DE102017101924A1 - rotary atomizers - Google Patents
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Abstract
Ein Rotationszerstäuber zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf einen Gegenstand umfasst einen um eine Rotationsachse (18) drehbaren Glockenteller (16), eine Antriebseinheit (28) für den Glockenteller (16) und eine Antriebs-Koppeleinrichtung (42), welche die Antriebseinheit (28) mit dem Glockenteller (16) verbindet. Die Antriebs-Koppeleinrichtung (42) umfasst eine elektrische Isolationseinrichtung (48) umfasst, durch welche eine elektrische Isolierung (50) zwischen der Antriebseinheit (28) und dem Glockenteller (16) bereitstellt ist.A rotary atomizer for applying a coating material to an object comprises a bell plate (16) rotatable about an axis of rotation (18), a drive unit (28) for the bell cup (16) and a drive coupling device (42) which drives the drive unit (28) the bell plate (16) connects. The drive coupling device (42) comprises an electrical insulation device (48), by means of which electrical insulation (50) is provided between the drive unit (28) and the bell cup (16).
Description
Rotationszerstäuber zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf einen Gegenstand mit
- a) einem um eine Rotationsachse drehbaren Glockenteller;
- b) wenigstens einer Antriebseinheit für den Glockenteller;
- c) einer Antriebs-Koppeleinrichtung, welche die Antriebseinheit mit dem Glockenteller verbindet.
- a) a rotatable about a rotation axis bell plate;
- b) at least one drive unit for the bell cup;
- c) a drive coupling device which connects the drive unit with the bell cup.
Derartige Rotationszerstäuber werden zum Beispiel in der Automobilindustrie verwendet, um insbesondere Fahrzeugkarosserien oder deren Anbauteile zu lackieren oder mit einem Schutzmaterial zu beschichten. Der Glockenteller dient dabei zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterials, wozu er im Betrieb mit sehr hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten von 5.000 bis 100.000 U min-1 um seine Rotationsachse gedreht wird. Dem rotierenden Glockenteller wird Beschichtungsmaterial zugeführt und auf Grund von Zentrifugalkräften, die auf das Beschichtungsmaterial wirken, auf dem Glockenteller als Film nach außen getrieben, bis es zu einer radial außen liegenden Abrisskante des Glockentellers gelangt. Dort wirken derart hohe Zentrifugalkräfte auf das Beschichtungsmaterial, dass es in Form von feinen Tröpfchen tangential weggeschleudert wirdSuch rotary atomizers are used for example in the automotive industry, in particular to paint vehicle bodies or their attachments or coat them with a protective material. The bell cup serves to atomize the coating material, for which it is rotated about its axis of rotation in operation with very high rotational speeds of 5,000 to 100,000 U min -1. Coating material is supplied to the rotating bell cup and, due to centrifugal forces acting on the coating material, is driven out on the bell cup as a film until it reaches a radially outer spoiler lip of the bell cup. There, such high centrifugal forces act on the coating material that it is thrown tangentially in the form of fine droplets
Bekannte Rotationszerstäuber arbeiten insbesondere elektrostatisch. Hierbei wird das zu applizierende Beschichtungsmaterial aufgeladen, wogegen der zu beschichtende Gegenstand geerdet ist. Dabei bildet sich ein elektrisches Feld zwischen dem Rotationszerstäuber und dem Gegenstand aus, durch welches das aufgeladene Beschichtungsmaterial gerichtet auf den Gegenstand appliziert wird. Zu diesem Zweck steht der Rotationszerstäuber unter Hochspannung.Known rotary atomizers work in particular electrostatically. In this case, the coating material to be applied is charged, whereas the object to be coated is grounded. In this case, an electric field is formed between the rotary atomizer and the object, through which the charged coating material is applied to the object in a directionally directed manner. For this purpose, the rotary atomizer is under high voltage.
Auf Grund der an dem Rotationszerstäuber anliegenden Hochspannung erfolgt der Antrieb des Glockentellers bei vom Markt her bekannten elektrostatisch arbeitenden Rotationszerstäubern pneumatisch. Der Glockenteller ist in diesem Fall über die Antriebs-Koppeleinrichtung mit einer luftgelagerten Turbine gekoppelt, welche durch Druckluft angetrieben wird.Due to the high voltage applied to the rotary atomizer, the bell plate is driven pneumatically in the case of electrostatic rotary atomizers known from the market. The bell cup is coupled in this case via the drive coupling device with an air-bearing turbine, which is driven by compressed air.
Als Druckluft für den Antrieb des Glockentellers wird in der Regel dieselbe Druckluft verwendet, die bei einem Rotationszerstäuber auch in bekannter Weise als Lenk- und Formluft genutzt wird, um die Geometrie des Sprühstrahls einzustellen. Diese Druckluft muss entsprechend rein und konditioniert sein, damit die aufgetragene Beschichtung eine ausreichende Qualität hat. Diese Reinheit muss auch für die Druckluft gewährleistet sein, die für den Antrieb des Glockentellers verwendet wird, da diese Druckluft nach dem Antrieb der Turbine auch in die unmittelbare Umgebung des Rotationszerstäubers gelangt und von dort zu der frisch aufgetragenen Beschichtung gelangen kann. Der Aufwand für eine entsprechende Konditionierung ist verhältnismäßig groß, so dass die konditionierte Druckluft eine teurere Energieform für den Antrieb des Glockentellers ist als beispielsweise elektrische Energie. Darüber hinaus ist das Ansprechverhalten bei der Ansteuerung des Glockentellers mittels einer Turbine und Druckluft in höherem Maße träge als bei einem elektrischen Antrieb.As compressed air for driving the bell cup the same compressed air is usually used, which is also used in a rotary atomizer in a known manner as steering and shaping air to adjust the geometry of the spray. This compressed air must be suitably pure and conditioned so that the applied coating has a sufficient quality. This purity must also be ensured for the compressed air used to drive the bell cup, since this compressed air, after the drive of the turbine, also reaches the immediate vicinity of the rotary atomizer and from there can reach the freshly applied coating. The effort for a corresponding conditioning is relatively large, so that the conditioned compressed air is a more expensive form of energy for driving the bell cup than, for example, electrical energy. In addition, the response in the control of the bell cup by means of a turbine and compressed air to a greater extent sluggish than in an electric drive.
Ein elektrischer Antrieb für den Glockenteller kann jedoch bei elektrostatisch arbeitenden Rotationszerstäubern nicht eingesetzt werden, da es zu beträchtlichen Schwierigkeiten mit der elektromagnetischen Verträglichkeit der umgebenden Komponenten kommen kann. Darüber hinaus ist es bautechnisch aufwendig, die elektrischen Komponenten zu erden.However, an electric drive for the bell cup can not be used in electrostatic rotary atomizers, since it can lead to considerable difficulties with the electromagnetic compatibility of the surrounding components. In addition, it is structurally complex to ground the electrical components.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotationszerstäuber der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine Alternative zu kostenintensiven pneumatischen Antrieben ermöglicht ist.It is an object of the present invention to provide a rotary atomizer of the type mentioned, in which an alternative to costly pneumatic drives is possible.
Diese Aufgabe wird bei einem Rotationszerstäuber der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
- d) die Koppeleinrichtung eine elektrische Isolationseinrichtung umfasst, durch welche eine elektrische Isolierung zwischen der Antriebseinheit und dem Glockenteller bereitgestellt ist.
- d) the coupling device comprises an electrical insulation device, by which an electrical insulation between the drive unit and the bell cup is provided.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, die oben angesprochenen Schwierigkeiten bei der elektromagnetischen Verträglichkeit und der Erdung zu beheben, indem zwischen dem Glockenteller und der Antriebseinheit eine elektrische Isolierung und eine Isolationsstrecke ausgebildet wird, so dass es zu keinem Spannungsübergang bei einem unter Hochspannung stehenden Glockenteller bei einem elektrostatisch arbeitenden Rotationszerstäuber kommen kann. Hierdurch ist es möglich, einen elektrischen Antrieb, insbesondere einen Elektromotor, zu verwenden, wodurch zugleich ein schnelleres Ansprechverhalten des Glockentellers auf Steuerbefehle erzielt werden kann, als es bei einem pneumatischen Antrieb möglich ist. Ebenso kann durch den Einsatz des elektrischen Antriebs das Gewicht deutlich reduziert werden. Durch diese Maßnahme wird die Roboterkinematik besonders bei hohen Bahn- oder Umorientierungsgeschwindigkeiten entlastet und so die Lebensdauer der beteiligten Komponenten wesentlich erhöht.The invention is based on the recognition that it is possible to remedy the above-mentioned difficulties in electromagnetic compatibility and grounding by between the bell cup and the drive unit, an electrical insulation and an insulation gap is formed so that there is no voltage transition at a Under high voltage bell plate can come in an electrostatic rotary atomizer. This makes it possible to use an electric drive, in particular an electric motor, whereby at the same time a faster response of the bell cup to control commands can be achieved, as it is possible with a pneumatic drive. Likewise, the weight can be significantly reduced by the use of the electric drive. As a result of this measure, the robot kinematics are relieved, in particular at high or reorientation speeds, and thus the service life of the components involved is substantially increased.
Dabei ist es günstig, wenn die elektrische Isolationseinrichtung durch eine Getriebeeinheit bereitgestellt wird. Dabei muss es nicht zu einer Übersetzung oder Untersetzung kommen, auch eine 1:1-Übertragung der Drehzahl der Antriebseinheit auf den Glockenteller ist möglich.It is advantageous if the electrical insulation device is provided by a gear unit. It does not have to be one Translation or reduction come, even a 1: 1 transmission of the speed of the drive unit on the bell plate is possible.
Vorzugsweise umfasst die Getriebeeinheit hierfür ein oder mehrere Bauteile aus einem elektrisch isolierenden Material.For this purpose, the gear unit preferably comprises one or more components made of an electrically insulating material.
Mit Blick auf einen direkten Antrieb des Glockentellers ohne Über- oder Untersetzung ist es von Vorteil, wenn die Getriebeeinheit wenigstens ein Drehmoment-Übertragungsorgan aus einem elektrisch isolierenden Material umfasst.With a view to a direct drive of the bell cup without over or under reduction, it is advantageous if the gear unit comprises at least one torque-transmitting member made of an electrically insulating material.
Wenn eine Über- oder Untersetzung von der Antriebseinheit auf den Glockenteller erwünscht ist, ist es günstig, wenn die Getriebeeinheit eine Zahnradanordnung oder eine Riemenscheibenanordnung aus einem elektrisch isolierenden Material umfasst.If a transmission or reduction of the drive unit on the bell cup is desired, it is advantageous if the transmission unit comprises a gear assembly or a pulley assembly of an electrically insulating material.
Alternativ von miteinander kämmenden Bauteilen kann es günstig sein, wenn Zahnrädern der Zahnradanordnung und/oder Riemenscheiben der Riemenscheibenanordnung durch Koppelmittel, insbesondere einen Zahnriemen oder einen Keilrippenriemen, miteinander verbunden sind.Alternatively, of intermeshing components, it may be advantageous if gears of the gear assembly and / or pulleys of the pulley assembly by coupling means, in particular a toothed belt or a V-ribbed belt, are interconnected.
Im Hinblick auf die elektrische Isolierung ist es dann vorteilhaft, wenn die Koppelmittel aus einem elektrisch isolierenden Material sind.With regard to the electrical insulation, it is advantageous if the coupling means are made of an electrically insulating material.
Wie bereits angesprochen ist es besonders von Vorteil, wenn die Antriebseinheit eine elektrische Antriebseinheit, insbesondere ein Elektromotor, ist.As already mentioned, it is particularly advantageous if the drive unit is an electric drive unit, in particular an electric motor.
Vorteilhaft ist die Antriebs-Koppeleinrichtung derart eingerichtet, dass sich die Drehzahl und/oder die Drehrichtung des Glockentellers von der Drehzahl und/oder der Drehrichtung der Antriebseinheit unterscheidet.Advantageously, the drive coupling device is set up such that the rotational speed and / or the direction of rotation of the bell cup differs from the rotational speed and / or the direction of rotation of the drive unit.
Nachfolgend werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren
Zunächst wird auf
Der Rotationszerstäuber
Der Glockenteller
Der Glockenteller
Die Antriebs-Koppeleinrichtung
Beim Ausführungsbeispiel nach
Die elektrische Isolationseinrichtung
Die elektrische Isolierung
Beim Ausführungsbeispiel nach
Beim in
Bei dem in
Die elektrische Isolierung
Bei dem in
Wieder wird die elektrische Isolierung
Für die elektrische Isolierung
In Abwandlung dazu zeigt
Auch hier sind für die elektrische Isolierung
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verläuft die Materialleitung
Bei weiteren, nicht eigens gezeigten Abwandlungen kann die Drehachse
Claims (9)
Priority Applications (2)
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EP18153890.1A EP3357584A1 (en) | 2017-02-01 | 2018-01-29 | Rotary atomizer |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017101924A1 true DE102017101924A1 (en) | 2018-08-02 |
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EP3357584A1 (en) | 2018-08-08 |
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