Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sprühdüse einer Sprüheinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen Sprühdüsen bzw. Sprüheinrichtungen ist es wichtig und auch schwierig, bei jedem Sprühvorgang, der nacheinander zu besprühenden, insbesondere gleichen Werkstücke, wie beispielsweise Gießereiformen , eine meist dünne aber gleichmäßige Beschichtung zu erzielen. Üblicherweise werden eine Anzahl von Sprühdüsen bei modernen Einrichtungen auf einer Trägerplatte nebeneinander angeordnet, wobei von Hand oder maschinell die Sprührichturig bzw. der Sprühdruck der einzelnen Düsen eingestellt wird, oder sogar einzelne Sprühdüsen ausgetauscht werden (DE-PS 36 29 696, DE-OS 37 41 474 bzw. DE-PS 37 09 666). Um den Abstand zwischen den Mündungen der einzelnen Sprühdüsen und dem zu besprühenden Werkstück möglichst innerhalb einer Bandbreite zu halten, sind manche Sprühdüsen mit einem Sprührohr ausgestattet, andere wieder mit Nerlängerungsstücken udgl.

Grundsätzlich wird bei derartigen in der Gießereitechnik verwendeten S prüheinric h tun gen von solc hen mit "Innenmischunε" (DE-PS 36 29 696) und solchen mit

"Außenmischung" (DE-PS 37 09 666) unterschieden. Während bei der Innenmischung Sprühmittel und Druckgas vermischt werden, bevor sie durch die Düsenmündung den Düsenkörper verlassen, d.h. der Sprühkegel erst durch die Düsenmündung geformt wird, erfolgt bei der "Außenmischung" die Mischung von Sprühmittel (Trennmittel) und Druckgas (Luft) erst in der Düsenmündung bzw. außerhalb des Düsenkörpers, wobei in der Regel das Sprühmittel zentral zugeführt und das Druckgas schräg dazu, meist koaxial zugeführt wird , dabei entsprechenden Einfluß auf die Sprühkegelform nehmend. Die Innenmischung hat den Vorteil einer einfachen preiswerten Bauweise, einer einfachen Handhabung und vor allem einer hohen Sprühenergie, da diese durch die Innenmischung kaum beeinträchtigt wird. Der Nachteil wiederum der Innenmischung liegt in der nur bedingten Regelungsfähigkeit der Drücke von Sprühmittel bzw. Druckgas, wobei besonders bei niederen Drücken wegen der damit möglichen Druckschwankungen die Arbeitsweise unzuverlässig ist. Besonders wenn aus Schallschutzmaßnahmen der Druck gesenkt werden muß, geht dies zu Lasten der an sich vorteilhaften hohen Sprühenergie. Bei der "Außenmischung" besteht eine besonders gute Regelbarkeit der Drücke und Mengen, da sowohl Sprühmittel als auch Druckluft separat, also unabhängig zugeführt werden. Hierdurch ergibt sich auch eine bessere Dosiermöglichkeit und Zerstäubung, also bessere Aufbereitung des Sprühkegels. Auch bei niederen Drücken und kleinen Mengen besteht eine zuverlässige Sprühqualität bei geringer Schallemission. Der Nachteil wiederum dieses Mischsystems ist, daß abgesehen von der weni ger großen S prüh strahl energie die

Sprüheinrichtungen aufwendiger, teurer und störanfälliger sind.

B e s o n d e r s b e i a u t o m a t i s c h a r b e i t e n d e n

Regelungseinrichtungen derartiger Sprüheinrichtungen wirkt sich jedoch der Vorteil der Außenmischung aus, mit der Druckunabhängigkeit beider Medien voneinander. Die Regelung kann dort sowohl als offene Regelstrecke nach Programmvorgabewerten erfolgen, als als auch geschlossener Regelkreis mit Temperatursensoren als Meßglied, wobei diese Sensoren in der Druckgießform eingebaut oder am Sprühblock angebaut sein können und wobei als Stellglied der automatische Regler dient. Hierdurch kann der Wärmehaushalt und damit die Oberflächentemperatur der Druckgießform auf einem bestimmten Niveau konstant gehalten werden. Ein weiterer oben angedeuteter Vorteil liegt in der feineren Dosiermöglichkeit des zu zerstäubenden Mediums, aufgrund der Möglichkeit niederer Arbeitsdrücke (bis herunter nahe 0 bar) bei entsprechend geringem Verbrauch und bei nur geringe Partikelgrößen aufweisenden feinen Zerstäubung mit guter Kühlwirkung.

In der Praxis wird somit jeweils abgewogen, ob eine Sprühdüse mit Außenmischung oder mit Innenmischung verwendet werden soll, was jeweils den Einsatz eines speziellen Sprühkopfes bei der Sprüheinrichtung erfordert. Dies führt zu einer erheblichen Lagerhaltung, da jeweils bei einer Innenmischdüse oder einer Außenmischdüse andere spezielle Forderungen erfüllt werden müssen, wie Querschnitt, Sprühkegelform usw.

Die Erfindun *eg und ihre Vorteile

Die erfindungsgemäße Sprühdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, weist demgegenüber den Vorteil auf, daß durch den Einsatz der Verlängerungsleitung mit einem minimalen Aufwand aus einer Innenmischdüse eine Außenmischdüse entsteht. Für die Umbauzeit sind ca. 10 Sekunden erforderlich. Es sind wesentlich weniger Lagerteile erforderlich, es handelt sich also um ein konsequentes Baukastenprinzip. Zudem können an einem Sprühkopf Sprühdüsenhalter mit Sprühdüsen des einen, sowie des anderen Systems nebeneinander verwendet werden. Wie beispielsweise die Sprühkegel je nach zu besprühender Form für eine Optimierung des Besprühens eingestellt und justiert werden können, so kann im gleichen Arbeitsgang durch das Einsetzen der Verlängerungsleitung, also eines kleinen flexiblen Rohres oder Schlauches die genannte Umwandlung von Innenmischdüse zu Außenmischdüse oder umgekehrt erfolgen. Nicht zuletzt kann die Erfindung Anwendung finden bei sogenannten Kugeldüsen (DE-OS 32 17 777) oder in der Sprühkegelrichtung unverstellbaren Düsen (DE-PS 37 09 666) bzw. Düsen mit Verlängerungrohr (DE-PS 36 29 696).

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht diese Verlängerungsleitung aus einem elastischen Schlauch, welcher auf einen im Zuleitungsende der Medienzuleitung anbringbaren Schlauchnippel oder in eine dort vorhandene Paßbohrung steckbar ist. Aufgrund der Elastizität dieses flexiblen Rohrs kann eine natürliche Dichtung zum Material des Düsenhalters hin entstehen. Es muß allerdings verhindert werden, daß Druckluft zum Sprühmittel hin an dieser Dichtungsstelle durchdringt. Dies kann durch eine einfache zusätzliche Dichtung unterbunden werden.

Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Verlängerungsleitung aus einem Rohr beispielsweise aus einem weichen Kupferrohr, welches in eine im Zuleitungsende vorhandene Bohrung schraubbar, lötbar oder paßsteckbar ist. Die Paßsteckverbindung kann beispielsweise über einen O-Ring abgedichtet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das dem Zuleitungsende zugewandte freie Ende der Verlängerungsleitung im Düsenbereich des Düsenkörpers befestigt. Hierdurch wird einerseits verhindert, daß bei einer einfachen Steckverbindung die Verlängerungsleitung aus der Paßbohrung gleitet oder vom Schlauchnippel rutscht odgl. und andererseits erreicht, daß bei Verstellung des Düsenkörpers gegenüber dem Düsenhalter das Zuleitungsende eine gewünschte Lage zum Düsenkörper, also zur Düsenmündung beibehält.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft das Zuleitungsende der Sprühmittelzuleitung bei unverstelltem Düsenkörper achsgleich mit dem im Düsenkörper vorhandenen Kanal, d.h. daß bei einem sphärisch ausgebildeten Versorgungsraum das Ende der Zuleitung für das Sprühmittel zentral in der Mitte des Bodens des Versorgungsraums vorhanden ist. Hierdurch wird vor allem erreicht, daß eine optimale Verstellung des Düsenkörpers unabhängig von der Verlängerungsleitung gegeben ist.

Entsprechend endet nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Zuleitungsende der Dru ck gas z u le i tun g a s y mmetri sc h zu j e nem der Sprühmittelzuleitung am Versorgungsraum. Natürlich kann das

Zuleitungsende der Druckgaszuleitung auch koaxial zum Ende der Sprühmittelzuleitung angeordnet sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Düsenkörper ein zum Düsenhalter führendes Verlängerungsrohr mit einem Sprühkopf auf, in welchem die Verstellung der Sprührichtung vornehmbar ist und daß im Falle der Verwendung einer Verlängerungsleitung diese koaxial in dem Verlängerungsrohr (Doppelrohr) angeordnet ist. Obwohl Verlängerungsrohre in bezug auf die Prozeßsicherheit Nachteile aufweisen, sind sie in manchen Fällen erforderlich, beispielsweise bei Vertiefungen oder Hinterschneidungen der zu besprühenden Form. Handelt es sich um ein Innenmischprinzip (DE-PS 36 29 696), so erfolgt die Vermischung im zwischen Düsenhalter und ein Verlängerungsrohr aufweisenden Düsenkörper angeordneten Versorgungsraum unmittelbar nach Ende der Zuleitungen der beiden Medien. Der Austritt des Gemisches erfolgt dann über die Sprühöffnung der am Ende des Verlängerungsrohrs angeordneten Sprühkopf, die wiederum für sich in bezug auf das Verl äng erun g srohr verstel l bar i s t. B e im Außenmischprinzip (DE-OS 37 41 851 )hingegen wird nach erfindungsgemäßem Anschluß der Verlängerungsleitung im Versorgungsraum diese koaxial zum Verlängerungsrohr bis zum Sprühkopf geführt und in dem dort angeordneten Kanal zur Düsenmündung geführt. Als Verlängerungsleitung kann ein weiches Kupferrohr oder ein Schlauch, oder auch sonstwie gestaltete Leitung dienen, wobei der Endabschnitt flexibel sein muß, um bei der Verstellung des Sprühkopfes entsprechend nachgeben zu können. Erfindungsgemäß kann dabei der Sprühkopf als Kugel ausgebildet sein, die über eine entsprechende Überwurfmutter am Verlängerungsrohr befestigt ist. Da es sich unabhägig vom gewählten Mischprinzip

jeweils um eine fertige Baueinheit handelt, ist auch hier die

Umrüstzeit nur etwa 10 Sekunden. Da normalerweise auch das

Verlängerungsrohr verbiegbar ist, kann hierdurch auch die

Verstellung der Sprühstrahlrichtung erfolgen, so daß der Sprühkopf selber sehr einfach ausgebildet sein kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen dem freien Ende der Verlängerungsleitung und der gegenüberliegenden Innenwand des Endabschnittes des Düsenkörperkanals Düsen unterschiedlichen Querschnitts vorgesehen. Durch diese Düsen wird das Druckgas mit dem zentral durch die Verlängerungsleitung zug efü hrten Sprühmittel vermischt. Da das Ende der Verlängerungsleitung vom Düsenkörper gestützt sein muß, können sich mehrere Austrittsöffnungen für die Druckluft ergeben, die insbesondere symmetrisch um das Ende der Verlängerungsleitung verteilt sind. Der Querschnitt dieser Öffnungen kann Abschnitte einer Kreisfläche aufweisen, aber auch sonstwie gestaltet sein, beispielsweise schlitzförmig, wobei die Schlitze tangential zur Verlängerungsleitung verlaufen. Hierdurch kann ein Drall des Sprühkegels erzielt werden mit einer besonders guten Sprühmittelluftaufbereitung. Zweckentsprechend kann die Sprühstrahlform flach , breit oder rund sein , der Zertäubungsgrad fein, mittel oder grob erzielt werden und nicht zuletzt kann durch die Düsengestaltung eine Schalldämpfung erreicht werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einspannvorrichtung als den Düsenkörper übergreifende und in Richtung Düsenhalter ohne Verdrehen glatt aufsetzbare Spannkappe ausgebildet, wobei der Düsenkörper über von der Spannkappe lösbaren Mitteln am Düsenhalter festspannbar ist und zur Abdichtung nur ein einziger Rundschnurring dient, der

zwischen Düsenhalter, Düsenkörper und Spannkappe dichtend angeordnet ist. Gegenüber den bekannten Kugeldüsen DE-OS 32 17 777) ist nur ein Rundschnurring für die hier gegebene Außenmischung erforderlich . wodurch einerseits das Baukastensystem stark vereinfacht wird und außerdem der einstellbare Sprühwinkel wesentlich vergrößerbar ist. Nicht zuletzt ist der Düsenkörper kraftschlüssig an den Düsenhalter einspannbar, ohne daß deshalb eine Überpressung des Rundschnurringes stattfinden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der im Düsenhalter verlaufenden Zuleitung für das Sprühmittel ein Querschnittssteuerorgan angeordnet. Auch hier wirkt sich vor allem der Vorteil eines Baukastensystems auf, gemäß dem mit dem Düsenhalter auch gleich das Querschnittssteuerorgan austauschbar ist.

Nach einer weiteren diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung dient al s Q uerschnittssteuerorg an eine Dosierschraube, die leicht austauschbar einen eingegebenen Durchgangsquerschnitt (Blende) aufweist. Der besondere Vorteil besteht darin, daß je nach Zweck eine Dosierschraube entsprechenden Durchgangsquerschnitts einsetzbar ist, daß aber auch bei Verstopfung des Durchgangs die Dosierschraube leicht austauschbar ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann durch Verdrehen der Dosierschraube der eingegebene Durchgangsquerschnitt geändert werden, beispielsweise zur Mengenjustierung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Dosierschraube durch einen Verschlußkolben versetzt

werden, oder es kann in Reihe zur Dosierschraube in der Sprühmittelzuleitung des Düsenhalters ein Verschlußkolben vorsehbar sein. Dieser Verschlußkolben kann auch bedarfsmäßig steuerbar sein. um beispielsweise ein Nachtropfen beim Ende des Sprühvorgangs zu unterbinden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist mit mehereren Varianten in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Düsenhalter mit

Sprühdüse mit Innenmischung,

Fig. 2 e in e entsprec hende Dars tell ung für

Außenmischung,

Fig. 3 eine Variante zur Außenmischung mit

Verlängerungsrohr,

Fig. 4 eine weitere entsprechende Variante,

Fig. 5 + 6 Querschnitte durch Düsen mit verschiedenen

Durchgängen und

Fig. 7 einen Teillängsschnitt durch eine Dosierschraube.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1 - 3 sind verschiedene Varianten von Sprühdüsen dargestellt, die alle den gleichen Düsenhalter 1 aufweisen. Dieser Düsenhalter 1 ist über nicht dargestellte Mittel an einen ebenfalls nicht dargestellten Sprühblock geflanscht, wobei ein Anschlußzapfen 2, der mit einem Rollschnurdichtring 3 versehen ist in eine entsprechende Paßbohrung des Sprühblocks gesteckt wird. Von diesem Anschlußzapfen 2 führt eine Luftzuleitung 4 zu einem Versorgungsraum 5, der eine kugelkalottenförmige Grundfläche 6 zum Düsenhalter 1 hin aufweist und nach außen hin durch die Innenseite eines Düsenkörpers 7 begrenzt ist. Dieser Düsenkörper 7 weist eine kugelige Oberfläche auf, die der kugeligen Grundfläche 6 entspricht, so daß der Düsenkörper 7 mit seiner kugeligen Oberfläche 8 in der kugeligen Grundfläche 6 abschnittsweise gelagert ist. Der Düsenkörper 7 wird über eine Spannkappe 9 durch nicht dargestellte Mittel an den Düsenhalter 1 gespannt, wobei in der Teilungebene zwischen Spannkappe 9 und Düsenhalter 1 ein Rundschnurring 11 angeordnet ist. Hierdurch erfolgt eine einfache radiale Abdichtung nach außen, so daß bei leichtem Lockern der Spannkappe 9 der Düsenkörper 7 entsprechend verstellbar ist. Im Düsenkörper 7 ist ein Düsenkörperkanal 12 vorgesehen, der in eine Düsenöffnung 13 mündet. Dieser um eine Mittelachse I drehsymmetrisch angeordnete Düsenkörperkanal 12 verengt sich vom Versorgungsraum 5 her zum Teil stufenförmig bis zur Düsenöffnung 13 hin.

Im Düsenhalter 1 verläuft unabhängig von der Luftzuleitung 4 eine Sprühmittelzuleitung 14. die einen Eingang 15 aufweist, welcher vom nicht dargestellten Sprühblock her mit

Sprühmittel versorgt wird. In der Sprühmittelzuleitung 14 ist in Form einer auswechselbaren Dosierschraube 16 ein mengenbestimmendes Querschnittssteuerorgan angeordnet. Die Dosierschraube 16 ist von außerhalb des Düsenhalters 1 zugänglich und verstellbar.

Bei der in Fig. 1 dargestellten innenmischenden Sprühdüse wird im Versorgungsraum 5 das über die Sprühmittelzuleitung zugeführte Sprühmittel mit der über die Luftzuleitung 4 zugeführte Druckluft vermischt und durch den Düsenkörperkanal 12 und die Düsenöffnung 13 ausgesprüht. Der Endabschnitt der Sprühmittelzuleitung 14 weist eine Mittelachse II auf, die mit der Mittelachse I des Düsenkörpers 7 zusammenfällt, wenn der Düsenkörper 7 eine zentrale Mittelstellung einnimmt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante ist der Düsenhalter gegenüber jener aus Fig. 1 unverändert. Es ist lediglich in den Endabschnitten 17 der Sprühmittelzuleitung 14 eine Verlängerungsleitung 18 gesteckt, wodurch der Austritt des Sprühmittels in den Bereich der Düsenmündung 19 verlegt wird. Der Düsenkörperkanal 112 des Düsenkörpers 107 ist deshalb anders gestaltet, da der zur Führung des freien Endes 21 der Verlängerungsleitung 18 dienen muß. Die Verlängerungsleitung 18 ist flexibel gestaltet, um sich bei den Verstellbewegungen des Düsenkörpers 107 entsprechend nachzustellen. Die hier gegebene Außenmischung erfolgt dann in der Düsenmündung 19.

In der in Fig. 3 dargestellten Variante weist der Düsenkörper 207 ein Verlängerungsrohr 22 auf, welches über einen Spannippel 23 an den Düsenhalter 1 gespannt ist, wobei der Spannippel 23 den Versorgungraum 5 nach oben begrenzt. Am

freien Ende des Verlängerungsrohres 22 ist ein Sprühkopf 24 angeordnet, durch den die Verstellung der Düsenmündung 19 in gleicher Weise wie bei der Variante in Fig. 2 erfolgen kann. Entsprechend ist eine kugelige Verstellung im Sprühkopf 24 vorgesehen. Um eine Außenmischung zu erzielen, ist im Verlängerungsrohr 22 eine entsprechend lang ausgebildete Verlängerungsleitung 118 vorgesehen, die mit ihrem unteren Ende in den Endabschnitt 17 der Sprühmittelzuleitung 14 gesteckt ist.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der das Verlängerungsrohr 22 einen starr angeordneten Sprühkopf 124 aufweist mit Düsenmündung 19, in der dann entsprechend eine Außenmischung stattfindet. In vielen Anwendungsfällen genügt eine derartig vereinfachte Ausführung, da auch das Verlängerungsrohr 22 eine Biegung zulassen kann.

In Fig. 5 ist ein Schnitt entsprechend der Linie III durch den Düsenkörper 207 aus Fig. 3 gezeigt, wobei deutlich erkennbar ist, wie in diesem Bereich Verlängerungsleitung 118 im Düsenkörper 207 geführt ist und wobei die Druckluft über vier im Düsenkörperkanal 1 12 verbleibende Kanäle 25 durch Düsenmündung 19 hin durchtreten kann. Die gleiche Gestaltung ist natürlich bei der in Fig. 2 dargestellten Variante möglich und gegeben.

Fig. 6 zeigt eine Variante, bei der die verbleibenden Kanäle 26 als Schlitze ausgebildet sind. Diese Kanäle 25 oder 26 könnn jeweils nach Bedarf gestaltet sein, um den Sprühkegel wunschgemäß zu gestalten.

In Fig. 7 ist eine Dosierschraube 16 in vergrößertem Maßstab und für sich dargestellt. Diese Dosierschraube 16 weist einen

Kopf 26 auf mit einer Steckschlüsselöffnung 27 und einem Gewindeabschnitt 28, mit welchem sie in einer entsprechenden Bohrung des Düsenhalters 1 schraubbar ist. Innerhalb der Dosierschraube 16 ist eine Sackbohrung 29 angeordnet und eine Querbohrung 31 , wobei Letztere einen bestimmten Querschnitt aufweist und so als Drosselblende wirkt. Die Abdichtung nach außen erfolgt über in Ringnuten 32 und 33 angeordneten Rundschnurringen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und in der Zeichnung dargestellten Merkmae können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Düsenhalter 30

2 Anschlußzapfen 31 Querbohrung

3 Rundschnurdichtring 32 Rundschnurring

4 Luftzuleitung 33 Rundschnurring

5 Versorgungsraum

6 Grundfläche

7 Düsenkörper 107, 207

8 Oberfläche

9 Spannkappe I Mittelachse

10 II Mittelachse

11 Rundschnurring

12 Düsenkörperkanal 112

13 Düsenöffnung

14 Sprühmittelzuleitung

15 Eingang von 14

16 Dosierschraube

17 Endabschnitt

18 Verlängerungsleitung 118

19 Düsenmündung

20

21 freies Ende v. 18

22 Verlängerungsrohr

23 Spannippel

24 Sprühkopf 124

25 Kanal

26 Kanal

27 Steckschlüsselöffnung

28 Gewinde

29 Sackbohrung

BERICHTIGTES BLATT (REQPf 91) ISA/EP