EP0440179A2 - Sprühpistole für Flüssigkeiten - Google Patents

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Publication number
EP0440179A2
EP0440179A2 EP91101173A EP91101173A EP0440179A2 EP 0440179 A2 EP0440179 A2 EP 0440179A2 EP 91101173 A EP91101173 A EP 91101173A EP 91101173 A EP91101173 A EP 91101173A EP 0440179 A2 EP0440179 A2 EP 0440179A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
spray gun
compensation wall
nozzle valve
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91101173A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0440179A3 (en
Inventor
Berthold Dr. Daimler
Hans-Gerd Dr. Eckel
Willi Schweikert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP0440179A2 publication Critical patent/EP0440179A2/de
Publication of EP0440179A3 publication Critical patent/EP0440179A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
    • B05B9/08—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type
    • B05B9/085—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type with a liquid pump
    • B05B9/0877—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type with a liquid pump the pump being of pressure-accumulation type or being connected to a pressure accumulation chamber
    • B05B9/0883—Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type with a liquid pump the pump being of pressure-accumulation type or being connected to a pressure accumulation chamber having a discharge device fixed to the container

Definitions

  • the invention relates to a spray gun for liquids, comprising a manually operable nozzle valve, a manually operable liquid pump with an inlet and an outlet valve and a spring accumulator between the outlet and the nozzle valve.
  • Such a spray gun comprises two functional units connected by a hose line, one of which only comprises the nozzle valve and the other a transport container for the liquid to be sprayed which is to be carried on the back and in which the liquid pump and the spring accumulator are additionally arranged.
  • the spring accumulator consists of an air cushion which, depending on the volume of liquid fed in, experiences a more or less large compression.
  • the liquid pressure available at the nozzle valve is therefore subject to large fluctuations, which adversely affects the quality of the spray resulting from an actuation and favors the formation of liquid drops of a different size and speed.
  • the modules included are also of considerable size. A miniaturization to improve the handiness is excluded.
  • spray cans are used in which the liquid pressure available at the nozzle valve is of approximately the same size during the entire emptying phase. This results in the resulting spray pattern of great uniformity. However, it is based on the use of propellant gases in the spring mechanism, which are not considered to be environmentally friendly. In addition, the uniform spray pattern is lost at low temperatures.
  • the invention has for its object to develop a spray gun for liquids that can be used similarly to a spray can and that makes it possible to generate a spray of balanced droplet size and velocity largely independently of temperature fluctuations.
  • the spring accumulator is limited at least in a partial area by a compensation wall which is resiliently supported on a prestressed spring, the spring being mounted in such a way that there is no significant change in the spring force when the compensation wall is displaced.
  • the path of the compensation wall resulting from a displacement can be limited, for example, by stops on both sides, which are assigned either to the compensation wall itself or to the spring.
  • a mechanical spring is used, for example a coiled spring made of metal. This is so biased and matched to the size of the compensation wall that there is always a liquid pressure in the spring accumulator, which ensures optimal spraying of the liquid contained when the nozzle valve is actuated.
  • liquid pressure which, when the liquid emerges from the nozzle, forms droplets of more uniform Size, distribution and speed guaranteed. It is largely dependent on the type of liquid to be sprayed and the design of the nozzle used and can be determined in an experiment if necessary.
  • a suitable liquid pressure in relation to paints and hair fixers is in the range between 8 and 12 bar. It can be achieved using mechanical springs that are small in size. The spray gun according to the invention can thereby be made small and handy.
  • the path of the compensation wall is dimensioned such that the quantity dose escaping from it when the nozzle valve is operated normally is available up to 2 to 10 times.
  • the spray gun can be used similarly to the known spray cans and, if appropriate, in an upside-down position.
  • the spray gun according to the invention is provided with a manually operable liquid pump, which makes it possible to refill the spring accumulator independently of the actuation of the nozzle valve.
  • the liquid pump can be designed as a piston pump, the hydraulically effective cross section being dimensioned such that a very low actuating force of, for example, 10-30 N is sufficient for feeding the liquid into the spring accumulator.
  • the proposed spray gun is also easy to handle by people with lower physical strength, for example by children.
  • the liquid pump can also be designed as a peristaltic pump.
  • a lever ratio ensures that the actuating force can be easily applied.
  • Another version provides for the installation of an electric liquid pump powered by a battery or accumulator. This is started at the push of a button and switches off as soon as the pressure inside the pressure accumulator exceeds the maximum pressure permitted for optimal spraying of the liquid.
  • the spray gun can be provided with aids which indicate the degree of filling of the spring accumulator. It has proven to be particularly expedient if the compensation wall can be placed on the nozzle valve when the spring accumulator is emptied and if the nozzle valve can be closed by the compensation wall. For this purpose, it is only necessary that the nozzle valve is provided with a closing element arranged inside the spring accumulator, against which the compensation wall or a projection thereof bears when the spring accumulator is emptied, thereby causing the closing element to be pressed against its valve seat. The nozzle valve can then no longer be actuated, which signals to the user with sufficient clarity that the spring reservoir needs to be refilled by actuating the liquid pump.
  • At least one disc spring is used for the elastic support of the compensation wall, which has an S-shaped course of the spring characteristic.
  • the steep rise in the spring characteristic curve at the beginning of an elastic deformation is followed by a very wide range in which the elastic deformations do not cause any significant change in the spring force.
  • a change in this regard only occurs with even larger deformations, which in turn result in a steep increase the spring force are accompanied.
  • Only the central area of the spring characteristic is important in the context of the present invention. It is used in which stops are assigned to the plate spring or the compensation wall which is in engagement with the plate spring in such a way that only elastic deformations of the plate spring can occur within the horizontally running range of the spring characteristic during the intended use.
  • the plate spring can optionally form an integral part of the compensation wall, which considerably simplifies the manufacture of the spray gun according to the invention.
  • a plastic in particular a fiber-reinforced plastic, is expediently used for the production of a corresponding structural part.
  • the compensation wall When using a manually operated piston or peristaltic pump as the liquid pump, the compensation wall should have a hydraulically effective area which is 10 to 150 times as large as that of the liquid pump. In addition to a sufficiently easy operability of the liquid pump, sufficient effectiveness in filling the spring accumulator is achieved.
  • a particularly compact design which is reminiscent of the outer shape of spray cans, can be achieved if the spring accumulator, the compensation wall, the spring and the nozzle valve are arranged coaxially to one another.
  • the pump is formed by a piston pump, there is also the possibility of assigning the pump piston to the above-mentioned elements in a coaxial manner.
  • the unpressurized reserve container for the liquid to be sprayed can also be attached to an upper part in the same way as in the known spray cans, which combines the above-mentioned structural parts. A detachable attachment is also possible and allows further use after a first reserve container has been completely emptied.
  • Figures 1 to 3 Three different versions of spray guns.
  • Figure 4 The characteristic curve of one of the plate springs, which are used in the embodiments according to FIGS. 2 and 3.
  • the spray gun shown in FIG. 1 is intended for spraying a liquid contained in a reserve container 16 without pressure, for example a repair spray for automotive paints.
  • the reserve container 16 is of an essentially rotationally symmetrical shape and is fastened to an upper part 17 by a screw connection.
  • a suction pipe 18 is immersed in it, which is fastened to the inlet valve 4 of the manually operable liquid pump 2.
  • the outlet valve 5 of the liquid pump is arranged in the compensation wall 11, which is mounted in the cover 19 so as to be liquid-tight and displaceable in the vertical direction.
  • a seal 20 is used for sealing provided, for example an O-ring seal, which is arranged in an annular circumferential groove which is open in the radial direction to the outside of a ring projection 21 of the compensation wall 11 which points vertically upward.
  • the ring projection 21 also serves to guide the compensation wall in the vertical direction. In the operating position shown, it touches the stop 12 of the cover with its upwardly projecting end.
  • the compensation wall 11 is provided in the middle area with a one-piece, vertically downwardly projecting hollow cylinder 22, which is axially displaceable and liquid-tight on the hollow piston 23 of the liquid pump 2.
  • the hollow cylinder 22 is supported by a compression spring 24 on the lower part of the hollow piston 23.
  • the interior of the upper part 17 is connected to the interior of the reserve container 16 through an opening 34 and this interior is connected to the atmosphere through a further opening 33.
  • check valves or other suitable ventilation devices can be provided in the openings 33, 34. However, these must be designed in the area of the opening 34 so that leakage liquid passing through the compensation wall 11 can easily get back into the reserve container 16.
  • the cover 19 is provided with a radially inwardly facing annular projection 26 which is provided with a cylindrical opening in the center. This serves to guide the hollow cylinder 22 of the compensation wall 11.
  • the annular projection 26 is additionally provided with a stop 13 to limit the relative mobility of the compensation wall 11 downwards and with a support surface on which the spring 10, which supports the compensation wall 11 in the vertical direction, is made of metallic material is stored.
  • the spring 10 is designed as a helical spring. It is biased by the design and assignment of the stops 12, 13 to the compensation wall 11 such that there is no significant change in the spring force of the spring 10 with any relative displacement of the compensation wall 11 between the stops 12, 13.
  • the nozzle valve 8 is provided with an actuator 14 arranged in the interior of the spring accumulator 9, which is supported by a further compression spring 27 on the actuator of the outlet valve of the liquid pump 2.
  • the further compression spring 27 is dimensioned and designed such that, regardless of the relative assignment of the compensation wall 11 to the stops 12, 13, good operational reliability of the outlet valve 5 of the liquid pump 2 and of the nozzle valve 8 is always ensured.
  • the reference numbers 29 denote through-openings through which leakage liquid that may occur gets back into the reserve container 16.
  • the reserve container 16 can in turn be connected to the atmosphere through a ventilation opening 33.
  • This can also be conveniently replaced by an opening in the Side wall of upper part 17.
  • a check valve is expediently provided in the ventilation opening 33. This prevents liquid from escaping to the outside. this prevents it.
  • the ratio of the hydraulically effective cross sections of the compensation wall 11 and the liquid pump 2 is approximately 20. A small amount of power is required to fill the spring accumulator 9 if the cross section of the liquid pump is even smaller than indicated in the drawing for the sake of clarity. The stroke of the pump can also be chosen longer.
  • FIG. 2 shows an embodiment which differs from the one described above by a relatively simplified structure and which can thereby be produced more cost-effectively.
  • the spring accumulator 9 is preloaded with a plate spring 15, which consists of a glass fiber reinforced plastic and is produced in one piece with the hollow cylinder 22 of the liquid pump 2.
  • the plate spring is snapped into a groove in the cover in the region of its outer circumference and is statically sealed by an O-ring being inserted in relation to the cover 19.
  • the occurrence of leakage losses in the area in question is hereby excluded, and the spray gun can easily be used in an overhead position.
  • the plate spring 15 is provided in the central region with integrally formed, evenly distributed in the circumferential direction and projecting in the vertical direction pin 35, which prevent a further relative displacement of the plate spring 15 when touching the upper stop 12.
  • the stop 13 is formed by projections of a disk 30 which is tied into an undercut in the cover 19.
  • the embodiment shown in Figure 3 differs from that described above in that the liquid pump 2 is formed by a peristaltic pump.
  • the lever 32 is always in the position shown due to the elasticity of the hose 31 in the non-actuated state.
  • the cross-section of the hose 31 is reduced, which results in a shift of liquid components from the interior of the hose 31 into the spring accumulator 9.
  • the actuators of the nozzle valve 8 and the exhaust valve 5 are arranged opposite one another, which makes it possible to use the actuator 14 of the nozzle valve 8 as an upper stop 12 for the relative mobility of the plate spring 15.
  • the plate spring 15 is provided with projections 35 projecting vertically upwards and uniformly distributed in the circumferential direction, which can be placed against the underside of the actuator 14 in the uppermost position of the plate spring 15. In the completely emptied state of the spring accumulator 9, actuation of the nozzle valve is hereby excluded, which signals to the user that the liquid pump has to be refilled.
  • FIG. 4 shows a force-displacement diagram of a spring which is particularly suitable for the elastic prestressing of the spring accumulator of the spray gun proposed.
  • the spring characteristic has an S-shaped course with a particularly large deformation range in which there is no significant change in the spring force.
  • the pressure in the spring accumulator is largely constant regardless of the state of filling, which ensures the achievement of a balanced spray pattern in the entire working area. Exploitation of this effect succeeds in that the mobility of the compensation wall is limited by the targeted attachment of stops to the horizontal area of the spring characteristic of the associated spring.
  • the springs used are able to absorb a large preload. From this point of view, the use of disc springs is preferred.

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Abstract

Eine Sprühpistole für Flüssigkeiten (6) umfassend ein manuell betätigbares Düsenventil (8) eine Flüssigkeitspumpe (2) mit einem Ein- und einem Auslaßventil (4, 5) und einen Federspeicher (9), der zwischen dem Auslaßventil (5) und dem Düsenventil (8) angeordnet ist. Der Federspeicher (9) ist zumindest in einem Teilbereich durch eine auf einer Feder (10) abgestützte Kompensationswand (11) begrenzt. Die Feder ist so angebracht, daß sich bei einer Verschiebung der Kompensationswand keine nennenswerte Veränderung der Federkraft ergibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sprühpistole für Flüssigkeiten, umfassend ein manuell betätigbares Düsenventil, eine manuell betätigbare Flüssigkeitspumpe mit einem Ein- und einem Auslaßventil und einen Federspeicher zwischen dem Auslaß- und dem Düsenventil.
  • Eine solche Sprühpistole ist bekannt. Sie umfaßt zwei durch eine Schlauchleitung verbundene Funktionseinheiten, von denen die eine nur das Düsenventil umfaßt und die andere einen auf dem Rücken zu tragenden Transportbehälter für die zu versprühende Flüssigkeit, in dem zusätzlich die Flüssigkeitspumpe und der Federspeicher angeordnet sind. Der Federspeicher besteht aus einem Luftpolster, das in Abhängigkeit von dem eingespeisten Flüssigkeitsvolumen eine mehr oder weniger große Zusammenpressung erfährt. Der an dem Düsenventil verfügbare Flüssigkeitsdruck unterliegt dadurch großen Schwankungen, was die Qualität des sich bei einer Betätigung ergebenden Sprühnebels nachteilig beeinflußt und die Bildung von Flüssigkeitstropfen einer von einander abweichenden Größe und Geschwindigkeit begünstigt. Auch sind die enthaltenen Baugruppen aus funktionstech- nischen Gründen teilweise von erheblicher Größe. Eine Miniaturisierung zur Verbesserung der Handlichkeit ist hierdurch ausgeschlossen.
  • Für das Versprühen von Farben und Kosmetika in kleinen Mengen sind Sprühdosen gebräuchlich, bei denen der am Düsenventil verfügbare Flüssigkeitsdruck während der gesamten Entleerungsphase von annährend übereinstimmender Größe ist. Das resultierende Sprühbild ist hierdurch von großer Gleichmäßigkeit. Es beruht indessen auf der Verwendung von Treibgasen in dem Federspeicher, welche als nicht umweltverträglich angesehen werden. Außerdem geht das gleichmäßige Sprühbild bei niedrigen Temperaturen verloren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprühpistole für Flüssigkeiten zu entwickeln, die ähnlich wie eine Sprühdose verwendet werden kann und die es ermöglicht, weitgehend unabhängig von Temperaturschwankungen einen Sprühnebel von ausgeglichener Tröpfchengröße und -geschwindigkeit zu erzeugen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Sprühpistole der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
  • Bei der erfindungsgemäßen Sprühpistole ist der Federspeicher zumindest in einem Teilbereich durch eine auf einer vorgespannten Feder federnd abgestützten Kompensationswand begrenzt, wobei die Feder so angebracht ist, daß sich bei einer Verschiebung der Kompensationswand keine nennenswerten Veränderung der Federkraft ergibt. Der sich bei einer Verschiebung ergebende Weg der Kompensationswand kann beispielsweise durch Anschläge beiderseits begrenzt sein, die entweder der Kompensationswand selbst oder der Feder zugeordnet sind. Es gelangt eine mechanische Feder zur Anwendung, beispielsweise eine gewendelte Feder aus Metall. Diese ist so vorgespannt und mit der Größe der Kompensationswand abgestimmt, daß in dem Federspeicher stets ein Flüssigkeitsdruck herrscht, der ein optimales Versprühen der enthaltenen Flüssigkeit bei einer Betätigung des Düsenventils gewährleistet. Hierunter ist derjenige Flüssigkeitsdruck zu verstehen, der beim Austreten der Flüssigkeit aus der Düse eine Tröpfchenbildung von gleichmäßiger Größe, Verteilung und Geschwindigkeit gewährleistet. Er ist maßgeblich abhängig von der Art der zu versprühenden Flüssigkeit und der Ausbildung der verwendeten Düse und läßt sich gegebenenfalls im Versuch ermitteln. Ein zweckmäßiger Flüssigkeitsdruck in bezug auf Farben und Haarfestiger liegt im Bereich zwischen 8 und 12 bar. Er läßt sich unter Verwendung mechanischer Federn erzielen, die von geringer Größe sind. Die erfindungsgemäße Sprühpistole läßt sich hierdurch klein und handlich gestalten.
  • Der Weg der Kompensationswand ist so bemessen, daß die bei einer normalen Betätigung des Düsenventils aus diesem austretende Mengendosis ca. bis 2 bis 10 mal verfügbar ist. Die Sprühpistole läßt sich hierdurch ähnlich wie die bekannten Sprühdosen verwenden und gegebenenfalls in einer Überkopflage.
  • Neben dem manuell beätigbaren Düsenventil ist die erfindungsgemäße Sprühpistole mit einer manuell betätigbaren Flüssigkeitspumpe versehen, was es ermöglicht, den Federspeicher unabhängig von der Betätigung des Düsenventils erneut zu füllen. Die Flüssigkeitspumpe kann als Kolbenpumpe ausgebildet sein, wobei der hydraulisch wirksame Querschnitt so bemessen ist, daß eine sehr geringe Betätigungskraft von beispielsweise 10-30 N für die Einspeisung der Flüssigkeit in den Federspeicher genügt. Die vorgeschlagene Sprühpistole ist hierdurch auch von Personen mit geringerer Körperkraft leicht zu handhaben, beispielsweise von Kindern.
  • Gemäß der Erfindung kann die Flüssigkeitspumpe auch als Schlauchpumpe ausgebildet sein. Bei manueller Bedienung sorgt eine Hebelübersetzung dafür, daß die Betätigungskraft leicht aufgebracht werden kann. Eine weitere Ausführung sieht vor, eine durch Batterie oder Akkumulator mit Strom versorgte elektrische Flüssgkeitspumpe einzubauen. Diese wird durch Knopfdruck in Betrieb gesetzt und schaltet sich ab, sobald infolge Ausfüllung des Druckspeichers der darin herrschende Druck den für ein optimales Versprühen der Flüssigkeit zulässigen Maximaldruck übersteigt.
  • Die Sprühpistole kann mit Hilfsmitteln versehen sein, welche den Füllungsgrad des Federspeichers anzeigen. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Kompensationswand bei einer Entleerung des Federspeichers an das Düsenventil anlegbar ist und wenn das Düsenventil durch die Kompensationswand verschließbar ist. Hierzu ist es lediglich erforderlich, daß das Düsenventil mit einem innerhalb des Federspeichers angeordneten Schließglied versehen ist, an welches sich die Kompensationswand oder ein Vorsprung derselben bei einer Entleerung des Federspeichers anlegt und hierbei eine Anpressung des Schließgliedes an seinen Ventilsitz bewirkt. Das Düsenventil ist anschließend nicht mehr betätigbar, was dem Benutzer die Notwendigkeit einer Nachbefüllung des Federspeichers durch eine Betätigung der Flüssigkeitspumpe mit hinreichender Deutlichkeit signalisiert.
  • Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn für die elastische Abstützung der Kompensationswand mindestens eine Tellerfeder zur Anwendung gelangt, die einen S-förmigen Verlauf der Federkennlinie aufweist. Bei solchen Tellerfedern schließt sich an den Steilanstieg der Federkennlinie zu Beginn einer elastischen Deformierung ein sehr weiter Bereich an, in dem die elastischen Deformierungen keine nennenswerte Veränderung der Federkraft bedingen. Eine diesbezügliche Änderung ergibt sich erst bei noch größeren Deformierungen, welche wiederum von einer steilen Zunahme der Federkraft begleitet sind. Nur der mittlere Bereich der Federkennlinie ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Bedeutung. Er wird genutzt, in dem der Tellerfeder oder der mit der Tellerfeder in Eingriff stehenden Kompensationswand Anschläge so zugeordnet werden, daß sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung nur elastische Deformierungen der Tellerfeder innerhalb des horizontal verlaufenden Bereichs der Federkennlinie ergeben können.
  • Die Tellerfeder kann gegebenenfalls einen einstückigen Bestandteil der Kompensationswand bilden, was die Herstellung der erfindungsgemäßen Sprühpistole wesentlich vereinfacht. Zweckmäßigerweise gelangt für die Herstellung eines entsprechenden Konstruktionsteils die Verwendung eines Kunststoffes insbesondere eines faserverstärkten Kunststoffes zur Anwendung.
  • Die Kompensationswand soll bei Verwendung einer manuell betätigbaren Kolben- oder Schlauchpumpe als Flüssigkeitspumpe eine hydraulisch wirksame Fläche haben, die 10 bis 150 mal so groß ist wie diejenige der Flüssigkeitspumpe. Neben einer hinreichend leichten Betätigbarkeit der Flüssigkeitspumpe wird hierdurch eine ausreichende Effektivität bei der Auffüllung des Federspeichers erreicht.
  • Eine besonders kompakte Bauweise, die an die äußere Gestalt von Sprühdosen erinnert, läßt sich erreichen, wenn der Federspeicher, die Kompensationswand, die Feder und das Düsenventil koaxial zueinander angeordnet sind. Falls die Pumpe durch eine Kolbenpumpe gebildet ist, besteht hierbei auch die Möglichkeit, den Pumpenkolben den vorstehend angesprochenen Elementen in koaxialer Weise zuzuordnen. Das äußere Erscheinungsbild ist bei einer solchen Ausführung kaum von demjenigen einer Sprühdose zu unterscheiden. Auch kann der drucklose Reservebehälter für die zu versprühende Flüssigkeit in gleicher Weise wie bei den bekannten Sprühdosen an einem Oberteil befestigt sein, welches die vorstehend angesprochenen Konstruktionsteile in sich vereint. Eine lösbare Befestigung ist ebenfalls möglich und gestattet eine weitere Verwendung nach vollständiger Entleerung eines ersten Reservebehälters.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Es zeigen:
    Figuren 1 bis 3:
    Drei voneinander abweichende Ausführungen von Sprühpistolen.
    Figur 4:
    Die Kennlinie einer der Tellerfedern, die bei den Ausführungen nach den Figuren 2 und 3 zur Anwendung gelangen.
  • Die in Figur 1 gezeigte Sprühpistole ist für das Versprühen einer drucklos in einem Reservebehälter 16 enthaltenen Flüssigkeit bestimmt, beispielsweise eines Reperatursprays für Autolackierungen. Der Reservebehälter 16 ist von im wesentlichen rotationssymmetrischer Gestalt und durch eine Schraubverbindung an einem Oberteil 17 befestigt. In ihn taucht ein Saugrohr 18 ein, welches an dem Einlaßventil 4 der manuell betätigbaren Flüssigkeitspumpe 2 befestigt ist. Das Auslaßventil 5 der Flüssigkeitspumpe ist in der Kompensationswand 11 angeordnet, die flüssigkeitsdicht und in senkrechter Richtung verschiebbar in dem Deckel 19 gelagert ist. Für die Abdichtung ist eine Dichtung 20 vorgesehen, beispielsweise eine O-Ringdichtung, welche in einer ringförmig umlaufenden, in radialer Richtung nach außen offenen Nut eines senkrecht nach oben weisenden Ringvorsprunges 21 der Kompensationswand 11 angeordnet ist. Der Ringvorsprung 21 dient zugleich der Führung der Kompensationswand in senkrechter Richtung. Er berührt in der dargestellten Betriebsstellung mit seinem nach oben vorstehenden Ende den Anschlag 12 des Deckels.
  • Die Kompensationswand 11 ist im mittleren Bereich mit einem einstückig angeformten, senkrecht nach unten vorstehenden Hohlzylinder 22 versehen, welcher axial verschiebbar und flüssigkeitsdicht auf dem Hohlkolben 23 der Flüssigkeitspumpe 2 gelagert ist. Der Hohlzylinder 22 ist durch eine Druckfeder 24 auf dem unteren Teil des Hohlkolbens 23 abgestützt. Er nimmt dadurch im unbetätigten Zustand stets eine relativ zu dem Hohlkolben 23 nach oben verlagerte Position ein. Der Deckel 19 folgt der entsprechenden Bewegung. Diese wird begrenzt durch einen Anschlag 25, der zwischen dem Deckel 19 und dem Oberteil 17 vorgesehen ist.
  • Der Innenraum des Oberteils 17 ist durch eine Öffnung 34 mit dem Innenraum des Reservebehälters 16 verbunden und dieser Innenraum durch eine weitere Öffnung 33 mit der Atmosphäre. In den Innenräumen kann sich dadurch kein vom Atmosphären-Druck abweichender Druck ergeben. Um ein unerwünschtes Austreten von Flüssigkeit aus dem Reservebehälter zu verhindern, beispielsweise bei einer Überkopf-Verwendung, können in den Öffnungen 33, 34 Rückschlagventile oder andere geeignete Ventiliereinrichtungen vorgesehen sein. Diese müssen jedoch im Bereich der Öffnung 34 so beschaffen sein, daß die Kompensationswand 11 passierende Leckflüssigkeit problemlos in den Reservebehälter 16 zurückgelangen kann.
  • Der Deckel 19 ist mit einem radial nach innen weisenden Ringvorsprung 26 versehen, der mittig mit einer zylindrischen Durchbrechung versehen ist. Diese dient der Führung des Hohlzylinders 22 der Kompensationswand 11. Der Ringvorsprung 26 ist zusätzlich mit einem Anschlag 13 zur Begrenzung der Relativbeweglichkeit der Kompensationswand 11 nach unten versehen und mit einer Abstützfläche, auf der die die Kompensationswand 11 in senkrechter Richtung abstützende Feder 10 aus metallischem Werkstoff gelagert ist. Die Feder 10 ist als Wendelfeder gestaltet. Sie ist durch die Ausbildung und Zuordnung der Anschläge 12, 13 zu der Kompensationswand 11 derart vorgespannt, daß sich bei einer beliebigen Relativverlagerung der Kompensationswand 11 zwischen den Anschlägen 12, 13 keine nennenswerte Veränderung der Federkraft der Feder 10 ergibt. Hierdurch herrscht in dem Federspeicher 9 stets ein Druck, der bei einer Betätigung des den Deckel 19 durchdringenden Düsenventils 8 ein optimales Versprühen der enthaltenen Flüssigkeit aus der Düse 1 gestattet. Das Düsenventil 8 ist mit einem im inneren des Federspeichers 9 angeordneten Stellglied 14 versehen, welches durch eine weitere Druckfeder 27 auf dem Stellglied des Auslaßventils der Flüssigkeitspumpe 2 abgestützt ist. Die weitere Druckfeder 27 ist so bemessen und gestaltet, daß unabhängig von der relativen Zuordnung der Kompensationswand 11 zu den Anschlägen 12, 13 stets eine gute Funktionssicherheit einerseits des Auslaßventils 5 der Flüssigkeitspumpe 2 und andererseits des Düsenventils 8 gewährleistet ist. Die Bezugsziffern 29 bezeichnen Durchtrittsöffnungen, durch die evtl. auftretende Leckflüssigkeit zurück in den Reservebehälter 16 gelangt. Der Reservebehälter 16 kann seinerseits durch eine Belüftungsöffnung 33 mit der Atmosphäre verbunden sein. Diese kann zweckmäßig auch ersetzt werden durch eine Offnung in der Seitenwand von Oberteil 17. Um eine Benutzung in Überkopflage zu ermöglichen, ist in der Belüftungsöffnung 33 zweckmäßigerweise ein Rückschlagventil vorgesehen. Das Austreten von Flüssigkeit nach außen wird hierdurch verhindert. wird hierdurch verhindert.
  • Zur Funktion ist folgendes auszuführen:
    Zum Auffüllen des Federspeichers 9 ist es erforderlich, den Deckel 19 in Richtung des Doppelpfeiles 28 pumpend in eine auf- und abwärts gerichtete Relativbewegung in bezug auf das Oberteil 17 zu versetzen. Bei einer abwärts gerichteten Relativbewegung ist das Einlaßventil 4 der Flüssigkeitspumpe 2 geschlossen und das Auslaßventil 5 geöffnet. Das in der Pumpenkammer 3 der Flüssigkeitspumpe 2 enthaltene Flüssigkeitsvolumen wird dadurch teilweise durch das Auslaßventil hindurch und in den Federspeicher 9 hineingepreßt, was eine Relativverlagerung der Kompensationswand 11 in bezug auf den oberen Anschlag 12 bewirkt. Bei einer aufwärts gerichteten Relativbewegung des Deckels 19 in bezug auf das Oberteil 17 wird das Auslaßventil 5 durch die Kraft der weiteren Druckfeder 27 verschlossen und das Einlaßventil 4 geöffnet. Hierdurch wird Flüssigkeit 6 über das Saugrohr 18 aus dem Reservebehälter 16 angesogen und gelangt in das Innere der Pumpenkammer 3. Bei der nachfolgenden, erneuten Abwärtsbewegung des Deckels 19 wiederholt sich der Einspeisungsvorgang in den Federspeicher 9 wie vorstehend beschrieben. Der Vorgang kann solange fortgesetzt werden, bis die Kompensationswand 11 an dem unteren Anschlag 13 des Deckels zur Anlage gelangt. Es befindet sich dann ein hinreichend großes Flüssigkeitsvolumen in dem Federspeicher 9 für eine 2- bis 10-fache Betätigung des Düsenventils 8.
  • Das Verhältnis aus den hydraulisch wirksamen Querschnitten der Kompensationswand 11 und der Flüssigkeitspumpe 2 beträgt etwa 20. Für das Auffüllen des Federspeichers 9 ist ein geringer Kraftbedarf erforderlich, wenn der Querschnitt der Flüssigkeitspumpe noch geringer ist, als der Deutlichkeit halber in der Zeichnung angegeben. Auch der Hubweg der Pumpe kann größer gewählt werden.
  • Figur 2 zeigt eine Ausführung, die sich von der vorstehend beschriebenen durch einen relativ vereinfachten Aufbau unterscheidet und die hierdurch kostengünstiger erzeugbar ist. Der Federspeicher 9 steht hierbei unter der Vorbelastung einer Tellerfeder 15, welche aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht und einstückig mit dem Hohlzylinder 22 der Flüssigkeitspumpe 2 erzeugt ist. Die Tellerfeder ist im Bereich ihres Außenumfanges in eine Nut des Deckels eingeschnappt und durch Zwischenfügung eines O-Ringes gegenüber dem Deckel 19 statisch abgedichtet. Das Auftreten von Leckageverlusten in dem fraglichen Bereich ist hierdurch ausgeschlossen, eine Verwendung der Sprühpistole in einer Überkopfhaltung problemlos möglich.
  • Die Tellerfeder 15 ist im mittleren Bereich mit einstückig angeformten, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten und in senkrechter Richtung vorspringenden Zapfen 35 versehen, die bei einer Berührung des oberen Anschlages 12 eine weitere Relativverlagerung der Tellerfeder 15 verhindern. In Richtung nach unten wird der Anschlag 13 durch Vorsprünge einer Scheibe 30 gebildet, welche in eine Hinterschneidung des Deckels 19 eingeknüpft ist.
  • Die in Figur 3 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dadurch, daß die Flüssigkeitspumpe 2 durch eine Schlauchpumpe gebildet ist. Diese besteht im wesentlichen aus einem elastisch verformbaren Schlauch 31, der das Einlaßventil 4 und das Auslaßventil 5 miteinander verbindet und in der Zwischenzone durch eine Hebelmechanik in seinem Querschnitt verengbar ist. Der Hebel 32 befindet sich aufgrund der Elastizität des Schlauches 31 im nichtbetätigten Zustand stets in der dargestellten Position. Bei einer Betätigung ergibt sich eine Querschnittsverminderung des Schlauches 31, was eine Verlagerung von Flüssigkeitsbestandteilen aus dem Inneren des Schlauches 31 in den Federspeicher 9 zu Folge hat. In dem Federspeicher 9 sind die Stellglieder des Düsenventils 8 und des Auslaßventils 5 einander gegenüberliegend angeordnet, was es ermöglicht, das Stellglied 14 des Düsenventils 8 als oberen Anschlag 12 für die Relativbeweglichkeit der Tellerfeder 15 zu verwenden. Hierzu ist die Tellerfeder 15 mit senkrecht nach oben vorspringenden, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Vorsprüngen 35 versehen, welche in der obersten Stellung der Tellerfeder 15 an die Unterseite des Stellgliedes 14 anlegbar sind. Im völlig entleerten Zustand des Federspeichers 9 ist hierdurch eine Betätigung des Düsenventils ausgeschlossen, was dem Verwender signalisiert, daß eine erneute Befüllung durch die Flüssigkeitspumpe ansteht.
  • In Figur 4 ist ein Kraft-Wegdiagramm einer Feder wiedergegeben, welche für die elastische Vorspannung des Federspeichers der vorschlagsgemäßen Sprühpistole besonders geeignet ist. Die Federkennlinie hat hierin einen S-förmigen Verlauf mit einem besonders großen Verformungsbereich, in welchem sich keine nennenswerte Veränderung der Federkraft ergibt. Der Druck in dem Federspeicher ist hierdurch unabhängig vom Befüllungszustand weitgehend konstant, was die Erzielung eines ausgeglichenen Sprühbildes im gesamten Arbeitsbereich gewährleistet. Die Ausnutzung dieses Effektes gelingt dadurch, daß die Beweglichkeit der Kompensationswand durch die gezielte Anbringung von Anschlägen auf den horizontalen Bereich der Federkennlinie der zugehörigen Feder beschränkt ist. Zusätzlich ist es erforderlich, daß die verwendeten Federn eine große Vorlast aufzunehmen vermögen. Der Verwendung von Tellerfedern wird unter diesem Gesichtspunkt der Vorzug gegeben.

Claims (6)

  1. Sprühpistole für Flüssigkeiten, umfassend ein manuell betätigbares Düsenventil, eine Flüssigkeitspumpe mit einem Ein- und einem Auslaßventil und einem Federspeicher zwischen dem Auslaß- und dem Düsenventil, dadurch gekennzeichnet, daß der Federspeicher (9) zumindest in einem Teilbereich durch eine auf einer Feder (10) federnd abgestützte Kompensationswand (11) begrenzt ist, und daß die Feder (10) so angebracht ist, daß sich bei einer Verschiebung der Kompensationswand (11) keine nennenswerte Veränderung der Federkraft ergibt.
  2. Sprühpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswand (11) bei einer Entleerung des Federspeichers (9) an das Düsenventil (8) anlegbar ist und daß das Düsenventil (8) durch die Kompensationswand (11) verschließbar ist.
  3. Sprühpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) durch mindestens eine Tellerfeder (15) mit S-förmigem Verlauf der Federkennlinie gebildet ist.
  4. Sprühpistole nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (15) einen einstückig angeformten Bestandteil der Kompensationswand (11) bildet.
  5. Sprühpistole nach Anspruch 1 bis 4, bei der die Flüssigkeitspumpe durch eine manuell betätigbare Kolben- oder Schlauchpumpe gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswand (11) eine hydraulisch wirksame Fläche aufweist, die 10 bis 150 mal so groß ist wie die hydraulisch wirksame Fläche der Flüssigkeitspumpe (2).
  6. Sprühpistole nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Federspeicher (9), die Kompensationswand (11), die Feder (10) und das Düsenventil (8) koaxial zueinander angeordnet sind.
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