DE10142228A1

DE10142228A1 - Fluidspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE10142228A1
Application number: DE10142228A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dankert
Original assignee: ITW Oberflaechentechnik GmbH
Current assignee: Carlisle Fluid Technologies Germany GmbH
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-04-30
Also published as: US20030042338A1; EP1287897A2; EP1287897A3; JP2003071326A

Abstract

Fluidspritzvorrichtung, insbesondere für Sprühbeschichtungsmaterial, enthaltend eine Spritzdüse (2), die an einem Hauptkörper (4) durch einen Steck-Dreh-Schnellverschluß (22, 24, 26, 28, 30) lösbar befestigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidspritzvorrichtung, insbesondere flüssiges Beschichtungsmaterial, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Demgemäß betrifft die Erfindung eine Fluidspritzvorrichtung, enthaltend eine Spritzdüse, die an einem Hauptkörper lösbar befestigt ist, durch welchen sich mindestens ein Fluidkanal zur Zufuhr von Fluid zur Spritzdüse erstreckt.

Der hier verwendete Begriff "Fluid" ist als Grundbegriff zu verstehen, der alle strömungsfähigen Medien umfaßt, insbesondere Flüssigkeiten, z. B. flüssiges Beschichtungsmaterial, Reinigungsflüssigkeiten, Wasser, Kleber, Trennmittel zwischen zu trennenden Objekten, Gleitmittel, Emulsionen, Säuren, Basen, Laugen, usw.; ferner Beschichtungspulver, weches in einem Druckgasstrom, z. B. Druckluftstrom, pneumatisch gefördert wird; weiterhin Druckgase, z. B. Druckluft oder Stickstoff, z. B. zum Abblasen (Reinigen) oder Kühlen von Objekten, z. B. Spritzvorrichtungen, oder bei Spritzvorrichtungen zum Zerstäuben und Formen des Sprühstrahles oder zum Reinigen von Beschichtungsmaterialkanälen oder von zu beschichtenden oder anderen Objekten. Das Fluid kann elektrisch leitend oder nichtleitend sein.

Die Fluidspritzvorrichtung kann ohne oder mit mindestens einer Hochspannungselektrode zur elektrostatischen Aufladung des Fluids versehen sein. Obwohl das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung flüssiges Beschichtungsmaterial ist, eignet sie sich auch für pulverförmiges Beschichtungsmaterial, welches pneumatisch in einem Druckgasstrom, insbesondere einem Druckluftstrom gefördert wird.

Bei einer Spritzvorrichtung für flüssiges Beschichtungsmaterial nach dem Stand der Technik ist die Spritzdüse an dem Hauptkörper durch ein zwischen ihnen gebildetes Gewinde lösbar befestigt und durch einen Schraubring gesichert. Dies erfordert zum Wechseln und/oder zum Entfernen zu Reinigungszwecken der Spritzdüse einen verhältnismäßig langen Zeitaufwand für das Abschrauben und das Anschrauben des Schraubringes und der Spritzdüse. Beim Anschrauben der Spritzdüse muß außerdem durch Hin- und Herdrehen der Spritzdüse die Drehstellung "erfühlt" werden, bei welcher der Gewindeanfang der Spritzdüse mit dem Gewindeanfang des Hauptkörpers fluchtet. Zum Befestigen und Lösen der Spritzdüse war wegen des hohen Drehmoments ein Werkzeug erforderlich.

Spritzvorrichtungen für Sprühbeschichtungsmaterial werden allgemein als "Spritzpistolen" bezeichnet, unabhängig davon, ob sie einen Griff zur manuellen Handhabung haben oder zur Befestigung an einer maschinellen Vorrichtung ausgebildet sind, beispielsweise an einem Hubständer oder an einem Roboterarm. Die Erfindung betrifft alle Anwendungsmöglichkeiten.

Eine vergleichbare Spritzvorrichtung ist aus der EP 0 846 498 A1 A2 bekannt. Eine elektrostatische Spritzvorrichtung mit einer Hochspannungselektrode ist aus der US 3 731 145 bekannt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Montage und Demontage der Spritzdüse zu erleichtern. Der Hauptkörper und die an ihm lösbar befestigbare Spritzdüse sollen konstruktiv einfach und betriebssicher ausgebildet sein. Leckströme zwischen dem Hauptkörper und der Spritzdüse sollen auch bei hohen Drücken des Fluides durch eine einfache, jedoch wirksame und dauerhafte Konstruktion vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Demgemäß wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß daß zwischen der Spritzdüse und dem Hauptkörper eine lösbare Steck-Dreh- Schnellverbindung gebildet ist, bei welcher der hintere Endabschnitt der Spritzdüse als Steckerteil und der Hauptkörper am vorderen Ende seines Fluidkanals als Steckfassung zur Aufnahme des in sie einsteckbaren Steckerteils ausgebildet ist, daß die Spritzdüse mindestens einen Verriegelungsvorsprung aufweist, welcher von dem Steckerteil quer wegragt, und daß in der Steckfassung mindestens eine nach hinten zeigende Verriegelungsfläche gebildet ist, hinter welche der mindestens eine Verriegelungsvorsprung durch Drehen der Spritzdüse in ihrer in die Steckfassung vollständig eingesteckten Axialposition drehbar ist, um die Spritzdüse in dieser Axialposition axial zu verriegeln.

Vorteile der Erfindung

Einfache und schnelle manuelle Montage und Demontage der Spritzdüse am Hauptkörper. Es ist kein Montagewerkzeug erforderlich Es genügt eine durch die Steckverbindung definierte Axialbewegung und eine kleine Drehung von weniger als 360°, wobei Ausführungen möglich sind, bei welchen nur einer Drehung von weniger als 10° erforderlich ist.

Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Spritzvorrichtung nach der Erfindung, insbesondere für Beschichtungsmaterial, in Explosionsdarstellung mit einer Spritzdüse axial vor einem Hauptkörper, wobei die obere Hälfte der Spritzdüse im Axialschnitt und ihre untere Hälfte in Seitenansicht gezeigt sind,
Fig. 2 die Spritzvorrichtung von Fig. 1 im Axialschnitt nach dem axialen Einsetzen der Spritzdüse in den Hauptkörper,
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Ebene III-III von Fig. 2, welche die Spritzdüse in vollständig eingesteckter Axialposition vor ihrer Drehverriegelung zeigt,
Fig. 4 den Querschnitt von Fig. 3, jedoch nach dem Drehen der Spritzdüse relativ zum Hauptkörper von der entriegelten in die verriegelte Drehposition,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Spritzvorrichtung nach der Erfindung in Explosionsdarstellung vor dem Einsetzen der Spritzdüse in den Hauptkörper.
Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Spritzvorrichtung nach der Erfindung enthält eine Spritzdüse 2, die am vorderen Ende eines Hauptkörpers 4 lösbar befestigbar ist. Mit der Spritzvorrichtung können alle Arten von Fluiden gespritzt werden. Als Beispiel wird Beschichtungsmaterial beschrieben. Dieses kann flüssig oder pneumatisch gefördertes Pulver sein. Durch den Hauptkörper 4 erstreckt sich eine Durchgangsbohrung 6, in welche eine Beschichtungsmaterial-Zufuhrbohrung 8 schräg mündet. Der Abschnitt 12 der Durchgangsbohrung 6, welcher sich von der Mündung 14 der Zufuhrbohrung 8 für derartiges Fluid bis zum stromabwärtigen Ende 16 der Durchgangsbohrung 6 erstreckt, wird im folgenden als Beschichtungsmaterialkanal 12 bezeichnet. Der vordere Endabschnitt 18 des Beschichtungsmaterialkanals 12 ist als Steckfassung 18 ausgebildet, in welche die Spritzdüse 2 mit ihrem als Steckerteil 19 ausgebildeten hinteren Bereich axial zur Mittelachse 20 des Beschichtungsmaterialkanals 12 einsteckbar ist. Die Spritzdüse 2 hat mindestens einen, vorzugsweise zwei radiale Verriegelungsvorsprünge 22 und 24, die durch eingesetzte Stifte oder vorzugsweise einstückig mit dem Material der Spritzdüse 2 gebildet sind und von diametral gegenüber liegenden Seiten des Steckerteils 19 radial wegragen. Durch den Hauptkörper 4 und die Spritzdüse 2 können sich weitere Kanäle für weitere Fluide erstrecken.
Der Hauptkörper 4 ist in der Wand der Steckfassung 18 mit zwei einander diametral gegenüber liegenden Längsschlitzen 26 bzw. 28 versehen, an welche sich eine Innenumfangsnut 30 quer anschließt. Die Längsschlitze 28 und die Innenumfangsnut 30 habe eine Breite, welche nur wenig größer ist als die Abmessungen der Verriegelungsvorsprünge 22 und 24, um diese aufzunehmen und zu führen, und mit diesen zusammen einen bajonettartigen Schnellverschluß zu bilden, durch welchen die Spritzdüse 2 durch eine Steck- und Drehbewegung am Hauptkörper 4 befestigbar bzw. von diesem lösbar ist. Bereits durch eine kleine Drehbewegung von beispielsweise 10° kann die Spritzdüse 2 in der Innenumfangsnut 30 des Hauptkörpers 4 verriegelt werden.
Jeder der beiden Längsschlitze 26 und 28 bildet zusammen mit dem an sie angrenzenden Abschnitt der Innenumfangsnut 30 oder einer inneren Teilumfangs- Nut 30 eine L-förmige Verriegelungsbahn zur Aufnahme und Verriegelung der Verriegelungsvorsprünge 22 bwz. 24. Anstelle von Nuten können Schlitze vorgesehen sein, und umgekehrt.
Anstelle einer sich über 360° erstreckenden Innenumfangsnut 30 können Nuten oder Schlitze vorgesehen sein, welche sich nur über einen Teilumfang der Wand der Steckfassung 18 erstrecken. Die Nut 30 oder Nuten oder Schlitze können Anschläge 54 und/oder keilförmige Klemmflächen 33 aufweisen, an welchen die Verriegelungsvorsprünge 22 und 24 anliegen oder auflaufen bei der Drehung der Spritzdüse 2 in der Steckfassung 18. Damit wird die Drehung der Spritzdüse 2begrenzt und ihre Drehverriegelungsposition definiert. Durch keilförmige Klemmflächen 33 wird eine Drehsicherung der Spritzdüse 2 erreicht.
Die Innenumfangsnut 30 (oder Schlitz oder eine andere sie ersetzende Umfangsausnehmung) weist eine nach hinten zeigende Verriegelungsfläche 32 auf, hinter welche die Verriegelungsvorsprünge 22 bzw. 24 greifen.
Eine gummielastisch komprimierbare Ringdichtung 34 (z. B. O-Ring) ist zwischen eine in der Wand der Steckfassung 18 gebildete, nach vorne zeigende Querfläche 36 und eine am Außenumfang der Spritzdüse 2 gebildete, nach hinten zeigende Querfläche 38 eingesetzt. Die Ringdichtung 34 befindet sich an einer zwischen den Verriegelungsvorsprüngen 22, 24 und dem hinteren Ende 40 der Spritzdüse 2 gelegenen Stelle. Die Ringdichtung 34 ist durch die axiale Abstützung der Verriegelungsvorsprünge 22, 24 der Spritzdüse 2 an der nach hinten zeigenden Verriegelungsfläche 32 des Hauptkörpers 4 in einem teilweise komprimierten Zustand. Dadurch ist eine sichere Abdichtung zwischen der Spritzdüse 2 und dem Hauptköper 4 gegeben und die Spritzdüse 2 wird von der Ringdichtung 34 im Hauptkörper 4 wackelfrei gehalten.
Die Spritzdüse 2 hat vorzugsweise einen axial über die Ringdichtung 34 nach hinten hinaus in den Beschichtungsmaterialkanal 12 hinein ragenden Steckerteil- Endabschnitt 42, welcher an der Innenumfangsfläche 44 des Beschichtungsmaterialkanals 12 spielfrei und dichtend anliegt. Diese Innenumfangsfläche 44 bildet somit einen Verlängerungs-Abschnitt der Steckfassung 18. Vorzugsweise liegt auch ein anderer Außenumfangsabschnitt 46 der Spritzdüse 2, welcher sich vor den Verriegelungsvorsprüngen 22, 24 befindet, wackelfrei an der Steckfassungs-Innenumfangsfläche 48 an, in welcher die Verriegelungsbahn 26, 28, 30 gebildet ist.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Spritzdüse 2 eine axiale Durchgangsbohrung 50 für das Beschichtungsmaterial, welche hinten als Ventilsitz 51 für einen Ventilkörper 52 ausgebildet ist, beispielsweise nach hinten kegelförmig erweitert ist. Der Ventilkörper 52 ist durch Doppelpunkte und Striche nur schematisch dargestellt. Er ist vorzugsweise eine Ventilnadel, wie sie aus dem Stand der Technik für Spritzvorrichtungen bekannt ist.
Der axiale Abstand von der Vorderkante der Verriegelungsvorsprünge 22, 24 bis zur Hinterkante der Ringdichtung 34, wenn diese im Hauptkörper 4 an dessen Querfläche 36 anliegt, ist im unkomprimierten Zustand der Ringdichtung 34 größer als in deren komprimiertem Zustand. Dadurch stößt die Spritzdüse 2 beim Einsetzen in die Durchgangsbohrung 6 an der Ringdichtung 34 an, bevor die Verriegelungsvorsprünge 22, 24 axial die Querebene erreichen, in welcher die Verriegelungsfläche 32 liegt. Um die Verriegelungsvorsprünge 22, 24 axial hinter die Verriegelungsfläche 32 drehen zu können, muß die Spritzdüse 2 manuell gegen die Ringdichtung 34 gedrückt und dabei diese federelastisch komprimiert werden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher gleiche oder ähnliche Teile der Fig. 1 bis 4 mit gleichen Bezugszahlen versehen sind.
Wie vorstehend in den Fig. 1 bis 4, ist auch in Fig. 5 der axiale Abstand x1 zwischen der Vorderkante der Verriegelungsvorsprünge 22, 24 und der Hinterkante der Ringdichtung 34, wenn die Ringdichtung sich im unkomprimierten Zustand befindet, größer als der axiale Abstand x2 zwischen der nach hinten zeigenden Verriegelungsfläche 32 des Hauptkörpers 4 und dessen nach vorne zeigenden Querfläche 36, an welcher die Ringdichtung 34 anliegt, wenn die Spritzdüse 2 montiert ist. Fig. 5 zeigt die Ringdichtung 34 einmal in ausgezogenen Linien auf der Spritzdüse 2 und einmal in gestrichelten Linien im Hauptkörper 4.
In Fig. 5 ist der vordere Endabschnitt 18 des Hauptkörpers 4, welcher die Steckfassung 18 bildet, mit zwei um 180° versetzt zueinander angeordneten, L- förmigen Ausschnitten oder Schlitzen versehen ist, welche in der vorderen Stirnseite offen sind. Diese Schlitze bestehen aus einem sich vom vorderen Ende 16 axial erstreckenden Längsschlitzteil 26-1 bzw. 28-1, einem sich an dessen axial hinterem Ende in Umfangsrichtung anschließenden Querschlitzteil 30-1, und einem sich an dessen Umfangsende 54 anschließenden, sich nach vorne erstreckenden kurzen Schlitzvorsprung 56, dessen vorderes Ende die Verriegelungsfläche 32 bildet. Der sich nach vorne erstreckende Schlitzvorsprung 56 bildet am Ende des Querschlitzteils 30-1 einen Absatz zur Verrastung der Verriegelungsvorsprünge 22 bzw. 24. Der hakenartige, nach vorne gerichtete Schlitzvorsprung 56 ist kürzer als der gummielastische maximale axiale Kompressionshub der Ringdichtung 34. Der nach hinten zeigende Verriegelungsflächenabschnitt 32-1 des Querschlitzes 30-1 liegt auf einer axialen Position, bei welcher der an ihm anliegende Verriegelungsvorsprung 22 bzw. 24 die Ringdichtung 34 stärker axial elastisch komprimiert, als bei der Anlage des Verriegelungsvorsprunges 22 bzw. 24 an der Verriegelungsfläche 32. Der axiale Abstand x3 des nach hinten zeigenden Verriegelungsflächenabschnittes 32-1 hat eine zwischen den beiden anderen Abständen x1 und x2 gelegene Größe.

Claims

1. Fluidspritzvorrichtung, enthaltend eine Spritzdüse (2), die an einem Hauptkörper (4) lösbar befestigt ist, durch welchen sich mindestens ein Fluidkanal (12) zur Zufuhr von Fluid zur Spritzdüse (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spritzdüse (2) und dem Hauptkörper (4) eine lösbare Steck- Dreh-Schnellverbindung gebildet ist, bei welcher der hintere Endabschnitt der Spritzdüse (2) als Steckerteil (19) und der Hauptkörper (4) am vorderen Ende seines Fluidkanals (12) als Steckfassung (18) zur Aufnahme des in sie einsteckbaren Steckerteils (19) ausgebildet ist, daß die Spritzdüse (2) mindestens einen Verriegelungsvorsprung (22, 24) aufweist, welcher von dem Steckerteil (19) quer wegragt, und daß in der Steckfassung (18) mindestens eine nach hinten zeigende Verriegelungsfläche (32) gebildet ist, hinter welche der mindestens eine Verriegelungsvorsprung (22, 24) durch Drehen der Spritzdüse (2) in ihrer in die Steckfassung vollständig eingesteckten Axialposition drehbar ist, um die Spritzdüse in dieser Axialposition axial zu verriegeln.

2. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steckfassung (18) eine L-förmige Verriegelungsbahn (26, 28, 30; 26- 1, 28-1, 30-1) zur Aufnahme und Verriegelung des mindestes einen Verriegelungsvorsprunges (22, 24) gebildet ist, wobei der eine Schenkel (26, 28, 26-1, 28-1) der Verriegelungsbahn sich in Steckfassungslängsrichtung erstreckt und vorne ausmündet zur axialen Aufnahme des Verriegelungsvorsprunges (22, 24) und der andere Schenkel (30, 30-1)der Verriegelungsbahn von dem einen Schenkel ausgehend sich in Umfangsrichtung erstreckt und die nach hinten zeigende Verriegelungsfläche (32) aufweist, hinter welche der mindestens eine Verriegelungsvorsprung (22, 24) des in die Steckfassung (18) eingesteckten Steckerteils (19) drehbar ist.

3. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gummielastisch komprimierbare Ringdichtung (34) zwischen eine im Endabschnitt (18) des Fluidkanals (12) gebildete, nach vorne zeigende Querfläche (36), und eine an der Spritzdüse (2) gebildete, nach hinten zeigende Querfläche (38) eingesetzt ist an einer zwischen dem mindestens einen Verriegelungsvorsprung (22, 24) und dem hinteren Ende der Spritzdüse (2) gelegenen Stelle, und daß die Ringdichtung (34) durch die axiale Abstützung des mindestens einen Verriegelungsvorsprunges (22, 24) der Spritzdüse (2) an der Verriegelungsfläche (32) federelastisch komprimierbar ist.

4. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckfassung (18) eine Anschlagfläche (54) aufweist, welche im Drehbewegungsweg des Verriegelungsvorsprunges (22, 24) der Spritzdüse (2) liegt und dadurch den Drehwinkel der Spritzdüse (2) auf weniger als 360° begrenzt.

5. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (2) zwei um 180° diametral voneinander weg ragende Verriegelungsvorsprünge (22, 24) und der Hauptkörper (4) dazu korrespondierende zwei um 180° diametral voneinander entfernte Verriegelungsflächen (32) aufweist.

6. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (2) einen axial über die Ringdichtung (34) nach hinten hinaus in den Fluidkanal (12) ragenden Endabschnitt hat, der an der Innenumfangsfläche (48) des Fluidkanals (12) spielfrei anliegt.

7. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (2) mit einer axial durch sie hindurch gehenden Durchgangsbohrung (6) für das Fluid versehen ist, daß der hintere Endabschnitt der Durchgangsbohrung (50) als Ventilsitz (51) für einen Ventilkörper (52) ausgebildet ist.

8. Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsfläche (32) eine ebenfalls nach hinten zeigende Teilverriegelungsfläche (32-1) benachbart ist, welche an der Steckfassung (18) auf dem Drehbewegungsweg der Spritzdüse (2) zwischen deren unverriegelten Axialstellung und deren verriegelten Drehstellung gebildet ist, daß die Teilverriegelungsfläche (32-1) weiter nach hinten versetzt ist als die Verriegelungsfläche (32), wobei die Ringdichtung (34) von der Teilverriegelungsfläche (32-1) stärker axial komprimierbar ist als von der Verriegelungsfläche (32), und zwischen der Teilverriegelungsfläche (32-1) und der Verriegelungsfläche (32) ein Absatz gebildet ist, hinter welchem der mindestens eine Verriegelungsvorsprung (22, 24) axial einrastbar ist.