DE102009034645A1

DE102009034645A1 - Sprühkörperwelle und zugehöriger Absprühkörper für einen Rotationszerstäuber

Info

Publication number: DE102009034645A1
Application number: DE102009034645A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Seiz; Frank Herre; Michael Baumann; Harry Krumma; Hans-Jürgen Dr. Nolte; Manfred Michelfelder; Rainer Melcher; Timo Beyl
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-25
Also published as: DE102009034645B4

Abstract

Die Erfindung betrifft verschiedene neue Glockentellerbefestigungen mittels Polygonspanntechnik, einer Fliehkraftspannzange, einem konischen Innengewinde in der Glockentellerwelle und einer zentralen Spannschraube.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühkörperwelle, insbesondere eine Glockentellerwelle für einen Rotationszerstäuber. Weiterhin betrifft die Erfindung einen entsprechend angepassten Absprühkörper, insbesondere in Form einen Glockentellers.
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Applikationsgerät in der Regel Rotationszerstäuber eingesetzt, die als Absprühkörper einen rotierenden Glockenteller aufweisen. Der Glockenteller ist hierbei in der Regel mittels einer Schraubverbindung an der Glockentellerwelle des Rotationszerstäubers montiert, wobei die lösbare Schraubverbindung einen verschleißbedingten Austausch des Glockentellers ermöglicht, der regelmäßig zu Reinigungszwecken demontiert wird. Darüber hinaus bewirkt die Schraubverbindung auch eine Zentrierung des Glockentellers in der Turbinenhohlwelle.
Nachteilig an dieser herkömmlichen Glockentellerbefestigung mittels einer Schraubverbindung ist zunächst die Verschmutzungsneigung des Außengewindes des Glockentellers und des Innengewindes der Glockentellerwelle. Dies ist besonders störend, weil diese Gewinde nur mit einem hohen Zeitaufwand gereinigt werden können.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Glockentellerbefestigung besteht darin, dass zum Aufschrauben des Glockentellers in der Regel mindestens fünf Umdrehungen des Glockentellers relativ zu der Glockentellerwelle erforderlich sind, um eine belastbare Schraubverbindung zu bilden. Bei einem verschleiß- oder reinigungsbedingten Austausch des Glockentellers sind ebenfalls entsprechend viele Umdrehungen des Glockentellers relativ zu der Glockentellerwelle erforderlich, um den Glockenteller von der Glockentellerwelle zu lösen.
Darüber hinaus besteht bei der herkömmlichen Glockentellerbefestigung mittels einer Verschraubung. die Gefahr, dass sich der Glockenteller bei einem ruckartigen Bremsen des Glockentellers bei einem Blockieren der Lagereinheit ungewollt löst, was bei den im Betrieb auftretenden hohen Drehzahlen von ungefähr 8.000–80.000 U/min äußerst gefährlich ist.
Ferner führt eine Verschmutzung des Glockentellergewindes zu einer mechanischen Unwucht, was mit einer entsprechenden mechanischen Belastung der Lagereinheit verbunden ist und im Extremfall zu einem Ausfall der Lagereinheit führen kann.
Schließlich besteht bei der herkömmlichen Glockentellerbefestigung mittels einer Verschraubung die Gefahr, dass das Glockentellergewinde festfrisst und dadurch blockiert. Eine Demontage des Glockentellers ist dann nicht mehr möglich.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend verbesserte Glockentellerbefestigung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine neuartige Sprühkörperwelle und einen entsprechend angepassten Absprühkörper gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die sämtliche eingangs genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigen. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch allgemein Schutz für die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung im Folgenden teilweise konkret für einen Rotationszerstäuber beschrieben wird, der als Absprühkörper einen Glockenteller aufweist. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für andere Typen von Rotationszerstäubern (z. B. Scheibenzerstäuber) mit anderen Absprühkörpern (z. B. Rotationsscheiben). Die Beschreibung der Erfindung beschränkt den Schutzbereich deshalb nicht auf Rotationszerstäuber mit einem Glockenteller als Absprühkörper, sondern umfasst allgemein auch anderen Typen von Rotationszerstäubern.
In einer Variante der Erfindung wird zur Befestigung des Absprühkörpers (z. B. Glockenteller) an der Sprühkörperwelle (z. B. Glockentellerwelle) die sogenannte Polygonspanntechnik eingesetzt, die an sich bereits bekannt ist und in DE 195 21 755 C1 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Veröffentlichung der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der Polygonspanntechnik in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Die Erfindung umfasst deshalb in dieser Variante eine Sprühkörperwelle mit einer Klemmeinrichtung, um eine Klemmverbindung zwischen dem Absprühkörper und der Sprühkörperwelle herzustellen, wobei die Klemmeinrichtung so ausgebildet sein kann, wie in DE 195 21 755 C1 beschrieben ist.
Die erfindungsgemäße Sprühkörperwelle Weist deshalb eine hohle Innenkontur auf, in die ein Montageschaft des Absprühkörpers axial eingeführt werden kann, um den Absprühkörper an der Sprühkörperwelle zu montieren.
Die Innenkontur der Sprühkörperwelle ist hierbei mittels der Klemmeinrichtung zwischen einer mechanisch unbelasteten Neutralstellung und einer mechanisch belasteten Montagestellung elastisch verformbar. In dem mechanisch belasteten Montagezustand entspricht die Innenkontur der Sprühkörperwelle im Wesentlichen der Außenkontur des Montageschafts des Absprühkörpers, so dass der Montageschaft des Absprühkörpers in die Innenkontur der Sprühkörperwelle eingeführt werden kann. Die Klemmeinrichtung wird also bei der Montage des Absprühkörpers eingesetzt, um die Innenkontur der Sprühkörperwelle so zu verformen, dass der Montageschaft des Glockentellers in die Sprühkörperwelle eingeführt werden kann. Nach dem Einführen des Montageschafts des Glockentellers löst die Klemmeinrichtung dann die Deformationskraft auf die Sprühkörperwelle, wodurch die Sprühkörperwelle elastisch in ihren Neutralzustand zurückfedert, was zu einer entsprechenden Klemmverbindung zwischen der Innenkontur der Sprühkörperwelle und dem Montageschaft des Absprühkörpers führt.
Hierbei entstehen in der Regel linienförmige Berührungskontakte zwischen der Mantelfläche des Montageschafts des Absprühkörpers einerseits und der Innenkontur der Sprühkörperwelle andererseits.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Variante weist die Klemmeinrichtung eine Spannbohrung auf, in die eine Spannschraube eingeschraubt werden kann, wobei die Innenkontur der Sprühkörperwelle beim Einschrauben der Spannschraube aus der Neutralstellung in die Montagestellung verformt wird. Die Spannbohrung zur Aufnahme der Spannschraube verläuft vorzugsweise in der Drehebene der Sprühkörperwelle und/oder zu der Drehachse beabstandet.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Innenkontur der Sprühkörperwelle in dieser Variante der Erfindung in dem Neutralzustand vorzugsweise polygonförmig und in dem Montagezustand im Wesentlichen zylindrisch ist, um eine Formanpassung an den zylindrischen Montageschaft des Absprühkörpers zu ermöglichen.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch eine andere Variante einer erfindungsgemäßen Glockentellerbefestigung, wobei diese Variante teilweise der Glockentellerbefestigung entspricht, die in EP 1 674 161 A2 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Veröffentlichung der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung dieser Erfindungsvariante in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Auch in dieser Variante der Erfindung weist die Sprühkörperwelle eine hohle Innenkontur mit einem Innengewinde auf, in das ein entsprechend angepasstes Außengewinde an dem Montageschaft des Absprühkörpers eingeschraubt werden kann.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Glockentellerbefestigungen mit einer Schraubverbindung erweitert sich das Innengewinde der Sprühkörperwelle hierbei über die Gewindelänge zu dem Absprühkörper hin. Mit anderen Worten verjüngt sich also das Innengewinde der Sprühkörperwelle mit zunehmender Einschraubtiefe.
Dementsprechend weist der Montageschaft des Absprühkörpers in dieser Variante mehrere axial oder unter einem definierten Winkel zur Achse verlaufende Schlitze auf, die von der Stirnseite des Montageschafts ausgehen und den Montageschaft an seinem distalen Ende in mehrere Schaftsektoren unterteilen, die radial nachgiebig sind, um sich an das konisch zulaufende Innengewinde der Sprühkörperwelle anzupassen. Beim Einschrauben des Montageschafts des Absprühkörpers in das konisch zulaufende Innengewinde der Sprühkörperwelle werden die einzelnen Schaftsektoren radial nach innen gedrückt. Hierbei ermöglichen die axial verlaufenden Schlitze in dem Montageschaft des Absprühkörpers, dass die einzelnen Schaftsektoren radial nach innen ausweichen können.
Im Betrieb eines Glockentellers mit einer derartigen Glockentellerbefestigung werden die einzelnen Schaftsektoren durch die im Betrieb wirkende Fliehkraft radial nach außen gedrückt und erhöhen somit die Reibung bzw. die Vorspannung in der Schraubverbindung und damit auch die zum Lösen der Schraubverbindung erforderlichen Kräfte, Momente und somit die Lösearbeit.
Aufgrund der kegelförmigen Gewindeform in der Sprühkörperwelle entsteht mit zunehmender Gewindelänge ein größer werdender Spalt zwischen dem Gewindeaußendurchmesser des Außengewindes des Montageschafts des Absprühkörpers einerseits und dem Außendurchmesser des Innengewindes der Sprühkörperwelle andererseits. Dies bietet den Vorteil, dass Verschmutzungen in diesen Spalt ausweichen können und somit keinen Einfluss auf die Zentrierung des Absprühkörpers haben, so dass die Haltefunktion der Glockentellerbefestigung nicht beeinträchtigt wird.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Schlitze zwischen den benachbarten Schaftsektoren bei dem erfindungsgemäßen Absprühkörper in dieser Variante der Erfindung vorzugsweise mit einem elastischen und/oder schwingungsdämpfenden Material gefüllt sind. Vorzugsweise ist das elastische bzw. schwingungsdämpfende Material hierbei durch einen Vulkanisationsprozess fest mit dem metallischen Werkstoff des Absprühkörpers verbunden, wodurch Mikroschwingungen gedämpft werden, die von Restunwuchten herrühren.
In einer Ausführungsform dieser Erfindungsvariante weist das Innengewinde der Sprühkörperwelle einen über die Zahnspitzen gemessenen Nenndurchmesser auf, der über die Gewindelänge im Wesentlichen konstant ist, während der über die Zahntäler gemessene Kerndurchmesser über die Gewindelänge zu dem Absprühkörper hin zunimmt. Dies bedeutet, dass die Verbindungslinie der Zahnspitzen des Innengewindes der Sprühkörperwelle nicht parallel zu der Verbindungslinie der Zahntäler des Innengewindes der Sprühkörperwelle verläuft. Vielmehr schließen diese beiden Verbindungslinien in dieser Ausführungsform einen Winkel ein, der beispielsweise im Bereich von 0,5°–2° liegen kann.
In einer anderen Ausführungsform dieser Variante erweitern sich der Nenndurchmesser und der Kerndurchmesser des Innengewindes der Sprühkörperwelle dagegen zu dem Absprühkörper hin gleichermaßen. Dies bedeutet, dass die Verbindungslinie der Zahnspitzen des Innengewindes der Sprühkörperwelle parallel zu der Verbindungslinie der Zahntäler des Innengewindes der Sprühkörperwelle verläuft. Hierbei kann sich der Nenndurchmesser des Innengewindes der Sprühkörperwelle über die gesamte Gewindelänge hin konstant mit einem Winkel von 0,5°–1,5° hin zu dem Absprühkörper erweitern.
Das Gewinde ist vorzugsweise eine spezielles Gewinde, dass beispielsweise ein vergrößerte Fußspiel aufweist, um Schmutz/Lackreste aufnehmen zu können bzw. die Schlitze sind so ausgeformt, dass aus dem Gewinde gepresster Lack aufgenommen werden kann.
In einer anderen Variante der Erfindung weist die Glockentellerbefestigung dagegen eine sogenannte Fliehkraftspannzange auf. Auch in dieser Variante verfügt die Sprühkörperwelle über eine hohle Innenkontur, in die ein Montageschaft des Absprühkörpers axial eingeführt werden kann, um den Absprühkörper an der Sprühkörperwelle zu montieren.
Darüber hinaus weisen die Innenkontur der Sprühkörperwelle und der Montageschaft des Absprühkörpers komplementäre Rastelemente auf, die im montierten Zustand und/oder erst durch die Fliehkraftwirkung eine formschlüssige Rastverbindung zwischen der Sprühkörperwelle und dem Absprühkörper bilden.
Anstelle von Rastelementen können im Rahmen der Erfindung auch Reibelemente vorgesehen sein, die eine Reibverbindung bilden, wobei die Reibverbindung durch die im Betrieb auftretende Fliehkraft verstärkt wird. Zur Vereinfachung ist jedoch im Folgenden lediglich von Rastelementen die Rede.
Auch in dieser Variante der Erfindung kann die Sprühkörperwelle ein Innengewinde aufweisen, um mit einem entsprechend angepassten Außengewinde an dem Montageschaft des Absprühkörpers eine Schraubverbindung zu bilden, so dass die Glockentellerbefestigung sowohl eine Schraubverbindung als auch eine Rastverbindung aufweist. Auch hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Rastverbindung erst durch die Wirkung der im Betrieb auftretenden Fliehkraft entsteht.
Die Rastverbindung ist hierbei vorzugsweise so ausgebildet, dass die Rastverbindung zwischen den komplementären Rastelementen des Absprühkörpers einerseits und der Sprühkörperwelle andererseits nur einrastet, wenn sich der Absprühkörper und die Sprühkörperwelle in einer bestimmten axialen Rastposition relativ zueinander befinden. Die Schraubverbindung zwischen dem Absprühkörper und der Sprühkörperwelle ermöglicht es hierbei, den Absprühkörper in axialer Richtung in die Rastposition zu bewegen, ohne dass eine axiale Anpresskraft auf den Absprühkörper ausgeübt werden muss. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den Absprühkörper auf die Sprühkörperwelle aufzuschrauben, wobei sich der Absprühkörper aufgrund der Gewindesteigung der Schraubverbindung automatisch in axialer Richtung in die Rastposition bewegt.
Im Betrieb einer derartigen Glockentellerbefestigung werden die an dem Absprühkörper angebrachten Rastelemente aufgrund der im Betrieb auftretenden Fliehkraft und/oder aufgrund ihrer Eigenelastizität mit einer bestimmten radialen Anpresskraft nach außen gegen das komplementäre Rastelement an der Innenkontur der Sprühkörperwelle gedrückt. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Rastverbindung konstruktiv so gestaltet ist, dass diese radial wirkende Anpresskraft aufgrund der Geometrie der Rastverbindung in eine axiale Anzugskraft umgewandelt wird, die den Absprühkörper axial mit der Sprühkörperwelle verspannt und/oder so ausgeführt ist, dass durch die Fliehkraftwirkung auf die Rastnasen mit entsprechend ausgeführter Komplementärinnenkontur ein axialer Formschluss erzielt wird. Beispielsweise kann die Innenkontur der Sprühkörperwelle im Bereich der Rastverbindung so geformt sein, dass sich die Innenkontur in diesem Bereich zu dem Absprühkörper hin verjüngt. Wenn nun die Rastelemente an dem Absprühkörper gegen diese geneigte Innenkontur der Sprühkörperwelle drücken, so erzeugt die Neigung der Innenkontur eine entsprechende axiale Anzugskraft. Bei einer Neigung der Innenkontur von 0° entsteht keine Axialkraft und es ergibt sich ein Formschluss.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindungsvariante sind die Rastelemente an dem Absprühkörper als elastisch federnde Rastzungen ausgebildet, die von der zerstäuberseitigen Stirnseite des Montageschafts des Absprühkörpers axial hervorstehen. Die einzelnen Rastzungen sind hierbei vorzugsweise über den Umfang des Montageschafts des Absprühkörpers verteilt angeordnet und durch axial oder unter einem definierten Winkel zur Achse verlaufende Schlitze voneinander getrennt, so dass die einzelnen Rastzungen des Absprühkörpers im Betrieb aufgrund der im Betrieb auftretenden Fliehkräfte radial nach außen gedrückt werden.
Schließlich umfasst die Erfindung auch eine andere Variante einer Glockentellerbefestigung, bei welcher der Absprühkörper mittels einer zentralen Spannschraube an der Sprühkörperwelle befestigt wird. Die zentrale Spannschraube wird hierbei durch eine Zentralbohrung in dem Glockenteller hindurchgeführt und mit einem Innengewinde der Sprühkörperwelle verschraubt. Der erfindungsgemäße Absprühkörper weist in dieser Variante einen axialen Anschlag auf, an dem sich die Spannschraube abstützen kann, um den Absprühkörper in axialer Richtung mit der Sprühkörperwelle zu verspannen.
Darüber hinaus ist in dieser Variante einer Glockentellerbefestigung vorzugsweise eine Verdrehsicherung vorgesehen, welche den Absprühkörper verdrehsicher mit der Sprühkörperwelle verbindet. Bei der Verdrehsicherung handelt es sich vorzugsweise um eine Stiftverbindung mit einem an dem einen Teil angebrachten axial verlaufenden Stift und einer in dem anderen Teil befindlichen axial verlaufenden Aufnahmebohrung für den Stift, wobei der Stift an dem einen Teil im montierten Zustand in die Aufnahmebohrung in dem anderen Teil eingreift und eine Verdrehung verhindert. Hierbei sind vorzugsweise über den Umfang verteilt mehrere derartige Stiftverbindungen rotationssymmetrisch angeordnet, um eine Unwucht zu vermeiden.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf den vorstehend beschriebenen Absprühkörper und die ebenfalls vorstehend beschriebene Sprühkörperwelle als einzelne Bauteile beschränkt ist. Vielmehr erfasst die Erfindung auch einen neuartigen Rotationszerstäuber mit einem derartigen Absprühkörper und/oder einer derartigen Sprühkörperwelle.
Schließlich umfasst die Erfindung auch eine Lackieranlage mit mindestens einem derartigen Rotationszerstäuber, der vorzugsweise von einem mehrachsigen Lackierroboter geführt wird.
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:
1A eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Glockentellerbefestigung gemäß der sogenannten Polygonspanntechnik entlang der Schnittlinie A-A in 1B,
1B eine Längsschnittansicht der Glockentellerbefestigung gemäß 1A,
2 eine Längsschnittansicht eines Rotationszerstäubers mit einer Glockentellerbefestigung mit einem konischen Innengewinde in der Glockentellerwelle,
3 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Glockentellers mit einer sogenannten Fliehkraftspannzange zur Befestigung des Glockentellers, sowie
4 eine Längsschnittansicht durch eine Glockentellerbefestigung mit einer zentralen Spannschraube.
Die 1A und 1B zeigen eine erfindungsgemäße Glockentellerbefestigung 1 zur Befestigung eines Glockentellers an einem Rotationszerstäuber, wobei zur Vereinfachung weder der Glockenteller noch der Rotationszerstäuber dargestellt ist.
Die Glockentellerbefestigung 1 arbeitet gemäß der sogenannten Polygonspanntechnik, die beispielsweise in DE 195 21 755 C1 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Druckschrift der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der Konstruktion und der Funktionsweise der Polygonspanntechnik in vollem Umfang zuzurechnen ist.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Glockentellerbefestigung 1 eine drehbare, hohle Glockentellerwelle 2 auf, die in herkömmlicher Weise von einer Turbine angetrieben werden kann, was jedoch zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. Zur Vermeidung von Missverständnissen wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der Glockentellerwelle 2 um die Abtriebswelle der Lagereinheit der Turbine handelt und nicht um eine an dem Glockenteller angeformte Welle.
Die drehbare Glockentellerwelle 2 ist von einer feststehenden Spannhülse 3 umgeben, die es ermöglicht, die Glockentellerwelle 2 elastisch zu verformen, um einen Glockenteller zu montieren bzw. auszutauschen. So weist die Glockentellerwelle 2 in einem mechanisch unbelasteten Neutralzustand eine polygonförmige Innenkontur auf, wohingegen der zu montierende Glockenteller einen Montageschaft 4 mit einem zylindrischen Außenquerschnitt aufweist. In dem mechanisch unbelasteten Neutralzustand kann der Montageschaft 4 des Glockentellers also nicht in die Glockentellerwelle 2 eingeführt werden, da die Glockentellerwelle 2 dann keinen zylindrischen Innenquerschnitt aufweist. Zur Montage des Glockentellers und zum Austausch des Glockentellers muss die Glockentellerwelle 2 deshalb mittels der Spannhülse 3 vorübergehend so verformt werden, dass die Glockentellerwelle 2 einen zylindrischen Innenquerschnitt aufweist. Hierzu befinden sich in der Spannhülse 3 eine oder mehrere Spannbohrungen 5, 6, in die jeweils eine Spannschraube eingeschraubt werden kann, um den Druck auf das Hydraulikmedium zwischen der Spannhülse 3 und der Glockentellerwelle 2 zu erhöhen und dadurch nach Überwindung des Verformungswiderstands der Spannhülse 3 die Glockentellerwelle 2 entsprechend zu verformen.
Nach dem Einsetzen des Montageschafts 4 des Glockentellers in die Glockentellerwelle 2 kann die Spannhülse 3 dann wieder mittels der in die Spannbohrung 5, 6 eingesetzten Spannschrauben gelockert werden, woraufhin die Glockentellerwelle 2 wieder in ihre Ursprungsform mit einem polygonförmigen Innenquerschnitt elastisch zurückfedert. Zwischen der Innenkontur der Glockentellerwelle 2 und der Mantelfläche des Montageschafts 4 des Glockentellers entsteht dann aufgrund der Eigenelastizität der Glockentellerwelle 2 eine Klemmverbindung.
2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers 7 mit einem Glockenteller 8, der mittels einer neuartigen Glockentellerbefestigung an einer Glockentellerwelle 9 des Rotationszerstäubers 7 befestigt ist.
Die Glockentellerbefestigung gemäß 2 stimmt teilweise mit der Glockentellerbefestigung gemäß EP 1 674 161 A2 überein, so dass der Inhalt dieser Druckschrift der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung und der Funktionsweise der Glockentellerbefestigung in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Glockentellerwelle 9 an ihrem distalen Ende ein Innengewinde 10 aufweist, das sich konisch zu dem Glockenteller 8 hin erweitert. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Konuswinkel des Innengewindes 10 in der Glockentellerwelle 9 1,5°, jedoch sind im Rahmen der Erfindung auch andere Konuswinkel möglich.
Der Glockenteller 8 weist entsprechend einen Montageschaft 11 auf, der ein Außengewinde trägt, das in das konische Innengewinde 10 der Glockentellerwelle 9 eingeschraubt werden kann. Der Montageschaft 11 des Glockentellers 8 ist hierbei hohl ausgeführt und weist axial oder unter einem zur Achse geneigten Winkel verlaufende Schlitze auf, die von dem zerstäuberseitigen Ende des Montageschafts 11 ausgehen und es ermöglichen, dass die einzelnen Schaftsektoren des Montageschafts 11 beim Einschrauben in das konische Innengewinde 10 der Glockentellerwelle 9 radial nach innen nachgeben.
Im Betrieb des Rotationszerstäubers 7 werden die einzelnen Schaftsektoren des Montageschafts 11 des Glockentellers 8 aufgrund der im Betrieb auftretenden Fliehkraft mit einer drehzahlabhängigen Anpresskraft radial nach außen gedrückt. Die Anpresskraft der Schaftsektoren erhöht hierbei die Gewindereibung und damit auch die zum Lösen der Schraubverbindung erforderliche Kraft. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass sich der Glockenteller 8 im Betrieb löst, was beispielsweise bei einem ruckartigen Abbremsen des Glockentellers 8 passieren könnte.
3 zeigt einen erfindungsgemäßen Glockenteller 12 mit einer sogenannten Fliehkraftspannzange zur Befestigung des Glockentellers 12 an einer hohlen Glockentellerwelle eines Rotationszerstäubers, wobei der Rotationszerstäuber und die Glockentellerwelle zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.
Zur Befestigung des Glockentellers 12 an der Glockentellerwelle weist der Glockenteller 12 einen zylindrischen Montageschaft mit einem Außengewinde 13 auf, wobei das Außengewinde 13 bei der Montage des Glockentellers 12 in ein entsprechend angepasstes Innengewinde der hohlen Glockentellerwelle einschraubt wird.
Weiterhin weist der Glockenteller 12 zur Befestigung an der Glockentellerwelle an dem distalen Ende seines Montageschafts zahlreiche axial hervorstehende Rastzungen 14 auf, die ringförmig über den Umfang verteilt angeordnet sind und jeweils durch ausvulkanisierte Schlitze 15 voneinander getrennt sind. Die Schlitze 15 ermöglichen es, dass die einzelnen Rastzungen 14 in radialer Richtung nach innen und nach außen federn, um eine Rastverbindung zu bilden.
Hierzu weisen die Rastzungen 14 an ihrer äußeren Mantelfläche jeweils ein Rastelement 16 auf, das im montierten Zustand mit einem komplementären Rastelement an der Innenwand der Glockentellerwelle eine Rastverbindung bildet. Hierzu weist die Glockentellerwelle an ihrer Innenwand eine axiale Hinterschneidung auf, hinter welche die Rastelemente 16 greifen und dadurch die Rastverbindung bilden.
Voraussetzung zum Einrasten der Rastverbindung ist hierbei, dass sich die einzelnen Rastelemente 16 der Rastzungen 14 relativ zu den komplementären Rastelementen an der Innenwand der Glockentellerwelle in einer bestimmten Rastposition befinden und/oder durch Fliehkraftwirkung erst zum Eingriff kommen. Die hierzu erforderliche Axialbewegung des Glockentellers 12 relativ zu der Glockentellerwelle kann durch Aufschrauben realisiert werden, ohne dass eine axiale Anpresskraft auf den Glockenteller 12 ausgeübt werden muss. Die Schraubverbindung mit dem Außengewinde 13 dient also nicht nur zur Herstellung einer sicheren Verbindung zwischen dem Glockenteller 12 und der Glockentellerwelle, sondern erleichtert auch das Herstellen der Rastverbindung.
Schließlich zeigt 4 eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Glockentellerbefestigung, um einen Glockenteller 17 an einer hohlen Glockentellerwelle 18 zu befestigen.
Zum einen weist die Glockentellerbefestigung in dieser Variante eine Stiftverbindung 19 auf, um den Glockenteller 17 verdrehsicher mit der Glockentellerwelle 18 zu verbinden. Die Stiftverbindung 19 besteht aus jeweils einem Passstift, der in der Stirnseite der Glockentellerwelle 18 angeordnet ist und axial hervorsteht, sowie einer entsprechenden axial verlaufenden Aufnahmebohrung in dem Glockenteller 17. Hierbei sind mehrere derartige Stiftverbindungen 19 rotationssymmetrisch bezüglich einer Drehachse 20 über den Umfang verteilt angeordnet, um eine Unwucht zu vermeiden.
Zum anderen weist die Glockentellerbefestigung in dieser Variante der Erfindung eine zentrale Spannschraube 21 auf, die durch eine zentrale Bohrung in dem Glockenteller 17 axial hindurchgeführt wird und im montierten Zustand durch eine Schraubverbindung 22 mit der Glockentellerwelle 18 verbunden ist. Die Schraubverbindung 22 besteht aus einem Außengewinde an der Mantelfläche der Spannschraube 21 und einem entsprechend angepassten Innengewinde an der Innenwand der Glockentellerwelle 18.
Die Spannschraube 21 stützt sich hierbei an einem axialen Anschlag 23 an dem Glockenteller 17 ab, so dass die Spannschraube 21 den Glockenteller 17 axial mit der Glockentellerwelle 18 verspannt.
Darüber hinaus dient die Spannschraube 21 auch zur Befestigung einer Verteilerscheibe, die jedoch hier zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere sind die Gegenstände der Unteransprüche auch unabhängig von den Merkmalen der vorangegangenen und in Bezug genommenen Ansprüche realisierbar.
Bezugszeichenliste

1: Glockentellerbefestigung
2: Glockentellerwelle
3: Spannhülse
4: Montageschaft des Glockentellers
5: Spannbohrung
6: Spannbohrung
7: Rotationszerstäuber
8: Glockenteller
9: Glockentellerwelle der Lagereinheit
10: Innengewinde
11: Montageschaft des Glockentellers
12: Glockenteller
13: Außengewinde
14: Rastzungen
15: Schlitze
16: Rastelement
17: Glockenteller
18: Glockentellerwelle
19: Stiftverbindung
20: Drehachse
21: Spannschraube
22: Schraubverbindung
23: Anschlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19521755 C1 [0012, 0013, 0047]
- EP 1674161 A2 [0019, 0052]

Claims

Sprühkörperwelle (2; 9; 18), insbesondere Glockentellerwelle, für einen Rotationszerstäuber, wobei ein Absprühkörper (8; 12; 17), insbesondere ein Glockenteller, an der drehbaren Sprühkörperwelle (2; 9; 18) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühkörperwelle (2; 9; 18) zusätzlich zu einer Verschraubung oder anstelle der Verschraubung eine Befestigungseinrichtung (3; 10; 14, 15, 16; 19, 21) aufweist, um den Absprühkörper (8; 12; 17) an der Sprühkörperwelle (2; 9; 18) zu montieren.
Sprühkörperwelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (3) eine Klemmeinrichtung aufweist, insbesondere eine Polygonklemmeinrichtung, um eine Klemmverbindung zwischen dem Absprühkörper und der Sprühkörperwelle (2) herzustellen.
Sprühkörperwelle (2; 9; 18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sprühkörperwelle (2) eine hohle Innenkontur aufweist, in die ein Montageschaft (4) des Absprühkörpers axial eingeführt werden kann, um den Absprühkörper an der Sprühkörperwelle (2) zu montieren, und b) dass die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) mittels der Klemmeinrichtung zwischen einer mechanisch unbelasteten Neutralstellung und einer mechanisch belasteten Montagestellung elastisch verformbar ist, und c) dass die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) in dem mechanisch belasteten Montagezustand im Wesentlichen der Außenkontur des Montageschafts (4) entspricht, so dass der Montageschaft (4) des Absprühkörpers in die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) eingeführt werden kann; und d) dass die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) in dem mechanisch unbelasteten Neutralzustand von der Außenkontur des Montageschafts (4) abweicht, so dass der Montageschaft (4) des Absprühkörpers nicht in die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) eingeführt werden kann, was im montierten Zustand des Absprühkörpers zu einer mechanischen Verspannung zwischen der Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) und der Außenkontur des Montageschafts (4) führt.
Sprühkörperwelle (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Klemmeinrichtung (3) mindestens eine Spannbohrung (5, 6) aufweist, in die eine Spannschraube eingeschraubt werden kann, wobei die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) beim Einschrauben der Spannschraube aus der Neutralstellung in die Montagestellung verformt wird, und/oder b) dass die Spannbohrung (5, 6) in der Drehebene der Sprühkörperwelle (2) und/oder zu der Drehachse beabstandet verläuft.
Sprühkörperwelle (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) in dem Neutralzustand polygonförmig und in dem Montagezustand im Wesentlichen zylindrisch ist, und/oder b) dass die Außenkontur des Montageschafts (4) des Absprühkörpers im montierten Zustand linienförmig mit der Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) verspannt ist.
Sprühkörperwelle (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sprühkörperwelle (9) zur Montage des Absprühkörpers (8) eine hohle Innenkontur mit einem Innengewinde (10) aufweist, und b) dass sich das Innengewinde (10) der Sprühkörperwelle (9) über die Gewindelänge zu dem Absprühkörper (8) hin erweitert, insbesondere konisch, so dass die Befestigungseinrichtung eine konische Erweiterung des Innengewindes (10) umfasst.
Sprühkörperwelle (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Innengewinde (10) einen über die Zahnspitzen gemessenen Nenndurchmesser aufweist, der über die Gewindelänge im Wesentlichen konstant ist, und b) dass das Innengewinde (10) einen über die Zahntäler gemessenen Kerndurchmesser aufweist, der sich über die Gewindelänge zu dem Absprühkörper (8) hin erweitert.
Sprühkörperwelle (9) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Zahnspitzen des Innengewindes (10) auf einer ersten Verbindungslinie liegen, b) dass die Zahntäler des Innengewindes (10) auf einer zweiten Verbindungslinie liegen, c) dass die erste Verbindungslinie und die zweite Verbindungslinie einen Winkel von mehr als 0,1°, 0,2°, 0,3°, 0,4° oder 0,5° einschließen, und/oder d) dass die erste Verbindungslinie und die zweite Verbindungslinie einen Winkel von weniger als 6°, 5°, 4°, 3° oder 2° einschließen.
Sprühkörperwelle (9) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Nenndurchmesser und der Kerndurchmesser des Innengewindes (10) zu dem Absprühkörper (8) hin gleichermaßen erweitern.
Sprühkörperwelle (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass sich das Innengewinde (10) mit dem Kerndurchmesser und dem Nenndurchmesser mit einem bestimmten Konuswinkel zu dem Absprühkörper (8) hin erweitert, und/oder b) dass der Konuswinkel größer ist als 0,1°, 0,2°, 0,3°, 0,4° oder 0,5°, und/oder c) dass der Konuswinkel kleiner ist als 5°, 4°, 3° oder 2°.
Sprühkörperwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sprühkörperwelle eine hohle Innenkontur aufweist, in die ein Montageschaft des Absprühkörpers (12) axial eingeführt werden kann, um den Absprühkörper (12) an der Sprühkörperwelle zu montieren, und b) dass die Befestigungseinrichtung mindestens ein Rast- oder Reibelement an der Innenkontur der Sprühkörperwelle aufweist, um mit mindestens einem komplementären Rast- oder Reibelement (16) an dem Montageschaft des Absprühkörpers (12) eine Rast- oder Reibverbindung zu bilden.
Sprühkörperwelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sprühkörperwelle ein Innengewinde aufweist, um mit einem entsprechend angepassten Außengewinde (13) an dem Montageschaft des Absprühkörpers (12) eine Schraubverbindung zu bilden, und b) dass die Rast- oder Reibverbindung zwischen den komplementären Rast- oder Reibelementen des Absprühkörpers (12) und der Sprühkörperwelle greift, wenn sich der Absprühkörper (12) und die Sprühkörperwelle in einer bestimmten axialen Rastposition relativ zueinander befinden, und c) dass der Absprühkörper (12) und die Sprühkörperwelle beim Herstellen der Schraubverbindung in axialer Richtung relativ zueinander in die Rastposition gezogen werden, ohne dass eine axiale Anpresskraft auf den Absprühkörper (12) ausgeübt werden muss.
Sprühkörperwelle nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Rast- oder Reibelement (16) an dem Montageschaft des Absprühkörpers (12) im Betrieb aufgrund der Fliehkraft und/oder aufgrund seiner Eigenelastizität mit einer bestimmten radialen Anpresskraft nach außen gegen das komplementäre Rast- oder Reibelement an der Innenkontur der Sprühkörperwelle gedrückt wird, und b) dass die Rast- oder Reibverbindung die radiale Anpresskraft in eine axiale Anzugskraft umwandelt, um den Absprühkörper (12) axial mit der Sprühkörperwelle zu verspannen.
Sprühkörperwelle (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sprühkörperwelle (18) eine hohle Innenkontur mit einem Innengewinde (22) aufweist, in das eine zentrale Spannschraube (21) mit einem Außengewinde eingeschraubt werden kann, um den Absprühkörper (17) an der Sprühkörperwelle (18) zu montieren, und b) dass die Befestigungseinrichtung eine Verdrehsicherung (19) aufweist, die an der Sprühkörperwelle (18) angeordnet ist und den Absprühkörper (17) im montierten Zustand verdrehsicher mit der Sprühkörperwelle (18) verbindet, und/oder c) dass die Innenkontur der Sprühkörperwelle (18) einen radial nach innen hervor stehenden Absatz aufweist, an dessen Innenseite sich das Innengewinde (22) für die zentrale Spannschraube (17) befindet, und/oder d) dass das Innengewinde (22) für die zentrale Spannschraube (17) einen wesentlich kleiner Durchmesser aufweist als die Sprühkörperwelle (2; 9; 18).
Sprühkörperwelle (18) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Verdrehsicherung (19) einen stirnseitig angeordneten und axial verlaufenden Stift aufweist, der im montierten Zustand in eine entsprechend angepasste axial verlaufende Aufnahmebohrung in dem Absprühkörper (17) eingreift, oder b) dass die Verdrehsicherung (19) eine stirnseitig angeordnete und axial verlaufende Aufnahmebohrung aufweist, in die im montierten Zustand ein entsprechend angepasster axial verlaufender Stift an dem Absprühkörper (17) eingreift.
Absprühkörper (8; 12; 17), insbesondere Glockenteller, für einen Rotationszerstäuber, wobei der Absprühkörper (8; 12; 17) an einer drehbaren Sprühkörperwelle (2; 9; 18), insbesondere an einer Glockentellerwelle, des Rotationszerstäubers montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Absprühkörper (8; 12; 17) zusätzlich zu einer Verschraubung oder anstelle der Verschraubung eine Befestigungseinrichtung aufweist, um den Absprühkörper (8; 12; 17) an der Sprühkörperwelle (2; 9; 18) zu montieren.
Absprühkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Absprühkörper einen Montageschaft (4) aufweist, der im montierten Zustand in eine hohle Innenkontur der Sprühkörperwelle (2) eingeführt und durch eine Klemmeinrichtung (3, 5, 6) mit der Sprühkörperwelle (2) verbunden, ist, und/oder b) dass der Montageschaft (4) einen zylindrischen Außenquerschnitt aufweist, und/oder c) dass der Montageschaft (4) eine gewindefreie Außenkontur aufweist.
Absprühkörper (8) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Absprühkörper (8) einen Montageschaft (11) aufweist, der im montierten Zustand in eine hohle Innenkontur der Sprühkörperwelle (9) eingeführt ist, und b) dass der Montageschaft (11) ein Außengewinde aufweist, das im montierten Zustand mit einem Innengewinde (10) der Sprühkörperwelle (9) verschraubt ist, und c) dass der Montageschaft (11) mehrere axial verlaufende Schlitze aufweist, die von der Stirnseite des Montageschafts (11) ausgehen und den Montageschaft (11) an seinem distalen Ende in mehrere Schaftsektoren unterteilen, die radial nachgiebig sind, um sich an das konische Innengewinde (10) der Sprühkörperwelle (9) anzupassen.
Absprühkörper (8) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze zwischen den benachbarten Schaftsektoren mit einem elastischen und/oder schwingungsdämpfenden Material gefüllt sind.
Absprühkörper (12) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Absprühkörper (12) einen Montageschaft aufweist, der im montierten Zustand in eine hohle Innenkontur der Sprühkörperwelle eingeführt ist, und b) dass die Befestigungseinrichtung mindestens ein Rast- oder Reibelement (16) an dem Montageschaft aufweist, um mit mindestens einem komplementären Rast- oder Reibelement an der Innenkontur der Sprühkörperwelle eine Rast- oder Reibverbindung zu bilden.
Absprühkörper (12) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Montageschaft ein Außengewinde (13) aufweist, um mit einem entsprechend angepassten Innengewinde an der hohlen Innenkontur der Sprühkörperwelle eine Schraubverbindung zu bilden, und b) dass die Rast- oder Reibverbindung zwischen den komplementären Rast- oder Reibelementen des Absprühkörpers (12) und der Sprühkörperwelle greift, wenn sich der Absprühkörper (12) und die Sprühkörperwelle in einer bestimmten axialen Position relativ zueinander befinden, und c) dass der Absprühkörper (12) und die Sprühkörperwelle beim Herstellen der Schraubverbindung in axialer Richtung relativ zueinander in die Rastposition gezogen werden, ohne dass eine axiale Anpresskraft auf den Absprühkörper (12) ausgeübt werden muss.
Absprühkörper (12) nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Rast- oder Reibelement an dem Montageschaft des Absprühkörpers (12) im Betrieb aufgrund der Fliehkraft und/oder aufgrund seiner Eigenelastizität mit einer bestimmten radialen Anpresskraft nach außen gegen das komplementäre Rast- oder Reibelement an der Innenkontur der Sprühkörperwelle gedrückt wird, und b) dass die Rast- oder Reibverbindung die radiale Anpresskraft in eine axiale Anzugskraft umwandelt, um den Absprühkörper (12) axial mit der Sprühkörperwelle zu verspannen.
Absprühkörper (12) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Rast- oder Reibelemente elastisch federnde Zungen (14) sind, die von der Stirnseite des Montageschafts axial hervorstehen, und/oder b) dass die Zungen (14) über den Umfang verteilt angeordnet und durch axial verlaufende Schlitze voneinander getrennt sind, und/oder c) dass die Zungen (14) im Betrieb aufgrund der im Betrieb auftretenden Fliehkräfte radial nach außen gedrückt werden.
Absprühkörper (17) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Befestigungseinrichtung eine zentrale Spannschraube (21) aufweist, die in dem Absprühkörper (17) bezüglich der Drehachse des Glockentellers koaxial angeordnet ist, und b) dass die zentrale Spannschraube (21) ein Außengewinde aufweist, um mit einem entsprechend angepassten Innengewinde an der hohlen Innenkontur der Sprühkörperwelle (18) eine Schraubverbindung (22) zu bilden, und c) dass der Absprühkörper (17) zur Durchführung der Spannschraube (21) eine axial durchgehende Bohrung aufweist, und d) dass der Absprühkörper (17) einen axialen Anschlag (23) für die Spannschraube (21) aufweist, um den Absprühkörper (17) mittels der Spannschraube (21) axial mit der Sprühkörperwelle (18) zu verspannen.
Absprühkörper (17) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Absprühkörper (17) eine Verdrehsicherung (19) aufweist, die den Absprühkörper (17) im montierten Zustand verdrehsicher mit der Sprühkörperwelle (18) verbindet.
Absprühkörper (17) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Verdrehsicherung (19) eine stirnseitig angeordnete und axial verlaufende Aufnahmebohrung in dem Absprühkörper (17) aufweist, in die im montierten Zustand ein entsprechend angepasster axial verlaufender Stift an der Stirnseite der Sprühkörperwelle (18) eingreift, oder b) dass die Verdrehsicherung (19) einen stirnseitig angeordneten und axial verlaufenden Stift aufweist, der im montierten Zustand in eine entsprechend angepasste axial verlaufende Aufnahmebohrung in der Stirnseite der Sprühkörperwelle (18) eingreift.
Absprühkörper (17) nach einem der Ansprüche bis 26, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Spannschraube hohl ist, und/oder b) dass der Absprühkörper (17) eine Verteilerscheibe aufweist, um das zu applizierende Beschichtungsmittel zu verteilen, wobei die Verteilerscheibe an der Spannschraube (21) befestigt ist.
Rotationszerstäuber mit einer Sprühkörperwelle (2; 9; 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder einem an der Sprühkörperwelle (2; 9; 18) montierten Absprühkörper (8; 12; 17) nach einem der Ansprüche 16 bis 27.
Lackieranlage mit mindestens einem Rotationszerstäuber nach Anspruch 28.