DE4013064A1

DE4013064A1 - Pressurised air paint spray device - circulates paint around closed loop until required fluid pressure is reached

Info

Publication number: DE4013064A1
Application number: DE4013064A
Authority: DE
Inventors: Markus Ficht
Original assignee: Ficht GmbH
Current assignee: Ficht GmbH
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1991-10-31

Abstract

The paintt spray device uses pressurised air for circulating the e paint in a closed circulation loop (LK), with the paint spray jet (SD) opened only when the required press level is reached via a magnetic valve (MV) controlled by a circuit (CL) contg. a power switch (10) pulse shaper (10), rectangular pulse generator (12) and two potentiometers (P1,P2). The valve (MV) may have a constant opening time with the paint vol delivered via the spray jet (SD) determined by the switching frequency. Alternatively the paint vol is determined by varying the switching frequency, or by altering the pressure in the circulation loop (LK). USE - For handling relatively expensive paints.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Sprühstrahlen von Farbe unter Verwendung einer Druckquelle und einer über ein Ventil ansteuerbaren Sprühdose für das Ausbringen der Farbe.The invention relates to a method and an arrangement for Implementation of the process for spraying paint under Use of a pressure source and one controllable via a valve Spray can for applying the paint.

Es ist bekannt, in einem Behälter befindliche Farbe durch die Saugwirkung eines Luftstromes über eine Zerstäuber-Düse kontinuierlich auszubringen, wobei über ein Ventil der Luftstrom und damit der Farbaustrag gesteuert wird.It is known to paint in a container by the Suction of an air stream continuously through an atomizer nozzle spread, using a valve the air flow and thus the color discharge is controlled.

Die hierzu erforderliche kontinuierlich arbeitende Luftdruckquelle ist jedoch relativ teuer und arbeitet unwirtschaftlich, was insbesondere für nur zeitweise benutzte Anordnungen für einen geringen Farbdurchsatz gilt, also zum Beispiel für den Hobby-Anwender von sogenannten Farbspritzpistolen oder von sogenannten Sprühdosen, die ebenfalls unwirtschaftlich sind.The continuously working air pressure source required for this is however relatively expensive and works uneconomically what especially for only temporarily used arrangements for one low color throughput applies, for example for hobby users of so-called paint spray guns or of so-called Spray cans that are also uneconomical.

Ein weiterer Nachteil solcher Anordnungen ist ein zu reichlicher Farbauftrag, was im Hinblick auf die teuren Farben ebenfalls kostenintensiv ist.Another disadvantage of such arrangements is one that is too abundant Paint application, which is also in view of the expensive colors is expensive.

Bei gewerblich benutzten Anordnungen für das Aufsprühen, zum Beispiel von Schutz- oder Zierschichten, auf Oberflächen von flachen Gegenständen, zum Beispiel von Flächen, Folien u. ä., ist es bekannt, daß auszubringende Fluid selbst über eine Druckquelle, in der Regel eine Mehrkolbenpumpe, unter Druck zu setzen, der vorzugsweise zwischen 0,7 bis 10,5 kg/cm² liegt, und über steuerbare Magnet-Ventile, deren Schaltzeiten nur wenige Millisekunden betragen, aus einer Druckleitung über dort befindliche Düsen pulsierend auszubringen, wobei als Steuermittel ein Zeitschalter mit einstellbaren An- und Auszeiten dient; vgl. DE 24 61 121-A1.In commercially used spraying arrangements, for Example of protective or decorative layers on surfaces of flat objects, for example surfaces, foils, etc. Ä., it is known that fluid to be dispensed even through a pressure source, in usually a multi-piston pump to pressurize the preferably between 0.7 to 10.5 kg / cm², and above controllable solenoid valves whose switching times are only a few Milliseconds from a pressure line over there dispensing nozzles located pulsating, using as a control means a timer with adjustable on and off times is used; see. DE 24 61 121-A1.

Eine solche für gewerbliche Anwendungen im Dauerbetrieb gut brauchbare Anordnung ist aber in der durchaus möglichen Ausbildung als Spritzpistole bereits vom Aufwand her untragbar.Such a good for commercial applications in continuous operation usable arrangement is in the quite possible training as a spray gun already prohibitively expensive.

Es besteht aber ein großer Bedarf an wohlfeilen, zuverlässig arbeitenden Anordnungen zum Sprühstrahlen von Farbe, vorzugsweise für den Hobby-Gebrauch, wo insbesondere auch auf ein professionelles Ergebnis beim Farbsprühen besonderen Wert gelegt wird.But there is a great need for cheap, reliable working arrangements for spraying paint, preferably for hobby use, where especially on a professional Result is particularly important when spraying paint.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für das Farbsprühen zu schaffen, mit dem auf einfachste Weise jederzeit reproduzierbare Farbausträge in dosierbarer Form möglich sind.The invention is therefore based on the object, a method and a device for performing the method for the To paint spray with the easiest way at any time reproducible color discharges in metered form are possible.

Ausgehend von der aus der Hydraulik bekannten Tatsache, daß mit der Bewegungsenergie einer strömenden größeren Fluidmasse eine kleinere Teilfluidmasse über das Ausgangsniveau angehoben werden kann, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auszubringende Farbe in einem geschlossenen Kreislauf mittels einer Druckquelle beschleunigt und durch über ein Ventil steuerbare Druckstöße in dosierbarer Form durch eine Düse ausgebracht wird.Based on the fact known from hydraulics that with the Kinetic energy of a flowing larger fluid mass a smaller one Partial fluid mass can be raised above the initial level this object is achieved in that the to be deployed Color in a closed circuit by means of a Pressure source accelerated and controlled by a valve Pressure surges in a meterable form are applied through a nozzle.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden hierbei die Öffnungszeiten des Ventils konstant gehalten und das über die Sprühdose ausgebrachte Farbfluid-Volumen durch die Höhe der Schaltfrequenz des Ventils bestimmt.According to a first embodiment of the invention, the Opening times of the valve kept constant and that over the Spray paint volume applied by the height of the Switching frequency of the valve determined.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die Öffnungszeiten des Ventils derart verändert, daß über die dadurch veränderbare Beschleunigungszeit des Farbfluids dessen Geschwindigkeit im Kreislauf und damit das über die Sprühdose ausgebrachte Farbfluid-Volumen steuerbar ist.According to a second embodiment of the invention, the Opening times of the valve changed so that through that changeable acceleration time of the color fluid its speed in the circuit and thus the spray applied Color fluid volume is controllable.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das über die Sprühdose ausgebrachte Farbfluid-Volumen auch durch Ändern der Höhe des Vordruckes gesteuert, was durch Ändern der Pumpendrehzahl oder des Durchflußwiderstandes einer Drossel erfolgen kann.According to a further feature of the invention, the Spray can of colored fluid volume also by changing the height of the admission pressure controlled, what by changing the pump speed or the flow resistance of a throttle can take place.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist erfindungsgemäß eine Pumpe für das Beschleunigen des Farbfluides in einem eine Farbfluidquelle, ein Magnetventil und eine Drossel aufweisenden Farbfluid-Leitungskreislauf sowie eine druckabhängig auslösbare Spritzdüse auf, wobei dem Magnetventil eine steuerbare Schaltimpulsquelle zugeordnet ist.A device for performing the method has according to the invention a pump for accelerating the color fluid in one a color fluid source, a solenoid valve and a throttle Color fluid line circuit and a pressure-dependent triggerable Spray nozzle, the solenoid valve being a controllable switching pulse source assigned.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ist das Volumen jedes ausgebrachten Farbspritzers genau vorbestimmbar aufgrund der vorgegebenen Druckhöhe und der Öffnungszeit des Magnetventils. Über die Einschaltfrequenz des Magnetventils läßt sich der Farbaustrag insgesamt genau bestimmen. Es kann also auf einfache Weise die Farbausbringung dem tatsächlichen Bedarf an Farbe angepaßt werden. Es kann aber auch durch Ändern der Öffnungszeit des Magnetventils und/oder des Vordruckes das Volumen eines jedes ausgebrachten Farbspritzers geändert und damit genau vorbestimmt werden, so daß auf einfache Weise nicht nur das Volumen pro Farbspritzer, sondern darüber hinaus auch ein Dosieren von beispielsweise Zweikomponenten-Farben möglich wird. Da die für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Bauteile raumsparend und einfach sind sowie betriebssicher arbeiten, können diese zu einer wohlfeilen Baueinheit zusammengefaßt werden, die als Aufsteckeinheit zu üblichen Farbdosen oder -gebinden passen. Da insbesondere ein Trägermedium für das Ausbringen der Farbe nicht mehr benötigt wird, findet eine unerwünschte Verschmutzung der Umwelt, zum Beispiel durch Treibgase, nicht mehr statt. Auch wird hierdurch die Unfallgefahr insbesondere im Hobbybereich, wo besondere Vorkehrungen zur Verhinderung des Einatmens von Treibgasen in aller Regel nicht vorhanden sind, stark vermindert.The invention has a number of advantages. That's how it is Volume of each spray applied paint can be precisely predetermined due to the specified pressure level and the opening time of the Solenoid valve. About the switching frequency of the solenoid valve the overall color output is precisely determined. So it can be on simple way of applying the color to the actual need Color can be adjusted. It can also be done by changing the Opening time of the solenoid valve and / or the pre-pressure the volume of every paint spatter applied changed and thus exactly be predetermined so that not only the volume in a simple manner per splash of paint, but also a dosing of for example two-component colors is possible. Because for that Carrying out the necessary components of the method according to the invention are space-saving and simple and can work reliably these are combined into a cheap unit, which as Push-on unit to fit standard paint cans or containers. There especially not a carrier medium for the application of the paint more is needed, there is an undesirable pollution of the Environment, for example through propellants, no longer take place. Also will thereby the risk of accidents, especially in the hobby area, where special precautions to prevent inhalation of Propellants are generally not present, greatly reduced.

Eine Reinigung der Aufsteckeinheit ist durch Umpumpen von Lösungsmitteln ebenfalls einfach und umweltschonend möglich.The plug-on unit can be cleaned by pumping around Solvents are also easy and environmentally friendly.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.The invention is based on two more in the drawing or less schematically illustrated embodiments described.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Einrichtung zum Ausbringen von Farbe gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a first embodiment of a device for dispensing paint according to the invention,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Einrichtung gemäß Fig. 1 in Form einer auf einen handelsüblichen Farbbehälter aufsteckbaren Baueinheit und Fig. 2 shows a second embodiment of the device of FIG. 1 in the form of a unit which can be plugged onto a commercially available paint container and

Fig. 3 ein Funktionsdiagramm. Fig. 3 is a functional diagram.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, umfassen beide Ausführungsformen der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Pumpe P, mit der ein Farbfluid aus einem Behälter VB über eine Saugleitung SL in einen Leitungskreislauf LK gepumpt werden kann, der ein steuerbares Magnetventil MV und eine Drossel D umfaßt und über eine Rücklaufleitung RL zum Behälter VB zurückführt. Beiden Ausführungsformen ist ferner gemeinsam, daß mit dem Magnetventil MV jeweils eine Druckleitung DL verbunden ist, die in eine nach Erreichen einer bestimmten Druckhöhe öffnende Sprühdose SD mündet, aus der das im Kreislauf befindliche Farbfluid stoßweise, also diskontinuierlich ausgebracht wird, sobald in noch zu beschreibender Weise während des Betriebes der beschriebenen Anordnungen das Magnetventil betätigt wird.As shown in FIGS. 1 and 2, both embodiments of the device for carrying out the method according to the invention comprise a pump P with which a colored fluid can be pumped from a container VB via a suction line SL into a line circuit LK, which has a controllable solenoid valve MV and a Throttle D includes and returns via a return line RL to the tank VB. Both embodiments also have in common that a pressure line DL is connected to the solenoid valve MV, which opens into a spray can SD that opens after reaching a certain pressure head, from which the paint fluid in the circuit is applied intermittently, i.e. discontinuously, as soon as it is still to be described Way during operation of the described arrangements, the solenoid valve is actuated.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 führt eine mit dem Magnetventil verbundene Steuerleitung CL zu einem Leistungsschalter 10, dem eine Pulsformerstufe 11 vorgeschaltet ist, die von einem Rechteckgenerator 12 gespeist ist. Sowohl der Rechteckgenerator 12 als auch die Pulsformerstufe 11 sind über Potentiometer P1 und P2 hinsichtlich der Frequenz als auch der Pulsdauer einstellbar. Über einen Schalter S kann jede Anordnung mit einer Stromversorgungsquelle B verbunden, also eingeschaltet werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a control line CL connected to the solenoid valve leads to a circuit breaker 10 , which is preceded by a pulse shaper stage 11, which is fed by a rectangular generator 12 . Both the square-wave generator 12 and the pulse shaper stage 11 can be set with respect to the frequency and the pulse duration via potentiometers P 1 and P 2 . Each arrangement can be connected to a power supply source B via a switch S, ie switched on.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dagegen führt die Steuerleitung CL zu einem Kollektorabgriff CA des Motors M, der seinerseits unmittelbar über den Schalter S an die Stromquelle B anschließbar ist. Diese Einrichtung arbeitet also bereits mit dem Einschalten des Motors M, wobei die Schaltfrequenz durch den Kollektorabgriff bestimmbar ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, on the other hand, the control line CL leads to a collector tap CA of the motor M, which in turn can be connected directly to the current source B via the switch S. This device therefore already works when the motor M is switched on, the switching frequency being determinable by the collector tap.

Die Pumpe P, der Motor M, das Magnetventil MV und die Drossel D bilden eine auf einem Flansch 15 montierte Baueinheit, die über einen Klemmring 17, der eine Ringdichtung 18 aufweist, mit der Öffnung 19 des Behälters VB dicht, aber lösbar zu verbinden ist. Der Ausgang des Magnetventils MV führt auch dort über die Druckleitung DL zur Spritzdüse SD, die sich nach Erreichen einer bestimmten Druckhöhe des Farbfluides öffnet und dadurch den Farbaustritt ermöglicht. Als Behälter dient hier eine handelsübliche Farbdose, mit deren Öffnung der Klemmring 17 korrespondiert.The pump P, the motor M, the solenoid valve MV and the throttle D form a structural unit mounted on a flange 15 , which can be connected tightly but releasably to the opening 19 of the container VB via a clamping ring 17 which has an annular seal 18 . The outlet of the solenoid valve MV also leads there via the pressure line DL to the spray nozzle SD, which opens after a certain pressure level of the paint fluid has been reached and thereby enables the paint to escape. A commercially available paint can serves as a container, with the opening of which the clamping ring 17 corresponds.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnungen sei nunmehr anhand der Fig. 3 erläutert, die den Druckverlauf p des Farbfluides, aufgetragen über die Zeit t, in dem Leitungsabschnitt DL der Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 zeigt.The mode of operation of the arrangements described will now be explained with reference to FIG. 3, which shows the pressure curve p of the color fluid, plotted over time t, in the line section DL of the arrangements according to FIGS. 1 and 2.

Beiden Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, daß über die Pumpe P dem Farbfluid in dem Leitungskreislauf Lk ein konstanter Druck p1 aufgeprägt wird. Erfolgt nun für eine bestimmte Zeit t2 ein Öffnen des Magnetventils MV, so kann das Farbfluid durch den genannten Leitungskreislauf mit einem sich dann einstellenden Druck p2 strömen, wird also von dem Behälter VB über die Saugleitung SL von der Pumpe durch das offene Magnetventil MV sowie über die Drossel D und die Rücklaufleitung RL in den Behälter VB zurückgepumpt. Wird nunmehr das Magnetventil MV durch einen Impuls über die Steuerleitung CL plötzlich geschlossen, so entsteht in dem strömenden Farbfluid ein Druckstoß p4, der ausreicht, die Spritzdüse SD für die Zeit t3 zu öffnen, da das Niveau dieses Druckstoßes höher liegt als der Schließdruck p3 der Sprühdüse. Als Folge hiervon wird Farbfluid aus der Sprühdüse ausgespritzt, dessen Volumen durch die schraffierte Fläche F1 in Fig. 3 in etwa gekennzeichnet ist.Both embodiments of the invention have in common that a constant pressure p 1 is impressed on the paint fluid in the line circuit Lk via the pump P. If the solenoid valve MV is now opened for a specific time t 2 , the paint fluid can flow through the line circuit mentioned with a pressure p 2 which then occurs, ie it is released from the container VB via the suction line SL by the pump through the open solenoid valve MV and pumped back into the tank VB via the throttle D and the return line RL. If the solenoid valve MV is suddenly closed by a pulse via the control line CL, a pressure surge p 4 arises in the flowing paint fluid, which is sufficient to open the spray nozzle SD for the time t 3 , since the level of this pressure surge is higher than the closing pressure p 3 of the spray nozzle. As a result, paint fluid is sprayed out of the spray nozzle, the volume of which is roughly identified by the hatched area F 1 in FIG. 3.

Das Druckniveau dieses Druckstoßes ist um so höher, je länger das Magnetventil MV geöffnet gehalten wird, je länger also das Farbfluid Zeit zum Beschleunigen, also zur Erhöhung seiner Strömungsgeschwindigkeit, hatte. Dementsprechend wird auch die Fläche F1, also das ausgebrachte Volumen des Farbfluides größer. In Fig. 3 sind diese Verhältnisse für sich etwa 1 : 2 verhaltende Öffnungszeiten t2 und t4 dargestellt. Mit t1 ist dort die Gesamtzeit eines Schaltspieles, also die Wiederholfrequenz für die Öffnungen des Magnetventils, dargestellt.The pressure level of this pressure surge is higher, the longer the solenoid valve MV is kept open, the longer the paint fluid has had time to accelerate, ie to increase its flow speed. Accordingly, the area F 1 , that is to say the volume of the color fluid applied, also becomes larger. In Fig. 3 these relationships are shown for about 1: 2 behaving opening times t 2 and t 4 . The total time of a switching cycle, that is the repetition frequency for the openings of the solenoid valve, is shown there with t 1 .

Aus den dargestellten Druckverhältnissen ist sofort ersichtlich, daß das jeweils auszubringende Volumen des Farbfluides sowohl durch die Dauer der Öffnung des Magnetventiles MV als auch durch Anheben des Druckes p1, also durch Ändern der Drehzahl der Pumpe und/oder des Strömungswiderstandes der Drossel bestimmbar ist.From the pressure ratios shown it is immediately apparent that the volume of the color fluid to be applied can be determined both by the duration of the opening of the solenoid valve MV and by raising the pressure p 1 , that is to say by changing the speed of the pump and / or the flow resistance of the throttle.

Werden die vorstehend genannten Parameter nicht geändert, so ist bei konstanter Öffnungszeit des Magnetventils das bei jedem Schließen des Magnetventils ausgebrachte Farbvolumen gleichgroß, so daß die gesamte auszubringende Farbmenge allein durch die Anzahl der Schaltspiele, zum Beispiel durch Betätigung des Einschalters S nach der Anordnung gemäß Fig. 2, bestimmt ist.If the above-mentioned parameters are not changed, the color volume applied each time the solenoid valve is closed is of the same size when the solenoid valve is open, so that the total amount of paint to be applied is determined solely by the number of switching cycles, for example by actuating the switch S according to the arrangement shown in FIG . 2, is determined.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Anordnungen für den Farbaustrag überaus einfach und betriebssicher, und es kann erstmals mit einfachen Mitteln das auszubringende Farbvolumen genau bestimmt werden, so daß nicht nur eine betriebssichere, sondern auch eine sparsame Arbeitsweise möglich ist. Die Drossel D kann auch in den Leitungszweig zwischen Pumpe und Magnetventil (LK in Fig. 1) eingesetzt werden, wo diese gleichzeitig der Beruhigung des zu beschleunigenden Farbfluides dient.As can be seen from the above, the configuration of the arrangements for the color discharge according to the invention is extremely simple and reliable, and for the first time the color volume to be applied can be precisely determined with simple means, so that not only reliable but also economical operation is possible. The throttle D can also be used in the line branch between the pump and the solenoid valve (LK in FIG. 1), where it also serves to calm the color fluid to be accelerated.

Ferner können zwei der beschriebenen Anordnungen zum Ausbringen der Einzelkomponenten von sogenannten Zweikomponenten-Farben vorgesehen werden, wobei die Sprühdüsen so anzuordnen sind, daß deren Strahlrichtungen konvergieren und durch entsprechende Ausbildung der beschriebenen Leitungskreisläufe und Auslösezeiten der Magnetventile deren über die Sprühdüsen ausgebrachte Volumina entsprechend zu bemessen sind.Furthermore, two of the described arrangements for applying the Individual components of so-called two-component colors are provided be, the spray nozzles are to be arranged so that their Beam directions converge and through appropriate training of the described line circuits and tripping times of the Solenoid valves whose volumes are applied via the spray nozzles are to be dimensioned accordingly.

Claims

1. A method for spraying paint using a pressure source and a spray nozzle controllable for the application of the paint, characterized in that the paint is accelerated in a closed circuit by means of the pressure source and is applied by means of pressure pulses controllable by the valve through the spray nozzle .

2. The method according to claim 1, characterized in that the Opening times of the valve are kept constant and that that over the spray nozzle applied color fluid volume by the amount of Switching frequency of the valve is determined.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Opening times of the valve can be changed so that the thereby determinable acceleration time of the color fluid Velocity in the circuit and thus that via the spray nozzle applied color fluid volume is controllable.

4. The method according to claims 1 and 2 or 3, characterized characterized in that the volume of paint fluid applied via the spray nozzle by changing the height of the form of the color fluid in the Circulation is controllable.

5. The method according to claims 1 and 3 to 5, characterized characterized in that each component is a two-component color by means of one pressure source each in a closed circuit accelerated and each controlled by a valve Pressure surges are applied via a spray nozzle, the Beam directions converge.

6. Order to carry out the method according to Claims 1 to 5, characterized by a pump (P) for the Accelerate the color fluid in a source (VB) Solenoid valve (MV) and a throttle (D) comprehensive circuit (LK) and a pressure-dependent triggerable spray nozzle (SD), the magnetic valve (MV) being a pulse source (CA / 10 to 12) assigned.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the pulse source has a pulse shaper stage ( 11 ) for the purpose of changing the pulse width.

8. Arrangement according to claim 6, characterized in that the Flow resistance of the throttle (D) is changeable.

9. Arrangement according to claim 6, characterized in that the Pump (P), the motor (M), the solenoid valve (MV), the pressure line (DL), the spray nozzle (SD) and the throttle (D) to one on one Paint container (VB) plug-in unit are summarized.