Spritzpistole

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Spritzpistole mit Luftzer­stäubung, wobei die Flüssigkeit durch einen einstell­baren Ausflußquerschnitt zwischen einer Düse (2) und einer Nadel (1) aus der Spritzpistole austritt. Die Nadel hat ei­nen Schließkegel (40), der mit einer kegelförmigen Stirn­fläche am äußeren freien Ende der Düse zusammenwirkt un­ter Bildung eines ringkegelförmigen Ausflußquerschnittes. Der Schließkegel ist außerhalb des äußeren freien Endes der Düse angeordnet, um eine Eintrocknung der Flüssig­keit, z.B. einer Farbe, bei geschlossener Düse zu ver­hindern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spritzpistole mit Luft­zerstäubung, mit einem Gehäuse mit einer Düse und einer axial verschiebbaren Nadel, die einen mit der Düse zusammenwirkenden Schließkegel aufweist mit einstellbaren Ausflußquerschnitt zwischen Düse und Schließkegel.

[0002] Die herkömmlichen luftzerstäubenden Spritzpistolen, die mit einer Düse und einer Nadel ausgerüstet sind, zerstäuben die zu verarbeitende Flüssigkeit mittels Druckluft. Spritzpistolen dieser Art werden überwie­gend in der Farbspritztechnik eingesetzt. Wegen der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaf­ten der Flüssigkeiten müssen viele Arten von Düsen- und Nadelkombinationen mit unterschiedlichen Bohrungsdurch­messern der Düsen eingesetzt werden, um die Vielzahl von Flüssigkeiten optimal zerstäuben zu können. Es gibt nun bereits Spritzpistolen, bei denen der Aus­flußquerschnitt zwischen Düse und Nadel an die jeweilige Flüssigkeit angepaßt werden kann. Die Nadel hat zu diesem Zweck einen einstellbaren Hub, womit der Ausflußquerschnitt zwischen Düse und Nadel auf eine gewünschte Größe einge­stellt werden kann.

[0003] Die herkömmlichen Spritzpistolen haben jedoch den Nachteil, daß die Nadel innerhalb der Düse ihren Schließkegel hat und beim Schließen der Spritzpistole noch Flüssigkeits­reste in der Düse außerhalb des Schließkegels verbleiben und auch eintrocknen können. Dies kann zu einer Verstopfung der Düse führen, weshalb diese vor erneuter Inbetriebnahme gereinigt werden muß. (US-PS 3746 253)

[0004] Ein weiterer Nachteil bekannter Spritzpistolen liegt darin, daß die Nadel häufig nicht in der Mitte der Düse sitzt, weshalb die Flüssigkeit nicht gleichmäßig zentrisch aus der Düse ausströmt, sondern in eine nicht gewünschte seitliche Richtung.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritz­pistole der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß insbesondere Verstopfungen innerhalb der Düse durch ein­trocknende Flüssigkeitsreste vermieden werden.

[0006] Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Schließkegel der Nadel gegenüber dem äußeren freien Ende der Düse angeordnet ist, die an diesem äußeren freien Ende durch den Schließkegel der Nadel geöffnet und geschlos­sen wird.

[0007] Zweckmäßigerweise liegt die Öffnungsrichtung der Nadel in der Ausflußrichtung des Flüssigkeitsstromes. Hierdurch wird das Ausströmen der Flüssigkeit aus der Spritz­pistole begünstigt.
Vorteilhafterweise ist die Nadel in der Düse insbesondere nahe dem Ausflußquerschnitt zentrisch gelagert, wodurch ein gleichmäßiger zentrischer und ringförmiger Ausflußquerschnitt für die Flüssigkeit erreicht wird.
In dem Lager für die Nadel ist wenigstens ein axialer Kanal für den Durchfluß der Flüssigkeit ausgebildet.
Vorzugsweise ist der Ausflußquerschnitt, der insbesondere eine sich in Ausflußrichtung erweiternde Ringkegelform hat, nach außen in Richtung des Flüssigkeitsstromes stufenlos verstellbar.
Hierdurch kann eine feinfühlige Anpassung an unterschiedliche zu verarbeitende Flüssigkeiten erreicht werden. Zweckmäßigerweise wird die Nadel mittels eines durch Druck­luft beaufschlagbaren Kolbens axial verschoben, wobei vor­teilhafterweise der Hub des Kolbens und damit die Einstel­lung des Ausflußquerschnittes zwischen Düse und Schließ­kegel mittels eines axial verstellbaren Anschlagringes, durch den der Kolbenweg begrenzt wird, einstellbar ist.

[0008] Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nach­folgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die schematisch im Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform ei­ner Spritzpistole nach der Erfindung zeigt.

[0009] Die Spritzpistole 12 nach der Zeichnung besteht aus einem Pistolenkörper 4, auf den ein Zylinder 3 aufgeschraubt ist, der einen Anschluß 14 für die Zufuhr von Druckluft aufweist. In den Pistolenkörper 4 ist eine Düse 2 fest eingebaut. Die Düse 2 und der Pistolenkörper 4 haben eine zentrale Bohrung, in der eine mit der Düse 2 zusammenwirkende Nadel 1 axial ver­schiebbar angeordnet ist.
Im Zylinder 3 ist ein Kolben 6 axial verschiebbar eingebaut, der durch Druckluft von Anschluß 14 her beaufschlagbar ist. Zwischen dem Kolben 6 und dem Zylinder 3 ist ein Dichtungs­ring 16 eingebaut.
Der Kolben 6 hat einen radialen Bund, der an einem Anschlag­ring 5 anschlagen kann, wodurch der axiale Weg des Kolben 6 in Richtung zur Ausflußöffnung der Spritzpistole hin begrenzt wird. Der Anschlagring 5 sitzt in einer Ringnut des Zylinders 3. Die innere Stirnfläche des Kolbens 6 liegt, wie dargestellt, an einem Flansch 18 an und zwischen dem Flansch 18 und einer Scheibe 32, die an den Pistolenkörper 4 angeschraubt ist, sind Tellerfedern 10 eingebaut.
Der Flansch 18 hat einen zentralen Gewindestutzen, auf den eine Büchse 20 aufgeschraubt ist, die ihrerseits einen Hals oder Bund 22 hat, der auf der Nadel 1 sitzt bzw. durch den sich die Nadel 1 hindurch erstreckt. Die Stirnfläche des Bundes 22 liegt an einer Schulter 24 der Nadel 1 an. Der Flansch 18 hat eine zentrale axiale Bohrung, durch die hindurch sich die Nadel 1 erstreckt, auf deren linken, mit Gewinde versehenen Ende 28 eine Mutter 30 aufgeschraubt ist. Der Flansch 18 und die Büchse 20 sind somit zwischen der Schulter 24 der Nadel 1 und der Mutter 30 in Axialrichtung eingespannt.
Zwischen der Scheibe 32 und dem Pistolenkörper 4 ist ein Dichtungsring 34 und eine Dichtungsmembran 36 eingebaut. Die Nadel 1 ist in der Düse 2 zentrisch gelagert, die zu diesem Zweck einen Lagerabschnitt 26 aufweist, der ein Gleit­lager für die Nadel 1 bildet. Der Lagerabschnitt 26 schließt sich unmittelbar an das äußere freie Ende 38 der Düse 2 an, so daß die Nadel 1 nahe der Ausflußöffnung der Flüssigkeit aus der Spritzpistole gelagert ist, wodurch man eine relativ genaue zentrische Lagerung der Nadel 1 in der Düse 2 erreicht. Im Lagerabschnitt 26 ist wenigstens ein axialer Kanal 8 aus­gebildet für den Durchfluß der Flüssigkeit zur Austrittsöff­nung.
Die Nadel 1 ist an ihrem in der Zeichnung rechten Ende mit einem Schließkegel 40 ausgerüstet, der mit dem Ende 38 der Düse 2 zusammenwirkt.
Erfindungsgemäß ist nun der Schließkegel 40 der Nadel 1 außer­halb des äußeren Endes 38 der Düse 2 angeordnet, und er bildet zusammen mit dem Ende 38 der Düse 2 einen ringkegelförmigen Ausflußquerschnitt 7.
Das Ende 38 der Düse 2 hat zu diesem Zweck eine sich kegel­förmig in Ausflußrichtung erweiternde Endfläche, der die Ke­gelfläche des Schließkegels 40 gegenüberliegt, so daß zwi­schen diesen beiden kegelförmigen Flächen bei geöffneter Spritzpistole der ringkegelförmige Ausflußspalt 7 gebildet wird.
Radial außerhalb des Ausflußspaltes 7 münden Austrittsöff­nungen 42 für die Zerstäuberluft, durch welche die aus dem Ausflußquerschnitt oder Ausflußspalt 7 austretende Flüssig­keit zerstäubt wird.
Mittels einer Überwurfmutter 48 ist auf dem Pistolenkörper 4 ein Kopfstück 46 aufgeschraubt und in diesem Kopfstück 46 sind geeignete Kanäle und Austrittsöffnungen 44 für sogenann­te Hornluft ausgebildet, durch welche der zerstäubte Flüssig­keitsstrom in eine gewünschte Form gebracht werden kann, bei­spielsweise kann er durch die aus den Düsen 44 austretende Luft in eine elliptische Form gebracht werden.
Im Pistolenkörper 4 und im Kopfstück 46 sind geeignete Kanäle für die Zufuhr und Durchleitung der Zerstäuberluft und der Hornluft ausgebildet.
Zwischen dem Pistolenkörper 4 und der Düse 2 einerseits so­wie der Nadel 1 andererseits ist ein Ringkanal 52 ausgebildet, in den über einen Zulaufanschluß 50 die zu zerstäubende Flüs­sigkeit eingeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Spritzpistole arbeitet folgendermaßen. Der Zylinder 3 kann mehr oder weniger weit auf den Pistolen­körper 4 aufgeschraubt werden, wodurch über den Anschlagring 5 der Hub des Kolbens 6 eingestellt werden kann. Der Letztere wird mit Druckluft über den Anschluß 14 beaufschlagt, wodurch er sich axial nach rechts in der Figur bewegt, bis er an dem Anschlagring 5 anschlägt. Über den Flansch 18, die Büchse 20 und die Schulter 24 wird die Nadel 1 bei dieser Bewegung mit­genommen und axial nach rechts in der Figur verschoben, wo­durch die Spritzpistole geöffnet wird, d.h., der Schließkegel 40, der bei geschlossener Spritzpistole auf der kegelförmigen Austrittsfläche des Endes 38 der Düse 2 aufsitzt, löst sich von dieser Fläche und gibt dadurch den ringkegelförmigen Ausflußquerschnitt 7 frei. Je nach Einstellung des Anschlag­ringes 5 kann nun der Hub des Kolbens 6 und damit der Hub der Nadel 1 relativ zur Düse 2 und damit die Größe des Aus­flußquerschnittes 7 eingestellt werden.
Bei dieser Hubbewegung werden die Tellerfedern 10 entsprechend zusammengedrückt.
Die Flüssigkeit strömt vom Zulaufanschluß 50 durch den Ring­raum 52 zwischen Nadel 1 und Pistolenkörper 4 bzw. Düse 2 dann durch den axialen Kanal 8 im Lagerabschnitt 26 und danach durch einen Ringkanal 9 zwischen der Düse 2 und dem Endstück der Nadel 1. Dieses Endstück der Nadel 1 hat einen etwas kleineren Durchmesser als der Mittelabschnitt, der im Lager­abschnitt 26 zentrisch geführt ist.
Wird die Druckluft abgeschaltet und damit der Kolben 6 ent­lastet, so wird durch die Tellerfedern 10 der Flansch 18 und mit ihm der Kolben 6 nach links in der Figur verschoben, wo­bei der Flansch 18 die Mutter 30 und damit die Nadel 1 bei dieser Bewegung nach links mitnimmt, wodurch der Ausflußspalt 7 geschlossen wird, sobald der Schließkegel 40 an der kegel­förmigen äußeren Fläche des Endes 38 der Düse 2 zur Anlage gelangt.
Ein Anschlagring 54, der in einer Nut des Bundes 22 sitzt, und der an der Scheibe 32 anschlagen kann, legt die Endpo­sition der Buchse 20 und der Dichtungsmembran 36 nach links in der Zeichnung, d.h. in Schließrichtung fest, wenn die Nadel 1 ausgebaut ist.
Es wurde bereits ausgeführt, daß der Schließkegel 40 außer­halb des äußeren freien Endes 38 der Düse 2, d.h. diesem Ende gegenüberliegend und mit diesem zusammenwirkend ange­ordnet ist. Er öffnet und schließt dort die Düse 2. Bei geschlossenem Ausflußspalt 7 kann somit außerhalb der Düse keine Flüssigkeit, z.B. eine Farbe, eintrocknen, wie dies bei den herkömmlichen Spritzpistolen der Fall ist. Inner­halb des Austrittsspaltes 7 bleibt hingegen die zu verar­beitende Farbe ohnehin flüssig.
Wie erläutert wird die Spritzpistole nicht in Einwärtsrich­tung wie bisher, sondern in Auswärtsrichtung geöffnet, wo­mit der eingestellte Ausflußquerschnitt 7 für die Flüssig­keit zwangsläufig freigegeben wird.Die Bewegungsrichtung der Nadel 1 ist beim Öffnen der Spritzpistole identisch mit der Richtung des Flüssigkeitsstromes, wodurch das Ausströmen der Flüssigkeit beim Öffnen der Pistole positiv beeinflußt wird.
Durch die zentrische Führung der Nadel 1 in der Düse 2 mit Hilfe des Lagerabschnittes 26 wird ein gleichmäßiger zentri­scher Austritt der Flüssigkeit aus der Düse erreicht, was sich beim Zerstäuben vorteilhaft auswirkt.
Die Verstellung bzw. die Einstellung des Ausflußquerschnit­tes 7 zwischen der Düse 2 und der Nase 1 erfolgt, wie oben ausgeführt, durch entsprechendes Drehen des Zylinders 3 relativ zum Pistolenkörper 4, wodurch der Erstere mehr oder weniger weit auf den Letzteren aufgeschraubt und damit der Hub des Kolbens 6 eingestellt wird.
Die einstellbare Ringkegelform des Flüssigkeitsstromes zwischen der Düse 2 und der Nadel 1 ermöglicht eine sehr gu­te Anpassung des Flüssigkeitsstromes an die Zerstäuberluft, was den Vorteil bietet, daß mit relativ geringem Luftdruck und relativ geringem Luftvolumen eine optimale Zerstäubung mit nur minimalem Spritznebel ermöglicht wird.
Die Erfindung erlaubt eine wirtschaftlichere Luftzerstäubung für viele Arten von Flüssigkeiten mit hohen Oberflächenspan­nungen, wie z.B. insbesondere Wasserlacken.

Ansprüche

1. Spritzpistole mit Luftzerstäubung, mit einem Gehäu­se mit einer Düse und einer axial verschiebbaren Nadel, die einen mit der Düse zusammenwirkenden Schließkegel aufweist mit einstellbarem Ausfluß­querschnitt zwischen Düse und Schließkegel, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkegel (40) der Na­del (1) gegenüber dem äußeren freien Ende (38) der Düse (2) angeordnet ist, die an diesem äußeren freien Ende (38) durch den Schließkegel (40) der Nadel (1) geöffnet und geschlossen wird.

2. Spritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Öffnungsrichtung der Nadel (1) in der Ausflußrichtung des Flüssigkeitsstromes liegt.

3. Spritzpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Nadel (1) in der Düse (2) zentrisch gelagert ist.

4. Spritzpistole nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß die Düse (2) mit einem Lagerabschnitt (26) für die Nadel (1) versehen ist, in welchem wenigstens ein axialer Kanal (8) für den Durchfluß der Flüssig­keit ausgebildet ist.

5. Spritzpistole nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausflußquerschnitt (7) zwischen dem Ende (38) der Düse (2) und dem Schließ­kegel (40) stufenlos nach außen in Richtung des Flüssigkeitsstromes verstellbar ist.

6. Spritzpistole nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeich­net, daß der Ausflußquerschnitt (7) eine sich in Ausflußrichtung erweiternde Ringkegelform hat.

7. Spritzpistole nach einem der vorhergehenden Ansprü­che, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (1) mit­tels eines durch Druckluft beaufschlagbaren Kolbens (6) axial verschiebbar und einstellbar ist.

8. Spritzpistole nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, daß der Hub des Kolbens (6) und damit die Ein­stellung des Ausflußquerschnittes (7) zwischen Dü­se und Schließkegel mittels eines axial verstell­baren Anschlagringes (5) einstellbar ist.

Zeichnung