DE10245324A1

DE10245324A1 - Method for atomizing paint coating materials, using an ultrasonic generator and reflector with a paint delivery tube having a deflector to prevent paint drops moving up the tube

Info

Publication number: DE10245324A1
Application number: DE2002145324
Authority: DE
Inventors: Gert Dr.-Ing. Stauch; Björn Dr. Matthias; Peter Dipl.-Ing. Schreckenberg; Uwe Dipl.-Phys. Görges; Gunter Dr.-Ing. Börner; Humberto Dr.rer.nat. Chaves; Hidetoshi Yamabe; Jörg Dr.rer.nat. Gebhard; Horst Dörlich
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-08
Also published as: JP2004114041A

Abstract

The ultrasonic generator (14) has an emitter (21) and reflector (16) positioned to set up standing waves (32) at the center at which the delivery end of a paint supply tube (10) terminates with a deflector plate (12) round the outlet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lacksprühnebels zum Lackieren eines Werkstücks mit einer Sonotrode, mit einem der Sonotrode gegenüberliegend angeordneten Bauelement, wobei im Betriebsfall im Zwischenraum zwischen Sonotrode und Bauelement ein stehendes Ultraschallfeld ausgebildet ist, und mit wenigstens einer Lackzufuhrvorrichtung, mittels welcher der Lack in den Nahbereich eines Maximums der Schallschnelle des Ultraschallfeldes zuführbar ist.The invention relates to an ultrasonic standing wave atomizer arrangement to generate a paint spray for painting a workpiece with a sonotrode, with a component arranged opposite the sonotrode, where in operation in the space between the sonotrode and component a standing ultrasound field is formed, and with at least a paint supply device, by means of which the paint in the vicinity of a Maximum of the sound velocity of the ultrasonic field can be fed.

Zum Lackieren von Werkstücken, insbesondere bei Massenlackierung wie sie in der Automobilindustrie häufig vorkommen, werden derzeit vorzugsweise die allgemein bekannten Hochrotationszerstäuber eingesetzt. Bei der Hochrotationszerstäubung wird der Lack durch das Innere einer Metallglocke geleitet und gelangt derart auf deren zum Werkstück weisende Frontseite. Die Metallglocke wird üblicherweise von einer Druckluftturbine angetrieben und rotiert mit bis zu 80.000 Umdrehungen pro Minute. Durch die dabei wirkenden Fliehkräfte gelangt der Lack dann an die Glockenkante der Frontseite, um dort in feinen Tröpfchen abzureißen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die für eine ausreichende Qualität einer Lackschicht geforderte Tröpfchengröße des Lacksprühnebels im Bereich von 10 μm bis 60 μm liegt.For painting workpieces, in particular for mass painting, as is often the case in the automotive industry, the generally known high-speed rotary atomizers are currently preferably used. During high-speed atomization the paint is passed through the inside of a metal bell and reaches so on their to the workpiece pointing front. The metal bell is usually powered by an air turbine driven and rotated at up to 80,000 revolutions per minute. The paint then arrives due to the centrifugal forces the bell edge of the front to tear off there in fine droplets. On in this way it is achieved that the for one sufficient quality of a Paint layer required droplet size of the paint spray in the range of 10 μm is up to 60 μm.

Allgemein bekannt gewordene, grundsätzliche Überlegungen zeigen, daß Lack auch mittels einer Ultraschall-Stehwellen-Zerstäubung prinzipiell zerstäubt werden kann. Diesen prinzipiellen Erwägungen folgend, wurden jedoch durchschnittliche Tropfengrößen bei der Zerstäubung zwischen 100 μm und 200 μm gemessen, wobei im Einzelfall noch größere Tropfen vorkommen. Derartig große Tropfen beeinflussen jedoch die Qualität der Lackschicht derartig negativ, daß ein Einsatz in der Lackiertechnik unattraktiv ist.General considerations that have become known show that paint can also be atomized in principle by means of ultrasonic standing wave atomization can. These fundamental considerations following, however, were average drop sizes at of atomization between 100 μm and 200 μm measured, with larger drops occurring in individual cases. Such size However, drops influence the quality of the lacquer layer in this way negative that a Use in painting technology is unattractive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lacksprühnebels anzugeben, dessen Lackpartikel klein genug sind, um ein qualitativ ausreichendes Lackierergebnis auf dem zu lackierenden Werkstück zu erzeugen.Based on this state of the art, is it is the object of the invention to provide an ultrasonic standing wave atomizer arrangement to generate a paint spray specify, the paint particles are small enough to a qualitative to produce sufficient painting results on the workpiece to be painted.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lacksprühnebels zum Lackieren eines Werkstücks mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This task is solved by the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention to generate a paint spray for painting a workpiece with the features specified in claim 1.

Demnach hat die erfindungsgemäße Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung eine Sonotrode und ein der Sonotrode gegenüberliegend angeordnetes Bauelement. Im Betriebsfall ist im Zwischenraum zwischen Sonotrode und Bauelement ein stehendes Ultraschallfeld ausgebildet. Mit wenigstens einer Lackzuführeinrichtung ist der Lack in den Nahbereich eines Maximums der Schallschnelle des Ultraschallfeldes zuführbar. Die wenigstens eine Lackzuführvorrichtung ist im Bereich des stehenden Ultraschallfeldes im wesentlichen als Rohrstück ausgestaltet, an dessen freiem Ende der zu zerstäubende Lack ausbringbar ist. Zudem ist im Nahbereich der Lackaustrittsstelle auf deren dem freien Ende abgewandten Seite ein Sperrelement angebracht oder das Rohrstück wenigstens im Nahbereich der Lackaustrittsstelle als Sperrelement ausgestaltet. Durch das Sperrelement ist ein Lackfluß entlang der Längsrichtung des Rohrstückes auf dessen Rohraußenseite und aus dem Bereich der größten Lackschnelle verhindert.Accordingly, the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention a sonotrode and a component arranged opposite the sonotrode. In operation, there is a gap between the sonotrode and the component a standing ultrasonic field is formed. With at least one Lackzuführeinrichtung is the paint in the near range of a maximum of the sound velocity of the ultrasound field can be supplied. The at least one paint supply device is essentially as in the area of the standing ultrasonic field pipe section designed, at the free end of which the paint to be atomized can be applied. In addition, the paint exit point is in the vicinity of the free one At the end facing away from a locking element attached or at least the pipe section configured as a blocking element in the vicinity of the paint exit point. Through the blocking element is a paint flow along the longitudinal direction of the pipe section on the outside of the pipe and prevented from the area of the largest paint rapid.

Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es, daß das Sperrelement einen Lackfluß entlang der Rohraußenseite des Rohrstücks sicher verhindet. Die Lackaustrittsstelle ist im Nahbereich eines Maximus der Schallschnelle des Ultraschallfeldes angeordnet. Gleichwohl ist mit einer derartigen Anordnung noch nicht sichergestellt, daß der austretende Lack vollständig zerstäubt werden kann. Die Schallschnelle nimmt nämlich, ausgehend von ihrem Maximum, in jeglicher Raumrichtung vergleichsweise schnell ab. Mit dem Abnehmen des Schallschnelle nimmt auch die Fähigkeit des Ultraschalls ab, den Lack zu zerstäuben. Mit dem erfindungsgemäßen Sperrelement wird ein möglicher Lackfluß entlang der Außenseite des Rohrstücks, also in einen Bereich außerhalb der maximalen Schallschnelle verhindert. Dabei sind der Form oder der Gestaltung des Sperrelements gemäß des Erfindungsgedankens keine prinzipiellen Grenzen gesetzt, solange der Lackfluß aus dem Bereich der größten Schallschnelle verhindert ist.A particular advantage of this configuration according to the invention is it that Blocking element along a paint flow the pipe outside of the pipe section sure prevented. The paint exit point is close to one Maximus the sound velocity of the ultrasonic field arranged. nevertheless is not yet ensured with such an arrangement that the exiting Paint completely atomized can be. The speed of sound takes off, starting from hers Maximum, comparatively quickly in any spatial direction. With decreasing the speed of sound also decreases the ability of ultrasound to atomize the paint. With the locking element according to the invention is a possible paint flow along the outside of the pipe section, so to an area outside the maximum sound velocity prevented. Here are the shape or the Design of the locking element according to the inventive concept no fundamental limits, as long as the paint flow from the Area of greatest sound velocity is prevented.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist das Bauelement eine weitere Sonotrode. Auf diese Weise ist ein besonders stabiles Ultraschallfeld ausbildbar, das zudem vergleichsweise gut regelbar ist.In an advantageous embodiment of the subject of the invention, the component is a further sonotrode. In this way, a particularly stable ultrasound field can be formed, which is also comparatively easy to regulate.

Eine weitere Verbesserung bei der Ausbildung des Ultraschallfeldes ist erfindungsgemäß erreicht, wenn am freien Ende des Rohrstücks ein Stabilisatorelement angebracht ist, das mit dem Schallfeld zusammenwirkt, und daß das Pulsieren des Schallfeldes im Nahbereich des Stabilisatorelements durch dieses verhindert ist. In einer besonders günstigen Gestaltung ist das Stabilisatorelement mit dem Sperrelement einstöckig ausgestaltet. Es kann jedoch auch ein eigenständiges Bauelement sein, oder als weitere Ausgestaltung mit dem Sperrelement verbunden sein. Jedenfalls ist durch eine entsprechende Formgebung erreicht, daß das Pulsieren des Ultraschallfeldes im Nahbereich des Stabilisatorelements vermindert ist. Somit ist vorteilhafterweise der Zerstäubungsvorgang des austretenden Lackes in kleine Tröpfchen verbessert.Another improvement in the The ultrasound field is achieved according to the invention, if at the free end of the pipe section a stabilizer element is attached that interacts with the sound field, and that that Pulsing through the sound field in the vicinity of the stabilizer element this is prevented. In a particularly inexpensive design that is Stabilizer element designed with the blocking element in one piece. It can but also an independent one Be a component, or as a further embodiment with the locking element be connected. In any case, by appropriate shaping accomplished that Pulsation of the ultrasound field in the vicinity of the stabilizer element is reduced is. Thus, the atomizing process of the emerging is advantageous Lacquer in small droplets improved.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung ist durch eine Anregungsvorrichtung gekennzeichnet, durch die das Rohrstück zur Unterstützung des Zerstäubungsvorganges zu Schwingungen anregbar ist. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß durch ein in Schwingungen versetztes Rohrstück die Zerstäubung des Lackes in vorteilhafterweise unterstützt wird.Another advantageous embodiment of the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention is by an excitation device characterized by which the pipe section can be excited to support the atomization process to vibrate. It has been found that the atomization of the lacquer is advantageously supported by a piece of pipe set in vibration.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Anregungsvorrichtung ist es, wenn das Rohrstück mit der Sonotrode schwingungstechnisch gekoppelt ist. Die Sonotrode ist bereits ein schwingungsanregendes Bauelement, welches durch die schwingungstechnische Kopplung mit dem Rohrstück eine weiter Funktion übernimmt, nämlich auch das Rohrstück zu Schwingungen anzuregen. Die Schwingungserregung ist somit ins besonders einfacher Weise realisiert.A particularly advantageous embodiment of the It is the excitation device when the pipe section with the sonotrode vibrates is coupled. The sonotrode is already a vibration stimulator Component, which is due to the vibration coupling with the pipe section takes on another function, namely also the pipe section to stimulate vibrations. The vibration excitation is ins realized in a particularly simple manner.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit das Rohrstück in Schwingungen zu versetzen und somit die vorteilhafte Unterstützung des Zerstäubungsvorganges des Lacks zu erreichen, ist es, wenn die Anregungsvorrichtung ein ultrasehallschwingungsanregungsfähiges Bauteil aufweist, das an einer geeigneten Stelle im Ultraschallfeld angeordnet ist, und mit dem die dort aufgenommenen Ultraschallschwingungen auf das Rohrstück übertragbar sind. Auch auf diese Weise ist das Rohrstück zu Schwingungen angeregt, die wiederum in vorteilhafter Weise den Zerstäubungsprozeß des Lackes unterstützen.Another advantageous option the pipe section to vibrate and thus the advantageous support of the atomization to achieve the paint, it is when the excitation device ultrasehallschwingungsanregungsfähiges Has component that at a suitable location in the ultrasonic field is arranged, and with which the ultrasonic vibrations recorded there transferable to the pipe section are. In this way, too, the pipe section is excited to vibrate, which in turn support the atomization process of the paint in an advantageous manner.

Eine weitere Möglichkeit zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Anregungsvorrichtung ist es, wenn diese wenigstens ein Anregungselement aufweist, das mit dem Sperrelement verbunden ist, und das wenigstens eine Anregungselement in einem Bereich des Ultraschallfeldes angeordnet ist, der zur Schwingungsanregung geeignet ist. Das heißt, daß im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Möglichkeit, das wenigstens eine Anregungselement durch das Ultraschallfeld zu Schwingungen angeregt wird, wozu diese Schwingungen auf das Sperrelement übertragbar sind und schließlich das Rohrstück zu Schwingungen anregen.Another possibility for the configuration according to the invention of the excitation device if it has at least one excitation element, which is connected to the locking element, and the at least one Excitation element arranged in an area of the ultrasonic field is suitable for vibration excitation. That means that in difference to the possibility described above, the at least one Excitation element excited by the ultrasonic field to vibrate becomes what these vibrations are transferable to the locking element are and finally the pipe section to stimulate vibrations.

Durch die nachfolgend beschriebene Ausgestaltung der Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung wird der Zerstäubungsvargang noch weiter verbessert. Dazu ist das Sperrelement mittels einer Feder mit dem Rohrstück verbunden und durch das Sperrelement und die Feder ein schwingungsfähiges Federmassesystem gebildet, welches durch das Ultraschallfeld zu Schwingungen anregbar ist. In einen günstigen Fall ist das Sperrelement wiederum mit wenigstens einem Anregungselement versehen und wird derart zu Schwingungen angeregt. Über die Feder werden die Schwingungen an das Rohrstück weitergegeben. Auf diese Weise wird auch hier der Zerstäubungsvargang durch die Schwingungen des Rohrstücks unterstützt und verbessert. Unzulässig große Tropfen von zerstäubtem Lack sind derart vermieden.By the one described below The configuration of the ultrasonic standing wave atomizer arrangement becomes the atomization process improved even further. For this purpose, the locking element is by means of a spring with the pipe section connected and by the locking element and the spring an oscillating spring mass system formed, which can be excited to vibrate by the ultrasonic field is. In a cheap The case is again the blocking element with at least one excitation element provided and is thus excited to vibrate. About the The vibrations are passed on to the pipe section. To this Here too the atomization process becomes wise supported and improved by the vibrations of the pipe section. Impermissibly large drops of atomized Lacquer are avoided in this way.

Für eine weitere erfindungsgemäßen Ausgestaltungen der Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung ist es vorteilhaft, wenn eine Reinigungsluftströmung vorhanden ist, durch welche die Benetzung der Sonotrode bzw. des Bauelements vermieden bzw. verringert ist. Auf diese Weise kann ein besonders hoher Anteil an zerstäubtem Lack auch für den tatsächlichen Lackiervorgang eingesetzt werden.For a further embodiments according to the invention the ultrasonic standing wave atomizer arrangement it is advantageous if there is a cleaning air flow through which the wetting of the sonotrode or the component is avoided or is reduced. In this way, a particularly high proportion on atomized Lacquer also for the actual Painting process can be used.

Eine weitere erfindungsgemäß vorgesehene Möglichkeit den Vorgang des Lackauftragens zu verbessern sieht vor, daß eine Lenkluftströmung dafür einsetzbar ist, die Flugrichtung des erzeugten Lacksprühnebels zu beeinflussen. Durch die Lenkluftströmung wird dem Lacksprühnebel also bereits eine Vorzugsrichtung, nämlich insbesondere die Richtung in der lackiert werden soll, vorzugeben. Eine weitere Unterstützung dieses Vorgangs, somit eine Verbesserung des Lackiervorgangs, ist erreicht, sofern der Lack, insbesondere bereits in der Lackzuführvorrichtung oder nach der Zerstäubung, mittels einer separaten Vorrichtung elektrostatisch aufladbar ist. Dabei wird heute üblicherweise das zu lackierende Werkstück auf Masse gelegt, während die separate Vorrichtung und/oder die Lackzuführvorrichtung auf ein entsprechend hohes Spannungsniveau gelegt ist.Another possibility provided according to the invention To improve the process of applying paint provides that a direct air flow can be used for this is to influence the direction of flight of the paint spray generated. By the steering air flow becomes the paint spray therefore already a preferred direction, namely in particular the direction in to be painted. Another support of this Process, thus an improvement of the painting process, is achieved if the paint, especially already in the paint feeder or after atomization, can be electrostatically charged by means of a separate device. It is commonly used today the workpiece to be painted grounded while the separate device and / or the paint supply device to a corresponding high voltage level is set.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous configurations of the subject of the invention are the dependent claims remove.

Anhand den in den Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung, ihre Vorteile sowie weitere Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the indicated in the drawings embodiments the invention, its advantages and further improvements the invention closer explained and be described.

Es zeigen:Show it:

1 eine Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung mit einem ersten Rohrstück, 1 an ultrasonic standing wave atomizer arrangement with a first tube piece,

2 das erste Rohrstück in verschiedenen Ansichten, 2 the first pipe section in different views,

3 die Seitenansicht auf ein zweites Rohrstück, 3 the side view of a second pipe section,

4 das zweite Rohrstück in verschiedenen Ansichten, 4 the second pipe section in different views,

5 eine erste Zerstäuberanordnung, 5 a first atomizer arrangement,

6 eine zweite Zerstäuberanordnung, 6 a second atomizer arrangement,

7 verschiedene Ansichten auf ein drittes Rohrstück, 7 different views of a third pipe section,

8 eine dritte Zerstäuberanordnung, 8th a third atomizer arrangement,

9 verschiedene Ansichten auf ein viertes Rohrstück, 9 different views of a fourth pipe section,

10 eine vierte Zerstäuberanordnung und 10 a fourth atomizer arrangement and

11 verschiedene Ansichten auf ein fünftes Rohrstück. 11 different views of a fifth pipe section.

Die 1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 8 in einer isometrischen Darstellung. Die kathesischen Koordinaten sind durch die Richtungspfeile für die X, Y und Z-Richtung in einem Koordinatensystem angedeutet. Zudem soll die Darstellung nur skizzenhaften Charakter haben, so daß die tatsächlichen Größenverhältnisse dieser Figur nicht entnehmbar sind.The 1 shows a first ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention 8th in an isometric representation. The cathesic coordinates are indicated by the direction arrows for the X, Y and Z directions in a coordinate system. In addition, the representation should only have a sketchy character, so that the actual proportions of this figure cannot be inferred.

Die erste Sonotrode 14 ist einem ersten Reflektionskörper 16 gegenüberliegend angeordnet. In dieser Figur ist die Sonotrode 14 symbolisch durch ein zylindrischen Grundkörper 22 sowie einen Schallkörper 21 dargestellt, der aus der zum Reflektionskörper 16 weisenden Stirnseite des zylindrischen Grundkörpers 22 herausragt. Dabei ist der Schallkörper 21, wie auch die Sonotrode 14, in etwa zylinderförmig, wobei die sich gegenüberliegenden Stirnflächen des Schallkörpers 21 sowie der Sonotrode 14 als erste Schallfläche 24 für die Stirnfläche am Schallkörper 21 sowie als zweite Schallfläche 26 für die Stirnfläche an der Sonotrode 14, bezeichnet werden sollen. Die erste 24 bzw. die zweite Schallfläche 26 sind konkav ausgestaltet, das heißt, daß ihre Gestalt in etwa einem Abschnitt der Mantelfläche einer gedachten Hohlkugel entspricht. Um diese Gestalt zu verdeutlichen, wurde auf die erste Schallfläche 24 eine punktierte erste Linie 17 sowie eine punktierte zweite Linie 19 eingezeichnet. Der Schnittpunkt zwischen der ersten Linie 17 und der zweiten Linie 19 liegt genau mittiy auf der ersten Schallfläche 24. Der ersten 17 bzw. der zweiten Linie 19 entsprechende Linien sind auch auf der zweiten Schallfläche 26 gezeigt, ohne jedoch näher mit Bezugszeichen versehen zu sein. Durch die Schnittpunkte der ersten 17 mit der zweiten Linie 19 sowie den entsprechenden Linien der zweiten Schall fläche 26 ist noch eine Mittelachse 28 gezeigt, die genau in X-Koordinatenrichtung verläuft.The first sonotrode 14 is a first reflection body 16 arranged opposite each other. In this figure is the sonotrode 14 symbolically by a cylindrical body 22 as well as a sound body 21 Shown from the reflection body 16 facing end of the cylindrical body 22 protrudes. Here is the sound body 21 , as well as the sonotrode 14 , approximately cylindrical, with the opposite end faces of the sound body 21 and the sonotrode 14 as the first record 24 for the face of the sound body 21 as well as a second record 26 for the end face on the sonotrode 14 , should be designated. The first 24 or the second record 26 are concave, which means that their shape corresponds approximately to a section of the lateral surface of an imaginary hollow sphere. In order to clarify this shape, the first record was made 24 a dotted first line 17 as well as a dotted second line 19 located. The intersection between the first line 17 and the second line 19 lies exactly on the first record 24 , The first 17 or the second line 19 corresponding lines are also on the second record 26 shown, but without being provided with reference numerals. Through the intersection of the first 17 with the second line 19 and the corresponding lines of the second sound surface 26 is still a central axis 28 shown that runs exactly in the X coordinate direction.

In dem Zwischenraum zwischen der ersten Schallfläche 24 und der zweiten Schallfläche 26 ist ein erstes Rohrstück 10 gezeigt, dessen freies erstes Ende genau mittig zwischen den Schallflächen 24, 26 angeordnet ist und zu dem unmittelbar an der Mittelachse 28 endet. Das erste Rohrstück 10 ist in seiner Längsausdehnung gerade ausgestaltet und parallel zur Y-Richtung angeordnet. Zudem ist das erste Rohrstück 10 Teil einer nicht weiter dargestellten Lackzuführeinrichtung, die den durch die erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 8 zu zerstäubenden Lack in der erforderlichen Menge zur Verfügung stellt. Das andere Ende des ersten Rohrstücks 10 endet dementsprechend sozusagen im „freien Raum", ohne das die Verbindung mit der Lackzuführeinrichtung dargestellt wäre. Typische Werte für die Lackförderraten sind 200 ml/min bis 400 ml/min. Zudem ist es ohne weiteres denkbar und innerhalb des Erfindungsgedankens, wenn mehrere erste Rohrstücke 10 von der Lackzuführungseinrichtung mit Lack versorgt werden. Dann sind die betreffenden freien Rohrenden jeweils in verschiedenen Maxima der Schallschnelle im Ultraschallfeld anzuordnen, worauf nachfolgend näher eingegangen wird.In the space between the first record 24 and the second record 26 is a first piece of pipe 10 shown, the free first end exactly in the middle between the sound surfaces 24 . 26 is arranged and directly on the central axis 28 ends. The first piece of pipe 10 is straight in its longitudinal extent and arranged parallel to the Y direction. In addition, the first piece of pipe 10 Part of a paint feed device, not shown, which the by the first ultrasonic standing wave atomizer arrangement 8th paint to be atomized in the required amount. The other end of the first piece of pipe 10 Accordingly, it ends, so to speak, in "free space" without the connection to the paint feed device being shown. Typical values for the paint feed rates are 200 ml / min to 400 ml / min. In addition, it is easily conceivable and within the inventive concept if several first pipe sections 10 be supplied with paint by the paint supply device. Then the respective free pipe ends are to be arranged in different maxima of the sound velocity in the ultrasonic field, which will be discussed in more detail below.

Am ersten Ende des ersten Rohrstücks 10 ist ein ringförmiges erstes Sperrelement 12 angeordnet. Details zum ersten Rohrstück 10 sowie dem ersten Sperrelement 12 sind der 2 entnehmbar. Mit dieser Figur soll jedoch gezeigt werden, daß am ersten Ende des ersten Rohrstücks 10 Lack ausbringbar ist, und zwar in einem Teilbereich des Zwischenraums, an dem eine maximale Schallschnelle des stehenden Ultraschallfeldes herrscht. Dies ist in der Figur angedeutet, indem ein erstes Diagramm 32, dessen X-Achse mit der Mittelachse 28 zusammenfällt, zeigt, daß in diesem Bereich eine maximale Schallschnelle im Ultraschallfeld vorhanden ist. Ein zweites Diagramm 34 ist um einen bestimmten Betrag in Y-Richtung versetzt angeordnet und zeigt, daß die Schallschnelle vergleichsweise schnell in Y-Richtung abnimmt. Das im Zwischenraum zwischen dem Schallkörper 21 und dem Reflektionskörper 16 ist also ein stehendes Ultraschallfeld ausgebildet, welches lediglich in Knotenpunkten ein Maxima an Schallschnelle ausbildet. Würde also Lack aus dem Bereich der maximalen Schallschnelle abfließen und in einen Bereich verringerter Schallschnelle gelangen, könnte eine Zerstäubung des Lackes nur in entsprechend verminderten Umfang stattfinden. Im Nahbereich des Lackaustritts des ersten Rohrstücks 10 ist jedoch das erste Sperrelement 12 angeordnet. Somit ist vorteilhafterweise verhindert, daß austretender Lack der nicht sofort durch das stehende Ultraschallfeld zerstäubt wird, aus dem Bereich der maximalen Schallschnelle abfließt. Im dargestellten Beispielfall ist der äußere Durchmesser des ersten Sperrelements 12 so gewählt, daß an dessen radial äußerem Ende keine Schallschnelle mehr vorhanden ist. Somit ist auch jedenfalls verhindert, daß Lack entlang der Längsrichtung des ersten Rohrstücks 10 auf dessen Außenseite entlang fließen kann.At the first end of the first pipe section 10 is an annular first locking element 12 arranged. Details of the first piece of pipe 10 and the first locking element 12 are the 2 removable. However, this figure is intended to show that at the first end of the first pipe section 10 Paint can be applied, in a partial area of the space where there is a maximum sound velocity of the standing ultrasound field. This is indicated in the figure by a first diagram 32 whose X-axis coincides with the central axis 28 coincides, shows that there is a maximum sound velocity in the ultrasonic field in this area. A second diagram 34 is offset by a certain amount in the Y direction and shows that the sound velocity decreases comparatively quickly in the Y direction. That in the space between the sound body 21 and the reflection body 16 a standing ultrasound field is thus formed, which forms a maximum of sound speed only at nodes. If paint were to flow away from the area of maximum sound speed and reach an area of reduced sound speed, the paint could only be atomized to a correspondingly reduced extent. In the vicinity of the paint outlet of the first pipe section 10 however, is the first locking element 12 arranged. This advantageously prevents emerging paint that is not immediately atomized by the standing ultrasonic field from flowing out of the area of the maximum sound velocity. In the example shown, the outer diameter of the first locking element is 12 chosen so that at the radially outer end there is no more sound. In this way, it is also prevented in any case that lacquer along the longitudinal direction of the first pipe section 10 can flow along the outside.

2 zeigt das erste Rohrstück 10 in einer Schnittansicht, insbesondere im Bereich des freien Endes, sowie in einer Draufsicht in der in der Schnittansicht mit „A-A"- gekennzeichneten und angedeuteten Art und Weise. 2 shows the first pipe section 10 in a sectional view, in particular in the region of the free end, and in a plan view in the manner marked and indicated with "AA" in the sectional view.

In der Schnittansicht ist erkennbar, daß das erste Sperrelement 12 als ringförmige Scheibe ausgebildet ist und unmittelbar mit dem freien Ende des Rohrstücks 10 abschließend mit diesem verbunden ist. Die Öffnung des ersten Rohrstücks 10 an dessen freien Ende dient als erster Lackaustritt 11.In the sectional view it can be seen that the first locking element 12 is designed as an annular disc and directly with the free end of the pipe section 10 is finally connected to this. The opening of the first piece of pipe 10 at its free end serves as the first paint outlet 11 ,

Um den Zusammenhang zwischen der Schnittansicht und der Draufsicht besser erkennen zu können, wurden die sichtbaren Kanten beider Ansichten jeweils mit gestrichelten Linien verbunden. So ist aus der Draufsicht zu erkennen, daß das erste Sperrelement 12 in seiner radial äußeren Form eine Elypse darstellt, während die mittig angeordnete Ausnehmung im ersten Sperrelement 12 zur Aufnahme des ersten Rohrstücks 10 kreisförmig ist. Die elyptische äußere Farm des ersten Sperrelements 11 ist besonders vorteilhaft. Diese Form entspricht nämlich in etwa einer sich ausbildenden Lacklamelle im stehenden Ultraschallfeld in einer Querschnittsansicht zur Y-Richtung betrachtet. Würde ein erstes Sperrelement 12 beispielsweise in einer ersten Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 8 gemäß 1 eingesetzt werden, würde die große Achse des elyptischen Rings des ersten Sperrelement 12 parallel der Z-Richtung angeordnet sein.In order to better recognize the relationship between the sectional view and the top view, the visible edges of both views were each connected with dashed lines. It can be seen from the top view that the first locking element 12 represents in its radially outer shape an Elypse, while the centrally arranged recess in the first locking element 12 to accommodate the first piece of pipe 10 is circular. The first barrier element's Egyptian outer farm 11 is particularly beneficial. This shape corresponds approximately to a lacquer lamella that forms in the standing ultrasound field, viewed in a cross-sectional view to the Y direction. Would be a first blocking element 12 for example in a first ultrasonic standing wave atomizer arrangement 8th according to 1 would be used, the major axis of the Egyptian ring of the first locking element 12 be arranged parallel to the Z direction.

Die 3 zeigt ein zweites Rohrstück 20, das an seinem freien Ende als Lamellenstabilisator 36 ausgestaltet ist. Die Ansicht in 3 wurde so gewählt, daß eine erste Austrittsöffnung 38 am Lamellenstabilisator 36 erkennbar ist, durch die Lack zur Zer stäubung herausgefördert wird. In Verlängerung der Längsachse des zweiten Rohrstücks 20 ist diesem an seinem freien Ende ein in etwa scheibenförmiges Stabilisatorelement 42 angeformt. Würde das zweite Rohrstück 20 mit seinem Stabilisatorelement 42 in einer ersten Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 8 gemäß 1 eingesetzt werden, dann würden die Stirnflächen des Stabilisatorelements 42 in der von der X-Richtung und Z-Richtung aufgespannten Ebene gelegt werden. Das Stabilisatorelement 42 hat den großen Vorteil, daß es ein mögliches Pulsieren des stehenden Ultraschallfeldes in diesem Bereich verhindert bzw. vermindert, so daß die Zerstäubung des aus den Austrittsöffnungen austretenden Lackes verbessert ist. Die Lackpartikelchen 44 sind übertrieben groß dargestellt und sollen lediglich zeigen, in welchem Bereich in diesem Beispiel die Zerstäubung im Vergleich zur Position des Stabilisatorelements 42 stattfindet. Tatsächlich werden Partikel bzw. Tröpfchengrößen des erzeugten Lacksprühnebels von kleiner als 60 μm erreicht. Derartig kleine Partikelgrößen sind vollkommen ausreichend, um ein gutes Lackierergebnis erzielen zu können.The 3 shows a second piece of pipe 20 . at its free end as a slat stabilizer 36 is designed. The view in 3 was chosen so that a first outlet 38 on the slat stabilizer 36 is recognizable through which paint is sprayed out for atomization. In the extension of the longitudinal axis of the second pipe section 20 is an approximately disc-shaped stabilizer element at its free end 42 formed. Would be the second piece of pipe 20 with its stabilizer element 42 in a first ultrasonic standing wave atomizer arrangement 8th according to 1 would be used, then the end faces of the stabilizer element 42 in the plane spanned by the X and Z directions. The stabilizer element 42 has the great advantage that it prevents or reduces possible pulsation of the standing ultrasound field in this area, so that the atomization of the paint emerging from the outlet openings is improved. The paint particles 44 are shown exaggeratedly large and are only intended to show in which area in this example the atomization compared to the position of the stabilizer element 42 takes place. In fact, particles or droplet sizes of the paint spray produced are less than 60 μm. Such small particle sizes are completely sufficient to achieve a good painting result.

Die 4 zeigt das zweite Rohrstück 20 in einer Schnittansicht, insbesondere im Bereich des freien Endes, sowie in einer Draufsicht in der in der Schnittansicht mit „A-A" gekennzeichneten und angedeuteten Art und Weise.The 4 shows the second pipe section 20 in a sectional view, in particular in the region of the free end, and in a plan view in the manner marked and indicated in the sectional view with "AA".

Im Schnittbild ist der hohlzylindrische Eiereich 46 des zweiten Rohrstücks 20 erkennbar, der im Bereich des freien Endes des zweiten Rohrstücks 20 neben der ersten Austrittsöffnung 38 eine zweite Austrittsöffnung 48 aufweist. Aus den beiden Ansichten ist erkennbar, daß das Stabilisatorelement 42 einstückig mit dem zweiten Rohrstück 20 ausgestaltet ist.In the sectional view is the hollow cylindrical egg oak 46 of the second pipe section 20 recognizable in the area of the free end of the second pipe section 20 next to the first outlet 38 a second outlet 48 having. From the two views it can be seen that the stabilizer element 42 in one piece with the second pipe section 20 is designed.

5 zeigt eine erste Zerstäuberanordnung 30, die in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie die erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 8, weshalb auch für gleichartige Bauelemente die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet werden. 5 shows a first atomizer arrangement 30 , which is constructed in a similar manner to the first ultrasonic standing wave atomizer arrangement 8th , which is why the same reference numerals as in 1 be used.

Das erste Rohrstück 10 ist hier mit seinem ersten Sperrelement 12 am freien Ende dargestellt. Zudem ist in dieser Figur eine Lackversorgungsvorrichtung 52 andeu tungsweise dargestellt, und zwar in dem Bereich, in dem das erste Rohrstück 10 mit der Lackversorgungsvorrichtung 52 verbunden ist.The first piece of pipe 10 is here with its first locking element 12 shown at the free end. There is also a paint supply device in this figure 52 hinted in the area where the first piece of pipe 10 with the paint supply device 52 connected is.

In dieser Figur soll insbesondere ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anregungsvorrichtung gegeben werden. Hier ist diese Anregungsvorrichtung durch ein Verbindungselement 54 dargestellt, welches mittels einer ringförmigen Schelle 56 fest mit dem Schallkörper 21 verbunden ist sowie mit einer weiteren Schelle 58 mit dem ersten Rohrstück 10 fest verbunden ist. Die beiden Schellen 56, 58 sind mit einer Verbindungsstange 62 starr aneinander gekoppelt.In this figure, an example of an excitation device according to the invention is to be given in particular. Here is this excitation device through a connecting element 54 shown, which by means of an annular clamp 56 firmly with the sound body 21 is connected and with another clamp 58 with the first piece of pipe 10 is firmly connected. The two bells 56 . 58 are with a connecting rod 62 rigidly coupled together.

Im Betriebsfall der ersten Zerstäuberanordnung 30 erzeugt die Sonotrode 14 Ultraschallstehwellen, in dem insbesondere der Schallkörper zu entsprechenden Hin- und Herschwingungen in Richtung der Mittelachse 28 angeregt wird. Dies soll durch den Doppelpfeil 64 angedeutet sein. Die Hin- und Herschwingung des Schallkörpers 21 wird auf die Schelle 56 übertragen und von dort über die Verbindungsstange 62 auf die weitere Schelle 58. Diese zwingt schlussendlich das erste Rohrstück 10 im gleichen Takt Hin- und Herzuschwingen, wie es der Schallkörper 21 vorgibt. Die Sonotrode 14 ist also mit dem ersten Rohrstück 10 schwingungstechnisch gekoppelt. Durch das Hin- und Herschwingen des ersten Rohrstücks 10 wird der Zerstäubungsprozeß des Lackes in vorteilhafterweise unterstützt.When the first atomizer arrangement is in operation 30 generates the sonotrode 14 Ultrasonic standing waves, in which the sound body in particular vibrates back and forth in the direction of the central axis 28 is excited. This should be done by the double arrow 64 to be hinted at. The oscillation of the sound body 21 gets on the clamp 56 transferred and from there via the connecting rod 62 on the further clamp 58 , This ultimately forces the first piece of pipe 10 back and forth swinging in the same rhythm as the sound body 21 pretends. The sonotrode 14 is with the first piece of pipe 10 vibrationally coupled. By swinging the first pipe section back and forth 10 the atomization process of the lacquer is advantageously supported.

6 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsmöglichkeit mit einer zweiten Zerstäuberanordnung 40. Dabei sind der Schallkörper 21 der Sonotrode 14 und der Reflektionskörper 16 wiederum gegenüberliegend angeordnet, ähnlich wie es in der 1 bereits gezeigt wurde. In diesem Beispiel fördert eine Lackzuführeinrichtung 66 den zu zerstäubenden Lack durch das zweite Rohrstück 20. In dem gewählten Beispiel erfolgt die Schwingungsanregung des zweiten Rohrstücks 20 mittels einer an diesem angebrachten Anregungsscheibe 68. Die Verbindungsstelle zwischen der Anregungsscheibe 68 und dem zweiten Rohrstück 20 liegt im Nahbereich des freien Ende des zweiten Rohrstücks 20. Hierdurch ist sichergestellt, daß die von der Anregungsscheibe 68 ausgehenden Kräfte zur Schwingungsanregung in vorteilhafterweise in das zweite Rohrstück 20 eingeleitet werden. Die Anregungsscheibe 68 hat in etwa die Form einer Kreisscheibe, die lediglich im Anschlussbereich zum zweiten Rohrstück auf dessen Form angepaßt ist. Die Stirnflächen der Seiten sind in die sem Beispiel um ca. 45° zur Längsachse des zweiten Rohrstücks 20 sowie um 45° zur Mittelachse 28 geneigt angeordnet. 6 shows a further embodiment possibility according to the invention with a second atomizer arrangement 40 , Here are the sound box 21 the sonotrode 14 and the reflection body 16 again arranged opposite, similar to that in the 1 has already been shown. In this example, a paint feeder promotes 66 the paint to be atomized through the second pipe section 20 , In the example chosen, the vibration of the second pipe section takes place 20 by means of an excitation disc attached to it 68 , The connection point between the excitation disc 68 and the second piece of pipe 20 lies in the vicinity of the free end of the second pipe section 20 , This ensures that the excitation disc 68 outgoing forces for vibration excitation advantageously in the second pipe section 20 be initiated. The excitation disc 68 has approximately the shape of a circular disc, which is only adapted to the shape of the second pipe section in the connection area. The end faces of the sides are in this example about 45 ° to the longitudinal axis of the second pipe section 20 and by 45 ° to the central axis 28 arranged inclined.

Die Anregungsscheibe 68 ist in einem Bereich des stehenden Ultraschall-Stehwellenfeides angeordnet, in dem ein möglichst großer Schalldruck herrscht. Durch die Schrägstellung um ca. 45° in diesem Beispiel ist erreicht, daß der Schalldruck auch eine ausreichend große Angriffsfläche zur Erzeugung einer ausreichenden Kraftwirkung zur Anregung von Schwingungen erhält. Zur Verdeutlichung dieses Effekts ist eine übertrieben groß dargestellte Schalldruckkurve und eine Schwingungskurve des stehenden Ultraschallfeldes in dem betreffenden Bereich dargestellt. Die Anregungsscheibe 68 ist also bewusst in einem Bereich mit einem möglichst großen Schalldruck angeordnet, während das freie Ende des zweiten Rohrstücks 20 in einem Bereich der maximalen Schallschnelle des stehenden Ultraschallfeldes angeordnet ist. Die Kraftwirkung des Schalldruckes auf die Anregungsscheibe 68 ist durch einen ersten Pfeil 69 dargestellt, der in paralleler Richtung zur Mittelachse 28 weist. Durch die eingangs erwähnte Kraftwirkung wird das zweite Rohrstück um einen bestimmten Betrag in Kraftrichtung ausgelenkt. Die hierdurch erzeugten Spannungen im zweiten Rohrstück 20 verursachen eine Rückstellkraft, die durch den zweiten Pfeil 71 dargestellt ist. Durch die leicht unterschiedlichen Positionen der Anregunysscheibe 68 im stehenden Ultraschallfeld, werden entsprechend verschiedene Kraftwirkungen auf die Anregungsscheibe 68 wirksam. Schlussendlich entsteht eine Hin- und Herbewegung bzw. eine Schwingung des zweiten Rohrstücks 20, die im wesentlichen wiederum in Richtung der Mittelachse 28 erfolgt. Durch die entsprechende Wahl der Stirnflächengröße der Anregungsscheibe, der Verbindungsstelle der Anregungsscheibe 68 mit dem zweiten Rohrstück 20, dem Winkel zwischen der Rohrstückslängsachse und der Anregungsscheibe 68 sowie dem Gewicht der Anregungsscheibe 68 kann die Frequenz der Schwingung sowie die Amplitude der erzeugten Schwingung im zweiten Rohrstück 20 beeinflusst werden.The excitation disc 68 is arranged in an area of the standing ultrasound standing wave field in which the sound pressure is as high as possible. The inclination of approximately 45 ° in this example ensures that the sound pressure also has a sufficiently large contact surface to generate a sufficient force effect to excite vibrations. To illustrate this effect, an exaggerated sound pressure curve and a vibration curve of the standing ultrasound field are shown in the area in question. The excitation disc 68 is therefore deliberately arranged in an area with the greatest possible sound pressure, while the free end of the second pipe section 20 is arranged in a region of the maximum sound velocity of the standing ultrasound field. The force effect of the sound pressure on the excitation disc 68 is by a first arrow 69 shown in the parallel direction to Mit center axis 28 has. Due to the aforementioned force effect, the second pipe section is deflected by a certain amount in the direction of force. The resulting stresses in the second pipe section 20 cause a restoring force by the second arrow 71 is shown. Due to the slightly different positions of the excitation disc 68 In the standing ultrasound field, different forces are applied to the excitation disc 68 effective. Ultimately, there is a back and forth movement or an oscillation of the second pipe section 20 which essentially turn in the direction of the central axis 28 he follows. Through the appropriate choice of the end face size of the excitation disc, the connection point of the excitation disc 68 with the second piece of pipe 20 , the angle between the pipe longitudinal axis and the excitation disc 68 and the weight of the excitation disc 68 can the frequency of the vibration and the amplitude of the vibration generated in the second pipe section 20 to be influenced.

Zur Verdeutlichung der Gestalt der Rohrstückanordnung 50 mit dem zweiten Rohrstück 20 sowie der Anregungsscheibe 68, ist diese in der 7 als Seitenansicht und im Vergleich zur Position aus der 6 um 90° gedreht gezeigt. In dieser Ansicht ist die Scheibenform der Anregungsscheibe 68 erkennbar, sowie die Verbindungsstelle mit dem zweiten Rohrstück 20 kenntlich gemacht.To clarify the shape of the pipe section arrangement 50 with the second piece of pipe 20 as well as the excitation disc 68 , this is in the 7 as a side view and compared to the position from the 6 shown rotated by 90 °. In this view the disk shape is the excitation disk 68 recognizable, as well as the connection point with the second pipe section 20 identified.

8 zeigt eine dritte Zerstäuberanordnung 60. Der Schallkörper 21 der Sonotrode 14 ist wiederum gegenüberliegend zum Reflektionskörper 16 angeordnet. Ein drittes Rohrstück 70 ist einerseits mit einer zweiten Lackversorgungseinrichtung 72 verbunden, die nur skizzenhaft angedeutet ist, während das freie Ende mit einem zweiten Sperrelement 74 verbunden ist und an der Mitteiachse 28 endet. Am zweiten Sperrelement 74 sind ein erstes 76 sowie ein zweites Anregungselement 78 auf entgegengesetzt liegenden Seiten angeordnet. Die Anregungselemente 76, 78 weisen jeweils einen Winkel von ca. 30° zur Mittelachse 28 bzw. 60° zur Längsachse des dritten Rohrstücks 70 auf. 8th shows a third atomizer arrangement 60 , The sound body 21 the sonotrode 14 is again opposite to the reflection body 16 arranged. A third piece of pipe 70 is on the one hand with a second paint supply device 72 connected, which is only sketchily indicated, while the free end with a second locking element 74 is connected and on the central axis 28 ends. On the second locking element 74 are a first 76 and a second excitation element 78 arranged on opposite sides. The stimulus elements 76 . 78 each have an angle of approx. 30 ° to the central axis 28 or 60 ° to the longitudinal axis of the third pipe section 70 on.

Um die Wirkung der Anregungselemente 76, 78 näher erläutern zu können, sind in der Figur ein ersten Kraftvektor 82 parallel zur Mittelachse 28 und mit seiner Spitze auf das erste Anregungselement 76 sowie ein zweiter Kraftvektor 84, ebenfalls parallel zur Mittelachse 28, jedoch mit seiner Spitze auf das zweite Anregungselement 78 weisend, dargestellt. Das freie Ende des dritten Rohrstücks 70 soll wiederum in einen Maximum an Schallschnelle im stehenden Ultraschallfeld positioniert sein. An dieser Stelle ist der Schalldruck gleich null, was durch eine zweite Schalldruckkurve 86 gezeigt wird. Diese Kurve sowie eine zugehörige zweite Schwingungskurve 88 sind wiederum in übertrieben großem Maßstab in dieser Zeichnung dargestellt und sollen lediglich der besseren Erläuterung dienen. So ist in dieser Figur zunächst gezeigt, daß die Anregungselemente 76, 78 durch das zweite Sperrelement 74 von dem dritten Rohrstück 70 beabstandet sind. Der Abstand ist so bemessen, daß die Anregungselemente 76, 78 sich außerhalb eines Bereichs der maximalen Schallschnelle befinden und demgemäß von dem dort herrschenden Schalldruck eine Kraft erfahren, die in Torsionsschwingungen, angedeutet durch die Richtungspfeile 92, resultieren. Die Schwingungen der Anregungselemente 76, 78 sind durch die Doppelpfeile 94 angedeutet.To the effect of the excitation elements 76 . 78 To be able to explain in more detail are a first force vector in the figure 82 parallel to the central axis 28 and with its tip on the first excitation element 76 as well as a second force vector 84 , also parallel to the central axis 28 , but with its tip on the second excitation element 78 instructing. The free end of the third pipe section 70 should in turn be positioned at a maximum of sound speed in the standing ultrasonic field. At this point the sound pressure is zero, which is indicated by a second sound pressure curve 86 will be shown. This curve as well as an associated second oscillation curve 88 are again shown in an exaggerated scale in this drawing and are only intended to provide a better explanation. So it is shown in this figure that the excitation elements 76 . 78 through the second locking element 74 from the third piece of pipe 70 are spaced. The distance is such that the excitation elements 76 . 78 are outside a range of the maximum sound velocity and accordingly experience a force from the sound pressure prevailing there, which is in torsional vibrations, indicated by the directional arrows 92 , result. The vibrations of the excitation elements 76 . 78 are by the double arrows 94 indicated.

Zur Verdeutlichung des eben gesagten zeigt 9 eine Draufsicht in Längsrichtung des dritten Rohrstücks 70, gesehen auf dessen freies Ende. In dieser Ansicht ist erkennbar, daß das zweite Sperrelement 74 eine ovale bzw. elyptische Grundform aufweist. In dieser Ansicht ist auch erkennbar, daß das erste 76 bzw. zweite Anregungselement 78 auf verschiedenen Seiten der Mittelachse 28 angeordnet sind. Die Kraftvektoren 82, 84 greifen dementsprechend an den Anregungselementen 76, 78 zwar parallel zur Mittelachse 28, jedoch mit einem bestimmten Abstand zu dieser an. Auf diese Weise ist die Richtung des ersten Kraftvektors 82 genau entgegengesetzt der Richtung des zweiten Kraftvektors 84, ohne das sich die Kraftwirkung der Kraftvektoren 82, 84 in ihrer Wirkung aufheben würden. Aufgrund der gezeigten Kraftangriffspunkte wird das dritte Rohrstück 70 nebst zweitem Sperrelement 74 und den Anregungselementen 76, 78 in Drehschwingungen versetzt, die wiederum durch die Richtungspfeile 92 angedeutet sind. Die Drehachse dieser Drehschwingungen steht in diesem Fall genau senkrecht auf der gezeigten Bildebene.To clarify what has just been said shows 9 a plan view in the longitudinal direction of the third pipe section 70 , seen on its free end. In this view it can be seen that the second locking element 74 has an oval or Egyptian basic shape. This view also shows that the first 76 or second excitation element 78 on different sides of the central axis 28 are arranged. The force vectors 82 . 84 accordingly take action on the excitation elements 76 . 78 parallel to the central axis 28 , but at a certain distance from it. This is the direction of the first force vector 82 exactly opposite to the direction of the second force vector 84 without affecting the force effect of the force vectors 82 . 84 would cancel their effect. Due to the force application points shown, the third pipe section 70 in addition to the second locking element 74 and the excitation elements 76 . 78 set in torsional vibrations, which in turn by the directional arrows 92 are indicated. In this case, the axis of rotation of these torsional vibrations is exactly perpendicular to the image plane shown.

10 zeigt eine vierte Zerstäuberanordnung 80, bei der sich der Schallkörper 21 der Sonotrode 14 wiederum gegenüber dem Reflektionskörper 16 befindet. Das freie Ende eines vierten Rohrstücks 90 reicht wiederum gerade bis zur Mittelachse 28, während das andere Ende des vierten Rohrstücks 90 mit einer dritten Lackversorgungseinrichtung 96 verbunden ist. Am freien Ende des vierten Rohrstücks 90 ist ein drittes Sperrelement 98 angeordnet, das ähnlich wie das zweite Sperrelement 74 ausgestaltet ist, also ein drittes 100 und ein viertes Anregungselement 102 aufweist. Im Unterschied zum zweiten Sperrelement 74 weist das dritte Sperrelement 98 jedoch keine feste Verbindung mit dem vierten Rohrstück 90 auf, sondern dessen mittig angeordnete Ausnehmung ist so bemessen, daß das dritte Sperrelement 98 in Längsrichtung der Mittelachse des vierten Rohrstücks 90 auf dessen Außenseite hin- und herbeweglich ist. Ein Anschlagelement 104 ist im Bereich des Lackaustrittes 106 und somit im Nahbereich des freien Endes des vierten Rohrstücks 90 angeordnet und verhindert, daß das dritte Sperrelement 98 außerhalb des axialen Führungsbereichs des vierten Rohrstücks 90 gelangen kann. Auf der zur dritten Lackversorgungseinrichtung 96 weisenden Seite des dritten Sperrelements 98 ist eine Schraubenfelder 106 angeordnet, die vom vierten Rohrstück 90 geführt wird und sich einerseits am dritten Sperrelement 98 sowie andererseits an einem Befestigungselement 108 in axialer Richtung zum vierten Rohrstück 90 abstützt. Die Schraubenfeder 106 kann sich in dem gewählten Beispiel jedoch frei um ihre Längsachse drehen. Dies ist für den Erfindungsgedanken nicht zwingend erforderlich, jedoch soll in dem gewählten Beispiel gezeigt werden, daß das vierte Rohrstück 90 in Schwingungen in Richtung seiner Längsachse versetzt werden kann. Dies ist durch die Schwingungsrichtungspfeile 110 angedeutet. 10 shows a fourth atomizer arrangement 80 , where the sound body 21 the sonotrode 14 again in relation to the reflection body 16 located. The free end of a fourth piece of pipe 90 again extends straight to the central axis 28 while the other end of the fourth pipe section 90 with a third paint supply device 96 connected is. At the free end of the fourth pipe section 90 is a third locking element 98 arranged, which is similar to the second locking element 74 is configured, ie a third 100 and a fourth excitation element 102 having. In contrast to the second locking element 74 has the third locking element 98 however, no fixed connection to the fourth pipe section 90 on, but its centrally arranged recess is dimensioned so that the third locking element 98 in the longitudinal direction of the central axis of the fourth pipe section 90 is movable back and forth on the outside. A stop element 104 is in the area of the paint outlet 106 and thus in the vicinity of the free end of the fourth pipe section 90 arranged and prevents the third locking element 98 outside the axial guide area of the fourth pipe section 90 can reach. On the third paint supply facility 96 facing side of the third locking element 98 is a screw fields 106 arranged by the fourth pipe section 90 is performed and on the one hand on the third locking element 98 and on the other hand on a fastener 108 in the axial direction to the fourth pipe section 90 supported. The coil spring 106 can, however, rotate freely about its longitudinal axis in the selected example. This is not absolutely necessary for the idea of the invention, but the example chosen should show that the fourth piece of pipe 90 can be vibrated in the direction of its longitudinal axis. This is through the directional arrows 110 indicated.

Die Längsschwingungen des vierten Rohrstücks 90 werden wiederum durch das dritte 100 sowie das vierte Anregungselement 102 veranlasst, welche den durch das stehende Ultraschallfeld erzeugten Schalldruck in Form einer resultierenden Kraftwirkung, hier angedeutet durch die Kraftrichtungspfeile 112 zunächst aufnehmen.The longitudinal vibrations of the fourth pipe section 90 are in turn by the third 100 and the fourth excitation element 102 causes which the sound pressure generated by the standing ultrasonic field in the form of a resulting force effect, indicated here by the force direction arrows 112 record first.

Aufgrund der erläuterten Konstruktion des dritten Sperrelements 98, das mittels der drehbeweglichen Schraubenfeder 106 mit dem vierten Rohrstück 90 verbunden ist, können nur Kräfte in Längsrichtung des vierten Rohrstücks 90 übertragen werden. Die Schraubenfeder 106 zusammen mit dem dritten Sperrelement 98 kann auch als Massefederanordnung, also als schwingungsanregendes System betrachtet werden. Mit der von diesem System vorgegebenen Schwingungseisenfrequenz beginnt dann das vierte Rohrstück 90 in axialer Richtung zu schwingen. Zur Verdeutlichung des stehenden Ultraschallfeldes sind wiederum die zweite Schalldruckkurve 86 sowie die zweite Schwingungskurve 88 in die vierte Zerstäuberanordnung 80 eingetragen.Due to the construction of the third locking element 98 by means of the rotating coil spring 106 with the fourth piece of pipe 90 is connected, only forces in the longitudinal direction of the fourth pipe section 90 be transmitted. The coil spring 106 together with the third locking element 98 can also be viewed as a mass spring arrangement, i.e. as a vibration-stimulating system. The fourth pipe section then begins with the vibration iron frequency specified by this system 90 to swing in the axial direction. The second sound pressure curve is again used to illustrate the standing ultrasonic field 86 as well as the second vibration curve 88 into the fourth atomizer arrangement 80 entered.

Als weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsmöglichkeit eines vierten Sperrelements 114, ist ein solches in 11 in einer Anordnung zusammen mit einem vierten Rohrstück 90 in einer ersten axialen Position A sowie in einer zweiten axialen Position B gezeigt.As a further possibility of designing a fourth locking element according to the invention 114 , is one in 11 in an arrangement together with a fourth piece of pipe 90 shown in a first axial position A and in a second axial position B.

Das vierte Sperrelement 114 ist so gestaltet, daß es in der Position A den Lackaustritt 107 des vierten Rohrstücks 90 in dessen axialer Richtung überdeckt. Auf diese Weise ist eine zusätzliche Barriere geschaffen, die verhindert, daß Lack aus dem Bereich der maximalen Schallschnelle, nämlich aus dem Bereich des Lackaustritts 107, gelangen kann. Die Position B des vierten Sperrelement 114 zeigt dieses in einer axialen Position, bei der der scheibenförmige Teil des vierten Sperrelement 114 gerade in der gleichen axialen Ebene wie der Lackaustritt 107 gelegen ist. Demgemäß ist in dieser Position B die Schraubenfeder 106 aufgrund der Kraftwirkung auf die Anregungselemente 100, 102 zusammengedrückt. Die Federkraft der Schraubenfeder 106 kann in einfacher Weise derart bemessen werden, daß ein ungewolltes, zu weites zusammdrücken der Schraubenfeder 106 sicher verhindert ist. Ein sogenanntes Überschwingen, d.h. die ungewollte, vollständige Freigabe des Lackaustrittes 107 ist derart verhindert.The fourth locking element 114 is designed so that it exits the paint in position A. 107 of the fourth pipe section 90 covered in its axial direction. In this way, an additional barrier is created, which prevents paint from the area of the maximum sound velocity, namely from the area of the paint outlet 107 , can reach. Position B of the fourth locking element 114 shows this in an axial position, in which the disc-shaped part of the fourth locking element 114 just in the same axial plane as the paint outlet 107 is located. Accordingly, in this position B is the coil spring 106 due to the action of force on the excitation elements 100 . 102 pressed together. The spring force of the coil spring 106 can be dimensioned in a simple manner such that an unwanted, too wide compression of the coil spring 106 is safely prevented. A so-called overshoot, ie the unwanted, complete release of the paint outlet 107 is prevented in this way.

88th: erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnungfirst Ultrasonic standing-wave atomizer
1010: erstes Rohrstückfirst pipe section
1111: erster Lackaustrittfirst paint outlet
1212: erstes Sperrelementfirst blocking element
1414: Sonotrodesonotrode
1616: Reflektionskörperreflection body
1717: erste Liniefirst line
1919: zweite Liniesecond line
2020: zweites Rohrstücksecond pipe section
2121: Schallkörpersound body
2222: Grundkörperbody
2424: erste Schallflächefirst sound area
2626: zweite Schallflächesecond sound area
2828: Mittelachsecentral axis
3030: erste Zerstäuberanordnungfirst atomizer
3232: erstes Diagrammfirst diagram
3434: zweites Diagrammsecond diagram
3636: Lamellen-StabilisatorFin stabilizer
3838: erste Austrittsöffnungfirst outlet opening
4040: zweite Zerstäuberanordnungsecond atomizer
4242: Stabilisatorelementstabilizer element
4444: LackpartikelchenPaint particles
4646: hohlzylindrischer Bereichhollow cylindrical Area
4848: zweite Austrittsöffnungsecond outlet opening
5050: RohrstückanordnungSleeve assembly
5252: LackversorgungsvorrichtungPaint supply device
5454: Verbindungselementconnecting element
5656: Schelleclamp
5858: weitere SchelleFurther clamp
6060: dritte Zerstäuberanordnungthird atomizer
6262: Verbindungsstangeconnecting rod
6464: Doppelpfeildouble arrow
6666: LackzuführungseinrichtungPaint feeder
6868: Anregungsscheibesuggestion disc
6969: Pfeilarrow
7070: drittes Rohrstückthird pipe section
7171: zweiter Pfeilsecond arrow
7272: zweite Lackversorgungseinrichtungsecond Paint supply
7474: zweites Sperrelementsecond blocking element
7676: erstes Anregungselementfirst excitation element
7878: zweites Anregungselementsecond excitation element
8080: vierte Zerstäuberanrichtungfourth Zerstäuberanrichtung
8282: erster Kraftvektorfirst force vector
8484: zweiter Kraftvektorsecond force vector
8686: zweite Schalldruckkurvesecond Sound pressure curve
8888: zweite Schwingungskurvesecond vibration curve
9090: viertes Rohrstückfourth pipe section
9292: Richtungspfeiledirectional arrows
9494: Doppelpfeiledouble arrows
9696: dritte Lackversorgungseinrichtungthird Paint supply
9898: drittes Sperrelementthird blocking element
100100: drittes Anregungselementthird excitation element
102102: viertes Anregungselementfourth excitation element
104104: Anschlagelementstop element
106106: Schraubenfedercoil spring
107107: Lackaustrittpaint outlet
108108: Befestigungselementfastener
110110: SchwingungsrichtungspfeilVibration direction arrow
112112: KraftrichtungspfeilForce direction arrow
114114: viertes Sperrelementfourth blocking element

Claims

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) to generate a paint spray for painting a workpiece with a sonotrode ( 14 ), with a component arranged opposite the sonotrode ( 16 ), in the case of operation in the space between the sonotrode ( 14 ) and component is a standing ultrasonic field, and with at least one paint supply device ( 66 ), by means of which the lacquer can be supplied in the vicinity of a maximum of the sound velocity of the ultrasonic field, characterized in that the at least one lacquer supply device ( 66 ) in the area of the standing ultrasonic field essentially as a piece of pipe ( 10 . 20 . 70 . 90 ) is configured, at the free end of which the paint to be atomized can be applied, and that in the vicinity of the paint exit point on the side facing away from the free end, a blocking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ) attached or the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) at least in the vicinity of the paint exit point ( 107 ) as a blocking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ) is configured by means of which locking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ) a paint flow along the length of the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) on the outside of the pipe is prevented.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 1, characterized in that the shape of the inner diameter of the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) is in particular round, oval or rectangular.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the component is a further sonotrode.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the locking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ) is larger than the area around the outlet that has a sufficiently high sound velocity to atomize the applied paint.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 4, characterized in that the shape of the locking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ) is adapted to the area of the sufficiently large sound velocity.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at the free end of the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) a stabilizer element ( 42 ) is attached, which interacts with the sound field, and that the pulsation of the sound field in the vicinity of the stabilizer element ( 42 ) is diminished by this.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) to support the atomization of the paint into droplets as small as possible by an excitation device to vibrate.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 7, characterized in that the excitation device comprises a sonotrode ( 14 ) and the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) for the purpose of vibration excitation with this sonotrode ( 14 ) is vibrationally coupled.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 7, characterized in that the excitation device has a component capable of ultrasonic vibration excitation, that the component is arranged at a suitable point in the ultrasonic field for the vibration excitation, and that the excited vibrations on the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) are transferable.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 7, characterized in that the excitation device at least one excitation element ( 76 . 78 ) with the locking element ( 12 . 74 ; 98 . 114 ) and that the at least one excitation element ( 76 . 78 ) is arranged in a region of the ultrasonic field that is suitable for vibration excitation.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 10, characterized in that the locking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ) by means of a spring ( 106 ) with the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) is connected, and that by the locking element ( 114 ) and the spring ( 106 ) an oscillating spring-mass system ( 114 . 106 ) is formed, which can be excited to vibrate by the ultrasonic field.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 11, characterized in that the locking element ( 114 ) the free end of the pipe section ( 90 ) at least temporarily overlooked in the axial direction.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to claim 7, characterized in that the excitation device is a plate-like component which is at a different angle from the right angle to the longitudinal axis of the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ) is connected to it.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe section ( 10 . 20 . 70 . 90 ), the locking element ( 12 . 74 . 98 . 114 ), the excitation element ( 76 . 78 ) and / or the mass-spring system ( 106 . 114 ) are provided with a hydrophobic surface, in particular a Teflon coating.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a cleaning air flow through which wetting of the sonotrode ( 14 ) and / or the component ( 16 ) to avoid or reduce.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 60 ) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a steering air flow through which the direction of flight of the paint spray can be influenced.

Ultrasonic standing wave atomizer arrangement ( 8th . 40 . 601 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a charging device is provided, through which the paint can be charged electrostatically.