DE19633266A1 - Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen ei­ nes viskosen Mediums auf einen Körper und insbesondere eine Vorrichtung zum Versprühen von fließ- oder spritzfähigem Material auf Schaltungsträger und umfaßt die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf das besagte Anwendungsgebiet beschränkt.

Vorrichtungen der genannten Art sind in Gebrauch und weisen mindestens je ein Gehäuse, eine Materialkammer, eine Mate­ rialdüse, eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Ma­ terialdüse sowie Dichtungsmittel für gegeneinander abzu­ dichtende Teile auf. Die Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Materialdüse umfaßt in der Regel eine Dü­ sennadel, die entweder von Hand gesteuert wird, oder es ist hierzu eine Steuereinrichtung zum Beispiel in Gestalt einer mit der Düsennadel verbundenen Kolben-Zylindereinrichtung vorgesehen. In diesem Fall dient Steuerluft zum Verstellen der Düsennadel. Das zu versprühende Medium kann unter einem Vordruck stehen und wird der Vorrichtung in geeigneter Wei­ se zugeführt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung dienen meist eine oder mehrere Stopfbuchsen dazu, um die erforderliche Abdichtung zwischen den ortsfesten Teilen einerseits und den bewegli­ chen und zum Öffnen und Schließen der Materialdüse dienen­ den Teilen andererseits herzustellen. Die Verwendung von Stopfbuchsen ist jedoch nicht unproblematisch, insbesondere wenn es darum geht, ein exakt reproduzierbares Verhalten von der zum Öffnen und Schließen dienenden Düsennadel si­ cherzustellen, wie dies insbesondere bei einem automati­ sierten Sprühbetrieb notwendig ist. Die zum Verstellen der Düsennadel erforderliche Kraft hängt von der Festigkeit und von anderen. Materialeigenschaften des Stopfbuchsenwerkstof­ fes ab, wodurch sich unterschiedliche Reibungskräfte erge­ ben und sich die Reibung insbesondere bei schnellen Bewe­ gungen der zum Öffnen und Schließen der Materialdüse die­ nenden Einrichtung ungünstig bemerkbar macht. Auch kann Sprühmaterial durch die besagten Bewegungen in die Stopf­ buchsendichtung gefördert werden und zerstört diese unter Umständen. Der auftretende Verschleiß ist nicht kontrol­ lierbar, so daß ein absolut sicherer Betrieb nicht gewähr­ leistet ist. Wegen des Kriechverhaltens des fließfähigen Materials ist der Einsatz der Stopfbuchsendichtungen vor allem auch bei hochviskosen Medien problematisch und schei­ det schließlich bei aggressiven Medien weitgehend aus. Auch ist mit der Verwendung von Stopfbuchsen in der Regel eine insgesamt konstruktiv aufwendige Gestaltung verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, damit eine Vorrichtung der hier interessieren­ den Art unabhängig von den Eigenschaften des viskosen Me­ diums allseitig problemlos abgedichtet und darüber hinaus einfacher gestaltet werden kann als bisher.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teiles dem Anspruches 1 vor, daß als Dichtungsmittel mindestens eine Einrichtung mit min­ destens einem verformbaren Element vorgesehen ist.

Die zum Abdichten dienende Einrichtung ist zwischen den re­ lativ zueinander bewegbaren Teilen angeordnet und in der Lage, sich an die jeweiligen Abstände der Teile anzupassen. Das verformbare Element liegt starr und ortsfest sowie flüssigkeitsdicht an jedem der beiden relativ zueinander bewegbaren Teile an, wodurch sichergestellt ist, daß das viskose Medium nicht aus der Materialkammer in einen be­ nachbarten Raum gelangen kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung mit dem verformbaren Element topfförmig, wobei das verformbare Ele­ ment selbst vorzugsweise ein Balg mit mehreren Wülsten ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die als Dich­ tungsmittel dienende Einrichtung einerseits gehäuseseitig und andererseits an der Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Materialdüse ebenfalls ortsfest sowie starr ange­ ordnet, wobei ein Zwischenstück zwischen den beiden Befes­ tigungsstellen als Balg ausgebildet ist. Er gleicht die Re­ lativbewegungen zwischen der Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Materialdüse und dem unbeweglichen Gehäuse aus. Anstelle einer Gleitdichtung sind somit zwei ortsfest bzw. starr angeordnete Teile vorgesehen, zwischen denen sich das verformbare Element befindet. Das eine, gehäuse­ seitig angeordnete Teil ist ein Ringelement. Das an der Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Materialdüse an­ geordnete Element ist ein Halteelement, und zwischen beiden befindet sich in vorzugsweise einstückiger Ausbildung das verformbare Zwischenstück in Gestalt des Balges.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vor­ richtung gehen aus Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 2 durch ein abgewan­ deltes Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 in größerem Maßstab sowie im Schnitt und ab­ gebrochen eine Einzelheit der als Dichtungs­ mittel dienenden Einrichtung in nicht einge­ bautem Zustand.

Eine Vorrichtung 1 zum Auftragen eines viskosen, spritz­ fähigen Mediums auf einen Körper 2, bei dem es sich um einen beliebigen Gegenstand oder auch gemäß einem besonde­ ren Anwendungsfall um einen Schaltungsträger handelt, um­ faßt mindestens ein Gehäuse 3 mit einer Materialkammer 4, mit einer Materialdüse 3 und mit einer Einrichtung 6 zum Öffnen und Schließen der Materialdüse 3. Diese Einrichtung 6 umfaßt gemäß Ausführungsbeispiel eine Düsennadel 7, die mit ihrem kegelförmigen Ende 8 eine Öffnung in der Mate­ rialdüse 3 entweder verschließt oder freigibt und ferner ein Verstellorgan 9 zum Verstellen der Düsennadel 7. Zu dem Verstellorgan 9 gehört eine Kolben-Zylindereinrichtung mit einem Kolben 10, der im Inneren einer Kammer 11 des Ge­ häuses 3 angeordnet ist. Eine Feder 12 beaufschlagt die Dü­ sennadel 7 in Schließrichtung und stützt sich gehäuseseitig auf einem Ringelement 13 ab. Der Kolben 10 des Verstellor­ ganes 9 ist mit der Düsennadel 7 an deren der Materialdü­ se 3 abgewandten Ende starr verbunden, so daß sich die Dü­ sennadel 7 gegen die Kraft der Feder 12 bis zu einem vor­ zugsweise einstellbaren Anschlag 14 bewegen kann, wenn der Kammerteil 13 über eine Steuerluftöffnung 16 im Gehäuse 3 mit Druck beaufschlagt wird.

Zur Erzielung einer einwandfreien Funktion ist es notwen­ dig, daß die Materialkammer 4 einerseits und die zur Auf­ nahme des Verstellorganes 9 dienende Kammer 11 bzw. ihr Kammerteil 13 derart gegeneinander abgedichtet sind, daß fließ- und/oder spritzfähiges Material aus der Material­ kammer 4 nicht in die angrenzende Kammer 11 gelangen kann.

Es muß sichergestellt sein, daß das viskose Medium von der Materialeintrittsöffnung 17 im Gehäuse 3 nur zur Material­ düse 3 strömt. Um dies zu erreichen, ist eine Einrichtung 18 mit mindestens einem verformbaren Element 19 vorgesehen. Das verformbare Element ist eine Zwischenwand, die grund­ sätzlich eben oder gewölbt sein kann und gemäß Ausführungs­ beispiel zylindrisch ist.

Die als Dichtungsmittel dienende Einrichtung 18 ist im we­ sentlichen topfförmig und weist ein offenes Ende 20 und ein geschlossenes Ende 21 auf. Die topfförmige Einrichtung 18 ist ferner koaxial zur Düsennadel 7 angeordnet und umgibt diese mit Abstand. Zu ihr gehören ferner Anschlußelemente in Gestalt des Ringelementes 13 und eines Scheibenteiles 22, welches einen Boden der topfförmigen Einrichtung 18 bildet, während das Ringelement 13 einen freien Rand der topfförmigen Einrichtung 18 bildet. Das Ringelement 13 ist am Gehäuse 3 starr und ortsfest sowie flüssigkeitsdicht be­ festigt. Das Scheibenteil 22 ist ebenfalls starr und orts­ fest sowie flüssigkeitsdicht mit der Düsennadel 7 verbun­ den. Über das verformbare Element 19 sind ferner das Ring­ element 13 und das Scheibenteil 22 vorzugsweise einstückig miteinander verbunden. Das verformbare Element 19 ist ein Balg mit z. B. mehreren axial nebeneinander angeordneten und relativ zueinander bewegbaren Ringwülsten 23. Das Ringele­ ment 13 und das Scheibenteil 22 sind somit nur Anschlußele­ mente an das Gehäuse 3 einerseits bzw. an die Düsennadel 7 andererseits, während der einstückig mit diesen Anschluß­ elementen verbundene Balg als verformbares Element 19 die Relativbewegungen zwischen der Düsennadel 7 und dem Gehäuse 3 aufnimmt.

Gemäß Ausführungsbeispiel ist das Scheibenteil 22 ein scheibenförmiges Halteelement mit einer Befestigungszwecken dienenden zentrischen Öffnung, durch die die Düsennadel 7 greift. Das verformbare Element 19 bzw. der Balg besteht gemäß Ausführungsbeispiel in einstückiger Ausbildung aus ringförmigen Außenwandstücken 24 und koaxial angeordneten, ebenfalls ringförmigen Innenwandstücken 25 sowie aus diese verbindenden, radial gerichteten Ringstücken 26. Die Her­ stellung der topfförmigen Einrichtung 18 erfolgt zweckmäßi­ gerweise unter Verwendung eines mediumresistenten Werkstof­ fes. Dies kann ein Kunststoff wie z. B. PTFE sein.

Die Abdichtung des Kolbens 10 in der ihn aufnehmenden Kam­ mer 11 erfolgt in grundsätzlich bekannter Weise mit Hilfe eines ringförmigen Dichtelementes 27.

Das Gehäuse 3 besteht gemäß Ausführungsbeispiel aus zwei Gehäuseteilen 3′ und 3′′, die z. B. unter Verwendung von achsparallel angeordneten Schrauben 28 (Fig. 1) miteinander verbunden sind.

Während das Gehäuseteil 3′ in erster Linie zur Bildung der. Materialkammer 4 und als Träger für die Materialdüse 5 und gegebenenfalls eine zusätzlich vorgesehene Luftdüse 29 dient, sind in dem anderen Gehäuseteil 3′′ vor allem die als Dichtungsmittel dienende Einrichtung 18 mit dem verformba­ ren Element 19/Balg und mit dem Verstellorgan 9 vorgesehen. Die Trennebene 30 zwischen den beiden Gehäuseteilen 3′ und 3′′ liegt im Bereich des Ringelementes 13, das einerseits zur Abstützung der Feder 12 und andererseits als Anschluß­ element für den Balg dient.

Während die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 für einen automati­ schen Betrieb bestimmt ist und hierzu einen Steuerluftan­ trieb aufweist, ist die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung 1a für einen Handbetrieb bestimmt. Sie weist daher nur ein dem Gehäuseteil 3′ entsprechendes Gehäuseteil 3a auf und anstelle des Gehäuseteiles 3′′ ist nur ein Stützteil 31a für die Einrichtung 18a mit der verformbaren Element 19a vorgesehen.

Grundsätzlich stimmen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel alle Teile mit denselben Bezugszahlen mit den entsprechen­ den Teilen des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispieles überein. Sie tragen nur zusätzlich den Buchstabenindex a.

Das Stützteil 31a ist gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung kürzer als die Einrichtung 18a mit dem verformbaren Element 19a. Ferner greift die Düsennadel 7a mit ihren der Spitze 32a abge­ wandten Ende 33a aus der Einrichtung 18a heraus. Dadurch besteht die Möglichkeit, ein Element 34a für einen Hand­ angriff zur Handbedienung vorzusehen.

Das Stützelement 31a umgreift das als Anschlußelement die­ nende Ringelement 13a, da der Außendurchmesser des Ring­ elementes 13a im Falle der Vorrichtung 1a ebenso wie bei der Vorrichtung 1 größer ist als der Außendurchmesser des zylindrischen, hier ebenso wie im Falle der Vorrichtung 1 in axialer Richtung verformbaren Elementes 19a. Befes­ tigt ist das Stützteil 31a vorzugsweise wiederum mit Hilfe von Schrauben 35a an dem Gehäuseteil 3a. Das Stützteil 31a ist im wesentlichen eine Deckel mit einer zentrisch ange­ ordneten Öffnung 36a, durch die die Einrichtung 18a her­ ausragt, wobei sich auch das freie Ende 33a der Düsennadel 7a weit außerhalb des deckelförmigen Stützteiles 31a be­ findet.

Die sich radial erstreckende Materialeintrittsöffnung 17a befindet sich nahe bei der Materialdüse 5a. Eine besonders kurze Bauform ist hiermit verbunden.

Auf dem gleichen axialen Niveau wie die Materialdüse 17a kann sich auch eine Öffnung 37a für Sprühluft befinden. Sie gelangt über Kammern 38a und Kanäle 19a in das Innere einer Luftdüse 40a, welche die Materialdüse 5a umgibt. Die Luftdüse 40a weist schließlich noch eine zentrische Öff­ nung 41a auf, in der das eine Austrittsöffnung aufweisende freie Ende 42a der Materialdüse 5a liegt.

Die Düsennadel 7a ist gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weder geführt noch von einer Feder be­ aufschlagt. Die topfförmige Einrichtung 18a mit dem balg­ förmigen, verformbaren Element 19a hält und stabilisiert die Düsennadel 7a in ausreichendem Maß, wobei das Element 19a auch ausreichend Federeigenschaften aufweist, um die Düsennadel in der Schließstellung zu halten. Zur Erzeugung der Federwirkung an der Düsennadel 7a und zu ihrer Führung können aber auch in Fig. 3 nicht dargestellte, außerhalb des Gehäuses 3a und/oder des deckelförmigen Stützteiles 31a gelegene Teile dienen.

Ebenso wie die Vorrichtung 1a kann auch die Vorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 und 2 eine die Materialdüse 5 umgeben­ de Luftdüse 29 aufweisen, die mit Sprühluft über eine Öff­ nung 37 und Kammern 38 sowie Kanälen 39 versorgt wird. Die Verwendung von Materialdüsen 5, 5a und von Luftdüsen 29, 29a der hier interessierenden Art ist darüberhinaus grund­ sätzlich bekannt.

Wesentlich ist allerdings noch, daß auch die Düsennadel 7 der Vorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 und 2 trotz ihrer er­ heblichen Länge nicht geführt ist. Der als Träger für die Düsennadel 7 dienende Kolben 10 gibt ihr in Verbindung mit ihrem geringfügig geführten, kegelförmigen Ende 8 einen ausreichenden Halt und zentriert sie in ausreichendem Mas­ se.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestell­ ten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr sind auch noch mannigfache Abwandlungen möglich, ohne von dem Erfin­ dungsgedanken abzuweichen. Wesentlich ist, daß zur Erzie­ lung einer weitgehend reibungsfrei arbeitenden Düsennadel 7 bzw. 7a anstelle eines klassischen Dichtungsmittels eine Einrichtung 18, 18a mit einer biegsamen Trennwand vorge­ sehen ist, die mindestens ein verformbares Element 19, 19a aufweist, wobei dieses Element 19, 19a im weitesten Sinne verformbar ist.

Dazu gehört auch, daß es biegsam, flexibel sowie elastisch sein kann. Diese Eigenschaften können entweder materialbedingt vorliegen oder sich aufgrund der konstruktiven Gestaltung und Ausbildung des Elementes ergeben.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Auftragen eines viskosen, spritzfähigen Mediums auf einen Körper (2), insbesondere zum Ver­ sprühen von fließfähigem Material auf Schaltungsträger, wobei die Vorrichtung (1, 1a) jeweils mindestens ein Gehäuse (3, 3a), eine Materialkammer (4, 4a), eine Ma­ terialdüse (5, 5a), eine Einrichtung (6, 6a) zum Öff­ nen und Schließen der Materialdüse (5, 5a) sowie Dich­ tungsmittel zwischen abzudichtenden Teilen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmittel mindes­ tens eine Einrichtung (18) mit mindestens einem ver­ formbaren Element (19) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Element (19, 19a) eine Zwischen­ wand ist.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abzudich­ tenden Teile im Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18, 18a) mit dem verformbaren Element (19, 19a) an jedem der beiden abzudichtenden Teile flüssigkeitsdicht sowie ortsfest und starr angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußelemente dem verformbaren Element (19, 19a) zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ringelement (13, 13a) und/oder ein scheibenförmiges Element (22, 22a) als Anschlußelement vorgesehen und einstückig mit dem verformbaren Element (19, 19a) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem verformbaren Element (19, 19a) gehäuseseitig ein Ringelement (13, 13a) und zum Anschließen an die zum Öffnen und Schlie­ ßen der Materialdüse (5, 5a) dienende Einrichtung (6, 6a) ein scheibenförmiges Halteelement (22, 22a) zuge­ ordnet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Element (19, 19a) zylindrisch ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Dich­ tungsmittel dienende Einrichtung (18, 18a) topfförmig ist und ein offenes Ende (20) sowie ein geschlossenes Ende (21) aufweist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verformba­ re Element (19, 19a) ein Balg ist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlos­ sene Ende (21) der Einrichtung (18) mit der Düsenna­ del (7) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstellor­ gan (9) vorgesehen und eine Kolben-Zylindereinrichtung mit einem Kolben (10) aufweist.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstellor­ gan für eine Handverstellung vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Element (19) in Gestalt eines Balges in einstückiger Ausbildung aus ringförmig sowie koaxial angeordneten Außenwandstücken (24) und aus ringförmig sowie koaxial angeordneten Innenwandstücken (25) und aus diese ver­ bindenden, radial gerichteten Ringstücken (26) besteht.