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Dokumentenidentifikation DE60305142T2 07.09.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001452237
Titel Sprüheinrichtung mit einem Längsversatz zwischen Fluid- und Luftausgang
Anmelder Illinois Tool Works Inc., Glenview, Ill., US
Erfinder Strong, Christopher L., Frederick Colorado 80504, US
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 86199 Augsburg
DE-Aktenzeichen 60305142
Vertragsstaaten DE, FR, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.12.2003
EP-Aktenzeichen 030300396
EP-Offenlegungsdatum 01.09.2004
EP date of grant 10.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.09.2006
IPC-Hauptklasse B05B 7/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B05B 15/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Technik betrifft im Allgemeinen Sprühsysteme. Insbesondere wird eine Technik bereitgestellt, um das Abfließen von Fluid in innere Durchgänge und Komponenten einer Sprühvorrichtung während der Zerlegung zu verringern.

Das Dokument US 4 171 096 offenbart eine Düse für eine Sprühpistole zur Abgabe von Farbmaterial gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die herkömmliche Düse umfasst einen Körperteil, der eine Bohrung mit Innengewinde aufweist, die angepasst ist, mit Düsenbefestigungsgewinden an einer Pistolenkörperanordnung der Sprühpistole passend in Eingriff zu gelangen. Um das Zustandebringen einer dichtenden Befestigung an der Sprühpistole zu unterstützen, enthält der Körperteil des herkömmlichen Systems eine Mehrzahl von Angriffsflächen, die extern am Körperteil im Bereich der Gewindebohrung zum Zwecke der Erzeugung einer standardisierten hexagonalen oder anderen Kopfkonfiguration gebildet sind, welche angepasst ist, um einen herkömmlichen Schraubenschlüssel aufzunehmen. Folglich kann der Düsenkörper des herkömmlichen Systems an einer Sprühpistolenkörperanordnung montiert oder davon abmontiert werden.

Sprühvorrichtungen haben im Allgemeinen mehrere Abschnitte und Durchgänge, die dahingehend wirken, einen Sprühnebel zu erzeugen, wie zum Beispiel einen zerstäubten Fluidsprühnebel. In vielen Situationen kann es wünschenswert sein, die Sprühvorrichtung zur Reinigung, Wartung, zum Teileersatz oder zu anderen Zwecken zu zerlegen. Unglücklicherweise fließt zurückbleibendes Fluid in der Sprühvorrichtung oft in benachbarte Luftdurchgänge und auf andere Teile der Sprühvorrichtung während des Zerlegungsvorgangs ab. Dieser Fluidabfluss ist teilweise der engen Nachbarschaft von Fluid- und Luftdurchgängen zuzuschreiben, insbesondere den Luftdurchgängen, die sich um eine Fluiddüse erstrecken. Das innere Volumen der Fluiddüse trägt ferner zu diesem Fluidabfluss bei. Zum Beispiel haben existierende Fluiddüsen oft einen relativ langen zylindrischen Durchgang, der zu einem konvergierenden Fluiddurchgang führt. Wenn die Fluiddüse entfernt wird, kann das zurückgebliebene Fluid in den zylindrischen und konvergierenden Durchgängen in die benachbarten Luftdurchgänge abfließen.

Bei bestimmten Anwendungen sind Sprühvorrichtungen in einem fixierten oder beweglichen System montiert. Zum Beispiel können eine oder mehrere Sprühvorrichtungen in einem Endbearbeitungssystem montiert sein, welches dahingehend wirkt, eine gewünschte Materialmenge auf einer Oberfläche eines Zielobjektes aufzubringen. Bei solchen Systemen kann die Montageposition der Sprühvorrichtungen besonders wichtig für den Sprühvorgang sein. Unglücklicherweise sind existierende Sprühvorrichtungen im Allgemeinen direkt an dem gewünschten System mittels einer Schraube oder Bolzen montiert. Wenn eine Entfernung notwendig ist, geht die vorherige Montageposition verloren.

Entsprechend ist eine Technik notwendig, um eines oder mehrere der vorhergehenden Probleme anzugehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein System und Verfahren zur Reduzierung des Fluidabflusses in Luftdurchgänge einer Sprühvorrichtung während der Zerlegung. Die vorliegende Technik liefert eine innenmontierbare Fluiddüse, die einen Fluideinlass, einen Fluidauslass und einen konvergierenden zentralen Durchgang, welcher sich im Wesentlichen zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass erstreckt, aufweist. Entsprechend hat die innenmontierbare Fluiddüse ein relativ geringes inneres Volumen, welches die Menge an Fluid reduziert, die während der Zerlegung der Sprühvorrichtung auslaufen kann. Die vorliegende Technik liefert auch einen Abschnitt der Sprühvorrichtung, der einen Luftdurchgang mit einem Luftauslass aufweist, und einen vorstehenden Fluiddurchgang mit einem Fluidauslass in einer vorstehenden Versatzposition von dem Luftauslass. Die innenmontierbare Fluiddüse kann an dem Abschnitt in fluidmäßiger Verbindung mit dem vorstehenden Fluiddurchgang montiert sein, so dass Fluidauslaufmengen oder -abflussmengen während der Zerlegung nicht in den Luftdurchgang fließen. Ein Sprühnebelausbildungsabschnitt kann ebenfalls mit dem Abschnitt gekoppelt sein, so dass ein innerer Hohlraum des Sprühnebelausbildungsabschnitts um die innenmontierbare Fluiddüse herum angeordnet ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die zuvor genannten und andere Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und bei der Bezugnahme auf die Zeichnungen offensichtlich, in welchen

1 ein Schema ist, welches ein beispielhaftes Sprühsystem veranschaulicht, welches eine Sprühvorrichtung gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Technik aufweist;

2 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform der in 1 veranschaulichten Sprühvorrichtung ist;

3 eine Querschnittsseitenansicht ist, die exemplarisch innere Durchgänge und Strömungssteuerungskomponenten der in 2 veranschaulichten Sprühvorrichtung darstellt;

4 eine Teilquerschnittsseitenansicht ist, die einen exemplarischen Sprühnebelausbildungsabschnitt der in 2 und 3 gezeigten Sprühvorrichtung veranschaulicht;

5 eine Seitenansicht ist, die eine exemplarische lösbare Halterung der in 1 dargestellten Sprühvorrichtung zeigt;

6 eine Vorderansicht ist, die die Sprühvorrichtung veranschaulicht, die an einem Montageelement mittels der lösbaren Halterung, welche in 5 gezeigt ist, montiert ist; und

7 eine auseinander gezogene Vorderansicht ist, welche die Sprühvorrichtung von dem Montageelement der 6 abmontiert veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wie detaillierter unten erläutert wird, liefert die vorliegende Technik eine einzigartige Sprühvorrichtung, die Merkmale aufweist, die die Zerlegung, Wartung und wiederholbares Montieren in im Wesentlichen derselben Sprühposition vereinfachen. Zum Beispiel weist die Sprühvorrichtung der vorliegenden Technik verschiedene strukturelle Merkmale auf, die die Wahrscheinlichkeit des Fluidabfließens während der Zerlegung und Wartung in unerwünschte Bereiche der Sprühvorrichtung hinein verringern. Die vorliegende Sprühvorrichtung hat auch einen einzigartigen Montagemechanismus, welcher die gewünschte Montageposition für die Sprühvorrichtung für den Fall des Demontierens und der nachfolgenden Neumontage der Sprühvorrichtung bewahrt.

Nun mit Bezug auf die Zeichnungen ist 1 ein Flussdiagramm, welches ein exemplarisches Sprühsystem 10 veranschaulicht, welches eine Sprühvorrichtung 12 zum Auftrag eines gewünschten Materials auf ein Zielobjekt enthält. Die Sprühvorrichtung 12 kann zum Beispiel einen Luftzerstäuber, einen Rotationszerstäuber, einen elektrostatischen Zerstäuber oder irgendeinen anderen geeigneten Sprühnebelausbildungsmechanismus enthalten. Die Sprühvorrichtung 12 kann auch eine automatische Auslösevorrichtung oder einen An/Aus-Mechanismus enthalten, wie zum Beispiel eine druckaktivierte Ventilanordnung. Die Sprühvorrichtung 12 kann an verschiedene Zufuhr- und Steuersysteme gekoppelt sein, wie zum Beispiel eine Materialzufuhr 16 (z.B. ein Fluid oder Pulver), eine Luftzufuhr 18 und ein Steuersystem 20. Das Steuersystem 20 erleichtert die Steuerung der Material- und Luftzufuhr 16 und 18 und stellt sicher, dass die Sprühvorrichtung 12 eine qualitativ akzeptable Sprühbeschichtung an dem Zielobjekt 14 liefert. Das Steuersystem 20 kann zum Beispiel ein Automationssystem 22 enthalten, ein Positioniersystem 24, eine Materialzufuhrsteuerung 26, eine Luftzufuhrsteuerung 28, ein Computersystem 30 und eine Nutzerschnittstelle 32. Das Steuersystem 20 kann auch an ein Positioniersystem 34 gekoppelt sein, welches eine Bewegung des Zielobjektes relativ zu der Sprühvorrichtung 12 erleichtert. Zum Beispiel können entweder ein oder beide der Positionierungssysteme 24 und 34 ein Montageband, eine hydraulische Hebevorrichtung, einen Roboterarm und verschiedene andere Positioniermechanismen, welche durch das Steuersystem 20 gesteuert werden, enthalten. Entsprechend kann das Sprühsystem 10 ein computergesteuertes Sprühmuster über die Oberfläche des Zielobjektes 14 hinweg auftragen.

Das Sprühsystem 10 der 1 ist bei vielen verschiedenen Anwendungsfällen, Materialien, Zielobjekten und Typen/Konfigurationen der Sprühvorrichtung 12 einsetzbar. Zum Beispiel kann ein Nutzer ein gewünschtes Objekt 36 aus verschiedenen unterschiedlichen Objekten 38, wie zum Beispiel unterschiedlichen Material- und Produktarten, auswählen. Der Nutzer kann auch ein gewünschtes Material 40 aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Materialien 42 auswählen, welche unterschiedliche Materialtypen und Eigenschaften für verschiedene Materialien wie zum Beispiel Metall, Holz, Stein, Beton, Keramik, Fiberglas, Glas, lebende Organismen, und so weiter einschließen. Zum Beispiel kann das gewünschte Material 40 Lackfarben, Farbstoffe und verschiedene andere Beschichtungsmaterialien enthalten, wie z.B. Möbelbeschichtungen, Fahrzeugbeschichtungen, Industrieproduktbeschichtungen und Verbraucherproduktbeschichtungen. Beispielsweise kann das gewünschte Material 40 ferner eine Porzellanemaille, eine keramische Glasur oder ein weiteres keramisches Beschichtungsmaterial enthalten, welches an Toiletten, Waschbecken, Wassererwärmern, Waschmaschinen, Platztellern und Schüsseln und so weiter anwendbar ist. Das gewünschte Material 40 kann auch Insektizide, Fungizide und verschiedene andere chemische Behandlungen enthalten. Zusätzlich kann das gewünschte Material 40 eine feste Form haben (z.B. ein Pulver), eine Fluid-Form, eine mehrphasige Form (z.B. fest und flüssig) oder irgendeine andere geeignete Form.

2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine exemplarische Ausführungsform der Sprühvorrichtung 12 zeigt. Wie veranschaulicht, enthält die Sprühvorrichtung 12 einen Körper 50, welcher einen Basisabschnitt 52 aufweist, einen Mittelabschnitt 54, welcher mit dem Basisabschnitt 52 gekoppelt ist, einen Kopfabschnitt 56, welcher an den Mittelabschnitt 54 gekoppelt ist, und einen Sprühnebelausbildungsabschnitt 58, welcher mit dem Kopfabschnitt 56 gekoppelt ist. Der Fluideinlass 60 und der Lufteinlass 62 erstrecken sich ebenfalls in den Körper 50, wodurch ein gewünschtes Fluid und Luft in die Sprühvorrichtung 12 zugeführt wird, um einen gewünschten Sprühnebel mittels der Kopf- und Sprühnebelausbildungsabschnitte 56 und 58 zu bilden. Wie oben erläutert, kann die Sprühvorrichtung 12 jeden geeigneten Fluidzerstäubungsmechanismus, Luftventile, Fluidventile, Sprühnebelformungsmechanismen (z.B. luftformende Düsen oder Öffnungen) und so weiter enthalten. Die Sprühvorrichtung 12 kann auch automatisch aktiviert oder ausgelöst werden, wie zum Beispiel durch ein druckaktiviertes Ventil.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform enthält die Sprühvorrichtung 12 auch eine lösbare Halterung 64, die lösbar an dem Körper 50 mittels eines Befestigungsmechanismus, wie zum Beispiel einem Außengewinde-Befestigungselement 66 und einem Innengewinde-Befestigungselement 68, gekoppelt ist. Andere geeignete werkzeuglose oder werkzeugbasierte Befestigungselemente liegen auch im Umfang der vorliegenden Technik. Zum Beispiel kann die lösbare Halterung 64 mittels eines Verschlusses, eines federbelasteten Mechanismus, eines Rückhalteelementes, eines Press-Pass-Mechanismus, eines elektro-mechanischen Verriegelungsmechanismus, eines lösbaren Stiftes, eines lösbaren Gelenks oder Scharniers, und so weiter an den Körper 50 gekoppelt sein. Die lösbare Halterung 64 enthält auch einen externen Montagemechanismus, wie zum Beispiel eine Halterungsaufnahme 70 und Montagebefestigungselemente oder Feststellschrauben 72 und 74, die sich in die Halterungsaufnahme 70 hinein erstrecken. Wie unten detaillierter erläutert wird, kann die Sprühvorrichtung 12 an einem gewünschten stationären oder beweglichen Positioniersystem dadurch montiert werden, dass sich ein Montageelement oder eine Stange in die Halterungsaufnahme 70 erstreckt und die lösbare Halterung 64 an dem Montageelement mittels der Montagebefestigungselemente oder Feststellschrauben 72 und 74 sichert. Die Sprühvorrichtung 12 kann entweder durch Außer-Eingriff-Bringen der Montagebefestigungselemente 72 und 74 mit dem Montageelement demontiert werden oder durch Außer-Eingriff-Bringen der Befestigungselemente 66 und 68 mit dem Körper 50 der Sprühvorrichtung 12. Bei dieser exemplarischen Ausführungsform kann die letztere Herangehensweise verwendet werden, um die gewünschte Montageposition der lösbaren Halterung 64 an dem Montageelement zu bewahren. Entsprechend bleibt, wenn die Sprühvorrichtung 12 zur Wartung, zum Ersatz oder zu anderen Zwecken entfernt wird, die lösbare Halterung 64 am Montageelement befestigt, um sicherzustellen, dass die Sprühvorrichtung 12 oder ihr Ersatz in derselben oder im Wesentlichen derselben Montageposition wiederbefestigt werden kann.

Sich nun den inneren Merkmalen zuwendend ist 3 eine Querschnitts-Seitenansicht der Sprühvorrichtung 12, die exemplarisch Strömungsdurchgänge, Strömungssteuermechanismen und Sprühnebelausbildungsmechanismen veranschaulicht. Wie gezeigt, erstreckt sich ein Fluiddurchgang 76 angewinkelt in den Kopfabschnitt 56 hin zu einer Längsmittellinie 78, wo sich der Fluiddurchgang 76 mit der Längsmittellinie 78 ausrichtet und weiter zu einem Vorderteil 80 des Kopfabschnitts 56 verläuft. Am Vorderteil 80 erstreckt sich der Fluiddurchgang 76 vom Vorderteil 80 nach außen, um einen vorstehenden Fluiddurchgang 82 zu bilden, der einen Fluidauslass 84 aufweist, der in Längsrichtung vom Vorderteil 80 versetzt ist. Wie dargestellt, ist eine Fluiddüse 86 entfernbar an den vorstehenden Fluiddurchgang 82 am Fluidauslass 84 mittels einem Halteelement bzw. einer Arretierung 88 gekoppelt, welche eine ringförmige Struktur enthalten kann, die ein Innengewinde 90 aufweist, welches mit Außengewinde 92 des vorstehenden Fluiddurchgangs 82 in Eingriff ist. Die dargestellte Fluiddüse 86 enthält eine nach innen angewinkelte Einlassfläche 94, welche gegen eine nach außen abgewinkelte Auslassfläche 96 des vorstehenden Fluiddurchganges 82 zur Anlage gelangt, wodurch eine Press-Passung oder eine verkeilte Dichtung gebildet wird, wenn die Arretierung 88 mit dem vorstehenden Fluiddurchgang 82 in Gewindeeingriff gelangt. Alternativ kann die Fluiddüse 86 an den vorstehenden Fluiddurchgagn 82 mittels verschiedener anderer Dichtungselemente (z.B. einem O-Ring), Press-Passungsmechanismen, Gewindeeingriffen, Dichtungsmaterialien und so weiter gekoppelt werden. Die Fluiddüse 86 hat auch einen konvergierenden inneren Durchgang 98, weicher sich von der nach innen angewinkelten Einlassfläche 94 hin zu einem ringförmigen Fluidauslass 100 nach außen erstreckt.

Es gilt festzustellen, dass die Fluiddüse 86 eine einteilige Struktur, welche mittels eines Formungsprozesses, eines Bearbeitungsprozesses, oder jedem anderen geeigneten Herstellungsverfahren gebildet ist, aufweisen kann. Jeder) andere Mehrabschnitts-Struktur und Montagevorgang liegt jedoch im Umfang der vorliegenden Technik. Die veranschaulichte Fluiddüse 86 hat auch ein relativ geringes inneres Volumen, welches im Wesentlichen durch den konvergierenden inneren Durchgang 98 definiert ist. Wie unten detaillierter erläutert, können der zuvor genannte vorstehende Fluiddurchgang 82 und der konvergierende innere Durchgang 98 bestimmte Vorzüge liefern. Zum Beispiel können die Durchgänge 82 und 98 Abfließen oder Auslaufen von Fluiden in andere Teile der Sprühvorrichtung 12 während der Wartung, der Instandhaltung und anderen Funktionen, in welchen die Fluiddüse von dem vorstehenden Fluiddurchgang 82 entfernt ist, reduzieren.

Wie in 3 veranschaulicht, umfasst die Sprühvorrichtung 12 auch eine Fluidventilanordnung 102, welche eine Nadel oder ein Ventilelement 104 aufweist, welches sich durch den Körper 50 von der Basis 52 durch den Mittelabschnitt 54, durch den Kopfabschnitt 56 und in den Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 erstreckt. Im Basisabschnitt 52 hat die Fluidventilanordnung 102 eine Ventilfeder 106, welche das Ventilelement 104 federmäßig nach außen von dem Basisabschnitt 52 hin zu dem Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 vorspannt, wo eine keilförmige Spitze 108 des Ventilelements 104 pressend gegen einen entsprechenden inneren Teil 110 des konvergierenden inneren Durchganges 98 der Fluiddüse 86 abdichtet. Die Fluidventilanordnung 102 enthält auch einen Druck-Vorspannmechanismus oder eine Kolbenanordnung 112, um das innere Öffnen des Ventilelements 104 relativ zu der Fluiddüse 86 zu erleichtern. Der Druck-Vorspannmechanismus oder die Kolbenanordnung 112 enthält einen Ventilkolben 114, der um das Ventilelement 104 herum angeordnet ist, eine Kolbenvorspannfeder 116, welche in einer Kammer 118 des Basisabschnitts 52 um die Ventilfeder 106 herum angeordnet ist, und ein Luftdiaphragma 120, welches sich um den Ventilkolben 114 und über die Kammer 118 hinweg hin zu einem Anlagerand 122 zwischen dem Basisabschnitt 52 und dem Mittelabschnitt 54 erstreckt. Andere Druck-Vorspannmechanismen liegen auch im Umfang der vorliegenden Technik. Zum Beispiel kann die Kolbenanordnung 112 einen Kolben verkörpern, welcher abdichtend gegen eine innere Wand eines Zylinders angeordnet ist.

Wie ferner in 3 dargestellt ist, drängt die Kolbenvorspannfeder 116 den Ventilkolben 114 von dem Basisabschnitt 52 hin zu dem Mittelabschnitt 54 federmäßig nach außen. In dieser nach außen vorgespannten Position ist der Ventilkolben 114 außer Eingriff mit einem Ventileingriffselement 124, welches mit dem Ventilelement 104 gekoppelt ist. Wenn Luft von einem der Lufteinlässe 62 einem inneren Luftdurchgang 126 zugeführt wird, spannt die Luft druckmäßig das Luftdiaphragma 120 und den entsprechenden Ventilkolben 114 mit ausreichender Kraft vor, um die Federkraft der Kolbenvorspannfeder 116 zu überwinden. Entsprechend bewegt sich der Ventilkolben 114 vom Mittelabschnitt 54 zum Basisabschnitt 52 nach innen. Wenn der Luftdruck den Ventilkolben 114 gegen das Ventilelement 124 nach innen drückt, überwindet der Luftdruck ferner die Federkraft der Ventilfeder 106. Entsprechend spannt der Ventilkolben 114 das Ventileingriffselement 124 und das entsprechende Ventilelement 104 nach innen von dem Mittelabschnitt 54 in den Basisabschnitt 52 hinein druckmäßig vor, wodurch das Ventilelement 104 und die korrespondierende keilförmige Spitze 108 nach innen weg von dem inneren Teil 110 der Fluiddüse 86 in eine Offenstellung bewegt werden. Obwohl als nach innen öffnendes Ventil dargestellt, kann die Ventilanordnung 102 ein nach außen öffnendes Ventil, ein unabhängiges inneres Ventil, ein unabhängiges äußeres Ventil oder irgendeine andere geeignete Ventilkonfiguration enthalten. Darüber hinaus kann die Ventilanordnung 102 jeden geeigneten manuellen oder automatischen Ventilmechanismus enthalten, wie eine Kolben-Zylinder-Anordnung, einen elektro-mechanischen Ventilmechanismus, ein magnetisch aktiviertes Ventil und so weiter.

Die verschiedenen Abschnitte, inneren Durchgänge und Strukturen der Sprühvorrichtung 12 sind untereinander gekoppelt und mittels Gewinden, Dichtungen, O-Ringen, Dichtringen, Press-Passungsmechanismen, Abdichtungsanordnungen und so weiter abgedichtet. Wie in 3 gezeigt, enthält die Sprühvorrichtung 12 zum Beispiel eine Luftabdichtungsanordnung 127 und eine Fluidabdichtungsanordnung 128, welche um das Ventilelement 104 herum zwischen dem inneren Luftdurchgang 126 und dem Fluiddurchgang 76 angeordnet ist. Zusätzlich enthält der Basisabschnitt 52 eine äußere ringförmige Struktur oder eine Kappe 130, die gewindemäßig an eine innere ringförmige Struktur 132 mittels Gewinden 134 und einem O-Ring bzw. einem Dichtungselement 136 gekoppelt und gegen diese abgedichtet ist. Die innere ringförmige Struktur 132 ist an den Mittelabschnitt 54 mittels der Gewinde 138 und einem Teil des Luftdiaphragmas 120, welcher innerhalb des Anlagerandes 122 angeordnet ist, zwischen dem Basisabschnitt 52 und dem Mittelabschnitt 54 gewindegekoppelt und abgedichtet. Zusätzliche Dichtungen können im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Technik bereitgestellt werden.

Im Mittelabschnitt 54 enthält die Sprühvorrichtung 12 auch ein Luftventil oder einen Strömungssteuerungsmechanismus 140, welcher in einer Aufnahme 142 montiert ist, welche sich angewinkelt in den Mittelabschnitt 54 erstreckt. Wie dargestellt enthält der Strömungssteuerungsmechanismus 140 ein heraus ragendes Ventilelement 144, welches lösbar gegen eine ringförmige Öffnung 146 abdichtet, welche sich in einen Luftdurchgang 148 zwischen den Luftdurchgängen 126 und 148 erstreckt. Entsprechend liefert der Strömungssteuerungsmechanismus 140 eine Steuerung der Luftströmung in den Kopfteil 56 und den Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 mittels des Luftdurchgangs 148. Die veranschaulichte Sprühvorrichtung 12 weist auch einen Dichtring 150 auf, welcher zwischen dem Mittelabschnitt 54 und dem Kopfabschnitt 56 angeordnet ist, wodurch eine luftdichte Abdichtung zwischen den zwei Abschnitten und um die Luftdurchgänge, die sich zwischen den zwei Abschnitten erstrecken, erzeugt wird. Zusätzliche Abdichtungen können ebenfalls im Umfang der vorliegenden Technik vorgesehen sein.

Der Kopfteil 56 enthält auch einen Luftdurchgang 152, der sich von dem Mittelabschnitt 54 zum Vorderteil 80 erstreckt, so dass ein Luftauslass 154 des Luftdurchgangs 152 in Längsrichtung von dem Fluidausgang 84 des vorstehenden Fluiddurchgangs 82 versetzt ist. Im Falle, dass die Fluiddüse 86 von dem vorstehenden Fluiddurchgang 82 entfernt wird, verringert die zuvor genannte längsgerichtete Versatzdistanz zwischen den Fluid- und Luftauslässen 84 und 154 im Wesentlichen das Fluidabfließen oder Auslaufen in den Luftdurchgang 152 und andere Teile der Sprühvorrichtung 12 oder vermeidet diese.

Sich nun dem Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 zuwendend, sind verschiedene Strömungsdurchgänge und Strömungsverbessernde Strukturen mit Bezug auf 3 gezeigt. Wie dargestellt, enthält der Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 einen inneren Luftablenkring 156, eine vordere Luftkappe 158, welche benachbart zu dem inneren Ablenkring 156 angeordnet ist, und einen äußeren Haltering 160, welcher lösbar mit dem Kopfabschnitt 56 gekoppelt ist und um den inneren Luftablenkring 156 und die vordere Luftkappe 158 angeordnet ist. Der innere Luftablenkring 156 ist gegen den vorderen Teil 80 des Kopfabschnittes 56 mittels einer Press-Passung oder einer keilförmigen Schnittstelle 162 abgedichtet. In gleicher Weise ist die vordere Luftkappe 158 gegen den inneren Luftablenkring 156 mittels einer Press-Passung oder einer keilförmigen Schnittstelle 164 abgedichtet. Schließlich enthält der äußere Haltering 160 eine innere Lippe 166, welche eine äußere Lippe 168 der vorderen Luftkappe 158 fängt und gegen diese abdichtet. Wenn der äußere Haltering 160 an dem Kopfabschnitt 56 mittels der Gewinde 170 gewindemäßig gesichert wird, drückt der äußere Haltering 160 die vordere Luftkappe 158, den inneren Ablenkring 156 und den Kopfteil 56 aufeinander, um eine Press- oder Keildichtung an jeder der keilförmigen Schnittstellen 162 und 164 zu erzeugen. Wie dargestellt, kann ein Dichtungselement oder ein O-Ring 171 ebenfalls zwischen dem äußeren Haltering 160 und dem Kopfabschnitt 56 benachbart zu den Gewinden 170 bereitgestellt werden.

Im Einbau definieren die verschiedenen Komponenten des Sprühnebelausbildungsabschnitts 58 ebenfalls verschiedene Durchgänge, um das Zerstäuben des aus der Fluiddüse 86 austretenden Fluids zu erleichtern. Wie gezeigt, definieren der innere Luftablenkring 156, die vordere Luftkappe 158 und der äußere Haltering 116 zusammen einen U-förmigen oder gebogenen Luftdurchgang 172, welcher sich von dem Luftdurchgang 148 in dem Kopfabschnitt 56 hin zu Luftkappendurchgängen 174 in der vorderen Luftkappe 158 erstreckt. Die Luftkappendurchgänge 174 erstrecken sich ferner in luftformende Öffnungen oder Düsen 176, welche nach innen hin zu der Mittellinie 78 gerichtet sind, um eine gewünschte Sprühform zu erleichtern. Der innere Luftablenkring 156 und die vordere Luftkappe 158 definieren auch einen inneren Luftdurchgang 178 um den vorstehenden Fluiddurchgang 82, die Fluiddüse 86 und die Arretierung 88 herum. Wie gezeigt, erstreckt sich der innere Luftdurchgang 178 von dem Luftdurchgang 152 im Kopfabschnitt 56 hin zu einer Mehrzahl von luftzerstäubenden Öffnungen oder Düsen 180 in einem vorderen Abschnitt 182 der vorderen Luftkappe 158. Diese luftzerstäubenden Öffnungen oder Düsen 180 sind um den ringförmigen Fluidauslass 100 der Fluiddüse 86 herum angeordnet, so dass die luftzerstäubenden Öffnungen oder Düsen 180 die Zerstäubung des Fluids, welches aus der Fluiddüse 86 austritt, erleichtern. Wiederum erleichtern, wenn die Sprühvorrichtung 12 einen Fluidsprühnebel erzeugt, die luftformenden Öffnungen oder Düsen 176 eine gewünschte Sprühform oder ein Muster, wie zum Beispiel einen flachen Sprühnebel, ein breites konisches Sprühmuster, ein enges konisches Sprühmuster und so weiter.

4 ist eine auseinander gezogene Querschnitts-Seitenansicht der Kopf- und Sprühnebelausbildungsabschnitte 56 und 58, die beispielhafte Merkmale der Sprühvorrichtung 12 der vorliegenden Technik veranschaulichen. Es wird erwartet, dass die Sprühvorrichtung 12 Reinigung, Wartung, Instandhaltung, Teileersatz und anderen Funktionen unterzogen werden kann, bei welchen der Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 vom Kopfabschnitt 56, wie in 4 veranschaulicht, entfernt wird. Nach dem Betrieb der Sprühvorrichtung 12 kann beispielsweise der Sprühnebelausbildungsabschnitt 58 entfernt werden, um eine Reinigung der Fluiddüse 86 und anderer innerer Durchgänge der Sprühvorrichtung 12 zu erleichtern. Im Gegensatz zu früheren Gestaltungsformen können die zuvor genannten und andere Funktionen schneller und sauberer mittels des vorstehenden Fluiddurchgangs 82, der Trennung der Fluid- und Luftauslässe 84 und 154 und des relativ geringen inneren Volumens der Fluiddüse 86 erfüllt werden. Wenn der Fluiddurchgang 76 und die Fluiddüse 86 beispielsweise zurückgebliebene Fluide infolge der Nutzung der Sprühvorrichtung 12 enthalten, dann können der vorstehende Fluiddurchgang 82 und die Trennung der Fluid- und Luftauslässe 84 und 154 ein Abfließen oder Auslaufen der Fluide in den Luftdurchgang 152 während der Entfernung der Fluiddüse 86 vom Kopfabschnitt 56 verhindern. Darüber hinaus verringert das relativ geringe innere Volumen der Fluiddüse 86, welche durch den konvergierenden Luftdurchgang 98 definiert wird, auch wesentlich die Menge an Fluiden, welche aus der Fluiddüse 86 während ihres Entfernens vom Kopfabschnitt 56 austreten. Die Fluiddüse 86 der vorliegenden Technik kann auch schneller als vorherige Konstruktionen gereinigt werden, da die Fluiddüse 86 einen kleineren Innenflächenbereich und eine flachere Tiefe aufweist. Aus den gleichen Gründen kann die Fluiddüse 86 der vorliegenden Technik zu relativ niedrigeren Kosten als vorherige Konstruktionen hergestellt und ersetzt werden.

Nun mit Bezug auf 5 wird eine Seitenansicht der Sprühvorrichtung 12 zur besseren Veranschaulichung der lösbaren Halterung 64 geliefert. Die lösbare Halterung 64 ist lösbar an einen oberen Teil 184 des Körpers 50 mittels der Außen- und Innengewindebefestigungselemente 66 und 68 gekoppelt. Jedoch können jedwede andere geeignete werkzeuglose oder werkzeugbasierte Befestigungselemente im Umfang der vorliegenden Technik verwendet werden. Wie veranschaulicht, sind die Montagebefestigungselemente oder Feststellschrauben 72 und 74 in die Montageaufnahme 70 schraubbar, so dass die lösbare Halterung 64 lösbar an eine gewünschte stationäre oder mobile Vorrichtung gekoppelt werden kann. Es sollte bemerkt werden, dass ein oder beide Enden der lösbaren Halterung 64, d.h. beim Befestigungselement 66 und der Montageaufnahme 70, dreh- oder schwenkbar sein können, so dass die Sprühvorrichtung 12 hin zu einer gewünschten Ausrichtung gedreht werden kann. Bei der veranschaulichten Ausführungsform steuert die Anzugsfestigkeit der Befestigungselemente 66, 68, 72 und 74 die Drehbarkeit der Sprühvorrichtung 12 und der lösbaren Halterung 64. Wenn die Befestigungselemente 66 und 68 die Sprühvorrichtung 12 fest an der lösbaren Halterung 64 befestigen, kann die Sprühvorrichtung 12 nicht um die lösbare Halterung 64 drehbar sein. In gleicher Weise kann, wenn die Montagebefestigungselemente oder Feststellschrauben 72 und 74 mit der gewünschten stationären oder mobilen Vorrichtung fest in Eingriff gelangen, die lösbare Halterung 64 dann nicht um diese Vorrichtung drehbar sein.

6 ist eine Vorderansicht der Sprühvorrichtung 12, die lösbar an ein Montagelement oder eine Stange 186 einer solchen stationären oder mobilen Vorrichtung gekoppelt ist. Das Montageelement oder die Stange 186 kann sich zum Beispiel von einem Roboterarm, einem Montageband, einer fixierten Positionierstruktur, einer fixierten Stange oder einem Element, einem Schienenmechanismus, einer Seilschwebeanordnung, einer hydraulischen Anordnung, einer beweglichen Positionierstruktur oder irgend einer anderen geeigneten Struktur erstrecken. Mit Bezug wieder auf 1, kann das Montageelement oder die Stange 186 ein integraler Teil des Positioniersystems 24 sein. Die Sprühvorrichtung 12 kann an dem Montageelement oder der Stange 186 durch Aufnahme des Montageelements oder der Stange 186 in der Montageaufnahme 70, durch Einstellen der Sprühvorrichtung 12 in die gewünschte Sprühposition und anschließendes Arretieren in der gewünschten Position durch Einschrauben der Befestigungselemente oder der Feststellschrauben 72 und 74 in die Montageaufnahme 70 zur Kontaktierung des Montageelementes oder der Stange 186 montiert sein.

Die Sprühvorrichtung 12 kann demontiert werden entweder durch Außer-Eingriff-Bringen der Montagebefestigungselemente 72 und 74 mit dem Montageelement oder der Stange 186 oder durch Außer-Eingriff-Bringen der Befestigungselemente 66 und 68 mit dem Körper 50 der Sprühvorrichtung 12. 7 ist eine Vorderansicht der Sprühvorrichtung 12, von der lösbaren Halterung 64 weg auseinander gezogen. Wie veranschaulicht, wird die lösbare Halterung 64 in ihrer Montageposition an dem Montageelement oder der Stange 186 gehalten, so dass die Sprühvorrichtung 12 oder ihr Ersatz in die ursprüngliche Montageposition zurück gelangen können. Zum Beispiel kann die Sprühvorrichtung 12 zur Wartung, Reinigung, Instandhaltung, zum Teileersatz oder zu anderen Zwecken entfernt werden. Angesichts der Sensitivität von Sprühprozessen in Bezug auf die Positionierung der Sprühvorrichtung, erleichtert die lösbare Halterung 64 der vorliegenden Technik wiederholbares Positionieren, wiederholbare Sprühmuster und wiederholbare Sprühergebnisse für die Sprühvorrichtung 12 und das System 10. Wiederum liegen andere lösbare Montagemechanismen im Umfang der vorliegenden Technik.

Obwohl die Erfindung für verschiedene Modifizierungen und alternative Formen empfänglich sein kann, wurden in den Zeichnungen spezifische Ausführungsformen gezeigt und hierin im Detail nur beispielhaft beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Formen beschränkt sein soll.


Anspruch[de]
  1. Sprühvorrichtung (12), welche einen Kopfteil (56) aufweist, enthaltend:

    – einen Luftdurchgang (152), welcher einen Luftauslass (154) an einer Innenfläche aufweist;

    – einen vorstehenden Fluiddurchgang (82), der sich von der Innenfläche nach außen erstreckt und einen Fluidauslass (84) aufweist, welcher in der Richtung, welche durch die zentrale Achse der Sprühvorrichtung (12) definiert ist, von dem Luftauslass (154) horizontal versetzt ist;

    – eine Fluiddüse (86), welche entfernbar an den vorstehenden Fluiddurchgang (82) am Fluidauslass (84) mittels eines Halteelements (88) gekoppelt ist; und

    – eine entfernbare Sprühnebelausbildungsstruktur (58) zur Zerstäubung des aus der Fluiddüse (86) austretenden Fluids,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Sprühnebelausbildungsstruktur (58) einen inneren Luftablenkring (156), eine vordere Luftkappe (158), die benachbart zu dem inneren Luftablenkring (156) angeordnet ist, und ein äußeres Halteelement (160) enthält, welches entfernbar an den Kopfabschnitt (56) der Sprühvorrichtung (12) gekoppelt ist, wobei der innere Luftablenkring (156) und die vordere Luftkappe (158) einen inneren Luftdurchgang (178) um den vorstehenden Fluiddurchgang (82), die Fluiddüse (86) und das Halteelement (88) herum definieren.
  2. Sprühvorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei die entfernbare Fluiddüse (86) eine einteilige Struktur enthält, die einen konvergierenden Fluiddurchgang aufweist.
  3. Sprühvorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die entfernbare Fluiddüse (86) ein inneres Volumen enthält, welches im Wesentlichen durch einen konvergierenden Fluiddurchgang gebildet ist.
  4. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner enthaltend ein Fluidventil in fluidmäßiger Verbindung mit der entfernbaren Fluiddüse (86).
  5. Sprühvorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei das Fluidventil ein nach innen öffnendes Ventilelement (104) enthält, welches sich in die entfernbare Fluiddüse (86) erstreckt.
  6. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner enthaltend eine Luftdüse (180), welche sich von dem zweiten Luftdurchgang benachbart zu einem Düsenfluidauslass (100) der entfernbaren Fluiddüse (86) erstreckt.
  7. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die entfernbare Sprühnebelausbildungsstruktur (158) mindestens eine luftformende Düse (176) enthält.
  8. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner enthaltend ein Positioniersystem (34), welches an die Sprühvorrichtung (12) gekoppelt ist.
  9. Sprühvorrichtung (12) nach Anspruch 8, wobei das Positioniersystem (34) eine fixierte Positionierstruktur enthält.
  10. Sprühvorrichtung (12) nach Anspruch 8, wobei das Positioniersystem (34) einen beweglichen Positioniermechanismus enthält.
  11. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner enthaltend ein Automationssystem (22), welches an die Sprühvorrichtung (12) gekoppelt ist.
  12. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sprühvorrichtung (12) angepasst ist, keramisches Beschichtungsmaterial zu versprühen.
  13. Sprühvorrichtung (12) nach Anspruch 1 bis 11, wobei die Sprühvorrichtung (12) angepasst ist, ein Holzendbehandlungsmaterial zu versprühen.
  14. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sprühvorrichtung (12) angepasst ist, einen Lack zu versprühen.
  15. Sprühvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sprühvorrichtung (12) angepasst ist, ein chemisches Behandlungsmaterial zu versprühen.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Sprühvorrichtung (12), welche einen Kopfabschnitt (56) aufweist, enthaltend die Schritte:

    – Bereitstellen eines ersten Abschnitts (12), welcher integral Fluid- (84) und Luft- (154) Auslässe enthält, welche entlang der Achse der Sprühvorrichtung (12) in Längsrichtung von einander versetzt sind;

    – Entfernbares Befestigen einer Fluiddüse (86) am Fluidauslass (84) unter Nutzung eines Halteelements (88);

    – Positionieren eines zweiten Abschnitts (58) um die entfernbare Fluiddüse (86) herum;

    dadurch gekennzeichnet, dass

    der Schritt des Positionierens des zweiten Abschnitts (58) die Schritte des Positionierens eines inneren Luftablenkringes (156), einer vorderen Luftkappe (158) benachbart zu dem inneren Luftablenkring (156), und eines äußeren Halteelements (160) so enthält, dass das äußere Halteelement (160) entfernbar an den Kopfabschnitt (56) der Sprühvorrichtung (12) gekoppelt ist, wobei der innere Luftablenkring (156) und die vordere Luftkappe (158) einen inneren Luftdurchgang (178) um den Fluidauslass (84), die Fluiddüse (86) und das Halteelement (88) definieren.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Bereitstellens des ersten Abschnitts (12) den Schritt des Bildens eines vorstehenden Fluiddurchgangs (82) beinhaltet, welcher den Fluidauslass in Längsrichtung von einer Fläche versetzt aufweist, welche den Luftauslass (154) aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, ferner enthaltend den Schritt des Bereitstellens der entfernbaren Fluiddüse (86) mit einem inneren Volumen, welches im Wesentlichen durch einen konvergierenden Fluiddurchgang definiert ist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Schritt des entfernbaren Befestigens der Fluiddüse (86) den Schritt der Bildung einer im Wesentlichen wasserdichten Abdichtung zwischen der entfernbaren Fluiddüse (86) und dem Fluidauslass (84) enthält.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt der Bildung der im Wesentlichen wasserdichten Abdichtung den Schritt des Zusammendrückens einer keilförmigen (94, 96) Schnittstelle zwischen der Fluiddüse (86) und dem Fluidauslass (84) umfasst.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei der Schritt der Positionierung des zweiten Abschnitts (58) den Schritt des Umschließens der Fluiddüse (86) in einer inneren Ausnehmung des zweiten Abschitts (58) enthält.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
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