DE19809170A1 - Heißwachs-Sprühvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißwachs-Sprühvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Heißwachs-Sprühvorrichtungen haben eine Austrittsdüse für Heißwachs, die von einer Luftdüse umgeben ist. Die Aus­ trittsdüse für Heißwachs steht mit der Austrittsöffnung eines beheizbaren Vorratsbehälters für Wachs in Verbindung. Wenn die Temperatur in dem Vorratsbehälter hoch genug ist, wird das Wachs flüssig und kann durch Beaufschlagen des Vorratsbehälters mit Druckgas, in der Regel Druckluft, zu der Austrittsdüse gefördert werden, wo es aus der Heißwachs-Sprühvorrichtung austritt. Gleichzeitig strömt aus der Luftdüse, die z. B. mehrere ringför­ mige Öffnungen haben kann, Druckluft aus, die einerseits eine Injektorwirkung auf das austretende Heißwachs hat, das von der Druckluft zerstäubt und mitgerissen wird, und die andererseits den Wachsstrahl in Querrichtung begrenzt, so daß das Heißwachs sprühnebelfrei verarbeitet werden kann und eine gesundheitsge­ fährdende Wirkung auf den Menschen auszuschließen ist.

Bei den herkömmlichen Heißwachs-Sprühvorrichtungen wird in der Regel nur der Vorratsbehälter für Wachs beheizt, um das Wachs zu verflüssigen und auf eine Temperatur von etwa 80°C zu bringen.

Dabei kann es vorkommen, daß das Wachs auf seinem Weg zu der Austrittsdüse wesentlich zähflüssiger wird oder gar erstarrt, wodurch der Betrieb der Heißwachs-Sprühvorrichtung erheblich beeinträchtigt wird. Um Abhilfe zu schaffen, wurden Heißwachs- Sprühvorrichtungen entwickelt, bei denen zusätzlich zu der Hei­ zung des Vorratsbehälters eine Heizmanschette vorgesehen ist, die an der Außenseite der Luftdüse angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Heizmanschette wird der Luftmantel erwärmt, aber es kann trotzdem zu Betriebsstörungen kommen, weil die Temperatur des Heißwachses, das aus einem Düsenkörper aus Edelstahl austritt, durch den Luftmantel nicht ausreichend schnell vergrößert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Heißwachs-Sprühvorrichtung zu schaffen, aus der das Heißwachs störungsfrei und mit ausreichend hoher Temperatur austritt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Heißwachs-Sprühvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Heißwachs-Sprühvorrichtung hat eine Aus­ trittsdüse für Heißwachs und eine Luftdüse, die die Austritts­ düse für Heißwachs umgibt. Die Austrittsdüse für Heißwachs weist einen Düsenkörper auf und ist über ein Verbindungsstück in Fluidkorninunikation mit der Austrittsöffnung eines mit Druckgas beaufschlagbaren, beheizbaren Vorratsbehälters für Wachs, und die Luftdüse ist in Fluidkommunikation mit einer Druckluftquelle bringbar. Dabei kann der Vorratsbehälter für Wachs permanent mit der Heißwachs-Sprühvorrichtung verbunden sein oder aber als Austauschteil über eine lösbare Kupplung anschließbar sein. Erfindungsgemäß ist an dem Düsenkörper eine Heizeinrichtung angeordnet, die thermisch leitend an den Düsenkörper gekoppelt ist. Der Düsenkörper und das Verbindungsstück bestehen aus me­ tallischem Material guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. aus Alumini­ um, Messing oder Kupfer.

Dadurch, daß der Düsenkörper mit Hilfe der Heizeinrichtung di­ rekt beheizt wird, ist gewährleistet, daß an der Austrittsdüse für Heißwachs eine ausreichend hohe Temperatur herrscht, bei der das Heißwachs flüssig ist. Weil die Bauteile, die den Kanal für das Heißwachs innerhalb der Heißwachs-Sprühvorrichtung bilden, nämlich im wesentlichen der Düsenkörper und das Verbindungs­ stück, von beiden Enden des Kanals her beheizt werden, nämlich im Bereich der Austrittsdüse durch die an dem Düsenkörper an­ geordnete Heizeinrichtung und im Bereich der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters durch die Heizung des Vorratsbehälters, und außerdem aus gut wärmeleitendem Material bestehen, ist gewähr­ leistet, daß der Kanal über seine gesamte Länge eine ausreichend hohe Temperatur hat, bei der das Heißwachs flüssig bleibt. Dies führt zu einer zuverlässigen Betriebsweise der Heißwachs-Sprüh­ vorrichtung.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Heißwachs-Sprühvor­ richtung ein pistolenartiges Gehäuse, in dessen Mündungsbereich die Austrittsdüse für Heißwachs und die Luftdüse angeordnet sind, wobei das Verbindungsstück seitlich aus dem pistolenlauf­ artigen Teil des Gehäuses vorsteht und dort mit dem Vorratsbe­ hälter für Wachs, der sich außerhalb des Gehäuses befindet, verbunden ist oder verbindbar ist. Dabei kann die Austrittsdüse für Heißwachs durch einen längs durch den Düsenkörper geführten Stift verschließbar sein, der zwischen einer Schließposition und einer Freigabeposition längs verschiebbar gelagert ist. Vorzugs­ weise ist die Freigabeposition des Stifts fest einjustierbar. Wenn die Längsverschiebung des Stifts und die Druckluftzufuhr zu der Luftdüse über ein gemeinsames Bedienungselement steuerbar sind, etwa über eine Art Abzug am Griff des pistolenartigen Gehäuses, ist die Bedienung der Heißwachs-Sprühvorrichtung be­ sonders einfach. Dabei wird der Abzug bis zum Anschlag gedrückt, wodurch vorzugsweise zunächst die Druckluftzufuhr geöffnet und anschließend der Stift bis zu der einjustierten Freigabeposition (worüber die pro Zeiteinheit geförderte Heißwachsmenge festge­ legt werden kann) zurückgezogen wird.

Vorzugsweise weist die Heizeinrichtung ein ringförmiges Gehäuse auf, das den Düsenkörper unter Bildung eines metallisch wärme­ leitenden Kontakts umgibt. Eine derartige, separat von dem Dü­ senkörper gefertigte Heizeinrichtung ist im Bedarfsfall leicht auswechselbar.

Vorzugsweise weist die Heißwachs-Sprühvorrichtung einen Tempera­ tursensor und einen Temperaturregler für die Heizeinrichtung auf. Die Temperatur, mit der das Heißwachs aus der Austrittsdüse austritt, beträgt vorzugsweise etwa 80°C. Diese Temperatur ist so hoch, daß das Wachs einerseits ausreichend dünnflüssig ist, aber andererseits eine Überhitzung und Zersetzung des Wachses verhindert wird.

Der Düsenkörper und das Verbindungsstück können einstückig aus­ gestaltet sein, aber auch als zwei Komponenten gestaltet sein, die in metallisch wärmeleitendem Kontakt stehen. Im letzteren Fall können der Düsenkörper und/oder das Verbindungsstück je­ weils aus mehreren Teilen bestehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfin­ dungsgemäße Heißwachs-Sprühvorrichtung mit einem pisto­ lenartigen Gehäuse, in der der Mündungsbereich im De­ tail und die übrigen Bereiche nur umrißartig darge­ stellt sind,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Heizeinrich­ tung für den Düsenkörper und

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht der auf den Düsenkörper aufgesetzten Heizeinrichtung.

Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Heißwachs-Sprühvorrich­ tung ist als Heißwachs-Pistole ausgestaltet und hat ein pisto­ lenartiges Gehäuse 1 mit einem Mündungsbereich 2, einem pisto­ lenlaufartigen Teil 4 und einem Griff 6.

Im Mündungsbereich 2 ist eine Austrittsdüse 10 für Heißwachs angeordnet, die die Öffnung am Ende eines Düsenkörpers 12 dar­ stellt. In Fig. 1 ist der Düsenkörper 12 zu erkennen; er ist in seinem Endbereich um die Austrittsdüse 10 herum kegelstumpfartig ausgestaltet. Ansonsten hat der Düsenkörper 12 einen sechsecki­ gen Umriß, siehe auch Fig. 3, damit er mit einem Schrauben­ schlüssel leichter montiert werden kann.

Der Düsenkörper 12 ist an seinem der Austrittsdüse 10 gegenüber­ liegenden Ende mit einem T-Stück 14 verschraubt. Das T-Stück 14 ragt seitlich aus dem pistolenlaufartigen Teil 4 des Gehäuses 1, und zwar nach oben. Dort ist an dem T-Stück 14 eine zweiteilige Kupplung 16 angebracht. Die Kupplung 16 dient dazu, einen Vor­ ratsbehälter 20 für Wachs mit dem Gehäuse 1 zu verbinden.

Der Düsenkörper 12, das T-Stück 14 und die Kupplung 16 haben in ihrem Innenraum jeweils einen Kanal, der im montierten Zustand durchgängig von der Austrittsdüse 10 bis zu der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters 20 reicht, die sich in der unteren Zone des Vorratsbehälters 20 befindet. In Fig. 1 ist dieser Kanal nicht eingezeichnet. Das T-Stück 14 und die Kupplung 16 bilden also ein Verbindungsstück, über das der Düsenkörper 12 mit der Aus­ trittsdüse 10 in Fluidkommunikation mit der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters 20 steht.

Der Düsenkörper 12, das T-Stück 14 und die Kupplung 16 bestehen jeweils aus einem metallischen Material guter Wärmeleitfähig­ keit, wie z. B. Aluminium, Messing oder Kupfer. Wenn keine Korro­ sionsprobleme zu befürchten sind, ist es auch denkbar, für jedes dieser Teile ein anderes Material zu verwenden. Der Düsenkörper 12 oder die Komponenten des Verbindungsstücks 14, 16 können für sich auch mehrteilig ausgestaltet sein. Bei einer alternativen Ausführungsform sind der Düsenkörper 12 und das Verbindungsstück 14, 16 aus einem Stück gefertigt. Wichtig ist, daß der Düsenkör­ per 12, das T-Stück 14 und die Kupplung 16 bzw. deren Einzel­ teile im montierten Zustand in metallisch wärmeleitendem Kontakt stehen, so daß eine Wärmeleitungsbrücke gebildet wird, die von der Austrittsdüse 10 bis zur Austrittsöffnung des Vorratsbehäl­ ters 20 reicht.

Der Vorratsbehälter 20 ist im Ausführungsbeispiel über die Kupp­ lung 16 fest mit dem Gehäuse 1 verbunden. Er dient zum Aufnehmen von Wachs, das mit der Heißwachs-Pistole versprüht werden soll. Am oberen Ende des Vorratsbehälters 20 befindet sich ein Deckel 22, der in Fig. 1 nur angedeutet ist, aber so ausgestaltet ist, daß er druckfest verschließbar ist. Der Vorratsbehälter 20 wird durch eine Heizung beheizt, die im Ausführungsbeispiel als Man­ schette gestaltet ist und den Vorratsbehälter 20 an dessen Au­ ßenseite umgibt (in Fig. 1 nicht dargestellt), wobei der Heiz­ draht zum Schutz in eine Vergußmasse eingegossen ist. Die elek­ trischen Zuleitungen der Heizung können an ein externes Netzge­ rät angeschlossen werden. Das Netzgerät regelt die Heizleistung der Heizung des Vorratsbehälters 20 mit Hilfe eines in der Nähe der Heizung angeordneten Temperatursensors. Dabei hat sich eine Temperatur von 80°C bewährt, die ausreichend hoch ist, um das in den Vorratsbehälter 20 gefüllte Wachs zu verflüssigen, aber nicht so hoch ist, daß es beeinträchtigt oder gar zersetzt wird.

Zu dem Vorratsbehälter 20 führt ferner eine Druckluftleitung, die vorzugsweise an den Deckel 22 angeschlossen ist (in Fig. 1 nicht dargestellt). Über diese Druckluftleitung kann der Vor­ ratsbehälter 20 mit Druck beaufschlagt werden, der dazu dient, das mittels der Heizung des Vorratsbehälters 20 verflüssigte Wachs zu der Austrittsdüse 10 zu fördern. Vorzugsweise ist die Druckluftleitung ebenso wie die elektrische Zuleitung zu dem Vorratsbehälter 20 kurz und mit ihrem freien Ende am Gehäuse 1 angeschlossen, denn auch die in dem Gehäuse 1 befindlichen Kom­ ponenten müssen mit Druckluft und elektrischer Energie versorgt werden (siehe unten). Bei einer derartigen Gestaltung ist es lediglich erforderlich, das Gehäuse 1 über eine Druckluftleitung und eine elektrische Zuleitung mit einer Druckluftquelle bzw. dem Netzgerät zu verbinden, was die Handhabung der Heißwachs­ pistole erleichtert. In der Praxis wird meist Druckluft als Druckgas zum Fördern des Wachses benutzt. Für Spezialanwendungen sind jedoch auch andere Druckgase denkbar, z. B. sauerstoffreie.

Der Düsenkörper 12 ist im Mündungsbereich 2 des Gehäuses 1 von einer Luftdüse 30 umgeben, siehe Fig. 1. Die Luftdüse 30 hat im Ausführungsbeispiel eine innere Öffnung 32, die im wesentlichen ringförmig gestaltet ist, und eine äußere Öffnung 34, die eben­ falls im wesentlichen ringförmig gestaltet ist. Mit Hilfe einer Überwurfmutter 36 ist die Luftdüse 30 am Gehäuse 1 gehalten. Die Luftdüse 30 befindet sich am Ende eines Luftkanals, der durch das Gehäuse 1 zu der bereits erwähnten Druckluftleitung führt, aber in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die aus der inneren Öff­ nung 32 ausströmende Luft übt auf das aus der Austrittsdüse 10 austretende Heißwachs eine Injektorwirkung aus, wodurch das Heißwachs mitgerissen wird. Die aus der äußeren Öffnung 34 aus­ strömende Luft bildet einen Luftmantel, der den Heißwachs-Sprüh­ strahl formt und verhindert, daß sich Sprühnebel im Raum aus­ breiten. Daher arbeitet die Heißwachs-Pistole sprühnebelfrei, wodurch einerseits Materialverluste und aufwendige Reinigungs­ arbeiten vermieden werden und andererseits die Gesundheit des mit der Heißwachs-Pistole oder in deren Umgebung arbeitenden Personals nicht beeinträchtigt wird. Im Ausführungsbeispiel haben die Luftwege innerhalb des Gehäuses 1 große Strömungsquer­ schnitte, weshalb mit Druckluft von relativ niedrigem Druck gearbeitet werden kann (z. B. Betriebsdruck 2 bar, Zerstäubungs­ druck ca. 0,1 bar). Falls erforderlich, kann anstelle von Druck­ luft ein anderes Gas, insbesondere ein sauerstoffreies Gas, benutzt werden, das aus der Luftdüse 30 ausströmt.

Der Düsenkörper 12 ist im Inneren des Gehäuses 1 von einer Heiz­ einrichtung 40 umgeben. Die Heizeinrichtung 40 hat im Ausfüh­ rungsbeispiel ein ringförmiges Gehäuse 42 mit einer im Zentral­ bereich befindlichen Öffnung 44, in die der hintere Abschnitt des Düsenkörpers 12 hineinpaßt, siehe Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3. Das ringförmige Gehäuse 42 der Heizeinrichtung 40 steht in thermisch leitendem Kontakt mit dem Düsenkörper 12, da es eng an dem Düsenkörper 12 anliegt. Anschlußleitungen 46 führen von der Heizeinrichtung 40 zu einer in Fig. 1 nicht dargestellten elek­ trischen Verteilerklemme, die sich in dem Gehäuse 1 befindet.

Vorzugsweise weist die Heizeinrichtung 40 einen Temperatursensor auf, der z. B. an dem ringförmigen Gehäuse 42 oder an dem Düsen­ körper 12 angeordnet ist. Mit Hilfe dieses Temperatursensors und eines Temperaturreglers, der sich vorzugsweise in dem bereits erwähnten Netzgerät befindet, kann die Temperatur des Düsenkör­ pers 12 konstant gehalten werden, z. B. auf 80°C. Je nach Art des verwendeten Wachses sind auch andere Temperaturen sinnvoll. Im Ausführungsbeispiel hat die Heizeinrichtung 40 eine Leistung von 20 W, während die Heizung des Vorratsbehälters 20 eine Leistung von 210 W hat. In Zusammenwirkung mit der gut wärmeleitenden Brücke, die aus dem Düsenkörper 12 und dem Verbindungsstück 14, 16 gebildet ist, sorgen die Heizeinrichtung 40 und die Heizung des Vorratsbehälters 20 dafür, daß das Wachs in dem von dem Vorratsbehälter 20 bis zu der Austrittsdüse 10 reichenden Kanal flüssig bleibt und als Heißwachs definierter Temperatur aus der Austrittsdüse 10 ins Freie gelangt.

Die Schließorgane und Bedienungselemente der Heißwachs-Pistole gemäß dem Ausführungsbeispiel sind in Fig. 1 nicht gezeigt, da sie den üblichen Schließorganen und Bedienungselementen einer Heißwachs-Pistole entsprechen. Ihre Wirkungsweise ist daher an dieser Stelle nur kurz zusammengefaßt.

Das T-Stück 14 weist an seiner dem Düsenkörper 12 gegenüberlie­ genden Seite ein Durchführungsteil 50 auf. Das Durchführungsteil 50 ist mit einer Gleitdichtung versehen, durch die ein längs verschiebbar gelagerter Stift in den hinteren Bereich des pisto­ lenlaufartigen Teils 4 des Gehäuses 1 geführt ist. Dieser Stift erstreckt sich im wesentlichen entlang der Längsachse des pisto­ lenlaufartigen Teils 4 und reicht an seinem vorderen Ende bis zur Austrittsdüse 10. Wenn der Stift ganz in die Austrittsdüse 10 vorgeschoben ist, befindet er sich in seiner Schließposition und verschließt die Austrittsdüse 10, so daß dort kein Heißwachs austreten kann. Wenn er von der Austrittsdüse 10 zurückgeschoben ist, nimmt er eine Freigabeposition ein. Mit Hilfe einer Stell­ schraube läßt sich die Freigabeposition des Stifts fest einju­ stieren, um die pro Zeiteinheit aus der Austrittsdüse 10 austre­ tende Menge an Heißwachs festzulegen. Die Längsverschiebung des Stifts und die Druckluftzufuhr zu der Luftdüse 30 werden im Ausführungsbeispiel mechanisch über ein gemeinsames Bedienungs­ element gesteuert, das sich in Art eines Pistolenabzuges im Bereich des Griffs 6 befindet. Beim Drücken dieses Bedienungs­ elements wird zunächst das Ventil für die Druckluftzufuhr geöff­ net, so daß Luft aus der inneren Öffnung 32 und der äußeren Öffnung 34 der Luftdüse 30 aus strömt und von Anfang an stabile Sprühstrahlverhältnisse herrschen. Erst beim weiteren Durchdrüc­ ken des Bedienungselements wird der Stift bis zu der vorjustier­ ten Freigabeposition zurückgezogen, so daß das Heißwachs unter dem am Vorratsbehälter 20 anliegenden Druck aus der Austritts­ düse 10 austreten kann. Beim Loslassen des Bedienungselements am Griff 6 wird zunächst die Austrittsdüse 10 geschlossen und an­ schließend die Luftzufuhr unterbrochen. Der Luftdruck und die Breite des Sprühstrahls können über separate Bedienungselemente eingestellt werden. Bevor mit der Heißwachs-Pistole Heißwachs versprüht werden kann, muß die Heizung des Vorratsbehälters 20 vorgeheizt werden, um das Wachs zu verflüssigen, was im Ausfüh­ rungsbeispiel etwa 30 Minuten dauert.

Bei einer Variante der Heißwachs-Pistole befindet sich zusätz­ lich zu der an dem Düsenkörper 12 angeordneten Heizeinrichtung 40 eine Heizmanschette außen an der Luftdüse 30, vorzugsweise über der Überwurfmutter 36, um die austretende Luft aufzuwärmen.

Claims (10)

1. Heißwachs-Sprühvorrichtung, mit einer Austrittsdüse (10) für Heißwachs, die einen Düsenkörper (12) aufweist und über ein Verbindungsstück (14, 16) in Fluidkommunikation mit der Austrittsöffnung eines mit Druckgas beaufschlagbaren, be­ heizbaren Vorratsbehälters (20) für Wachs steht oder bring­ bar ist, und mit einer Luftdüse (30), die die Austrittsdüse (10) für Heißwachs umgibt und in Fluidkommunikation mit einer Druckluftquelle bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Düsenkörper (12) eine Heizeinrichtung (40) an­ geordnet ist, die thermisch leitend an den Düsenkörper (12) gekoppelt ist, und daß der Düsenkörper (12) und das Verbin­ dungsstück (14, 16) aus metallischem Material guter Wärme­ leitfähigkeit, wie Aluminium, Messing, Kupfer, bestehen.

2. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizeinrichtung (40) ein ringförmiges Gehäuse (42) aufweist, das den Düsenkörper (12) unter Bil­ dung eines metallisch wärmeleitenden Kontakts umgibt.

3. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch einen Temperatursensor und einen Temperatur­ regler für die Heizeinrichtung (40).

4. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (12) und das Verbindungsstück (14, 16) einstückig ausgestaltet sind.

5. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (12) und das Verbindungsstück (14, 16) als zwei Komponenten gestaltet sind, die in metallisch wärmeleitendem Kontakt stehen.

6. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Düsenkörper (12) und/oder das Verbindungs­ stück (14, 16) mehrteilig ausgestaltet sind.

7. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch ein pistolenartiges Gehäuse (1), in dessen Mündungsbereich (2) die Austrittsdüse (10) für Heißwachs und die Luftdüse (30) angeordnet sind, wobei das Verbindungsstück (14, 16) seitlich aus dem pistolenlauf­ artigen Teil (4) des Gehäuses (1) vorsteht und dort mit dem Vorratsbehälter (20) für Wachs, der sich außerhalb des Ge­ häuses (1) befindet, verbunden ist oder verbindbar ist.

8. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse (10) für Heißwachs durch einen längs durch den Düsenkörper (12) geführten Stift verschließbar ist, der zwischen einer Schließposition und einer Freigabeposition längsverschiebbar gelagert ist.

9. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Freigabeposition des Stifts fest einju­ stierbar ist.

10. Heißwachs-Sprühvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverschiebung des Stifts und die Druckluftzufuhr zu der Luftdüse über ein gemeinsames Bedie­ nungselement steuerbar sind.