DE112017004353T5

DE112017004353T5 - Luftturbine-Antriebsspindel

Info

Publication number: DE112017004353T5
Application number: DE112017004353.0T
Authority: DE
Inventors: Teruyoshi Horiuchi
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2019-05-23
Also published as: US20200398292A1; WO2018043071A1; KR102383191B1; US11325140B2; JP2018035722A; JP6762808B2; CN109690026B; KR20190044637A; CN109690026A

Abstract

Eine Antriebsspindel einer Druckluftturbine, welche in der Lage ist, einen Druckanstieg innerhalb einer Durchgangsöffnung zu unterdrücken, ist vorgesehen. Eine Spindel beinhaltet eine Rotationswelle (1) und ein äußeres Umfangselement, einen Gehäuseaufbau (2), eine Abdeckung (5) und eine Düsenplatte (6). Die Drehwelle (1) ist mit einer Durchgangsöffnung (17) versehen. Das äußere Umfangselement beinhaltet eine Lagerhülse (4), die derart konfiguriert ist, dass sie mindestens einen Abschnitt einer äußeren Umfangsfläche der Rotationswelle (1) umgibt. Das äußere Umfangselement beinhaltet einen Gaszuführabschnitt und eine Gasauslassöffnung (11). Die Spindel beinhaltet einen zweiten Gasauslassabschnitt (eine erste Gasauslassöffnung (25) und eine erste Gasströmungspassage (26)). Der zweite Gasauslassabschnitt ist unabhängig von der Gasauslassöffnung (11) und kontinuierlich mit der Außenseite von einem Gasauslassraum (20).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftturbine-Antriebsspindel für die Anwendung auf eine Hochpräzisions-Verarbeitungsmaschine, wie einen elektrostatischen Beschichtungsapparat oder dergleichen.
STAND DER TECHNIK
Druckluftturbinen-Antriebsspindel (nachfolgend der Einfachheit halber als eine Spindel bezeichnet) werden im Allgemeinen für Präzisions-Verarbeitungsmaschinen oder eine elektrostatische Beschichtungsvorrichtung verwendet. Beispielsweise offenbart die WO2015/004966 (PTL 1) eine Spindel für eine Beschichtungsmaschine. Die Spindel für die Beschichtungsmaschine gemäß Offenbarung in der PTL 1 treibt die Rotationswelle nicht über einen elektrischen Motor, sondern durch eine Druckluftturbine an. Insbesondere wird Druckluft aus einer Turbinendüse emittiert und gegen ein Rotorblatt geblasen, welches an der rückwärtigen Seite der Rotationswelle vorgesehen ist, wodurch die Rotationswelle drehend angetrieben wird.
Die von der Turbinendüse emittierte Turbinenluft, welche das Rotorblatt durchströmt, strömt von einem Auslasskanal nahe dem Rotorblatt durch einen Gasauslassraum. Dann wird die Druckluft nach außen durch eine Gasauslassöffnung geführt. Diese Gasauslassöffnung steht in Verbindung mit der Gasauslassöffnung auf der Seite der Beschichtungsmaschine. Auf diese Weise wird die Turbinen-Druckluft durch ein Gasauslassrohr, welches mit der Gasauslassöffnung auf Seiten der Beschichtungsmaschine verbunden ist, nach außen aus der Beschichtungsmaschine geführt.
In diesem Fall erfolgt ein rohrbedingter Widerstand im Gasauslassrohr. Somit strömt ein Teil der Turbinenluft nicht durch das Gasauslassrohr, sondern durch eine Durchlassöffnung der Rotationswelle in Kontinuität mit dem Gasauslassraum und erreicht dann die Innenseite eines Kelches, der an dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle angeordnet ist. Der Druck innerhalb des Gasauslassraumes und der Durchlassöffnung ist zu dieser Zeit höher als der Umgebungsdruck. Zudem steigt dieser Druck an, wie die Durchflussrate der Turbinendruckluft anwächst.
Der am vorderen Endabschnitt der Rotationswelle angeordnete Kelch dient dazu, das Beschichtungsmaterial auszubreiten, welches von der Sprühdüse des Beschichtungsmaterials gesprüht wird, welche in der Durchgangsöffnung der Rotationswelle angeordnet ist, aufgrund Zentrifugalkraft derart, dass das Beschichtungsmaterial atomatisiert wird. Wenn die Turbinen-Druckluft dann das Innere des Kelchs erreicht, wie oben beschrieben, steigt der Druck innerhalb des Kelchs an, wobei dieser Druck das Beschichtungsmaterial ausdrückt, was insoweit problematisch ist, als das Beschichtungsmaterial dann nicht gleichförmig atomatisiert bzw. zerstäubt werden kann.
Die oben genannte Druckschrift PTL 1 offenbart einen Aufbau, bei welchem eine Gasauslassöffnung an der vorderen Endabschnittsseite der Rotationswelle ausgebildet ist, so dass diese sich von der Innenseite der Durchgangsöffnung der Rotationswelle zur Seitenfläche auf dem äußeren Umfang der Rotationswelle erstreckt, um den Druckanstieg innerhalb der Durchgangsöffnung der Rotationswelle gemäß obiger Beschreibung zu unterdrücken.
LISTE ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTLITERATUR
PTL 1: WO2015/004966
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Bei der Konfiguration allerdings, bei der eine Gasauslassöffnung an der vorderen Endabschnittsseite der Rotationswelle gemäß obiger Beschreibung ausgebildet ist, befindet sich die Gasauslassöffnung nahe dem Kelch am vorderen Endabschnitt der Rotationswelle. Wenn demzufolge beispielsweise der Druck innerhalb der Durchgangsöffnung erheblich zunimmt, kann eine gleichmäßige Zerstäubung des Beschichtungsmaterials in dem Kelch verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung dient zur Behebung der oben beschriebenen Schwierigkeiten. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsspindel einer Druckluftturbine zu schaffen, die in der Lage ist, einen Druckanstieg innerhalb einer Durchgangsöffnung zu unterdrücken.
PROBLEMLÖSUNG
Eine Antriebsspindel einer Druckluftturbine nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Rotationswelle und ein äußeres Umfangselement. Die Rotationswelle ist mit einer Durchgangsöffnung versehen. Die Rotationswelle beinhaltet: einen vorderen Endabschnitt; einen Basis-Endabschnitt, der gegenüber dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist; und eine Anzahl von Rotorblättern, die an dem Basis-Endabschnitt längs einer Drehrichtung der Rotationswelle angeordnet sind. Das äußere Umfangselement beinhaltet eine Lagerhülse, die konfiguriert ist, um mindestens einen Abschnitt einer äußeren Umfangsfläche der Rotationswelle zu umgeben. Das äußere Umfangselement beinhaltet einen Gaszuführungsabschnitt und einen ersten Gasauslassabschnitt. Der Gaszuführabschnitt ist derart gebaut, dass er Gas auf jedes der Anzahl von Rotorblättern führt, um die Rotationswelle zu drehen. Der erste Gasauslassabschnitt ist ausgebildet, um das auf jeden von der Anzahl von Rotorblättern geblasene Gas von einem Gasauslassraum, der auf jedes der Anzahl der Rotorblätter weist, nach außen zum äußeren Umfangselement zu führen. Der Gasauslassraum ist kontinuierlich mit der Durchgangsöffnung. Die Antriebsspindel der Druckluftturbine beinhaltet einen zweiten Gasauslassabschnitt. Der zweite Gasauslassabschnitt ist unabhängig vom ersten Gasauslassabschnitt und ist kontinuierlich mit der Außenseite von mindestens einem des Gasauslassraumes und des Gasauslassbereichs. Der Gasauslassbereich ist in einem Innenraum der Durchgangsöffnung beinhaltet und nahe dem Gasauslassraum angeordnet in Bezug auf einen Endabschnitt der Lagerhülse, der nahe dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der obigen Beschreibung ist es möglich, eine Zunahme des Drucks innerhalb einer Durchgangsöffnung einer Rotationswelle in einer Antriebsspindel einer Luftturbine zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Spindel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Draufsicht auf die in 1 dargestellte Spindel
3 ist eine schematische Teil-Querschnittsansicht gemäß einer Linie III-III in 2.
4 ist eine schematische Darstellung zur Illustrierung des Aufbaus in dem Fall, wo die in 1 dargestellte Spindel in einem Beschichtungsapparat angeordnet ist.
5 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung der Betriebsweise der Spindel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine vergrößerte schematische Teil-Querschnittsansicht eines Bereichs VI in 5.
7 ist eine vergrößerte schematische Teil-Querschnittdarstellung eines Bereichs VII in 5
8 ist eine schematische Querschnittsansicht zur Darstellung der ersten Modifikation der Spindel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung der zweiten Modifikation der Spindel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung der dritten Modifikation der Spindel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine schematische Schnittansicht einer Spindel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine schematische Schnittansicht einer Spindel gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die entsprechenden Zeichnungen beschrieben, in welchen dieselben oder entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, und die Beschreibung wird hierbei nicht wiederholt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
<Konfiguration der Spindel>
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 wird im Folgenden eine Spindel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Die in jeder der 1 bis 4 dargestellte Spindel ist eine Antriebsspindel einer Druckluftturbine.
Die Spindel beinhaltet hauptsächlich: eine Rotationswelle 1; ein Traglager 7 für die Aufnahme der Rotationswelle 1 in der radialen Richtung; ein Drucklager 8 für die Aufnahme der Rotationswelle 1 in der Druckrichtung; einen Gehäuseaufbau 2 für die drehbare Aufnahme der Rotationswelle 1 unter Verwendung des Traglagers 7 und des Drucklagers 8; eine Abdeckung 5, die an der äußeren Umfangsseite des Gehäuseaufbaus 2 angeordnet ist; einen O-Ring 23 an der rückwärtigen Endseite und einen O-Ring 24 an der vorderen Endseite, die zwischen der Abdeckung 5 und dem Gehäuseaufbau 2 angeordnet sind; sowie einen Gaszuführabschnitt, der vorgesehen ist, um Gas auf die Rotationswelle 1 zu sprühen (einen Zuführkanal 13 für das Antriebsgas und eine Zuführdüse 14 für das Antriebsgas). Eine Düsenplatte 6 ist fest in der Abdeckung 5 vorgesehen, um die Rotationswelle 1 in der Druckrichtung abzudecken. Die Düsenplatte 6 ist mit dem oben beschriebenen Gaszuführabschnitt versehen. Das Traglager 7 und das Drucklager 8 sind jeweils als ein statisches Druckgaslager, beispielsweise, konzipiert.
Die Rotationswelle 1 beinhaltet: einen Wellenabschnitt 22a mit einer zylindrischen Form; und einen Druckplattenabschnitt 22b, der sich in der radialen Richtung relativ zum Wellenabschnitt 22a erstreckt. Der Druckplattenabschnitt 22b ist mit einem Endabschnitt des Wellenabschnitts 22a in der axialen Richtung verbunden. Gemäß unten stehender Beschreibung stellt die Rückseite die Seite des oben beschriebenen einen Endabschnitts des Wellenabschnitts 22a dar, an welchem der Druckplattenabschnitt in der axialen Richtung vorgesehen ist, wobei die Vorderseite die Seite des anderen Endabschnitts des Wellenabschnitts 22a, gegenüberliegend dem Druckplattenabschnitt 22b in der axialen Richtung des Wellenabschnitts 22a, darstellt.
Wellenabschnitt 22a und Druckplattenabschnitt 22b sind jeweils mit einer Durchgangsöffnung 17 versehen, die sich in der Druckrichtung erstreckt. Wenn die Spindel konfiguriert ist, um für einen elektrostatischen Beschichtungsapparat verwendet zu werden, ist ein Kelch 35 mit einer Kelchfläche 36 in einer konischen Form ausgebildet, der an dem Endabschnitt der Drehwelle 1 an der Vorderseite befestigt ist, wie in 1 dargestellt ist. Innerhalb der Durchgangsöffnung 17 ist eine Beschichtungsmaterial-Sprühdüse 34 für die Zuführung von Beschichtungsmaterial zum Kelch 35 angeordnet. Der Druckplattenabschnitt 22b ist mit einem Rotorblatt 15; und einem Rotationsermittlungsabschnitt 19 versehen, der an der inneren Umfangsflächenseite relativ zum Rotorblatt 15 angeordnet ist.
Die Drehwelle 1 ist derart konfiguriert, dass ein Teil des Wellenabschnitts 22a im Gehäuseaufbau 2 untergebracht ist. Der Gehäuseaufbau 2 beinhaltet eine Lagerhülse 4, die derart ausgebildet ist, dass sie einen Teil des Wellenabschnitts 22a umgibt und auf einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 22a der Rotationswelle 1 und einen Teil der flachen Ebene des Druckplattenabschnitts 22b an der Vorderseite weist. Ferner beinhaltet der Gehäuseaufbau 2 ein Gehäuse 3, welches an der äußeren Umfangsseite relativ zur Lagerhülse 4 in der radialen Richtung angeordnet und an der Lagerhülse 4 fixiert ist.
In der Rotationswelle 1 ist eine erste Gasauslassöffnung 25 vorgesehen als eine Druckablassöffnung, die sich durch den Druckplattenabschnitt 22b von der Fläche an der Rückseite zu der Fläche an der Vorderseite erstreckt. Gemäß den 2 und 3 kann eine Anzahl von ersten Gasauslassöffnungen 25 im Druckplattenabschnitt 22b vorgesehen sein. Die ersten Gasauslassöffnungen 25 können ringförmig im Druckplattenabschnitt 22b angeordnet sein. Die Anzahl der ersten Gasauslassöffnungen 25 können in gleichmäßigen Intervallen voneinander angeordnet sein.
Ein Lagergas-Auslassraum 39 ist in einem Abschnitt vorgesehen, der zum Bereich der Endöffnung der ersten Gasauslassöffnung 25 in der Fläche des Druckplattenabschnitts 22b an der Vorderseite weist, so dass er benachbart dem Gehäuseaufbau 2 angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuseaufbaus 2 ist eine erste Gasströmungspassage 26 als eine Lagergas-Ablasspassage vorgesehen, und zwar derart, dass sie kontinuierlich mit dem Lagergas-Auslassraum 39 ist. Die erste Gasströmungspassage 26 ist innerhalb der Lagerhülse 4 vorgesehen, die den Gehäuseaufbau 2 bildet. Die erste Gasströmungspassage 26 ist derart ausgebildet, dass diese sich durch die Lagerhülse 4 von dem Flächenabschnitt erstreckt, der zum Lagergas-Auslassraum 39 zum Flächenabschnitt weist, der an der Frontseite der Rotationswelle 1 angeordnet ist.
Beispielsweise ist der Gehäuseaufbau 2 derart konfiguriert, dass das Gehäuse 3 mit der Abdeckung 5 über den O-Ring 23 am rückseitigen Ende und dem O-Ring 24 an der vorderen Endseite verbunden ist. Der O-Ring 24 auf der Seite des vorderen Endes ist in dem vorderen Endseitenbereich nahe dem vorderen Ende der Rotationswelle 1 relativ zur Mitte der Lagerhülse 4 in der Richtung längs der Rotationsmittelachse der Rotationswelle 1 angeordnet. Der O-Ring 23 an der rückwärtigen Endseite ist in dem rückseitigen Endseitenbereich an der rückseitigen Endseite des Rotationswelle relativ zur Mitte der Lagerhülse 4 in der Richtung längs der Rotationsmittelachse angeordnet. Der O-Ring 23 an der rückwärtigen Endseite und der O-Ring 24 an der vorderen Endseite sind jeweils innerhalb der Ringnut angeordnet, die auf der Fläche des Gehäuses 3 gebildet ist, so dass sie sich um die Rotationsmittelachse herum erstrecken.
Der O-Ring 24 für die vordere Endseite und der O-Ring 23 für die rückwärtige Endseite sind jeweils geeignet aus einem Material mit hoher Widerstandskraft gegenüber einem Lösungsmittel beispielsweise ausgebildet. Beispiele dieses Materials können Perfluoro-Elastomere, wie etwa ein Fluor-basiertes Harz, sein.
Wie ferner in 1 dargestellt, hat in dem Druckplattenabschnitt 22b der Drehwelle 1 ein an der äußeren Umfangseite in der radialen Richtung angeordneter Bereich einen dünnen Abschnitt, der in der Dicke dünner in der Druckrichtung ist als ein Bereich (dicker Abschnitt), der an der Seite der Drehmittelachse (Mittelseite) angeordnet ist. Der dicke Abschnitt ist dazu gebildet, dass er die Durchgangsöffnung 17 umgibt. Der dünne Abschnitt ist ausgebildet, um den dicken Abschnitt zu umgeben.
Das Rotorblatt 15 ist ausgebildet, dass es sich in der Druckrichtung von einer Fläche des dünnen Abschnitts des Druckplattenabschnitts 22b erstreckt, welcher an der Rückseite angeordnet ist. Die Rotationswelle 1 ist vorgesehen, dass sie umläuft, wenn das Rotorblatt 15 Gas aufnimmt, welches vom Gaszuführabschnitt emittiert wird. Eine Anzahl von Rotorblättern 15 sind mit Abstand zueinander in Richtung der Drehung der Rotationswelle 1 angeordnet. Vorzugsweise sind benachbarte Rotorblätter 15 der Anzahl der Rotorblätter 15 in regelmäßigen Intervallen zueinander angeordnet. Die Rotorblätter 15 sind längs der äußeren Umfangsfläche des Druckplattenabschnitts 22b angeordnet. Die Querschnittsform eines jeden der Anzahl der Rotorblätter 15 senkrecht zur Druckrichtung kann in beliebiger Form sein. Beispielsweise weist die Querschnittsform des Rotorblatts 15 auf: einen vorderen gekrümmten Abschnitt, der an der Vorderseite in der Rotationsrichtung angeordnet und ausgebildet ist, um in Rotationsrichtung vorzustehen; und einen rückseitig gekrümmten Abschnitt, der an der Rückseite in der Drehrichtung angeordnet und ausgebildet ist, um in der Drehrichtung vorzustehen.
Wie in 1 dargestellt ist, ist im Druckplattenabschnitt 22b der Grenzbereich zwischen dem dünnen Abschnitt und dem dicken Abschnitt so ausgebildet, dass sich die Dicke graduell in der Druckrichtung ändert. Das heißt, die Fläche des Druckplattenabschnitts 22b an der Rückseite hat eine gekrümmte Fläche zwischen dem dünnen Abschnitt und dem dicken Abschnitt. Ein Abschnitt des Rotorblatts 15 an der Rückseite und ein Abschnitt des dicken Abschnitts an der Rückseite sind auf derselben Ebene ausgebildet, die sich in der radialen Richtung erstreckt.
Auf der Fläche des dicken Abschnitts, die auf der Rückseite angeordnet ist, ist der Rotationsdetektorabschnitt 19 ausgebildet. Der Rotationsdetektorabschnitt 19 kann in beliebiger Konfiguration für die optische Ermittlung der Drehung der Rotationswelle 1 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Rotationsdetektorabschnitt 19 oberflächenbehandelt sein, um unterschiedliche Reflexionen für jeden einer Anzahl von Bereichen, unterteilt in der Drehrichtung, zu erhalten. Speziell in der Fläche des dicken Abschnitts auf der Rückseite ist ein halber Bereich in der Drehrichtung der Rotationswelle 1 vorgesehen, der eine höhere Intensität im reflektierten Licht als die andere Bereichshälfte bei Einstrahlung von Licht, wie etwa Laserlicht, aufweist.
Die Abdeckung 5 und der Gehäuseaufbau 2, welcher aus dem Gehäuse 3 und der Lagerhülse 4 gebildet ist, sind so ausgebildet, dass zwischen dem Wellenabschnitt 22a der Drehwelle 1 und der Lagerhülse 4 ein Lagerspalt vorhanden ist, und ein Lagerspalt zwischen dem Druckplattenabschnitt 22b und der Lagerhülse 4. Des Weiteren sind der Gehäuseaufbau 2 und die Abdeckung 5 vorgesehen, dass sie in der Lage sind, Gas zu den Lagerspalten zu führen. Speziell sind beim Gehäuseaufbau 2 und der Abdeckung 5 ihre jeweiligen Lagergas-Zuführpassagen 10 miteinander verbunden. Die Lagergas-Zuführpassagen 10 weisen jeweils auf: ein Ende, welches mit der Lagergas-Zuführung 9 auf der äußeren Umfangsfläche der Abdeckung 5 verbunden ist; und das andere Ende, das mit einem entsprechenden Lagerspalt zwischen dem Wellenabschnitt 22a der Rotationswelle 1 und der Lagerhülse 4 und dem Lagerspalt zwischen dem Druckplattenabschnitt 22b der Rotationswelle 1 und der Lagerhülse 4 verbunden ist. Ein Abschnitt der Lagergas-Zuführpassage 10, der mit dem Lagerspalt verbunden ist, ist kleiner in seiner Öffnungsgröße als die Lagergas-Zuführöffnung 9. In diesem Abschnitt der Lagergas-Zuführpassage 10, der mit dem Lagerspalt verbunden ist, wird eine sogenannte Engstelle ausgebildet. Das Traglager 7 ist ausgebildet, um das Gas von der Lagergas-Zuführöffnung 9 über die Lagergas-Zuführpassage 10 zum Lagerspalt zwischen Wellenabschnitt 22a der Rotationswelle 1 und der Lagerhülse 4 zu führen. Das Drucklager 8 ist gebildet durch: Druckkraft, die erzeugt wird durch Zufuhr des Gases von der Lagergas-Zuführöffnung 9 über die Lagergas-Zuführpassage 10 zu dem Lagerspalt zwischen dem Druckplattenabschnitt 22b der Rotationswelle 1 und der Lagerhülse 4; und die Anzugskraft eines Magneten 16 (später beschrieben).
Der Magnet 16 ist im Gehäuse 3 in einem Bereich angeordnet, der auf den Druckplattenabschnitt 22b in der Druckrichtung weist. Der Magnet 16 ist vorgesehen, um magnetische Kraft auf den Druckplattenabschnitt 22b auszuüben. Der Magnet 16 ist beispielsweise ein Permanentmagnet. Dadurch zieht der Magnet 16 den Druckplattenabschnitt 22b magnetisch an. Der Magnet 16 ist vorgesehen, derart, dass er in die Druckrichtung weist, wobei der dünne Abschnitt des Druckplattenabschnitts 22b beispielsweise mit dem Rotorblatt 15 versehen ist. Der Magnet 16 hat eine Fläche, die, in Druckrichtung gesehen, beispielsweise eine ringförmige Form aufweist.
Die Abdeckung 5 ist auf der Düsenplatte 6 in der Druckrichtung fixiert. Die Düsenplatte 6 ist ausgebildet, um Abschnitte (die äußere Umfangs-Endfläche des Druckplattenabschnitts 22b in der radialen Richtung und die Fläche des Druckplattenabschnitts 22b auf der Rückseite) der Rotationswelle 1 zu umgeben, die nicht im Gehäuseaufbau 2 und der Abdeckung 5 aufgenommen sind.
Die Düsenplatte 6 ist auf der Rückseite relativ zur Drehwelle 1 angeordnet. An der Innenseite der Düsenplatte 6 ist eine Strömungspassage ausgebildet, durch welche Antriebsgas strömt, wenn das Antriebsgas vom Rotorblatt 15 zugeführt / weggeführt wird, welches am Druckplattenabschnitt 22b der Rotationswelle 1 ausgebildet ist. Das Antriebsgas ist beispielsweise Druckluft.
Die Düsenplatte 6 ist mit der Antriebsgas-Zuführpassage 13 und der Antriebsgas-Zuführdüse 14 versehen, durch welche das Antriebsgas dem Rotorblatt 15 zugeführt wird. Die Antriebsgas-Zuführpassage 13 weist auf: ein Ende, welches mit einer Turbinengas-Zuführöffnung 12 an der äußeren Umfangsfläche der Düsenplatte 6 verbunden ist; und das andere Ende, welches mit der Antriebsgas-Zuführdüse 14 verbunden ist. Die Antriebsgas-Zufiihrdüse 14 ist ausgebildet, um Antriebsgas zum Rotorblatt 15 in der radialen Richtung von der Außenseite der Rotationswelle 1 in Richtung von deren Innenseite zu führen. Eine Anzahl von Antriebsgas-Zuführpassagen 13 und eine Anzahl von Antriebsgas-Zuführdüsen 14 können mit einem Zwischenintervall in Drehrichtung ausgebildet sein. Mit anderen Worten können die Antriebsgas-Zuführpassagen 13 und die Antriebsgas-Zuführdüsen 14 vorgesehen sein, um das Antriebsgas gleichzeitig in derselben Drehrichtung zu den Rotorblättern 15 zu führen, welche in der Drehrichtung mit einem geeigneten Zwischenintervall vorgesehen sind.
Die Düsenplatte 6 ist mit einem Antriebsgas-Auslassraum 20 und einer Gasauslassöffnung 11 versehen, durch welche Antriebsgas, welches von der Antriebsgas-Zuführdüse 14 dem Rotorblatt 15 zugeführt wird, zur Außenseite der Spindel geführt wird. Der Antriebsgas-Auslassraum 20 ist zwischen der Düsenplatte 6 und dem Druckplattenabschnitt 22b ausgebildet. Ein Raum 21, der zur Rückseite des Druckplattenabschnitts 22b (des dünnen Abschnitts) weist und sandwichartig zwischen den Rotorblättern 15, die benachbart zu einander sind, angeordnet ist, ist mit der Antriebsgas-Zuführdüse 14 und dem Antriebsgas-Auslassraum 20 verbunden. Die Düsenplatte 6 ist ferner mit Durchgangsöffnungen versehen. Die Düsenplatte 6 ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, die an dem Zentrum in der radialen Richtung angeordnet ist, so dass sie kontinuierlich zur Durchgangsöffnung 17 in der Druckrichtung ist.
Die Düsenplatte 6 ist ferner mit einer Einsetzöffnung 18 für einen Drehsensor auf der äußeren Umfangsseite in der radialen Richtung relativ zu der oben erwähnten Durchführungsöffnung versehen. Die Einsetzöffnung 18 für den Drehsensor ist so ausgebildet, dass sie in der Druckrichtung zum Rotationsdetektorabschnitt 19 in den Druckplattenabschnitt 22b weist. Die Einsetzöffnung 18 für den Drehsensor ist derart ausgebildet, dass ein Drehsensor für die Emission von Licht, wie etwa Laserlicht, zum Rotationsdetektorabschnitt 19 und für die Aufnahme von reflektiertem Licht darin angeordnet ist. Ein Beispiel eines solchen Drehsensors kann ein optischer Sensor 32 oder dergleichen sein, der in einem Spindelhalter 27 an der Seite des Beschichtungsapparats, also beispielsweise eines Apparats gemäß der 4, angeordnet ist. Wie aus 4 hervorgeht, ist der optische Sensor 32 beispielsweise in einem zylindrischen Sensorhalter 33 untergebracht, der im Spindelhalter 27 platziert ist. Zusammen mit diesem Sensorhalter 33 wird der optische Sensor 32 in die Einsetzöffnung 18 für den Drehsensor eingesetzt. Durch solch einen Aufbau kann die Drehgeschwindigkeit der Rotationswelle 1 in der oben genannten Spindel optisch gemessen werden.
Die Gasauslassöffnung 11 wird in der Düsenplatte 6 an der Mittenseite in der radialen Richtung relativ zu Antriebsgas-Zuführpassage 13 und der Antriebsgas-Zuführdüse 14 vorgesehen. Die Gasauslassöffnung 11 ist ausgebildet, dass sie sich vom Gasauslassraum 20 erstreckt, um mit der Außenseite der Düsenplatte 6 zu kommunizieren. Das Gasauslassraum 20 ist in der Düsenplatte 6 zwischen dem Druckplattenabschnitt 22b und der Gasauslassöffnung 11 vorgesehen.
Die Spindel gemäß obiger Beschreibung ist in dem Spindelhalter 27 zum Zwecke der Verwendung installiert, wie aus 4 hervorgeht. Der Spindelhalter 27 ist mit einem Ausnehmungsabschnitt versehen, in welchen die Spindel fest eingesetzt werden kann. Eine Sprühdüse 34 für Beschichtungsmaterial wird derart angeordnet, dass sie vom Bodenabschnitt des Ausnehmungsabschnitts vorsteht. Der Spindelhalter 27 ist mit einer Zuführöffnung 31 für Beschichtungsmaterial versehen, die sich zur äußeren Umfangsfläche von der Bodenfläche erstreckt, auf der die Sprühdüse 34 für das Beschichtungsmaterial angeordnet ist. Ferner ist der Bodenabschnitt des Ausnehmungsabschnitts im Spindelhalter 27 mit einer Gasauslassöffnung 30 versehen, die so angeordnet ist, dass sie zur Gasauslassöffnung 11 der Spindel weist. Der Bodenabschnitt des Ausnehmungsabschnitts im Spindelhalter 27 ist mit einer Zuführöffnung 29 für Turbinengas auf Seiten des Spindelhalters 27 versehen, derart, dass dieser auf die Turbinengas-Zuführöffnung 12 der Spindel weist. Ferner ist der Spindelhalter 27 mit einer Gaszuführpassage versehen, die sich von dem Abschnitt der Innenwand des Ausnehmungsabschnitts, der auf die Lagergas-Zuführöffnung 9 der Spindel weist, zur Lagergas-Zuführöffnung 28 des Spindelhalters 27 erstreckt.
<Betriebsweise der Antriebsspindel der Luftdruckturbine>
Im Folgenden wird die Betriebsweise der Spindel gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Das von der Antriebsgas-Zuführquelle, etwa einem Druckluftkompressor (nicht dargestellt), zugeführte Antriebsgas wird von der Turbinengas-Zuführöffnung 12 über die Antriebsgas-Zuführpassage 13 zur Antriebsgas-Zuführdüse 14 geführt. Das zur Zuführdüse 14 geführte Antriebsgase wird gegen das Rotorblatt 15 des Druckplattenabschnitts 22b der Rotationswelle 1 längs der Richtung im Wesentlichen parallel zur tangentialen Richtung (Drehrichtung) des Druckplattenabschnitts 22b geführt. Das Rotorblatt 15 nimmt das emittierte Antriebsgas an dem rückseitigen gekrümmten Abschnitt auf. Hierbei erreicht das in Richtung gegen das Rotorblatt 15 emittierte Antriebsgas die äußere Umfangsseite des rückseitig gekrümmten Abschnitts, strömt längs des rückseitig gekrümmten Abschnitts und wird hierbei in seiner Richtung abgelenkt und erreicht den Gasauslassraum 20 vom 21, so dass das Gas durch die Gasauslassöffnung 11 nach außen geleitet wird. Das Rotorblatt 15 erfährt die Reaktionskraft der durch das Antriebsgas initiierten Kraft und der Druckplattenabschnitt 22b der Rotationswelle 1 erfährt eine Drehkraft. Dadurch wird die Rotationswelle 1 in Richtung der Drehrichtung gedreht. Die Drehgeschwindigkeit der Rotationswelle 1 kann beispielsweise größer oder gleich mehreren Zehntausenden UpM sein. Mit anderen Worten ist die oben beschriebene Spindel geeignet für eine Spindel für beispielsweise einen elektrostatischen Beschichtungsapparat.
<Funktionen und Effekte>
Als eine charakteristische Konfiguration der oben beschriebenen Spindel beinhaltet die Spindel eine Rotationswelle 1 und ein äußeres Umfangselement (einen Gehäuseaufbau 2, eine Abdeckung 5 und eine Düsenplatte 6). Die Rotationswelle 1 ist mit einer Durchgangsöffnung 17 versehen. Die Drehwelle 1 beinhaltet: einen vorderen Endabschnitt; einen Basisendabschnitt, der gegenüber dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist; und eine Anzahl von Rotorblättern 15, die am Basisendabschnitt längs einer Drehrichtung der Rotationswelle 1 angeordnet sind. Das äußere Umfangselement (Gehäuseaufbau 2, Abdeckung 5 und Düsenplatte 6) beinhaltet eine Lagerhülse 4, die derart konfiguriert ist, dass sie mindestens einen Abschnitt der äußeren Umfangsfläche der Rotationswelle 1 umgibt. Das äußere Umfangselement beinhaltet einen Gaszuführabschnitt (eine Antriebsgas-Zuführpassage 13 und eine Zuführdüse 14 für das Antriebsgas) und einen ersten Gasauslassabschnitt (eine Gasauslassöffnung 11). Der Gaszuführabschnitt ist derart konfiguriert, dass er Gas auf das Rotorblatt 15 führt, um die Rotationswelle 1 zu drehen. Der erste Gasauslassabschnitt (Gasauslassöffnung 11) ist ausgebildet, dass er das auf das Rotorblatt 15 geführte Gas von einem Gasauslassraum 20, der auf das Rotorblatt 15 weist, nach außen zu dem äußeren Umfangselement führt. Der Gasauslassraum 20 ist kontinuierlich mit dem Durchlassöffnung 17. Die Spindel beinhaltet einen zweiten Gasauslassabschnitt (eine erste Gasauslassöffnung 25 und eine erste Gasströmungspassage 26). Der zweite Gasauslassabschnitt ist unabhängig vom ersten Gasauslassabschnitt (Gasauslassöffnung 11), und ist kontinuierlich mit der Außenseite von mindestens einem des Gasauslassraums 20 und des Gasauslassbereiches. Der Gasauslassbereich ist in einem inneren Raum der Durchlassöffnung 17 beinhaltet und nahe dem Gasauslassraum 20 relativ zu einem Endabschnitt der Lagerhülse 4 angeordnet, die nahe dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist. In der Spindel beinhaltet der zweite Gasauslassabschnitt: mindestens eine erste Gasauslassöffnung 25, die durch einen Abschnitt (einen Druckplattenabschnitt 22b) der Rotationswelle 1 geht, die zum Gasauslassraum 20 weist; und eine erste Gasströmungspassage 26, die sich durch ein äußeres Umfangselement (Lagerhülse 4) von einem Flächenabschnitt erstreckt, der zumindest auf eine erste Gasauslassöffnung 25 weist, zu einem Flächenabschnitt, der nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle 1 angeordnet ist.
Wenn das dem Rotorblatt 15 zugeführte Antriebsgas nicht ausreichend vom Gasauslassraum 20 zur Außenseite durch die Gasauslassöffnung 11 abgeführt werden kann, kann das Antriebsgas vom Gasauslassraum 20 zur Außenseite durch die erste Gasauslassöffnung 25 und die erste Gasströmungspassage 26 geführt werden. Dadurch wird es möglich, einen Druckanstieg im Gasauslassraum 20 zu unterdrücken und dadurch das Einströmen von Gas über die Durchlassöffnung 17 der Rotationswelle 1 zu verhindern. Diese zuvor beschriebene Maßnahme wird im Folgenden noch speziell unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 erläutert. 5 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Effekts der Spindel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 6 ist eine schematische Teil-Querschnittsansicht eines Bereichs VI in 5. 7 ist eine schematische Teil-Querschnittsansicht eines Bereichs VII in 5. Zur Vereinfachung der Erläuterung zeigt 5 die Spindel mit einer Konfiguration, in welcher die erste Gasauslassöffnung 25 und die erste Gasströmungspassage 26 nahe der Zuführdüse 14 für das Antriebsgas angeordnet sind.
Gemäß den 5 bis 7 wird das Antriebsgas von der Antriebsgas-Zuführdüse 14 dem Rotorblatt 15 gemäß der Pfeilrichtung in 6 zugeführt. Dann wird das Antriebsgas vom Gasauslassraum 20 durch die Gasauslassöffnung 11 nach außen abgeführt. Wenn hierbei das Antriebsgas nicht ausreichend durch die Gasauslassöffnung 11 abgeführt werden kann, kann der Druck des Gases innerhalb des Gasauslassraumes 20 ansteigen, so dass Gas vom Gasauslassraum 20 in die Durchgangsöffnung 17 der Rotationswelle 1 strömen kann.
Wenn allerdings in der Spindel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Gasauslassöffnung 25 in dem Druckplattenabschnitt 22b der Rotationswelle 1 ausgebildet ist, wird Gas im Gasauslassraum 20 durch die erste Gasauslassöffnung 25 abgegeben. Das durch die erste Gasauslassöffnung 25 abgeführte Gas strömt dann durch die erste Gasströmungspassage 26 der Lagerhülse 4 und erreicht die vordere Seite der Rotationswelle 1. An der Vorderseite der Rotationswelle 1 ist die erste Gasströmungspassage 26 kontinuierlich mit einer Gasströmungspassage zwischen der Abdeckung 5 und der Rotationswelle 1. Folglich wird das von der ersten Gasströmungspassage 26 abgeführte Gas von der Vorderseite der Rotationswelle 1 durch diese Gasströmungspassage nach außen geführt, wie es durch einen Pfeil in 7 dargestellt ist.
Infolgedessen wird das Einströmen des Gases vom Gasauslassraum 20 in die Durchgangsöffnung 17 der Rotationswelle 1 unterdrückt, so dass der Druckanstieg innerhalb der Durchlassöffnung 17 unterdrückt werden kann.
<Modifikationen>
Erste Modifikation:
8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Spindel nach Maßgabe der ersten Modifikation des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die in 8 dargestellte Spindel ist grundsätzlich im Aufbau identisch mit der Spindel gemäß 1, jedoch unterscheidet sich diese gegenüber der Spindel gemäß 1 dadurch, dass eine zweite Gasauslassöffnung 125 anstelle der ersten in 1 dargestellten Gasauslassöffnung 25 vorgesehen ist. Speziell ist in der in 8 dargestellten Spindel die zweite Gasauslassöffnung 125 innerhalb der Durchgangsöffnung 17 der Rotationswelle 1 derart vorgesehen, dass sich diese in der radialen Richtung in Richtung auf den äußeren Umfang der Rotationswelle 1 von einer Position nahe dem Gasauslassraum 20 relativ zum Mittenabschnitt der Durchgangsöffnung 17 in der axialen Richtung erstreckt. Die zweite Gasauslassöffnung 125 gemäß 8 muss lediglich im inneren Raum der Durchgangsöffnung 17 vorgesehen und in einem Bereich angeordnet sein, der nahe dem Gasauslassraum 20, relativ zum Endabschnitt der Lagerhülse 4 ist, die nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle 1 liegt. Mit anderen Worten beinhaltet in der Spindel gemäß 8 der zweite Gasauslassabschnitt mindestens eine zweite Gasauslassöffnung 125 und eine zweite Gasströmungspassage 126. Die zweite Gasauslassöffnung 125 dringt durch den Abschnitt der Rotationswelle 1, die zum Gasauslassbereich weist. Die zweite Gasströmungspassage 126 erstreckt sich durch das äußere Umfangselement (Lagerhülse 4) von dem Oberflächenabschnitt, der mindestens von der einen zweiten Gasauslassöffnung 125 zum Flächenabschnitt sich erstreckt, der nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle 1 angeordnet ist.
Durch eine solche Konfiguration kann auch derselbe Effekt wie bei der Spindel gemäß 1 erzielt werden. Mit anderen Worten kann das Gas dann, wenn der Innendruck im Gasauslassraum 20 ansteigt, um das Gas vom Gasauslassraum 20 in die Durchgangsöffnung 17 der Rotationswelle 1 strömen zu lassen, das Gas unmittelbar durch die zweite Gasauslassöffnung 125 nach außen geführt werden.
Zweite Modifikation:
9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Spindel gemäß der zweiten Modifikation des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die Spindel gemäß 9 ist grundsätzlich identisch im Aufbau mit der Spindel gemäß 1, unterscheidet sich aber von der Spindel gemäß 1 darin, dass sie ferner ein Dichtungselement 37 beinhaltet, welches an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gasauslassraum 20 und der Durchgangsöffnung 17 angeordnet ist. Ein Teil des Dichtungselements 37 ist in die Durchgangsöffnung 17 eingesteckt. Dieser Teil des Dichtungselements 37 ist so angeordnet, dass er in Kontakt mit der Innenwand der Durchgangsöffnung 17 gelangt oder auf die Innenwand mit einem extrem engen Spalt dazwischen weist. Dadurch wird das direkte Einströmen des Gases vom Gasauslassraum 20 in die Durchgangsöffnung 17 unterdrückt. Die erste Gasauslassöffnung 25 ist in der Position mit Abstand zum Dichtungselement 37 ausgebildet. Somit kann das Dichtungselement 37 das Gas nicht daran hindern, durch die erste Gasauslassöffnung 25 abgeführt zu werden.
Die Spindel mit dem oben beschriebenen Aufbau kann denselben Effekt wie die Spindel gemäß 1 aufweisen.
Dritte Modifikation:
10 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Spindel gemäß der dritten Modifikation des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die Spindel gemäß 10 ist grundsätzlich identisch im Aufbau mit der Spindel gemäß 8, jedoch unterscheidet sich dieser Aufbau von der Spindel gemäß 8 dadurch, dass dieser ferner ein Dichtungselement 37 beinhaltet, der im Verbindungsabschnitt zwischen dem Gasauslassraum 20 und der Durchgangsöffnung 17 angeordnet ist. Das Dichtungselement 37 ist grundsätzlich identisch im Aufbau mit dem Dichtungselement 37 in der Spindel gemäß 9. Ferner ist die zweite Gasauslassöffnung 125 benachbart dem Dichtungselement 37 in der axialen Richtung innerhalb der Durchgangsöffnung 17 angeordnet. In einer unterschiedlichen Sichtweise ist die zweite Gasauslassöffnung 125 innerhalb der Durchgangsöffnung 17 nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle 1 relativ zum Dichtungselement 37 angeordnet.
Durch den oben beschriebenen Aufbau wird der Effekt gemäß der Spindel nach 8 erreicht und derselbe Effekt wie durch die Spindel gemäß 9.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
<Aufbau der Antriebsspindel der Luftturbine>
11 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Spindel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Spindel gemäß 11 ist grundsätzlich identisch im Aufbau mit der Spindel nach 1, unterscheidet sich von dieser Spindel nach 1 jedoch in dem Aufbau der Gasauslassöffnung, als den zweiten Gasauslassabschnitt, durch welchen Gas aus dem Gasauslassraum 20 zur Außenseite geführt wird. Mit anderen Worten ist in der Spindel gemäß 11 als der zweite Gasauslassabschnitt eine dritte Gasströmungspassage 40 vorgesehen, die als eine Druckentspannungsöffnung dient, derart, dass sich diese vom Oberflächenabschnitt der Düsenplatte 6 als ein äußeres Umfangselement, welches auf den Gasauslassraum 20 weist, zum Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements (Abdeckung 5) erstreckt, welcher nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle 1 angeordnet ist. Die dritte Gasströmungspassage 40 hat ein Ende, welches an der inneren Umfangsfläche des Gasauslassraums 20 in der radialen Richtung in die Düsenplatte 6 geöffnet ist. Ferner erstreckt sich die dritte Gasströmungspassage 40 von ihrem einen Ende an der Seite des Gasauslassraums 20 in der radialen Richtung und erstreckt sich dann über einen gebogenen Abschnitt in die axiale Richtung auf den vorderen Endabschnitt der Rotationswelle 1. Der Abschnitt der dritten Gasströmungspassage 40, der sich in der axialen Richtung erstreckt, erstreckt sich von der Düsenplatte 6 zur Abdeckung 5. Die dritte Gasströmungspassage 40 hat das andere Ende geöffnet an der Oberfläche der Abdeckung 5 an der Seite des vorderen Endabschnitts.
<Funktionen und Effekte>
Auch durch die oben beschriebene Konfiguration kann Gas unmittelbar von der Innenseite des Gasauslassraums 20 zur Außenseite durch die dritte Gasströmungspassage 40 geführt werden, so dass derselbe Effekt wie in der Spindel gemäß 1 erzielt werden kann. Ferner ist die dritte Gasströmungspassage 40 auch in der Düsenplatte 6 und Abdeckung 5 ausgebildet. Somit kann der Innendurchmesser und dergleichen der dritten Gasströmungspassage 40 vergrößert werden, ohne durch die Größe der Rotationswelle 1 eingeschränkt zu sein, ungleich der ersten Gasauslassöffnung 25, die in der Rotationswelle 1 ausgebildet ist.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
<Aufbau der Antriebsspindel der Druckluftturbine>
12 ist eine schematische Querschnittansicht einer Spindel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Spindel gemäß 12 ist grundsätzlich identisch im Aufbau mit der Spindel gemäß 1, unterscheidet sich jedoch von der Spindel nach 1 im Aufbau der Gasauslassöffnung mit dem zweiten Gasauslassabschnitt, durch welchen Gas vom Gasauslassraum 20 nach außen hin abgeführt wird. 12 zeigt den Zustand, wo die Spindel durch den Spindelhalter 27 des Beschichtungsapparats gehalten ist.
In der Spindel nach 12 wird eine vierte Gasströmungspassage 41 als der zweite Gasauslassabschnitt gebildet, derart, dass sich diese von dem Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements (Düsenplatte 6), das zum Gasauslass 20 weist, zum Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements (Düsenplatte 6) erstreckt, welches in der Richtung gegen die Seitenfläche (radiale Richtung) angeordnet ist, die mit der Richtung sich schneidet, in welcher sich die Rotationswelle 1 erstreckt. Die vierte Gasströmungspassage 41 ist ausgebildet, so dass sie sich zum Spindelhalter 27 erstreckt und die äußere Umfangsfläche des Spindelhalters 27 erreicht. Die vierte Gasströmungspassage 41 hat ein Ende, welches an der inneren Umfangsfläche des Gasauslassraums 20 in der radialen Richtung in Düsenplatte 6 geöffnet ist. Ferner erstreckt sich die vierte Gasströmungspassage 41 von ihrem einen Ende an der Seite des Gasauslassraums 20 in der radialen Richtung und durchdringt die Abschnitte der Düsenplatte 6 und des Spindelhalters 27.
<Funktionen und Effekte>
Auch mit der Konfiguration gemäß obiger Beschreibung kann das Gas unmittelbar von der Innenseite des Gasauslassraumes 20 durch die vierte Gasströmungspassage 41 nach außen hin abgeführt werden. Somit kann derselbe Effekt wie bei der Spindel nach 1 erreicht werden. Ferner ist die vierte Gasströmungspassage 41 in der Düsenplatte 6 und dem Spindelhalter 27 vorgesehen. Somit kann der Innendurchmesser und dergleichen der vierten Gasströmungspassage 41 ohne Einschränkung durch die Größe der Rotationswelle 1 vergrößert werden, ungleich der ersten Gasauslassöffnung 25, die in der Rotationswelle 1 geformt ist.
Zusätzlich musste die Zahl von jeweils der ersten Gasauslassöffnung 25, der zweiten Gasauslassöffnung 125, der ersten Gasströmungspassage 26, der zweiten Gasströmungspassage 126, der dritten Gasströmungspassage 40 und der vierten Gasströmungspassage 41 gemäß obiger Beschreibung nicht nur eine, sondern es können auch zwei oder mehr sein. Wenn die Anzahl von jeweils der oben beschriebenen Strömungspassagen mehr als eine Passage beträgt, können diese Strömungspassagen in regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 1 angeordnet sein. Ferner kann die gesamte Querschnittsfläche von mindestens einer ersten Gasauslassöffnung 25 gleich oder weniger als die gesamte Querschnittsfläche von mindestens einer ersten Gasströmungspassage 26 sein. Ferner kann die gesamte Querschnittsfläche von mindestens einer zweiten Gasauslassöffnung 125 gleich oder weniger als die gesamte Querschnittsfläche von mindestens einer zweiten Gasströmungspassage 126 sein.
Obgleich die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gemäß obiger Beschreibung dargestellt sind, können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auch unterschiedlich modifiziert werden. Der Umfang des Schutzes der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird maßgeblich durch die Ansprüche definiert und es ist beabsichtigt, dass dabei jedwede Modifikation innerhalb der Bedeutung und des Umfanges äquivalent mit den Bestimmungen der Ansprüche inkludiert sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere vorteilhaft für eine Spindel verwendet werden, die in einem elektrostatischen Beschichtungsapparat und dergleichen verwendet wird.
Bezugszeichenliste
1 Rotationswelle, 2 Gehäuseaufbau, 3 Gehäuse, 4 Lagerhülse, 5 Abdeckung, 6 Düsenplatte, 7 Traglager, 8 Drucklager, 9, 28 Lagergas-Zuführöffnung, 10 Lagergas-Zuführpassage, 11 Gasauslassöffnung, 12, 29 Turbinengas-Zuführöffnung, 13 Antriebsgas-Zuführpassage, 14 Antriebsgas-Zuführdüse, 15 Rotorblatt, 16 Magnet, 17 Durchgangsöffnung, 18 Einsatzöffnung für Drehsensor, 19 Drehdetektorabschnitt, 20 Gasauslassraum, 21 Raum, 22a Wellenabschnitt, 22b Druckplattenabschnitt, 23, 24 O-Ring, 25 erste Gasauslassöffnung, 26 erste Gasströmungspassage, 27 Spindelhalter, 30 Gasauslassöffnung, 31 Beschichtungsmaterial-Zuführöffnung, 32 optischer Sensor, 33 Sensorhalter, 34, Beschichtungsmaterial-Sprühdüse, 35 Kelch, 36 Kelchfläche, 37 Dichtungselement, 39 Lagergas-Auslassraum, 40 dritte Gasströmungspassage, 41 vierte Gasströmungspassage, 125 zweite Gasauslassöffnung, 126 zweite Gasströmungspassage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/004966 [0002, 0007]

Claims

Eine Antriebsspindel einer Druckluftturbine, umfassend. eine mit einer Durchgangsöffnung versehene Rotationswelle, wobei die Rotationswelle umfasst einen vorderen Endabschnitt, einen Basisendabschnitt, der gegenüber dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist, und eine Anzahl von an dem Basisendabschnitt längs einer Drehrichtung der Rotationswelle angeordneten Rotorblättern; sowie ein äußeres Umfangselement mit einer Lagerhülse, die so aufgebaut ist, dass sie mindestens einen Abschnitt einer äußeren Umfangsfläche der Rotationswelle umgibt, wobei das äußere Umfangselement beinhaltet einen Gaszuführabschnitt, der derart konfiguriert ist, dass Gas auf jeden der Anzahl der Rotorblätter zum Zweck der Drehung der Rotationswelle geführt wird, sowie einen ersten Gasauslassabschnitt, der derart ausgebildet ist, dass das auf jeden der Anzahl der Rotorblätter geführte Gas von einem Gasauslassraum abgeführt wird, der zu jedem der Anzahl der Rotorblätter weist, und zwar nach außen zum äußeren Umfangselement, wobei der Gasauslassraum kontinuierlich mit der Durchgangsöffnung ist und wobei die Antriebsspindel der Gasturbine ferner umfasst: einen zweiten Gasauslassabschnitt, der unabhängig vom ersten Gasauslassabschnitt ist, wobei der zweite Gasauslassabschnitt kontinuierlich mit der Außenseite von mindestens einem des Gasauslassraums und eines Gasauslassbereichs ist und wobei der Gasauslassbereich in einem inneren Raum der Durchgangsöffnung beinhaltet und nahe dem Gasauslassraum relativ zu einem Endabschnitt der Lagerhülse angeordnet ist, welchem nahe dem vorderen Endabschnitt angeordnet ist.
Antriebsspindel für eine Luftturbine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gasauslassabschnitt beinhaltet mindestens eine erste Gasauslassöffnung, die sich durch einen Abschnitt der Rotationswelle erstreckt, die auf den Gasauslassraum weist, sowie eine erste Gasströmungspassage, die sich durch das äußere Umfangselement von einem Oberflächenabschnitt, der zu der mindestens einen Gasauslassöffnung weist, zu einem Oberflächenabschnitt erstreckt, der nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle angeordnet ist.
Antriebsspindel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Dichtungselement, welches in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gasauslassraum und der Durchgangsöffnung angeordnet ist.
Antriebsspindel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gasauslassabschnitt beinhaltet mindestens eine zweite Gasauslassöffnung, die sich durch einen Abschnitt der Rotationswelle erstreckt, die auf den Gasauslassbereich weist, sowie eine zweite Gasströmungspassage, die sich durch das äußere Umfangselement von einem Oberflächenabschnitt, der zu der mindestens einen zweiten Gasauslassöffnung weist, zu einem Oberflächenabschnitt erstreckt, der nahe dem vorderem Endabschnitt der Rotationswelle angeordnet ist.
Antriebsspindel gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Abdichtungselement, welches in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gasauslassraum und der Durchgangsöffnung angeordnet ist, wobei die mindestens eine zweite Gasauslassöffnung nahe dem vorderem Endabschnitt relativ zum Dichtungselement in dem Gasauslassbereich angeordnet ist.
Antriebsspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gasauslassabschnitt eine dritte Gasströmungspassage aufweist, die sich von einem Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements, das zum Gasauslassraum weist, zu einem Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements erstreckt, der nahe dem vorderen Endabschnitt der Rotationswelle angeordnet ist.
Antriebsspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gasauslassabschnitt eine vierte Gasströmungspassage aufweist, die sich von einem Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements, das zum Gasauslassraum weist, zu einem Oberflächenabschnitt des äußeren Umfangselements erstreckt, der in einer radialen Richtung im Schnitt mit einer Richtung, in welcher sich die Rotationswelle erstreckt, angeordnet ist.