DE2251449B2 - Vornchtung zur Forderung einer Farbflussigkeit aus einem Vorratsbe halter zu einem Verbraucher - Google Patents

Description

angeordnet und an einem Ende (16) offen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (13) mit Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung

dem offenen Ende (16) nach oben unter dem Bo- 20 zur Förderung einer Farbflüssigkeit, insbesondere mit

den (11) des Vorratsbehälters (10) angeordnet ist. ungleich schweren Partikeln, mittels einer Kolben-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- pumpe aus einem Vorratsbehälter zu einem Verbraukennzeichnet, daß der Boden (11) des Vorrats- eher, z. B. einer Sprühpistole.

behälters (JO) zum Pumpenzylinder (13) hin trich- Bekannte derartige Vorrichtungen arbeiten nur mit

terförmig abfällt. 25 den üblichen Farbflüssigkeiten zufriedenstellend. Es

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da- treten jedoch sowohl bei den Niederdruck, als auch durch gekennzeichnet, daß eine mit einem Rück- bei den Hochdruck-Anlage Schwierigkeiten auf, wenn schlagventil (17) versehene Einlaßleitung (19) der Farhflüssigkeiten benutzt werden, die schwere Par-Pumpe (12) im Bereich des offenen Endes (16) des iikeln enthalten, z. B. Pigmente mit Zink. In solchen Pumpenzylinders (13) im Vorratsbehälter (10) 30 Farbflüssigkeiten sinken die schweren Partikeln oder mündet. Pigmente sehr schnell auf den Grund des Vorrats-

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der behälters der Farbflüssigkeit, es bilden sich Klumpen vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- und Ablagerungen, welche die Förderung und Aufnet, daß eine Rücklaufleitung (24) vom Verbrau- tragung der Farbe behindern oder gar unmöglich eher (22) für dorthin geförderte, aber nicht ver- 35 machen. Auch der Verschleiß der Pumpe kann infolge brauchte Flüssigkeit derart in dem Vorratsbehälter der Ablagerungen und Klumpen wesentlich beschleu-(10) mündet, daß auch die zurückgeleitete Flüs- nigt werden. Bei bekannten Farbsprühanlagen hat sigkeitsvorrat bewegt. man deshalb Rühr- und Mischvorrichtungen, z. B. in

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Form eines Propellers, im Vorratsbehälter vorgesehen, vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- 40 Hierbei handelt es sich um eine zusätzliche Maßnet, daß die Flüssigkeit im Vorratsbehälter (10) nähme, weiche die Herstellungskosten erhöht und in durch eine schwimmende Auflage (70) abgedeckt der Praxis doch nicht voll befriedigt.

ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (13) bei 45 bei welcher ohne zusätzliche Rühr- oder Mischeinrichfeststehenden Pumpenkolben (14) unterhalb der tungen das Absetzen und Verklumpen der schwereren Flüssigkeitsoberfläche hin- und hergehend antreib- Partikeln der Farbflüssigkeit wirksam verhindert und bar ist (F i g. 4). dadurch auch der Verschleiß der Pumpe verringert

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der ist.

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- 50 Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß danet, daß der bewegliche Teil (13 bzw. 14) der durch gelöst, daß sich der die Pumpbewegung ausKolbenpumpe (12) mit einem im Vergleich zum führende Teil der Kolbenpumpe mit seiner Außen-Arbeitshub schnellen Rückhub antreibbar ist. seite in der Farbflüssigkeit des Vorratsbehälters be-K). Vorrichtung nach einem oder mehreren der wegt. Dadurch wird die Flüssigkeit in Bewegung gevorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- 55 halten und die Ablagerung der schwereren Teilchen net, daß die Pumpe (12) so bemessen ist, daß die verhindert.

Fördergeschwindigkeit der Flüssigkeit während Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in

des Arbeitshubs mehr als 15 m/Min, beträgt. der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der näher erläutert. Es zeigen

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- 60 Fig. 1 bis 4 vereinfachte Querschnittsansichten

net, daß der Umfang des Pumpenkolbens (14) durch Vorratsbehälter für eine Farbflüssigkeit mit vier

durch ein durch Verformung radial aufweitbares unterschiedlich ausgebildeten und angeordneten KoI-

Teil (50, 48 bzw. 55) gebildet ist. benpumpen, welche die Farbflüssigkeit aus dem Vor-

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren ratsbehälter zu einem Verbraucher pumpen und der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- 65 gleichzeitig den Flüssigkeitsvorrat im Behälter in Bezeichnet, daß der Pumpenzylinder (13) innerhalb wegung halten,

des Vorratsbehälters (10) befestigt ist und mit F i g. 5 einen vergrößerten Querschnitt durch die

einem Rückschlagventil (17) versehene Einlaß- Pumpe nach F i g. 3.

Die in F i g. 1 dargestellte Farbsprühanlage hat einen mit einem konischen Boden 11 versehenen Vorratsbehälter 10 für Farbflüssigkeit und eine am untersten Ende des Behälterbodens angeoalnete Pumpe 12. Diese ist als Kolbenpumpe ausgebildet mit einem Pumpenzylinder 13, welcher an seinem oberen Ende 16 mit dem Vorratsbehälter 10 verschweißt ist und zu dessen Innenraum hin offensteht. Innerhalb des Pumpenzylinders 13 gleitet dichtend ein Pumpenkolben 14, welcher an einer Kolbenstange 15 montiert ist. Zu der Pumpe 12 gehören als Ein- und Auslaßventile zwei Rückschlagventile 17 und 18. Das Einlaßventil 17 befindet sich am untersten Ende des Zylinders 13, wohin ein Saugkanal 19 führt, dessen Einlaßöffnung 25 dicht bei dem offenen Ende 16 des Zylinders 13 liegt. Eine Druckleitung 20 führt vom Zylinder 13 zum Gehäuse 21 des Auslaßventils 18. Es versteht sich, daß sowohl das Ventil 18 und sein Gehäuse 21 als auch das Ventil 17 nur schematisch gezeigt sind. Die Pumpe 12 fördert die Farbe zu einem Verbraucher, z. B. einem Tank, in den die zu färbenden Gegenstände getaucht werden, einer Rolle zum Auftragen der Farbe, einer ohne Druckluft mit Hochdruck arbeitenden Sprühpistole für hydrostatische Vernebelung und Auftragung oder, wie gezeigt, einer »5 mit Preßluft betriebenen Sprühpistole 22, welcher die Farbe über eine Druckleitung 23 zugeführt wird, welche Anschluß hat an das Gehäuse 21 des Auslaßventils 18. Eine Farbkammer 27 der Sprühpistole 22 ist über eine Rücklauf leitung 24 wieder mit dem Inneren des Vorratsbehälters 10 verbunden, und zwar mündet die Leitung unterhalb der Oberfläche der Farbflüssigkeit. In den Vorratsbehälter zurückgeführte Farbe bewirkt also eine Flüssigkeitszirkulation innerhalb des Behälters. Eine Verengung 26 in der Rücklaufleitung 24 sorgt für einen geeigneten Druck und eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit der Farbflüssigkeit in den Leitungen 20, 23, 24. Die Verengung 26 kann auch durch einen kleineren Innendurchmesser der Rücklaufleitung 24 insgesamt im Vergleich zum lichten Querschnitt der Druckleitung 23 erreicht werden, wie F i g. 1 zeigt. Als Sprühpistole 22 kommen herkömmliche Ausführungen mit direkter oder Fernsteuerung in Frage. Der Preßluftanschluß ist im Ausführungsbeispiel bei 28 angedeutet. Der Vorratsbehälter 10 hat einen Deckel 30 und darauf ist ein Antriebsmotor 31 für die Kolbenpumpe 12 montiert. Es kann natürlich jeder geeignete Antriebsmotor eingesetzt werden. Im Beispielsfall ist ein pneumatischer Motor mit hin- und hergehendem Kolben 32 gezeigt, dessen Kolbenstange 33 gleitend, aber dicht durch den Boden 34 einer Arbeitskammer 4J geführt ist, welcher einen Teil eines Grundrahmens 35 des Motors 31 bildet. Der Kolben 32 gleitet in einem Zylinder 36, welcher an seinem oberen Ende ein Um-Steuerventilgehäuse 37 mit einem Drucklufteinlaß 38 trägt. Der Kolben 32 und der obere Teil der Kolbenstange 33 sind hohl mit inneren Schuiterflächen ausgebildet, welche mit einer Ventilstange 39 eines innerhalb des Gehäuses 37 des Umsteuerventils verschiebliehen Ventilkörpers 40 derart zusammenwirken, daß der Ventilkörper 40 in bekannter Weise entsprechend den Bewegungen des Kolbens 32 umgestellt wird. Die Kolbenstange 33 des Motors 31 ist mittels einer aus zwei halbzylindrischen Teilen 41, 42 bcstehenden und durch Ringfedern 83 (F i g. 5) zusammengehaltenen Büchse mit der Kolbenstange 15 der Pumpe verbunden. In Folge der Umsteuerung der Druckluftzufuhr durch den Ventilkörper 40 werden abwechselnd die Arbeitskammer 43 unterhalb des Kolbens 32 und die Arbeitskammer 44 oberhalb desselben mit Druck beaufschlagt und über Leitungen 45, 46 sowie eine Auslaßleitung 47 entlüftet, so daß der Kolben 32 des Motors hin- und hergehend angetrieben wird.

Wie bereits ausgeführt, steht das offene Ende 16 des Pumpenzylinders 13 mit der Flüssigkeit im Vorratsbehälter 10 in Verbindung. Die Farbflüssigkeit kann z. B. auch verhältnismäßig schwere Teilchen enthalten, beispielsweise Pigmente mit Zink. Wenn sich der Motorkolben 32 nach oben bewegt, weil die Arbeitskammer 43 des Motors 31 gerade unter Druck gesetzt ist, zieht er den Pumpenkolben 14 ebenfalls nach oben zum Farbvorratsbehälter 10 hin. Während diesen aufwärts gerichteten Hubs ist der Pumpenkolben 14 im wesentlichen unbelastet, da sich einfach nur das Einlaßventil 17 öffnet und das Auffüllen des Pumpenzylinders 13 mit über den Einlaßkanal 19 angesaugter Farbflüssigkeit freigibt. Der Durchflußquerschnitt des Einlaßventils 17 und des Einlaßkanals 19 sind dabei vorzugsweise so groß dimensioniert, daß sie diesen Rückhub des Pumpenkolbens 14 möglichst wenig bremsen. Die Bewegung des Kolbens 14 zum offenen Ende 16 des Pumpenzylinders 12 hin ist demnach sehr schnell und führt zu einer starken Bewegung der Farbflüssigkeit im Vorratsbehälter 10. Eine schwimmende Auflage 70 auf der Oberfläche der Farbflüssigkeit verhindert dabei Spritzen, und auf diese Weise kommen auch keine Luftblasen in die Farbe. Wenn der Motorkolben 32 sich seiner obersten Stellung nähert, werden die Ventilstange 39 und der Ventilkörper 40 in die in F i g. 1 gezeigte Lage umgestellt, wobei die Arbeitskammer 49 über die Leitung 45 und die Auslaßleitung 47 entlüftet und die obere Arbeitskammer 44 unter Druck gesetzt wird. Unter diesen Bedingungen beginnt der Motorkolben 32 seine abwärts gerichtete Bewegung, und der Pumpenkolben 14 führt seinen Arbeitshub aus. Er muß dabei gegen den vollen Druck der Farbflüssigkeit in der Druckleitung 20, 23 arbeiten. Während des Arbeitshubs des Kolbens 14 vom offenen Fntle 16 des Zylinders 12 nach unten ist das Einlaßventil 17 geschlossen, während die durch die Druckleitung 20 geförderte Farbflüssigkeit das Auslaßventil 18 öffnet. Die Farbe wird dann durch das Ventilgehäuse 21 und die Druckleitung 23 hindurch zur Sprühpistole 22 gefördert. Die dort nicht versprühte, überschüssige Farbmenge gelangt über die Rücklaufleitung 24 wieder in den Vorratsbehälter 10. Die Druckleitung 20, 23, die Verengung 26 oder die verengte Rücklaufleitung 24 sind vorzugsweise so ausgelegt, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Druckleitung 20, 23 und der Rücklauf leitung 24 wenigstens etwa 15 m/Min, betrügt.

Der Auslaß 29 der Rücklauf leitung 24 im Vorratsbehälter 10 ist so gerichtet, daß die zurückgeleitete Farbe die Flüssigkeit am oberen Ende 16 des Pumpenzylinders 12 zusätzlich in Bewegung bringt. Der Auslaß 29 sollte unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegen, so daß keine Luftblasen vorkommen.

Wenn der Motorkolben 32 seine untere Endstellung erreicht, werden die Ventilstange 39 und der Ventilkörper 40 wieder in ihre entgegengesetzte Endlage umgestellt, so daß die Arbeitskammer 43 des Motors über das Ventilgehäuse 37 und die Leitung 45 unter Druck gesetzt wird, während die Arbeits-

kammer 44 über die Leitung 46 und die Auslaßleitung 47 entlüftet wird. Wegen des schnellen nach aufwärts gerichteten Rückhubs des Pumpenkolbens 14 und der hohen Zirkulationsgeschwindigkeit der Farbflüssigkeit sowie deren ebenfalls für die Bewegung des Flüssigkeitsvorrats ausgenutzten Rücklaufs wird eine Sedimentation im gesamten System wirksam verhindert.

Die Konstruktion des Pumpenkolbens 14 nach F i g. 1 ist dieselbe wie detailliert in F i g. 5 gezeigt, obgleich dort die anderen Teile unterschiedlich gestaltet sind. Die Kolbenstange 15 ist am Ende mit einem Gewinde 49 versehen, auf welches eine elastomere Scheibe SO aufgeschraubt ist. Die Scheibe 50 besteht vorzugsweise aus einem Gummi mit einer Härte von 70 bis 80° Shore. Auf beiden Seiten der Scheibe 50 sitzen Endscheiben 51 mit zentralen Löchern. Ihre an der Gummischeibe 50 anliegenden Flächen sind kegelförmig. Der Umfang des Kolbens wird durch einen biegsamen, ringförmigen Koibenteil 48 gebildet, welcher im Querschnitt bogenförmig gekrümmt ist und sich mit seinen nach einwärts gekrümmten Enden 54 zwischen die Gummischeibe 50 und die Umfangsbereiche der Endscheiben 51 erstreckt. Der Kolbenteil 48 besteht vorzugsweise aus einem Polytetrafluor-Äthylen-Kunststoff. Die Umfangsbereiche der Endscheiben 51 haben weich gerundete Schulter Sl', welche die Enden 54 umfassen. Die Endscheiben 51 sitzen mit Spiel im Pumpenzylinder 13 und lassen sich zwischen Muttern 53', 53", 53'" axial einstellen und unter Zusammendrükken der Gummischeibe 50 verspannen, so daß die letztere den ringförmigen Kolbenteil 48 in einem gewünschten Maß nach außen biegt, bis dieser dicht, aber gleitfähig an der Innenwand des Pumpenzylinders 13 anliegt. Die gezeigte Anordnung gestattet auch das Nachstellen des Kolbendurchmessers, wenn sich der letztere mit der Zeit abnutzt, und es ist kein zusätzliches Führungsglied für die Kolbenstange 15 erforderlich.

Bei der Pumpe 12 nach F i g. 2 besteht der Pumpenkolben aus einem Gummikörper 55, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Innendurchmesser des Pumpenzylinders 13, so daß der Gummikörper leicht zusammengedrückt ist. Die Kolbenstange 56 des Kolbens 55 ist am oberen Ende über seinen Gelenkbolzen 57 mit einem Hebel 58 verbunden, welcher um eine Schwenkachse 59, die in einer auf dem Deckel 30 des Vorratsbehälters 10 befestigten Halterung 60 sitzt, verschwenkbar ist. Am anderen Ende des zweiarmigen Hebels 58 greift über einen Gelenkbolzen 61 die Kolbenstange 33 des diesmal an der Seitenwand des Vorratsbehälter 10 über eine Halterung 62 und einen Gelenkbolzen 63 verschwenkbar abgestützten Motors 31 an. Letzterer kan wiederum ein mit Druckmittel betriebener Motor, z. B. ein Druckluftmotor, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sein. Die hin- und hergehende Bewegung der Kolbenstange 33 des Motors verschwenkt den Hebel 58 und überträgt sich als hin- und hergehende Bewegung auf die Kolbenstange 56 und den Pumpenkolben 55. Bei diesem Ausführungsbeispiel sitzt das Einlaßventil am Pumpenkolben 55 und hat die Form einer ringförmigen Scheibe 68, welche sich auf einer Distanzbüchse 64 führt, wobei sie in der einen Endstellung an dem den Kolben bildenden Gummikörper 55 und in der anderen Endstellung an einer äußeren Anschlagscheibe 69 anliegt, welche zusammen mit der Distanzbüchse

64 und dem Gummikörper 55 zwischen einem Bund

65 an der Kolbenstange 56 und einer auf deren Ende aufschraubbaren Mutter 67 verspannt ist. Während der schnellen Aufwärtsbewegung des Kolbens 55 öffnet die ringförmige Ventilscheibe 68 eine Anzahl Durchlaßkanäle 70' durch den Kolben 55, so daß sich die Arbeitskammer im Zylinder unterhalb des Kolbens 55 mit Farbflüssigkeit füllen kann, ohne daß dieser merklich gebremst wird. Während des

ίο nach unten gerichteten Arbeitshubs des Kolbens 55 wird die Farbflüssigkeit unterhalb des Kolbens 55 in die Druckleitung 20, 23 gedrückt. Wenn der Kolben 55 abgenutzt ist, kann er sehr leicht ausgewechselt werden. Sein Gummi hat vorzugsweise eine HSrte von ungefähr 80° Shore.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist der Vorratsbehälter 10 einfach ein Bottich oder Faß mit einem Deckel 30, welcher den Motor 31 und die Farbpumpe 12 trägt, wobei die letztere wiederum in die

ao Farbe eingetaucht ist. Die Pumpe selbst ist in größerem Maßstab in F i g. 5 gezeigt. Der Pumpenzylinder 13 hat ein Unterteil 72 und einen oberen Flansch 71. Beide sind mittels Stangen 73 über die Umfangswand des Pumpenzylinders miteinander verspannt

as und am Deckel 30 befestigt. Das Einlaßventil hat eine ringförmige Ventilscheibe 17, welche durch eine einen Auslaß bildende, in das Unterteil 72 eingeschraubte Büchse 74 zentriert wird, die mit einem oberen Flansch 74' ausgebildet ist, welcher die nach aufwärts gerichtete Öffnungsbewegung der Ventilscheibc 17 begrenzt. Diese öffnet bzw. schließt eine Anzahl Einlaßkanäle 75 durch das Unterteil 72. Die untere Stirnfläche der den Auslaß bildenden Büchse 74 dient als Sitzfläche für den scheibenförmigen Ventilkörper 18 des Auslaßventils.

Dieses sitzt in einer Bohrung 77 im Unterteil 72. Die Bohrung 77 wird durch einen Deckel oder Gewindestopfen 78 abgeschlossen, an dessen Innenseite sich eine Feder 76 abstützt, welche die Ventilscheibe 18 gegen ihren Sit?: drückt. Ein Radialkanal 79 verbindet die Bohrung 77 mit der Druckleitung 23, welche ein zu der Sprühpistole führender Schlauch ist. Die Rücklaufleitung 24 endet am Grund des Bottichs 10 und ist so gerichtet, daß die zurückgeleitete Farbflüssigkeit für Bewegung der Vorratsflüssigkeit im Bereich der Einlaßkanäle 75 sorgt. Die Anlage funktioniert entsprechend, wie oben beschrieben.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist die Arbeitsweise der Pumpe umgekehrt wie bei der Ausführung nach F i g. 3 und 5. Die den Pumpenzylinder

13 tragenden Stangen 73 sind über einen Bügel 80 mit der Kolbenstange 33 des Antriebsmotors 31 verbunden. Die Kolbenstange 15 des Pumpenkolbens 14 ist über einen Bügel 81 und Stangen 82 am Deckel 30 befestigt. Die Stangen 73 sind innerhalb von Durchstecklöchern 83' in dem festen Bügel 81 axial frei beweglich.

Der untere Bereich des Pumpenzylinders 13 soll in die Farbflüssigkeit im Behälter 10 eingetaucht sein.

Die Kolbenstange 33 des Antriebsmotors 31 bewegt über den Bügel 80 und die Stangen 73 den Pumpenzylinder 13 hin- und her, während der Pumpenkolben

14 feststeht. Während des schnellen nach unten gerichteten Hubs des Zylinders 13 — dies ist der Rückhub, während dessen der Zylinder 13 durch die Einlaßkanäle 75 mit Farbflüssigkeit gefüllt wird — bewegt der Zylinder 13 sehr wirksam die Farbflüssigkeit am Boden des Behälters 10.

Hierau 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 öffnungen (75) der Pumpe (12) in der dem offenen Patentansprüche: Ende (16) gegenüberliegenden Endwand (72) angeordnet sind.

1. Vorrichtung zur Förderung einer Farbflüs- 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren sigkeit, insbesondere mit ungleich schweren Par- 5 der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenntikeln, mittels einer Kolbenpumpe aus einem zeichnet, daß die Kolbenstangen (15, 56) des Vorratsbehälter zu einem Verbraucher, z. B. einer Pumpenkolbens (14, 55) auf der offenen Seite aus Sprühpistole, dadurch gekennzeichnet, dem Pumpenzylinder (13) herausgeführt ist.

daß sich der die Pumpbewegung ausführende Teil 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren

(14 bzw. 13) der Kolbenpumpe (12) mit seiner io der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

Außenseite in der Farbflüssigkeit des Vorrats- zeichnet, daß der Antriebsmotor (31) der Pumpe

behälters (10) bewegt. (12) ein mit einem Druckfluid, vorzugsweise

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Druckluft, betriebener Kolbenmotor ist, dessen kennzeichnet, daß der Pumpenkolben (14) hin- Kolbenstange (33) direkt oder indirekt mit der und hergehend angetrieben ist und der Pumpen- 15 Kolbenstange (15, 56) der Pumpe (12) verbunden zylinder (13) unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche ist.