DE3003384C2 - Verfahren und Schaltung zum Betreiben einer Spritzpistole mit Schwingankerantrieb - Google Patents

Description

Lackierungen sehr unerwünscht ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird ein besonders abruptes Anhalten des Pumpenkolbens erhalten. Damit läßt sich die Spritzleiscung auf einen besonders kleinen Wert einstellen, wobei nach wie vor sichergestellt ist, daß bei der raschen Bewegung des Pumpenkolbens zwischen dem abrupten Beschleuniger, und dem abrupten Anhalten der erforderliche hohe Druck im Spritzkopf der Spritzpistole aufgebaut wird.

Ein Verfahren, wie es im Anspruch 3 angegeben ist, läßt sich besonders einfach unter Verwendung ohne weiteres zur Verfugung stehender Speisespannungsquellen durchführen. Hierfür kommen insbesondere das übliche Wechselspannungsnetz und Gleichspannungsquelien infrage.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Dtrstellung einer Spritzpistole mit Schwingankerantrieb und einer zugehörigen Betriebsschaltung;

F i g. 2 eine ähnliche Darstellung wie F i g. 1 mit abgewandelter Betriebsschaltung und

F i g. 3 ein Schaltbild einer Betriebsschaltung für eine Spritzpistole mit Schwingankerantrieb.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Spritzpistole 10 mit einem nicht näher gezeigten Schwingankerantrieb, welcher auf einen in horizontaler Richtung in einem Pumpenzylinder verlagerbaren Pumpenkolben arbeitet Im Pumpenzylinder ist in der Zylinderwand eine Ansaugöffnung vorgesehen, welche über ein Saugrohr mit einem Vorratsbehälter 12 für die zu zerstäubende Flüssigkeit in Verbindung steht Ansaugseitig weist die durch Pumpenkolben und Pumpenzylinder gebildete Kolbenpumpe kein gesondertes Ansaugventil auf, die Pumpe arbeitet ansaugseitig mit Schlitzsteuerung durch den Kolben selbst Auslaßseitig ist im Pumpenzylinder ein Rückschlagventil vorgesehen, über das die geförderte Flüssigkeit einem Spritzkopf 14 zugeführt wird. Diese Einzelheiten des Pumpenaufbaus und des Schwingankerantriebes sind in der Zeichnung nicht wiedergegeben, da sie als solche dem Fachmann bekannt sind.

Die in F i g. 1 in Form eines Blockschaltbildes angegebene Betriebsschaltung für die Spritzpistole 10 umfaßt eine Speisespannungsquelle 16, einen steuerbaren Schalter 18 und einen Signalgenerator 20. Die Speisespannungsqueüe !6 ist vorzugsweise eine Gleichspannungsquelle, z. B. eine Batterie oder ein Netzteil mit Gleichrichter. Der Signalgenerator 20 ist mit einstellbarer Impulsbreite und vorzugsweise zusätzlich mit einstellbarer Frequenz. Der steuerbare Schalter 18 kann ein Halbleiterschalter, insbesondere ein Leistungstransistor oder ein Thyristor sein. Diese elektronischen Bauelemente sind an sich bekannt und in verschiedenen Ausführungsformen auf dem Markt erhältlich und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

Die in F i g. 1 gezeigte Anordnung arbeitet wie folgt:

Der Signalgenerator 20 erzeugt ein Rechtecksignal mit steil ansteigenden und steil abfallenden Flanken. Dieses mit geringer Leistung bereitgestellte Ansteuersignal dient zur Modulierung der eingangsseitig am Schalter 18 anstehenden Speisespannung. Man erhält folglich am Ausgang des Schalters 18 ein Erregersignal für die Spritzpistole mit gleicher Frequenz und gleichem Tastverhältnis (Periode/Impulsbreite) wie das Ansteuersignal, jedoch mit hoher Leistung. Damit wird in der Feldspule des Schwingankerantriebes der Spritzpistole ein Magnetfeld periodisch sehr rasch aufgebaut und abgebaut und der Pumpenkolben wird entsprechend abrupt beschleunigt und abgebremst Die Amplitude des Pumpenförderhubes läßt sich durch Vergrößern des Tastverhältnisses des Ansteuersignales verkleinern, da hierbei zugleich die im zeitlichen Mittel dem Schwingankerantrieb zugeführte Energie entsprechend vermin-ίο den wird, wobei aber nach wie vor ein sehr rascher Aufbau und Abbau des magnetischen Feldes erzielt wird. Zur besseren Anpassung an die dynamischen Eigenschaften des Schwingankerantriebes und der Pumpe bei kleinen Amplituden kann zugleich mit der Änderung des Tastverhältnisses die Frequenz des Ansteuersignales etwas verändert werden. Dieses Nachführen der Frequenz kann in der Praxis mit der Änderung des Tastverhältnisses zwangsgekoppelt werden, z. B. durch mechanische Kopplung zweier die Impulsbreite und die Periode vorgebender Potentiometer des Rechtecksignalgenerators.

F i g. 2 zeigt eine ganz ähnliche Betriebsschaltung wie F i g. 1, nur ist anstelle einer Speisespannungsquelle und eines steuerbaren Schalters ein Leistungsverstärker 22 vorgesehen, der das vom Signalgenerator 20 bereitgestellte Ansteuersignal zum Energiesignal verstärkt, welches der Spritzpistole 10 zugeführt wird. Die Arbeitsweise dieser Betriebsschaltung entspricht im Ergebnis der Arbeitsweise der Betriebsschaltung nach F i g. 1.

F i g. 3 zeigt Einzelheiten einer F i g. 1 entsprechenden Betriebsschaltung, wobei die Speisespannungsquelle durch die Netzklemmen 24, 26 des Wechselspannungsnetzes ersetzt sind.
Als steuerbarer Schalter ist ein Thyristor 28 vorgesehen, welcher in Reihe zur Spule 30 des Schwingankerantriebes und zu einem von Hand betätigbaren Hauptschalter 32 geschaltet ist Die Torklemme des Thyristors 28 ist über eine Doppeldiode 34 mit einem phasendrehenden Spannungsteilerkreis verbunden, welcher eine über die Netzklemmen 24, 26 geschaltete Serienschaltung aus einem einstellbaren Widerstand 36 und einem Kondensator 38 aufweist, wobei letzterer noch durch eine weitere Serienschaltung aus einem Widerstand 40 und einem Kondensator 42 überbrückt ist. Der Netzwerksknoten zwischen dem Widerstand 40 und dem Kondensator 42 stellt den Ausgang des phasendrehenden Spannungsteilerkreises dar und ist mit der Doppeldiode 34 verbunden.
Durch Verstellen des Widerstandes 36 läßt sich der Phasenwinkel einstellen, bei welchem der Thyristor 28 durchsteuert. Zum Zeitpunkt des Durchsteuerns wird mit rasch ansteigender Flanke Spannung an die Spule 30 gelegt, so daß man ein rasches Beschleunigen des Pumpenkolbens erhält. Durch Vergrößern des Phaserswinkels, zu dem der Thyristor 28 durchsteuert, läßt sich das Tastverhältnis vergrößern und die Amplitude der Pumpenkolbenbewegung verkleinern. Nachdem in der Praxis Phasenwinkel zwischen 15 und 170° eingestellt werden können, läßt sich der Hub des Pumpenkolbens ersichtlich in sehr weiten Grenzen verändern.

Die in F i g. 3 wiedergegebene Betriebsschaltung läßt sich leicht zusätzlich zum Schwingankerantrieb im Gehäuse einer Spritzpistole unterbringen.
Verwendet man anstelle des Thyristors 28 einen Triac, so kann man den Schwingankerantrieb mit der doppelten Frequenz des Wechselstromnetzes betreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 rens. Patentansprüche: Spritzpistolen mit Schwingankerantrieb haben einen in einem Pumpenzylinder verschiebbaren Pumpenkol-

1. Verfahren zum Betreiben einer Spritzpistole ben, welcher durch eine Vorspannfeder in die Ansaugmit Schwingankerantrieb, bei welchem der Schwing- 5 stellung vorgespannt ist und zum Fördern der angeankerantrieb mit einem elektrischen Wechselsigna] saugten Flüssigkeit zu einem Spritzkopf der Pistole bin erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Elektromagneten entgegen der Kraft der zur Verminderung der pro Zeiteinheit von der Vorspannfeder verlagerbar ist Der Pumpenkolben, der Spritzpistole zerstäubten Flüssigkeit dem Schwing- Anker des Elektromagneten und die Vorspannfeder bilankerantrieb ein impulsbreiten-moduliertes Erre- 10 den zusammen ein schwingfähiges System, dem laufend gersignal zugeführt wird, welches steile Anstiegs- die beim Zerstäuben der Flüssigkeit verbrauchte Enerflanken hat gie vom Wechselspannungsnetz zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Bei diesen bekannten Spritzpistolen kann man die zeichnet daß dem Schwingankerantrieb ein impuls- Spritzleistung, d. h. die pro Zeiteinheit zerstäubte Flüsbreitenmoduliertes Erregersignal zugeführt wird, 15 sigkeitsmenge, dadurch einstellen, daß man den Saugweiches auch steil abfallende Flanken hat hub des Pumpenkolbens mittels eines verstellbaren me-

3. Verfahren nach Anspruch J oder 2, dadurch ge- chanischen Anschlages begrenzt Auf diese Weise läßt kennzeichnet daß die steilen Flanken durch Schal- sich die Spritzleistung aber nur bis auf etwa 300 g/min ten eines verglichen mit der Rankenanstiegszeit herabsetzen, da bei noch weiterer Verkleinerung des langsam veränderlichen Speisesignals erzeugt wer- 20 Kolbensaughubes die Rüssigkeit nicht mehr einwandden. frei zerstäubt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Durch die vorliegende Erfindung soll nun ein Verfahdadurch gekennzeichnet daß zur Verminderung der ren und eine Schaltung zum Betreiben einer Spritzpisto-Spritzleistung das Tastverhältnis des Impulsbreiten- Ie mit Schwingankerantrieb angegeben werden, welche modulierten Signales unter Beibehaltung der Ampli- 25 ein gutes Zerstäuben der Rüssigkeit auch bei kleiner tude vergrößert wird. Spritzleistung sicherstellen.

5. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelost durch ein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Schaldurch einen ein Steuersignal mit steiler Anstiegsflan- tung gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 10.

ke erzeugenden Ansteuerkreis (20) und einen zwi- 30 Während bisher die Einstellung der Spritzleistung bei sehen eine Speisespannungsquelle (16) und den schwingankerangetriebenen Spritzpistolen durch Ein-Schwingankerantrieb geschalteten steuerbaren stellung des Endes des Saughubes erfolgte und das Ende Schalter (18), dessen Steuerklemme mit dem Aus- des Förderhubes von der Spritzleistung unabhängig gegang des Ansteuerkreises (20) verbunden ist. wählt wurde, allenfalls gemäß der Viskosität der zu zer-

6. Schaltung nach Anspruch 5, wobei die Speise- 35 stäubenden Flüssigkeit eingestellt wurde, wenn durch Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle ist, den Pumpenkolben zugleich eine Zwangsbetätigung eidadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerkreis ei- nes förderseitigen Rückschlagventils erfolgte (vgl. die nen mit der Wechselspannungsquelle (24, 26) ver- CH-PS 3 60 625), wird bei dem erfindungsgemäßen Verbundenen Phasenschieberkreäs (36 bis 42) aufweist fahren mit einem fest vorgegebenen Endpunkt des und der steuerbare Schalter durch einen Thyristor 40 Saughubes gearbeitet, und über die Änderung der dem (28) oder einen Triac gebildet ist. Schwingankerantrieb zugeführten effektiven elektri-

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- sehen Leistung wird der vordere Endpunkt des Kolbenzeichnet daß zwischen den Ausgang des Phasen- förderhubes verändert. Damit kann vom Pumpenkolben schieberkreises (36 bis 42) und die Steuerklemme des pro Hub auch eine sehr kleine Flüssigkeitsmenge dem Thyristors (28) oder des Triacs eine Doppeldiode 45 Spritzkopf zugeführt werden, indem der Pumpenkolben (34) geschaltet ist. schon kurz nach demjenigen Zeitpunkt zum Anhalten

8. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- gebracht wird, zu dem er an der in einer Seitenwand des zeichnet, daß der Ansteuerkreis (20) durch einen Pumpenzylinders liegenden Ansaugöffnung vorbeige-Rechtecksignalgenerator oder einen Sägezahnsi- laufen ist. Trotzdem ist sichergestellt daß man am gnalgenerator gebildet ist. 50 Spritzkopf den für ein feines Zerstäuben der Flüssigkeit

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, notwendigen hohen Druck erhält, da der Schwingankerdadurch gekennzeichnet, daß zum steuerbaren antrieb beim erfindungsgemäßen Verfahren mit steil an-Schalter (18,28) ein von Hand betätigbarer Schalter steigende Flanken aufweisenden aufeinanderfolgenden (32) in Reihe geschaltet ist. Impulsen erregt wird und damit den Kolben entspre-

10. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens 55 chend abrupt beschleunigt.

nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet Mit der vorliegenden Erfindung werden als weitere

durch einen ein Steuersignal mit steiler Anstiegsflan- erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik

ke erzeugenden Signalgenerator (20) und einen die- erhalten eine erhebliche Verminderung des im Betrieb

sem nachgeschalteten Leistungsverstärker (22), des- erzeugten Geräusches und eine bessere Konstanz der

sen Ausgang mit dem Schwingankerantrieb verbun- 60 einmal eingestellten Spritzleistung. Bei den bekannten

den ist. Spritzpistolen erfolgt nämlich zu Ende des Saughubes

ein hartes Anschlagen des mit dem Pumpenkolben ver-

bundenen Ankers an einem gehäusefesten Anschlag,

was zu einem recht unangenehm empfundenen knat-65 ternden Geräusch führt. Durch dieses harte Anschlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben kann auch die vorgenommene Einstellung des Anschla-

einer Spritzpistole mit Schwingankerantrieb sowie ges selbst verändert werden, und zwar in Richtung grö-

Schaltungen zum Durchführen eines solchen Verfah- Berer Spritzleistung, was gerade beim Erzeugen feiner