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Dokumentenidentifikation DE102005007242A1 24.08.2006
Titel Druckluft-Drosselvorrichtung und Pulversprühbeschichtungsvorrichtung
Anmelder ITW Gema AG, St. Gallen, CH
Erfinder Michael, Hanspeter, Gossau, CH
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 86199 Augsburg
DE-Anmeldedatum 17.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005007242
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse F16K 31/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B05B 7/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Druckluft-Drosselvorrichtung, enthaltend mindestens ein Drosselventil (22), welches von einem elektrischen Motor (24) einstellbar ist, und einen elektrischen Strompfad (44), welcher Kontaktelemente (46, 48, 50) zum alternativen Unterbrechen und Schließen des Strompfades in Abhängigkeit von Einstellungen des Drosselventils aufweist. Die Drosselvorrichtung wird bevorzugt in einem Druckluftweg einer Pulversprühbeschichtungsvorrichtung verwendet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Druckluft-Drosselvorrichtung, insbesondere für Pulversprühbeschichtungsvorrichtungen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Pulversprühbeschichtungsvorrichtung, welche mindestens eine solche Drosselvorrichtung enthält.

Eine Pulversprühbeschichtungsvorrichtung mit einer Drosselvorrichtung dieser Art ist aus der EP 1 156 882 B1 bekannt. Sie enthält einen elektrischen Schrittmotor, welcher über eine Faltenbalkkupplung einen Ventilteil dreht. Der Ventilteil weist ein Gewinde auf, welches in ein Gehäuse-Gewinde eingreift, sodass der Ventilteil während seiner Rotation auch axial verschoben wird relativ zu einem Ventilsitz, um die Öffnungsweite eines im Ventilsitz vorgesehenen Drosselkanals zu verstellen. Die Patentschrift zeigt auch eine Drosselvorrichtung mit zwei Drosselventilen, welche entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und von dem gleichen Schrittmotor angetrieben werden, sodass bei einer Öffnungsbewegung am einen Drosselventil das andere Drosselventil eine Schließbewegung ausführt, bzw. umgekehrt, abhängig von der Drehrichtung des Schrittmotors. Zur Einstellung einer vorbestimmten Öffnungsweite des mindestens einen Drosselkanals wird der Schrittmotor von einer Referenzposition aus um eine bestimmte Schrittanzahl gedreht.

In der praktischen Anwendung der bekannten Drosselvorrichtung hat das Drosselventil in der Referenzposition den kleinsten Öffnungsquerschnitt, welch letzterer entweder vollständig geschlossen sein kann oder leicht geöffnet sein kann für einen Druckluft-Leckstrom, welcher vor der Inbetriebnahme der Drosselvorrichtung gemessen wird und bei der elektrischen Ansteuerung des Schrittmotors zur Einstellung eines gewünschten Betriebs-Druckluftstromes berücksichtigt wird. In der Praxis hat es sich wegen Herstelltoleranzen und wegen der zu berücksichtigenden Winkelstellung der Motorwelle beim Beenden eines Drehbewegungsschrittes als äußerst schwierig erwiesen, die vollständige Schließstellung des Drosselventils als Referenzposition zu verwenden, von welcher aus die Schritte des Schrittmotors gezählt werden, um eine bestimmte Druckluftströmung durch das Drosselventil hindurch zu lassen.

1 der hier beigefügten Zeichnungen zeigt eine aus der Praxis bekannte Ausführungsform einer Pulversprühbeschichtungsvorrichtung gemäß der genannten EP 1 156 882 B1. Ein elektrischer Schrittmotor 2 wird von einer nicht gezeigten elektrischen Steuereinrichtung angesteuert, um über eine Faltenbalkkupplung 4 einen Ventilteil 6 um eine vorbestimmte Anzahl von Drehschritten zu drehen, um dadurch einen Ventilnadelkopf 8 des Ventilteils 6 relativ zu einem Ventilsitz 10 zu verstellen und dadurch die Öffnungsweite eines im Ventilsitz 10 gebildeten Drosselkanals 12 einzustellen. Der Ventilteil 6 ist mit einem Gewinde 14 versehen, welches in ein Gewinde 16 eines Gehäuses 17 eingreift, sodass die Drehbewegung des Schrittmotors 2 in eine Axialbewegung des Ventilteils 6 umgeformt wird. Bei der kleinstmöglichen Öffnungsweite des Drosselkanals 12, vorzugsweise bei vollständig geschlossenem Drosselkanal, was aber in der Praxis nur sehr schwer ausführbar ist, wird die weitere Drehbewegung und damit auch die weitere Axialbewegung des Ventilteils 6 gestoppt, indem in diesem Zustand ein Anschlag 18 des Ventilteils 6 in Umfangsrichtung an einem Anschlag 20 des Gehäuses 17 anschlägt. Damit der Drosselkanal 12 um mehr als nur eine Umdrehung von 360° des Ventilteils 6 geöffnet werden kann, müssen die beiden Anschläge 18 und 20 bereits kurz vor einer vollständigen Umdrehung von 360° wieder so weit axial Abstand entsprechend 1 voneinander haben, dass sie in Drehrichtung aneinander vorbei bewegbar sind. Dies erfordert eine nur kurze axiale Überlappung der beiden Anschläge 18 und 20 bei der kleinstmöglichen Einstellung des Öffnungsquerschnittes des Drosselkanals 12 als Referenzposition und ein Gewinde 14, 16 mit relativ großer Steigung. Je größer die Gewindesteigung ist, desto größer ist jedoch die Axialbewegung des Ventilteils 6 bei einem Schritt des Schrittmotors 2. Dadurch ist eine Feineinstellung des Drosselventils 8, 10, 12 nicht möglich. Hinzu kommen Schwierigkeiten durch Herstelltoleranzen der einzelnen Teile. Erwünscht ist eine sehr genaue Einstellung von Druckluftströmen durch den Drosselkanal 12 und die Möglichkeit, sehr kleine Änderungen des Druckluftstromes einstellen zu können. Bei der bekannten Vorrichtung kann jedoch ein Einstellfehler bereits dadurch entstehen, dass dann, wenn die beiden Anschläge 18 und 20 einander in Drehrichtung kontaktieren, der Schrittmotor 2 einen von seiner elektrischen Steuerschaltung geforderten Drehschritt noch nicht vollständig ausgeführt hat.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Möglichkeit zu schaffen, durch welche Feineinstellungen der Drosselvorrichtung auf einfachere Weise als beim Stand der Technik möglich sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der Drosselvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung einer solchen Drosselvorrichtung gemäß der Erfindung bei Pulversprühbeschichtungsvorrichtungen, weil es dort zur Erzielung von guten Beschichtungsqualitäten und zur Erzielung eines guten Wirkungsgrads bezüglich der erforderlichen Menge an Beschichtungspulver besonders wichtig ist, die dazu erforderlichen Druckluftströme genau und damit in feinen kleinen Schritten oder schrittlos und damit kontinuierlich einstellen zu können. Alle diese Möglichkeiten bietet die neue Erfindung.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur für Pulverbeschichtungsvorrichtungen verwendbar, sondern auch für alle anderen Anwendungen, wo Feineinstellungen von Druckluftströmen oder von Flüssigkeitsströmen erforderlich sind.

Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

1 schematisch und teilweise im Axialschnitt eine Druckluft-Drosselvorrichtung nach dem Stand der Technik für eine Pulversprühbeschichtungsvorrichtung,

2 eine Druckluft-Drosselvorrichtung nach der Erfindung im Axialschnitt längs der Ebene II-II von 5 gesehen in vollständiger oder teilweiser Schließstellung, was bei dieser Ausführungsform eine Referenzposition für die Steuerung der Drosselvorrichtung ist,

3 ein vergrößertes Detail III von 2,

4 ein vergrößertes Detail IV von 2,

5 eine Vorderansicht der Drosselvorrichtung von 2 in Richtung eines Pfeils V von 2 gesehen,

6 einen Axialschnitt der Drosselvorrichtung nach der Erfindung in einer vollständigen Offenstellung des Drosselventils,

7 ein vergrößertes Detail VII von 6,

8 ein vergrößertes Detail VIII von 6,

9 eine Rückansicht der Drosselvorrichtung nach der Erfindung in Richtung eines Pfeils IX von 6 gesehen,

10 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Drosselvorrichtung nach der Erfindung ähnlich der ersten Ausführungsform nach der Erfindung in einer vollständigen oder teilweisen Schließstellung des beschriebenen ersten Drosselventils, wobei diese Schließstellung als Referenzposition für die Steuerung der Drosselvorrichtung dient, und wobei zusätzlich zu dem beschriebenen ersten Drosselventil ein zweites Drosselventil vorgesehen ist, welches in Öffnungsrichtung bewegt wird, wenn das erste Drosselventil in Schließrichtung bewegt wird, und welches in umgekehrter Weise in Schließrichtung bewegt wird, wenn das erste Drosselventil in Öffnungsrichtung bewegt wird, wobei 10 das erste Drosselventil in Schließstellung oder teilweiser Schließstellung und das zweite Drosselventil in vollständiger oder nahezu vollständiger Offenstellung zeigt,

11 die Drosselvorrichtung von 10, wobei das erste Drosselventil vollständig oder nahezu vollständig geöffnet und das zweite Drosselventil vollständig oder teilweise geschlossen ist,

12 schematisch eine Pulversprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung, welche mindestens in einem Druckluftweg eine Drosselvorrichtung nach der Erfindung entsprechend einer der 2 bis 10 enthält,

13 einen Teil der Pulversprühbeschichtungsvorrichtung nach 12, wobei an Stelle von zwei Drosselvorrichtungen nach den 2 bis 9 eine Drosselvorrichtung mit zwei entgegengesetzt zueinander angeordneten und gemeinsam betätigten Drosselventilen nach den 10 und 11 verwendet wird.

Die Druckluft-Drosselvorrichtung 21 nach der Erfindung, welche in den 2 bis 9 dargestellt ist, enthält ein Drosselventil 22 und einen steuerbaren elektrischen Motor 24 mit einer Motorwelle 26 zum Einstellen des Drosselventils 22. Der Motor 24 kann eine beliebige Motorart sein, deren Motorwelle 26 auf definierte Drehwinkelpositionen gesteuert einstellbar ist. Es ist vorzugsweise ein elektrischer Schrittmotor. Das Motorgehäuse 30 des elektrischen Motors 24 wird von einem Federbügel 32 an einem Ventilgehäuse 34 gehalten. Der Federbügel 32 ist zwischen eine hintere Stirnseite 36 des Motorgehäuses 30 und eine vordere Stirnseite 37 eines Flansches 38 des Ventilgehäuses 34 axial gespannt. Zur Drehsicherung des Motorgehäuses 30 an dem Ventilgehäuse 34 sind diese beiden Teile an einer exzentrisch zur axialen Mittellinie 39 des Motors 24 angeordneten achsparallelen Steckverbindung verbunden. Letztere kann beispielsweise einen Vorsprung 40 beispielsweise am Ventilgehäuse 34 und eine diesen Vorsprung 40 aufnehmende Ausnehmung 42 an dem betreffenden anderen Teil, beispielsweise dem Motorgehäuse 30 aufweisen, wie es 2 schematisch zeigt. Die Drehsicherung könnte auch durch andere Mittel erreicht werden, beispielsweise durch eine Schraube zwischen dem Motorgehäuse 30 und dem Flansch 38.

Ferner ist gemäß der Erfindung ein elektrischer Strompfad 44 vorgesehen, welcher mindestens zwei, beispielsweise drei elektrisch leitfähige Kontaktelemente 46, 48, 50 zum alternativen Unterbrechen und Schließen des Strompfades 44 in Abhängigkeit von der Einstellung des Drosselventils 22 aufweist.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eines der Kontaktelemente, beispielsweise das Kontaktelement 50, an einem axial verstellbaren Ventilteil 52 vorgesehen und zusammen mit diesem Kontaktelement 50 relativ zu dem mindestens einen anderen der Kontaktelemente, beispielsweise relativ zu den beiden anderen Kontaktelementen 46 und 48 und dabei gleichzeitig relativ zu einem Ventilsitz 54 des Drosselventils 22 von dem Motor 24 bewegbar zur Veränderung der Öffnungsweite eines im Ventilsitz 54 gebildeten Drosselkanals 56 mittels eines Ventilkopfes 58 eines Ventilelementes, vorzugsweise einer Ventilnadel 60, welche Bestandteil des verstellbaren Ventilteils 52 ist.

Die Ventilnadel 60 ist mit der Motorwelle 26 derart verbunden, dass sie durch Drehungen der Motorwelle 26 axial verstellbar ist, ohne dass sich die Ventilnadel 60 dreht. Hierfür ist die Ventilnadel 60 in einer Durchgangsöffnung 64 des Ventilgehäuses 34 axial geführt. Die Durchgangsöffnung 64 hat mindestens auf einem Teil ihrer Länge eine unrunde Form, vorzugsweise eine mehreckige Form, zum Beispiel eine viereckige Form, um eine Drehung der Ventilnadel 60 zu verhindern. Gemäß der in den Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist an dem hinteren Ende der Ventilnadel 60 eine Gewindebuchse 62 befestigt, vorzugsweise im Spritzgussverfahren angespritzt, welche einen mehrkantigen Außenumfangsabschnitt 66 aufweist, welcher an einem mehrkantigen Innenumfangsabschnitt 68 der Durchgangsöffnung 64 axial geführt ist. Die Gewindebuchse 62 hat ein Innengewinde 70, welches in ein Außengewinde 72 einer auf der Motorwelle 26 drehfest angeordneten zweiten Gewindebuchse 74 eingreift.

Die elektrisch leitfähigen Kontaktelemente 46, 48 und 50 des elektrischen Strompfades 44 sind in der Durchgangsöffnung 64 zwischen einer nach vorne zeigenden Stirnfläche 76 und einer nach hinten zeigenden Stirnfläche 78 eines Zwischenelementes 80 um die Ventilnadel 60 herum angeordnet. Das Zwischenelement 80 liegt axial an einer nach hinten zeigenden Stirnfläche 82 eines Absatzes der Durchgangsöffnung 64 an.

Ein durch den Absatz 82 verengter Öffnungsabschnitt 84 der Durchgangsöffnung 64 ist durch eine Dichtung 86 gegenüber einer ersten Ventilkammer 88 abgedichtet. Das Drosselventil 22 befindet sich zwischen der ersten Ventilkammer 88 und einer zweiten Ventilkammer 90.

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung sind die beiden ortsfest angeordneten Kontaktelemente 44 und 46 an der nach hinten zeigenden Stirnfläche 78 des Zwischenelements 80 mit Abstand voneinander in einer Querebene unbeweglich angeordnet, welche sich rechtwinklig zur Mittellinie 39 erstreckt. Das bewegliche Kontaktelement 50 ist zusammen mit dem bewegbaren Ventilteil 52 bewegbar angeordnet und als Kontaktbrücke zur Überbrückung der beiden einen Kontaktelemente 44, 46 ausgebildet, sodass die elektrischen Kontaktelemente einen Taster bilden. Das als Kontaktbrücke ausgebildete Kontaktelement 50 berührt und überbrückt die beiden ortsfesten Kontaktelemente 44 und 46 jeweils nur dann, wenn die Ventilnadel 60 in einer vorbestimmten Referenzposition ist, vorzugsweise dann, wenn die Ventilnadel 60 den Drosselkanal 56 nahezu vollständig oder vorzugsweise vollständig verschließt, wie es die 2, 3 und 4 zeigen.

Wenn die elektrischen Kontakte 46, 48, 50 geschlossen sind, wird in einer nur schematisch gezeigten elektrischen Steuereinrichtung 89 ein Referenzsignal erzeugt, welches einer Referenzeinstellung (Referenzposition) des Drosselventils 22 entspricht, welches vorzugsweise die vollständig oder nahezu vollständig geschlossene Schließstellung des Drosselventils ist. Wenn die Referenzposition eine nur teilweise Schließstellung des Drosselventils 22 ist, kann der dadurch entstehende Leckstrom an Druckluft gemessen werden, welcher durch das Drosselventil 22 strömt. Bei jedem Schritt des Schrittmotors 24 wird das Drosselventil 22 etwas weiter geöffnet und damit etwas mehr Druckluft durch das Drosselventil 22 hindurch gelassen. Dadurch entspricht jeder von der elektrischen Steuereinrichtung 89 von dem Motor 24 geforderte Drehschritt einer vorbestimmten, messbaren Druckluftmenge, welche durch das Drosselventil 22 strömt. Eine gewünschte Druckluft-Strömungsmenge ist damit jederzeit reproduzierbar.

Die Drosselvorrichtung ist derart ausgebildet, dass sich bei Beginn einer Bewegung der Ventilnadel 60 in Öffnungsrichtung auch das mit der Ventilnadel 60 bewegbare Kontaktelement 50 von den ortsfesten Kontaktelementen 46 und 48 entfernt und dadurch der Strompfad 44 geöffnet wird.

Wie die 2 und 6 zeigen, kann der verstellbare Ventilteil 52 und damit auch die Ventilnadel 60 beispielsweise um eine Verstellstrecke von 6 Millimeter verstellt werden, wobei der axiale Abstand des hinteren Endes der Gewindebuchse 62 von dem Motorgehäuse 30 in der Referenzposition gemäß den 2 bis 4 beispielsweise 8 Millimeter und in der vollständig geöffneten Ventilstellung gemäß den 6 bis 8 beispielsweise 2 Millimeter beträgt. Die elektrisch leitfähigen Kontaktelemente 46, 48, 50 sind nur in der Referenzstellung der Ventilnadel 60, jedoch in keiner anderen der möglichen axialen Einstellungen der Ventilnadel 60 in Kontakt miteinander. Der elektrische Strompfad 44 ist bei Kontaktierung der Kontaktelemente 46, 48, 50 geschlossen und bei Nicht-Kontaktierung unterbrochen.

Zur Ausführung der Erfindung könnte an Stelle der bevorzugten Referenzposition auch eine andere Referenzposition der Ventilnadel 60 gewählt werden.

Die beiden ortsfesten Kontaktelemente 44 und 46 haben jeweils ein elektrisches Anschlusselement 46-1 bzw. 48-1, welche in den 5 und 9 ersichtlich sind.

Das bewegbare Kontaktelement 50, welches mit dem bewegbaren Ventilteil 52, vorzugsweise der Ventilnadel 60, zur gemeinsamen Bewegung verbunden ist, ist vorzugsweise ein elektrisch leitfähiger Kontaktring, welcher die Ventilnadel 60 umgibt und auf einer nach vorne zeigenden Auflagefläche 92 kippbar aufliegt, welch letztere an der Ventilnadel 60 oder vorzugsweise entsprechend den Zeichnungen an einem nach vorne vorspringenden Ringbund 94 der Gewindebuchse 62 gebildet ist. Durch die Kippbarkeit des Kontaktringes 50 wird gewährleistet, dass er auch dann nicht nur an einem, sondern an beiden ortsfesten Kontaktelementen 46 und 48 anliegt und diese elektrisch miteinander verbindet, wenn die Kontaktflächen dieser Kontaktelemente 46 und 48 nicht parallel zu dem als Kontaktbrücke dienenden Kontaktring 50 angeordnet sind.

Eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 96 ist zwischen das bewegbare Kontaktelement 50 (Kontaktbrücke, Kontaktring) und das Zwischenelement 80 axial eingespannt, um das Kontaktelement 50 an der Lagerfläche 92 in Anlage zu halten bei allen Axialeinstellungen des verstellbaren Ventilteils 52. Die Druckfeder 96 bewirkt außerdem, dass die Zähne der Gewinde 70 und 72 immer in gleicher Axialrichtung aneinander anliegen, sodass Spielraum zwischen diesen Gewinden und Toleranzen keinen Einfluss auf die Einstellgenauigkeit des Drosselventils 22 haben.

Gemäß einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist keines der elektrisch leitfähigen Kontaktelemente ein Brückenelement, sondern es ist nur eines der beiden ortsfesten Kontaktelemente 46 oder 48 vorgesehen und das bewegbare Kontaktelement 50 ist mit einem elektrischen Anschlusselement versehen, welches mit der elektrischen Steuereinrichtung 89 verbunden ist, sodass in Letzterer ein Signal erzeugt wird, wenn die beiden Kontaktelemente 50 und 46 (oder gemäß anderer Ausführungsform 50 und 48) einander kontaktieren in der in 2 gezeigten Referenzstellung, bzw. einander nicht kontaktieren in allen anderen Stellungen der Ventilnadel 60.

Die 10 und 11 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Drosselvorrichtung 121 gemäß der Erfindung, bei welcher zu dem mit Bezug auf die anderen Figuren beschriebenen ersten Drosselventil 22 ein zweites Drosselventil 122 vorgesehen ist, welche miteinander mechanisch derart verbunden sind, dass bei einer Bewegung des einen Drosselventils 22 in Öffnungsrichtung bei dem anderen Drosselventil 122 eine Bewegung in Schließrichtung stattfindet und umgekehrt bei einer Bewegung des einen Drosselventils 22 in Schließrichtung bei dem anderen Drosselventil 122 eine Bewegung in Öffnungsrichtung stattfindet. Hierfür ist bei der Ausführungsform nach den 10 und 11 die Ventilnadel 160 des zweiten Drosselventils 122 durch eine axiale Verlängerung der ersten Ventilnadel 60 gebildet. Das zweite Ventil 122 hat entsprechend, jedoch in entgegengesetzter räumlicher Anordnung, einen Ventilkopf 158, einen Ventilsitz 154 und durch Letzteren hindurchgehend einen Drosselkanal 156.

Die erste Ventilkammer 88 des ersten Drosselventils 22 hat einen externen Druckluftanschluss 88-1. Die zweite Ventilkammer 90 des ersten Drosselventils 22 ist über einen Ventilverbindungskanal 94 mit einer zweiten Ventilkammer 190 des zweiten Drosselventils 122 verbunden. Der Drosselkanal 156 des zweiten Drosselventils 122 befindet sich zwischen dieser zweiten Ventilkammer 190 und einer ersten Ventilkammer 188, welche mit einem externen Druckluftanschluss 188-1 versehen ist. Der Ventilverbindungskanal 94 ist mit einem externen Druckluftanschluss 94-1 versehen. Wenn der externe Druckluftanschluss 94-1 des Ventilverbindungskanals 94 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, kann Druckluft 96 der Druckluftquelle in Abhängigkeit von der Einstellung der Drosselventile 22 und 122 durch den einzigen Motor 24 entweder nur durch das erste Drosselventil 22 oder durch beide Drosselventile 22 und 122 oder nur durch das zweite Drosselventil 122 strömen, jeweils in einer definierten Mengenverteilung, wie dies in den 10 und 22 durch Pfeile 96-1, 96-2, 96-3 und 96-4 schematisch dargestellt ist.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für Drosselvorrichtungen nach der Erfindung sind Pulversprühbeschichtungsvorrichtungen, da bei der Pulversprühbeschichtung der Wirkungsgrad und die Beschichtungsqualität besonders stark von der genauen Einstellung von Druckluftströmen abhängig ist.

12 zeigt schematisch eine Ausführungsform aus einer Vielzahl von möglichen Ausführungsformen einer Pulversprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung. Ein Injektor 200 saugt Beschichtungspulver 202 aus einem Pulverbehälter 204 und fördert dieses Pulver in einem Druckluftstrom zu einer Sprühvorrichtung 206, beispielsweise einer Sprühpistole, welche eine Sprühöffnung 208 oder einen nicht gezeigten Rotationszerstäuber aufweist. Gemäß der Erfindung kann eine Drosselvorrichtung 21, welche gemäß der Erfindung in der beschriebenen Weise ausgebildet ist, in mindestens einem der folgenden Luftwege angeordnet sein, welche von einer Druckquelle 210 mit Druckluft 211 versorgbar sind: In einem Förderluftweg 212 für Förder-Druckluft 213 zu dem Injektor 200 zur Erzeugung eines Unterdruckes in einem Unterdruckbereich 214 und dadurch zum Ansaugen von Beschichtungspulver 202 aus dem Pulverbehälter 204; und/oder in einem Zusatzluftweg 216 für die Zufuhr von Zusatzdruckluft 217 zu dem Pulver-Luft-Förderweg 218, in welchem das Beschichtungspulver von der Förderdruckluft 213 pneumatisch zur Sprühvorrichtung 206 gefördert wird; und/oder in einem Formungsluftweg 220 für Formungs-Druckluft 221 zur Formung einer versprühten Pulverwolke 222; und/oder in einem Elektrodenspülluftweg 226 für Spüldruckluft 227 zu einer Hochspannungselektrode 230, welche zum elektrostatischen Aufladen des Beschichtungspulvers im Pulverströmungsweg vorgesehen ist; und/oder in einem Fluidisierluft-Zufuhrweg 232 für Fluidisier-Druckluft 233 in den Pulverbehälter 204, um darin befindliches Beschichtungspulver zu fluidisieren, d. h. in einen absaugbaren lockeren Zustand zu versetzen.

13 zeigt einen Teil der Pulversprühbeschichtungsvorrichtung von 12, wobei jedoch in dem Förderluftweg 212 und in dem Zusatzluftweg 216 nicht einzelne Drosselvorrichtungen 21 nach den 2 bis 9 angeordnet sind, sondern für beide Luftwege 212 und 216 zusammen eine einzige Drosselvorrichtung 121 nach den 10 und 11 angeordnet ist. Letztere ist in 13 nur schematisch dargestellt. Das eine Drosselventil 22 dieser Drosselvorrichtung 121 ist im Förderluftweg 212 für Förder-Druckluft 213 des Injektors 200 angeordnet. Das andere Drosselventil 122 der Drosselvorrichtung 121 ist im Zusatzluftweg 216 für die Zufuhr von Zusatz-Druckluft 217 in den Pulver-Druckluft-Strömungsweg 218 angeordnet. Die Drosselvorrichtung 121 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei einer Verstellung der Förderluft-Druckluft 213 in gleichem Maße (oder in einem anderen vorbestimmten Verhältnis) auch die Zusatz-Druckluft 217 verstellt wird. Dadurch kann die pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge durch Verstellen der Förder-Druckluft 213 verändert werden und gleichzeitig die Gesamtluftmenge im Pulver-Druckluft-Strömungsweg 218 stromabwärts des Injektors 200 konstant gehalten werden. Dies ist eine bevorzugte Ausführungsform, welche jedoch andere Ausführungsformen der Erfindung nicht ausschließt. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung besteht ein wesentliches Merkmal darin, dass eine Referenzposition des Drosselventils mittels eines oder mehrerer elektrischer Kontaktelemente definiert wird.

Der Ventilkopf der Ventilnadel ist bei allen Ausführungsformen von Drosselventilen vorzugsweise konisch, sodass in einem anfänglichen Öffnungsbereich des Drosselkanals bei einer Bewegung der Ventilnadel nur eine kleine Änderung der durchströmenden Druckluftmenge erzeugt wird und auch beim Öffnen des Drosselventils von der vollständig geschlossenen Ventilstellung in eine geringfügig geöffnete Ventilstellung nur ein minimaler Luftanstieg erfolgt.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist das Drosselventil in der Referenzposition vollständig oder nahezu vollständig geschlossen.

Die Gewinde 70, 72 der Gewindebuchsen 62 und 74 sind vorzugsweise Trapezgewinde.

Die Teile, welche den elektrisch leitfähigen Kontaktelementen benachbart sind, bestehen aus elektrisch nicht leitendem Material.

Die Patentansprüche betreffen Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung betrifft jedoch auch die Verwendung von jedem einzelnen Merkmal und von Unterkombinationen von Merkmalen, welche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbart sind.


Anspruch[de]
  1. Druckluft-Drosselvorrichtung, insbesondere für Pulversprühbeschichtungsvorrichtungen, enthaltend mindestens ein einstellbares Drosselventil (22; 122) dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Strompfad (44) vorgesehen ist, welcher elektrisch leitfähige Kontaktelemente (46, 48, 50) zum alternativen Unterbrechen und Schließen des Strompfades (44) in Abhängigkeit von der Einstellung des mindestens einen Drosselventils (22; 122) aufweist.
  2. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ortsfester Ventilteil (34, 54; 34, 154) und ein relativ dazu beweglicher und dadurch einstellbarer Ventilteil (52, 60; 52, 60, 160) zur Veränderung der Öffnungsweite eines Drosselkanals (56; 156) des mindestens einen Drosselventils (22; 122) vorgesehen sind, wobei der Drosselkanal sich durch einen Ventilsitz (54; 154) erstreckt; dass mindestens eines der Kontaktelemente (46, 48) am ortsfesten Ventilteil (34, 54; 34, 154) angeordnet ist und mindestens eines der Kontaktelemente (50) am beweglichen Ventilteil (52, 60; 52, 60, 160) angeordnet ist und von letzterem relativ zu dem ortsfesten Kontaktelement (46, 48) bewegbar ist bei Veränderungen der Öffnungsweite eines Drosselkanals, wobei die Kontaktelemente nur in einer vorbestimmten Stellung des verstellbaren Ventilteils einander kontaktieren und dadurch den Strompfad (44) schließen, während die Kontaktelemente bei allen anderen Stellungen des verstellbaren Ventilteils voneinander distanziert sind und dadurch den Strompfad (44) unterbrechen.
  3. Drosselvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Ventilteil (52, 60; 52, 60, 160) längs einer geraden Mittellinie (39) bewegbar, jedoch um diese Mittellinie (39) nicht drehbar angeordnet ist, dass der bewegbare Ventilteil ein Gewinde (70) aufweist, welches mit einem Gewinde in Eingriff ist, welch letzteres von einem Motor (24) drehbar ist, um den bewegbaren Ventilteil längs der Mittellinie relativ zu dem Ventilsitz des Drosselventils einzustellen.
  4. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der miteinander zu kontaktierenden Kontaktelemente, vorzugsweise das am bewegbaren Ventilteil (52, 60; 52, 60, 160) angeordnete Kontaktelement (50), ein Brückenelement ist und dass mindestens zwei von den anderen Kontaktelementen (46, 48) mit Abstand voneinander angeordnet sind und durch das Brückenelement jeweils zum Schließen des Strompfades überbrückbar sind, bzw. zum Unterbrechen des Strompfades durch Wegbewegen des Brückenelements von ihnen elektrisch voneinander trennbar sind.
  5. Drosselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das als Brückenelement ausgebildete Kontaktelement (50) kippbar gelagert ist, sodass es relativ zu den zu kontaktierenden anderen Kontaktelementen (46, 48) kippen kann, um auch dann mit allen diesen anderen Kontaktelementen (46, 48) Kontakt herzustellen und letztere zu überbrücken, wenn Letztere ungleiche Abstände von dem als Brückenelement ausgebildeten Kontaktelement (50) haben.
  6. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (96) zwischen den bewegbaren Ventilteil und den ortsfesten Ventilteil in Verstellrichtung des beweglichen Ventilteils eingespannt ist, vorzugsweise in Richtung zum Öffnen des mindestens einen Drosselventils.
  7. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (96) gegen das als Brückenelement ausgebildete Kontaktelement (50) gespannt ist.
  8. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Ventilteil aus mindestens zwei Teilen besteht, wovon ein Teil ein Ventilelement (60; 160) mit einem Ventilkopf (58; 158) ist, welch Letzterer benachbart zu dem Ventilsitz (54; 154) zur Einstellung der Öffnungsweite des Drosselkanals (56; 156) angeordnet ist, und wovon ein anderer Teil ein Führungselement (62) ist, welches mit dem Ventilelement (60; 160) verbunden ist zur gemeinsamen Bewegung längs der Mittellinie, jedoch um diese Mittellinie (39) nicht-drehbar gelagert ist und das Gewinde (70) aufweist.
  9. Drosselvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Drosselventil (22) ein zweites Drosselventil (122) vorgesehen ist, dass beide Drosselventile miteinander mechanisch verbunden sind, derart, dass bei einer Bewegung des einen in Öffnungsrichtung bei dem anderen eine Bewegung in Schließrichtung stattfindet, und umgekehrt bei einer Bewegung des einen in Schließrichtung bei dem anderen eine Bewegung in Öffnungsrichtung stattfindet.
  10. Drosselvorrichtung nach Anspruch 9 in Kombination mit einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselkanäle (56; 156) der beiden Drosselventile (22; 122) axial zueinander angeordnet und durch einen Verbindungskanal (94} miteinander verbunden sind; dass gemeinsam für beide Drosselventile nur ein bewegbarer Ventilteil (52, 60, 160) vorgesehen ist und sich dieser bewegbare Ventilteil durch die Drosselkanäle (56; 156) von beiden Drosselventilen (22, 122) und durch den Verbindungskanal (94) erstreckt; dass der Verbindungskanal (94) mit einem Drucklufteinlass (94-1) versehen ist und dass jedes der beiden Drosselventile (22, 122) auf seiner vom Verbindungskanal (94) abgewandten Ventilseite mit einem Druckluftauslass (88-1, 188-1) versehen ist.
  11. Pulversprühbeschichtungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, eine Drosselvorrichtung (21; 121) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in mindestens einem Druckluftweg (212, 216, 220, 226, 232) zur Zufuhr von Druckluft.
  12. Pulversprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 11;

    dadurch gekennzeichnet,

    eine Drosselvorrichtung (21; 121) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in mindestens einem der folgenden Druckluftwege:

    einem Förderluftweg (212) für Förderluft-Druckluft zu einem Injektor (200) zur pneumatischen Förderung von Beschichtungspulver; einem Zusatzluftweg (216) für Zusatzdruckluft in einen Pulver-Luft-Förderweg (218), in welchem Beschichtungspulver von der Förderluft pneumatisch gefördert wird; einem Formungsluftweg (220) für Formungsluft-Druckluft zur Formung einer versprühten Pulverwolke; einem Elektrodenspülluftweg (226) für Spülluft-Druckluft zu einer Hochspannungselektrode (230), welche zum elektrostatischen Aufladen des Beschichtungspulvers vorgesehen ist; und/oder einem Fluidisierluftzufuhrweg (232) für Fluidisier-Druckluft zur Fluidisierung von Beschichtungspulver in einem Pulverbehälter.
  13. Pulversprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, eine Drosselvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei eines (22) der beiden Drosselventile (22, 122) in einem Förderluftweg (212) zur Förderung von Förderluft-Druckluft zu einem Injektor (200) zur pneumatischen Förderung von Beschichtungspulver angeordnet ist und das andere (122) der beiden Drosselventile (22, 122) in einem Zusatzluftweg (216) für die Zufuhr von Zusatzluft-Druckluft zu einem Pulver-Luft-Förderweg (218) angeordnet ist, in welch letzteren das Beschichtungspulver von der Förderluft pneumatisch gefördert wird.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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