DE102004032045A1

DE102004032045A1 - Rotationszerstäuber

Info

Publication number: DE102004032045A1
Application number: DE102004032045A
Authority: DE
Inventors: Alex Thür; Rolf Mazenauer; Jürgen Dipl.-Ing. Ghesla; Thomas Dipl.-Ing. Walser; Karsten Dipl.-Ing. Jüterbock
Original assignee: J Wagner AG
Current assignee: J Wagner AG
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-01-26

Abstract

Bei einem Rotationszerstäuber (1) mit einer in einem Gehäuse (11) angeordneten Glocke (12), die mit einer hochtourig antreibbaren Welle (14) trieblich verbunden und der das zu zerstäubende Medium zentral zuführbar ist, bestehen das Gehäuse (11) und die Glocke (12) in den einander zugeordneten Bereichen aus Kunststoff oder Aluminium und die Glocke (12) ist durch die Magnetkraft eines oder mehrerer Magnete (31, 32) an der Welle (14) arretiert. DOLLAR A Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Glocke (12) sicher an der Welle (14) zu halten, ohne dass es dazu eines großen Aufwandes bedarf. Ein selbsttätiges Lösen der Glocke (12) ist stets gesichert, da die Magnetkraft unabhängig von dem Betriebszustand der Welle (14) ständig wirkt. Auch kann die Glocke (12) leicht und in kurzer Zeit montiert und demontiert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationszerstäuber zum Vernebeln von flüssigen und pulverförmigen Medien, insbesondere von Farben, Pulverlacken und ähnlichen Werkstoffen, mit einer in einem zylinderförmigen Gehäuse angeordneten Glocke, die mit einer hochtourig antreibbaren Welle trieblich verbunden und der das zu zerstäubende Medium zentral zuführbar ist.

Durch die US 5 632 448 ist ein derartiger Rotationszerstäuber bekannt. Die Glocke ist bei dieser Ausgestaltung auf einem Ende der Welle aufgeschraubt und an einer kegelstumpfartig ausgebildeten Anlagefläche abgestützt. Die Montage der Glocke ist somit zwar auf einfache Weise zu bewerkstelligen, zur Demontage, um die Glocke zu Reinigungszwecken abnehmen zu können, ist es aber erforderlich, die Welle gegen Verdrehung zu arretieren. Da die in dem Gehäuse eingebaute Welle aber nicht ohne Weiteres zugänglich ist, ist dies mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Vor allem aber ist bei dieser bekannten Befestigung der Glocke an der Welle von Nachteil, dass keine Sicherung der Glocke gegen selbstständiges Lösen gegeben ist. Bei einem Störfall, z.B. bedingt durch einen plötzlichen Stillstand der Welle, kann die mit hohen Umdrehungen umlaufende Glocke von der Welle, indem sich das Gewinde aufschraubt, getrennt und aus dem Gehäuse herausgeschleudert werden. Aber auch bei Inbetriebnahme des Rotationszerstäubers bzw. beim Abbremsen der Glocke kann die Schraubverbindung sich lösen, ein störungsfreier Betrieb ist demnach nicht gewährleistet, vielmehr ist dadurch bedingt eine hohe Unfallgefahr gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Rotationszerstäuber der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem stets eine sichere Befestigung der Glocke an der Welle gewährleistet ist. Ein selbsttätiges Lösen der Glocke, und zwar auch bei einem plötzlichen Stillstand der Welle, soll nahezu ausgeschlossen sein, auch soll die Glocke einfach und in kurzer Zeit montiert und demontiert werden können, so dass bei evtl. Reinigungsarbeiten nur kurze Betriebsunterbrechungen in Kauf zu nehmen sind. Der dazu erforderliche Bauaufwand soll gering gehalten werden, dennoch soll eine hohe Betriebssicherheit gegeben sein.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Rotationszerstäuber der vorgenannten Gattung dadurch erreicht, dass das Gehäuse und die Glocke zumindest in den einander zugeordneten Bereichen aus Kunststoff oder Aluminium bestehen und dass die Glocke durch die Magnetkraft eines oder mehrerer über einen definierten Luftspalt wirksamer Magnete an der Welle arretiert ist.

Die Arretierung der Glocke kann in der Weise bewerkstelligt werden, dass die in die Welle und/oder in das Gehäuse in dem der Glocke zugekehrten Endbereich oder in einem diesem zugekehrten Fuß der Glocke jeweils ein oder mehrere Permanentmagnete eingesetzt sind, die mit einem oder mehreren in einem gegenüberliegenden an der Welle angeformten Flansch angeordneten Permanentmagneten oder einem oder mehreren Einsatzstücken aus einem ferromagnetischen Werkstoff oder in umgekehrter Anordnung zusammenwirken.

Angebracht ist es des Weiteren, die in der Welle, dem Gehäuse und/oder der Glocke vorgesehenen Permanentmagnete oder Einsatzstücke jeweils als geschlossene Ringe auszubilden und nach einer bevorzugten Ausführungsform in dem Gehäuse einen vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Permanentmagneten ortsfest anzuordnen und in der Glocke einen magnetisierbaren Ring aus ferromagnetischem Material als Einsatzstück einzusetzen.

Zur Erzeugung der Magnetkraft kann aber auch in dem Gehäuse in dem der Glocke zugekehrten Endbereich ein schaltbarer Elektromagnet eingesetzt werden, der mit einem in der Glocke vorgesehenen Anker zusammenwirkt.

Um den Luftspalt zwischen den Magneten bzw. zwischen diesen und den Einsatzstücken zu definieren, ist es vorteilhaft, wenn die Welle in dem der Glocke zugekehrten Endbereich eine als Kegelstumpf ausgebildete Lagerfläche aufweist, auf der die Glocke mit einer korrespondierenden Gegenfläche abgestützt ist.

Nach einer andersartigen Ausgestaltung ist es aber zu dem gleichen Zweck auch möglich, die Welle in dem der Glocke zugekehrten Endbereich mit einer oder mehreren zueinander abgestuften zylindrischen Lagerflächen zu versehen, auf denen die Glocke mittels korrespondierender Gegenflächen aufliegt, und zwischen den in der Welle bzw. dem Gehäuse und der Glocke eingesetzten Magneten oder ferromagnetischen Einsatzstücken eine Distanzscheibe aus einem isolierenden Werkstoff anzuordnen.

Zum Antrieb der mit der Glocke trieblich verbundenen Welle kann eine von Druckluft beaufschlagbare in dem Gehäuse angeordnete Turbine vorgesehen werden, auch kann die Welle drehbar in dem Gehäuse gelagert sein. Des Weiteren kann zur Zuführung des zu zerstäubenden Mediums in der Glocke eine zentrisch in dem Gehäuse ortsfest angeordnete als Rohr ausgebildete Leitung vorgesehen sein, die in dem der Glocke zugekehrten Endbereich oder diese mit einem Verteilerkopf versehen ist, und der Glocke kann über im äußeren Bereich des Gehäuses in dieses eingearbeitete vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Bohrungen Formluft zugeführt werden, um den Spritzstrahl im äußeren Bereich zu formen.

Wird ein Rotationszerstäuber gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist nicht nur eine einfache Montage und Demontage der Glocke problemlos in kurzer Zeit vorzunehmen, sondern es ist vor allem gewährleistet, dass die Glocke, die mit hohen Drehzahlen bis zu 40 000 Umdrehungen pro Minute zusammen mit der Welle umläuft, stets gesichert ist. Selbst wenn die Welle plötzlich stillgesetzt wird, ist ein Abschleudern der Glocke nahezu ausgeschlossen, da die Magnetkraft unabhängig von dem Betriebszustand der Welle ständig wirkt und die Glocke dadurch festgehalten wird.

Der Bauaufwand, mittels dem dies zu bewerkstelligen ist, ist äußerst gering, da keine besonderen Bearbeitungen erforderlich sind und lediglich ein Magnetkreis zu schaffen ist, um die Glocke an der Welle zu arretieren. Dennoch ist eine stets zufriedenstellende Halterung der Glocke sichergestellt. Außerdem kann die Glocke, um diese im Bedarfsfall reinigen zu können, ohne besondere Werkzeuge und Vorkenntnisse von der Welle abgenommen werden, da dazu nur die Magnetkraft durch eine Axialbewegung zu überwinden ist. Die in derartigen Fällen notwendigen Betriebsunterbrechungen können somit gering gehalten werden, zumal auch die erneute Montage keine Schwierigkeiten bereitet. Bei einfacher Handhabung, hoher Funktionalität und großer Betriebssicherheit wird demnach durch die vorschlagsgemäße Ausgestaltung die Einsatzbereitschaft eines Rotationszerstäubers in einem erheblichen Maße gesteigert.

In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Rotationszerstäubers sowie Ausführungsvarianten dargestellt und nachfolgend im Einzelnen erläutert. Hierbei zeigt jeweils in einem Axialschnitt:
1 den Rotationszerstäuber mit einer durch Magnetkraft an der Welle arretierten Glocke,
2 den Rotationszerstäuber nach 1, mit demontierter Glocke,
3 eine andersartige Ausgestaltung des magnetischen Kreises bei dem Rotationszerstäuber nach 1,
4 den Rotationszerstäuber nach 1 mit einem durch einen Elektromagneten gebildeten magnetischen Kreis und
5 eine andersartige Lagerung der Glocke auf der Welle bei dem Rotationszerstäuber nach 1.
Der in den 1 bis 5 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnete Rotationszerstäuber dient zum Vernebeln von flüssigen oder pulverförmigen Medien, wie z.B. Farben oder Pulverlacken, und besteht im Wesentlichen aus einem etwa zylindrischen Gehäuse 11 aus Kunststoff oder Aluminium, einer in diesem mittels Wälzlager 15 drehbar abgestützten und durch eine von Druckluft beaufschlagte Turbine 16 hochtourig angetriebene Welle 14 und einer mit dieser trieblich verbundenen Glocke 12, ebenfalls aus Kunststoff oder Aluminium, der das zu zerstäubende Medium zentral zuführbar ist. Dazu ist in eine in der Welle 14 zentrisch angeordneten Bohrung 19 eine als Rohr 21 ausgebildete ortsfeste Zuführungsleitung 20 eingesetzt, in die das Medium, wie dies durch den mit 2 gekennzeichneten Pfeil verdeutlicht ist, einströmt und in dem in in der Glocke 12 zugekehrten Endbereich in das Rohr 21 eingearbeitete Bohrungen 22 aus diesen austritt und in einen an der Glocke 12 angeformten Verteilerkopf 23 gelangt. Über in dem Verteilerkopf 23 vorgesehene Bohrungen 23' wird das Medium der Innenmantelfläche 13 der Glocke 12 zugeführt. Aufgrund der hohen Umlaufgeschwindigkeit der Glocke 12 wird in dieser das Medium gleichmäßig als Film verteilt und als Farbnebel abgeschleudert.
Der Turbine 16 strömt die zu deren Antrieb erforderliche Druckluft über in dem ortsfest abgestützten Gehäuse 11 eingearbeitete Bohrungen 17 zu und über weitere Bohrungen 18 tritt die Luft nach Abgabe der aufgenommenen Druckenergie wiederum aus dem Gehäuse 11 aus. Durch die Pfeile 3 und 4 ist der Verlauf der Druckluft gekennzeichnet. Des Weiteren sind im äußeren Bereich des Gehäuses 11 in dieses mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete axial gerichtete Bohrungen 30 eingearbeitet, durch die, wie dies durch den Pfeil 5 dargestellt ist, Formluft der Glocke 12 zuführbar ist. Das von der Glocke 12 abgegebene Medium wird somit von einem Luftmantel umgeben, so dass der Spritzstrahl geformtist.
Um die Glocke 12 auf einfache Weise trieblich mit der Welle 14 sicher zu verbinden, sind bei dem Rotationszerstäuber 1 nach 1 in einen an der Welle 14 angeformten Flansch 24 sowie in einen Fuß 25 der Glocke 12 jeweils in ringförmige Ausnehmungen 26 bzw. 27 Permanentmagnete 31 bzw. 32 eingesetzt. Die Permanentmagnete 31 und 32 sind mit einem definierten axialen Abstand zueinander angeordnet, so dass ein Luftspalt 33 zwischen diesen und somit ein magnetischer Kreis geschaffen ist, durch den die Glocke 12 gehalten wird. Der definierte Luftspalt 33 zwischen den beiden Permanentmagneten 31 und 32 wird durch kegelig gestaltete an der Welle 14 und der Glocke 12 angearbeitete Anlageflächen 28 bzw. 29 bewerkstelligt, über die die Glocke 12 an der Welle 14 abgestützt ist.
Zur Montage der Glocke 12 ist diese auf die kegelige Anlagefläche 28 der Welle 14 auf zustecken. Durch die Kraft der als geschlossene Ringe ausgebildeten Permanentmagnete 31 und 32 ist die Glocke 12 sofort trieblich mit der Welle 14 verbunden und an dieser arretiert, ohne dass besondere Montagearbeiten vorzunehmen sind. Um die Glocke 12 von der Welle 14 abzunehmen, damit diese eventuell gereinigt werden kann, ist diese, wie dies in 2 gezeigt ist, nur axial von der Welle 14 abzuziehen. Dazu sind ebenfalls keine Werkzeuge oder besondere Vorkenntnisse erforderlich, lediglich die magnetische Haltekraft ist zu überwinden. Der Ab- und Anbau der Glocke 12 ist demnach in kurzer Zeit ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen.
Bei der Ausgestaltung nach 3 ist in den Fuß 25 der Glocke 12 in die Ausnehmung 27 ein als Ring 35 ausgebildetes Einsatzstück 34 aus einem mangetisierbaren ferromagnetischen Material eingebaut. Auf diese Weise ist ebenfalls ein magnetischer Kreis geschaffen, durch dessen Magnetkraft die Glocke 12 auf der kegeligen Anlagefläche 28 der Welle 14 arretiert ist.
Gemäß 4 ist in das ortsfest angeordnete Gehäuse 11 des Rotationszerstäubers 1 ein Elektromagnet 36 eingebaut, der mit einem in dem Fuß 25 der Glocke 12 vorgesehenen Anker 37 zusammenwirkt. Die elektrische Energie zum Betrieb des Elektromagneten 36 wird diesem über eine Stromleitung 38 zugeführt. Bei abgeschaltetem Elektromagnet kann somit die Glocke 12 leicht von der Welle 14 abgenommen werden. Dennoch ist sichergestellt, da der Elektromagnet 36 in der Weise geschaltet werden kann, dass der Rotationszerstäuber 1 nur bei erregtem Elektromagnet 36 in Betrieb genommen wird, dass die Glocke 12 sicher mit der Welle 14 verbunden ist.
Nach 5 ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Magneten 31 und 32, um den Luftspalt 33 zwischen diesen zu definieren, eine Distanzscheibe 39 angeordnet ist. Durch die als abgesetzt ausgebildete zylindrische Anlageflächen 28' und 28'' bzw. 29' und 29'' an der Welle 14 und der Glocke 12 ist nämlich die Breite des Luftspaltes 33 nicht exakt einstellbar. Mittels der aus einem Isolierwerkstoff bestehenden Distanzscheibe 39 ist aber der Luftspalt 33 leicht zu definieren.

Claims

Rotationszerstäuber (1) zum Vernebeln von flüssigen und pulverförmigen Medien, insbesondere von Farben, Pulverlacken und ähnlichen Werkstoffen, mit einer in einem zylinderförmigen Gehäuse (11) angeordneten Glocke (12), die mit einer hochtourig antreibbaren Welle (14) trieblich verbunden und der das zu zerstäubende Medium zentral zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) und die Glocke (12) zumindest in den einander zugeordneten Bereichen aus Kunststoff oder Aluminium bestehen und dass die Glocke (12) durch die Magnetkraft eines oder mehrerer über einen definierten Luftspalt (33) wirksamer Magnete (31, 32, 34, 36, 37) an der Welle (14) arretiert ist.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Welle (14) und/oder in das Gehäuse (11) in dem der Glocke (12) zugekehrten Endbereich oder in einem diesem zugekehrten Fuß (25) der Glocke (12) jeweils ein oder mehrere Permanentmagnete (32) eingesetzt sind, die mit einem oder mehreren in einem gegenüberliegenden an der Welle (14) angeformten Flansch (24) angeordneten Permanentmagneten (31) oder einem oder mehreren Einsatzstücken (34) aus einem ferromagnetischen Werkstoff oder in umgekehrter Anordnung zusammenwirken.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Welle (14), dem Gehäuse (11) und/oder der Glocke (12) vorgesehenen Permanentmagnete (31, 32) oder Einsatzstücke (34) jeweils als geschlossene Ringe ausgebildet sind.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (11) ein vorzugsweise ringförmig ausgebildeter Permanentmagnet (31) ortsfest angeordnet und in der Glocke (12) ein magnetisierbarer Ring (35) aus ferromagnetischem Material als Einsatzstück (34) eingesetzt sind.
Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (11) in dem der Glocke (12) zugekehrten Endbereich ein schaltbarer Elektromagnet (36) eingesetzt ist, der mit einem in der Glocke vorgesehenen Anker (37) zusammenwirkt.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) in dem der Glocke (12) zugekehrten Endbereich eine als Kegelstumpf ausgebildete Lagerfläche (28) aufweist, auf der die Glocke (12) mit einer korrespondierenden Gegenfläche (29) abgestützt ist.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) in dem der Glocke (12) zugekehrten Endbereich mit einer oder mehreren zueinander abgestuften zylindrischen Lagerflächen (28', 28'') versehen ist, auf denen die Glocke (12) mittels korrespondierender Gegenflächen (29', 29'') aufliegt, und dass zwischen den in der Welle (14) bzw. dem Gehäuse (11) und der Glocke (12) eingesetzten Magneten (31, 32) oder ferromagnetischen Einsatzstücken (34) eine Distanzscheibe (39) aus einem isolierenden Werkstoff angeordnet ist.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der mit der Glocke (12) trieblich verbundenen Welle (14) eine von Druckluft beaufschlagbare in dem Gehäuse (11) angeordnete Turbine (16) vorgesehen ist.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) drehbar in dem Gehäuse (11) gelagert ist.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung des zu zerstäubenden Mediums in der Glocke (12) eine zentrisch in dem Gehäuse (11) ortsfest angeordneten als Rohr ausgebildete Leitung (20) vorgesehen, die in dem der Glocke (12) zugekehrten Endbereich oder diese mit einem Verteilerkopf (23) versehen ist.
Rotationszerstäuber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Glocke (12) über im äußeren Bereich des Gehäuses (11) in dieses eingearbeitete vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Bohrungen (30) Formluft zuführbar ist.