DE102006054786A1

DE102006054786A1 - Betriebsverfahren für einen Zerstäuber und entsprechende Beschichtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102006054786A1
Application number: DE102006054786A
Authority: DE
Inventors: Benjamin WÖHR; Hans-Jürgen Nolte; Andreas Fischer; Peter Marquardt
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-29
Also published as: EP2122427A1; MX2009005191A; JP5571385B2; US8097293B2; CN101542405B; CN101542405A; EP2122427B1; HUE042739T2; RU2009123467A; RU2443479C2; ES2710350T3; JP2010510055A; US20090220703A1; WO2008061584A1; TR201900660T4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Zerstäuber (1) zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkarosserieteilen, mit den folgenden Schritten: Applikation eines Sprühstrahls eines Beschichtungsmittels durch den Zerstäuber (1); Abgabe eines ersten Lenkluftstroms (11) zur Formung des Sprühstrahls; Ermittlung mindestens eines Applikationsparameters (eta, gamma, T, BC/CC, QLACK, n, U), der eine Eigenschaft (eta, gamma, T, BC/CC) des applizierten Beschichtungsmittels oder eine Betriebsgröße (QLACK, n, U) des Zerstäubers (1) wiedergibt, sowie Beeinflussung des ersten Lenkluftstroms (11) in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (eta, gamma, T, BC/CC, QLACK, n, U). Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechende Beschichtungseinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Zerstäuber zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkarosserieteilen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Beschichtungseinrichtung.
Aus EP 1 331 037 A2 ist ein Rotationszerstäuber bekannt, der mittels eines rotierenden Glockentellers einen Sprühstrahl eines Beschichtungsmittels abgibt. Zur Formung des von dem Glockenteller abgegebenen Sprühstrahls weist dieser Rotationszerstäuber eine Vielzahl von Lenkluftdüsen auf, die in zwei konzentrischen Ringen um den Glockenteller herum angeordnet sind und eine Lenkluftströmung im Wesentlichen axial von hinten auf den Sprühstrahl abgeben, wodurch die Sprühstrahlbreite eingestellt werden kann.
Bei einer Innenlackierung wird dann aufgrund der beengten Raumverhältnisse eine kleine Sprühstrahlbreite eingestellt, indem über die Lenkluftdüsen ein großer Lenkluftstrom abgegeben wird, der den Sprühstrahl von außen zusammendrückt.
Bei einer Außenlackierung wird dagegen vorzugsweise ein breiter Sprühstrahl eingestellt, um schnell und effizient große Bauteilflächen lackieren zu können. Hierzu wird allenfalls ein kleiner Lenkluftstrom abgegeben, so dass der Sprühstrahl nur in geringem Maße zusammengedrückt wird.
Bei dem bekannten Rotationszerstäuber werden also verschiedene Werte für den Lenkluftstrom eingestellt, um wahlweise einen schmalen Sprühstrahl oder einen breiten Sprühstrahl zu erzielen.
Nachteilig an dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Einstellung des Lenkluftstroms ist die Tatsache, dass der Zusammenhang zwischen einem bestimmten Lenkluftstrom und der resultierenden Sprühstrahlbreite im Betrieb des Rotationszerstäubers Schwankungen unterliegt, was eine genaue Einstellung der Sprühstrahlbreite erschwert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den vorstehend beschriebenen bekannten Rotationszerstäuber und das zugehörige Betriebsverfahren entsprechend zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren bzw. eine Beschichtungseinrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung beruht auf der technischen Erkenntnis, dass die Sprühstrahlbreite nicht nur von dem Lenkluftstrom anhängt, sondern auch von der kinetischen Energie der einzelnen Lacktröpfchen in dem applizierten Sprühstrahl. So erfordern individuelle Beschichtungsmittelparameter (z.B. Lackviskosität, Lackoberflächenspannung) individuell angepasst Zerstäuberparameter (z.B. Drehzahl des Glockentellers), um die individuell erforderlichen Tropfenspektren für einen optimalen Lackauftrag zu erreichen. Diese Anpassung der Zerstäuberparameter (z.B. Drehzahl des Glockentellers) an die aktuellen Beschichtungsmittelparameter (z.B. Lackviskosität) führt jedoch zu entsprechend individuell unterschiedlichen kinetischen Energien der Beschichtungsmitteltröpfchen, was in der Folge eine entsprechende Anpassung des Lenkluftstroms erforderlich macht, um die gewünschte Sprühstrahlbreite zu erzielen.
Die Erfindung sieht deshalb vor, dass im Betrieb des Zerstäubers mindestens ein Applikationsparameter ermittelt wird, der eine Eigenschaft (z.B. Viskosität, Oberflächenspannung) des applizierten Beschichtungsmittels oder eine Betriebsgröße (z.B. Drehzahl) des Zerstäubers wiedergibt und einen Einfluss auf den applizierten Sprühstrahl hat, insbesondere auf die kinetische Energie der abgesprühten Beschichtungsmitteltröpfchen.
In Abhängigkeit von diesem Applikationsparameter wird dann der Lenkluftstrom beeinflusst, um die gewünschte Form bzw. Breite des applizierten Sprühstrahls einzustellen. Die Berücksichtigung des Applikationsparameters bei der Beeinflussung des Lenkluftstroms bietet den Vorteil, dass die unterschiedlichen kinetischen Energien der applizierten Lacktröpfchen berücksichtigt werden können, wodurch sich die gewünschte Sprühstrahlbreite genauer einstellen lässt als bei dem eingangs beschriebenen herkömmlichen Rotationszerstäuber.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Applikationsparameters umfasst also alle Größen, die im Beschichtungsbetrieb einen Einfluss auf den Sprühstrahl haben, insbesondere auf die kinetische Energie der abgesprühten Beschichtungsmitteltröpfchen oder die Sprühstrahlform.
Vorzugsweise sieht die Erfindung vor, dass nicht nur ein einziger Lenkluftstrom abgegeben wird, sondern – wie bei der eingangs erwähnten Patentanmeldung EP 1 331 037 A2 – mindestens ein zusätzlicher Lenkluftstrom. Der Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Glockentellerdrehzahl) wird dann vorzugsweise zur Beeinflussung sämtlicher Lenkluftströme herangezogen.
Hierbei werden die einzelnen Lenkluftströme vorzugsweise in unterschiedliche Richtungen abgegeben, was an sich aus der bereits eingangs zitierten Patentanmeldung EP 1 331 037 A2 bekannt ist. Dabei überlagern sich vorzugsweise die einzelnen Lenkluftströme zu einer resultierenden Lenkluftströmung, deren Richtung von den einzelnen Lenkluftströmen abhängt. Durch eine individuelle Einstellung der einzelnen überlagerten Lenkluftströme lässt sich deshalb im Rahmen der Erfindung die Richtung der resultierenden Lenkluftströmung beeinflussen. Vorzugsweise erfolgt die Beeinflussung der Richtung der resultierenden Lenkluftströmung hierbei in Abhängigkeit von dem vorstehend erwähnten Applikationsparameter (z.B. Viskosität des Beschichtungsmittels, Drehzahl des Zerstäubers). Die Erfindung ermöglicht also eine variable Richtungsorientierung der resultierenden Lenkluftströmung zur erweiterten und flexiblen Parametrierung des Zerstäubers, um einen wirtschaftlichen Lackauftrag für verschiedenste Anforderungen mit optimaler Schichtstärke (Auftragswirkungsgrad), Schichtverteilung und Qualität zu erreichen.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass es sich bei dem zur Beeinflussung des Lenkluftstroms herangezogenen Applikationsparameters um die Viskosität des applizierten Beschichtungsmittels oder die Drehzahl des Zerstäubers handeln kann. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des interessierenden Applikationsparameters nicht auf diese beiden Parameter beschränkt, sondern auch mit anderen Parametern realisierbar. Beispielsweise kann es sich bei dem Applikationsparameter um die Oberflächenspannung des applizierten Beschichtungsmittels, die elektrische Spannung einer elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmittels, die Temperatur des applizier ten Beschichtungsmittels, die Umgebungstemperatur, den Beschichtungsmittelstrom und/oder den Typ des applizierten Beschichtungsmittels handeln. Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass mehrere der vorstehend genannten Applikationsparameters gemeinsam ausgewertet werden und gemeinsam den Lenkluftstrom beeinflussen.
Die einzelnen Lenkluftströme können im Rahmen der Erfindung wahlweise von einer gemeinsamen Luftversorgung oder von jeweils eigenen Luftversorgungen mit Lenkluft gespeist werden. Vorteilhaft an einer Speisung der einzelnen Lenkluftströme durch jeweils eigene Luftversorgungen ist jedoch die Tatsache, dass die einzelnen Lenkluftströme flexibel und unabhängig voneinander eingestellt werden können.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Lenkluftstrombeeinflussung im Rahmen der Erfindung vorzugsweise automatisch erfolgt, so dass kein Benutzereingriff erforderlich ist, um den Einfluss des variierenden Applikationsparameters bei der Einstellung der Sprühstrahlbreite zu kompensieren.
Ferner ist zu erwähnen, dass es sich bei den Beschichtungsmittel im Rahmen der Erfindung wahlweise um Pulverlack oder Nasslack (Lösemittellack oder Wasserlack) handeln kann. Die Erfindung ist also hinsichtlich des zu applizierenden Beschichtungsmittels nicht auf bestimmte Beschichtungsmitteltypen beschränkt.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur auf das vorstehend beschriebene Betriebsverfahren beschränkt ist, sondern auch eine entsprechende Beschichtungseinrichtung umfasst, wie sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung ergibt. Die Beeinflussung des Lenkluftstroms erfolgt hierbei durch eine Steuereinrichtung, die beispielsweise ein Lenk luftventil ansteuert, um den Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Glockentellerdrehzahl) bei der Beeinflussung des Lenkluftstroms zu berücksichtigen.
Bei zwei getrennten Lenkluftströmen beeinflusst die Steuereinrichtung vorzugsweise beide Lenkluftströme, wobei die Beeinflussung der einzelnen Lenkluftströme unabhängig voneinander erfolgen kann.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Lenkluftdüsenanordnung vorgesehen, die jeweils mehrere konzentrisch angeordnete Düsenöffnungen aufweißt, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die einzelnen Lenkluftströme können hierbei jeweils durch einen eigenen Kranz von Lenkluftdüsen abgegeben werden, wobei die einzelnen Lenkluftdüsenkränze vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Lenkluftdüsenkränze einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Ein Lenkluftstrom kann dann aus den außen liegenden Lenkluftdüsen abgegeben werden, während ein anderer Lenkluftstrom aus den innen liegenden Lenkluftdüsen abgegeben wird.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Lenkluftdüsenkränze im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen, so dass über den Umfang verteilt abwechselnd Düsenöffnungen der ersten Lenkluftdüsenanordnung und der zweiten Lenkluftdüsenanordnung angeordnet sind. Die Düsenöffnungen der beiden Lenkluftdüsenanordnungen können hierbei jeweils paarweise zusammengefasst sein, so dass über den Umfang verteilt zahlreiche Paare von Lenkluftdüsen angeordnet sind, wobei jedes dieser Paare für jeden Lenkluftstrom jeweils eine Lenkluftdüse aufweist.
Weiterhin besteht hierbei die Möglichkeit, dass die einzelnen Düsenöffnungen einen Drall in Umfangsrichtung aufweisen. Beispielsweise können auch die Düsenöffnungen der einen Lenkluftdüsenanordnung einen Drall in Umfangsrichtung aufweisen, während die Düsenöffnungen der anderen Lenkluftdüsenanordnung keinen Drall in Umfangsrichtung aufweisen. Hierbei können die mit einem Drall in Umfangsrichtung versehenen Düsenöffnungen einen Drallwinkel zwischen 30° und 60° aufweisen, wobei sich ein Drallwinkel von 45° als vorteilhaft erwiesen hat.
Schließlich ist zu erwähnen, dass im Rahmen der Erfindung auch drei oder mehr Lenkluftströme abgegeben werden können, um den Sprühstrahl zu formen. Der zusätzliche dritte Lenkluftstrom kann dabei in gleicher Weise beeinflusst werden, wie die beiden vorstehend beschriebenen Lenkluftströme. Darüber hinaus können die einzelnen Lenkluftströme auch als Freihalteluft eingesetzt werden, um den Glockenteller von Verschmutzungen frei zu halten. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Lenkluftströme erwärmt oder in sonstiger Weiser klimatisiert werden, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine aufgeschnittene Perspektivansicht eines Rotationszerstäubers mit zwei Lenklüften,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotationszerstäubers mit zwei Lenklüften,
3A eine Frontansicht eines Lenkluftrings mit zwei Lenkluftdüsenkränzen,
3B eine Querschnittsansicht des Lenkluftrings aus 3A,
4 eine Frontansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Lenkluftrings zur Verwendung im Rahmen der Erfindung,
5 eine schematische Seitenansicht eines Rotationszerstäubers mit zwei Lenklüften sowie
6 ein vereinfachtes Bild einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung.
Die Querschnittsansicht in 1 zeigt einen Rotationszerstäuber 1 zur Applikation von Nasslack, wie beispielsweise Lösemittellack oder Wasserlack.
Als Applikationselement weist der Rotationszerstäuber 1 einen Glockenteller 2 auf, der im Betrieb mit großer Geschwindigkeit rotiert und an einer ringförmig umlaufenden Absprühkante 3 einen Sprühstrahl 4 abgibt.
Der zu applizierende Nasslack wird hierbei durch ein Farbrohr 5 zugeführt und trifft dann zunächst in dem Glockenteller 2 auf eine mit dem Glockenteller 2 rotierende Umlenkscheibe 6 mit einer Durchgangsbohrung 7, wobei die Umlenkscheibe 6 den axial auftreffenden Lackstrom in zwei Teilströme 8, 9 aufteilt.
Der Teilstrom 8 wird von der Umlenkscheibe 6 in radialer Richtung seitlich abgelenkt und strömt aufgrund der im Be trieb auftretenden Zentrifugalkraft entlang einer innenliegenden Überstromfläche nach außen zu der Absprühkante 3, wo der Lack dann schließlich im Form des Sprühstrahls 4 abgegeben wird.
Der Teilstrom 9 tritt dagegen axial durch die Durchgangsbohrung 7 in der Umlenkscheibe 6 hindurch und strömt dann auf der Stirnfläche der Umlenkscheibe 6 aufgrund der Zentrifugalkraft in radialer Richtung nach außen, so dass auch die Stirnfläche der Umlenkscheibe 6 im Betrieb permanent von Lack überströmt wird.
Weiterhin weist der Rotationszerstäuber 1 einen Lenkluftring 10 auf, über den zwei Lenkluftströme 11, 12 nach vorne abgegeben werden, um den Sprühstrahl 4 zu formen.
Zur Abgabe des äußeren Lenkluftstroms 12 weist der Lenkluftring 10 einen Kranz von Lenkluftdüsen 13 auf, die über den Umfang des Lenkluftrings 10 verteilt in einem vorgegebenen Radius zu der Drehachse des Glockentellers 2 angeordnet sind.
Die Abgabe des inneren Lenkluftstroms 11 erfolgt ebenfalls durch einen Kranz von Lenkluftdüsen 14, die in dem Lenkluftring 11 in einem vorgegebenen Radius bezüglich der Drehachse des Glockentellers 2 angeordnet sind.
Die Lenkluftdüsen 13 geben den Lenkluftstrom 12 leicht schräg nach vorne außen ab, wobei der Lenkluftstrom 12 mit der Drehachse des Glockentellers 2 einen Winkel von ungefähr 15° einschließt.
Der Lenkluftstrom 11 wird dagegen von den Lenkluftdüsen 14 nahezu koaxial zu der Drehachse des Glockentellers 2 abgegeben.
Die beiden Lenkluftströme 11, 12 überlagern sich dann im Betrieb des Rotationszerstäubers 1 zu einer resultierenden Lenkluftströmung mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit und einer bestimmten Strömungsrichtung. Im Betrieb des Rotationszerstäubers 1 kann dann die Strömungsrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit der resultierenden Lenkluftströmung variiert werden, indem der Lenkluftstrom durch die Lenkluftdüsen 13, 14 unabhängig voneinander eingestellt wird. Die beiden Lenkluftströme 11, 12 werden dann so eingestellt, dass unabhängig von dem verwendeten Lack und unabhängig von den Betriebsparametern (z.B. Glockentellerdrehzahl) des Rotationszerstäubers 1 stets die gewünschte Form und Breite des Sprühstrahls 4 eingestellt wird. Bei dieser Einstellung wird berücksichtigt, dass individuelle Lackparameter, wie beispielsweise Lackviskosität und Lackoberflächenspannung, entsprechend angepasste Betriebsparameter (z.B. Drehzahl) des Rotationszerstäubers 1 erfordern, um die individuell erforderlichen Tropfenspektren für einen optimalen Lackauftrag zu erreichen, so dass die Tropfenspektren entsprechend unterschiedliche kinetische Energien aufweisen.
Darüber hinaus ermöglicht der Rotationszerstäuber 1 noch eine Außenspülung durch einen Spülmittelstrom 15, der über die Außenfläche des Glockentellers 2 geleitet wird und diesen dadurch von möglicherweise anhaftenden Lackresten befreit. Eine derartige Außenspülung ist jedoch an sich aus dem Stand der Technik bekannt und muss deshalb nicht näher beschrieben werden.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des kompletten Rotationszerstäubers 1 mit dem Glockenteller 2 und einem Befestigungszapfen 16 zur Befestigung des Rotationszerstäubers 1 an einer Roboterhandachse eines Lackierroboters, was an sich e benfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb hinsichtlich der Beschreibung des Rotationszerstäubers 1 auf die Patentanmeldung EP 1 331 037 A2 verwiesen, deren Inhalt der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang dazuzurechnen ist.
Die 3A und 3B zeigen eine Frontansicht bzw. eine Querschnittsansicht des Lenkluftrings 10 in einer möglichen alternativen Ausführungsform. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb im Wesentlichen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit des Lenkluftrings 10 besteht in diesem Ausführungsbeispiel darin, dass die inneren Lenkluftdüsen 14 und die äußeren Lenkluftdüsen 13 den jeweiligen Lenkluftstrom jeweils achsparallel zu der Drehachse des Glockentellers 2 abgegeben.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lenkluftrings 10, das ebenfalls weitgehend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten wieder dieselben Bezugszeichen wie zuvor verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in dem Lenkluftring 10 auf einem vorgegebenen Durchmesser 17 jeweils paarweise die Lenkluftdüsen 13 für den einen Lenkluftstrom und die Lenkluftdüsen 14 für den anderen Lenkluftstrom angeordnet sind. Über den Umfang verteilt sind hierbei zahlreiche derartige Paare der Lenkluftdüsen 13, 14 angeordnet. Die aus den Lenkluftdüsen 13, 14 austretenden beiden Lenkluftströme können hierbei unabhängig voneinander gesteuert werden und überlagern sich zu einer resultierenden Lenkluftströmung mit einer bestimmten Strömungsrichtung und einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit.
5 zeigt ein weiteres, stark vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers 1, das weitgehend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der innere Lenkluftstrom 11 achsparallel zur Rotationsachse des Glockentellers 2 abgegeben, wohingegen der Lenkluftstrom 12 in einem spitzen Winkel schräg nach außen abgegeben wird. Die beiden Lenkluftströme 11, 12 überlagern sich deshalb zu einer resultierenden Lenkluftströmung 18 mit einer bestimmten resultierenden Strömungsrichtung und einer entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit. Die beiden Lenkluftströme 11, 12 können hierbei unabhängig voneinander eingestellt werden, um die Strömungsrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit der resultierenden Lenkluftströmung 18 entsprechend den aktuellen Erfordernissen einzustellen.
6 zeigt in stark vereinfachter schematisierter Form ein Ausführungsbeispiel einer Beschichtungseinrichtung, die entsprechend der Erfindung die Einstellung der Lenkluftströme 11, 12 ermöglicht.
Zunächst weist die Beschichtungseinrichtung eine Lenkluftversorgung 19 auf, die den Rotationszerstäuber 1 mit dem Lenk luftstrom 11 versorgt, wobei die Lenkluftversorgung 19 von einer Steuereinheit 20 so angesteuert wird, dass die Lenkluftversorgung 19 einen vorgegebenen Lenkluftstrom Q_LL1 abgibt.
Weiterhin weist die Beschichtungseinrichtung eine zweite Lenkluftversorgung 21 auf, die dem Rotationszerstäuber 1 den zweiten Lenkluftstrom 12 zuführt, wobei auch die Lenkluftversorgung 21 von der Steuereinheit 20 so angesteuert wird, dass der Rotationszerstäuber 1 einen vorgegebenen Lenkluftstrom Q_LL2 abgibt.
Weiterhin weist die Beschichtungseinrichtung in herkömmlicher Weise eine Lackversorgung 22 auf, die den Rotationszerstäuber 1 mit einem vorgegebenen Lackstrom Q_LACK versorgt, wobei der gewünschte Lackstrom Q_LACK von einer Steuereinheit 23 vorgegeben wird.
Darüber hinaus weist die Beschichtungseinrichtung einen Hochspannungsgenerator 24 auf, der den Rotationszerstäuber 1 mit einer elektrostatischen Aufladungsspannung U versorgt, mit welcher der von dem Glockenteller 2 abgegebene Sprühstrahl 4 elektrostatisch aufgeladen wird. Die elektrostatische Aufladung des Sprühstrahls 4 ist aus dem Stand der Technik bekannt und muss deshalb nicht weiter beschrieben werden.
Ferner gibt die Steuereinheit 23 einen Drehzahlwert n an eine Turbinensteuerung 25 weiter, wobei die Turbinensteuerung 25 einen entsprechenden Turbinenluftstrom an den Rotationszerstäuber 1 abgibt, damit sich der Glockenteller 2 mit der gewünschten Drehzahl n dreht.
Die Steuereinheit 20 berechnet die beiden Lenkluftströme Q_LL1, Q_LL2 in Abhängigkeit von mehreren Applikationsparametern, die teilweise Betriebsgrößen des Rotationszerstäubers sind und teilweise Eigenschaften des applizierten Lacks wiedergeben. So berücksichtigt die Steuereinheit 20 den applizierten Lackstrom Q_LACK, die elektrostatische Aufladungsspannung U und die Drehzahl n des Glockentellers 2 als Betriebsgrößen des Rotationszerstäubers 1.
Weiterhin berücksichtigt die Steuereinheit bei der Berechnung der Lenkluftströme Q_LL1, Q_LL2 auch die Viskosität η, die Oberflächenspannung γ und die Temperatur T des applizierten Lacks. Schließlich berücksichtigt die Steuereinheit 20 auch die Art des verwendeten Lacks (BC: Base Coat oder CC: Clear Coat).
Bei der Berechnung der beiden Lenkluftströme Q_LL1, Q_LL2 berücksichtigt die Steuereinheit, dass sich in Abhängigkeit von den einzelnen Applikationsparametern unterschiedliche Tropfenspektren in den applizierten Sprühstrahl 4 ausbilden, die entsprechend unterschiedliche kinetische Energien aufweisen, so dass die beiden Lenkluftströme 11, 12 entsprechend angepasst ausgerichtet bzw. bemessen sein müssen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

1: Rotationszerstäuber
2: Glockenteller
3: Absprühkante
4: Sprühstrahl
5: Farbrohr
6: Umlenkscheibe
7: Durchgangsbohrung
8, 9: Teilstrom
10: Lenkluftring
11: Lenkluftstrom
12: Lenkluftstrom
13: Lenkluftdüsen
14: Lenkluftdüsen
15: Spülmittelstrom
16: Befestigungszapfen
17: Durchmesser
18: Lenkluftströmung
19: Lenkluftversorgung
20: Steuereinheit
21: Lenkluftversorgung
22: Lackversorgung
23: Steuereinheit
24: Hochspannungsgenerator
25: Turbinensteuerung

Claims

Betriebsverfahren für einen Zerstäuber (1) zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkarosserieteilen, mit den folgenden Schritten: a) Applikation eines Sprühstrahls (4) eines Beschichtungsmittels durch den Zerstäuber (1), b) Abgabe eines ersten Lenkluftstroms (11) zur Formung des Sprühstrahls (4), c) Ermittlung mindestens eines Applikationsparameters (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U), der eine Eigenschaft (η, γ, T, BC/CC) des applizierten Beschichtungsmittels oder eine Betriebsgröße (Q_LACK, n, U) des Zerstäubers (1) wiedergibt, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: d) Beeinflussung des ersten Lenkluftstroms (11) in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U).
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Abgabe eines zusätzlichen zweiten Lenkluftstroms (12) zur Formung des Sprühstrahls (4), und b) Beeinflussung auch des zweiten Lenkluftstroms (12) in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U).
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lenkluftstrom (11) in eine andere Richtung abgegeben wird als der zweite Lenkluftstrom (12).
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass a) sich der erste Lenkluftstrom (11) mit dem zweiten Lenkluftstrom (12) zu einer resultierenden Lenkluftströmung (18) überlagert, b) der erste Lenkluftstrom (11) und der zweite Lenkluftstrom (12) in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U) so beeinflusst werden, dass sich die Richtung der resultierenden Lenkluftströmung (18) ändert.
Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U) eine der folgenden Größen ist: a) Viskosität (η) des applizierten Beschichtungsmittels, b) Oberflächenspannung (γ) des applizierten Beschichtungsmittels, c) Drehzahl (n) des Zerstäubers (1), d) Elektrische Spannung (U) einer elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmittels, e) Temperatur (T) des applizierten Beschichtungsmittels, f) Umgebungstemperatur, g) Luftfeuchtigkeit, h) Beschichtungsmittelstrom (Q_LACK), i) Typ (BC/CC) des applizierten Beschichtungsmittels.
Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lenkluftstrom (11) und der zweite Lenkluftstrom (12) a) von einer gemeinsamen Luftversorgung mit Lenkluft gespeist werden, oder b) von jeweils einer eigenen Luftversorgung (19, 21) gespeist werden.
Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des ersten Lenkluftstroms (11) und/oder des zweiten Lenkluftstroms (12) automatisch in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U) erfolgt.
Beschichtungseinrichtung zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserieteilen, mit a) einem Zerstäuber (1) zur Applikation eines Sprühstrahls (4) des Beschichtungsmittels auf das zu beschichtende Bauteil, und b) einer ersten Lenkluftdüsenanordnung (14) zur Abgabe eines ersten Lenkluftstroms (11) zur Formung des Sprühstrahls (4), gekennzeichnet durch c) eine Steuereinrichtung (20) zur Beeinflussung des ersten Lenkluftstroms (11) in Abhängigkeit von mindestens einem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U), der eine Eigenschaft des applizierten Beschichtungsmittels oder eine Betriebsgröße des Zerstäubers (1) wiedergibt.
Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine zweite Lenkluftdüsenanordnung (13) zur Abgabe eines zweiten Lenkluftstroms (12) zur Formung des Sprühstrahls (4), wobei die Steuereinrichtung (20) auch den zweiten Lenkluftstrom (12) in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U) beeinflusst.
Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lenkluftdüsenanordnung (14) einerseits und die zweite Lenkluftdüsenanordnung (13) anderer seits die Lenkluftströme (11, 12) in unterschiedliche Richtung abgeben.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass a) sich der erste Lenkluftstrom (11) mit dem zweiten Lenkluftstrom (12) zu einer resultierenden Lenkluftströmung (18) überlagert, und b) die Steuereinrichtung (20) den erste Lenkluftstrom (11) und den zweiten Lenkluftstrom (12) in Abhängigkeit von dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U) so beeinflusst, dass sich die Richtung der resultierenden Lenkluftströmung (18) entsprechend dem Applikationsparameter (η, γ, T, BC/CC, Q_LACK, n, U) ändert.
Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch a) eine gemeinsame Luftversorgung zur Zuführung der beiden Lenkluftströme, oder b) jeweils eigene Luftversorgungen (19, 21) zur Zuführung der beiden Lenkluftströme (11, 12).
Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lenkluftdüsenanordnung (14) und/oder die zweite Lenkluftdüsenanordnung (13) jeweils mehrere konzentrisch angeordnete Düsenöffnungen aufweisen.
Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lenkluftdüsenanordnungen (13, 14) a) unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder b) im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen.
Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt abwechselnd Düsenöffnungen der ersten Lenkluftdüsenanordnung (14) und der zweiten Lenkluftdüsenanordnung (13) angeordnet sind.
Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Düsenöffnungen der ersten Lenkluftdüsenanordnung (14) einen Drall in Umfangsrichtung aufweisen, während b) die Düsenöffnungen der zweiten Lenkluftdüsenanordnung (13) keinen Drall in Umfangsrichtung aufweisen.
Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Drall in Umfangsrichtung versehenen Düsenöffnungen einen Drallwinkel zwischen 30° und 60° aufweisen.