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Spritzpistole Die Neuerung bezieht sich auf eine Spritzpistole für
Farbe und dergl. und insbesondere auf eine Pistole zur hydraulischen Zerstäubung
und zum Spritzen von Farben und anderen Flüssigkeiten.
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Bisher erfolgte das Sprühen dadurch, dass man Farbe in einen Luftstrom
hohen Druckes brachte, der aus einer Sprühdüse austrat. Die Luft diente zum Zerstäuben
und zum Vorwärtstreiben der Farbe gegen die Oberfläche, die mit der Farbe versehen
werden sollte. Mit derartigen Spritzpistolen war man in der Lage, Farbe von ziemlicher
Gleichmässigkeit über Oberflächen beliebiger Formen aufzubringen. Die komprimierte
Luft, die aus der Düse austrat, verwandelte die Farbe in einen Nebel von ziemlich
gleichmässiger Dichte, der auf die zu besprühende Oberfläche aufgebracht wurde,
und zwar in elliptischer Form mit einem Randteil, der eine abnehmende Farbintensität
aufwies.
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Diese Form gestattet ein kontinuierliches Sprühen mit der Spritzpistole
längs der zu besprühenden Oberfläche, und zwar in Richtung der kürzeren Achse der
Ellipse. Man konnte so einen gleichmässigen Streifen erzeugen, dessen Ränder farbschwächer
waren,
so dass aufeinanderfolgende parallele Streifen mit der Spritzpistole
sich mit den Rändern überlappten und das Aufbringen eines gleichmässigen Überzuges
gewünschter Dichte über die ganze Oberfläche ermöglichten.
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Der Hauptnachteil der Verwendung von Luftsprühpistolen besteht in
der Tatsache, dass die komprimierte Luft, die zum Zerstäuben und Befördern des Mediums
dient, entweichen muss und eine erhebliche Menge Farbe und Lösungsstoffe der Farbe
mit sich trägt. Dies bedeutet eine verhältnismässig grosse Verschwendung von Farbe
; ebenso wird eine grosse Menge von Luft mit brennbarer Farbe und Lösungsmitteldämpfen
erzeugt, die mit Hilfe von Hauben, Abzügen und dergl. von den zu besprühenden Flächen
abgeleitet werden müssen.
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Man hat bereits versucht, dieses"Übersprühen" dadurch zu verhindern,
dass man die flüssige Farbe mit hoher Geschwindigkeit durch Zerstäungsdüsen drückt,
und zwar mit scharfen äusseren Kanten ohne Verwendung von Luft. Solch "luftfreies"Sprühen
verlangt, das die flüssige Farbe unter hohem Druck gepumpt wird, um die nötige Geschwindigkeit
durch die Düsen zu ermöglichen und um eine hydraulische Zerstäubung zu erzielen.
Die Schwierigkeit der Verteilung und des Zersprühens der Farbe hängt u. a. von der
Viskosität, der Oberflächenspannung und der Dichte der Farbe ab. Ein einwandfreies
Versprühen hat manbisher mit vielen Materialien nicht erreicht. Es wurden weiter
Anstrengungen unternommen, um das Versprühen und die Verteilung zu verbessern, indem
man die Farbe erhitzte, wodurch die Viskosität und die Oberflächenspannung
spannung
abnimmt. Jedoch ändert dies nicht die Dichte selbst bei der Verwendung hoher hydraulischer
Drucke. Keine dieser Anstrengungen löste das Problem für hochwertige Anstriche.
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Alle diese früheren Versuche, die Nachteile des Luftsprühens auszuschalten,
ergaben ein nicht gleichmässiges Versprühen und brachten ungleichmäßige Stärken,
sogen."pigtails", der aufgebrachten Farbe an entgegengesetzten Enden der ovalen
Aufträge und das Fehlen der verdünnten Randteile, die mit den Luftsprühpistolen
erreicht werden und die notwendig sind, um ein Überlappen aufeinanderfolgender Sprühvorgänge
zu erlauben, damit ein gleichmässiger Film erhalten wird. Die typischen luftfreien
Sprühdüsen, die man bisher verwandte, haben eine kleine Öffnung, gewöhnlich von
elliptischer Form mit scharfen Kanten. Solch eine Düse erzeugt Kontraktionen bezw.
Zusammenziehungen, bedingt durch die starke Beschleunigung der Flüssigkeit, wenn
diese durch die Mündung der Düse hindurchgeht. Da die typische luftfreie Sprühdüsenöffnung
eine elliptische Form hat mit Scheiteln oben und unten, die notwending sind, um
das elliptische Muster zu erreichen, tendiert die Schaffung der Kontraktion dazu,
den Durchgang der Flüssigkeit über die scharfen Scheitel zu verhindern und dadurch
die volle Versprühqualität, die notwendig ist, zu erzielen. Diese geringe Versprühung
oben und unten an der Öffnung bringt die dicken Ränder ("pig-tails") hervor, von
denen bereits gesprochen wurde. Bemühungen, diese üblichen Schwierigkeiten bei normalen
luftfreien Spritzpistolen zu verhindern, schliessen eine Reduktion der Viskosität
durch Verdünnung oder eine Zunahme des Druckes
Druckes ein, was
gleichfalls kein Vorteil ist, da solch eine Druckzunahme durch eine Zunahme des
Volumens durch das Zentrum der Düse begleitet ist, welches ein"Wegfliessen"als Ergebnis
von übermässigem Materialfluss ergibt. Da es unmöglich ist, die Kontraktion durch
eine Öffnung in Stromlinienform zu verhindern, da die Form der Öffnung so bleiben
muss, wie sie entwickelt wurde, hat man sie ausgeschaltet, indem man den Flüssigkeitsstrahl
beschleunigte, bevor er in die Sprühdüse eingeführt wurde aufeine Geschwindigkeit,
die ungefähr gleich der Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist, die durch die Sprühdüse
selbst fliesst. Wenn man die Flüssigkeit auf diese Weise steuert, hat man jede Tendenz
vermieden, eine Kontraktion zu bilden und hat einen im wesentlichen gleichförmigen
Druck und eine ebenso gleiche Geschwindigkeit über das ganze Gebiet der Sprühdüse
erhalten, so dass die Flüssigkeit gleichmässig zerstäubt und über das Sprühmuster
mit einer gleichmäßigen Reduktion in der Dichte und des fächerförmigen Randes des
Musters verteilt wird. All die Vorteile der früheren Luft-und luftfreien Methoden
sind bei der Neuerung unter Ausschaltung der vorher vorhandenen Nachteile verwirklicht
worden.
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Die bekannten Formen von Spritzpistolen haben Durchgänge, die so
eingerichtet sind, dass sie mit einer Farbenquelle unter hohem Druck verbunden werden,
einen Ventilkörper in dem Durchgang mit einem Ventilkanal, der vollkommen hindurchgeht,
einem Nadel-oder Kugelventil mit einem Betätigungsteil, das in dem Durchgang beweglich
ist und das an der Aufwärtsstromseite dieses Ventils sitzt, um den Fluss zu unterbrechen.
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Ferner
Ferner ist eine Sprühdüse vorgesehen, die
an der Pistole an der Abwärtastromseite der Ventilplatte angebracht ist. Die herkömmlichen
Sprühdüsen haben längliche oder ovale Düsenöffnungen, wobei die Fläche der Öffnung
variiert von einem Kreis von ca. 0,23 mm bis zu einer Fläche eines Kreises von etwa
0,7mm.
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Der Ventilkanal und alle Durchgänge vor der Düsenöffnung sind im wesentlichen
grösser gehalten als die Fläche der Düsenöffnung, um den Druckabfall und die Zusammenziehung
des Strahles möglichst klein zu halten und um ferner einen hohen Druck an der Düsenöffnung
zu bekommen, um eine gute Zerstäubung zu erhalten.
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Bei den bisherigen Spritzpistolen erreicht die Farbe die Düse unter
hohem Druck, jedoch bei relativ kleiner Geschwindigkeit ; in der Düsenöffnung selbst
fand eine Beschleunigung auf eine hohe Geschwindigkeit und niederen Druck im Sprühfächer
statt. Daraus resultierte eine Zusammenziehung, die zu einer unerwünschten Verteilung
und Zerstäubungscharakteristik der früheren luftlosen Sprühpistolen führte.
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Gemäss der Neuerung sind bei einer luftfreien Spritzpistole mit einem
Durchgqng, der an eine unter Druck stehende Farbenquelle angeschlossen werden kann,
ferner mit einer Sprühspitze, die eine Düsenöffnung aufweist, die axial durch die
Spitze hindurchgeht und flüssige Farbe von dem Durchgang aufnehmen und diese als
feinen Nebel versprühen kann, wobei die Düsenöffnung eine Querschnittsfläche hat,
die kleiner ist, als die Querschnittsfläche des Durchganges, Mittel, z. B. ein verengtes
Mundstück vorgesehen zwischen dem Durchgang und der
der Sprühspitze
zur Schaffung eines eingetauchten Strahles (sogen."aubmerged jet") von Farbe, der
gegen die Sprühspitze gerichtet ist und koaxial mit der Düsenöffnung ist, wobei
der Strahl eine Geschwindigkeit und einen Druck hat, wie Geschwindigkeit und Druck
der Farbe durch die Düsenöffnung.
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Entsprechend der vorliegenden Neuerung bewegt sich also die Farbe
als eingetauchter Strahl ("submerged Jet") hoher Geschwindigkeit und niederem Druck
in der Düsenöffnung, wobei der Strahl sich genügend ausbreitet, um die Öffnung auszufüllen.
Die Kontraktionen werden auf diese Weise eliminiert und es wird eine gleichförmige
und vollständige Zerstäubung erreicht.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Neuerung ist eine verjüngte
Öffnung zwischen dem Ventil und der Düse vorgesehen, um die Farbe auf die gewünschte
Geschwindigkeit zu beschleunigen. Die Öffnung liegt in einer Linie mit der zentralen
Achse der Düsenöffnung und sendet einen eingetauchten Strahl in einem Raum, der
im wesentlichen einen grösseren Durchmesser hat als die Öffnung, durch welche der
Strahl hindurchgeht. Der Strahl breitet sich genügend aus, um die Düsenöffnung bei
hoher Farbgeschwindigkeit auszufüllen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Neuerung bleibt der relativ
grosse Durchmesser des Ventilkanals der früheren Spritzpistolen unverändert. Es
ist jedoch ein Loch in die Kammer grossen Durchmessers zwischen der Ventilplatte
und der Düse gebohrt, wobei diese Bohrung mit einem Rückleitungsschlauch verbunden
ist, der zur Eingangsseite der Druckpumpe
pumpe führt, so dass die
Farbe durch den Ventilkanal mit gleichen hohen Geschwindigkeiten und mit niederem
Druck hindurchgeht, mit der sie auch die Düsenöffnung passiert und aus ihr austritt
; der Uberschluss, der durch den Ventilkanal herausgehenden Farbe kehrt infolge
der grösseren Fläche durch das oben erwähnte Loch zu der Eingangsseite der Pumpe
zurück.
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Jede der genannten Ausführungsformen erzielt die Vorteile der Neuerung,
nämlich eine gleichmässige Zerstäubung und Verteilung der Farbe in einem Sprühfächer,
wobei ein Sprühmuster mit dünneren Rändern erreicht wird.
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In den Fig. 1 bis 9 sind Ausführungsformen der Neuerung dargestellt.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht und Teilschnitt durch eine luftfrei
Spritzpistole nach der Neuerung.
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Fig. 2 ist ein starker vergrösserter Querschnitt durch den Ventilteil
und die Sprühdüse einer Spritzpistole nach der Neuerung.
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Fig. 3 ist eine vergrösserte Stirnansicht nach der Linie 3-3 der
Fig. 2, gesehen in Richtung der Pfeile.
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Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, gesehen
in Richtung der Pfeile.
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Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus dem Querschnitt durch die Sprühdüse
entlang der Linie 5-5 der Fig. 4, gesehen in Richtung der Pfeile.
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Fig. 5a ist eine weitere Vergrösserung des mittleren Teiles der Fig.
5, wobei die Düsenöffnung dargestellt ist «
Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch etwas verkleinert,
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Neuerung..
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Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 6 mit einer weiteren Abwandlung.
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Fig. 8 ist ein ähnlicher Querschnitt durch eine Sprühdüse, die eine
weitere Abwandlung der Neuerung zeigt.
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Fig. 9 zeigt einen gespritzten Farbstreifen, der durch Sprühen mit
einer Spritzpistole nach der Neuerung hergestellt ist, wobei ein zweiter Sprühteil
den ersten Streifen überlappt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Spritzpistole besteht aus einem Handgriff
10 mit einem darauf angebrachten Oberteil 11, an dem der Spritzteil 12 durch eine
Schraube 13 befestigt ist.
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Der Spritzteil 12 weist eine axiale Bohrung 14 auf, die ein Innengewinde
15 an dem vorderen Ende trägt und eine Bohrung 16 geringeren Durchmessers am hinteren
Ende. Der Gewindestutzen 17 öffnet sich nach der Unterseite der Bohrung 14 und ist
so ausgebildet, dass er einen kombinierten Drehzapfen und Filterhalter 18 tragen
kann. Der Drehzapfen 18 hat einen vergrösserten Durchgang, der einen Filter 19 aufnimmt
; an seinem unteren Ende trägt er ein Gewinde, um eine Mutter 20 aufzunehmen, in
der drehbar ein Kupplungsglied 21 befestigt'ist, das mit dem Ende eines flexiblen
Schlauches verbunden werden kann, der mit einer Hochdruck-Farbenpumpe verbunden
ist. Das Kupplungsglied 21 ist drehbar mit der Mutter 20 in geeigneter Weise verbunden,
und zwar mit Hilfe eines Metallringes 22 ;
das innere Ende-des
Kupplungsgliedes 21 ist durdh einen Dichtungsring 21a mit dem Glied 21 und der inneren
Wandung des Drehzapfens 18 verbunden. Der Drehzapfen 18 hat Aussenflächen 18a, so
dass er beim Festhalten das Griffes 10 mit Hilfe eines Schlüssels abgeschraubt werden
kann. Dabei kann der Filter 19 entfernt bezw. wieder eingesetzt werden. Der Drehzapfen
18 kann durch Ansetzen eines Schlüssels an die Flächen 18a und eines weiteren Schraubenschlüssels
an die Mutter 20 auseinandergeschraubt werden, um eine neue Packung anzubringen.
Durch diese Anordnung ist es möglich, den Filter 19 herauszunehmen, ihn zu reinigen
oder ihn wieder einzusetzen. Dies kann schnell mit Hilfe eines einzigen Schraubenschlüssels
erfolgen, ohne dass die Drehzapfenverbindung besondere Aufmerksamkeit erfordert.
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Der Schlauch, der mit dem Kupplungsglied 21 verbunden ist, kann eine
Abzweigung haben mit einer Überleitung, die über ein Reduzierventil zu den Eingang
der Pumpe führt, falls es gewünscht ist, eine Heizvorrichtung in die Zufuhrleitung
einzuschalten. Wenn keine Rezirkulation notwendig oder gewünscht ist, kann das Kupplungsglied
21 mit einem einzelnen Schlauch verbunden werden, der zu einer unter Druck stehenden
Farbwelle führt, beispielsweise zu der Ausgangsseite einer Pumpen Eine Mutter 23
ist in das Gewindeende 15 der Bohrung 14 eingeschraubt und hält den Ventilkörper
24 in einer Stellung an dem vorderen Ende der Bohrung 14. Durch den Ventilkörper
24 geht ein axialer Ventilkanal 25 hindurch. Das innere Ende davon kann durch ein
Kugelventil 26 geschlossen werden, das durch eine axial verlaufende Ventilstange
27 gehalten wird. Die Ventilstange 27 wird in der Bohrung 16 geführt und geht durch
eine Stopfbuchsenmutter 28
mutter 28, welche das freie Ende der
Bohrung 16 abdichtet. Die Ventilstange 27 ist in geeigneter Weise vorgespannt, um
den Ventilkanal 25 abzuschliessen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein durch Schrauben einstellbares
Glied 30 vorhanden, das in eine Hülse 31 eingeschraubt ist. Diese Hülse ist in dem
Handgriff 10 befestigt.
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Das einstellbare rohrförmige Glied 30 umfasst eine Feder 32, die so
angeordnet ist, dass sie eine Druckhülse 33 einstellbar an der Ventilstange 27 hält.
Das vordere Ende der Druckhülse 33 hat einen Flansch 34, gegen den sich der drehbare
Abzug 35 legen kann. Wenn man den Abzug 35 gegen den Handgriff 10 zieht, zieht er
die Ventilstange 27 zurück und öffnet dabei den Ventilkanal 25.
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Der Spritzteil 12 am vorderen Ende der Bohrung 14 hat ein Aussengewinde,
um eine Mutter 36 aufzunehmen, welche eine Sprühdüseneinheit am vorderen Ende der
Spritzpistole trägt. Wie man am besten aus der Fig. 2 erkennt, hat der Ventilkörper
24 einen Abschnitt 40 geringeren Durchmessers an seinem vorderen Ende, der in eine
Bohrung 41 in der Mutter 23 hineinpaßt. Der Ventilkörper 24 sitzt fest in der Mutter
23, so dass er in seiner Lage gehalten wird und gegen Flüssigkeit abgedichtet ist
; der Ventilkörper selbst besteht vorzugsweise aus einem harten korrosionsfesten
Material, beispielsweise aus Wolframkarbid. Wie man aus Fig. 2 ersieht, begrenzt
der Ventilkanal 25 eine konische Sitzfläche 42, gegen die sich ein Kugelventil 26
legt ; an seinem entgegengesetzten Ende steht der Kanal 25 mit einem Mundstück 43
verringerten Durchmessers in Verbindung. Das Mundstück 43 ist vorzugsweise ein gerades
zylindrisches Loch mit einer axialen Länge, die etwa das Doppelte bis Zehnfache
dew Durchmessers beträgt.
Die Sprühdüseneinheit 37 besteht aus einem Haltestück 44 mit einem
nach aussen gehenden Flanschstück 45, das gegen den inneren Flansch der Mutter 36
anliegt. Eine Sprühspitze 46 hat ein reduziertes vorderes Endteil 47 und ist unter
Druck in eine entsprechende axiale Öffnung 48 in dem Haltestück 44 eingesetzt.
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Die Spitze 46 besteht vorzugsweise aus hartem korrosionswiderstandsfähigem
Material, beispielsweise Wolframkarbid ; sie hat eine verhältnismässig grosse Bohrung
49, die vom inneren Ende ausgeht.
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Eine kleine Bohrung 50 ist in dem vorderen Teil der Sprühspitze 46
vorgesehen, um die Sprühdüsenöffnung zu bilden. Die Bohrung 49 endet vorzugsweise
in einer im wesentlichen senkrechten Wandung oder Schulter, wie in der Figur dargestellt.
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Eine Abstandshülse 51 sitzt in dem Haltestück 44 und stößt gegen
das rückwärtige Ende der Sprühspitze 46 und gegen das vordere Ende der Mutter 23,
die flüssigkeitsdicht gegen die Mutter 36 anliegt. Die Abstandshülse 51 hat eine
innere Bohrung 52, wie dargestellt ; sie hat einen grösseren Durchmesser als die
Bohrung 49 in der Sprühspitze 46 ; ihr Durchmesser ist vorzugsweise mindestens so
gross wie der Durchmesser der Bohrung 49.
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Die Sprühöffnung selbst ist ausgebildet, wie dies in den Fig. 3 bis
5a dargestellt ist. Vor dem Teil geringen Durchmessers 47 der Sprühspitze 46 ist
ein Vorsprung 55, der, wie man erkennt, flache Flächen 56 und 57"hat und eine gebogene
Endfläche 58. Ein konischer Schlitz 59 ist quer durch den Vorsprung 55 hindurchgeschnitten.
Der Schlitz verengt sich zu einer engen Weite, die gleich der ovalen Sprühdüsenöffnung
ist. Die Bohrung 50 ist zunächst als Blindbohrung ausgebildet, die in einem kreisförmigen
Ende 60
Ende 60 endet ; der Schlitz 59 ist durch den Vorsprung
55 hindurchgeschnitten, und zwar tief genug, um die Bohrung 50 zu schneiden.
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Die Sprühöffnung ist also ein ovaler bezw. länglicher Schlitz 61,
der eine Länge hat, die gleich dem Durchmesser der Bohrung 50 ist und eine kürzere
Dimension, die gleich der Minimalbreite des konischen Schlitzes 59 ist.
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Bei einer qtimalen Einstellung ist die verengte Mündung 43 in dem
vorderen Ende des Ventilkörpers 24 als runde Bohrung angeordnet, und zwar von einem
Durchmesser, der derart ist, dass die Fläche gleich der Fläche der ovalen Sprühöffnung
61 ist. Die Bohrung 50, die zu der Sprühöffnung führt, hat einen grösseren Durchmesser
als die Mündung 43. Wenn Farbe unter hohem Druck zu der Spritzpistole über den Schlauch
zugeführt wird, der mit dem Kupplungsglied 21 verbunden ist, und wenn das Ventil
26 geöffnet ist, fliesst Farbe unter Hochdruck durch den Ventilkanal 25 und wird
dann beschleunigt mit einem darauf folgenden Druckabfall durch die verengte Öffnung
43. Der Raum in den Bohrungen 49 und 52 ist mit Farbe gefüllt. Durch die Bohrung
50 tritt Farbe in die ovale Sprühöffnung 61 aus. Ein Strom hoher Geschwindigkeit
von Farbe bewegt sich axial aus der Öffnung 43 und geht durch die Mitte des Raumes
in den Bohrungen 49 und 52 als"untergetauchter" (submerged) Strahl und tritt in
die Bohrung 50 ein, wobei er sich bei dem Durchgang durch die Löcher 49 und 52 genügend
ausbreitet, um die Bohrung 50 völlig auszufüllen.
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Die Fläche der Mündung 43 ist gleich der Fläche der Düsenöffnung
61 ; der Druck durch die Mündung 43 fällt dabei von dem relativ hohen Druck, der
dabei in dem axialen Ventilkanal 25 entsteht. Die Farbe wird durch die Bohrung 50
und die Sprühöffnung
öffnung 61 durch die Geschwindigkeit des untergetauchten
Strahles getrieben, und zwar mit einem verhältnismässig geringen Druckabfall gegenüber
einem solchen, der durch die Düsenöffnung bei einem Hochdruck an der Einlaßseite
der Düse gehen würde, wie bei den Spritzpistolen, die bisher verwendet wurden. Die
flüssige Farbe in den Bohrungen 49 und 52 befindet sich ebenfalls unter einem verhältnismässig
geringen statischen Druck und bekommt eine toroidale Rollbewegung durch die Tätigkeit
des untergetauchten Strahles, der vorwärtsgetrieben wird mit dem Strahl nahe der
Achse und der rückwärts um die Peripherie der Bohrungen 49 und 52 fliesst.
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Da die umgebende Flüssigkeit sich frei bewegen oder umwälzen kann,
bietet sie verhältnismässig wenig Reibungswiderstand für den untergetauchten Strahl,
der von der Mündung 43 geliefert wird. Hierdurch wird die Menge von Farbe nicht
wesentlich verringert, die durch die Düsenöffnung 61 bei einem gegebenen Druck in
der Bohrung 14 hindurchtreten kann.
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Bei dieser Anordnung wird die durch die Düsenöffnung 61 gelieferte
Farbe vollständig und gleichmässig zerstäubt, wenn sie die scharfen äusseren Kanten
der Düsenöffnung passiert ; sie wird dabei nach vorne in einem ovalförmigen Fächer
zerstäubt.
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Der Sprühfächer ist dabei vollständig oder im wesentlichen frei von
Kontraktionen und sprüht gleichmässig in alle Richtungen in dem Masse, wie er sich
von der Sprühdüsenöffnung entfernt. Der Sprühfächer erzeugt ein Muster, wie es schematisch
in Fig. 9 dargestellt ist mit einem mittleren ovalen Teil 62 aus einem Farbfilm
gleichmässiger Dicke und einem ausgefransten Rand 63, in dem die Menge der Farbe
gleichmässig bis zur äusseren Kante des ge-
spritzen Musters zurückgeht. Auf diese Weise kann der Arbeiter
den Sprühfächer gegen eine Oberfläche richten, die gestrichen werden soll, indem
er die Spritzpistole abwärts bewegt und in Richtung der kurzen Achse des Musters.
Er kann dabei einen gleichförmig gemalten Streifen 64 jeder gewünschten Länge erzeugen.
Ein folgender Streifen kann anliegend an den ersten Streifen aufgebracht werden,
wobei die Randteile sich überlappen, so dass die Dicke des Films im wesentliche
gleichmässig ist über die ganze zu bespritzende Oberfläche. Die überlappenden Randabschnitte
können sich gegenseitig verstärken, wie dies bei 65 dargestellt ist.
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Wie oben angegeben ist, hat bei einer optimalen Anordnung die Querschnittsfläche
der Mündung 43 die gleiche Grösse wie die Fläche der Düsenöffnung 61. Es ist indessen
wünschenswert, eine Anzahl verschieden grosser und verschieden geformter Düsenöffnungen
zu verwenden, abhängig von dem erforderlichen Flüssigkeitvolumen, das für das zu
besprühendd Material erforderlich ist. So ist bei Verwendung einer langsam trocknenden
Emaillefarbe, die in einem dünnen Überzug aufgebracht werden muss, zur Vermeidung
von Fließstellen und Einbuchtungen eine Düsenöffnung erforderlich, die eine Fläche
hat gleich der Fläche eines Kreises von ca. 0, 28 bis 0,33 mm Durchmesser, wobei
andere Stoffe Öffnungen grösserer Fläche erlauben bezw. ein anderes Verhältnis zwischen
Längs-und Breitendimensionen der ovalen Öffnung.
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Gewöhnlich wechselt man die Sprühspitzen, die benötigt werden, durch
einfaches Abschrauben der Mutter 36, wobei die Sprühspitzeneinheit 37 durch eine
andere Einheit ersetzt wird. Da es schwer ist, die verengte Mündung 43 jedesmal
bei einer anderen Sprühspitzeneinheit zu ersetzen, wurde festgestellt, dass es ausreichend
reichend
ist, wenn man drei verschiedene Grössen der Mündung 43 verwendet. So wurde gefunden,
dass dann, wenn die Mündung 43 aus einem runden Loch besteht mit einem Durchmesser
von ca. O, 3mm man ausreichende Resultate erhält mit Düsen, bei denen die Fläche
der Dtisenöffnung 61 variiert von einer Fläche, die gleich der eines runden Loches
von einem Durchmesser von etwa 0,28 mm bis 0,38 mm ist. Für grössere Düsenöffnungen,
in denen die Fläche der Düsenöffnung 61 variiert von einem Kreis von ca. 0,38 mm
bis zu der Fläche eines Kreises von etwa 0,5 mm wurde gefunden, dass ausreichende
Ergebnisse erzielt werden, wenn die Mündung 43 einen - Durchmesser von etwa 0,46
mm hat. Für Düsen mit einer Kreisfläche von etwa 0,5 mm bis 0,79 mm Durchmesser
werden zufriedenstellende Resultate mit einer Mündung, die einen Durchmesser von
0,63 mm hat, erzielt. Diese drei Stufen umfassen praktisch den gesamten gebräuchlichen
Bereich.
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Wenn die Fläche der Mündung 43 grösser ist als die Düsenöffnung 61,
ist die Geschwindigkeit des eingetauchten Strahles, der von der Mündung 43 geliefert
wird, geringer als die Geschwindigkeit durch die Düsenöffnung 61. Wenn diese Geschwindigkeitsdifferenzen
genügend gross sind, tendieren sie zur Erzeugung einer Kontraktion des Sprühfächers
und stören die gleichmässige Zerstäubung und Farbverteilung, die durch diese Neuerung
erreicht wird. Es wurde gefunden, dass die kritische Grenze erreicht wird, wenn
die Fläche der Mündung 43 etwa zweimal so gross ist, wie die Fläche der Düsenöffnung
61. Wenn die Fläche der Mündung 43 kleiner ist, als die Fläche der Düsenöffnung
61, kann eine gleichmässige Zerstäubung und Verteilung trotzdem erreicht werden,
jedoch wird eine geringere Menge Farbe geliefert, als bei der besonderen Düse
| bei einem T |
| bei einem gegebenen Druck, Wenn der Strahl, der durch die Mündung |
geschickt wird, zu klein ist, füllt er nicht die Bohrung 50 aus und der gewünschte
Sprühfächer wird nicht erzeugt. Es wurde gefunden, dass die kritische Grenze in
dieser Richtung erreicht wird, wenn die Fläche der Mündung 43 etwa ein Viertel der
Fläche der Düsenöffnung 61 beträgt.
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Es ist ebenfalls notwendig, dass die Mündung 43 genügend lang ist,
um einen eingetauchten Strahl zu erzeugen, der als Strahl solange besteht, bis er
die Öffnung 50 füllt und erreicht, die zu der Düsenöffnung 61 führt. Zu gleicher
Zeit ist es wünschenswert, die Länge der Mündung so kurz wie möglich zu halten,
so dass sie die Farbmenge nicht wesentlich reduziert, die von der Düsenöffnung unter
einem gegebenen Druck geliefert wird. Es wurde gefunden, dass die optimale axiale
Länge der Mündung 43 ungefähr dreimal so gross sein sollte, wie der Durchmesser
; jedoch wurden auch befriedigende Ergebnisse erzielt, wenn die axiale Länge nicht
| weniger als zwei Durchmesser beträgt. Eine axiale Länge der
Mündung |
| CD |
43 bis zum Zehnfachen des Durchmessers beeinträchtigt das Farbvolumen nicht wesentlich
; auch wird kein übermässig hoher Druck in der Zuleitung benötigt.
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Es ist ebenfalls notwendig, dass die Mündung 43 in einer Linie und
koaxial mit der Bohrung 50 liegt oder mit der Mittelachse der Düsenöffnung 61, so
dass der eingetauchte Strahl, der von der Mündung 43 geliefert wird, gleichmässig
die Düsenöffnung 61 ausfüllt. Es wurde weiter festgestellt, dass ein vergrösserter
Raum oder eine Kammer, wie sie etwa durch die Bohrungen 49 und 52 zwischen der Mündung
43
Mündung 43 und der Bohrung 50 geschaffen ist, in gleicher Weise
wichtig ist für beste Ergebnisse. Dabei wurde festgestellt, dass di axiale Länge
dieser Kammer etwa 1/4 Zoll (ca. 6 cm) bei normalen Material sein sollte und bei
Mündung-und Düsenflächen im oben angebenen Rahmen. Zum Versprühen von Material mit
hoher Dichte und/ oder Oberflächenspannung sollte der Abstand vorzugsweise grösser
sein, damit der untergetauchte Strahl sich genügend ausbreiten kann, um die Düsenöffnung
zu füllen, jedoch ohne sie zu überlasten. Für Stoffe unterhalb der gewöhnlichen
Dichte und/oder Oberflächenspannung gibt eine kürzere axiale Länge optimale Resultate.
Eine übermässige Länge tendiert dazu, das Ausbreiten des untergetauchten Strahles,
der von der Mündung 43 geliefert wird, zu vergrössern, wobei der Druck zunimmt und
eine Reduktion der Geschwindigkeit auftritt. Eine ungenügende axiale Länge dieses
Raumes hat die Tendenz, eine komplette Füllung der Düsenöffnung zu verhindern, insbesondere
an den Enden der Längsachse der Düsenöffnung 61.
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In der Fig. 6 ist eine abgewandelte Form der Neuerung dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform ist der Sprühteil 112 der Spritzpistole und die Düseneinheit
37 im wesentlichen identisch mit den Teilen 13 und 12 der zuerst beschriebenen Ausführungsform.
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Die verengte Mündung ist indessen durch ein zusätzliches Glied gebildet,
anstelle am Ende des Ventilkörpers 24 zu sitzen. Wie man aus Fig. 6 erkennt, hat
der Ventilkörper 124 eine gerade zylindrische Bohrung 125, die vollkommen durch
den Körper 124 hindurchgeht. Das innere Ende ist durch ein Kugelventil 126 abgeschlossen.
die Die Mutter 123 hat eine reduzierte Bohrung 141, durch/eine Schul-
| ter gebildet wird, gegen welche das vordere Ende des Ventilkörpers |
| 124 |
124 anstößt. Die Mutter 123 hat an ihrer Vorderfläche einen Einschnitt,
der eine Scheibe 170 aufnimmt. Die Scheibe 170 besteht aus einem harten Material,
beispielsweise Wolframkarbid ; in ihrer Mitte hat sie eine kleine Öffnung 143. Die
Scheibe 170
| legt sich gegen die Abstandshülse 151, die wiederum gegen die |
Sprühspitze 146 anliegt. Alle diese Teile werden durch die Mutter 136 flüssigkeitsdicht
zusammengehalten.
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Die Öffnung 143 ist vorzugsweise ein gerades Loch mit rundem Querschnitt,
wobei die Fläche im wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der Sprühöffnung
in der Sprühspitze 146 ist. Die Verhältnisse der Flächen und Abstand der Teile sind
die gleichen wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform. Die Scheibe 170 hat
eine Dicke, um die gewünschte axiale Länge der Öffnung 143 zu erhalten. Ähnlich
wie im vorstehenden beschrieben kann die Länge zwischen dem Doppelten und dem Zehnfachen
des Durchmessers der Öffnung sein. Die Scheibe 170 kann eine Öffnung 143 haben,
die für die verschiedenen Grössen der Sprühdüsen passt, wie dies im Zusammenhang
mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Es ist aber auch möglich, für
jede verschiedene Grösse eine besondere Scheibe 170 mit einer entsprechenden Sprühöffnung
zu verwenden. Auf diese Weise kann man jeweils eine optimale Beziehung zwischen
der Fläche der Sprühöffnung und der Fläche sowie der axialen Länge der Öffnung 143
erhalten.
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Eine weitere Ausführungsform der Neuerung ist in Fig. 7 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform bildet die verengte Mündung 243 die Form einer Scheibe
270 mit einem zentralen Zapfen 271, der in eine Bohrung 249 eingesetzt wird in der
Sprühspitze 248. Der zentrale Zapfen 271 kann so ausgebildet sein, dass er
er
genau in die Bohrung 249 passt, so dass sichergestellt ist, das, die Öffnung 243
genau axial zur Düsenöffnung liegt. Dieser Zapfen kann natürlich auch bei der vorher
beschriebenen Ausführungsform verwendet werden in Verbindung mit der Pig. 6.'Die
Scheibe 270 kann auswechselbar sein, so dass man die korrekte Grösse und Länge der
Öffnung 243 für jede der beschriebenen Düsenöffnungen bei der Spritzpistole verwenden
kann.
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Eine weitere Ausführungform der Neuerung ist in Fig. 8 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform ist keine verengte Öffnung zwischen dem Ventil und der
Sprühöffnung verwendet. Anstelle dessen wird die Farbe auf die gewünschte Geschwindigkeit
beschleunigt, indem man ein grösseres Volumen durch den Ventilkörper drückt als
es durch die Sprühöffnung geliefert würde. Bei dieser Form ist die Mutter 323 an
dem vorderen Ende der Bohrung 314 in der Spritzpistole eingeschraubt und trägt den
Ventilkörper 324. Der Ventilkörper hat eine gerade zylindrische Öffnung 325, die
vorzugsweise eine grössere Fläche hat als die grösste bei der Spritzpistole verwendete
Sprühdose. Die Mutter 323 hat eine Bohrung 341, die im wesentlichen den gleichen
Durchmesser hat wie die Bohrung 325 in dem Ventilkörper, dessen Fortsetzung sie
bildet. Die Bohrung 341 öffnet sich in das Innere der Abstandshülse 351, die wiederum
in Verbindung steht mit der grösseren Bohrung 349 in der Sprühspitze 346, und zwar
im wesentlichen in gleicher Weise wie in den Ausführungsformen in den Fig. l bis
5. Durch den vorderen Flansch der Mutter 323 ist ein radiales Loch 373 gebohrt,
das von der Bohrung 341 zu dem Ringraum 374 führt zwischen dem Umfang der Mutter
Mutter
323 unddem Inneren der Mutter 336. Ein weiteres radiales Loch 375 geht durch die
Seitenwandung der Mutter 336 und ist mit einer Rückleitung, beispielsweise einen
Schlauch 376 verbunden, der unter atmosphärischem Druck steht, also beispielsweise
mit
| der Eingangsseite der Druckpumpe oder dergl. verbunden ist.
Die |
| radialen Bohrungen 373 und 375 haben genügend grossen Durchmesser, |
| um keinen Überdruck zu erzeugen, so dass der Druck in der Bohrung |
| 341 im wesentlichen auf Atmosphärendruck reduziert wird. |
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Bei dieser Anordnung strömt bei offenem Kugelventil 326 Hochdruckfarbe
von der Bohrung 314 durch den Ventilkanal 325 mit einer Geschwindigkeit, die durch
die Druckspitze und den Durchmesser des Ventilkanals 325 bestimmt ist. Der Druck
fällt dann etwa auf Atmosphärendruck, wenn die Farbe die Bohrung 341 erreicht.
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Der eingetauchte Strahl hoher Geschwindigkeit, der axial von der Bohrung
341 ausgeht, wird dann durch die Sprühöffnung in die Sprühspitze 346 getrieben,
und zwar im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit. Der Überfluss an Farbe
infolge des grossen Durchmessers der Bohrung 325 tritt durch die radialen Bohrungen
373 und 375 aus und nimmt atmosphärischen Druck an.
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Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung gestattet es, mit einem einzigen
Ventilkörper eine grosse Anzahl Sprühdüsen verschiedener Öffnung zu verwenden und
liefert die Farbe durch die Düsenöffnung, ohne wesentliche Änderung in der Geschwindigkeit,
so dass keine Kontraktion in dem Sprühfächer auftritt und man eine gleichmässige
Zerstäubung und eine gewünschte Verteilung der Farbe in der gleichen Weise erhält,
wie dies bei den Anordnungen nach den Fig. l bis 7 beschrieben ist.
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Ansprüche