeit des Sprühdruckes, sowie der Fließeigenschaft des Materiales und
dessen Viskosität wesentlich beeinflußt. Die zulässigen Toleranzen der Verarbeitungsprodukte
können bei extremen Dosierverhältnissen, z.B.
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Stammkomponente 100 Teile, Härterkomponente 5 Teile, nicht eingehalten
werden. Im Druckluft-Sprühverfahren kann durch die vorgeschaltete Feindrossel im
Materialstrom der Einzelkomponente ein wesentlich besseres Dosierverhältnis eingeregelt
werden. Sind die Einzelkomponenten jedoch mit hoher Viskosität zu verarbeiten, so
ist im Druckluftsprühverfahren nur eine ungenügende Zerstäubung mit unterschiedlicher
Tröpfchenbildung von der Einzelkomponente zur erreichen. Durch die grobe Tröpfchenbildung
kann die erforderliche Vernetzung mit der Härterkomponente vor der Pistole im Sprühstrahl
nicht erfolgen. Eine mangelhafte Beschichtungsqualität der gespritzten Fläche ist
die Folge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
Materialien auf 2-Komponenten-Basis im Sprühstrahl vor der Pistole zu verdüsen,
welche auch hohe Viskositäten, extreme Dosierverhältnisse wie 100:2 und Reaktionszeiten
von wenigen Minuten oder Sekunden haben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die Zwei-Komponenten-Sprühpistole mit Außenmischsystem die Stammkomponente
im Airless-Sprühverfahren und die Härter-Komponente im Druckluft-Sprühverfahren
verdüsen.
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Um mit einer Zwei-Komponenten-Außenmischpistole Einzelkomponenten
mit hoher Viskosität und extremen Dosierverhältnissen zueinander verarbeiten
zu
können, ist der Sprühkopf für die Stammkomponente im Airless-Sprühverfahren ausgebildet.
An der am Sprühkopf angeschraubten Airless-Hartmetalldüse wird der Sprühstrahl in
seiner Sprühbreite und in seiner Naßfilmmenge pro Zeiteinheit geformt. Um ein gleichmäßiges
Sprühbild zu erreichen, wird die Stammkomponente im Höchstdruckbereich von einer
separaten Dosierpumpe der Airless-Hartmetalldüse zugeführt. Die Gleichmäßigkeit
des Sprühstrahles wird durch den Förderdruck der Stammkomponente, welcher von der
Dosierpumpe der Stammkomponente erzeugt wird und welcher für die Gleichmäßigkeit
der Tröpfchenbildung verantwortlich, erzeugt. Die Anordnung des Sprühkopfes für
die Stammkomponente an der Zwei-Komponenten-Außenmischpistole ist geradlinig. Die
Härterkomponente wird am zweiten Sprühkopf, welcher abgewinkelt in Richtung der
Stammkomponente ist, verdüst. Die Verdüsung erfolgt im Druckluftspritzverfahren
und der Sprühstrahl trifft in ca.
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100 mm Entfernung vor der Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
in den Sprühstrahl der Stammkomponente. Die Menge der Härterkomponente im vorgegebenen
Dosierverhältnis wird über den Druck der Dosierpumpeder Härterkomponente,der von
einem Überström-Ventil eingestellt werden kann im Verhältnis zur Düsenöffnung der
Sprühdüse der Härterkomponente, sowie deren Druck eingestellt. Bei geschlossener
2-Komponenten-Außensprühpistole wird durch Aufbau des Staudruckes der Förderstrom
der Stammkomponente gestoppt. Die Härterkomponente wird von der separaten Dosierpumpe
bis zu einem vorgegebenen Betriebsdruck am Überströmventil gefördert und der Überdruck
der Härterkomponente wird vom Überstromventil angeführt und die überströmende Härterkomponente
der Materialbevorratung wieder zugeführt. Wird die Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
für den Spritzvorgang geöffnet, so verdüsen im Augenblick des Öffnungsvorganges
die Stammkomponente im Airless-Sprühverfahren in einem geradlinigen Sprühstrahl
vor der Pistole und die Härterkomponente im Druckluft-Sprühverfahren mit einem vorgegebenen
Betriebsdruck vom Überstromventil und in der Menge gedrosseltan der Materialdüse
der Härterkomponente im Druckluft-Sprühverfahren.Durch den abgewinkelten Sprühkopf
werden vor der Zwei-Komponenten-Außenmischpistole in ca. 100 mm Entfernung die beiden
gleichmäßig versprühten
Komponenten zusammengeführt und vermischt.
Durch die Verwendung des Airless-Sprühverfahrens bei der Stammkomponente und der
Verdüsung der Härterkomponente im Niederdruck-Drucklllf-Sprühverfahren entsteht
ein nebelarmer, umweltfreundlicher Sprühstrahl. Stammkomponente und Förderkomponente
berühren sich in ca. 100 mm im Sprühstrahl, wo sie vernetzen. Die materialführenden
Teile in der Pistole für die Stammkomponente und Härterkomponente, sowie in den
vorgeschalteten Dosierpumpen berühren sich in keiner Phase des Arbeitsablaufes,
so daß die gesamte Anlage nach Beendigung des Sprühvorganges nicht gereinigt werden
muß.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird in folgendem näher beschrieben: Figur 1 Eine Seitenansicht der 2-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
mit dem Sprühkopf der Stammkomponente (1) im Airless-Sprühverfahren und dem Sprühkopf
der Härterkomponente (2) im Druckluft-Sprühverfahren. Der Sprühkopf der Härterkomponente
(2) ist am Hochdruckkopf (3) abgewinkelt in Richtung des Sprühkopfes der Stammkomponente
(1) angeordnet.
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Der Sprühstrahl der Stammkomponente (4) ist geradlinig aus der Pistole
geführt. Der Sprühstrahl der Härterkomponente (5) trifft in ca.
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100 mm Entfernung in den Sprühstrahl der Härterkomponente (4). Stammkomponente
und Härterkomponente werden dadurch im Sprühstrahl miteinander vermischt und gleichzeitig
aufgesprüht. Die Stammkomponente wird am Anschluß Stammkomponente (6) an der 2-Komponenten-Außenmischpistole
über den Materialdruckschlauch Stammkomponente (7) und dem Kanal der Stammkomponente
(8) zu einem Ventil der Stammkomponente (9) im Hochdruckkopf (3),besteht im Wesentlichen
aus einer Ventilnadel Stammkomponente (10) und einem Ventilsitz Stammkomponente
(11). Durch das Ventil (9) wird die Stammkomponente in den nachfolgenden Kanal der
Stammkomponente (12) zur Airless-Hartmetalldüse der Stammkomponente (13) geführt.
An der Airless-Hartmetalldüse der Stammkomponente (13) zerstäubt die Stammkomponente
im Airless-Sprühverfahren ohne Zuhilfenahme von Druckluft. Härterkomponente und
Stammkomponente werden gleichzeitig am Abzugsbügel (28) betätigt. Durch das Anziehen
des Abzubügels (28) werden die Ventilnadeln der Stammkomponente (10) und die Ventilnadeln
der Härterkomponente (18) abgezogen, so daß Stammkomponente und Härter gleichzeitig
zum Sprühkopf der Stammkomponente
(1) und Sprühkopf der Härterkomponente
(2) strömen können. Während der Betätigung des Abzugbügels wird zusätzlich das Druckluftventil
(29) betätigt, welches die für die Zerstäubung der Härterkomponente erforderlichen
Druckluft über den Druckluftkanal (30) den Sprühkopf der Härterkomponente (2) zuströmen
läßt.
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Figur 2 Eine Seitenansicht der 2-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
mit dem Sprühkopf der Stammkomponente (1) im Airless-Sprühverfahren und dem Sprühkopf
der Härterkomponente (2) im Druckluft-Sprühverfahren. Der Sprühkopf der Härterkomponente
(2) ist am Hochdruckkopf (3) abgewinkelt in Richtung des Sprühkopfes der Stammkomponente
(1) angeordnet.
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Die Härterkomponente wird über einen Anschluß Härterkomponente (14)
am Hochdruckkopf (3) vom Materialdruckschlauch der Härterkomponente (15) in den
Kanal der Härterkomponente (16) geführt. Die Härterkomponente wird durch das Ventil
Härterkomponente (17) in den Kanal Härterkomponente (20) geführt und über den Kanal
Härterkomponente (20) in die Materialdüse Härterkomponente (19). Die Materialdüse
der Härterkomponente (19) besitzt eine vorgegebene Bohrung (22) an der im Verhältnis
zu Druck und Viskosität die zudosierte Härtermenge festgelegt werden kann. Die für
die Zerstäubung erforderliche Druckluft der Härterkomponente wird im Druckluftkanal
Härterkomponente (23) dem Ringkanal der Härterkomponente (24) zugeführt. Über Bohrungen
(25) an der Düse der Härterkomponente (19) gelangt die Druckluft in die Mischkammer
der Härterkomponente (26). Härter und Druckluft vermischen sich in der Mischkammer
Härterkomponente (26) und werden durch die Bohrung des Sprühkopfes Härterkomponente
(27) als feinverteilter Sprühstrahl der Stammkomponente zugeblasen.
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Figur 3 Zeigt eine schematische Anordnung der Materialversorgung über
Dosierpumpen der Einzelkomponenten zu der Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole.
Die Stammkomponente wird aus dem Vorratsgebinde der Stammkomponente (31) über das
Ansaugsystem der Stammkomponente (32) von der
Dosierpumpe der Stammkomponente
(33) angesaugt. Die Dosierpumpe der Stammkomponente ist eine druckluftbetriebene
Airless-Hochdruckpumpe.
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Bei Verwendung von druckluftbetrzebenen Kolben-Dosierpumpen besteht
die Dosierpumpe für die Stammkomponente (33) aus dem Druckluftmotor (34), der die
Dosier-Doppelkolbenpumpe (35) betätigt und in einem festen Druckübersetzungsverhältnis
(z.B. 25:1) steht. Bei einem Lufteingangs-Überdruck von 5 bar erzeugt der Druckluftmotor
(34) mit der Doppelkolben-Dosierpumpe (35) einen Betriebsdruck von 125 bar auf die
Stammkomponente. Mit diesem Druck wird die Stammkomponente über den Materialfilter
(36) in den Materialschlauch Stammkomponente (7) gefördert, welcher am Anschluß
der Stammkomponente (6) am Hochdruckkopf (3) der Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
angeschlossen ist. Die Härterkomponente wird aus dem Vorratsgebinde der Härterkomponente
(37) über das Ansaugsystem der Härterkomponente (38) von der Dosierpumpe der Härterkomponente
(39) angesaugt. Die Härter-Dosierpumpe (39) ist eine Niederdruckpumpe und kann auf
dem Prinzip der Schlauch-, Zahnrad- oder Kolbenpumpe ausgebildet sein. Die Dosierpumpe
der Stammkomponente (33) steht mit der Dosierpumpe der Härterkomponente (39) über
ihren Antrieb nicht direkt in Verbindung und die Dosierverhältnisse sind nicht gekoppelt.
Die Härterdosierpumpe (39) führt die Härterkomponente über ein Härter-Druckregelventil
(40) in den Materialschlauch der Härterkomponente (15), welcher angeschlossen ist
am Anschluß Härterkomponente (14), der am Hochdruckkopf (3) der Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole
angeschlossen ist. Bei geschlossener Zwei-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole wird
von der Dosierpumpe Stammkomponente (33) ein im Verhältnis der Druckübersetzung
entstehender Überdruck mit der Stammkomponente aufgebaut.
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Danach bleibt die Pumpe stehen und hält den entstandenen Überdruck.
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Die Dosierpumpe der Härterkomponente (39) baut ebenfalls mit der Härterkomponente
im Drucksystem der Härterkomponente auf. Über das Härter-Druckregelventil (40) der
Härterkomponente ist dieser Betriebsüberdruck im Niederdruckbereich 0,2-l,Obar einstellbar.
Der Betriebsüberdruck ist so niedrig, daß selbst bei dünnflüssigen Härterkomponenten
am Sprühkopf der Härterkomponente (2), ohne Zuhilfenahmc von
Druckluft
kein Sprühstrahl der Härterkomponente (5) entstehen könnte.
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Das vom Härter-Druckregelventil (40) der Härterkomponente überströmende
Material wird in einem Bypass der Härterkomponente (41) der Bevorratung der Härterkomponente
(37) zurückgeführt. Wird die 2-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole am Abzugsbügel
(28) betätigt, so bildet sich im Airless-Höchstdruck am Sprühkopf der Stammkomponente
(1) der nebelarme Sprühstrahl der Stammkomponente (4). Der Sprühstrahl der Härterkomponente
(5) entsteht gleichzeitig, da die Härterkomponete mit Druckluft verdüst wird. Der
entstehende Sprühstrahl der Härderkomponente (5) bläst in ca. 100 mm Entfernung
vor der 2-Komponenten-Außenmisch-Sprühpistole in den Sprühstrahl der Stammkomponente
(4). Die Druckluftmenge und der Betriebsdruck der Zerstäuberluft für den Sprühstrahl
der Härterkomponente (5) wird an der Druckluftregeleinheit (42) für die Härterkomponente
eingestellt. Die für die Zerstäubung erforderliche Druckluft der Härterkomponente
wird dem Sprühkopf der Härterkomponente (2) mit nur niedrigem Druck zwischen 0,2-2,5
bar zugeführt, daß ein gleichmäßiger, nebelarmer Sprühstrahl der Härterkomponente
(5) entsteht.