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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht,
feinpulvrige Produkte, wie beispielsweise Mikroglaskügelchen,
automatisch zum Zeitpunkt des Markierens von Signalstreifen auf den
Straßen
und analogen Oberflächen
zu zerstäuben.
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Beispielhaft
sind verschiedene Vorrichtungen bekannt und werden benutzt, um Mikroglaskügelchen
zum Zeitpunkt des Aufbringens eines Materials aufzubringen, das
dazu bestimmt ist, Fahrbahnmarkierungen auf den Straßen herzustellen.
Die Mikrokügelchen
haben eine rutschfeste und Licht reflektierende Funktion. Wenn nur
eine rutschfeste Funktion erreicht werden soll, wird ein anderes
feinpulvriges Produkt als die Mikroglaskügelchen verwendet, wie grob
zerkleinerte Mineralien, beispielsweise Kieselerde. Eine Maschine,
die sich auf der Straße
bewegt, ermöglicht
Farbe auf den Boden und unmittelbar nach der Farbe die Mikrokügelchen
aufzubringen, damit sie an der Farbe anhaften.
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Deshalb
gibt es Vorrichtungen, die gemeinhin als „Kugelpistolen" bezeichnet werden,
und die überwiegend
im Bereich der Straßenmarkierung
eingesetzt werden.
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Die
Mikroglaskügelchen
werden durch einen konstanten Luftdruck aus einem Behälter gedrückt und
dann mittels einer Rohrleitung in die Pistole geleitet. Diese Pistolen
umfassen immer einen Durchgangsbereich zu einer Ausgangsleitung,
der gemäß den Modellen
definiert oder einstellbar ist, sowie ein Verschlussventil, das
erlaubt diesen Durchgang zu verschließen.
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Die
Schriften
US 3 967 784 und
US 5 169 262 beschreiben
solche Vorrichtungen, bei welchen das Ventil dazu bestimmt ist,
in einem Körper
zwischen einer Verschlussposition und einer Öffnungsposition zu gleiten.
Das feinpulvrige Produkt wird in eine Verteilerkammer, die das Ventil
umgibt, geleitet. Wenn sich das Ventil in der Öffnungsposition befindet, entweicht
das Produkt durch ein Auslassrohr, das auf der Achse des Ventils
angeordnet ist, Das Ventil wird durch einen Kolben in die Verschlussposition
bewegt, in welcher es zur Auflage auf einem Sitz kommt, so dass ein
Ende des Auslassrohrs und die Kammer des Körpers getrennt werden, um eine
Barriere zu bilden.
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Es
ist festzustellen, dass es mit solchen Vorrichtungen schwierig ist,
eine vollständige
Dichtheit bei einer Verwendung von Mikroglaskügelchen mit unterschiedlichen
Korngrößen sicherzustellen.
Während
des Einsatzes von Mikroglaskügelchen
laufen die Mikrokügelchen
Gefahr, sich zwischen dem Sitz und dem Ventil festzuklemmen. Wenn
eine große Glaskugel
zwischen dem Sitz und dem Ventil eingeklemmt bleibt, können die
feineren Kügelchen
weiterhin durchlaufen. Hieraus folgen dann das Entweichen von Mikroglaskügelchen
während
des Anhaltens der Vorrichtung und vor allem ein übermäßiger Luftverbrauch für den Transport
der Mikroglaskügelchen.
Folglich muss man den Luftkompressor unter Berücksichtigung dieser Entweichungen
dimensionieren oder die Kapazität
der Steuervorrichtungen des Ventils erhöhen, um eventuell eingeklemmte
Kügelchen
zerdrücken
zu können.
Diese Lösungen
verteuern den Preis der Ausstattungen.
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Außerdem weisen
bestimmte Maschinen Füllsysteme
für die
Mikroglaskügelchen
auf, welche einen in dem Behälter
erzeugten Luftunterdruck einsetzen. Hieraus ergibt sich das Ansaugen
von Luft auf der Höhe
der Barriere, was manchmal dazu führt, dass es unmöglich ist,
ein annehmbares Vakuum in dem Behälter zu erzeugen, um ein schnelles
Füllen sicherzustellen.
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Ein
weiterer Nachteil dieser auf dem Markt bekannten Pistolen besteht
darin, dass sie kein schnelles und kraftvolles Schließen des
Ventils zulassen. Die Reaktionszeit ist lang, was zu einer Verzögerung beim
Stoppen des Durchsatzes der Mikroglaskügelchen führt, womit eine entsprechende
Verschwendung stattfindet.
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In
bestimmten Pistolenmodellen wird eine Aufwirbelung zum Zeitpunkt
des Durchlaufens der Mikroglaskügelchen
durch den kalibrierten Durchgangsbereich erzeugt, was eine Verbesserung
des Abfließens
der Mikroglaskügelchen
an dieser Stelle zulässt.
Diese Aufwirbelung wird durch Einspritzen von Aufwirbelungsluft
erreicht, was die Montage dieser Pistolen ausschließlich in
Maschinen erfordert, die mit einer externen Quelle für Aufwirbelungsluft ausgestattet
sind.
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Die
Erfindung zielt darauf ab, eine Zerstäubungsvorrichtung bereitzustellen,
welche eine gute Verschlussdichtheit aufweist.
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Im
Hinblick auf dieses Ziel hat die Erfindung eine Zerstäubungsvorrichtung
für ein
feinpulvriges Produkt zum Gegenstand, mit:
- – einem
Gehäuse,
das sich entlang einer Hauptachse erstreckt,
- – einer
in dem Gehäuse
befindlichen Verteilerkammer, die dafür bestimmt ist, das feinpulvrige Produkt
am Eingang aufzunehmen,
- – einem
koaxial zur Hauptachse und mit der Verteilerkammer in Verbindung
stehendes Auslassrohr, um das feinpulvrige Produkt zum Auslass zu befördern,
- – einer
Verbindung zwischen der Verteilerkammer und dem Auslassrohr mit
einem ersten Sitz, der koaxial zur Hauptachse liegt,
- – einem
entlang der Hauptachse im Gehäuse
gleitend montierten Hauptstößel,
- – ersten
Betätigungsmitteln,
um den Hauptstößel zwischen
einer geöffneten
Position, in welcher der Durchlass zwischen der Verteilerkammer
und dem Auslassrohr offen ist, und einer geschlossenen Position,
in welcher ein Ende des Hauptstößels sich
in Auflage auf dem ersten Sitz befindet, um den Durchlass zwischen
der Verteilerkammer und dem Auslassrohr zu verschließen, hin-
und herzubewegen,
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Erfindungsgemäß umfasst
die Vorrichtung außerdem:
- – einen
koaxial in dem Hauptstößel gleitend
montierten inneren Stößel,
- – einen
zweiten, konzentrisch und im Inneren bezüglich des ersten Sitzes angeordneten
Sitz,
- – zweite
Betätigungsmittel
für den
inneren Stößel, um
den inneren Stößel zwischen
einer vorderen Position, die dem Auslassrohr am nächsten ist, und
einer hinteren Position, die von dem Auslassrohr am weitesten entfernt
ist, hin- und herzubewegen,
wobei das dichtende Ende des inneren Stößels mit dem zweiten Sitz in
Berührung kommt,
wenn zugleich der Hauptstößel in geschlossener
Position und der innere Stößel in der vorderen
Position sind.
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Dank
der Erfindung wird der Verschluss des Durchsatzes von feinpulvrigem
Produkt dadurch erreicht, dass zwei aufeinander folgende Barrieren
geschaffen werden, was erlaubt, eine sicherere Dichtheit zu erhalten.
Die erste Barriere wird durch die Auflage des Hauptstößels auf
dem ersten Sitz geschaffen und die zweite Barriere wird durch die
Berührung des
inneren Stößels mit
dem zweiten Sitz erzielt.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine bessere Luftdichtheit
zwischen dem Auslassrohr und der Verteilerkammer sicherzustellen.
Deshalb weist der innere Stößel vorteilhafter
Weise weiche Dichtungsmittel auf, die dafür bestimmt sind, gegen den
zweiten Sitz gedrückt
zu werden. Diese Art von Berührung
eines weichen Materials, wie eines Elastomers, mit dem Sitz ermöglicht in
hervorragender Weise, eine Luftdichtheit sicherzustellen.
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Vorzugsweise
sind die ersten und zweiten Betätigungsmittel
dafür vorgesehen,
dass zugleich die geöffnete
Position und die hintere Position gesteuert werden, und dass der
Hauptstößel in die
geschlossene Position kommt, bevor der innere Stößel in die vordere Position
gelangt. Dank dieser zeitlichen Verschiebung beim Verschließen befindet
sich die erste Barriere vor der zweiten an Ort und Stelle, und so
kann das unterstromig von dieser Barriere angeordnete feinpulvrige
Produkt weiter abfließen. Wenn
somit der innere Stößel mit
dem zweiten Sitz in Berührung
kommt, ist dieser Sitz sicherer frei von feinpulvrigem Produkt,
und die Dichtheit wird besser sichergestellt.
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Es
ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Zerstäubungsvorrichtung vorzuschlagen,
welche eine große
Verschlussgeschwindigkeit aufweist. Deshalb umfassen die ersten
Betätigungsmittel:
- – einen
Hauptzylinder, der in dem Gehäuse
koaxial zur Hauptachse angeordnet ist,
- – einen
an dem Hauptstößel befestigten
Hauptkolben, um zusammen mit dem Hauptzylinder ein Hauptstellglied
auszubilden, indem der Hauptzylinder in eine Öffnungskammer und eine Schließungskammer
aufgeteilt wird,
- – eine
Eintrittsöffnung
zum Öffnen,
um die Öffnungskammer
mit einem Fluid zu versorgen und somit den Durchlass des Hauptstößels in
die geöffnete
Position zu bringen, und
- – eine
Eintrittsöffnung
zum Verschließen,
um die Schließungskammer
mit einem Fluid zu versorgen und somit den Durchlass des Hauptstößels in die
geschlossene Position zu bringen.
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Es
wird eine Steuerung mit zwei doppelt wirkenden Stellgliedern geschaffen,
was eine hohe Umschaltgeschwindigkeit sicherstellt, die sowohl für das Schließen als
auch für
das Öffnen
nützlich
ist, um mit einer hohen Umschaltgeschwindigkeit eine Synchronisierung
des Aufbringens des feinpulvrigen Produktes mit dem Aufbringen einer
Farbschicht bestens sicherzustellen.
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Ergänzend weisen
die zweiten Betätigungsmittel
auf:
- – einen
inneren Zylinder, der in dem Hauptstößel koaxial zu der Hauptachse
angeordnet ist,
- – einen
inneren Kolben des inneren Stößels, um ein
inneres Stellglied mit dem inneren Zylinder zu bilden, indem der
innere Zylinder in eine hintere Kammer und eine vordere Kammer aufgeteilt wird,
wobei die vordere Kammer mit der Schließungskammer in Verbindung steht,
und
- – eine
in dem Hauptstößel angeordnete
Verbindungsöffnung,
um die hintere Kammer mit der Eintrittsöffnung zum Öffnen mit Hilfe der Öffnungskammer
in Verbindung zu bringen.
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So
wird die zeitliche Verschiebung zwischen dem Hauptstößel und
dem inneren Stößel während des
Schließens
der Vorrichtung erreicht. In der Tat, wenn ein unter Druck stehendes
Fluid durch die Eintrittsöffnung
zum Schließen
geleitet wird, werden die Schließungskammer und die vordere
Kammer unter Druck gesetzt. In klassischer Weise wird der Druck des
Fluids, mit welchem die Eintrittsöffnung zum Öffnen versorgt wird, gleichzeitig
nachgelassen. Da allerdings das Fluid in der hinteren Kammer die Öffnungskammer
durchqueren muss, bleibt der Druck in der hinteren Kammer höher als
in der Öffnungskammer,
was die Bewegung des inneren Stößels verlangsamt.
So erreicht der Hauptstößel die
Schließposition,
bevor der innere Stößel die
vordere Position erreicht.
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Gemäß einer
Weiterbildung ist eine Feder in der Schließungskammer angeordnet, wobei
die Feder dazu neigt, den Hauptstößel in die Schließungsposition
zu bewegen. Die Versetzung des inneren Stößels und des Hauptstößels wird
noch dadurch verstärkt,
dass die Feder bei der Bewegung des Hauptstößels in die geschlossene Position
mithilft. Wenn außerdem
das Öffnen
gesteuert wird, indem ein unter Druck stehendes Fluid durch die
Eintrittsöffnung
zum Öffnen
geleitet wird und indem der Druck an der Eintrittsöffnung zum
Schließen
nachgelassen wird, wird der Hauptstößel von der Feder festgehalten,
während
die hintere Kammer unter Druck gesetzt wird. Der innere Stößel bewegt
sich dann in die hintere Position. Das dichtende Ende ist somit
den Mikrokügelchen
weniger ausgesetzt, wenn der Hauptstößel die Barriere auf der Höhe des ersten
Sitzes freigibt. Außerdem
stellt die Feder sicher, dass sich der Hauptstößel in der Schließungsposition
befindet, wenn die Öffnungskammer
und die Schließungskammer
mit keinem Luftdruck versorgt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Eigenschaft weist die Vorrichtung ein verstellbares
Anschlagssystem auf, um einen Anschlag zu positionieren, wodurch entweder
die geöffnete
Position des Hauptstößels oder
die hintere Position des inneren Stößels definiert wird. So ist
eine Vorrichtung zur Regulierung des Mikrokügelchendurchsatzes vorhanden,
indem der Durchlassquerschnitt zwischen der Verteilerkammer und
dem Auslassrohr eingestellt wird durch eine Einstellung des Raumes
zwischen den Sitzen und dem Ende des Stößels, dessen Position betroffen
ist.
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In
besonderer Weise umfasst die Vorrichtung einen radial in dem Hauptstößel angebrachten
Stift, der in einer Ausnehmung des inneren Stößels hervorsteht, wobei die
Kanten der Ausnehmung die Anschläge
bilden, um den Lauf des inneren Stößels gegenüber dem Hauptstößel zu begrenzen.
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Gemäß weiteren
Weiterbildungen weist das Gehäuse
einen ersten Abstreifer um den Hauptstößel herum an der Einmündung in
die Verteilerkammer auf und/oder der Hauptstößel trägt einen Abstreifer um den
inneren Stößel herum
an der Einmündung
in die Verteilerkammer. So werden die Führungsflächen der Stößel vor dem Eindringen von
feinpulvrigem Produkt geschützt.
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Vorzugsweise
umfasst der innere Stößel einen
längsförmigen Kanal,
der an dem dichtenden Ende einmündet,
um Zerstäubungsluft
in die Achse des Auslassrohres zu leiten. So wird Luft in das Auslassrohr
entlang der Hauptachse geleitet und das feinpulvrige Produkt wird
durch diesen Strom zum Ausgang befördert. Wenn außerdem der
Hauptstößel in die
geschlossene Position gelangt, wird der Rest des feinpulvrigen Produktes
unterhalb der Barriere auf der Höhe
des ersten Sitzes auch in Bewegung gesetzt, und der zweite Sitz
wird sicherer freigemacht, um sicherzustellen, dass die Berührung mit dem
dichtenden Ende des inneren Stößels ohne
dazwischen eingeklemmtes Produkt stattfindet.
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Gemäß einer
ersten Option weist das Gehäuse
einen Einlass für
die Zerstäubungsluft
auf, wobei der Längskanal
an dem anderen Ende des inneren Stößels einmündet, wobei die Vorrichtung
Verschlussmittel aufweist, deren Öffnung von dem inneren Stößel gesteuert
wird, wenn sich der innere Stößel in der
hinteren Position befindet, um den längsförmigen Kanal und die Zufuhr
der Zerstäubungsluft
miteinander zu verbinden, wobei die Zerstäubungsluft somit durch den
längsförmigen Kanal
geführt
werden kann. Solch eine Vorrichtung ist an eine Zerstäubungsluftquelle
angeschlossen, an der es möglich ist,
eine Durchsatz- und Druckregelung vorzusehen. Die Zerstäubungsluft
wird nur dann eingespritzt, wenn sich der innere Stößel in der
hinteren Position befindet, wobei ihre Verteilung direkt von dem
inneren Stößel gesteuert
wird. Es gibt daher ein sehr einfaches Steuermittel.
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Gemäß einer
zweiten Variante weist der innere Stößel eine radial Einlassöffnung auf,
wodurch der längsförmige Kanal
und die hintere Kammer miteinander verbunden werden, um Zerstäubungsluft
in den längsförmigen Kanal
zu führen,
wenn unter Druck stehende Luft in der hinteren Kammer die hintere
Position steuert. So stammt die Zerstäubungsluft aus der Steuerluft
in der hinteren Kammer. Es ist somit nicht erforderlich, eine gesonderte
Zerstäubungsluftquelle
vorzusehen.
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Gemäß einer
dritten Variante, welche die beiden vorherigen miteinander kombiniert,
weist die Vorrichtung außerdem
erste abnehmbare Mittel auf, um die radiale Einlassöffnung zu
verschließen,
und zweite abnehmbare Mittel, um die Zerstäubungsluftzufuhr zu verschließen, wobei
entweder die ersten abnehmbaren Mittel oder die zweiten Mittel angeordnet
werden, um die Stelle auszuwählen,
woher die Zerstäubungsluft
stammt.
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Die
abnehmbaren Mittel sind typischer Weise Stopfen. So kann die gleiche
Vorrichtung an Maschinen eingesetzt werden unabhängig davon, ob sie über einen
Zerstäubungsluftgenerator
verfügen
oder nicht. In der Tat, reicht es je nach Maschine aus, einen der
Stopfen anzuordnen und den anderen abzunehmen, um die Vorrichtung
umzubauen. In einer Konfiguration stammt die Zerstäubungsluft
aus einer speziellen Quelle, während
in dem anderen Fall die Zerstäubungsluft
aus einer Übertragung
der aus der hinteren Kammer stammenden Steuerluft stammt.
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Die
Erfindung wird besser verstanden und weitere Besonderheiten und
Vorteile werden ersichtlich bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung,
wobei die Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erstellt ist, in welchen:
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1 im
Längsschnitt
eine Vorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung in der offenen Position darstellt, welche mit einer äußeren Aufwirbelungsluftversorgung
konfiguriert ist;
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2 eine ähnliche
Ansicht wie 1 ist, mit einer Konfiguration
für eine
interne Versorgung mit Aufwirbelungsluft;
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3 eine ähnliche
Ansicht wie 1 ist, wobei sich die Vorrichtung
in der geschlossenen Position befindet;
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4 eine
Ansicht der Einzelheit IV aus 3 ist;
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5 eine
Perspektivansicht und eine Ansicht im Längsschnitt der Vorrichtung
der 1 darstellt;
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6 eine ähnliche
Ansicht wie 1 einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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7 eine ähnliche
Ansicht wie 6 ist, wobei sich die Vorrichtung
in einer Zwischenposition befindet;
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8 eine ähnliche
Ansicht wie 6 ist, wobei sich die Vorrichtung
in einer geschlossenen Position befindet;
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9 eine
Ansicht der Einzelheit IX aus 8 ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 5 weist
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein Gehäuse 21 auf,
das sich entlang einer Hauptachse A erstreckt, die von einem Kopf 22 verlängert ist.
Der Kopf 22, der mit Hilfe von Schrauben 20 abnehmbar
an dem Gehäuse 21 befestigt
ist, umfasst eine Verteilerkammer 18, die mit einem praktisch
senkrecht zu der Hauptachse A liegenden Einlassrohr 30 in
Verbindung steht. Die Verteilerkammer 18 steht ebenfalls
mit einem Auslassrohr 31 in Verbindung, das praktisch koaxial
zu der Hauptachse A liegt. Das Einlassrohr 30 ist dafür bestimmt,
die Kammer 18 mit einem feinpulvrigen Produkt, wie Mikroglaskügelchen,
zu versorgen. Das Auslassrohr 31 ist vorgesehen, um das
feinpulvrige Produkt abzuleiten. Ein Ablenker 32 ist an
dem Auslassrohr 31 befestigt, um das feinpulvrige Produkt
in eine gewünschte
Richtung zu lenken. Ein an dem Gehäuse entlang der Hauptachse
A angebrachter Angussstutzen 33 bildet die Verbindung zwischen der
Verteilerkammer 18 und dem Auslassrohr 31. Das
Auslassrohr 31 ist an dem Kopf 22 abnehmbar angebracht
und es umschließt
ebenfalls eine gegen den Angussstutzen 33 austauschbare
Spritzdüse 19. Die
auswechselbare Spritzdüse 19 ermöglicht,
den Durchsatz an Mikrokügelchen
einzustellen, indem ihr Durchlassquerschnitt verändert wird.
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Ein
Hauptstößel 1 ist
in dem. Gehäuse 21 entlang
der Hauptachse A gleitend angebracht. Der Hauptstößel 1 umfasst
einen eingebauten Hauptkolben 36, der gleitend in einem
Hauptzylinder 37 angebracht ist. Der Hauptkolben 36 bildet
zusammen mit dem Hauptzylinder 37 ein Stellglied. Der Hauptkolben 36 unterteilt
den Hauptzylinder 37 in eine Öffnungskammer 38,
die auf der Seite des Kopfes 22 angeordnet ist, und eine
Schließungskammer 39,
die auf der anderen Seite des Hauptkolbens 36 angeordnet
ist. Ein Abstreifer 35 ist von dem Gehäuse 21 an der Einmündung des
Hauptstößels 1 in
die Verteilerkammer 18 getragen und umgibt den Hauptstößel 1. Eine
Feder 27 ist in der Schließungskammer 39 gelagert
und liegt einerseits auf einem an dem Gehäuse 21 befestigten
Lager 46 und andererseits auf dem Hauptkolben 36 derart
auf, dass sie dazu neigt, den Hauptstößel 1 in die Richtung
des Auslassrohres 31 zu drücken.
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Ein
innerer Stößel 4 ist
entlang der Hauptachse A gleitend in dem Hauptstößel 1 angebracht. Ein
innerer Kolben 40 ist ebenfalls in dem inneren Stößel eingebaut
und bildet ein Stellglied mit einem koaxial im Inneren des Hauptstößels 1 angeordneten Zylinder 41.
Der Kolben 40 begrenzt eine hintere Kammer 42 in
dem Zylinder 41, wobei die hintere Kammer 42 auf
der Seite des Kopfes 22 angeordnet ist. Auf der anderen
Seite des Kolbens 40 bezüglich der hinteren Kammer 42 befindet
sich eine vordere Kammer 43, die an dem Ende des Hauptstößels 1 in die
Schließungskammer 39 einmündet. Die Öffnungskammer 38 und
die hintere Kammer 42 stehen über eine Verbindungsöffnung 14,
die radial in dem Hauptstößel 1 durchgebohrt
ist, in Verbindung.
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Ein
elastischer Ring 52 ist in einer inneren Rille, die in
dem Hauptstößel 1 ausgebildet
ist, gelagert, um den Lauf des inneren Stößels 4 zu begrenzen,
indem er einen Anschlag für
den inneren Kolben 4 bildet. Dieser elastische Ring 52 ist
an der Grenze zu der vorderen Kammer angeordnet.
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Die
Schließungskammer 39 steht
mit einer Einlassöffnung
zum Schließen 8 in
Verbindung, um an ihr eine nicht dargestellte Versorgungsleitung
für Steuerfluid
anzuschließen.
Die Öffnungskammer 38 steht
in Verbindung mit einer Eintrittsöffnung zum Öffnen 9, um an ihr
eine weitere, nicht dargestellte Versorgungsleitung anzuschließen. Das
Steuerfluid besteht vorzugsweise aus Luft, könnte aber ebenso ein hydraulisches
Fluid sein.
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Der
Hauptstößel 1 weist
ein kegelstumpfartiges Ende 2 auf, das in der Verteilerkammer 18 angeordnet
ist. Dieses kegelstumpfartige Ende 2 ist dafür bestimmt,
mit einem ersten Sitz 3 des Angussstutzens 33 mit
ebenfalls kegelstumpfartiger Form in Berührung zu kommen. Ein dichtendes
Ende 44 des inneren Stößels 4 trägt ein Dichtungsgummi 5,
beispielsweise eine Lippendichtung. Das Dichtungsgummi 5 ist
dafür bestimmt,
durch Berührung
mit einem zweiten Sitz 6 eine Dichtung auszubilden. Der zweite
Sitz 6 mit zylindrischer Form ist in dem Angussstutzen 33 ausgebildet
und liegt koaxial zu der Hauptachse A.
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Der
innere Stößel 4 weist
einen längsförmigen Kanal 11 auf,
der sich beidseits in Längsrichtung entlang
der Hauptachse A durch den Stößel erstreckt.
Dieser längsförmige Kanal 11 ist
mit einer Spritzdüse 12 an
dem dichtenden Ende 44 des inneren Stößels versehen. Diese Spritzdüse 12 weist
eine Eintrittsöffnung
in Richtung des Auslassrohres auf. Eine radiale Eintrittsöffnung 23 ist
in dem inneren Stößel 4 angeordnet,
um den längsförmigen Kanal 11 und
die hintere Kammer 42 miteinander zu verbinden.
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Das
Gehäuse 21 umfasst
an seinem dem Kopf gegenüber
liegenden Ende das koaxial zu dem Gehäuse 21 liegende Lager 46,
das an dem Gehäuse
beispielsweise durch Verschraubung befestigt ist.
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Das
Lager 46 trägt
eine Stellschraube 45. Die Achse der Stellschraube 45 fällt mit
der Hauptachse zusammen. Die Stellschraube 45 weist an
ihrem Ende in Richtung des Kopfes eine einen Anschlag 51 bildende
Fläche
auf, die dafür
bestimmt ist, mit dem Ende des Hauptstößels 1 in Berührung zu kommen.
Die Stellschraube 45 ist ebenfalls entlang ihrer Achse
von einer Kugellagerung 10 durchbohrt. Die Kugellagerung 10 weist
an ihrem Ende einen Kugelsitz 47 auf. Eine Kugel 15 ist
in der Kugellagerung angeordnet und die Kugel 15 wird im
Inneren der Lagerung von einem Stift 17 gehalten, der die
Lagerung radial durchquert. Eine Kugelfeder 48 ist zwischen der
Kugel und dem Stift 17 angeordnet und neigt dazu, die Kugel
in Auflage gegen den Kugelsitz 47 in Richtung des Kopfes 22 zu
halten. Wenn die Kugel 15 gegen den Kugelsitz 47 gedrückt wird,
wird eine Dichtung zwischen der Kugellagerung 10 und einer Bohrung 49 ausgebildet,
welche an dem Ende der Stellschraube, das die Anschlag bildende
Fläche 51 trägt, einmündet.
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Der
innere Stößel 4 wird
ebenfalls in der Bohrung 49 geführt. Er weist an seinem dem
dichtenden Ende 44 gegenüber liegenden Ende eine Stange 24 auf,
die dafür
bestimmt ist, die Kugel entgegen der Feder 48 zu drücken. Die
Stange 24 weist eine radiale Eintrittsöffnung 50 auf, die
dafür bestimmt
ist, die Bohrung 49 und den längsförmigen Kanal 11 miteinander
zu verbinden.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird nunmehr beschrieben werden.
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Zum
Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung
muss das Einlassrohr 30 an eine Quelle angeschlossen werden,
die ermöglicht,
die Vorrichtung mit feinpulvrigem Produkt zu versorgen. Es kann
sich hierbei beispielsweise um einen Behälter handeln, der Mikroglaskügelchen
enthält
und unter Druck steht. Die Vorrichtung muss ebenfalls an Steuerleitungen
angeschlossen werden, um die Eintrittsöffnungen zum Öffnen 9 und
zum Schließen 8 mit
Steuerluft zu versorgen. Die Vorrichtung kann ebenfalls mit Zerstäubungsluft
versorgt werden. In diesem Fall wird eine Versorgungsleitung an
der Stellschraube 45 angeschlossen, um die Lagerung 10 mit
unter Druck stehender Zerstäubungsluft
zu versorgen. Andererseits ist die radiale Öffnung 23, wie 1 zeigt,
mit ersten abnehmbaren Mitteln, wie einem Stopfen 16, versehen.
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Die
Zerstäubungsluft
kann auch mit Hilfe der radialen Öffnung 23 in den Kanal 11 geleitet
werden. In diesem Fall wird die Kugellagerung 10 von zweiten abnehmbaren
Mitteln, wie einem in der 2 dargestellten
Stopfen 25 verschlossen.
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Um
das Öffnen
oder das Schließen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu steuern, wird von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung
unter Druck stehende Luft zu der einen der Eintrittsöffnungen zum Öffnen 9 oder
zum Schließen 8 geleitet,
während
die andere Eintrittsöffnung
dem Freien zugänglich
gemacht wird.
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Man
nimmt an, dass sich die Vorrichtung in einer Eingangsposition in
der Position befindet, wie sie in 1 dargestellt
ist, und welche eine Öffnungsposition
darstellt. Diese offene Position wird erhalten, wenn Druck von der
Eintrittsöffnung
zum Öffnen 9 übertragen
wird. Dieser Druck wird mit Hilfe der Verbindungsöffnung 14 in
die Öffnungskammer 38 und
die hintere Kammer 42 geleitet.
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Der
Druck in der Öffnungskammer 38 wirkt auf
den Hauptkolben 36 ein, um den Hauptstößel 1 in der offenen
Position, d.h. in Anschlag gegen die Anschlag bildende Fläche 51 der
Stellschraube 45 zu halten. Dieser Druck wirkt ebenfalls
der Wirkung der Feder 27 entgegen. Der Druck in der hinteren
Kammer 42 wirkt auf den inneren Kolben 40 des
inneren Stößels 4 ein,
um den inneren Stößel 4 gegen
den elastischen Ring 52 in eine hintere Position zurück zu drücken. In
dieser hinteren Position drückt
die Stange 24 auf die Kugel 15 entgegen der Kugelfeder 48,
so dass die Verbindung zwischen der Kugellagerung und der Bohrung 49 hergestellt
wird. Die Zerstäubungsluft
dringt somit über
die Kugellagerung 10 ein und strömt durch die radiale Eintrittsöffnung 50,
die Bohrung 49 und den längsförmigen Kanal 11 und wird
von der Spritzdüse 12 in
Richtung des Auslassrohres 31 verteilt. Die Zerstäubungsluft
treibt in ihrer Bewegung die in der Verteilerkammer enthaltenen Mikrokügelchen
an und treibt sie zu dem Auslassrohr 31 und dann gegen
den Ablenker 32. Die Kalibrierdüse 19 bestimmt durch
ihren Innendurchmesser den Kügelchendurchsatz,
der durch das Auslassrohr fließen
kann.
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Der
Durchsatz an Mikrokügelchen
kann auch durch die Position des Hauptstößels eingestellt werden, die
durch die Position der Stellschraube definiert ist. In der Tat ist
gemäß der Position
dieser Stellschraube der Durchlassquerschnitt zwischen dem Ende
des Hauptstößels und
dem ersten Sitz 3 größer oder
kleiner.
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Wenn
das Schließen
der Vorrichtung erreicht werden soll, wird Druck durch die Eintrittsöffnung zum
Schließen 8 geführt, während die
Eintrittsöffnung
zum Öffnen 9 auf
Umgebungsdruck gebracht wird. Der Luftdruck in der Schließungskammer 39, der
durch die Wirkung der auf den Hauptkolben 36 einwirkenden
Feder 27 herbeigeführt
wird, drückt den
Hauptstößel 1 in
Richtung des Auslassrohres 31 soweit zurück, dass
das kegelstumpfartige Ende 2 in Auflage gegen den ersten
Sitz 3 kommt. Während der
Bewegung des Hauptstößels 1 wird
der Druck in der Öffnungskammer 38 noch
durch die Begrenzung des die Öffnungskammer 38 verlassenden
Luftdurchsatzes gehalten. Dadurch wird der Druck in der hinteren
Kammer 42 noch aufrecht gehalten und die Bewegung des inneren
Stößels 4 wird
verzögert.
Wenn der Hauptstößel 1 in
einer Schließungsposition
gegen den ersten Sitz 3 anliegt, fällt der Druck in der Öffnungskammer 38 und
die in der hinteren Kammer 42 enthaltene Luft kann leichter
entweichen. So wird aufgrund des Drucks in der vorderen Kammer 43 die Bewegung
des inneren Stößels 4 durch
Einwirken des Drucks auf den inneren Kolben 40 erreicht.
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Aufgrund
dessen, dass weiterhin Zerstäubungsluft
aus der Spritzdüse 12 austritt,
werden die in dem Auslassrohr enthaltenen Mikrokügelchen während dieses Zeitraums weiterhin
ausgetrieben. Da der Hauptstößel 1 bereits
eine Barriere für
das Abfließen
der Mikrokügelchen
bildet, wird der Raum, der stromabwärts von dieser Barriere liegt,
vollständig
von dem Produkt frei gemacht. Wenn somit das dichtende Ende 44 des
inneren Stößels 4 auf
dem zweiten Sitz 6 in der vorderen Position ankommt, sind die
Mikrokügelchen
bereits abgeleitet und es kann durch das Dichtungsgummi 5 in
Auflage auf dem zweiten Sitz 6 eine Luftdichtheit erzielt
werden. Diese Dichtheit wird zugleich dann erhalten, wenn das Einlassrohr
unter Überdruck
oder unter Unterdruck steht.
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Zugleich
hört die
Stange 24 auf, gegen die Kugel 15 zu drücken und
diese wird durch die Kugelfeder 48 gegen den Kugelsitz
zurück
gedrückt.
Der Durchlass für
die Zerstäubungsluft
wird somit verschlossen.
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Wenn
das Öffnen
der Vorrichtung erreicht werden soll, wird ein Druck durch die Eintrittsöffnung zum Öffnen 9 eingebracht
und die Eintrittsöffnung 8 wird
auf Umgebungsdruck gebracht. So steigt der Luftdruck in der Öffnungskammer 38 und
der hinteren Kammer 42.
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Allerdings
widersetzt sich die Feder 27 zu Anfang der Bewegung des
Hauptstößels 1,
indem sie dem Druck der Öffnungskammer 38,
der auf den Hauptkolben 36 einwirkt, entgegenwirkt. Da
der Druck in der Schließungskammer 39 und
der vorderen Kammer 43 jedoch weggelassen wird, steht nichts
dagegen, dass der Druck der hinteren Kammer 42 auf den
inneren Kolben 40 einwirkt, um die Bewegung des inneren
Stößels 4 von
der vorderen Position in die hintere Position zu erreichen. Bei
seiner Bewegung in die hintere Position treibt der innere Stößel 4 die
Stange 24 derart an, dass diese Stange auf die Kugel 15 einwirkt
und sie ihre Position auf dem Kugelsitz 47 verlassen lässt. So
wird das Öffnen
der Zerstäubungsluftzufuhr
erreicht.
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Zugleich
wird der Druck in der Öffnungskammer 38 ausreichend
groß,
um der Wirkung der Feder 27 entgegen zu wirken und somit
die Bewegung des Hauptstößels in
die offene Position zu erreichen, und so findet sich dieser in der
in 1 dargestellten Position wieder, in welcher der
Hauptstößel im Anschlag gegen
die Stellschraube 45 ist.
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In
der in 2 gezeigten Konfiguration ist der Stopfen 16,
der in der radialen Öffnung 23 gelagert
ist, abmontiert, während
zweite abnehmbare Mittel, die einen Stopfen 26 bilden,
in dem längsförmigen Kanal 11 auf
der Höhe
der radialen Öffnung 50 angebracht
sind, um den Kanal zu verschließen.
Vorteilhafter Weise wird der Stopfen 16 so verwendet wie
der Stopfen 26. In dieser letzten Position ist die Kugellagerung 10 von
einem Stopfen 25 verschlossen (2), der
mit einem kleinem Luftloch versehen ist, welches durch einen Filter 28 geschützt werden
kann, um nur die in der Kugellagerung 10 enthaltene Luft
ein und aus zu lassen.
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In
dieser Konfiguration stammt die Zerstäubungsluft aus der hinteren
Kammer 42, indem sie durch das radiale Loch 23 strömt. Selbst
wenn sich der innere Stößel 4 in
der hinteren Position befindet und die Kugel 15 kein Hindernis
für den
Durchlass von Luft bildet, kann die Luft durch diese Öffnung aufgrund
des Vorhandenseins des Stopfens 26 nicht entweichen. So
kann die aus der hinteren Kammer 42 entnommene Luft in
den längsförmigen Kanal 11 strömen, um
durch die Spritzdüse 12 zu
entweichen. Zerstäubungsluft
wird somit nur dann eingespritzt, wenn Luft in die hintere Kammer 42 eingelassen
wird, d.h. wenn das Öffnen
gesteuert wird. Es gibt somit ein einfaches Mittel, um die Zerstäubungsvorrichtung an
eine Maschine anzupassen, die nicht über eine Zerstäubungsluftquelle
verfügt.
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Während einer
Wartungsoperation der Vorrichtung ist es möglich, das Auslassrohr 31 und
die Düse 19 auszubauen,
ohne jedoch die Dichtheit zwischen der Verteilerkammer und dem Auslassrohr 31 zu
beeinträchtigen.
Der Wartungsvorgang wird damit vereinfacht.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung, die in den 6 bis 9 dargestellt
ist, unterscheidet sich die Vorrichtung von der ersten Ausführungsform
im Wesentlichen dadurch, dass sich einerseits die Spritzdüse durch
eine konische Form verlängert,
und andererseits dadurch, dass die Stellschraube einen Anschlag
aufweist, der dafür
bestimmt ist, einzig mit dem inneren Kolben in Berührung zu
kommen. Wenn sich daher die Vorrichtung in der offenen Position
befindet, befindet sich der Hauptstößel in einer Öffnungsposition
am hinteren Anschlag in einer wiederholbaren Position. Dahingegen
kann nur die hintere Position des inneren Stößels mit Hilfe der Stellschraube
eingestellt werden. Dank dieser Einstellung wird die Position der
Spritzdüse
im Inneren der Verteilerkammer definiert; insbesondere wird die
Position des Kegels dieser Spritzdüse bezüglich des ersten Sitzes definiert.
So kann der Durchlassquerschnitt zwischen der Verteilerkammer und
dem Auslassrohr eingestellt werden.
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Die
Vorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Gehäuse 121, das
sich entlang einer Hauptachse A erstreckt. Sie weist eine Verteilerkammer 118 auf,
die mit einem praktisch senkrecht zu der Hauptachse A liegenden Einlassrohr 130 in
Verbindung steht. Die Verteilerkammer 118 steht ebenfalls
mit einem Auslassrohr 131 in Verbindung, das praktisch
koaxial zu der Hauptachse A liegt. Ein Ablenker 132 ist
an dem Auslassrohr 131 befestigt, um das feinpulvrige Produkt
in eine gewünschte
Richtung zu lenken. Ein an dem Gehäuse entlang der Hauptachse
A angebrachter Angussstutzen 133 bildet die Verbindung
zwischen der Verteilerkammer 118 und dem Auslassrohr 131. Das
Auslassrohr 131 ist abnehmbar angebracht.
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Ein
Hauptstößel 101 ist
in dem Gehäuse 121 entlang
der Hauptachse A gleitend angebracht. Der Hauptstößel 101 umfasst
einen eingebauten Kolben 136, der gleitend in einem Hauptzylinder 137 angebracht
ist. Der Hauptkolben 136 bildet zusammen mit dem Hauptzylinder 137 ein
Stellglied. Der Hauptkolben 136 unterteilt den Hauptzylinder 137 in
eine Öffnungskammer 138,
die auf der Seite des Auslassrohres 131 angeordnet ist,
und eine Schließungskammer 139,
die auf der anderen Seite des Hauptkolbens 136 angeordnet
ist. Ein Abstreifer 135 ist von dem Gehäuse 121 an der Einmündung des
Hauptstößels 101 in
die Verteilerkammer 118 getragen und umgibt den Hauptstößel 101.
Eine Feder 127 ist in der Schließungskammer 139 gelagert
und liegt einerseits auf einem an dem Gehäuse 121 befestigten
Lager 146 und andererseits auf dem Kolben 136 derart
auf, dass sie dazu neigt, den Hauptstößel 101 in die Richtung
des Auslassrohres 131 zu drücken.
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Ein
innerer Stößel 104 ist
entlang der Hauptachse A gleitend in dem Hauptstößel 101 angebracht.
Ein dichtendes Ende des inneren Stößels 104 mündet ebenfalls
in die Verteilerkammer 118. Auf dieser Höhe weist
der Hauptstößel 101 eine
Aushöhlung auf,
in welcher ein zweiter Abstreifer 171 gelagert ist, um
eine Dichtheit zwischen den beiden Stößeln herzustellen.
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Ein
innerer Kolben 140 ist ebenfalls in dem inneren Stößel eingebaut
und bildet ein Stellglied mit einem koaxial im Inneren des Hauptstößels 101 angeordneten
Zylinder 141. Der Kolben 140 begrenzt eine hintere
Kammer 142 in dem Zylinder 141, wobei die hintere
Kammer 142 auf der Seite des Auslassrohres 131 angeordnet
ist. Auf der anderen Seite des inneren Kolbens 140 bezüglich der
hinteren Kammer 142 befindet sich eine vordere Kammer 143,
die an dem Ende des Hauptstößels 101 in
die Schließungskammer 139 einmündet. Die
Schließungskammer 139 steht
mit einer Eintrittsöffnung
zum Schließen 108 in
Verbindung, während
die Öffnungskammer 138 mit
einer Eintrittsöffnung
zum Öffnen 109 in
Verbindung steht. Die Öffnungskammer 138 und
die hintere Kammer 142 stehen über einen Öffnungskanal 114,
der radial in dem Hauptstößel 101 durchgebohrt ist,
in Verbindung.
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Gegenüber dem Öffnungskanal 114 ist
ein Stift 161 gleitend in einer Bohrung 160 angebracht, welche
radial in dem Hauptstößel 101 ausgebildet
ist. Der Stift 161 steht in einer an dem inneren Stößel 104 vorgesehenen
Ausnehmung 162 hervor und wird von einem den Hauptstößel umgebenden
Sprengring 164 elastisch in dieser Position gehalten. Die
Ausnehmung ist in Richtung des Auslassrohres 131 von einem
Kragen 163 begrenzt.
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Der
Hauptstößel 101 weist
ein kegelstumpfartiges Ende 102 auf, das in der Verteilerkammer 118 angeordnet
ist. Dieses kegelstumpfartige Ende 102 ist dafür bestimmt,
mit einem ersten Sitz 103 des Angussstutzens 133 mit
ebenfalls kegelstumpfartiger Form in Berührung zu kommen. Das dichtende
Ende 144 des inneren Stößels 104 trägt ein Dichtungsgummi 105,
das dafür
bestimmt ist, durch Berührung
mit einem zweiten Sitz 106 eine Dichtung auszubilden. Der
zweite Sitz 106 mit zylindrischer Form ist in dem Angussstutzen 133 ausgebildet
und liegt koaxial zu der Hauptachse A.
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Der
innere Stößel 104 weist,
wie in der ersten Ausführungsform,
einen längsförmigen Kanal 111 auf,
der mit einer Spritzdüse 112 an
dem dichtenden Ende 144 versehen ist. Diese Spritzdüse 112 weist eine
Eintrittsöffnung
in Richtung des Auslassrohres auf. Sie weist die Form einer Spitze
auf, die sich über das
dichtende Ende 144 hinaus erstreckt. Eine radiale Eintrittsöffnung 123 ist
in dem inneren Stößel 104 angeordnet,
um den längsförmigen Kanal 111 und
die hintere Kammer 142 miteinander zu verbinden. In 6 ist
die radiale Eintrittsöffnung 123 von
einem Stopfen 116 verschlossen, um die Vorrichtung mit
einer unabhängigen
Zerstäubungsluftquelle
zu benutzen. Ebenso wie in der ersten Ausführungsform kann die Steuerluft
als Zerstäubungsluft
durch Weglassen des Stopfens 116 und durch Anbringen eines
Stopfens zum Verschließen
des längsförmigen Kanals 111 verwendet
werden.
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Das
Gehäuse 121 umfasst
an seinem dem Auslassrohr 131 gegenüber liegenden Ende das koaxial
zu dem Gehäuse 121 liegende
Lager 146, das an dem Gehäuse beispielsweise durch Verschraubung
befestigt ist. Das Lager 146 trägt eine Stellschraube 145,
deren Achse mit der Hauptachse A zusammenfällt. Die Stellschraube 145 weist
an ihrem Ende in Richtung des Auslassrohres 131 eine einen Anschlag 151 bildende
Fläche
auf, die dafür
bestimmt ist, mit dem inneren Kolben 136 in Berührung zu
kommen. Die Stellschraube 145 weist die gleiche Kugelvorrichtung
wie zuvor beschrieben auf.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
ist ähnlich
derjenigen gemäß der ersten
Ausführungsform.
Allerdings gelangt der Hauptstößel 101 in
der offenen Position direkt in Anschlag gegen das Lager 146,
während
der innere Kolben 140 des inneren Stößels 104 in Anschlag
gegen die den Anschlag 151 bildende Fläche gelangt. Der Stift 161 ermöglicht,
indem er einen Anschlag gegen den Kragen 163 bildet, den
Lauf des inneren Stößels 104 bezüglich des
Hauptstößels 101 zu
begrenzen, insbesondere wenn sich der innere Stößel in die hintere Position
bewegt, und eventuell den inneren Stößel 104 anzutreiben,
wenn sich der Hauptstößel 101 in
die geschlossene Position bewegt.