DE19544016A1 - Zerstäubungskopf für Flüssigkeiten sowie Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken mit Flüssigkeiten mit solchen Zerstäubungsköpfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerstäubungskopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken mit Flüssigkeiten unter Verwen­ dung derartiger Zerstäubungsköpfe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.

Zerstäubungsköpfe der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art finden sich in unterschiedlicher Weise als Zerstäubungsköpfe in auf dem Markt befindlichen Spritzpistolen.

Derartige Zerstäubungsköpfe erzeugen generell einen rotationssymmetrischen Tröpfchenkegel mit vorgegebenem Öffnungswinkel. Möchte man mit derartigen Zerstäubungs­ köpfen Werkstücke innerhalb einer genau vorgegebenen Randkontur, die oft rechteckig oder polygonal ist, mit einer Flüssigkeit besprühen, so muß man den Öffnungswin­ kel des Tröpfchenkegels klein wählen und mit einem bewegten Zerstäubungskopf über die zu besprühende Fläche fahren, was zeitraubend ist und bei Automatisierung einen hohen Aufwand für einen Koordinatenantrieb des Zerstäubungskopfes und dessen Steuerung notwendig macht. Arbeitet man mit einer größeren Anzahl gemäß dem abzudeckenden Oberflächen­ bereich verteilter Zerstäubungsköpfe, so bedeutet dies angesichts der Kosten eines Zerstäubungskopfes und der mit ihm verbundenen Installation wiederum einen erheblichen Aufwand. Außerdem ist das Umstellen einer entsprechenden Anordnung von feststehenden Zerstäubungsköpfen von einer zu besprühenden Flächengeometrie auf eine andere mit vielen mechanischen Änderungen und viel Zeit verbunden.

Es wurde nun herausgefunden, daß man in vielen Fällen das Besprühen von rechteckigen oder polygonale Randkon­ tur aufweisenden Teilbereichen von Werkstückoberflächen dadurch vereinfachen kann, daß man Düsenköpfe verwendet, die einen unrunden Querschnitt aufweisenden Tröpfchenkegel erzeugen. Derartige Querschnitte sind z. B. schmale Recht­ ecke. Mit solchen Querschnitten des Tröpfchenkegels kann man vor einem Zerstäubungskopf oder einer Reihe von Zer­ stäubungsköpfen bewegte Werkstücke sehr präzise be­ sprühen.

Um diesen Vorteil zu erhalten, wird durch die Erfindung ein Zerstäubungskopf vorgeschlagen, bei welchem zusätz­ lich zu der die Flüssigkeit zerstäubenden Düseneinrich­ tung eine Tröpfchenkegel-Formdüseneinrichtung vorgesehen ist, welche Luftstrahlen gegen den zunächst rotations­ symmetrischen Tröpfchenkegel richtet und diesem so poly­ gonale Querschnittsform gibt, insbesondere ihn zu einem flachen Rechteck-Kegel breitdrückt.

Die Merkmale eines solchen Zerstäubungskopfes sind im Anspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand von Unteransprüchen.

Ein Zerstäubungskopf, wie er im Anspruch 2 angegeben ist, erzeugt einen Tröpfchenkegel, dessen transversaler Quer­ schnitt einem schmalen Rechteck entspricht, dessen Schmal­ seiten durch kleine Halbkreise gebildet sind. Anders gesagt: Durch die im Anspruch 2 angegebene Steuerdüsen­ einrichtung wird der Tröpfchenkegel plattgedrückt, wodurch seine Dimension in der einen Richtung verkürzt, in der anderen Richtung vergrößert wird.

Bei einem Zerstäubungskopf nach Anspruch 6 kann man den von der Zerstäubungsdüseneinrichtung erzeugten Tröpf­ chenkegel auch asymmetrisch abplatten.

Bei einem Zerstäubungskopf gemäß Anspruch 7 wird zusammen mit der Beaufschlagung durch Zerstäubungsluft zugleich auch die Flüssigkeitszufuhr zur Zerstäubungs-Düseneinrich­ tung eingeschaltet.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 gestat­ tet es, den Flüssigkeitsdurchsatz durch die Zerstäubungs- Düseneinrichtung auf einfache Weise präzise vorzugeben.

Bei einem Zerstäubungskopf gemäß Anspruch 9 kann man den Flüssigkeitsdurchsatz von einer externen Steuerein­ heit her einstellen.

Ein Zerstäubungskopf gemäß Anspruch 10 eignet sich beson­ ders gut zur Zerstäubung von hochviskosen Flüssigkeiten.

Bei einer Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken, wie sie im Anspruch 11 angegeben ist, erfolgt das Ein- und Ausschalten der Zerstäubungsköpfe in Abhängigkeit von der Stellung des Werkstückes bezüglich der Zerstäu­ bungskopfanordnung.

Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 12 erhält man auf einfache Weise ein in gewünschter Weise nur teilweises Besprühen der Werkstückoberflächen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist gewährleistet, daß die auf die Werkstückoberfläche pro Flächeneinheit aufgebrachte Flüssigkeitsmenge unab­ hängig davon ist, mit welcher Geschwindigkeit das Werk­ stück an der Zerstäubungskopfanordnung vorbeibewegt wird.

Dabei ist bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 14 auto­ matisch mitberücksichtigt, daß die von den Zerstäubungs­ köpfen abgegebenen Tröpfchenkegel eine bestimmte Zeit­ spanne benötigen, um die Werkstückoberfläche zu erreichen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 eignet sich besonders zum Besprühen von Werkstückoberflächen mit hochviskosen Flüssigkeiten. Dabei ist gewährleistet, daß sich die Viskosität dieser Flüssigkeiten nicht durch Abkühlung in den zu den Zerstäubungsköpfen führenden Speiseleitungen erhöht.

Bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 16 kann man auch die Breite des von den Zerstäubungsköpfen jeweils abge­ gebenen Tröpfchenkegels in Abhängigkeit von der Lage des Werkstückes zur Zerstäubungskopfanordnung steuern.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 ist im Hinblick auf ein gleichförmiges Besprühen einer Werkstückoberfläche mit einer hochviskosen Flüs­ sigkeit von Vorteil.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Straße zum Tiefziehen von Blechtafeln, welche mit einer Einrichtung zum Besprühen ausgewählter Oberflächenabschnitte der Blechtafeln versehen ist;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zerstäu­ bungskopfanordnung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung zum Besprühen von Teilbereichen der Blechplatten sowie einer zugeordneten Steuer- und Versorgungseinheit;

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch einen der Zerstäu­ bungsköpfe, die in Fig. 2 nur schematisch wiedergegeben sind;

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Zerstäubungskopf in einer zur Zei­ chenebene von Fig. 3 senkrechten Schnittebene;

Fig. 5 eine axiale Aufsicht auf das freie Ende eines Formluft-Düsenkörpers des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Zerstäubungskopfes;

Fig. 6 einen axialen Schnitt durch den in Fig. 5 gezeigten Formluft-Düsenkörper längs der dortigen Schnittlinie VI-VI;

Fig. 7 eine seitliche Ansicht des Formluft-Düsen­ körpers in Fig. 6 von links gesehen;

Fig. 8 eine seitliche Ansicht eines Zerstäubungsluft- Düsenkörpers des in den Fig. 2 und 4 ge­ zeigten Zerstäubungskopfes;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines abgewandel­ ten Zerstäubungskopfes; und

Fig. 10 das Schaltbild eines Steuerkreises zum selektiven Aktivieren von Zerstäubungsköpfen in Abhängigkeit von der Stellung eines Werkstückes.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Stapel aus einzelnen Blechta­ feln 12 bezeichnet. Die Blechtafeln 12 werden durch ein nur schematisch angedeutetes erstes Transportsystem 14 in eine Warteposition gebracht. Die in der Warteposi­ tion liegende Blechtafel wird durch ein weiteres Trans­ portsystem 16 auf eine Unterform 18 eines Tiefziehwerk­ zeuges gelegt. Eine Oberform 20 des Tiefziehwerkzeuges wird durch einen ebenfalls nur schematisch angedeuteten Pressenantrieb 22 bewegt.

Beim Tiefziehen der Blechtafeln 12 zwischen Unterform 18 und Oberform 20 werden die verschiedenen Bereiche der Blechtafel 12 unterschiedlich stark beansprucht. Bei den Seitenwänden der wannenförmigen Ausnehmung 24 der Unterform 18 bzw. des komplementären Stempelab­ schnittes 26 der Oberform muß die meiste Verformungs­ arbeit geleistet werden. In diesen Bereichen soll durch Schmierung mit einer hohe Viskosität aufweisenden Schmier­ flüssigkeit die Reibung zwischen den Blechtafeloberflä­ chen und den Oberflächen von Unterform 18 und Oberform 20 herabgesetzt werden. Um speziell diese stark verform­ ten Tafelbereiche mit der Schmierflüssigkeit zu beschich­ ten, sind oberhalb und unterhalb der Bahn, auf welcher die Blechtafeln 12 durch das zweite Transportsystem 16 bewegt werden, Zerstäubungsköpfe 28 senkrecht zur Zeichenebene hintereinanderliegend angeordnet. Diese geben jeweils einen Tröpfchenkegel 30 ab, der aus kleinen Tröpfchen des hochviskosen Schmiermittels besteht. Letz­ teres wird über eine gemeinsame Schmiermittel-Speiselei­ tung 32 zugeführt. Letztere kommt von einer insgesamt mit 24 bezeichneten Steuer/Versorgungseinheit. Die ver­ schiedenen Zerstäubungsköpfe 28 haben ferner individuelle Aktivierungsleitungen 36, welche mit zugeordneten Aus­ gangsklemmen der Steuer/Versorgungseinheit 34 verbunden sind.

Die Zerstäubungsköpfe 28 sind ferner mit einer gemeinsa­ men Zerstäubungs-Druckluftleitung 38 und einer gemeinsamen Strahlform-Druckluftleitung 40 verbunden. Ferner sind die verschiedenen Zerstäubungsköpfe 28 an eine gemeinsame Heizstromleitung 42 angeschlossen.

Mit dem zweiten Transportsystem 16 arbeitet ein erster Weggeber 44 zusammen, der als Drehmelder gezeigt ist. Aus seinem Ausgangssignal kann die Steuer/Versorgungsein­ heit 34 zum einen erkennen, wo sich eine zu besprühende Blechtafel 12 bezüglich der Zerstäubungskopfanordnung momentan befindet, und ferner erkennen, mit welcher Geschwindigkeit die Blechtafel 12 im Moment betätigt wird.

Mit dem Pressenantrieb 22 arbeitet ein zweiter Weggeber 46 zusammen, dessen Ausgangssignal von der Steuer/Ver­ sorgungseinheit 34 dazu verwendet wird, zu erkennen, wann die Transportsysteme 14 und 16 in Gang gesetzt werden müssen, die ebenfalls von der Steuer/Versorgungs­ einheit 34 gesteuert werden.

In Fig. 2 sind Teile der Einrichtung zum Besprühen der Blechplatten, die obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.

Jede der Aktivierungsleitungen 36 arbeitet auf ein an den betrachteten Zerstäubungskopf 28 angebautes Magnet­ ventil 50, über welches die Zerstäubungsluft ins Innere des Zerstäubungskopfes gelangt. Die Zerstäubungsluft- Druckluftleitung 38 ist über einen Druckregler 52 und ein 2/2-Magnetventil 54 mit dem Ausgang einer Reinigungs­ einheit 56 verbunden, deren Eingang über ein weiteres, ein Luft-Hauptventil darstellendes 2/2-Magnetventil 58 mit einer Druckluftversorgungsleitung 60 verbunden ist.

Die Strahlform-Druckluftleitung 38 ist über einen zweiten Druckregler 62 und ein weiteres 2/2-Magnetventil 64 mit dem Ausgang der Reinigungseinheit 56 verbunden. Der Ausgang der Reinigungseinheit 56 ist schließlich über einen weiteren Druckregler 66 mit einem Druckluftmotor 68 verbunden, welcher auf eine Membranpumpe 70 arbeitet.

Der Auslaß der Membranpumpe 70 ist über einen Druckreg­ ler 72 mit der Schmiermittel-Speiseleitung 32 verbunden. In eine Ansaugleitung 74 der Membranpumpe 70, die zu einem Vorratsbehälter 76 für das Schmiermittel führt, ist ein elektrischer Heizer 78 eingefügt.

Das im Vorratsbehälter 76 befindliche Schmiermittel ist eine bohrmilchähnliche Emulsion mit hoher Viskosität. Sie hat bei Raumtemperatur etwa gelähnliche Konsistenz (0,85 Pa s). Am Auslaß des Heizers 78 ist das Schmier­ mittel auf etwa 50°C erwärmt und hat noch eine Visko­ sität von 0,4 Pa s).

Die vorstehend beschriebenen Teile der Versorgung der Zerstäubungsköpfe mit Zerstäubungsluft, Strahlformluft und Schmiermittel bilden zusammen den mit 80 bezeichneten Versorgungsteil der Steuer/Versorgungseinheit 34. Der mit 82 bezeichnete Steuerungsteil der Steuer/Versorgungs­ einheit 34 dient zur Speisung der den Zerstäubungsköpfe zugeordneten Heizelemente, zur selektiven Aktivierung der verschiedenen Zerstäubungsköpfe 28, zum Ansteuern der verschiedenen Magnetventile des Versorgungsteiles 80 und zur Abstimmung des zeitlichen Arbeitsfensters der Bestäubungsköpfe 28 und der von diesen abgegebenen Flüs­ sigkeitsmengen in Abhängigkeit von der momentanen Lage der jeweils besprühten Blechtafel 12 zur Zerstäubungskopfan­ ordnung sowie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Blechtafel 12, was beides aus dem Ausgangssignal des Weggebers 44 abgeleitet werden kann. Anhand des Ausgangssignales des Weggebers 46 kann der Steuerungs­ teil 82 die Presszyklen zählen. Falls gewünscht, kann so nur jede zweite, dritte usw. Blechtafel mit Schmier­ mittel besprüht werden, wenn die Verformung der Blech­ tafel nur gering ist, so daß von einer vorhergehenden Blechtafel in der Pressform hinterlassenes Schmiermittel noch für eine, zwei oder mehr folgende Blechtafeln aus­ reicht.

Analog kann man für jeden Presszyklus vorgegebene erste Bereiche einer Blechtafel immer mit Schmiermittel be­ sprühen, während weniger stark verformte Oberflächenab­ schnitte der Blechtafel nur bei jeder zweiten, dritten, vierten, usw. Blechtafel mit Schmiermittel besprüht werden.

In Fig. 3 und 4 ist ein Gehäuse eines Zerstäubungskopfes 28 insgesamt mit 84 bezeichnet. Es hat ein Gehäusehaupt­ teil 86, welches oben durch einen Deckel 88 verschlossen ist.

Das Gehäusehauptteil 86 hat am oberen Ende eine Ring­ schulter 90, auf welcher eine Halteplatte 92 aufsitzt, über welche der Zerstäubungskopf 28 an einer tragenden Struktur (nicht gezeigt) befestigt ist. Die Halteplatte 92 ist sandwichartig zwischen den Deckel 88 und das Gehäusehauptteil 86 eingespannt und gegen das Gehäuse­ innere durch einen O-Ring 94 abgedichtet.

Im Gehäusehauptteil 86 ist eine Zylinderbohrung 96 vor­ gesehen, in welcher ein Kolben 98 läuft. Dieser ist fest mit einer langen Dosiernadel 100 verbunden, die einen spitzen kegelförmigen Steuerabschnitt 102 aufweist.

Der Kolben 98 ist durch eine Feder 104 in Fig. 3 nach unten vorgespannt, welche in einer hülsenförmigen Feder­ kammer 106 Aufnahme findet, die verschraubbar vom Deckel 88 getragen ist. Die untere Stirnfläche der hülsenför­ migen Federkammer 106 bildet zugleich eine Anschlagfläche, welche den oberen Totpunkt des Kolbens 98 einstellbar vorgibt. Zur Fixierung der Federkammer 106 in der gewähl­ ten axialen Stellung ist ein mit Gewinde versehener Sicherungsring 108 vorgesehen, der auf dem Außengewinde der Federkammer 106 läuft und mit der Oberseite des Deckels 88 zusammenarbeitet. Eine durch Schrauben 110 mit dem Boden der Zylinderbohrung 96 verbundene Dämpfer­ platte 112 verhindert ein hartes Aufschlagen des Kolbens 98 am Boden der Zylinderbohrung 96.

Der zwischen dem Kolben 98 und der Zylinderbohrung 96 begrenzte Arbeitsraum 114 steht über eine axiale Bohrung 116 des Gehäusehauptteiles 86 mit einem Zerstäubungs­ luft-Anschlußkanal 118 in Verbindung. Die Bohrung 116 erstreckt sich über den Anschlußkanal 118 hinaus und endet in einer Gegenbohrung 120, welche in die Unter­ seite des Gehäusehauptteiles 86 eingearbeitet ist. Von der Gegenbohrung 120 verläuft eine Gewindebohrung nach oben, die zur Zylinderbohrung 96 koaxial ist und in welche ein Zerstäubungs-Düsenkörper 122 eingeschraubt ist. Das obere Ende dieser Gewindebohrung steht mit einem Schmier­ mittel-Anschlußkanal 124 in Verbindung.

Der Düsenkörper 122 hat eine mittige Bohrung 126, welche die Dosiernadel 100 unter Abstand umgibt. Im kegelför­ migen unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 122 ist eine kegelförmige Dosieröffnung 128 vorgesehen, die gleichen Kegelöffnungswinkel aufweist wie der Steuer­ abschnitt 102 der Dosiernadel 100. Im Übergangsbereich zwischen ihrem Schaftabschnitt und dem Steuerabschnitt 102 trägt die Dosiernadel 100 einen O-Ring 130 der mit einem verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt 131 der Bohrung 126 in Eingriff kommt, bevor der Endab­ schnitt 102 an der Dosieröffnung 128 anschlägt, um die Dosieröffnung 128 vollständig verschließen zu können, ohne daß eine hohe Flächenpressung zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen von Steuerabschnitt 102 und Dosieröffnung 128 notwendig wäre.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind in der außenliegenden Umfangsfläche des Düsenkörpers 122 zwei einander diame­ tral gegenüberliegende Düsennuten 132 vorgesehen, welche eine Steigung von etwa 45° aufweisen und die Gegenboh­ rung 120 mit einem Raum 134 verbinden, der zwischen der kegelförmigen unteren Stirnfläche des Düsenkörpers 122 und einer zylindrisch/kegeligen Gegenbohrung 136 begrenzt ist, die in einem Strahlform-Düsenkörper 138 koaxial zum Zerstäubungs-Düsenkörper 122 vorgesehen ist.

Der Raum 134 steht über eine mittige Öffnung 140 der unteren Wand des Düsenkörpers 138 mit der Umgebung in Verbindung. Durch die Öffnung 140 erstreckt sich unter radialem Spiel ein Endabschnitt 142 des Düsenkörpers 122.

Der Düsenkörper 138 ist im Inneren eines Montageringes 144 angeordnet, der auf einen unteren mit Gewinde verse­ henen Endabschnitt 146 des Gehäusehauptteiles 86 aufge­ schraubt ist und gegen diesen über einen O-Ring 148 abgedichtet ist.

Der Montagering 144 begrenzt mit dem Düsenkörper 138 seinerseits einen Raum 150, der über einen axialen Kanal 152 (vgl. Fig. 4) mit einer Formluft-Anschlußöffnung 154 in Verbindung steht.

Wie aus den Fig. 3-7 ersichtlich, hat der Düsenkörper 138 eine kegelförmige untere Stirnfläche, wobei der Öffnungswinkel dieser Kegelfläche etwa 120° beträgt. In die Kegelfläche sind zwei einander diametral gegenüber­ liegende Formluft-Düsennuten 156 eingestochen. Von der Stirnfläche des Düsenkörpers 138 vorstehende Zähne 158 dienen dazu, eine vorgegebene Winkelstellung der Düsennuten 156 bezüglich des im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisenden Gehäuse 84 einzustellen.

Der oben beschriebene Zerstäubungskopf arbeitet folgen­ dermaßen:
Normalerweise nimmt der Kolben 98 unter der Kraft der Feder 104 seine untere Endstellung ein, in welcher die Dosieröffnung 128 durch den von der Dosiernadel 100 getragenen O-Ring 130 verschlossen ist.

Mit Druckbeaufschlagung des Anschlußkanales 118 durch Ansteuern des zugeordneten Magnetventiles 50 wird der Kolben 98 entgegen der Kraft der Feder 104 nach oben bewegt, so daß das im Anschlußkanal 124 unter Druck anstehende Schmiermittel zu der Dosieröffnung 128 ge­ langt. Gleichzeitig wird über die Düsennuten 132 Druck­ luft in den Raum 134 geführt und durch die Öffnung 140 gegeben, welche das Abgabeende der Düsenöffnung 128 umgibt. Aus der Öffnung 140 tritt somit insgesamt ein Tröpfchenkegel, der bei der oben geschilderten Viskosi­ tät des Schmiermittels einen Öffnungswinkel von etwa 28° hat.

Gleichzeitig gelangt über die Anschlußöffnung 154 und die Düsennuten 156 weitere Druckluft zur Stirnfläche des Düsenkörpers 138. Die beiden einander gegenüberlie­ genden aus dem Düsennuten 156 austretenden Druckluft­ strahlen greifen an gegenüberliegenden seitlichen Ab­ schnitten des aus der Öffnung 140 austretenden Tröpfchen­ kegels an. Hierdurch wird der Kegel abgeplattet und erhält anstelle kreisförmigen Querschnittes den Quer­ schnitt eines flachen Rechteckes mit abgerundeten Schmal­ seiten. Der Öffnungswinkel des plattgedrückten Tröpfchen­ kegels beträgt in Richtung der großen Achse des Quer­ schnittes gemessen etwa 50°, in Richtung der kleinen Achse gemessen gemäß der Querschnittsumlagerung weniger, nämlich etwa 15°.

Durch den vom Zerstäubungskopf erzeugten verformten Tröpfchenkegel erhält man auf einem stillstehenden Werk­ stück ein etwa balkenförmiges Muster an Schmiermittel. Bei Bewegung des Werkstückes erhält man ein etwa recht­ eckiges Schmiermittelmuster auf der Werkstückoberfläche.

Wie in Fig. 4 gestrichelt angedeutet, kann man auch für die Formluft-Anschlußöffnungen 154 Magnetventile 160 vor­ sehen, so daß man die verschiedenen Zerstäubungsköpfe bezüglich der Querschnittsform des abgegebenen Tröpfchen­ kegels unterschiedlich steuern kann.

Um die abgegebene Schmiermittelmenge unabhängig von der Fördergeschwindigkeit der Blechplatten 12 zu halten, kann man den Druckregler 72 entsprechend einem Blechta­ fel-Geschwindigkeitssignal durch den Steuerteil 82 be­ züglich des Regeldruckes einstellen, wobei das Blechta­ fel-Geschwindigkeitssignal durch Differenzieren des Ausgangssignales des Weggebers 44 erhalten wird.

Alternativ kann man die von den Zerstäubungsköpfen 28 abgegebene Flüssigkeitsmenge auch konstant halten und zur Variierung des Schmiermittelauftrages auf den Werk­ stückoberflächen die Fördergeschwindigkeit des Trans­ portsystems 16 variieren.

Um ein Verstopfen der Schmiermittelleitungen durch kalt werdendes Schmiermittel zu verhindern, kann man einen ständigen Grundstrom an erwärmtem Schmiermittel unter­ halten, indem man, wie in Fig. 9 gezeigt, den Schmier­ mitteleinlaß der Zerstäubungsköpfe jeweils über ein Über­ druckventil 162 mit einer Rücklaufleitung 164 verbindet.

Statt dessen kann man am Schmiermitteleinlaß der Zer­ stäubungsköpfe auch jeweils ein 3/2-Magnetventil vorsehen welches im Gegentakt zum Magnetventil 50 des Zerstäubungs­ kopfes umgesteuert wird, um bei geschlossener Dosieröffnung 128 Schmiermittel zur Rücklaufleitung 164, bei offener Do­ sieröffnung aber der Dosieröffnung 128 zuzuführen.

In Fig. 9 ist ferner eine Leitungsbegleitheizung 166 und ein dem Gehäuse des Zerstäubungskopfes zugeordnetes Heizelement 168 gezeigt.

Fig. 10 zeigt einen Steuerkreis zum Aktivierung der Zerstäubungsköpfe 28 in Abhängigkeit von der Stellung der zu besprühenden Blechtafel zu den Zerstäubungsköpfen.

Der Ausgang des Weggebers 44 ist mit dem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers 170 verbunden. Dessen Ausgangssignal wir durch einen digitalen Rundungskreis 172 gerundet. Dieser erhält über eine Leitung 174 ein der gewünschten Rundung entsprechendes digitales Signal, welches ein Maß für die Abplattung des Tröpfchenkegels 30 ist und z. B. aus dem Ausgangssignal eines mit dem Formluft-Druck beaufschlagten Druckfühlers (nicht gezeigt) abgeleitet ist.

In einem Summierkreis 176 wird zu dem gerundeten Wegsignal ein geschwindigkeitsabhängiges Vorhaltesignal hinzuaddiert. Das so erhaltene korrigierte Wegsignal dient zur Adres­ sierung eines Speichers 178, in dessen Zellen Signalworte abgelegt sind, deren Bitzahl der Anzahl der anzusteuernden Zerstäubungsköpfe entspricht (oder größer ist). Ein Bit "1" steht für einen zu aktivierenden Zerstäubungskopf, ein nicht gesetztes Bit zeigt an, daß der zugeordnete Zerstäubungskopf derzeit nicht zur Erzeugung des Schmier­ mittelmusters benötigt wird.

Man erkennt, daß das beispielshalber in den Speicher 178 eingetragene Bitmuster einer Beschichtung des Randes ein Blechtafel unter Betonung der Eckbereiche und einer schwächeren Beschichtung der mittleren Tafelbereiche entspricht.

Zur Erzeugung des Vorhaltesignales ist der Ausgang des A/D-Wandlers 170 zusätzlich an einen digitalen Differen­ zierkreis 180 angeschlossen. Das so erhaltenen Tafel-Ge­ schwindigkeitssignal wird in einem Rechenkreis 182 in das Vorhaltesignale umgesetzt, wobei der Rechenkreis 182 über eine Leitung 184 ein weiteres Signal erhält, das der Geschwindigkeit der Tröpfchen im Tröpfchenkegel entspricht. Dieses weitere Signal kann z. B. vom Ausgangssignal eine Druckfühlers (nicht gezeigt) abgeleitet sein, welcher mit dem Druck der Zerstäubungsluft beaufschlagt ist.

Der Summierkreis 176 bildet somit im Effekt einen steuer­ baren Phasenschieber oder ein steuerbares Zeitglied zur Synchronisierung der Arbeitsköpfe auf die Bewegung der Blechtafeln.

Das durch das Ausgangssignal des Summierkreises ausgewählte Wort des Speichers 178 wird in ein Register 186 übertra­ gen, dessen einzelne Speicherelemente über Verstärker 188 auf die Aktivierungsleitungen 36 arbeiten.

Bei den oben beschriebenen Zerstäubungsköpfen standen die Formluft-Düsennuten 156 beide mit dem ringförmigen Raum 150 in Verbindung, so daß der Tröpfchenkegel symmet­ risch abgeplattet wird. Statt dessen kann man die beiden Formluft-Düsennuten auch mit getrennten Gehäuseanschlüssen verbinden und mit getrennten Formluftquellen verbinden. Man erhält so dann eine asymmetrische Kegelabplattung. Auch kann hierzu man die Formluft-Düsennuten asymmetrisch um die Achse der Öffnung 140 verteilen.

Durch Erhöhung der Anzahl der Formluft-Düsennuten kann man den Tröpfchenkegel auch mehrfach abplatten, z. B. zu im wesentlichen quadratischer Querschnittsform.

Bei den oben beschriebenen Zerstäubungsköpfen erfolgte die Einstellung der Zerstäubungsrate manuell durch Ver­ schrauben der Federkammer 106. Statt dessen kann man unter Weglassung des Sicherungsringes 108 die Federkammer durch einen selbsthemmenden Getriebe-Stellmotor verschrauben, wie in Fig. 4 gestrichelt bei 190 angedeutet.

Claims (17)

1. Zerstäubungskopf für Flüssigkeiten mit einem Gehäuse (80), mit einem eine Dosieröffnung (128) aufweisenden Zerstäubungs-Düsenkörper (122), der mit einer Quelle (76) für zu zerstäubende Flüssigkeit verbindbar ist, mit einer Dosiernadel (100), die zur Dosieröffnung (128) koaxial ist und mit dieser zusammen eine vorzugsweise einstellbare Durchtrittsfläche für die zu zerstäubende Flüssigkeit vorgibt, mit einer die Dosieröffnung (128) umgebenden Zerstäubungsluft-Düseneinrichtung (132), welche mit einer Zerstäubungsluftquelle (38) verbindbar ist und einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise Drall aufweisenden Luftstrom bereitstellt, dadurch gekennzeich­ net, daß um die Zerstäubungs-Düseneinrichtung (132) herum eine Formluft-Düseneinrichtung (156) angeordnet ist, welche mit einer Formluftquelle (40) verbindbar ist und einen Formluftstrom erzeugt, welcher so gerichtet ist, daß er auf den durch den Düsenkörper (122) und die Zerstäubungs-Düseneinrichtung (132) erzeugten kegel­ förmige Außenkontur aufweisenden Tröpfchenstrom (30) trifft.

2. Zerstäubungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formluft-Düseneinrichtung (156) zwei Formluftkanäle aufweist, die einander bezüglich der Achse der Dosieröffnung (128) gegenüberliegen.

3. Zerstäubungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formluftkanäle (156) in einer axialen Ebene der Dosieröffnung (128) liegen.

4. Zerstäubungskopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formluftkanäle (156) schräg zur Achse der Dosieröffnung (128) geneigt laufen.

5. Zerstäubungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zwischen den Formluftkanälen (156) eingeschlossene Winkel etwa 120° beträgt.

6. Zerstäubungskopf nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formluft-Düsenein­ richtung (156) mindestens zwei Sätze von Formluftdüsen aufweist, welche unabhängig voneinander mit der Formluft­ luftquelle (40) oder mit unterschiedlichen Formluftquel­ len verbindbar sind.

7. Zerstäubungskopf nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Zerstäu­ bungsluftquelle (38) zu verbindende Anschlußöffnung (118) des Gehäuses (80) mit dem Arbeitsraum (114) eines Druckluft-Stellmotors (96, 98) verbunden ist, dessen Abtriebsteil auf die Dosiernadel (100) arbeitet.

8. Zerstäubungskopf nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Anschlag (106) für die Offenstellung der Dosiernadel (100).

9. Zerstäubungskopf nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen auf den einstellbaren Anschlag (106) arbeitenden Stellmotor.

10. Zerstäubungskopf nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (80) ein Heizelement (168) thermisch angekoppelt ist.

11. Einrichtung zum Besprühen von Werkstücken mit einer Flüssigkeit, mit einer Mehrzahl von Zerstäubungs­ köpfen (28) nach einem der Ansprüche 1-10, mit einem Vorratsbehälter (76) für die zu zerstäubende Flüssigkeit, mit einer Pumpe (70) zum Fördern der zu zerstäubenden Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (76) zu den Zerstäu­ bungsköpfen (28), mit einer Zerstäubungsluft-Steuerven­ tilanordnung (50), welche zwischen eine Zerstäubungsluft­ quelle (38) und die Zerstäubungsluft-Anschlüsse (118) der Zerstäubungsköpfe (28) geschaltet ist, und mit einer Formluftquelle (40), welche an die Formluft-Anschlüsse (152) der Zerstäubungsköpfe (28) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (50) durch eine Steuereinheit (82) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Weggebers (44) aktiviert wird, welches mit dem zu besprühenden Werkstück (12) zusammen­ arbeitet, das durch eine Transporteinrichtung (16) an den Zerstäubungsköpfen (28) vorbeibewegt wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinheit (82) einen Speicher (178) aufweist, der gemäß dem Ausgangssignal des Weggebers (44) adressiert wird und in dessen Speicherzellen die jeweils bei der angefundenen Stellung des Werkstückes (12) bezüglich der Zerstäubungsköpfe (28) anzusteuernden der Be­ stäubungsköpfe (28) abgelegt sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinheit (82) in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des Werkstückes (12) ein Druckeinstellventil (72) ansteuert, um die pro Flächen­ einheit auf das Werkstück aufgetragene Flüssigkeitsmenge konstant zu halten.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (82) die Zerstäubungsköpfe (28) über ein steuerbares Phasen­ glied (176) ansteuert, dessen Phase proportional zur Geschwindigkeit des Werkstückes (12) eingestellt wird.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11-14, gekenn­ zeichnet durch eine auf die zugeführte Flüssigkeit einwirkende Heizeinrichtung (78) und durch 2/2 Bypassven­ tile oder Überdruckventile (162), welche jeweils den Zerstäubungsköpfen (28) zugeordnet sind und über welche die nicht zerstäubten Flüssigkeitsmengen in eine Rücklauf­ leitung (164) geführt werden.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (82) einen Formluft-Druckregler (62) in Abhängigkeit vom Ausgangs­ signal des Weggebers (44) ansteuert.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11-16, gekenn­ zeichnet durch eine Leitungsbegleitheizung für die zu den Zerstäubungsköpfen (28) führenden Flüssigkeits- Speiseleitungen (32).