DE20311451U1 - Steuerventil für insbesondere eine Sprüheinrichtung - Google Patents

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Datum: 24. Juli 2003/7119

Steuerventil für insbesondere eine Sprüheinrichtung

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für insbesondere eine Sprüheinrichtung zum zerstäubten Auftragen von spritzfähigen Stoffen, beispielsweise Farben, Kleber oder dergleichen auf einen Gegenstand, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Sprüheinrichtungen, wie zum Beispiel Sprühventile oder Spritzventile, die zum Auftragen eines zerstäubten Farbstoffs oder anderer spritzfähige Stoffe auf einen Gegenstand dienen, wird durch Steuerluft pneumatisch eine Ventilnadel geöffnet und geschlossen, um den Austritt des zu zerstäubenden Stoffs aus der Sprüheinrichtung freizugeben oder zu unterbrechen. Außerdem ist zum Zerstäuben des Stoffs Sprühluft erforderlich. Viele Sprüheinrichtungen erfordern zwei verschiedene Sprühluftarten, und zwar eine Mittelluft und eine sogenannte Hörnerluft. Die Mittelluft zerstäubt den aus der Sprüheinrichtung, insbesondere dem Sprüh- oder Spritzventil austretenden Stoff, während die Hörnerluft den Sprühstrahl leitet bzw. beeinflusst, beispielsweise formt. Damit es beim Öffnen und Schließen der Sprüheinrichtung zu keiner Tropfenbildung unzerstäubten Stoffs kommt, wird der Sprühluftaustritt zeitlich vor der Ventilnadel zum Stoffaustritt geöffnet (Vorluft). Beim Schließen der Sprüheinrichtung wird umgekehrt vorgegangen, nämlich zuerst die Ventilnadel für den Stoffausfluss geschlossen und erst etwas später die Sprühluftversorgung unterbrochen (Nachluft).

Die vorstehend beschriebene Vor- und Nachluftsteuerung von Sprüheinrichtungen hat zur Folge, dass bekannten Sprüheinrichtungen getrennte Steuerventile für das Öffnen und

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Schließen der Ventilnadel für den zu zerstäubenden Stoff und die Sprühluft, insbesondere Mittelluft und Hömerluft zugeordnet. Das erfordert einen verhältnismäßig großen apparativen Aufwand. Außerdem benötigen die getrennten Steuerventile viel Platz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Steuerventil zu schaffen, das sowohl die Steuerluft als auch die Sprühluft den Bedürfnissen entsprechend (Vorluft und Nachluft) steuert.

Ein Steuerventil zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf.

Demnach sind mindestens zwei Luftausgänge mit jeweils einem Absperrmittel vorgesehen, wobei die Absperrmittel derart betätigbar sind, dass mindestens ein Luftausgang nach mindestens einem anderen Luftausgang betätigbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Sprühluftversorgung der Sprüheinrichtung vor der Steuerluft zum Öffnen der Ventilnadel zur Freigabe des Stoffaustritts aus der Sprüheinrichtung bereitzustellen (Vorluft). Umgekehrt kann die Ventilnadel geschlossen werden, bevor die Sprühluftzufuhr zur Sprüheinrichtung unterbrochen wird (Nachluftsteuerung). Es ist so mit dem einzigen Steuerventil möglich, die Ventilnadelsteuerung und die Vor- und Nachluftsteuerung der Sprüheinrichtung zu realisieren. Es ist dadurch nicht mehr - wie bisher - erforderlich, der Sprüheinrichtung getrennte Steuerventile für die Steuerluft und die Sprühluft zuzuordnen.

Das Steuerventil kann mehr als zwei Luftausgänge aufweisen. Dann sind vorzugsweise ein Steuerluftausgang und mehrere, vorzugsweise zwei, Sprühluftausgänge vorgesehen. Dabei ist ein Sprühluftausgang für die Mittelluft und ein anderer Sprühluftausgang für die Hömerluft bestimmt. Die beiden Sprühluftausgänge für die Mittelluft und die Hömerluft können gleichzeitig betätigt werden, so dass nur der Steuerluftausgang zum Öffnen der Sprüheinrichtung später und beim Schließen derselben früher betätigt wird als die beiden Sprühluftausgänge. Es ist aber auch denkbar, auch die beiden Sprühluftausgänge zeitlich versetzt zu öffnen und zu schließen, indem beispielsweise die Mittelluftversorgung länger erfolgt als die Hörnerluftversorgung. Denkbar ist es auch, mit einem mehrere Sprühluftausgänge aufweisenden Steuerventil mehrere separate Sprüheinrichtung mit Steuerluft und Sprühluft zu versorgen. Dabei sind die einem Steuerventil zugeordneten Sprüheinrichtungen mit Steuerluft aus dem gleichen Steuerluftausgang zu versorgen, während jeder der mehreren Sprühluftausgänge einer Sprüheinrichtung zugeordnet ist.

Durch die unterschiedlichen Sprühluftausgänge für die Mittelluft und die Hörnerluft ist es im Falle von zwei separaten Zulufteingängen möglich, durch das einzige Steuerventil die Sprüheinrichtung mit Mittelluft und Hörnerluft unterschiedlicher Drücke zu versorgen.

Es ist weiter vorgesehen, die Absperrmittel des Steuerventils gemeinsam von einem (einzigen) Steuerkolben zu betätigen, und zwar unabhängig voneinander. Sind mehr als zwei Absperrmittel vorgesehen, können alle Absperrmittel unabhängig voneinander betätigbar sein. Es ist aber auch denkbar, nur ein Absperrmittel unabhängig von den anderen Absperrmitteln zu betätigen, wobei die anderen Absperrmittel dann gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden können. Durch die Erfindung ist es möglich, einen den Erfordernissen angepassten, beliebigen Zeitversatz zum Öffnen und Schließen der Absperrmittel zu realisieren, wobei alle Absperrmittel zu unterschiedlichen Zeiten geöffnet oder geschlossen werden können, es aber auch möglich ist, einige Absperrmittel gleichzeitig zu betätigen und mindestens ein anderes früher oder später.

Das Steuerventil ist weiterhin so ausgebildet, dass vom gemeinsamen einzigen Steuerkolben sich alle oder mindestens einige Absperrmittel unabhängig voneinander schließen und/oder oder öffnen lassen. Dadurch kommt ein Zeitversatz zwischen mindestens der Steuerluftversorgung zur Sprühluftversorgung zustande, der die gewünschte Vor- und/oder Nachluftsteuerung realisiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Steuerventils ist vorgesehen, den Steuerkolben durch ein Fluid insbesondere pneumatisch zu betätigen. Es ist aber auch denkbar, den Steuerkolben elektrisch (magnetisch) oder mechanisch zu betätigen. Wird der Steuerkolben pneumatisch betätigt, erfolgt dies vorzugsweise durch den Steuerlufteingang des Steuerventils, also die Steuerluft, die auch zum Steuern der Sprüheinrichtung dient. Hierdurch kann die Anzahl der Lufteingänge der Steuerventile reduziert werden.
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Die Absperrmittel sind bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit federbelasteten Schließkörpern, wobei es sich vorzugsweise um Kugeln handelt, versehen. Die Schließkörper werden durch Federn, insbesondere Druckfedern, in die Schließstellung des jeweiligen Absperrmittels gebracht, wobei die Schließkörper gegen ortsfest im Ventilgehäuse des Steuerventils angeordnete Dichtungen gedrückt werden. Bei den Dichtungen handelt es sich zum Beispiel um Ringdichtungen, insbesondere O-Ringe. Die Dichtung des Absperrmittels kommt so zwischen dem Schließkörper und der Dichtung zustande, wobei die Dichtung als Dichtsitz für den Schließkörper dient.

Es ist des Weiteren vorgesehen, den Absperrmitteln, insbesondere den Schließkörpern derselben, Stößel zuzuordnen, die die Absperrmittel mindestens öffnen, vorzugsweise auch ein Schließen zulassen. Dazu erfolgt eine vom Steuerkolben hervorgerufene

Relativbewegung zwischen den Schließkörpern der Absperrmittel und den Stößeln. Entweder werden die Stößel oder die Absperrmittel vom Steuerkolben bewegt, und zwar längs zur Öffnungs- bzw. Schließrichtung der Schließkörper. Vorzugsweise wird mindestens ein Absperrmittel zusammen mit dem Steuerkolben bewegt, wobei der diesen Absperrmitteln dann zugeordnete Stößel ortsfest im Ventilgehäuse des Steuerventils angeordnet ist. Mindestens ein Stößel zur Betätigung eines anderen Absperrmittels ist am Steuerkolben befestigt. Dann ist dieses Absperrmittel ortsfest im Ventilgehäuse angeordnet. Vorzugsweise ist das Absperrmittel der Steuerluft dem Steuerkolben zugeordnet, wodurch die Steuerluft zum Bewegen des Steuerkolbens und gleichzeitig zur Versorgung der Sprüheinrichtung mit Steuerluft dienen kann.

Die Stößel sind so bemessen bzw. im Steuerventil angeordnet, dass ihre Abstände von den Schließmitteln der Absperrmittel mindestens teilweise unterschiedlich sind. Die Folge ist, dass beim Vorbewegen des Steuerkolbens die Absperrmittel von den Stößeln nach und nach betätigt, insbesondere geöffnet werden. Beispielsweise werden die Absperrmittel für die Sprühluft, und zwar die Mittelluft und die Hörnerluft, zugleich betätigt, während das mindestens eine übrige Absperrmittel, insbesondere das für die Steuerluft der Sprüheinrichtung, erst später betätigt wird, wenn der Steuerkolben weiter vorgefahren ist. Beim Zurückbewegen des Steuerkolbens in die Ausgangsstellung wird zunächst das Absperrmittel für die Steuerluft geschlossen und kurz vor dem Zurückkehren des Steuerkolbens in seine zurückgefahrene Ausgangsstellung die Absperrmittel für die Sprühluft (Mittelluft und Hörnerluft) geschlossen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Steuerventils ist die Bewegung des Steuerkolbens, insbesondere die Geschwindigkeit desselben, steuerbar. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit zum Zurückbewegen des Steuerkolbens in die die Absperrmittel schließende Ausgangsstellung einstellbar. Hierzu kann eine veränderliche Drossel dienen, die der Ent- bzw. Belüftungsbohrung der Rückseite des Steuerkolbens zugeordnet ist. Wird die Belüftung der Rückseite des Steuerkolbens gedrosselt, bewegt sich dieser je nach Einstellung der Drossel mehr oder weniger rasch zurück. Eine Drosselung der Entlüftung der Rückseite des Steuerkolbens führt zu einer mehr oder weniger verzögerten Vorwärtsbewegung des Steuerkolbens beim Öffnen der Absperrmittel.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Steuerventils,

Fig. 2 einen mittigen Schnitt H-Il durch das Steuerventil der Fig. 1 bei geschlossenen Absperrmitteln, und

Fig. 3 das Steuerventil in einem Schnitt der Fig. 2 bei geöffneten Absperrmitteln.

Das hier gezeigte Steuerventil dient zum pneumatischen Steuern einer Sprüheinrichtung und zur Sprühluftversorgung derselben. Bei der hier nicht gezeigten Sprüheinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Sprühventil zum Auftragen zerstäubten Lacks auf eine Oberfläche handeln. Mit dem Dosierventil wird die Steuerluft zum Öffnen und Schließen einer den Austritt von Lack aus dem Sprühventil freigebenden Ventilnadel freigegeben oder unterbrochen. Gleichzeitig wird mit dem Steuerventil die Versorgung des Sprühventils mit Sprühluft, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel Mittelluft und Hörnerluft, zum Zerstäuben des aus dem Spritzventil austretenden Lacks versorgt.

Das Steuerventil verfügt über ein im gezeigten Ausführungsbeispiel quaderförmiges Ventilgehäuse 10, das auf einer Stirnseite 11 mit einem Steuerlufteingang 12 und auf der gegenüberliegenden Stirnseite 13 mit einem Mittellufteingang 14 und einem Hörnerlufteingang 15 versehen ist.

Der Steuerlufteingang 12, der Mittellufteingang 14 und der Hörnerlufteingang 15 sind über entsprechende Anschlüsse mit Druckluftversorgungsleitungen verbunden. Zumindest den Druckluftversorgungsleitungen für den Mittellufteingang 14 und den Hörnerlufteingang 15 sind nicht gezeigte Manometer zugeordnet, womit der Druck der in das Steuerventil eintretenden Luft für die Versorgung des Sprühventils mit Mittelluft und Hörnerluft unabhängig voneinander auf den gewünschten Wert einstellbar ist.

Das Ventilgehäuse 10 weist einen Deckel 16 auf, der die Stirnseite 11 des Ventilgehäuses 10 bildet und mit dem Steuerlufteingang 12 verbunden ist sowie einen Gehäusekörper 17. Der Deckel 16 ist luftdicht mit dem Gehäusekörper 17 verbunden.

Im Inneren des Ventilgehäuses 10 sind ein in Längsrichtung entlang der Längsmittelachse 18 hin- und herbewegbarer Steuerkolben 19, drei getrennte Absperrmittel 20, 21. 22 und drei Stößel 23, 24 und 25 angeordnet.
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Der Steuerkolben 19 weist eine zylindrische Kolbenscheibe 26 und einen hiermit einstückig verbundenen, zylindrischen Kolbenfortsatz 27 auf. Der Kolbenfortsatz 27 ist im

Durchmesser kleiner als die Kolbenscheibe 26 ausgebildet und ragt gegenüber der Kolbenscheibe 26 ins Innere des Ventilgehäuses 10 vor. Der gesamte Steuerkolben 19, also sowohl die Kolbenscheibe 26 als auch der Kolbenfortsatz 27, sind in einem abgestuften Kolbenraum 28 verschiebbar geführt. Die Kolbenscheibe 26 und der Kolbenfortsatz 27 sind gegenüber den entsprechenden Wandungen des Kolbenraums 28 abgedichtet. Durch den Steuerkolben 19 erstreckt sich durchgehend eine abgestufte Durchgangsbohrung 29. Das zum Inneren des Ventilgehäuses 10 weisende Ende der Durchgangsbohrung 29 weist eine umlaufende Einschnürung 30 auf. Die Rückseite der Durchgangsbohrung 29 ist mit einer eine mittige Öffnung aufweisenden lösbaren Verschlussscheibe 31 versehen. Die mittige Öffnung in der Verschlussscheibe 31 weist einen kleineren Durchmesser als die Durchgangsbohrung 29 auf. In der Durchgangsbohrung 29 des Steuerkolbens 19 befindet sich das dem Steuerlufteingang 12 zugeordnete Absperrmittel 20. Das Absperrmittel 20 ist gebildet aus einer Druckfeder 32, vor der in Richtung zum Inneren des Ventilgehäuses 10 ein im gezeigten Ausführungsbeispiel als eine Kugel 33 ausgebildeter Schließkörper sich befindet. Vor der Kugel 33 ist ein sich an der Einschnürung 30 abstützender O-Ring 34 zur Bildung einer Dichtung des Absperrmittels 20 angeordnet. Die Druckfeder 32 drückt die Kugel 33 gegen die O-Ring 34 und dichtet selbsttätig das Absperrmittel 20 luftdicht ab.

Dem auf der Längsmittelachse 18 des Ventilgehäuses 10 liegenden Absperrmittel 20 ist der ebenso auf der Längsmittelachse 18 liegende Stößel 23 ortsfest zugeordnet. Dieser Stößel ist als eine Hülse ausgebildet. Diese ist zur Stirnseite 13 des Ventilgehäuses 10 hin offen, so dass durch den hülsenartigen Stößel 23 von der Stirnseite 13 des Ventilgehäuses 10 Luft in den vom Kolbenfortsatz 27 bereichsweise eingenommenen Teil des Kolbenraums 28 gelangen kann. Die Länge des hülsenförmigen Stößels 23 ist so bemessen, dass eine ins Innere des Ventilgehäuses 10 weisende Stirnseite 35 des Stößels 23 einen deutlichen Abstand vor der Kugel 33 des dem Stößel 23 gleichachsig gegenüberliegenden Absperrmittels 20 aufweist. Dadurch wird erreicht, dass der Stößel 23 des Absperrmittels 20 im Steuerkolben 19 erst dann öffnet, wenn der Steuerkolben 19 nahezu vollständig in die das Steuerventil öffnende Stellung vorgefahren ist (Fig. 3).

Auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittelachse 18 mit dem Absperrmittel 20 und dem Stößel 23 sind auf parallel zur Längsmittelachse 18 verlaufenden Längsachsen 36 und 37 die beiden übrigen Absperrmittel 21 und 22 mit den Stößeln 24 und 25 angeordnet. Auf der in den Fig. 2 und 3 oberen Längsachse 36 befinden sich gleichachsig hintereinander das Absperrmittel 21 und der diesem zugeordnete Stößel 24. Auf der zweiten (unteren) Längsachse 37 liegen ebenfalls gleichachsig hintereinander das

Absperrmittel 22 und der diesem zugeordnete Stößel 25. Die Absperrmittel 21 und 22 sowie die Stößel 24 und 25 sind gleich ausgebildet.

Die Stößel 24 und 25 sind jeweils auf der Längsachse 36 bzw. 37 frei hin- und herverschiebbar in einer Durchgangsbohrung 38 gelagert. Die Durchgangsbohrung 38 jedes Stößels 24 und 25 geht aus von dem der Kolbenscheibe 26 des Steuerkolbens 19 zugeordneten Kolbenraum 28. Auf der gegenüberliegenden Seite münden die Durchgangsbohrungen 38 in Durchgangsbohrungen 39 zur Aufnahme der Absperrmittel 21 bzw. 22. In der jeweiligen Durchgangsbohrung 38 ist jeder Stößel 24 und 25 hin- und herbewegbar geführt und abgedichtet durch einen O-Ring 40.

Jedes der gleich ausgebildeten Absperrmittel 21 verfügt wie das Absperrmittel 20 über eine Druckfeder 41, eine als Schließkörper dienende Kugel 42 und einen O-Ring 43 zur Bildung eines Dichtsitzes der Kugel 42. Die Kugeln 42 sind den zu den Stößeln 24 und 25 weisenden Enden der Absperrmittel 21 und 22 zugeordnet.

Die Stößel 24 und 25 sind in der Länge derart bemessen, dass bei vollständig in seine Ausgangsstellung (Schließstellung des Steuerventils) zurückgefahrenem Steuerkolben 19 (Fig. 2) die den Kugeln 42 zugewandten Stirnseiten 44 der Stößel 24 und 25 bis dicht an die Kugeln 42 heranragen, ohne aber die Kugeln 42 zu berühren. Vorzugsweise ist zwischen den Stirnseiten 44 der Stößel 24 und 25 und den Kugeln 42 bei geschlossenem Steuerventil (Fig. 2) nur ein vernachlässigbarer kleiner Spalt vorhanden, der wesentlich kleiner ist als der Abstand der zum Absperrmittel 20 weisenden Stirnseite des Stößels 23 zur Kugel 33 des Absperrmittels 20. Die den Stirnseiten 44 gegenüberliegenden Rück-Seiten 45 der Stößel 24 und 25 liegen gemeinsam an der ins Innere des Ventilgehäuses 10 weisenden Innenseite der Kolbenscheibe 26 des Steuerkolbens 19 an.

Die Durchgangsbohrungen 39 der Absperrmittel 21 und 22 münden rückseitig in den an der hinteren Stirnseite 13 des Ventilgehäuses 10 befestigten Anschlüssen 46 für den Mittellufteingang 14 und den Hörnerlufteingang 15. Dadurch erstreckt sich ihre Durchgangsbohrung 39 teilweise in den Anschluss 46 hinein, wird also zum Teil vom jeweiligen Anschluss 46 gebildet.

Das Ventilgehäuse 10 ist mit drei Luftausgängen versehen, und zwar einem Steuerluftausgang 47 und zwei Sprühluftausgängen, wobei es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen Mittelluftausgang 48 und einen Hömerluftausgang 49 handelt. Der Steuerluftausgang 47 mündet in einem den hülsenförmigen Stößel 23

umgebenden Ringraum 50 im Ventilgehäuse 10. Dieser Ringraum 50 steht mit dem dem Kolbenfortsatz 27 zugeordneten Teil des Kolbenraums 28 in Verbindung. Bei geöffnetem Absperrmittel 20 kann somit Steuerluft über den Steuerlufteingang 12 zum Steuerluftausgang 47 strömen und damit das dem Steuerventil zugeordnete Sprühventil mit Steuerluft zum Öffnen der Ventilnadel, die den Austritt von Lack oder dergleichen freigibt, versorgt werden.

Der Mittelluftausgang 48 ist dem Absperrmittel 21 zugeordnet. Dabei mündet der Mittelluftausgang 48 in der Durchgangsbohrung 38 zur Führung des Stößels 24. Damit bei geöffnetem Absperrmittel 21 die Mittelluft durch den Mittelluftausgang 48 zum Sprühventil strömen kann, verfügt der Stößel 24 (wie auch der Stößel 25) an seinem Endbereich über eine Einschnürung, die sowohl bei geschlossenem als auch geöffneten Steuerventil einen Ringraum 53 um den eingeschnürten vorderen Teil des Stößels 24 (bzw. 25) freilässt. Ebenso strömt vom Hörnerlufteingang 15 Druckluft über das geöffnete Absperrmittel 22 und den Hörnerluftausgang 49 zum Sprühventil.

Nachfolgend wird die Funktion des zuvor beschriebenen Steuerventils im Zusammenhang erläutert:

Am Mittellufteingang 14 und am Hörnerlufteingang 15 steht ständig Luft mit einem an den nicht gezeigten Manometern separat für die Mittelluft und die Hörnerluft eingestellten Druck an. Der Steuerlufteingang 12 ist hingegen bei geschlossenem Steuerventil drucklos.

Beim in der Fig. 2 gezeigten geschlossenen Steuerventil sind durch die Druckfedern 32 und 41 die Kugeln 33 und 42 gegen die O-Ringe 34 und 43 gedrückt und damit alle drei Absperrmittel 20, 21 und 22 geschlossen. Durch die Vorspannung der Druckfedern 32 und 41 werden die Absperrmittel 20, 21 und 22 geschlossen gehalten, nämlich die Kugeln 33 und 42 durch die Druckfedern 32 und 41 luftdicht gegen die O-Ringe 34 und 43 gedrückt. Obwohl an den Mittellufteingang 14 und den Hörnerlufteingang 15 ständig Druckluft mit eingestelltem Druck ansteht, kann diese durch die Absperrmittel 21 und 22 nicht austreten. Bei geschlossenem Steuerventil wird das daran angeschlossene Sprühventil nicht mit Druckluft versorgt und bleibt demzufolge geschlossen.

Zum Öffnen des Steuerventils wird die Druckluftzufuhr zum Steuerlufteingang 12 geöffnet, so dass am Steuerlufteingang 12 Druckluft anliegt. Diese Druckluft gelangt in einen rückseitigen Kolbenraum 51 im Deckel 16, wodurch die Kolbenscheibe 26 des

Steuerkolbens 19 von der zum Deckel 16 weisenden Rückseite mit Druckluft beaufschlagt wird. Dadurch wird der Steuerkolben 19 bezogen auf die Darstellungen in den Fig. 2 und 3 nach rechts bewegt, also ins Innere des Ventilgehäuses 10. Dabei verschiebt der Steuerkolben 19 beide Stößel 24 und 25 in Richtung zu den davor angeordneten Absperrmitteln 21 und 22. Da die Stirnseiten 44 der Stößel 24 und 25 mit nur einem geringen Spalt unmittelbar vor den Kugeln 42 der Absperrmittel 21 und 22 enden, werden die Absperrmittel 21 und 22 schon beim anfänglichen Vorwärtsbewegen des Steuerkolbens 19 geöffnet, indem die Kugeln 42 gleichzeitig gegen die Druckfedern 41 gedrückt und dabei die Druckfedern 41 weiter vorgespannt werden. Hierbei werden die Dichtungen der Kugeln 42 an den O-Ringen 43 geöffnet, wodurch sogleich mit der Beaufschlagung des Steuerlufteingangs 12 mit Steuerluft die Absperrmittel 21 und 22 geöffnet werden und dadurch über den Mittelluftausgang 48 und den Hörnerluftausgang 49 das Sprühventil mit Mittelluft und Hörnerluft versorgt wird.

Da der dem Absperrmittel 20 des Steuerlufteingangs 12 zugeordnete hülsenartige Stößel 23 von der Kugel 33 des Absperrmittels 20 entfernt ist, gelangt die Stirnseite 35 des Stößels 23 erst zur Anlage an der Kugel 42 des Absperrmittels 20, wenn der Steuerkolben 19 nahezu vollständig in das Ventilgehäuse 10 vorgefahren ist (Fig. 3). Dadurch wird das Absperrmittel 20 für die Steuerluft erst wesentlich später als die Absperrmittel 21 und 22 für die Hörnerluft und die Mittelluft geöffnet. Die Folge, dass über den Steuerluftausgang 47 erst später Steuerluft zum Öffnen der Ventilnadel zum Sprühventil gelangen kann. Das auf diese Weise zeitversetzte, nämlich spätere Öffnen des Steuerluftausgangs 47 führt dazu, dass das Sprühventil erst mit Mittelluft und Hörnerluft versorgt wird und dann erst mit zu versprühender Farbe, indem erst nach der Bereitstellung der Mittelluft und der Hörnerluft die Steuerluft zum Öffnen der Ventilnadel dem Sprühventil zugeführt wird (Vorluftsteuerung).

In umgekehrter Reihenfolge erfolgt das Schließen des Steuerventils. Sobald der Steuerkolben 19 ein geringes Stück in seine Ausgangsstellung zurückgefahren ist, gelangt der hülsenförmige Stößel außer Kontakt mit der Kugel 33, so dass das Absperrmittel 20 zur Luftversorgung des Steuerluftausgangs 47 zuerst geschlossen wird. Die Folge ist, dass die Ventilnadel des Sprühventils schließt und dadurch der weitere Austritt von Lack aus dem Sprühventil gestoppt wird.

Erst später, nämlich wenn der Steuerkolben 19 nahezu vollständig in seine Ausgangsstellung (Fig. 2) zurückgelangt ist, werden die Absperrmittel 21 und 22 zur Unterbrechung der Mittel- und Hörnerluftzufuhr geschlossen, so dass noch Nachluft dem Sprühventil zur

Verfügung steht, wenn die Ventilnadel zum Austritt des Lacks bereits geschlossen ist (Nachluftsteuerung).

Damit der Steuerkolben 19 von der den Steuerluftausgang 47, den Mittelluftausgang 48 und den Hörnerluftausgang 49 freigebenden vorgefahrenen Stellung (Fig. 3) in seine zurückgefahrene Ausgangsstellung (Fig. 2) zurückgelangen kann, muss der Kolbenraum 28 entlüftet werden, und zwar sowohl der der Kolbenscheibe 26 zugeordnete größere Bereich des Kolbenraums 28 als auch der dem Kolbenfortsatz 27 zugeordnete kleinere Bereich des Kolbenraums 28. Die Belüftung des kleineren Bereichs des Kolbenraums 28 wird durch die hülsenartige Ausbildung des festen Stößels 23 vorgenommen, indem dieser, nämlich die innere Durchgangsbohrung derselben, in der Stirnseite 13 des Ventilgehäuses 10 mündet und dadurch mit der Umgebungsluft des Steuerventils in Verbindung steht.

Im größeren Teil des Kolbenraums 28 mündet eine Belüftungsbohrung 52. Die Belüftungsbohrung 52 erstreckt sich von der Außenseite des Ventilgehäuses 10 bis in den zur Unterbringung der Kolbenscheibe 26 des Steuerkolbens 19 dienenden Kolbenraum 28.

Es ist möglich, der Belüftungsbohrung 52 eine Drossel, beispielsweise Drosselrückschlagventil, zuzuordnen. Die Drossel dient dazu, die zum Zurückfahren des Steuerkolbens 19 in seine Ausgangsstellung (Fig. 2) erforderliche Luftzufuhr in den Kolbenraum 28 zu beeinflussen, so dass pro Zeiteinheit nur eine gewisse Luftmenge durch die Belüftungsbohrung 52 in das Steuerventil einströmen kann. Die Folge ist, dass der Steuerkolben 19 zeitverzögert in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Dadurch kann die Dauer der Nachluft, also die Zeitverzögerung zwischen der Unterbrechung der Steuerluftversorgung und der Unterbrechung der Sprühluftversorgung, verändert, insbesondere verlängert, werden.

Genauso ist es möglich, die beim Vorfahren des Steuerkolbens 19 zum Öffnen des Steuerventils aus dem Kolbenraum 28 ausströmende Luft zu drosseln, wodurch die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Steuerkolbens 19 verringerbar ist.

Durch Verwendung von Verstelldrosseln kann die Geschwindigkeit des Steuerkolbens 19 sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Steuerventils stufenlos verändert werden. Dadurch ist auch eine stufenlose Anpassung der Vorluftdauer und der Nachluftdauer des Sprühventils möglich. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorluft- bzw.

Nachluftdauer auch verändert werden durch eine Vergrößerung oder Verringerung des Abstands des Stößels 23 zur Kugel 33 des Absperrmitteis 20 für die Steuerluft.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Steuerventil nur zwei oder auch mehr als drei Absperrmittel aufweisen. Es ist auch denkbar, das Steuerventil zur Versorgung mehrerer Sprühventile mit Steuerluft und Sprühluft einzusetzen. Schließlich ist es auch denkbar, die Absperrmittel 21 und 22 nicht wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gleichzeitig zu öffnen und zu schließen, sondern zeitversetzt, indem ein Stößel 24 und 25 kürzer als der andere ausgebildet ist, wodurch das Absperrmittel 21 zeitversetzt vor oder nach dem Absperrmittel 22 geöffnet und auch geschlossen werden kann.

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Alfred Schütze
Apparatebau GmbH Hannoversche Straße 69-71

28203 Bremen

24. Juli 2003/7119 SCU-31-DE

Bezuqszeichenliste:

10	Ventilgehäuse
11	Stirnseite
12	Steuerlufteingang
13	Stirnseite
14	Mittellufteingang
15	Hömerlufteingang
16	Deckel
17	Gehäusekörper
18	Längsmittelachse
19	Steuerkolben
20	Absperrmittel
21	Absperrmittel
22	Absperrmittel
23	Stößel
24	Stößel
25	Stößel
26	Kolbenscheibe
27	Kolbenfortsatz
28	Kolbenraum
29	Durchgangsbohrung
30	Einschnürung
31	Verschlussscheibe
32	Druckfeder
33	Kugel
34	O-Ring
35	Stirnseite

36	Längsachse
37	Längsachse
38	Durchgangsbohrung
39	Durchgangsbohrung
40	O-Ring
41	Druckfeder
42	Kugel
43	O-Ring
44	Stirnseite
45	Rückseite
46	Anschluss
47	Steuerluftausgang
48	Mittelluftausgang
49	Hörnerluftausgang
50	Ringraum
51	rückseitiger Kolbenraum
52	Belüftungsbohrung
53	Ringraum

Claims (13)

1. Steuerventil für insbesondere eine Sprüheinrichtung zum zerstäubten Auftragen von spritzfähigen Stoffen, beispielsweise Farben, Kleber oder dergleichen, auf einen Gegenstand, mit einem Ventilgehäuse (10), das mindestens einen Lufteingang und mindestens einen Luftausgang aufweist und mit einem Steuerkolben (19), von dem ein dem mindestens einen Luftausgang zugeordnetes Abspermittel (20, 21, 22) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Luftausgänge vorgesehen sind, denen jeweils ein Absperrmittel (20, 21, 22) zugeordnet ist, von denen mindestens ein Absperrmittel (20) nach einem oder jedem anderen Absperrmittel (21, 22) betätigbar ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrmittel (20, 21, 22) gemeinsam vom Steuerkolben (19) betätigbar sind, wobei mindestens ein Absperrmittel (20) unabhängig zu dem oder jedem weiteren Absperrmittel (21, 22) betätigbar ist, insbesondere früher oder später.

3. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Absperrmittel (20) vom Steuerkolben (19) unabhängig von dem oder jedem anderen Absperrmittel (21, 22) sich öffnen und/oder schließen lässt.

4. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (19) durch ein Fluid, insbesondere pneumatisch, betätigbar ist, wobei vorzugsweise der Steuerkolben (19) durch die Steuerluft betätigbar ist.

5. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrmittel (20, 21, 22) einen federbelasteten Schließkörper, insbesondere eine Kugel (33, 42), aufweisen.

6. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper jedes Absperrmittels (20, 21, 22) durch eine ihm zugeordnete Feder, insbesondere Druckfeder (32, 41), in die Schließstellung bringbar ist.

7. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper jedes Absperrmittels (20, 21, 22) in der Schließstellung von der Feder gegen eine Dichtung, insbesondere einen O-Ring (34, 43), drückbar ist.

8. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Absperrmitteln (20, 21, 22), insbesondere den Schließkörpern derselben, Stößel (23, 24, 25) zum Öffnen des jeweiligen Absperrmittels (20, 21, 22), vorzugsweise zum Wegbewegen der Schließkörper gegen die Kraft der Federn von den Dichtungen, und zum gleichzeitigen Vorspannen der Federn, zugeordnet ist.

9. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige Stößel (23, 24, 25) bei geschlossenen Absperrmitteln (20, 21, 22) unterschiedliche Abstände zu den Schließkörpern aufweisen.

10. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige Stößel (23, 24, 25) vom Steuerkolben (19) verschiebbar sind, vorzugsweise gegen bzw. in Schließrichtung des Schließkörpers im Ventilgehäuse (10) hin- und herbewegbar sind.

11. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Absperrmittel (20) mit dem Steuerkolben (19) gegenüber einem festen Stößel (23) verschiebbar ist.

12. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Steuerkolbens (19) in mindestens einer Richtung, insbesondere in Schließrichtung der Absperrmittel (20, 21, 22), steuerbar ist.

13. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Steuerkolbens (19), insbesondere mindestens seine Schließgeschwindigkeit, durch eine gedrosselte Entlüftung eines Kolbenraums (28) des Steuerkolbens (19) steuerbar, insbesondere verzögerbar, ist.