DE69634899T2

DE69634899T2 - Lackiersystem mit rezirkulierung

Info

Publication number: DE69634899T2
Application number: DE69634899T
Authority: DE
Inventors: R. Earl HOLT
Original assignee: Hose Specialties/Capri Inc Highland Park; Hose Specialties Co; Hose Specialties Capri Inc
Current assignee: Hose Specialties/Capri Inc Highland Park; Hose Specialties Co; Hose Specialties Capri Inc
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2016-07-18
Also published as: ES2263906T3; US5772116A; EP0835164A4; US5857622A; PT1408270E; ATE418392T1; ES2243953T3; EP0835164B1; US6572029B1; DE69634899D1; EP1415721A2; EP0835164A1; EP1408270A1; EP1415721A3; AU6499496A; CA2226921C; PT1415721E; EP1415721B1; ATE298633T1; ATE327465T1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Fluidzufuhrsystem zur Zufuhr einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Fluidzufuhrsystem dieser Art ist aus der WO 95/15219 bekannt.
Wie jene, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, es verstehen werden, wird bei bisherigen Farbzufuhrsystemen an einer ersten Station eine Basislack- bzw. Basisfarbbeschichtung aufgetragen, und dann wird der Artikel, wie z. B. eine Automobilkarosserie, zu einer neuen Station befördert, wo eine Klarlackbeschichtung aufgebracht wird, wobei die Klarlackbeschichtung der Farbe das Gefühl von Tiefe vermittelt. Die Fähigkeit, einen Klarlack und eine Grundierung z. B. einen Basislack zur selben Zeit aufzutragen, würde eine dramatische Reduzierung der Kosten der Fahrzeuglackierung in dem Sinne liefern, dass die Hälfte der Spritzkabinen beseitigt oder deaktiviert werden könnte und somit die Hälfte der Ausrüstung und die Hälfte der Arbeitskraft von dem Lackiervorgang abgezogen werden könnte.
Außerdem ist die moderne Fabrik typischerweise ausgedehnt und Lackierkabinen sind nicht in einem Bereich untergebracht oder so angeordnet, dass sie zueinander parallel sind. Als ein Ergebnis benötigt der Einsatz einer Reihenschaltung zwischen Lackierkabinen eine aufwendige Verrohrung, insbesondere wenn der Lack bzw. die Farbe entgegen gesetzten Seiten jeder Kabine zugeführt werden muss. Entsprechend wäre es wünschenswert, die Anzahl der Leitungen, die zur Farb- bzw. Lackzufuhr in einem Lackiersystem benötigt werden, und die Kosten, die mit diesen Leitungen verbunden sind, zu minimieren.
Ein ständiges Problem in Verbindung mit dem Spritzauftrag von flüssigen Lacken ist die Gegenwart von Fremdpartikeln in der Flüssiglackzufuhr, welche Fehlstellen an den Oberflächen des spritzlackierten Artikels verursachen, was oftmals eine Nacharbeit oder eine Nachlackierung erforderlich macht. Solche Fremdpartikel, welche manchmal als „Körner" („seeds") oder „Fäden" („strings") oder „Rotz" („snotter") bezeichnet werden, werden in vielen Fällen als eine Folge einer Agglomeration der Lackbestandteile während eines Stehens oder einer Rezirkulation des Flüssiglackes gebildet, was ein Entfernen vor dem Ausstoß durch die Spritzdüse erforderlich macht. Das vorhergehende Problem ist insbesondere in Rezirkulations-Typ-Flüssiglacksystemen ausgeprägt, obwohl sie in Direktleitungssystemen ebenso gegenwärtig sind.
Rezirkulations-Lackzufuhrsysteme beinhalten herkömmlicherweise einen Mischtank, welcher mit einer geeigneten Rührvorrichtung ausgerüstet ist, um die flüssige Beschichtungszusammensetzung gleichmäßig durchmischt zu halten, und eine Pumpe, um die flüssige Beschichtungszusammensetzung unter einem gewünschten Druck zu einer manuell betätigbaren Zufuhrleitung, welche mit der Spritzdüse verbunden ist, weiterzuleiten. Ein geeigneter Rückführschlauch ist vorgesehen, um die überschüssige Menge an Lack zur Rezirkulation wieder in den Mischtank zurückzuführen und um den Lack in der Suspension zu behalten. Typisch für so ein System ist das Rezirkulations-Lackzufuhrsystem, welches in dem Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5,060,861 gezeigt ist, dessen Spezifikation hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. In diesem Lackzufuhrsystem sind die Zufuhr- und Rückführungsschläuche durch geeignete Fluidanschlussstücke miteinander so verbunden, dass sie eine einzige Leitung bilden, welche koaxiale Durchlässe zur Zufuhr und Rückführung der flüssigen Zusammensetzung aufweist.
Diese und gleichartige Lacksysteme nutzen typischerweise viele verschiedene Anschlussstücke, Verbinder und Kupplungsanordnungen, um die notwendigen Fluidverbindung(sleitung)en zu vervollständigen. Solche Anschlussstücke sind oft im Allgemeinen aus Metall hergestellt, was dazu führen kann, dass die Leitung relativ schwer ist. Die Lackzufuhrschläuche oder die zu Einheiten verbundenen (unitized) Fluidleitungen und die zugeordneten Fluidanschlussstücke sollten jedoch so leicht wie möglich sein, um die Ermüdung des Bedieners zu verringern und um den Bediener in die Lage zu versetzen, die Position der Spritzpistole zu beeinflussen.
Darüber hinaus werden herkömmliche Spritzpistolen auch im Allgemeinen aus Metall hergestellt, was dazu führt, dass die Spritzpistole einschließlich der Anschlusstücke relativ schwer ist. Dieses Gewicht kann zu Ermüdung des Bedieners oder zu Beschwerden führen, welche auf dem anhaltenden und sich wiederholenden Gebrauch der schweren Spritzpistole basieren, welche typischerweise ungefähr 623,70 g wiegt. Ferner noch kann, wenn der Arbeitstag voranschreitet, diese Ermüdung zunehmen, was einen merklichen Rückgang in der Lackierungs- bzw. Endbearbeitungs-Qualität des zu beschichtenden Objekts verursacht. Diese verringerte Qualität tritt im Allgemeinen auf, weil der Bediener den von der Spritzpistole gelieferten Sprühnebel, im Gegensatz zu einem im Wesentlichen senkrecht zu dem Objekt aufrechterhaltenen Sprühnebel, was gewünscht ist, anwinkelt.
Dichtungen und Filter sind in der Lackzufuhrleitung zum Abdichten der Verbindungen wie auch zum Entfernen von Partikeln aus dem an die Spritzpistole gelieferten Lack ebenfalls enthalten. Trotz der Dichtungen und Filter können Fremdkörper noch immer vorhanden sein. Zum Beispiel tendieren die Schnellverbinder, welche für die Spritzpistole verwendet werden, dazu, Spritzer (spit) an der Schnellkupplung beim Trennen zu erzeugen, was im Allgemeinen nicht wahrnehmbar ist, aber, wenn sie trocken sind, verursachen, dass Undichtigkeit und Verunreinigungen auftreten. Um Undichtigkeiten zu vermeiden, ist es ferner bekannt, die Gewindeabschnitte der Fluidanschlussstücke mit Rohrschmiere (pipe dope) zu überziehen, und dann die Anschlussstücke zu montieren. Obwohl diese Anordnung in vielen Fluiddichtungsanwendungen gut funktioniert, hat sie mehrere Nachteile. Zum ersten muss ein Rohrinstallateur gerufen werden, um die Einheit zu montieren oder zu demontieren, was eine Schwierigkeit darstellen kann. Ferner erzeugen exponierte Gewinde Hohlräume in der Verbindung zwischen den Komponenten, was eine Lackansammlung verursacht und Lackpartikel (Schmutz, usw.) erzeugt, welche stromabwärts geschickt werden und an dem Fahrzeug landen, was zu der Notwendigkeit führt, das Fahrzeug zurückzuweisen oder nachzulackieren.
Verschiedene Strömungssteuerungsvorrichtungen oder Lackdrosseln werden ebenfalls bei Lackzufuhrsystemen verwendet. In vielen Fällen wurden solche Konstruktionen im Stand der Technik durch ihre Tendenz behindert, über Einsatzperioden hinweg zu verstopfen, was häufiges Ersetzen und/oder Stillstandszeit zum Ermöglichen der Reinigung erforderlich machte, um sie wieder in die richtigen Betriebszustände zurückzuversetzen. Das Anhäufen von Ablagerungen in solchen Strömungsreguliervorrichtungen verursacht eine fortschreitende Verringerung in dem Druck der flüssigen Beschichtungszusammensetzung, welche an die Spritzdüse geliefert wird, wodurch sich Variationen in der Qualität und der Dicke der Beschichtung ergeben, und so ihren Gebrauch beeinträchtigen.
Darüber hinaus muss eine Strömungssteuerungsvorrichtung ein Element beinhalten, welches sich relativ zu seinem Ventilkörper bewegt, um die Strömungsrate zu verändern. Ein herkömmliches Kugelventil weist zum Beispiel ein drehbares Kugelelement auf, durch welches Fluid strömen kann, und Dichtungsabschnitte, welche an den entgegen gesetzten stromaufwärtigen und stromabwärtigen Flächen der Kugel zur Verhinderung einer Strömung um diese herum angeordnet sind. Längerer Gebrauch des Ventilelementes in einer Strömungsposition kann dazu führen, dass Lack in Hohlräumen, welche um die Dichtungsabschnitte herum gebildet sind, koaguliert. Wenn das Kugelelement gedreht wird, können Lackanteile losbrechen, und somit seinen Gebrauch beeinträchtigen. Lackflocken, Partikel und Schmutz können von dem Ineinandergreifen (mating) der Fluidverbindungselemente, ungeachtet einer Dichtung, welche angeordnet ist, um eine Strömung um die zusammenpassenden Abschnitte herum zu verhindern, herrühren.
Entsprechend wäre es wünschenswert die Verwendung der geschraubten Anschlussstücke zu beschränken oder durch Kompressionsverbinder, oder jene, welche nur Druck nutzen, zu ersetzen, und dadurch Hohlräume zu unterbinden, welche dazu tendieren, eine Anlagerung des Lacks zu verursachen.
Darüber hinaus wäre es ebenfalls wünschenswert, das Gewicht der herkömmlichen Spritzpistole und der Anschlussstücke zu reduzieren, und damit die Ermüdung des Bedieners zu reduzieren und die Finish-Qualität zu steigern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Vorzüge und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung werden durch ein rezirkulierendes Lackzufuhrsystem erreicht, welches die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Um die Zufuhr- und Rückführleitungen des Lackiersystems selektiv an die Zufuhr- und Rückführungsschläuche der rezirkulierenden Leitung anzuschließen und von diesen zu trennen, wird eine Reihe von Kugelventilen miteinander verbunden, um eine H-förmige Fluidverbindungsanordnung zu bilden. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform dieser Erfindung wird eine trichterförmige Dichtung zwischen zusammenpassenden (mating) Kegelstumpf-Flächen der miteinander verbundenen Enden der Ventile sandwichartig eingebracht, um somit eine Kompressionsdichtung zu bilden. Die miteinander verbundenen Enden der Ventile können alternativ durch die Nutzung von Aufweitungsanschlussstücken (flare fittings), welche zusammenpassende konische Oberflächen aufweisen, gekoppelt werden. Die inneren Oberflächen der Ventile, welche die Lackzusammensetzung kontaktieren, bestehen zusätzlich aus rostfreiem Stahl oder anderem geeigneten Material, welches gegenüber Angriff durch den Lack widerstandsfähig ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Lackiersystems der gegenwärtigen Erfindung, beinhaltet die H-förmige Fluidverbindungsanordnung einen Verbindungsmechanismus, welcher ein ringförmiges Element aufweist, welches schwenkbar an jedem Griff der Kugelventile montiert ist. Wenn das ringförmige Element mit einer im Uhrzeigersinn orientierten Kraft bewegt wird, wird jeder Griff an jedem Kugelventil gleichzeitig bewegt, um die Kugelventile gleichzeitig zu öffnen und zu schließen. Das ermöglicht der rezirkulierenden Leitung, schnell auf Druckunterschiede oder -verlust hin untersucht zu werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, beinhaltet eine Strömungssteuerungsvorrichtung einen Ventilkörper, welcher entgegen gesetzte Endteile aufweist, und eine Bohrung, welche sich zwischen den Endteilen erstreckt, ein Verschlusselement, welches ein drehbares Kugelelement in der Bohrung aufweist und einen Durchgang durch es hindurch aufweist, um die Bohrung selektiv zu öffnen und zu schließen, um eine Strömung durch die Bohrung zu ermöglichen und zu verhindern, und Dichtmittel, welche bewirken, dass das Kugelelement eingekapselt wird, um die Bohrung abzudichten, um ungewollten Fluidaustritt zu verhindern. Die Dichtung bewirkt, dass Hohlräume, in welchen sich Lack sammeln und losbrechen könnte, um so das Lackiersystem während einer Drehung der Kugel zu verunreinigen, vermieden werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer Mehrfach-Spritzstations-Anordnung eines rezirkulierenden Flüssiglack-Beschichtungszusammensetzungs-Zufuhrsystems, welches die Erfindung verkörpert.
2 ist eine Ansicht entlang der Linie 2-2 der 1, welche eine Fluidverbindungsanordnung veranschaulicht, welche eine Lackzufuhrleitung mit einem Paar Lackierstationen verbindet.
3 ist eine Schnittansicht einer Kugelventil-Fluidverbindung, welche eine Dichtungsanordnung gemäß dieser Erfindung beinhaltet.
4 ist eine Explosionsansicht der in 3 gezeigten Dichtungsanordnung im Schnitt.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Spritzstation und beinhaltet eine koaxiale rezirkulierende Leitung zur Zufuhr und zur Rückführung von überschüssiger flüssiger Lackbeschichtungszusammensetzung an das Zufuhrsystem, welches die Erfindung verkörpert.
6 ist eine Explosionsansicht einer H-förmigen Fluidverbindungsanordnung zum selektiven Verbinden oder Trennen des Zufuhrsystems mit/von der rezirkulierenden Leitung gemäß dieser Erfindung.
7 ist eine schematische Teilexplosionsansicht der in 3 gezeigten rezirkulierenden Leitung und den Fluidverbindungen dafür.
8 ist eine Explosions-Anordnungsansicht einer Schnelltrennverbindungsanordnung im Schnitt.
9(A), 9(B) und 9(C) sind geschnittene Seitenansichten, die die Schnelltrennverbindungsanordnung der 8 verbunden zeigt.
10 ist eine Schnittansicht einer Dreh-Fluidverbindung.
11(A) und (B) sind Schnittansichten einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Schnelltrenn-Fluid-Verbindungsanordnung.
12(A) und (B) sind Ansichten einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung.
13(A) bis (C) sind Ansichten noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung.
14 ist eine perspektivische Ansicht der verbesserten Spritzpistole.
15 ist eine Querschnittsansicht des Körpers der verbesserten Spritzpistole.
16 ist eine Vorderansicht des Kopfteils der verbesserten Spritzpistole.
17 ist eine Draufsicht auf den Kopfteil der verbesserten Spritzpistole.
18 ist eine Vorderansicht einer Y-förmigen Fluidanschlussstückanordnung.
19 ist eine Explosionsansicht noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung.
20 ist eine Querschnittsansicht eines Aufweitungs-Anschlussstücks, welches in der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung der 19 genutzt wird.
21 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Drosselfluidverbindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Jetzt wird mit Bezug auf die Zeichnungen, und wie am besten in 1 gesehen werden kann, ein rezirkulierendes Mehrstations-Flüssiglack-Beschichtungszusammensetzungs-Zufuhrsystem 10 veranschaulicht. Das in 1 veranschaulichte Zufuhrsystem zeigt ein Lackiersystem zum Rezirkulieren eines einzelnen Lackes einer speziellen Farbe zu jeder der drei Spritzstationen, welche durch die Nummern 1, 2 und 3 identifiziert werden. In der gezeigten Ausführungsform befindet sich jede Station mit einem druckbeaufschlagten Flüssigbeschichtungs- oder Lackzufuhrsammler 12 (header) und einem Niederdruck-Lackrückführungssammler 14 in Verbindung. Man wird es verstehen, dass die in 1 veranschaulichten Spritzstationen eine Reihe separater Spritzkabinen bilden können, um eine Vielzahl von. verschiedenen Beschichtungszusammensetzungen und/oder verschiedenen Farben zu liefern. Beispielsweise kann jede Spritzstation zwölf verschiedene Systeme zur Zufuhr von zwölf verschiedenen Farben der gewünschten Beschichtungszusammensetzung beinhalten.
Das Lack-Zufuhrsystem beinhaltet typischerweise einen Zufuhrtank und eine Zufuhrpumpe zum druckbeaufschlagten Zuführen der flüssigen Beschichtungslackzusammensetzung zu dem Zufuhrsammler. Die Menge der Lackzusammensetzung, welche zugeführt wird, aber mehr ist als an den mehrfachen Stationen benötigt wird, wird über den Rückführsammler zu der Zufuhr rückgeführt. Eine Zufuhrzweigleitung 16 an jeder Spritzstation ist mit dem Zufuhrsammler 12 verbunden und wiederum mit einem Absperrventil an dem Eingang zur Spritzkabine verbunden, um somit einer gewünschten Spritzstation Lackzusammensetzung zuzuführen. Eine Rückführzweigleitung 18 an jeder Spritzstation ist mit dem Lack-Rückführsammler 14 und mit einem Absperrventil an dem Ausgang der Spritzstation verbunden, um somit Lackzusammensetzung über den Rückführsammler zu dem Zufuhrtank rückzuführen.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorangegangenen Anordnung können die Spritzstationen in Reihe und parallel geschaltet werden. Das heißt, jeder aus der Vielzahl der Zweige ermöglicht ausgewählten Zweigleitungen, eine Reihe von Spritzstationen an verschiedenen Standorten zu bedienen und jeder Station, mit einer Vielzahl von Auslässen versehen zu werden. Zusätzlich können zwei Zweigleitungen genutzt werden, um entgegen gesetzte Seiten einer gemeinsamen Spritzstation zu bedienen.
Wie in 2 gezeigt, ist eine besonders konfigurierte Fluidverbindungsanordnung 20 vorgesehen, um die Beschichtungszusammensetzung zu/von jeder der zwei Spritzstationen, wie z. B. Nr. 2 und Nr. 3 zuzuführen oder rückzuführen. Wie gezeigt, beinhaltet eine Zufuhr-Fluidverbindungsanordnung 20 ein Y-förmiges Fluid-Anschlussstück 22, welches eine Einlassöffnung (inlet port) 24 und zwei Auslass-Öffnungen 26 beinhaltet, eine im Allgemeinen gerade rohrförmige Fluidleitung 28 zum Verbinden der Einlass-Öffnung 24 mit der Zufuhr-Zweigleitung 16, ein Paar abgewinkelter röhrenförmiger Leitungen 30, welche jeweils ein Einlassende aufweisen, welches mit einer der Auslass-Öffnungen 26 verbunden ist, und ein Auslassende, und ein Paar Kugelventile 32. Das Kugelventil 32 hat ein Einlassende 34, welches mit dem Auslassende 42 von einer der abgewinkelten röhrenförmigen Leitungen verbunden ist, und ein Auslassende 36, welches verbunden ist, um eine Lackzusammensetzung in die Spritzstation zuzuführen. Jedes Kugelventil 32 kann geschlossen werden, um an dieser Stelle das Fluid am Austreten in die Spritzstation zu hindern, oder geöffnet werden, um es dem Fluid zu ermöglichen, in die Station zu gelangen. Wenn die Fluidverbindungsanordnung 20 genutzt wird, um eine Lackzusammensetzung zurückzuführen, würden die Auslass-Öffnungen 26 die Zusammensetzung von den Stationen zu dem Fluidanschlussstück 22 und mittels der Fluidleitung 28 in den Lackrückführsammler 14 überführen.
Die abgewinkelten röhrenförmigen Leitungen 30 haben erste und zweite Teile 40 und 42, wobei sich die ersten Teile 40 entlang einer ersten Achse erstrecken, welche im Allgemeinen in einem stumpfen Winkel zu der Fluidleitung 28 angeordnet ist, und sich die zweiten Teile 42 entlang einer zweiten Achse erstrecken, welche im Allgemeinen rechtwinklig (d. h. senkrecht) zu der Fluidleitung 28 ist. Im Allgemeinen werden die ersten und zweiten Teile durch einen gekrümmten Teil 44 vereint, und in einem Winkel von ungefähr 130°–140°, und vorzugsweise von ungefähr 135° zueinander angeordnet. Wenn sie mit dem Fluidanschlussstück verbunden sind, bilden die Fluidleitungen 28 und 30 eine im Allgemeinen Y-förmige Konfiguration. Obwohl ein T-Teil zum Zweck der Teilung und/oder Leitung eines Fluids zu und entlang eines Weges, welcher im Allgemeinen rechtwinklig zu der Zufuhr ist, bekannt ist, wird angenommen, dass die 90°-Richtungsänderung in einem Lackiersystem zu abrupt ist und zu Problemen führen kann. Es wird angenommen, dass die Y-förmige Konfiguration der 2 die Konstanz der Volumenströmung ohne Lackkoagulation verbessern kann, und jegliche möglichen nachteiligen Effekte, welche anderweitig die Gleichförmigkeit der Lackströmung störend beeinflussen können, vermeidet. Obwohl es nicht gezeigt ist, könnte die Y-förmige Fluidverbindungsanordnung 20 genutzt werden, um die Niederdruck-Lackzusammensetzung zu dem Rückführsammler zurückzuführen.
Mit Bezug auf 18 wird eine weitere Ausführungsform eines Y-förmigen Fluidanschlussstücks 400 gezeigt. Das Y-förmige Fluidanschlussstück 400 ist ähnlich dem Y-förmigen Anschlussstück 22 und wird zur Teilung und/oder Leitung eines Fluids zu und entlang eines Weges genutzt, welcher im Allgemeinen rechtwinklig zu der Zufuhr ist, in der Weise wie ein herkömmliches T-Teil verwendet wird. Das Y-förmige Fluidanschlussstück 400 beinhaltet einen Körper 402, welcher vorzugsweise aus rostfreiem Stahl besteht, welcher eine rohrförmige Einlassleitung 404 und zwei rohrförmige Auslassleitungen 406 bzw. 408 aufweist. Der Körper 402 kann entweder konfiguriert sein, um rohrförmige Leitungen 404, 406 und 408 verschiedener Länge aufzunehmen, welche passende gewinkelte Teile aufweisen, um kurz erläutert zu werden, und konfiguriert sind, um dauerhaft an den rohrförmigen Leitungen 404, 406, und 408 befestigt zu werden, wie z. B. durch Löten. Wenn sie dauerhaft befestigt sind, enthalten die Enden 410 einer jeden rohrförmigen Leitung 404, 406 und 408 verschiedene herkömmliche Kupplungsvorrichtungen (nicht gezeigt), um das Y-förmige Fluidanschlussstück 400 mit dem Zufuhrsystem 10 zu verbinden.
Vorzugsweise ist die rohrförmige Einlassleitung 404, so wie es bei dem Y-förmigen Anschlussstück 20 der Fall ist, eine im Allgemeinen gerade Röhre, während jede röhrenförmige Auslassleitung 406 und 408 einen ersten Teil 412 beinhaltet, welcher sich entlang einer ersten Achse erstreckt, welche im Allgemeinen in einem stumpfen Winkel (d. h. ungefähr 120°) zu der röhrenförmigen Einlassleitung 404 angeordnet ist, und einen zweiten Teil 414, welcher sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, welche im Allgemeinen rechtwinklig (d. h. senkrecht) zu der röhrenförmigen Einlassleitung 404 ist. Die ersten und zweiten Teile 412 und 414 werden durch einen gekrümmten Teil 416 verbunden und sind in einem Winkel von ungefähr 170°–150° zueinander versetzt, und vorzugsweise von ungefähr 160°. Durch Vorsehen eines Körpers 402, welcher die röhrenförmigen Leitungen 404, 406 und 408 aufnimmt, oder durch Bereitstellung dauerhaft befestigter röhrenförmigen Leitungen 404, 406, 408, kann das Y-förmige Fluidanschlussstück 400 überall in dem Zufuhrsystem 10 gekuppelt und praktisch genutzt werden, wo immer die Strömung des Fluids rechtwinklig oder senkrecht von einer Zufuhr geleitet werden muss. Durch Nutzung von schrittweise abgewinkelten Teilen 44 und 416, welche große stumpfe Winkel (d. h. 130°–170°) aufweisen, werden die Konsistenz der Volumenströmung verbessert und jegliche möglichen nachteiligen Effekte, welche andernfalls die Gleichförmigkeit der Lackströmung störend beeinflussen könnten, beseitigt, wie solche, die T-förmigen Anschlussstücken zugeordnet sind.
Wie in 3 und 4 gezeigt, beinhaltet das Kugelventil 32 einen Ventilkörper 46, welcher entgegen gesetzte axiale Endflächen 48 und 50 aufweist, und eine selektiv gewindeversehene (threaded) Bohrung 52, welche sich zwischen seinen Endflächen erstreckt. Die folgenden Elemente sind in der Bohrung in der folgenden Reihenfolge angeordnet: ein Anschlussstück 54 des ersten Endes benachbart zu der Endfläche 48, ein Teflon-Abstandshalter 56, ein Halteelement 58 aus rostfreiem Stahl, wobei der Abstandshalter und das Halteelement mit der Bohrung schraubverbunden sind, das fluidmäßig dichte Strömungsregulierelement 38, und ein Anschlussstück 60 des zweiten Endes, benachbart zu der Endfläche 50. Das Anschlussstück 54 des ersten Endes beinhaltet einen ersten Teil, welcher mit der Bohrung in Schraubeingriff gebracht ist, und einen zweiten Teil, welcher sich aus der Bohrung heraus erstreckt, wobei das zweite Endteil eine Überwurfmutter bzw. Kupplungsmutter (coupling nut) 62 zum Anschließen des Kugelventils an einer rostfreien Verrohrung beinhaltet. Das Anschlussstück 60 des zweiten Endes beinhaltet einen ersten Teil, welcher mit der Bohrung in Schraubeingriff gebracht ist und einen mit einem Außengewinde versehenen zweiten Teil, der sich von der Bohrung weg erstreckt.
Das fluidmäßig dichte Strömungsregulierelement 38 beinhaltet eine sphärische Kugel 64, welche rotierbar in der Bohrung des Ventilkörpers angeordnet ist und einen Durchgang 66 aufweist, welcher sich durch sie hindurch erstreckt, eine Betätigungsstange 68, die sich von der Kugel weg und durch den Ventilkörper erstreckt, und einen Griff 70, der mit dem Betätigungsschaft zum Drehen der Kugel in der Bohrung verbunden ist, um somit den Durchgang 66 relativ zu der Bohrung zu positionieren. Ein O-Ring 72 ist vorgesehen, um um die Stange 68 dort herum abzudichten, wo sie durch den Ventilkörper hindurchtritt.
Der Ventilkörper 46 besteht aus einem Polymermaterial, wie z. B. glasverfülltem Nylon mit einem keramischen Material oder rostfreiem Stahl. Die mit einem Außengewinde versehenen ersten Teile der Endanschlussstücke sind vorzugsweise in das Polymermaterial eingebettet oder in dem rostfreien Stahl gebildet. Ferner wird, mit Ausnahme der Elemente, welche nachgiebig sein müssen, um eine Dichtung zu komplettieren, erwogen, dass die Endanschlussstücke, das Halteelement und die Kugel, welche die Lackzusammensetzung kontaktiert, aus rostfreiem Stahl, oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen, welches eine Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Angriff durch den Lack aufweist. Es wird angenommen, dass, wenn der Lack einem Metallkontakt ausgesetzt ist, Lackflocken/-partikel in dem Lackiersystem stromabwärts von der Zufuhr und Rückführung verhindert werden.
Wesentlich ist, dass eine kombinierte Lager- und Dichtungsanordnung vorgesehen ist, um so die Kugel 64 relativ zu der Bohrung abzudichten. Obwohl der Gebrauch von Dichtungen, welche das Kugelelement in Eingriff bringen, bekannt ist, waren Undichtigkeit und Lackflocken oftmals ein Problem.
Ein Paar zylindrischer, schalenförmiger Ventilsitze 74 ist angepasst, um mit einander in eine anliegende Verbindung (abutting relation) gebracht zu werden, und die rotierbare sphärische Kugel 64 dazwischen einzukapseln. Jeder Ventilsitz 74 weist eine flache Endwand 76 auf, um dichtend an das Halteelement 58 oder das zweite Endanschlussstück 60 anzuliegen, in Abhängigkeit davon, ob der Ventilsitz stromaufwärts oder stromabwärts von der Kugel befindlich ist, und eine im Allgemeinen zylindrische Wand 78, welche eine axiale Gegenfläche 80 aufweist und eine halbkugelige Aushöhlung bildet. Die Gegenflächen liegen axial aneinander, um eine axiale Dichtung ohne die Einbringung irgendwelcher Hohlräume zu bilden. Die äußere Peripherie der zylindrischen Wand 78 ist angepasst, um die Bohrung in Eingriff zu bringen, um eine Dichtung dazwischen zu bilden. Die Endwand 76 hat eine Öffnung 82, um Fluid zwischen den Ventilsitzen weiterzuleiten, wenn die Kugel so positioniert ist, dass Fluid durch ihren Durchgang 66 gelangt.
Im Betrieb sind die Ventilsitze 74 an entgegen gesetzten Seiten der Kugel 64 angeordnet und axial zusammengepresst, wobei die Gegenflächen 80 aneinandergrenzen, um eine im Wesentlichen hohlraumfreie axiale Dichtung zu bilden, und die zylindrischen Wände 78 bilden eine Aushöhlung, um die Kugel 64 vollständig einzukapseln. Diese Lageraushöhlung kapselt die Kugel vollständig ein, sodass sich kein Lack an der Grenzfläche zwischen der Kugel und dem Körper aus rostfreiem Stahl oder Polymermaterial des Ventils ansammeln kann, wobei jenes Material, wenn getrocknet, zu der Möglichkeit führen würde, dass Lackflocken/partikel während der Rotation der Kugel 64 losbrechen. Es gibt keine Spalten oder Gewinde(gänge), um Lack oder Schmutz anzusammeln, wo er erhärten und später Lackieraufträge verunreinigen kann.
5 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Erfindung verkörpert, einer einzelnen Spritzkabine 84 an einer der Lackierstationen und einer rezirkulierenden Leitung 86, welche von einem Bediener zum Leiten der flüssigen Lack-Beschichtungszusammensetzung von dem Zufuhrsystem zu einer Spritzpistole 88 genutzt wird. Es gilt zu verstehen, dass die Spritzkabine nicht ausschließlich auf das offenbarte Zufuhrsystem und die Lackierstationsanordnung beschränkt ist.
Wie gezeigt wird ein zu lackierendes Produkt, wie z. B. ein Kraftfahrzeug 90, durch ein Transportsystem 92 durch die Spritzkabine hindurch bewegt. Die Wände der Spritzkabine sind aus rechteckförmigen Auflagen aus entfernbarer. Kunststofffolie (film) gebildet, sodass die Wände einfach durch Entfernen der Folienschichten gereinigt werden können.
In der gezeigten Ausführungsform treten die Zufuhr- und Rückführleitungen von der Y-förmigen Fluidverbindungsanordnung 20 durch die Decke 94 in die Spritzkabine und in einer H-förmigen Verbindungsanordnung 96 ein. Natürlich könnten die Zufuhr und die Rückführung in einer anderen als der gezeigten Weise Eingang finden (z. B. könnten die Leitungen durch eine Wand der Station eintreten). Die rezirkulierende Leitung hat eines ihrer Enden mit den Zufuhr- und Rückführleitungen des Lackiersystems über die H-förmige Verbindung 96 und ihr anderes Ende mit der Spritzpistole 88 verbunden.
Die Komponenten der Spritzpistole 88 bestehen vorzugsweise aus einem Polymermaterial, um damit zu einer Gesamtabnahme des durch den Bediener handzuhabenden Gewichts der Leitung beizutragen. Das Polymermaterial wäre vorzugsweise glasverfülltes Nylon mit einem keramischen Material. Die Spritzpistole kann jedoch auch aus Metall bestehen.
Gemäß dieser Erfindung ist die N-förmige Fluidverbindungsanordnung 96, wie in 6 gezeigt, dazu vorgesehen, die Zufuhr- und Rückführzweigleitungen 16 und 18 der Lackzufuhr mit den Einlass- und Rückführenden der rezirkulierenden Leitung 86 zu verbinden, oder die Lackzufuhr zu der rezirkulierenden Leitung 86 zu unterbrechen, wobei die rezirkulierende Leitung zur Wartung, Reinigung oder dergleichen getrennt werden kann. Die H-förmige Fluidverbindungsanordnung 96 ist durch die Ventile 96b und 96c gebildet, welche jeweils eine wie oben für das Kugelventil 32 beschriebene innere Konstruktion aufweisen. Die Ventile 96a sind Absperrventile (bulkhead type), und jedes weist einen Hülsenteil 96e mit einem Außengewinde an einem seiner Enden auf, um jeweils eine Fluidverbindung zu den Zufuhr- und Rückführsammlern 12 und 14 des Lackiersystems zu komplettieren, eine Bohrung, welche mit einem Innengewinde versehen ist, an dem anderen ihrer Enden, um den Endteil einer Fluidkupplung 96d, welcher mit einem Gewinde versehen ist, schraubend aufzunehmen, und einen Seitenzweig 96f, welcher mit einer rotierbaren Fluidkupplung 96d ausgerüstet ist. Die Ventile 96b und 96c sind die gleichen und jedes hat an seinen gegenüberliegenden Enden einen Hülsenteil 96g und 96h, welcher mit einem Außengewinde versehen ist. Die gegenüberliegenden Hülsenteile 96g und 96h des Bypassventils 96b sind jeweils mit den entsprechenden Fluidkupplungen 96d in den Seitenzweigen der Ventile 96a in Schraubeingriff gebracht. Eines seiner Hülsenteile 96g ist bei jedem Ventil 96c mit einer Fluidkupplung 96d eines jeweiligen Ventils 96a schraubverbunden, und das andere seiner Hülsenteile 96h ist mit den zugehörigen Zufuhr- und Rückführleitungen der rezirkulierenden Leitung 86, in einer zu erläuternden Weise, schraubverbunden.
Im Betrieb kann, wenn die Ventile 96c geöffnet und das Bypassventil 96b geschlossen sind, Fluid hin zu und weg von der Lackzufuhr und in die rezirkulierende Leitung 86 strömen, um so mit der Spritzpistole 88 zu kommunizieren. Wenn die Ventile 96c jedoch geschlossen und das 96b geöffnet ist, kann Fluid nicht in die rezirkulierende Leitung 86 gelangen, womit die rezirkulierende Leitung 86, falls gewünscht, ersetzt, oder entfernt werden kann.
Mit Bezug auf 12(A) und 12(B) wird die N-förmige Fluidverbindungsanordnung 96 mit einem Verbindungsmechanismus 97 gezeigt. Der Verbindungsmechanismus 97 beinhaltet ein teilweise ringförmiges Verbindungselement 99, welches aus einem Polymermaterial oder aus einem anderen geeigneten Material konstruiert ist, und einen Griff 101, welcher rotierbar an dem ringförmigen Element 99 montiert ist. Das ringförmige Element 99 ist schwenkbar an jedem Griff 70 der Kugelventile 32 montiert und weist die Ventile 96b und 96c auf.
Mit speziellem Bezug auf 4712(A), sind die Zufuhr- und Rückführventile 96c offen und das Bypassventil 96b ist geschlossen, wobei Fluid hin zu und weg von der Lackzufuhr von den Zufuhr- und Rückführzweigleitungen 16 und 18 zu den Einlass- und Rückführ-Enden der rezirkulierenden Leitung 86 strömen kann. Beim schwenkenden Rotieren des ringförmigen Elements 99 im Uhrzeigersinn unter Nutzung des Griffs 101, wird jeder Griff 70 der Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um gleichzeitig beide Ventile 96c zu schließen und das Bypassventil 96b, wie in 28(B) gezeigt, zu öffnen. Die Griffe 70 werden gleichzeitig durch einen Nutzer bewegt, der lediglich den rotierbaren Griff 101 ergreift und eine Kraft im Uhrzeigersinn anlegt. Beim Schließen beider Ventile 96c und Öffnen des Bypassventils 96d, wird Fluid daran gehindert, in die rezirkulierende Leitung 86 zu gelangen, weshalb die rezirkulierende Leitung 86 falls gewünscht schnell ersetzt oder entfernt oder auf Druckunterschiede oder -verluste überprüft werden kann.
Der Verbindungsmechanismus 97 ermöglicht einfach und effizient, dass einzelne Spritzkabinen 84 oder gesamte Spritzstationen überbrückt und von dem Zufuhrsystem 10 abgetrennt werden. Wenn es zum Beispiel eine undichte Stelle oder Druckverlust in dem System 10 gibt, muss jede Spritzkabine 84 einzeln von dem System 10 abgetrennt werden, um festzustellen, ob ein Druckverlust in dieser speziellen Spritzkabine 84 auftritt. Bei ungefähr zwei bis drei Spritzstationen, welche jeweils zwischen 12 und 20 einzelne Spritzkabinen aufweisen, kann der Prozess des einzelnen Abtrennens einer jeden Spritzkabine 84 von dem System 10 viele Mannstunden in Anspruch nehmen, wenn jedes Kugelventil einzeln gedreht werden muss. Zusätzlich wird dadurch, dass jeder Griff 70 schwenkbar mit dem ringförmigen Element 99 verbunden ist, menschliches Versagen im Sinne eines falschen Drehens oder versehentlichen Nicht-Drehens eines Kugelventils 32 ausgeschlossen.
Mit Bezug auf 13(A) bis 13(C) wird die N-förmige Fluidverbindungsanordnung 96 mit einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus 103 gezeigt. Der Verbindungsmechanismus 103 beinhaltet ein teilweise ringförmiges Verbindungselement 105, welches aus einem Polymermaterial oder einem anderen geeigneten Material, wie z. B. Stahl oder Aluminium, konstruiert ist. Das ringförmige Element 105 ist schwenkbar an jedem Griff 70 der Kugelventile 32 montiert und weist die Ventile 96b und 96c auf. Der Griff 70a des Zufuhrventils 96c weist einen verlängerten Teil 107 auf, welcher als Griff zum Bewegen des Verbindungsmechanismus 103 dient, welcher in Kürze im Detail erläutert wird.
Mit speziellem Bezug auf 13(A), sind die Zufuhr- und Rückführventile 96c offen und das Bypassventil 96b geschlossen, wodurch Fluid hin zu und weg von der Lackzufuhr von den Zufuhr- und Rückführungszweigleitungen 16 und 18 zu den Einlass- und Rückführ-Enden der rezirkulierenden Leitung 86 strömen kann. Bei einem schwenkenden Rotieren des ringförmigen Elements 103 im Uhrzeigersinn unter Nutzung des verlängerten Teils 107 des Griffs 70a, wird jeder Griff 70 der Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um gleichzeitig beide Ventile 96c zu schließen und das Bypassventil 96b zu öffnen, wie in 13(B) gezeigt. Die Griffe 70 werden gleichzeitig durch einen Nutzer bewegt, welcher lediglich den verlängerten Teil 107 ergreift und eine Kraft im Uhrzeigersinn anlegt. Beim Schließen beider Ventile 96c und Öffnen des Bypassventils 96b, wird Fluid daran gehindert, in die rezirkulierende Leitung 86 zu gelangen.
Wie in 13(B) gezeigt, gibt es zwei (2) H-förmige Fluidverbindungsanordnungen 96 und 96', die hintereinander dargestellt sind. Die erste Anordnung 96 ist mit geschlossenen Ventilen 96c und geöffnetem Bypassventil 96b gezeigt. Die zweite Anordnung 96' ist mit geöffneten Ventilen 96c und geschlossenem Bypassventil 96b gezeigt. Durch Positionieren der Verbindungsanordnungen 96 und 96', ebenso wie anderen Verbindungsanordnungen 96 hintereinander, wird einem Nutzer ermöglicht, lediglich an der Reihe der Verbindungsanordnungen 96 entlang zu blicken, um zu bestimmen, welche speziellen Anordnungen 96 die rezirkulierende Leitung 86 überbrückt haben. Das ermöglicht auch, dass die Anordnungen 96 in enger Nachbarschaft hintereinander angeordnet werden, weil es der verlängerte Teil 107 der Hand eines Nutzers ermöglicht, den Teil 107 leicht zu greifen, um ihn im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu bewegen.
Mit Bezug auf 13(C) wird der Griff 70b des Rückführventils 96c entlang der Linie 29(C) der 13(B) gezeigt. Der Griff 70b beinhaltet eine Angel (tang) 109, welche als ein Stoppmechanismus dient, um den Griff 70b daran zu hindern, im Uhrzeigersinn um mehr als 90° relativ zu dem Ventil 96c gedreht zu werden, so dass der Griff 70b im Wesentlichen rechtwinklig zu der axialen Achse des Ventils 96c, wie in 13(B) gezeigt, ist. Die Angel 109 hindert den Griff 70b auch daran, im Gegenuhrzeigersinn um mehr als 90° gedreht zu werden, sodass der Griff 70b im Wesentlichen parallel zu der axialen Achse des Ventils 96c, wie in 13(A) gezeigt, ist. Weil der Griff 70b mit den anderen Griffen 70 der Ventile 96b und 96c über den Verbindungsmechanismus 103 verbunden ist, sind die anderen Griffe 70 im Wesentlichen ebenso gleichermaßen wie Griff 70b an der Bewegung gehindert. Das ermöglicht es einem Nutzer schließlich zu wissen, wann die Kugelventile 32 vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sind, sowie Schaden von den Kugelventilen 32 aufgrund exzessiver Rotation der Griffe 70 abzuwenden.
Gemäß dieser Erfindung ist ein hohles trichterförmiges Dichtungselement 98 zwischen den zusammenpassenden konischen Oberflächen, welche in den Hülsenteilen der Ventile 96a, 96b oder 96c und in der Fluidkupplung 96d gebildet sind, angeordnet und axial in fluidgedichtetem Verhältnis zusammengepresst. Das Dichtungselement 98 besteht vorzugsweise aus Teflon und beinhaltet einen zylindrischen Teil an einem Ende und einen konischen Teil an dem anderen Ende. Der Hülsenteil beinhaltet eine sich nach innen verjüngende konische Wand und eine innere zylindrische Wand, um somit eine Ausnehmung zu bilden, die bemessen ist, das Dichtungselement 98 eingeschachtelt aufzunehmen. Eine verkuppelnde Rotation der Fluidkupplung 96d resultiert wünschenswerterweise in einer Pressfluiddichtung zwischen den zusammenpassenden Elementen.
Mit Bezug auf 19 und 20 wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer H-förmigen Fluidverbindungsanordnung 420 zum selektiven Verbinden der Zufuhr- und Rückführzweigleitungen 16 und 18 der Lackzufuhr mit den Einlass- und Rückführenden der rezirkulierenden Leitung 86 gezeigt. Die H-förmige Fluidverbindungsanordnung 420 wird durch Ventile 96b und 96c gebildet, welche jeweils eine wie oben für das Kugelventil 32 beschriebene innere Konstruktion aufweisen. Die zuvor T-förmigen Ventile 96a in der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung 96 sind durch T-förmige Anschlussstücke 422 ersetzt. Die Anschlussstücke 422 haben jeweils einen Hülsenteil 424, welcher mit einem Außengewinde versehen ist, um jeweils eine Fluidverbindung mit den Zufuhr- und Rückführzweigleitungen 16 und 18 des Lackiersystems 10 zu vervollständigen. An dem Ende, welches dem Hülsenteil 424, welcher mit einem Außengewinde versehen ist, gegenüberliegt und ebenfalls zu dem Hülsenteil 424, welcher mit einem Außengewinde versehen ist, senkrecht, befinden sich sich aufweitende Anschlussstücke 426.
Die sich aufweitenden Anschlussstücke 426 beinhalten eine konische Steckfläche 428, welche in eine konische Aufnahmefläche 430 der Ventile 96b und 96c eingreift. Jedes sich aufweitendes Anschlussstück 426 gelangt mit den Ventilen 96b und 96c über eine rotierbare Überwurfmutter 432, welche mit einem Innengewinde versehen ist, in Eingriff, welche die Hülsenteile 96g und 96h, welche mit einem Außengewinde versehen sind, der Ventile 96b und 96c (siehe 20) in Schraubeingriff bringt. Durch Nutzung des sich aufweitenden Anschlussstücks 426, welches die konische Steckfläche 428, welche die konische Aufnahmefläche 430 in Eingriff bringt, aufweist, wird das Erfordernis für die Verbindungen, Rohrschmiere zu nutzen, genauso ausgeschlossen, wie der Bedarf an irgend einer Art eines Innengewindes innerhalb des T-förmigen Anschlussstücks 422, welches im Laufe der Zeit Lack ansammeln und dabei ein Ablösen bzw. Abplatzen (flaking) verursachen könnte. Darüber hinaus beinhalten die Zufuhr- und Rückführleitungen 16 und 18 auch sich aufweitende Anschlussstücke 426, wodurch der Bedarf an Rohrschmiere beim Kuppeln der H-förmigen Fluidverbindungsanordnung 420 an das Lacksystem 10 vermieden wird. Das versetzt die einteilige H-förmige Fluidverbindungsanordnung 420 in die Lage, eine Ansammlung von Kugelventilen zu ersetzen, welche im Allgemeinen manuell montiert werden und aus diesem Grund zeitraubend zu installieren sind.
Mit den Griffen 70, 70a und 70b ist ein massives ringförmiges Verbindungselement 434 gekuppelt. Das ringförmige Verbindungselement 434 ist schwenkbar mit jedem Griff 70 der Kugelventile 32 an den Schwenkpunkten 436, ähnlich den in 12A bis 13B gezeigten, gekuppelt. An das ringförmige Verbindungselement 434 ist schwenkbar ein Griffelement 438 gekuppelt, welches starr axial an dem Griff 70a, ähnlich der in 13A und 13B gezeigten Verlängerung 107, montiert ist. Das ringförmige Verbindungselement 434 ist aus einem geeigneten Material so wie Stahl, Aluminium oder einem Polymermaterial konstruiert. Bei einem schwenkenden Rotieren des ringförmigen Verbindungselementes 434 im Uhrzeigersinn unter Nutzung des Griffs 438, wird ein jeder Griff 70 der Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um so beide Ventile 96c gleichzeitig zu schließen und das Bypassventil 96b, ähnlich dem in 13 gezeigten, zu öffnen. Bei einem schwenkenden Rotieren des ringförmigen Verbindungselements 434 im Gegenuhrzeigersinn durch Nutzung des Griffs 438, wird ein jeder Griff 70 der Kugelventile 32 gleichzeitig rotiert, um so beide Ventile 96c gleichzeitig zu öffnen und das Bypassventil 96b zu schließen, ähnlich zu dem in 13A gezeigten.
7 ist eine schematische Teilexplosionsansicht der rezirkulierenden Leitung 86, welche in dem Lackzufuhrsystem verwendet wird, welche eine unter Druck stehende Lackzufuhrleitung zur Zufuhr von Lack in einer Menge, welche mehr ist als benötigt wird, an die Düse der Spritzpistole 88, und eine Rückführleitung zum Rezirkulieren von überschüssigem Lack von der Spritzpistole beinhaltet. Die rezirkulierende Leitung umfasst ein Paar Schläuche 100 und 102, welche koaxial angeordnet sind und beinhalten: einen äußeren Schlauch 100, welcher eine Zufuhrleitung bildet, einen inneren Schlauch 102, welcher eine Rückführleitung bildet, eine Y-förmige Kupplung 104, welche mit den Schläuchen verbunden ist, um Fluid in den Durchgang zu leiten, welcher zwischen den Schläuchen 100 und 102 gebildet ist, und ein Fluidanschlussstück 106, welches an dem Austrittsende des äußeren Schlauches 100 befestigt ist. Die Kupplung 104 beinhaltet ein Einlassende 110, welches in einem fluidgedichteten Verhältnis mit der Zufuhrzweigleitung 16 über die H-förmige Verbindungsanordnung 96 verbunden ist, ein Rückführende 112, welches in fluidgedichtetem Verhältnis mit der Rückführzweigleitung 18 über die H-förmige Verbindungsanordnung verbunden ist, und ein Auslassende 114. Das Fluidanschlussstück 106 ist angepasst, um das Austrittsende der rezirkulierenden Leitung 86 mit einer Fluidanschlussanordnung 108 zur Verbindung mit der Spritzpistole 88 zu verbinden.
Die rezirkulierende Leitung 86 und die Y-förmige Kupplung 104 sind ähnlich jener, welche in dem U.S.-Patent Nr. 5,195,680 offenbart sind. Im Allgemeinen besteht der äußere Schlauch 100 aus einer Verbundkonstruktion, um äußere und innere Schichten zu umfassen, wobei die äußere Schicht aus einem Material besteht, welches eine hohe Festigkeit und Flexibilität aufweist. Ein geeignetes Material ist eine Mischung aus Nylon und Polyurethan-Kunststoff. Die innere Schicht und der innere Schlauch 102 bestehen aus einem Material, welches gegenüber einem Angriff durch die flüssige Beschichtungszusammensetzung, mit der es in Kontakt ist, widerstandsfähig ist, wobei Nylon ein geeignetes Material ist.
Die Fluidanschlussanordnung 108 zwischen der Spritzpistole 88 und dem Fluidanschlussstück 106 am Austrittsende der rezirkulierenden Leitung beinhaltet in der folgenden Reihenfolge: eine Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung 118, welche angepasst ist, um mit der Spritzpistole verbunden zu werden, eine Fluiddrehverbindung 120, eine Filterfluidverbindung 122 und eine Strömungssteuerung oder eine Drosselfluidverbindung 124, welche angepasst ist, um an das Fluidanschlussstück 106 gekuppelt zu werden. Es ist wichtig, dass die Fluidanschlussstücke einem Angriff durch die in Kontakt befindlichen flüssigen Beschichtungen standhalten, jedoch im Gewicht ausreichend leicht sind, so dass das Gesamtgewicht der Spritzpistole, der Anschlussstücke und des Schlauchs, welches gehalten und von Hand bewegt werden muss, minimal gehalten wird. Dieses Ziel wird erreicht, durch selektive Herstellung der Anschlusselemente aus einem Polymermaterial. Wie hierin im weiteren erläutert wird, bestehen die Schnelltrennverbindung, das Drehglied, der Filter, die Drossel und die Fluidaustrittsverbindung am Ende des Schlauches selektiv aus einem Polymermaterial, wie z. B. glasverfülltem Nylon mit einem keramischen Material.
Wie für den Verbindungsfall am Besten in 8 und für die Kupplungssequenz in 9(A) bis 9(C) veranschaulicht ist, beinhaltet die Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung 118 einen zentral durchbohrten Schnelltrennschaft 126, welcher einen Stift 128 aufweist, der sich radial von diesem erstreckt, und eine zentral durchbohrte Kugelschnelltrennverbindung 130, welche einen Bajonettschlitz 132 an ihrem vorderen Einpassende aufweist, um mit dem radialen Stift in Eingriff zu gelangen, um diese beiden miteinander zusammen zu kuppeln. Der Schnelltrennschaft 126 beinhaltet einen verlängerten zylindrischen Schaft 134, welcher eine Kupplungsmutter 136, welche mit einem Innengewinde versehen ist, aufweist, welche hieran rotierbar zur Verbindung mit einem gewindeversehenen Ende der Spritzpistole 88 montiert ist, und einen axial vorderen Endteil 137, welcher angepasst ist, um in das Ventilelement eingeführt zu werden. Der Schaft 134 hat eine axiale Endfläche 138, welche sich axial nach vorne vom Schaftkörper weg erstreckt, und eine zentrale Bohrung 140 da hindurch, um Fluid hindurchzuleiten. Die Endfläche 138 ist leicht halbkugelig in der Form und mit einer zentralen Öffnung 142 und einer oder mehreren peripher angeordneten Öffnungen 144 versehen, wobei jede Öffnung mit der zentralen Bohrung 140 kommuniziert.
Die Schnelltrennverbindung 130 beinhaltet vordere und hintere Mantelteile 146 und 148, welche schraubverbunden sind, um einen Ventilkörper 150 zu bilden, welcher eine im Allgemeinen zylindrische abgestufte Bohrung 152 aufweist, welche sich zentral zwischen den vorderen und hinteren Enden des Körpers erstreckt, ein Paar Dichtungselemente 154 und 156, welche in der Bohrung angeordnet sind, um um die äußere Peripherie des Schafts 134 herum und die Bohrung 152 des Ventilkörpers 150 abzudichten, und ein Verschlusselement in der Form einer sphärischen Kugel 158, welches normalerweise durch eine Spiralfeder 160 in einen Eingriff mit dem Dichtungselement 156 vorgespannt ist, um Fluid am Durchtritt durch die Bohrung zu hindern. Das vordere Ende des Mantelteils 146 bildet eine zylindrische Buchse, um den Schaft 134 aufzunehmen, und beinhaltet den Bajonettschlitz 132, um mit dem Stift 128 während einer axialen Einführung des Schafts in den Ventilkörper in Eingriff zu gelangen. Das hintere Ende des Mantelteils 148 beinhaltet eine konische Buchse 162 zur Presspassverbindung mit einer korrespondierenden zusammen passenden konischen Fläche an der Drehfluidverbindung 120.
Vorzugsweise besteht der Mantelteil 146 aus einem Metall, wie z. B. rostfreiem Stahl, um somit die während der Verbindung und der Trennung mit/von dem Schaft 134 auftretenden Kräfte und die Abnutzung auszuhalten. Um das Gewicht des Leitungssystems zu reduzieren, ist der Mantelteil 148 aus einem glasverfülltem Nylon mit einem keramischen Material, oder anderem geeigneten Polymermaterial, welches nicht den Angriffen durch das Lackmaterial unterliegt, gebildet.
Die Dichtungselemente 154 und 156 sind im Allgemeinen planar, kreisförmig und weisen ein Paar glatter Flächen, einen Außenumfang und einen zentralen Durchgang 164 und 166 auf, welcher sich zwischen ihren jeweiligen Flächen erstreckt. Die Dichtungselemente 154 und 156 werden in der Bohrung 152 in sandwichartigem Verhältnis zwischen den Ansätzen 168 und 170, welche an den Mantelteilen 146 und 148 gebildet sind, montiert. Der äußere Durchmesser eines jeden Dichtungselements 154 und 156 ist vorzugsweise ein wenig größer als der innere Durchmesser der Bohrung 152, um somit einen Presssitz dazwischen zu liefern. Wenn die Mantelteile 146 und 148 zusammengebracht werden, um den Ventilkörper zu montieren, werden die Dichtungselemente 154 und 156 zusammengedrückt, um eine axiale Dichtung da dazwischen und eine radiale Dichtung mit der Bohrung 152 des Ventilkörpers 150 zu bilden.
Vorzugsweise sind die konfrontierenden Flächen der Dichtungselemente 154 und 156 so gebildet, dass sie eine konische Einfassung beinhalten. Wie gezeigt, beinhaltet das Dichtungselement 154 eine konische Einfassung 172, welche nach innen hin und in einkreisenden Eingriff um den Einlass zu dem zentralen Durchgang 166 durch das Dichtungselement 156 abgeschrägt ist. Das Dichtungselement 156 beinhaltet eine konische Einfassung 174, welche sich nach außen und in abdichtenden Eingriff mit der inneren Wand der Bohrung 152 ausdehnt, um einen 360°-Dichtungseingriff mit dieser zu komplettieren. Das vordere Ende 176 der Einfassung 172 definiert eine eingeschränkte Öffnung des Dichtungsdurchgangs, welche dimensioniert ist, um mit der äußeren Peripherie des Schafts 134 vor der Einführung des Schafts in den Durchgang 166 des Dichtungselements 156 in Eingriff zu gelangen. Während der Einführung zentriert das vordere Ende 176 den Schaft 134 relativ zu dem Durchgang 166 und wird gegen das Dichtungselement 156 gedrängt, um so jeden Rückschlag des Hochdrucklackes zu vermeiden.
Das Verschlusselement 158 ist eine sphärische Kugel, welche teilweise in dem Eintritt zu dem zentralen Durchgang 166 und gegen die Endfläche des Dichtungselements 156 sitzt. Die entgegen gesetzten Enden der Spiralfeder 160 sind gegen einen Ansatz 178 der Ventilbohrung und eine Verschlusskugel 158 angeordnet, um somit die Kugel normalerweise axial in den zentralen Durchgang zu zwingen, wobei sie das Dichtungsmaterial um den Durchgang herum zusammenpresst und eine Fluiddichtung daran bildet.
Die zentralen Durchgänge 164 und 166, welche durch die konische Einfassung 172 des Dichtungselements 154 oder durch die Wand des Durchgangs durch das Dichtungselement 156 gebildet werden, haben einen Durchmesser, welcher etwas geringer ist, als der äußere Querschnittsdurchmesser des Schafts 134, um somit dort dazwischen bei einem kuppelnden Eingriff einen abgedichteten Presssitz zu liefern. Es ist wichtig, dass der Schaft die zentralen Durchgänge 164 und 166 vor dem Eingreifen an dem Verschlusselement in Eingriff bringt und abdichtet.
Während des Kuppelns wird der Schaft 134 axial in das vordere Einpass-Ende des Ventilkörpers 150 eingeführt und der Stift 128 mit dem Schlitz 132 in der Fassung desselben in Eingriff gebracht, verdreht und stufenweise eingeführt. Der vordere Endteil 137 des Schafts 134 gelangt, wenn er eingeführt wird, sukzessiv mit den Dichtungselementen 154 und 156 in Eingriff, um gegen Undichtigkeiten abzudichten, während in dieser Zeit die Verschlusskugel 158 gegen das Dichtungselement 156 gedrängt wird, um einen Durchgang von Fluid zu verhindern. Schließlich bringt bei einem vollständigen Eingriff zwischen dem Stift 128 und dem Schlitz 132 die Endfläche 138 des Schafts 134 die Verschlusskugel 158 in Eingriff und drängt die Verschlusskugel 158 axial aus der fluidhindernden Schließverbindung mit dem Dichtungselement 156.
In 9(A) wurde der vordere Endteil 137 des Schafts 134 axial in die Bohrung 152 in einem ausreichenden Umfang eingeführt, um die konische Einfassung 172 des Dichtungselements 154 in Eingriff zu bringen, um so damit in abdichtendem Eingriff zu sein, und um das vordere Ende 176 der Einfassung gegen das Dichtungselement 156 zu drängen. Das Eindringen des Schafts 134 ist so, dass da dazwischen eine Fluiddichtung gebildet wird, aber der Schaft gelangt nicht mit der Verschlusskugel 158 in Eingriff, welche gegen die hintere Endfläche des Dichtungselements 156 vorgespannt und in abdichtender Beziehung bleibt.
In 9(B) wurde der vordere Endteil des Schafts 134 in die Bohrung 152 in einem ausreichenden Umfang eingeführt, um in den zentralen Durchgang 166 des Dichtungselements 156 einzudringen. Die äußere Peripherie des Schafts bildet einen abdichtenden Eingriff mit dem Dichtungselement 156, ohne den abdichtenden Eingriff zwischen der Verschlusskugel 158 und der Endfläche des Dichtungselements 156 zu stören. Der Schaft befindet sich ebenfalls mit der konischen Einfassung 172 in abdichtendem Eingriff.
In 9(C) hat die axiale Endfläche 138 des Schafts 134 die Verschlusskugel 158 erreicht und axial nach hinten aus ihrem Eingriff mit der Endfläche des Dichtungselements 156 getrieben, wodurch es dem Fluid ermöglicht wird, durch den Ventilkörper 150 zu gelangen, durch die Öffnungen 144 in der Endfläche 138 und durch die zentrale Bohrung 140 des Schafts 134. Die Verschlusskugel 158 sitzt dann in der zentralen Öffnung 142, welche in der axialen Endfläche 138 gebildet ist. Wichtig ist, dass der gesteuerte abdichtende Eingriff zwischen dem Schaft 134 und den Dichtungselementen 154 und 156 während des Herausziehens ein allmähliches Versetzen der Verschlusskugel 158 von der (against) Endfläche des Dichtungselements 156 und in den zentralen Durchgang 166 ermöglicht, um somit Lack am Herausspritzen zu hindern.
Mit Bezug auf 11(A) und 11(B) wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform des mit einer zentralen Bohrung versehenen Schnelltrennschafts 126 in Verbindung mit und getrennt von der mit einer zentralen Bohrung versehenen Schnelltrennverbindung 130 gezeigt. Der mit einer zentralen Bohrung versehene Schnelltrennschaft 126 der 11(A) und 11(B) beinhaltet ein Verschlusselement, welches durch eine sphärische Kugel 127 gebildet ist, welche sich frei zwischen dem Stift 128 und einem sphärischen Rand bzw. Absatz (ledge) 129 bewegt, welcher in der zentralen Bohrung 140 des Schafts 134 gebildet ist. Bei dem Koppeln des Schnelltrennschafts 126 mit der Schnelltrennverbindung 130 veranlassen, ähnlich dem in 9(A) bis 9(C) gezeigten, Druck und Fluid in der Leitung stromaufwärts von dem Verschlusselement 158 die sphärische Kugel 127, angrenzend an den Stift 128 verlagert zu werden. Fluid fließt dann durch die Öffnungen 144 und in die zentrale Bohrung 140 des länglichen zylindrischen Schafts 134 und strömt zwischen der sphärischen Kugel 127 und dem sphärischen Absatz 129, wie in 11(A) gezeigt. Der Druck stromabwärts der sphärischen Kugel 127 ist folglich im Wesentlichen der gleiche wie der Druck stromaufwärts des Verschlusselements 158, wenn der Schnelltrennschaft 126 mit der Schnelltrennverbindung 130 verbunden ist.
Mit Bezug auf 11(B) dichtet beim Trennen des Schnelltrennschafts 126 von der Schnelltrennverbindung 130 das Verschlusselement 158 gegenüber dem Dichtungselement 156 wie zuvor erörtert ab, um einen Rückschlag von Fluid von der rezirkulierenden Leitung zu vermeiden. Zusätzlich veranlasst der Druck stromabwärts der sphärischen Kugel 127 und dem Schnelltrennschaft 126 die sphärische Kugel 127, in einen Eingriff mit dem sphärischen Absatz 129 bewegt zu werden, welcher in der zentralen Bohrung 140 des Schafts 134 gebildet ist. Eine Bewegung der sphärischen Kugel 127 gegen den sphärischen Absatz 129 dichtet die zentrale Bohrung 140 ab, um jedweden Rückschlag von Fluid von dem Schnelltrennschaft 126 bei der Trennung von der Schnelltrennverbindung 130 zu verhindern. Darüber hinaus ermöglicht das auch der Spritzpistole 88, bewegt und gelagert zu werden, ohne dass Fluid aus der zentralen Bohrung 140 austritt, so lange ein Druck stromaufwärts der sphärischen Kugel 127 aufrecht erhalten wird. Bei der Verbindung des Schnelltrennschafts 126 mit der Schnelltrennverbindung 130 wird die sphärische Kugel 127 von dem sphärischen Absatz 129 weg bewegt, da der Druck stromabwärts von der sphärischen Kugel im Allgemeinen etwas geringer ist als stromaufwärts bei der Erstverbindung des Ventilelements 126 mit der Schnelltrennverbindung 130.
10 offenbart Details der Dreh-Fluidverbindung. Die Drehfluidverbindung 120 beinhaltet einen Körper 180, welcher eine Bohrung aufweist, die sich zwischen vorderen und hinteren Teilen davon erstreckt, und eine rotierbare Kupplungsmutter 182 an dem vorderen Teil, um an die Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung 118 gekuppelt zu werden. Der hintere Teil weist ein Außengewinde auf und hat eine innere konische Wand 184, um einen Teil einer Pressverbindung zu bilden, wenn sie mit der Filterfluidverbindung 122 verbunden ist. Der Körper 180 besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Polymermaterial, wie z. B. glasverfülltem Nylon mit einem keramischen Material. Wünschenswerterweise ermöglicht die Drehfluidverbindung 120 der rezirkulierenden Leitung 86, relativ zu der Spritzpistole 88 zu rotieren und hindert Kräfte daran, die Integrität der rezirkulierenden Leitung zu stören. In Abhängigkeit von der Anwendung kann die Kupplungsmutter 182 entweder aus einem Polymermaterial oder Metall, wie z. B. rostfreiem Stahl, sein.
Mit Bezug auf 21 ist eine weitere Ausführungsform einer Drosselfluidverbindung 440 gezeigt. Die Drosselfluidverbindung 440 beinhaltet einen gegossenen (molded) einteiligen Körper 442, welcher eine Eingangsöffnung (input port) 446, welche mit einem Außengewinde versehen ist, und eine Rückführöffnung 444, welche mit einem Außengewinde versehen ist, aufweist. Die Drosselfluidverbindung 440 wird anstelle der Drosselfluidverbindung 124 benutzt, wenn eine nicht-koaxiale rezirkulierende Leitung 86 genutzt wird. Mit anderen Worten wird ein dem Schlauch 100 ähnlicher Schlauch an die mit einem Außengewinde versehene Eingangsöffnung 446 gekuppelt, während ein Rückführschlauch ähnlich dem Schlauch 102 an die mit einem Außengewinde versehene Rückführöffnung 444 gekuppelt ist. Der Körper 442 der Drosselfluidverbindung 440 ist eine einteilige Drossel, welche aus einem Polymermaterial, wie z. B. glasverfülltem Nylon mit einem keramischen Material, gebildet ist. Die Eingangsöffnung 446 verbindet sich mit einem Eingangsfluiddurchgang 452, welcher in einen zentralen Fluiddurchgang 450 strömt, und die Rückführöffnung 444 beinhaltet einen Rückführfluiddurchgang 448, welcher auch von dem zentralen Fluiddurchgang 450 wegströmt. Der zentrale Fluiddurchgang 450 beinhaltet einen Endteil 454, welcher ein Innengewinde aufweist, welcher einen Stopfen 456 aufnimmt, nachdem der Fluiddurchgang 450 in dem Körper 442 gebildet wurde. Die Drosselfluidverbindung 442 ist an den Endring (ferrule) 188 der Fluidfilterverbindung 122 mit einer Kupplungsmutter 458, ähnlich der der Drosselfluidverbindung 124, gekuppelt.
Die Drosselfluidverbindung 440 beinhaltet ferner eine Strömungsplatte 460 (flow plate) und eine einstellbare Strömungsdrossel 462, welche in einer Bohrung 464 des Körpers 442 ähnlich der Drosselfluidverbindung 124 befestigt ist. Durch die Konstruktion der Drosselfluidverbindung 440 mit einem einzigen Körper 442, welcher aus einem Polymermaterial besteht, wird das Erfordernis vermieden, einen Drosselfluidverbindungskörper zu liefern, welcher aus mehreren Teilen gebildet ist, die zusammengeschweißt sind, wie z. B. wenn die Drosselfluidverbindung aus rostfreiem Stahl besteht. Der Gebrauch von mehreren zusammengeschweißten Teilen erhöht die Gesamtproduktionskosten für solch eine Drossel, genauso wie er möglicherweise dort Hohlräume oder Spalten erzeugt, wo die mehreren Teile zusammengepasst werden, was im Laufe der Zeit Lack anlagert, wodurch Flocken und Partikel auf die lackierte Oberfläche gelangen. Entsprechend ist die Drosselfluidverbindung 440 deshalb in den Produktionskosten geringer, leichter als herkömmliche Drosseln aus rostfreiem Stahl und vermeidet mögliche Hohlräume, welche Lack und Schmutz anlagern können.
Mit Bezug auf 14 bis 17 beinhaltet die verbesserte Spritzpistole 88 einen Körper 310, welcher aus einem Polymer- oder Verbundmaterial besteht, welches vorzugsweise ein glasverfülltes Nylon mit einer als Esbrid bekannten Keramik ist, welche einen bevorzugten Grad bzw. Beschaffenheit NSG440A oder LSG440A mit einem Farbcode von 70030 von Thermofil aus Brighton, Michigan aufweist. Das glasverfüllte Nylon mit einem keramischen Material beinhaltet speziell eine Mischung von ungefähr 30% glasverfülltem Nylon und ungefähr 70% keramischen Material. Dieser Verbund versetzt den Körper 310 in die Lage, durch Spritzgießen gebildet zu werden und eine Zugfestigkeit von ungefähr 133446N aufzuweisen. Dies liefert eine verbesserte Spritzpistole 88, welche sowohl beständig als auch leicht ist. Der Körper 310 beinhaltet einen Griffteil 312, einen Kopf- oder Ablenkteil (baffle) 314 und einen Halsteil bzw. Ansatzteil 316. Der Ansatzteil 316 beinhaltet einen gekrümmten Haken 318, welcher zum Aufhängen der Spritzpistole 88 genutzt werden kann. Der Griff 312 definiert ein Paar Ausnehmungsbereiche 320, welche an entgegen gesetzten Seiten des Griffs 312 angeordnet sind, welche unnötiges Material vermeiden und schließlich das Gesamtgewicht der Spritzpistole 88 reduzieren.
Der Kopf- oder Ablenkteil 314, welcher in 17 klar zu sehen ist, beinhaltet einen vergrößerten konischen Teil 322. Der vergrößerte konische Teil 322 definiert mehrere vergrößerte Luftdurchgänge 324 um Druckluft aus der Spritzpistole 88 zur Nutzung bei der Zerstäubung des Lacks zu leiten. Befestigt an dem Kopf 314 der Spritzpistole 88 ist ein Luftaufsatz bzw. eine Luftkappe (air cap) oder Sprühzerstäuber 326, welcher entfernbar und abgedichtet relativ zu dem Kopf 314 mittels einem Luftaufsatzhaltering 328 und einer Luftablenkung (air baffle) (nicht gezeigt) aufgesetzt ist. Der Luftaufsatz 326 und der Luftaufsatzhaltering 328 sind vorzugsweise aus einem Polymermaterial konstruiert, so wie Delrin, und die Luftablenkung ist aus Aluminium konstruiert, welches) fest an dem Kopf 314 montiert ist. Darüber hinaus weisen der Luftaufsatz 326, der Haltering 328 und die Luftablenkung eine herkömmliche Konfiguration auf, wie sie dem Fachmann geläufig ist.
Damit der Luftaufsatz 326 den durch das rezirkulierende Flüssiglack-Beschichtungszusammensetzungs-Zufuhrsystem 10 zugeführten Lack zerstäubt, beinhaltet der Luftaufsatz 326 eine Vielzahl von Luftlöchern 330, welche um eine Fluidspitze 332 herum und innerhalb der Lufthörner 334 angeordnet sind. Die Luftlöcher 330 leiten Druckluft, welche zu der Pistole 88 zugeführt wird, mittels einer gewindeversehenen Luftverbindungs-Eingangsverbindung 336 zur Steuerung des Sprühmusters des Lackes unter Nutzung im Fachgebiet bekannter Techniken.
Die Luft wird zuerst an einen vergrößerten zylindrischen konisch zulaufenden bzw. verjüngten (tapered) Luftdurchgang 338 zugeführt oder geleitet, welcher ein gewindeversehenes Ende 340 zum Aufnehmen der Luftverbindungs-Einlassverbindung 336 aufweist. Der Luftdurchgang 338 wird durch den Griff 312 definiert und weist einen Öffnungsdurchmesser 342 von ungefähr 9,957 mm (0.392 Inch) auf, welcher sich zu einer Auslassöffnung von ungefähr 8,636 mm (0.340 Inch) verjüngt. Im Gegensatz dazu nutzen herkömmliche Spritzpistolen typischerweise einen nicht konisch zulaufenden zylindrischen Luftdurchgang, welcher einen Durchmesser von ungefähr 6,35 mm (0.25 Inch) aufweist. Der größere konisch zulaufende Luftdurchgang 338 erlaubt folglich einem größeren Luftvolumen, durch die Spritzpistole 88 zu gelangen, was bei jedem Druck eine bessere Zerstäubung liefert.
Eine Ventilkammer 346, definiert durch den Griff 312, befestigt schraubbar eine herkömmliche Luftventilanordnung 348, welche teilweise in 14 gezeigt ist, mittels der Gewinde 350. Luft wird geleitet oder gelangt von dem Luftdurchgang 338 durch die Luftventilanordnung 348 in die Ventilkammer 346. Die Luftventilanordnung 348 in der Kammer 346 wird mittels eines an einem Abzug 354 angeschlossenen Luftventils 352 gesteuert. Der Abzug 354 ist vorzugsweise aus Metall konstruiert und schwenkbar an dem Ansatz 316 mittels eines Abzuglagers und Bolzens 356 befestigt. Bei Betätigung der Luftventilanordnung 348 über den Abzug 354 gelangt Luft über einen zylindrischen konisch zulaufenden Durchgang 360, welcher einen Mittendurchmesser von ungefähr 6,604 mm (0.26 Inch) aufweist, durch die Luftventilanordnung 348 und in und durch eine angrenzende Kammer 358. Die Kammer 358 wird ebenfalls durch den Griff 312 definiert.
Eine herkömmliche Fluidnadelanordnung 362, teilweise in 14 gezeigt, ist schraubbar in der Kammer 358, mittels einer gewindeversehenen Kupplungsmutter 364 und Gewinden 366 befestigt. Die Fluidnadelanordnung 362 ermöglicht der Luft stets, durch die Kammer 358 zu gelangen und steuert ebenfalls den Bewegungsumfang des Abzugs 354 beim axialen Drehen eines Fluideinstellknopfes 368. Die Kupplungsmutter 364 und der Fluideinstellknopf 368 sind vorzugsweise aus einem Polymermaterial, wie z. B. Delrin, konstruiert. Infolge einer axialen Rotation des Fluideinstellknopfes 368, wird eine Einstellung der Fluidströmung aus der Fluidspitze 332 bewerkstelligt. Mit anderen Worten stellt der Fluideinstellknopf 368 den Umfang, den der Abzug 354 zurücklegt, ein oder steuert ihn.
Die Luftströmung von der Kammer 358 hält durch einen konisch zulaufenden Durchgang 370 hindurch an, welcher einen Mittendurchmesser von ungefähr 7,112 mm (0,28 Inch) aufweist. Die konisch zulaufenden Durchgänge 360 und 370 sind zueinander konzentrisch und bestehen im Wesentlichen aus einem einzigen konisch zulaufenden Durchgang 372, welcher einen Anfangsdurchmesser 374 von ungefähr 8,966 mm (0.353 Inch) und einen Enddurchmesser 376 von ungefähr 6,35 mm (0,250 Inch) aufweist. Ein Stopfen 378 wird verwendet, um den oberen Teil des Durchgangs 372 abzudichten.
Die Luft von dem Durchgang 370 wird hingeleitet zu und tritt ein in einen zylindrischen konisch zulaufenden Durchgang 380 des Ansatzes 316, welcher schraubbar ein herkömmliches Aufweitungseinstellventil oder eine Lufteinstellnadel (nicht gezeigt) befestigt. Die Lufteinstellnadel ist mit einem gewindeversehenen Luftströmungsknopf 382 verbunden. Der gewindeversehene Luftströmungsknopf 382 bringt schraubbar eine Kupplungsmutter 384 in Eingriff, welche in den Gewindegängen 386 befestigt ist. Das Aufweitungseinstellventil steuert das Sprühmuster des Fluids aus der Fluidspitze 332 heraus, durch axiales Ausfahren oder Zurückziehen der Lufteinstellnadel in dem konisch zulaufenden Durchgang 380, um die Luftströmung aus den Luftlöchern in den Lufthörnern 334 zu steuern. Die Lufteinstellnadel, die Kupplungsmutter 384 und der Luftströmungsknopf 382 sind ebenfalls vorzugsweise aus einem Polymermaterial, so wie Delrin, konstruiert.
Wenn die Luft stromabwärts in den Durchgang 380 gelangt, tritt sie ein in den oder wird sie zu dem Kopfteil oder der Ablenkung 314 geleitet. Beim Eintritt in den Kopfteil 314 wird die Luftströmung auf die drei vergrößerten Durchgänge 324 verteilt, was in 16 und 17 klar zu sehen ist. Der vergrößerte konische Teil 322 ist im Wesentlichen größer als herkömmliche Köpfe, welche typischerweise ungefähr halb so groß wie der konische Teil 322 sind. Das versetzt ein größeres Volumen von Luft in die Lage, durch und aus dem Kopf 314 und in die herkömmliche Luftablenkung (nicht gezeigt) zu gelangen, wodurch sogar noch mehr Zerstäubung geliefert wird. Von den Luftdurchgängen 324 zirkuliert die Luft um einen ringförmigen Kanal 382 herum, bevor sie durch die Ablenkung und die Luftlöcher 330 in dem Luftaufsatz 326 austritt.
Der rezirkulierende Lack wird über die rezirkulierende Leitung 86 zugeführt, welche an eine gewindeversehene Verbindung 384 über die Fluidanschlussanordnung 108 gekuppelt ist. Die Verbindung 384 ist schraubbar mit dem Körper 310 durch das Gewinde 386 verbunden. Bei Betätigung des Abzugs 354, bewegt sich eine Fluidnadel 388, welche die Fluidspitze 332 abdichtet, axial rein und raus, um es dem Lack zu ermöglichen, von der rezirkulierenden Leitung 86 durch eine Kammer 390, welche durch den Kopf 314 definiert wird, und aus der Fluidspitze 332 zu gelangen. Beim Austritt aus der Fluidspitze 332 erzeugt und richtet die Kombination des Lacks mit der gerichteten Luft, welche durch den Luftaufsatz 326 zugeführt wird, ein elliptisches Sprühmuster auf das zu beschichtende oder zu lackierende Objekt. Die Konstruktion der Fluidnadel 388 in der Kammer 390 ist herkömmlicher Natur und dem Fachmann bekannt.
Die Spritzpistole 88 kann an der Fluidanschlussanordnung 108 schnell getrennt und an eine neue Leitung 86 gekuppelt werden, um eine neue flüssige Beschichtungszusammensetzung zu verwenden. Zum Beispiel können verschiedene Farblacke einfach, nur unter Nutzung der einzigen Spritzpistole 88 verwendet werden, weil der Lack im Wesentlichen die Spritzpistole 88 dort verlässt, wo er in die Spritzpistole 88 eintritt (d. h. in der Kammer 390). Das ist im Gegensatz zu bestimmten anderen existierenden Spritzpistolen, welche den Lack durch den Griff zuführen, wobei verursacht wird, dass größere Mengen an Lack ständig in der Spritzpistole zurückbleiben, was folglich erforderlich macht, dass die Spritzpistole ausgespült wird, bevor ein anderer Farblack verwendet werden kann. Zum Beispiel behält die Spritzpistole 88 weniger als 2 Kubikzentimeter Lack in der Kammer 390 zurück, während eine Spritzpistole, in welcher der Lack durch den Griff zugeführt wird, mehr als 20 Kubikzentimeter Lack über die gesamte Pistole hinweg zurück behält. Darüber hinaus verhindert das, dass der in der Pistole befindliche Lack rezirkuliert.
Durch Bereitstellen einer Polymerverbund-Spritzpistole 88, welche ein wesentlich reduziertes Gewicht gegenüber herkömmlichen Metallspritzpistolen aufweist, wird die Bedienerermüdung bedeutend reduziert, während die Finish-Qualität im Zeitverlauf bedeutend verbessert wird.

Claims

Fluidzufuhrsystem (10) zur Zufuhr einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung aus einem Zufuhrtank zu mindestens einer Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3), wobei das Fluidzufuhrsystem (10) aufweist: eine Zufuhrleitung (12, 16) zur Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung vom Zufuhrtank zu der mindestens einen Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3); eine Rückführleitung (14, 18), um überschüssige flüssige Beschichtungszusammensetzung zum Zufuhrtank zurückzuführen; ein Zufuhrventilelement (96c) in Fluidverbindung mit der Zufuhrleitung (12, 16), wobei das Zufuhrventilelement (96c) ein erstes Verschlusselement (70; 70a) aufweist, das zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist; ein Rückführventilelement (96c) in Fluidkommunikation mit der Rückführleitung (14, 18), wobei das Rückführventilelement (96c) ein zweites Verschlusselement (70; 70b) aufweist, das zwischen einer dritten Position und einer vierten Position bewegbar ist; ein Bypassventilelement (96b) in Fluidkommunikation mit den Zufuhr- (12, 16) und Rückführleitungen (14, 18), wobei das Bypassventilelement (96b) eine drittes Verschlusselement (70) aufweist, das zwischen einer fünften Position und einer sechsten Position bewegbar ist; gekennzeichnet durch ein Verbindungselement (99; 105; 434), das mit dem Zufuhrventilelement (96c), dem Rückkehrventilelement (96c) und dem Bypassventilelement (96b) verbunden ist, wobei beim Bewegen des Verbindungselements (99; 105; 434) das erste, zweite und dritte Verschlusselement (70; 70a; 70b, 70) gleichzeitig bewegt werden.
Fluidzufuhrsystem (10) nach Anspruch 1 zur Zufuhr einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung aus dem Zufuhrtank zu mindestens einer ersten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3) und einer zweiten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3), ferner aufweisend: ein Y-förmiges Fluidanschlussstück zum Verbinden der Zufuhrleitung (12, 16) mit der ersten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3) und der zweiten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3), wobei das Y-förmige Fluidanschlussstück (22; 400) aufweist: einen Körper (402) mit einem ersten Einlass (24) in Fluidkommunikation mit der Zufuhrleitung (12, 16) und einem ersten Auslass (26) zur Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung zur ersten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3) und einen zweiten Auslass (26) zur Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung zur zweiten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3), eine Einlassleitung (28; 404), von welcher ein erstes Ende mit dem ersten Einlass (24) des Körpers (402) gekuppelt ist und ein zweites Ende (410) in Fluidkommunikation mit der Zufuhrleitung (12, 16) ist, und eine erste Auslassleitung (30; 406) zur Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung zur ersten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3) und eine zweite Auslassleitung (30; 408) zur Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung zur zweiten Station (Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3), wobei jede der ersten und zweiten Auslassleitungen (30; 406, 408) ein erstes Teil (40; 412) aufweist, das sich längs einer Achse erstreckt, die im wesentlichen unter einem stumpfen Winkel zur Einlassleitung (28; 404) ist, und ein zweites Teil (42; 414), das sich längs einer Achse erstreckt, die im wesentlichen senkrecht ist zur Einlassleitung (28; 404) ist, wobei mindestens eine der ersten und zweiten Auslassleitungen (30; 406, 408) ein erstes Ende an einen der ersten und zweiten Auslässe (26) gekuppelt hat und ein zweites Ende (410) im wesentlichen zu einer der ersten und zweiten Stationen (Nr. 1, Nr. 2; Nr. 3) benachbart gekuppelt hat.
Fluidzufuhrsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung (118) in Fluidkommunikation mit der Zufuhrleitung (12, 16), wobei die Schnelltrenn-Fluidkupplungsanordnung (118) aufweist: eine Schnelltrennverbindung (130) mit einer ersten Fluidbohrung (152), die sich durch sie hindurch erstreckt, wobei die Schnelltrennverbindung (130) ein erstes Verschlusselement (158) aufweist, das bewegbar zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der ersten Fluidbohrung (152) angeordnet ist, um zu verhindern und zu ermöglichen, dass die flüssige Beschichtungszusammensetzung durch die erste Fluidbohrung (152) strömt, und einen Schnelltrennschaft (126) mit einer zweiten Fluidbohrung (140), die sich durch ihn hindurch erstreckt; wobei der Schnelltrennschaft (126) ein zweites Verschlusselement (127) aufweist, das beweglich zwischen einer dritten Position und einer vierten Position in der zweiten Fluidbohrung (140) angeordnet ist, um zu verhindern und zu ermöglichen, dass die flüssige Beschichtungszusammensetzung durch die zweite Fluidbohrung (140) strömt, wobei beim Verbinden der Schnelltrennverbindung (130) mit dem Schnelltrennschaft (126) das erste Verschlusselement (158) zur zweiten Position bewegt wird und das zweite Verschlusselement (127) zur vierten Position bewegt wird, um des der flüssigen Beschichtungszusammensetzung zu ermöglichen, durch die erste und zweite Fluidbohrung (152, 140) zu strömen.
Fluidzufuhrsystem (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner aufweisend: eine Zufuhrleitung (100) zur Zufuhr der flüssigen Beschichtungszusammensetzung, die von der Zufuhrleitung (12, 16) erhalten wird, zu einer Spritzpistole (88); eine Rückführleitung (102), um überschüssige flüssige Beschichtungszusammensetzung, die der Spitzpistole (88) zugeführt wurde, zum Zufuhrtank zurückzuführen; eine Luftleitung zur Zufuhr von Druckluft zur Spritzpistole (88); und wobei die Spritzpistole (88) aufweist: einen Kopf (314) zum Leiten der flüssigen Beschichtungszusammensetzung, die am Kopf (314) aufgenommen wird, und der Druckluft, die am Griff aufgenommen wird, aus der Spritzpistole (88) heraus, einen Stutzen (316) zum Leiten der Druckluft zum Kopf (314), und einen Griff (312), der mit der Luftleitung gekuppelt ist, die einen Luftdurchgang (338) zum Leiten der Druckluft zum Stutzen (316) bildet, wobei der Kopf (314), der Stutzen (316) und der Griff (312) je aus einem Polymermaterial bestehen, um das Gesamtgewicht der Spritzpistole (88) wesentlich zu verringern.
Fluidzufuhrsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: ein erstes T-förmiges Anschlussstück (422) mit einer ersten Verbindung in Fluidkommunikation mit der Zufuhrleitung (12, 16), eine zweite Verbindung, die mit dem Zufuhrventilelement (96c) gekuppelt ist, und eine dritte Verbindung, die mit dem Bypassventilelement (96b) gekuppelt ist, wobei mindestens eine der Verbindungen ein sich aufweitendes Anschlussstück (426) aufweist, das eine konische Steckfläche (428) aufweist, die mit einer konischen Aufnahmefläche (430) in Eingriff gelangt und dadurch ein Innengewinde an der Verbindung in dem ersten T-förmigen Anschlussstück (422) beseitigt; und ein zweites T-förmiges Anschlussstück (422) mit einer vierten Verbindung in Fluidkommunikation mit der Rückführleitung (14, 18), eine fünfte Verbindung, die mit dem Rückführventilelement (96c) gekuppelt ist, und eine sechste Verbindung, die mit dem Bypassventilelement (96b) gekuppelt ist, wobei mindestens eine der Verbindungen ein sich aufweitendes Anschlussstück (426) mit einer konischen Steckfläche (428) aufweist, die mit einer konischen Aufnahmefläche (430) in Eingriff gelangt und dadurch ein Innengewinde an der Verbindung in dem zweiten T-förmigen Anschlussstück (422) beseitigt.
Fluidzufuhrsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: ein Drosselfluidverbindungselement (440) mit einem einstückig geformten Körper (442), aufweisend: eine Eingangsöffnung (446), die mit einem Eingangsfluiddurchgang (452) verbunden ist, wobei die Eingangsöffnung (446) in Fluidkommunikation mit der Zufuhrleitung (12, 16) ist, eine Rückführöffnung (444), die mit einem Rückführfluiddurchgang (448) verbunden ist, wobei die Rückführöffnung (444) in Fluidkommunikation mit der Rückführleitung (14, 18) ist, einen zentralen Fluiddurchgang (450), wobei der Eingangsfluiddurchgang (452) in den zentralen Fluiddurchgang (450) strömt und der Rückführfluiddurchgang (448) aus dem zentralen Fluiddurchgang (450) strömt, wobei der geformte einstückige Körper (442) aus einem Polymermaterial gebildet ist, und Drosselmittel (462, 460) zum Steuern des Stroms der flüssigen Beschichtungszusammensetzung aus dem zentralen Fluiddurchgang (450).
Fluidzufuhrsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: ein Kugelventil (32) in Kommunikation mit der Zufuhrleitung (12, 16), wobei das Kugelventil (32) aufweist: einen Ventilkörper (46) mit entgegengesetzten Endteilen (48, 50) mit einer Bohrung (52), die sich zwischen den entgegengesetzten Endteilen (48, 50) erstreckt; ein Kugelelement (64), das drehbar in der Bohrung (52) montiert ist und einen Durchgang (66) aufweist, der sich durch es hindurch erstreckt, wobei das Kugelelement (64) so betätigbar ist, dass es selektiv gedreht wird, um einen Strom flüssiger Beschichtungszusammensetzung durch den Durchgang (66) zu erlauben und zu verhindern; und eine Lager- und Dichtungsanordnung (74, 72), die im wesentlichen das Kugelelement (64) einschließt, wobei die Lager- und Dichtungsanordnung (74, 72) betätigbar ist, um eine im wesentlichen hohlraumfreie Dichtung um das Kugelelement (64) zu bilden, wobei eine Ansammlung der flüssigen Beschichtungszusammensetzung zischen dem Kugelelement (64) und dem Ventilkörper (46) im wesentlichen beseitigt wird.
Fluidzufuhrsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: eine vormontierte Fluidverbindungsanordnung (96; 420), bestehend aus dem Zufuhrventilelement (96c), dem Rückführventilelement (96c), und dem Bypassventilelement (96b), wobei die Ventile (96c, 96b) Kugelventile sind und mindestens eines der Ventile ein verkapseltes Kugelventil (32) mit einer rotierbaren Kugel (64) und einer Lager- und Dichtungsanordnung (74, 72) ist, die so angepasst ist, dass sie im wesentlichen die rotierbare Kugel (64) einschließt, um eine im wesentlichen hohlraumfreie Dichtung zu schaffen.
Fluidzufuhrsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das erste Teil (40; 412) und das zweite Teil (42; 414) der ersten und zweiten Auslassleitungen (30; 406, 408) sich unter einem Winkel relativ zueinander in einem Bereich von ungefähr einhundertdreißig Grad (130°) bis ungefähr einhundertsiebzig Grad (170°) erstrecken.
Fluidzufuhrsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Einlassleitung (28; 404) und die erste und zweite Auslassleitung (30; 406, 408) dauerhaft am Körper (402) befestigt sind.