DE19816648A1 - Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung - Google Patents
Elektrostatische RotationszerstäubersprühvorrichtungInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft eine Rotationszerstäubervorrichtung zum Sprühen eines
flüssigen Beschichtungsmateriales, und insbesondere eine Rotationszerstäubervor
richtung, bei der eine hohe elektrostatische Ladung von einem internen Netz
anschluß zu einem schnellaufenden Zerstäuberkopf übertragen wird, der an einer
durch einen Luftturbinenmotor angetriebenen Welle befestigt ist. Ein Teil der Abluft
des Luftturbinenmotors wird durch die durch den Luftturbinenmotor angetriebene
Welle und in den schnellaufenden Zerstäuberkopf zum Vermischen mit dem
flüssigen Beschichtungsmaterial und Bilden einer Luftsperre geleitet, die das
Zurücksickern des durch den Zerstäuberkopf ausgegebenen flüssigen Beschich
tungsmateriales in die Rotationszerstäubervorrichtung, was einen vorzeitigen
mechanischen Ausfall verursacht, verhindert. Der Rest der Abluft aus dem
Luftturbinenmotor wird um die Außenfläche des Gehäuses der Rotationszerstäuber
vorrichtung geleitet, um zu verhindern, daß sich das flüssige Beschichtungsmaterial
nach hinten um das Zerstäubergehäuse herum hüllt und an diesem anhaftet.
Rotationszerstäuber sind eine Art einer Flüssigkeitssprühbeschichtungsvorrichtung,
die einen durch einen Luftturbinenmotor mit hoher Geschwindigkeit (normalerweise
10.000-40.000 Umdrehungen pro Minute) drehbaren Zerstäuberkopf umfaßt, um
flüssiges Beschichtungsmaterial, wie z. B. Farbe, in zerstäubter Form auf die
Oberfläche eines Werkstückes aufzubringen. Der Zerstäuberkopf hat normalerweise
die Form einer Scheibe oder einer Glocke, die eine innere Wandung umfaßt, die
einen Hohlraum begrenzt und an einer Zerstäubungskante endet. Das in das Innere
der Glocke abgegebene flüssige Beschichtungsmaterial wandert durch die
Zentrifugalkraft an der Innenwandung der Glocke entlang nach außen und wird von
der Umfangskante der Glocke radial nach außen geschleudert, so daß ein
Sprühmuster aus zerstäubten Tröpfchen des Beschichtungsmaterials gebildet wird.
Um den Übertragungswirkungsgrad des Beschichtungsprozesses zu verbessern,
wird dem Beschichtungsmaterial eine elektrostatische Ladung verliehen, so daß die
Wolke des zerstäubten Beschichtungsmaterials zu einem geerdeten Werkstück
angezogen wird.
Ein Beispiel eines elektrostatisch geladenen Rotationszerstäubers ist in dem kürzlich
übertragenen US-Patent Nr. 4,887,770 ('770er) von Wacker und anderen offenbart,
das durch Bezugnahme ausdrücklich in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
In der Ausführungsform der Fig. 12 des '770er Patents ist die Glocke (20) aus
einem Isolatormaterial hergestellt und umfaßt einen Halbleiterring (546), der durch
drei externe Elektrodensonden (462) über Anschlußklemmen (504) geladen wird.
Dieses System leidet unter dem Nachteil, daß das vordere Ende des Gehäuses, von
dem die Glocke hervorsteht, einen großen Umriß besitzt, der bewirkt, daß die durch
die sehr schnelle Rotation der Glocke erzeugten Luftströme ein Vakuum um das
vordere Ende des Gehäuses erzeugen, was wiederum bewirkt, daß sich die Farbe
zurück um das Gehäuse hüllt. Es besteht außerdem die Notwendigkeit, das Muster
des aus dem Rotationszerstäuber gesprühten, zerstäubten Beschichtungsmaterials
zu bilden. Dem ersten Problem wurde begegnet, indem Zusatzluft von einer ersten
Zusatzluftquelle um das vordere Ende des Gehäuses geleitet wurde, um das
Vakuum aufzubrechen und dadurch das rückwärtige Umhüllen durch die Farbe zu
verhindern. Dem zweiten Problem wurde begegnet, indem Zusatzluft aus einer
zweiten Zusatzluftquelle um die Glocke herum geleitet wurde, um das Muster des
aus dem Rotationszerstäuber gesprühten, zerstäubten Beschichtungsmaterials
auszubilden. Die Notwendigkeit, zwei separate Luftquellen vorzusehen, kompliziert
den Aufbau des Zerstäubers und kann die Wirksamkeit jedes Luftstromes
verringern, wenn sich die beiden Luftströme miteinander vermischen. Somit besteht
immer noch ein Bedürfnis nach einem Zerstäuber, der das rückwärtige Umhüllen
weiter reduziert oder eliminiert und nicht zwei separate Luftströme erfordert, die zu
der Glocke gerichtet werden müssen, um das Vakuum aufzubrechen und dem zu
versprühenden Material Form zu geben.
Vor dem '770er Patent war wegen der hohen Spannung, auf der die Glocken
gehalten wurden, eine der mit der Verwendung der leitenden Zerstäuberglocke
verbundenen Gefahren die Möglichkeit des Elektroschockes des Bedieners oder der
Entzündung von brennbaren Beschichtungen. Wie z. B. in dem US-Patent Nr.
4,369,924 offenbart ist, wird eine Ladung von einem Netzanschluß über eine
Turbinenwelle zu der Rotationszerstäuberglocke übertragen. Da sowohl die Glocke
als auch das gesamte Rotationszerstäubergehäuse metallisch sind und hoch
spannungsgeladen sind, besteht ein beträchtliches Sicherheitsrisiko, da der
Zerstäuber ausreichend aufgeladen ist, um einem Bediener einen ernstlichen
Elektroschock zu versetzen. Deshalb müssen um den Zerstäuber herum Schutzgitter
und Verriegelungen installiert werden.
Das oben aufgeführte '770er Patent offenbart einen kapazitätsarmen Rotationszer
stäuber, der, obwohl die Beschichtungsfarbe an der Rotationszerstäuberglocke
elektrostatisch geladen ist, nicht genug Ladung speichert, um eine Elektroschockge
fahr darzustellen und deshalb nicht durch Schutzgitter und Sicherheitsverriegelun
gen geschützt werden muß. Um den Zerstäuber in dem '770er Patent aufzuladen,
richten externe Elektrodensonden (462) die Ladung direkt in die Glocke (20). Da
jedoch die Glocke (20) durch externe Elektrodensonden (462) aufgeladen wird,
leidet das System unter dem Nachteil, daß das vordere Ende des Gehäuses einen
großen Umriß hat, was die zuvor erläuterten, damit verbundenen Probleme des
rückwärtigen Umhüllens bewirkt.
Ein anderes, mit den Rotationszerstäubern des Standes der Technik verbundenes
Problem besteht darin, daß die Rotationszerstäuberglocken nicht einfach ausein
anderzubauen und zu reinigen gewesen sind. In dem US-Patent Nr. 4,838,487 wird
z. B. ein Ablenkelement (28) durch Abstandhalter (36) an der Zerstäuberglocke (10)
festgehalten. Während des Betriebes kann sich jedoch getrocknete Farbe an der
Vorderfläche (30) des Ablenkelementes sammeln. Dann besteht die Tendenz, daß
der Farbstrom über die Vorderfläche mit der getrockneten Farbe eine unregelmäßige
Beschichtung auf dem zu besprühenden Teil bildet.
Beim Betrieb des Rotationszerstäubers ist die Drehzahl der Luftturbine ein wichtiger
Steuerparameter. Die Messung dieser Drehzahl wird normalerweise mit einem
faseroptischen Kabel durchgeführt. Die hintere Fläche der Luftturbinenscheibe ist
farbig, so daß eine Hälfte der Fläche schwarz und die andere Hälfte silberfarben ist.
Der Unterschied zwischen den beiden Farben wird mit einem faseroptischen Sende-
Empfangs-Gerät gemessen und durch ein faseroptisches Kabel ein Signal an eine
Steuereinheit ausgegeben. In der Steuereinheit kann das Signal bestimmt werden,
um die Drehzahl der Luftturbinenscheibe in Umdrehungen pro Minute (U/min) zu
ermitteln. Das Problem mit dieser Konstruktion besteht darin, daß das faseroptische
Kabel nicht über einen ausreichend langen Zeitraum einer anhaltenden zyklischen
Biegebeanspruchung (der es während des Verfahrens in einer Produktionsanlage
ausgesetzt ist) widerstehen kann und zum Bruch neigt. Das faseroptische Kabel ist
außerdem normalerweise in einem Mantel aufgenommen, der keine Isolation vor
Hochspannung zur Verfügung stellen kann, die bei Anwesenheit eines intern
angeordneten Netzanschlusses notwendig ist. Ein noch anderes Problem mit den
Konstruktionen des Standes der Technik besteht darin, daß das faseroptische
Sende-Empfangs-Gerät nicht schnell von dem Rotationszerstäuber getrennt und
ohne Nacheichung wieder eingebaut werden kann.
Während des Betriebes des Rotationszerstäubers kann sich die Farbe an der
Vorderfläche des Rotationszerstäuberelementes sammeln und manchmal durch den
zwischen einem stationären Farbrohr und der rotierenden Turbinenwelle gebildeten
Zwischenraum zurück in die Zerstäubervorrichtung strömen und schließlich in die
Zerstäubervorrichtung wandern, und deren Fehlfunktion durch Probleme wie
zugesetzte Lager verursachen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrostatische
Rotationszerstäubersprühvorrichtung vorzusehen, die wie in einem oder mehreren
der angefügten Ansprüche ausgebildet und an sich so konstruiert ist, daß sie eines
oder mehrere der folgenden untergeordneten Ziele erfüllen kann.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rotationszerstäubervor
richtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren zum
Betreiben derselben zur Verfügung zu stellen, bei der/dem eine hohe elektro
statische Ladung durch einen in dem Gehäuse des Rotationszerstäubers angeord
neten, internen Netzanschluß erzeugt wird.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rotationszerstäuber
vorrichtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren zum
Betreiben derselben zur Verfügung zu stellen, bei der/dem Abluft von dem Luftturbi
nenmotor um die Außenfläche des Gehäuses der Rotationszerstäubervorrichtung
geleitet herum wird, um zu verhindern, daß das flüssige Beschichtungsmaterial
rückwärts das Zerstäubergehäuse umhüllt und an diesem haftet.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rotationszer
stäubervorrichtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren
zum Betreiben derselben vorzusehen, bei der/dem vektorielle Luft von einer
externen Luftzuführung über den internen Netzanschluß und aus dem Zerstäuberge
häuse heraus in eine um die Rotationsachse des Zerstäuberkopfes gedrehte
Richtung gelenkt wird, um einen Vakuumzustand um den Zerstäuberkopf herum zu
eliminieren und eine Formgebungssteuerung der versprühten Beschichtung
vorzusehen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Messen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Luftturbinenmotors in
der Rotationszerstäubervorrichtung mit einem Drehzahlsensor vorzusehen, der bei
Anwesenheit von hoher elektrostatischer Ladung und Hochfrequenzfeldern richtig
arbeiten kann.
Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rotationszerstäuber
vorrichtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren zum
Betreiben derselben zur Verfügung zu stellen, bei der/dem ein Zerstäuberkopf einen
Einsatz umfaßt, der den Strom des Beschichtungsmaterials in eine Vielzahl von
Flüssigkeitsströmen teilt, um die Verteilung des aus dem Zerstäuberkopf ge
schleuderten Stromes zu verbessern.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rotationszer
stäubervorrichtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren
zum Betreiben derselben zur Verfügung zu stellen, bei der/dem der Zerstäuberkopf
einen Einsatz umfaßt, der die vordere Strömungsfläche des Zerstäuberkopfes
während des Betriebes benetzt, so daß der Zerstäuberkopf leichter zu reinigen ist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Übertragen einer Ladung auf einen schnellaufenden Zerstäuberkopf
durch einen Halbleiterring, der an der Vorderseite des Rotationszerstäubergehäuses
befestigt ist, zur Verfügung zu stellen, so daß die Ladung in dem Ring abgeleitet
wird, um die Notwendigkeit des Schützens eines Bedieners vor einem Elektroschock
zu vermeiden.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Eigensicherheits
sperre für den Netzanschluß einer elektrostatischen Sprühvorrichtung vorzusehen.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Teil der Abluft
aus einem Luftturbinenmotor einer Rotationszerstäubervorrichtung in einen
Zerstäuberkopf zu führen, um ihn mit dem Beschichtungsmaterial in dem
Zerstäuberkopf zu vermischen, um die Dispersion des flüssigen Beschichtungs
materiales, das aus dem Zerstäuberkopf gesprüht wird, zu verbessern. Außerdem
hält der Teil der Abluft den Kopf sauberer und erzeugt eine Luftsperre, die das
Zurücksickern des Beschichtungsmateriales in die Rotationszerstäubervorrichtung
verhindert.
Erfindungsgemäß umfaßt eine elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung
ein Zerstäubergehäuse mit vorderen, mittleren und hinteren Abschnitten, die eine
Innenkammer umschließen. An dem vorderen Abschnitt des Zerstäubergehäuses ist
ein Ring lösbar befestigt. Der Ring hat eine Vorderfläche, die mit einer Kreisbohrung
versehen ist, die eine Luftströmungsfläche dort hindurch bildet. Ein Zerstäuberkopf
mit einer Rotationsachse durch diesen hindurch besitzt eine erste Fläche, über die
flüssige Beschichtung nach außen zu einer Zerstäuberkante desselben strömen
kann, wenn der Zerstäuberkopf um die Rotationsachse gedreht wird. Ein Dreh
antrieb erstreckt sich mindestens teilweise durch die Innenkammer des Zer
stäubergehäuses und befestigt den Zerstäuberkopf an einem Luftturbinenmotor, um
den Zerstäuberkopf in einer ersten Richtung um die Rotationsachse zu drehen.
Der Zerstäuberkopf ragt mindestens teilweise in die Kreisbohrung des Ringes, um
einen Spalt zwischen dem Zerstäuberkopf und der Kreisbohrung zu begrenzen.
Durch das Zerstäubergehäuse hindurch wird ein Strom von vektorieller Luft in den
Spalt gelenkt. Ein Druckluftsteuerelement, das in dem Spalt zwischen dem
Zerstäuberkopf und der Kreisbohrung angeordnet ist, richtet den Strom der
vektoriellen Luft in einem Winkel zu der Rotationsachse durch den Spalt und gegen
den Zerstäuberkopf, so daß der Strom der vektoriellen Luft im wesentlichen um die
Rotationsachse in der ersten Richtung gedreht wird.
Erfindungsgemäß umfaßt das Druckluftsteuermittel eine Vielzahl von Schlitzen in
der Luftströmungsfläche der Kreisbohrung. Die Schlitze sind voneinander
beabstandet und in einem Winkel von ungefähr 5 Grad bis ungefähr 60 Grad in
bezug auf die Rotationsachse angeordnet. Die Schlitze richten den Strom der
vektoriellen Luft gegen den Zerstäuberkopf, um sowohl jeglichen durch die Rotation
des Kopfes verursachten Vakuumdruckzustand an dem Zerstäuberkopf zu
eliminieren als auch das Rückwärtsumhüllen des Kopfes, des Ringes und des
Zerstäubergehäuses durch die Farbe im wesentlichen zu eliminieren. Außerdem
formt die vektorielle Luft das Muster der von dem Kopf herausgeschleuderten Farbe.
Erfindungsgemäß ist außerdem die Anwendung einer Drehzahlermittlungseinrichtung
in einer elektrostatischen Rotationszerstäubersprühvorrichtung offenbart, die durch
einen Luftturbinenmotor angetrieben wird. Der Turbinenmotor umfaßt ein
Turbinengehäuse, das ein Turbinenrad enthält, das eine Rotationsantriebswelle um
eine Rotationsachse dreht. Die Antriebswelle, die an einen Zerstäuberkopf
angeschlossen ist, dreht auch den Zerstäuberkopf um die Rotationsachse. An dem
Turbinenrad sind Permanentmagnete befestigt und daran so angeordnet, daß sie mit
der Rotationsachse konzentrisch umlaufen. An dem Turbinengehäuse und von dem
Turbinenrad beabstandet ist ein Meßfühlerkopf befestigt. Der Meßfühlerkopf hat
einen Polschuh mit einem ersten Ende in einer Abnehmerspule und einem zweiten
gegenüberliegenden Ende, das in das Turbinengehäuse ragt und benachbart zu den
Permanentmagneten, jedoch ohne Berührung mit diesen, angeordnet ist. Wenn sich
das Turbinenrad dreht, schneidet der Polschuh das durch die Permanentmagneten
erzeugte Magnetfeld und veranlaßt die Induktionsspule, ein Signal auszugeben, das
die Rotation des Turbinenrades repräsentiert. Eine Infrarotlichtemitterelektrode
empfängt das Ausgangssignal von der Induktionsspule und gibt ein entsprechendes
Infrarotlichtsignal aus. Ein Phototransducer ist, von der Infrarotlichtemitterelektrode
beabstandet, auf einer Leiterplatte angeordnet, um in Reaktion auf das Infrarotlicht
signal von der Lichtemitterelektrode ein Niederspannungsausgangssignal zu
erzeugen. Der Phototransducer und die Leiterplatte sind vollständig von einem
Mantel aus leitfähigem Material umgeben. Ein monolithisches Gehäuse aus
durchsichtigem, dielektrischem Material bedeckt den Mantel aus leitfähigem
Material und läßt zu, daß das Lichtsignal von der Lichtemittereinrichtung auf den
Phototransducer scheint. Der Phototransducer wiederum erzeugt das Nieder
spannungsausgangssignal ohne Überlagerung von der Hochspannung oder den
Hochfrequenzfeldern, die durch den nahegelegene internen Netzanschluß erzeugt
werden.
Erfindungsgemäß umfaßt die elektrostatische Rotationszerstäuberflüssigkeitssprüh
vorrichtung außerdem einen elektrostatischen Hochspannungsnetzanschluß, der in
dem Zwischenabschnitt des Zerstäubergehäuses zwischen dem Turbinenantrieb und
dem vorderen Abschnitt des Zerstäubergehäuses zum Abgeben einer elektro
statischen Hochspannungsladung an den Zerstäuberkopf angeordnet ist. Der
Netzanschluß hat eine ringartige Form und ist von den Innenwänden des Zwischen
abschnittes beabstandet, um einen Spalt dazwischen zu bilden. Ein Abluftrohr führt
Abluft von dem mit Luft angetriebenen Turbinenantrieb, um den Netzanschluß zu
kühlen. Um die elektrostatische Hochspannungsladung von dem internen Netz
anschluß in den Halbleiterring und dann über den Luftspalt in den Zerstäuberkopf
zu übertragen, ist eine Schaltung vorgesehen. Der Halbleiterring ist aus einem
Halbleiterverbundwerkstoff aufgebaut, so daß die elektrostatische Hochspannungs
ladung, die über den Spalt und in den Zerstäuberkopf übertragen wird, ganz durch
den Ring abgeleitet wird. Eine Eigensicherheitsschaltung von der hierin offenbarten
neuen Gestaltung kann eingeschlossen sein, um die Leistung zu regeln, die an den
Netzanschluß abgegeben wird.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Rotationszerstäuberkopf oder -glocke zum Zerstäuben
von Beschichtungsmaterial einen Rotationsglockenkörper, der eine Längsachse
durch ihn hindurch besitzt und mit einer inneren Strömungsfläche, die den Strom
des Beschichtungsmaterials zur Stirnfläche der Glocke leitet, und mit einer äußeren
Fläche ausgebildet ist, die den Strom der formgebenden und vektoriellen Luft leitet.
Der Glockenkörper hat eine sanduhrartige Form. Farbe, die in das Innere der Glocke
eingeführt wird, fließt von dem Inneren an der vorderen Fläche der Glocke entlang
und wird in einem gleichförmigen, kreisförmigen Muster von den Kanten der Glocke
hinausgeschleudert. Die Farbe wird durch den Kontakt mit der durch die Glocke
aufgenommenen Hochspannungsladung elektrostatisch aufgeladen.
Erfindungsgemäß kann die Rotationszerstäuberglocke einen konischen Einsatz
umfassen, der koaxial mit der Längsachse angeordnet und in der konischen Fläche
des Düsenaufnahmeteiles befestigt ist, um einen Spalt dazwischen zu begrenzen.
Der Spalt bildet einen Strömungsweg für den aus der Düse austretenden Beschich
tungsmaterialstrom zur vorderen Strömungsfläche der Glocke. Es kann eine Vielzahl
von Rippen vorgesehen werden, die sich jeweils von der konischen Fläche des
konischen Einsatzes nach außen erstrecken. Die Rippen sind voneinander
beabstandet und teilen das entlang der konischen Fläche strömende Beschichtungs
material in eine Anzahl von feingeteilten, einzelnen Strömen von Beschichtungs
material zum Austrag durch den Spalt und auf die vordere Strömungsfläche.
Vorzugsweise erstreckt sich die Vielzahl der Rippen von der konischen Fläche nach
außen, um an den konischen Einsatz zu stoßen, wodurch der Strom des Beschich
tungsmaterials auf den zwischen dem konischen Einsatz, der konischen Fläche und
den anstoßenden Rippen gebildeten, umschlossenen Raum begrenzt ist. Der Einsatz
ist aus einem Halbleitermaterial hergestellt und kann in einer alternativen Aus
führungsform Elektroden umfassen, die von der Vorderfläche des Einsatzes nach
außen ragen, um an der Vorderfläche des Einsatzes ein elektrostatisches Feld
vorzusehen. Die Rotationszerstäuberglocke kann außerdem eine Vielzahl von
zweiten Rippen umfassen, die sich jeweils von der vorderen Strömungsfläche nach
außen erstrecken. Die zweiten Rippen sind voneinander beabstandet, um das
entlang der vorderen Strömungsfläche strömende Beschichtungsmaterial in einzelne
Beschichtungsmaterialströme zum Austrag von der Zerstäuberlippe des Glockenkör
pers als zerstäubte Tröpfchen des Beschichtungsmaterials weiter zu teilen.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Rotationszer
stäuberglocke zum Zerstäuben von Beschichtungsmaterial so konstruiert, daß sie
den Mittelpunkt der Glocke mit Beschichtung benetzt hält, um das Säubern zu
erleichtern.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die elektro
statische Rotationszerstäubersprühvorrichtung zum Sprühen eines flüssigen
Beschichtungsmaterials einen Luftkanal, wie zum Beispiel zwischen dem Flüssig
keitsrohr und der Rotationsantriebswelle, zum Leiten von Luft durch das Innere des
Zerstäuberkopfes, so daß sowohl die Luft als auch das flüssige Beschichtungs
material gemeinsam strömen und verhindert wird, daß das flüssige Beschichtungs
material den Luftkanal hinunterströmt. Ein Luftkanal in der Zerstäubersprühvorrich
tung leitet einen ersten Teil der Abluft vom Luftturbinenmotor, der mit der
Rotationsantriebswelle verbunden ist, in den Luftkanal zum Strömen zum
Zerstäuberkopf, und einen zweiten Teil der Abluft zu einer Stelle außerhalb des
Zerstäubergehäuses. Der Rotationszerstäuberkopf hat einen darin angeordneten
Strömungsverteiler, um den Beschichtungsmaterialstrom aus dem Flüssigkeitsrohr
durch einen ersten Strömungskanal zu einer vorderen Strömungsfläche des
Rotationszerstäuberkopfes zu leiten, und einen zweiten Strömungskanal, um den
Abluftstrom aus dem Luftkanal zum ersten Strömungskanal zu leiten, um ihn mit
dem Beschichtungsmaterial zu vermischen, wenn es zu der vorderen Strömungs
fläche des Rotationszerstäuberkopfes strömt.
Der Aufbau, die Wirkungsweise und die Vorteile der gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen weiter verständlich, in denen:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Rotationszer
stäubers ist;
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht ist, die einen Drehzahlsensor zum Messen
der Umdrehungsgeschwindigkeit eines durch Luft angetriebenen
Turbinenmotors in dem Rotationszerstäuber der Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 ist, die die Turbine mit den
in Phantomlinien dargestellten, eingebetteten Magneten entsprechend
der Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht eines Halbleiterringes ist, der an dem
vorderen Ende des in Fig. 1 gezeigten Zerstäubergehäuses angeordnet
ist, sowohl zum Ableiten der auf den schnellaufenden Zerstäuberkopf
übertragenen hohen elektrostatischen Ladung als auch zum Richten
eines Stromes von vektorieller Luft auf den Zerstäuberkopf, um das
Rückwärtsumhüllen des Zerstäubergehäuses durch die Farbe zu
verhindern und zum Formgeben des Farbnebels;
Fig. 5 eine Hinteransicht des Ringes von Fig. 4 ist, die die in dem Ring
eingebetteten Widerstände zeigt;
Fig. 6A eine seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines
verbesserten Rotationszerstäuberkopfes ist, der einen konusförmigen
Einsatz zum Verteilen der Farbe auf die Vorderfläche des Kopfes
besitzt;
Fig. 6B eine seitliche Schnittansicht des Rotationszerstäuberkopfes vor dem
Einbau des konusförmigen Einsatzes ist;
Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 6A gezeigten konusförmigen Einsatzes
ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht des konusförmigen Einsatzes aus Fig. 7 ist;
Fig. 9 eine Ansicht entlang der Linie 9-9 der Fig. 7 ist, die die beabstandeten,
aufrechtstehenden Rippen an den divergierenden, nach außen zeigen
den Seiten des konusförmigen Einsatzes zeigt;
Fig. 10 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines konusförmigen
Einsatzes ist, der eine hervorstehende Elektrode besitzt;
Fig. 11 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines sanduhrförmi
gen Rotationskopfes, teilweise im Schnitt, ist, der einen mittigen
Einsatz zum Verteilen von Beschichtungsmaterial auf die Vorderfläche
des Kopfes und Benetzthalten der Vorderfläche mit Farbe besitzt;
Fig. 12 eine Seitenansicht des mittigen Einsatzes der Fig. 11 ist;
Fig. 13 eine Ansicht entlang der Linie 13-13 der Fig. 12 ist;
Fig. 14 eine Schnittansicht durch den in Fig. 12 dargestellten Einsatz ist;
Fig. 15 eine Ansicht entlang der Linie 15-15 der Fig. 14 ist;
Fig. 16 ein Schaltbild der Drehzahlsensorschaltung ist;
Fig. 17 eine Seitenansicht eines Netzanschlusses ist;
Fig. 18 eine Ansicht entlang der Linie 18-18 der Fig. 17 ist;
Fig. 19 ein Schaltbild des Netzanschlußkreises ist;
Fig. 20 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des Rotationskopfes oder -glocke
ist, die die an der Innenfläche des Kopfes befestigten, sich nach außen
erstreckenden Rippen zeigt;
Fig. 21 ein Schaltbild des Eigensicherheitssperrabschnittes des Netzanschluß-
kreises ist;
Fig. 22 eine seitliche Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines
Rotationszerstäubers ist, bei dem ein Teil der Abluft vom Luftturbinen
motor in den Zerstäuberkopf geleitet wird, um sich mit dem Beschich
tungsmaterial zu vermischen und zu verhindern, daß Beschichtungs
material zurück in die Rotationszerstäubervorrichtung sickert; und
Fig. 23 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht der mit dem Zer
stäuberkopf zusammengebauten Rotationsantriebswelle ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein elektrostatischer, eine Flüssigkeit sprühender
Rotationszerstäuber 10 gezeigt, der erfindungsgemäß aufgebaut ist. Der Rotations
zerstäuber 10 umfaßt ein Zerstäubergehäuse 12, das einen vorderen Abschnitt 14,
einen Zwischenabschnitt 16 und einen hinteren Abschnitt 18 besitzt, die eine
Innenkammer 20 begrenzen.
Ein Druckluftsteuerelement 21 nimmt einen Ring 22 auf, der in den Fig. 4 und
5 im Detail gezeigt ist, und ist lösbar an der Vorderfläche 24 des vorderen
Abschnittes 14 befestigt. Der Ring 22 hat eine vordere Wand 26, die mit einer
Kreisbohrung 28 um eine Achse 150 versehen ist, die (wenn das Druckluftsteuer
element 21 an dem vorderen Abschnitt 14 angebaut ist) mit einer Längsrotations
achse 34 zusammenfällt, die sich durch das Zerstäubergehäuse 12 erstreckt.
Ein interner Netzanschluß 38, der in der Innenkammer 20 angeordnet ist, erzeugt
elektrostatische Hochspannungsenergie in dem Bereich von ungefähr 30.000 Volt
Gleichspannung bis ungefähr 100.000 Volt Gleichspannung. Der in den Fig. 17
und 18 gezeigte Netzanschluß 38 hat einen ringkammerförmigen, zylindrischen
Aufbau mit einer Durchgangsbohrung 304 und ist um den Drehantriebsmechanis
mus 36 herum angeordnet. Der Netzanschluß 38 ist mit dem Druckluftsteuer
element 21 durch Übertragungsmittel für die elektrische Spannung 39 einschließlich
einer elektrischen Schaltung 309, die unten beschrieben ist, elektrisch verbunden.
Der Drehantriebsmechanismus 36, der in der Innenkammer 20 des Rotationszer
stäubers 10 angeordnet ist, ist vorzugsweise ein durch Luft angetriebener
Turbinenmotor 44, der interne Luftlager (nicht dargestellt), einen Antriebslufteinlaß
(nicht dargestellt) und einen Bremslufteinlaß (nicht dargestellt) zum Steuern der
Umdrehungsgeschwindigkeit eines Turbinenrades 47 umfaßt, dessen Komponenten
alle im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Der Turbinenmotor 44 umfaßt
eine Rotationsantriebswelle 42, die sich durch ein Turbinengehäuse 40 erstreckt
und in diesem drehbar gelagert ist. Die Rotationsantriebswelle 42 erstreckt sich
durch die Kreisbohrung 28 des Ringes 22 und hat an einem Ende eine Zer
stäuberglocke oder einen Zerstäuberkopf 30 befestigt. Die Antriebswelle 42
erstreckt sich an dem gegenüberliegenden Ende weiter in ein Turbinenantriebs
radgehäuse 45 und ist an dem Turbinenrad 47 befestigt.
Ein stationäres Flüssigkeitsströmungsrohr 46 erstreckt sich vollständig durch den
Drehantriebsmechanismus 36 und steht an einem Ende in Fluidverbindung mit
einem druckluftbetätigten Ventil 49 und an dem anderen Ende mit dem Zer
stäuberkopf 30, um eine flüssige Beschichtung von dem Ventil zu dem Zer
stäuberkopf zu übertragen. Das Ventil 49 hat einen mit einem Kolben 602
verbundenen Ventilschaft 600. Eine Feder 604 drückt gegen den Kolben 602, um
das ballförmige Ende 606 des Schaftes 600 gegen den Ventilsitz 608 zu pressen.
Die Farbe wird durch Kanäle (nicht dargestellt) in einer Ventilplatte 60 und einer
Verteilerstückplatte 68 zu Farbeinlässen 610 geführt. Um das Hindurchgehen der
Farbe durch das Ventil 49 in das Rohr 46 zuzulassen, wird einer Luftkammer 612
auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 602 von der Feder 604 Druckluft
durch Kanäle (nicht dargestellt) in der Ventilplatte 60 und der Verteilerstückplatte
68 zugeführt. Die Druckluft bewegt den Kolben 602 nach links in Fig. 1, so daß die
Feder 604 zusammengedrückt und das Ventilende 606 aus dem Sitz 608 zurückge
zogen wird, um das Hindurchströmen von Farbe durch das Ventil 49 in das Rohr 46
zuzulassen.
Unter Bezugnahme auf den Luftturbinenmotor 44 ist eine Quelle von Turbinen
antriebsdruckluft durch einen Kanal (nicht dargestellt) durch die Verteilerstückplatte
68 und die Ventilplatte 60 hindurch mit dem Turbinenradgehäuse 45 verbunden, um
das Luftturbinenantriebsrad 47, wie in Fig. 3 gezeigt, entsprechend der herkömm
lichen Art und Weise zu drehen. Das heißt, der Strom der Turbinenantriebsluft wird
gegen den Außenumfang 132 des Antriebsrades 47 gerichtet, um das Rad um die
sich durch den Rotationszerstäuber 10 erstreckende Längsachse 34 zu drehen. Eine
Quelle von Bremsluft ist ebenfalls durch einen Kanal (nicht dargestellt) durch die
Verteilerstückplatte 68 und die Ventilplatte 60 hindurch mit dem Turbinenradgehäu
se 45 verbunden, um an aufrechtstehenden Bremsschaufeltaschen 135 anzugreifen,
die von der Seitenfläche des Turbinenrades 47 hervorstehen. Vorzugsweise sind
Magneten 94 in dem Antriebsrad 47 eingebettet und können, wenn es gewünscht
wird, von der Stirnfläche des Antriebsrades, wie in Fig. 1 gezeigt und unten
erläutert, nach außen ragen.
Beim Zusammenbauen des Rotationszerstäubers 10 wird der Netzanschluß 38 in
den vorderen Abschnitt 14 eingesetzt, und der Drehantriebsmechanismus 36 wird
in die Durchgangsbohrung 304 in dem Netzanschluß eingesetzt. Dann wird von dem
hinteren Abschnitt 18 des Zerstäubergehäuses 12 eine Verbindungsplatte 48
eingebaut, so daß ihre Vorderfläche 50 vom Netzanschluß 38 beabstandet ist, um
einen schmalen Luftspalt 51 zu definieren, der einen Strömungsweg für vektorielle
Kühlluft bildet, wie es unten ausführlich beschrieben wird. Ein hervorstehendes
Mittelteil 300 der Verbindungsplatte 48 stößt an das Turbinenradgehäuse 45, um
den Turbinenmotor 44 in dem Zerstäubergehäuse 12 stabil zu befestigen. An die
hintere Fläche 56 der Verbindungsplatte 48 angefügt ist die Vorderfläche 58 einer
Ventilplatte 60, in der das druckluftbetätigte Ventil 49 zum Steuern des Flüssig
keitsstromes durch das Strömungsrohr 46 angeordnet ist. Luftzuführungskanäle,
wie z. B. Turbinenluft- und Bremsluftzuführungskanäle (nicht dargestellt), und ein
Zuführungskanal 62 für die vektorielle Luft erstrecken sich durch die Ventilplatte
60. Eine Drehzahlüberwachungseinrichtung oder -system 64 hat ein in der
Ventilplatte 60 angeordnetes Signalverarbeitungsteil 65 und ein in der Verbindungs
platte 48 eingebautes Signaldemodulationsteil 66, wie es unten ausführlicher
erläutert wird. Der hintere Teil des Drehzahlüberwachungssystems 64 erstreckt sich
durch eine Verteilerstückplatte 68, die in dem hinteren Abschnitt 18 des Rotations
zerstäubergehäuses 12 eingebaut ist. Die Verteilerstückplatte 68 hat eine Vielzahl
von Rohrverbindungsstücken einschließlich, jedoch nicht darauf begrenzt, eines
Rohrverbindungsstückes 69 für vektorielle Luft, eines Lagerluftrohrverbindungs
stückes (nicht dargestellt), eines Turbinenantriebsluftrohrverbindungsstückes (nicht
dargestellt), eines Turbinenbremsluftrohrverbindungsstückes (nicht dargestellt),
eines Beschichtungszuführungsrohrverbindungsstückes (nicht dargestellt), eines
Drehzahlüberwachungsgerätes 64, das verwendet wird, um Signale zu empfangen,
die die Drehzahl des Luftturbinenmotors 44 repräsentieren, und einer sich axial
erstreckenden Stiftanordnung 71 zur Befestigung des Rotationszerstäubers 10 an
einer Vorrichtung zum Positionieren des Rotationszerstäubers an einem Arbeitsplatz,
wie z. B. einem Industrieroboter oder einem hin- und hergehenden Mechanismus
(nicht dargestellt).
Das in Fig. 1 gezeigte Zerstäubergehäuse 12 umfaßt eine äußere Ummantelung 70
mit einem hinteren Endabschnitt 72 mit einem größeren Durchmesser, das die
Verteilerstückplatte 68, die Ventilplatte 60 und die Verbindungsplatte 48 umgibt.
Die Außenummantelung 70 umfaßt auch einen sich verjüngenden vorderen
Endabschnitt 76, der ein zylindrisches hinteres Endteil 78 besitzt, das in dem
offenen vorderen Ende 80 des hinteren Endabschnittes 72 der äußeren Ummante
lung 70 aufgenommen ist. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, stellt ein Luftspalt 84, der
durch den Zwischenraum zwischen dem vorderen Ende 80 mit großem Durch
messer des hinteren Endabschnittes 72 und dem zylindrischen hinteren Endteil 78
mit kleinerem Durchmesser des vorderen Endabschnittes 76 ausgebildet ist, einen
Abluftweg für die von dem Turbinenradgehäuse 45 ausgestoßene Luft zur
Verfügung, wie es unten ausführlicher erläutert wird.
Ein Hauptmerkmal dieser Erfindung betrifft die Drehzahlüberwachungseinheit 64
zum Messen der Umdrehungsgeschwindigkeit des in dem Turbinenradgehäuse 45
des Luftturbinenmotors 44 eingebauten luftgetriebenen Turbinenrades 47. Wie in
Fig. 3 gezeigt ist, ist das Turbinenrad 47 mit einer Vielzahl von Magneten 94
ausgestattet, wie z. B. acht, die um die Rotationsachse 34 umlaufen. Obwohl es
allgemein bekannt ist, einen Luftturbinenmotor mit einem magnetischen Geber zum
Erzeugen von Impulsen, die die Umdrehungen der Turbine repräsentieren, und zum
Ausgeben von Rückführsignalen an eine geeignete Überwachungs- und Anzeigeein
richtung auszustatten, müssen in der vorliegenden Umgebung, wo der Netzanschluß
38 in der unmittelbaren Nähe des Turbinenmotors 44 angeordnet ist, Hochfrequenz
wellen (RF-Wellen), die vom Netzanschluß ausstrahlen, von den Rückführsignalen
getrennt werden, die ansonsten verzerrt werden und die genaue Bestimmung der
Turbinenraddrehzahl verhindern würden. Außerdem muß der Drehzahlsensor 64 von
den 30.000 bis 100.000 Kilovolt, die durch den Hochspannungsnetzanschluß 38
erzeugt werden, isoliert werden. Ansonsten würden die Rückführsignale, wie bei
den RF-Wellen, durch die hohe Spannung vollständig verzerrt werden, und dieses
würde die genaue Bestimmung der Turbinenraddrehzahl verhindern.
Die Drehzahlüberwachungseinheit 64 umfaßt, wie in Fig. 2 zu sehen ist, ein
Signaldemodulationsteil 66, das aus einer Spulenhaltevorrichtung 93 mit einem
zylindrischen Polschuh 96 aufgebaut ist, der durch eine Öffnung in der Wand der
Verbindungsplatte 48 ragt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Polschuh 96 neben dem
Turbinenrad 47 angeordnet und ist zu den Magneten 94 zeigend ausgerichtet.
Während des Betriebes schneidet der Polschuh 96 das durch die rotierenden
Magneten 94 erzeugte magnetische Feld und induziert eine Spannung in der
Induktionsspule 100, die aus ungefähr 2 000 Drahtwicklungen gebildet ist, wie z. B.
Magnetdraht Nr. 38, der um die Spulenhaltevorrichtung 93 gewickelt ist. Die
Magnetdrahtspule um die Spulenhaltevorrichtung 93 herum gibt durch Zuleitungs
drähte 102 ein kleines Spannungssignal von ungefähr 2 Volt oder weniger aus, um
einen Lichtemitter 104 zu aktivieren, wie z. B. eine Hochintensitätsinfrarotlichte
mitterdiode (IR LED). Eine beispielhafte LED ist z. B. ein Modell SFH484 von
Siemans Company. Die IR LED 104 erzeugt Blitze von unsichtbarem Infrarotlicht,
das einen eng gebündelten Strahl besitzt, der durch halbdurchsichtige Materialien
übertragbar ist.
Das Licht von der IR LED 104 wird z. B. durch die nach vorn zeigende Fläche 108
des Drehzahlsensorgehäuses 110, das aus einem durchsichtigen Material (später
beschrieben) gebildet ist, und in einen Phototransducer/Photodetektor 112
übertragen, der ein Niederspannungsausgangssignal von bis zu ungefähr 2 Volt
entsprechend der Intensität des IR-Signals von der LED 104 ausgibt. Der Photo
transducer/Photodetektor 112, wie z. B. ein Modell SFH303F von Siemans
Company, wird auf einer Leiterplatte 114 montiert und gibt das Niederspannungs
ausgangssignal an eine elektrische Schaltung 115 auf der Leiterplatte 114, wie es
in Fig. 16 gezeigt ist.
Die elektrische Schaltung 115 umfaßt einen Phototransistor 112 mit Vorspan
nungswiderständen 400 und 402, die den Transistor 112 vorspannen, so daß ein
Lichtsignal von der LED 104 eine Gleichspannung über den Phototransistor 112
erzeugt, die repräsentativ für die Turbinendrehzahl ist. Die Gleichspannung ist
Bedingung bis zu den Kondensatoren 406 und 408. Das Signal wird dann durch den
Komparator 411 mit einer 6,2-Volt-Bezugsgröße verglichen. Wenn das Gleich
spannungsamplitudensignal in dem invertierenden (Minus-)Eingang des Kom
parators 411 die Spannung an dem nichtinvertierenden Eingang(Plus) überschreitet,
geht der Komparator 410 zu seiner negativen Schiene und gibt Null Volt aus.
Umgekehrt, wenn der invertierende Eingang kleiner als der nichtinvertierende
Eingang ist, schlägt der Ausgang des Komparators 410 auf die positive Schiene aus
und gibt eine positive Spannung, d. h., 12 Volt (V), aus. Wenn der Komparator 410
in die negative Spannungsschiene ausschlägt, schaltet der Komparator 412 die
Ausgangsstufe 416 ab. Gleichzeitig schaltet der Komparator 414 die Ausgangsstufe
418 ein. Der Nutzeffekt an den Stiften 130a und 130b ist ein TTL-Differenz
spannungsausgangssignal. Das Differenzausgangssignal bei 130a und 130b ist ein
Rechteckwellensignal, das sich in der Frequenz proportional zu der Drehzahl der
Turbine verändert. Die Schaltung 115 ist zum Ausgeben eines Differenzsignals
entworfen, das auch als Übertragungssignal bezeichnet wird, weil es in der Lage
ist, über eine große Entfernung zu wandern, und weil es gegen Fehler immun ist,
die durch Störung von der Hochspannung des Netzanschlusses 38 verursacht
werden.
Während des Betriebes leuchtet die LED 104 in einer sinusförmigen Art und Weise
auf und erlischt. Dieses daraus resultierende sinusförmige Lichtsignal verändert sich
mit der Frequenz des Turbinenrades 47. Die Schaltung 115 wandelt das sinusförmi
ge Signal in Rechteckwellen um und erzeugt einen entsprechenden Differenzsignal
ausgangswert, der wiederum die Drehzahlrückführung zum Regler 500 bereitstellt.
Die Schaltung 115 umfaßt auch einen Netzanschluß 420, der eine positive
Zuleitungsschiene 422 mit einer Leistungsabgabe 426 und einer Spannungsabgabe
427 und eine Sollwertzuleitungsschiene 424 mit einer Referenzspannungsabgabe
428 besitzt. Der Leistungseingang 426 erhält Leistung von einem Steueranschluß
(nicht dargestellt). Der Netzanschluß hat auch eine Erdung 425.
Die Leiterplatte 114 und der Phototransducer/Photodetektor 112 sind von einem
leitfähigen Mantel 116, insbesondere in dem Bereich des Transducers/Detektors
112, umschlossen. Der leitfähige Mantel 116 stellt die notwendige Abschirmung
von Hochfrequenz-RF-Signalen zur Verfügung, wenn er geeignet geerdet ist (nicht
dargestellt), die ansonsten das von dem Transducer/Detektor 112 übertragene
Niederspannungssignal stören würden. Da sich jedoch die Leiterplatte 114 in der
Gegenwart von sehr hohen Spannungen befindet, d. h. bis zu ungefähr 100 Kilovolt
(kV), ist die weitere Isolation der Leiterplatte 114 notwendig, um die Zerstörung der
Schaltungsanordnung und aller befestigten Steuerungen auf der Platte 114 zu
verhindern. Um die notwendige Isolation vorzusehen, sind sowohl der Phototrans
ducer/Fotodetektor 112 als auch die Leiterplatte 114 vollständig in der zylindrischen
Ummantelung 118 des Drehzahlsensorgehäuses 110 aufgenommen. Das Drehzahl
sensorgehäuse 110 ist aus einem gleichförmigen, nahtlosen, monolithischen,
durchsichtigen dielektrischen Material gebildet, wie z. B. ULTEM 1000 Dielektric
von General Electric Plastics. Die Ummantelung hat eine Grundbohrung 120, wobei
die IR LED 104 zusammen mit dem Transducer/Detektor 112 in einer Längsachse
122 angeordnet ist. Diese räumliche Beziehung läßt das IR-Signal von der IR LED
104, durch das durchsichtige dielektrische Material der zylindrischen Ummantelung
118 hindurchgehen und direkt auf den Transducer/Detektor 112 scheinen, der
wiederum ein Ausgangssignal erzeugt, das über Drähte 113 zu der Leiterplatte 114
übertragen wird. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die
Ummantelung 118 eine monolithische Struktur ist, so daß keine Spalten, Nähte oder
Unregelmäßigkeiten bestehen, die für die hohe statische Spannung einen Weg zum
Eindringen in die geschlossene Bohrung 120 und durch den leitfähigen Mantel 116
zur Verfügung stellen würden, um entweder das Signal zu stören oder die
Leiterplatte 114 und/oder den Transducer/Detektor 112 zu zerstören. Der leitfähige
Mantel 116 erstreckt sich über das hintere Teil der Leiterplatte 114 hinaus. Ein
zylindrischer Abstandhalter 126, der aus einem elektrischen Isolator gebildet wird,
stößt an das offene hintere Ende der leitfähigen Abschirmung 116. Ein elektrisches
Anschlußstück 128 ist in der Öffnung der Ummantelung 118 eingeschraubt und
stößt an den zylindrischen Abstandhalter 126, um den leitfähigen Mantel 116 in der
gewünschten Position zu befestigen. Ein elektrischer Leiter 132, der Zuleitungs
drähte 130a, 130b enthält, überträgt ein Ausgangsdifferenzübertragungssignal von
der Leiterplatte 114 zu einem Regler 500.
Während des Betriebes, wenn sich das Turbinenrad 47 dreht, drehen sich die
Magneten 94 an dem Polschuh 96 vorbei und erzeugen in Reaktion auf den
Magnetfluß von den Magneten ein Niederspannungssignal. Das in die Spule 100
fließende Niederspannungssignal erzeugt ein Spannungssignal, das die IR LED 104
aktiviert. Aus der Stirnfläche 106 der IR LED 104 tritt dann in Reaktion auf das in
der Spule 100 erzeugte Spannungssignal Infrarotlicht mit einer extrem hohen
Strahlungsintensität pulsierend aus. Das Infrarotlicht von der LED 104 scheint durch
das dielektrische Material hindurch, das das Endteil 127 der Ummantelung 118
bildet, und dann in den Phototransducer/Photodetektor 112. Der Phototransducer/-Photo
detektor 112 erzeugt wiederum ein Ausgangssignal und überträgt das
Ausgangssignal zu der Schaltung 115 auf der Leiterplatte 114, die dann wiederum
durch die Zuleitungsdrähte 130, die sich durch das elektrische Anschlußstück 128
und in den elektrischen Leiter 132 erstrecken, der an eine Regeleinrichtung 500
angeschlossen ist, ein Differenzübertragungssignal leitet. Die Regeleinrichtung 500
verarbeitet das Übertragungssignal, vergleicht es mit einem Bezugssignal, das einer
Sollumdrehungsgeschwindigkeit des Turbinenrades 47 entspricht, und erzeugt ein
Fehlersignal, das anzeigt, ob die Turbinendrehzahl auf der Solldrehzahl oder darüber
oder darunter ist. Das Fehlersignal wird dann durch den Regler 500 verarbeitet, um
den auf das Turbinenrad 47 aufgebrachten Druck der Antriebs- oder Bremsluft zu
regeln, und hält die Umdrehung des Rades 47 auf der gewünschten Geschwindig
keit.
Deshalb ist das Drehzahlregelsystem 64 wegen der Isolation unter Verwendung
eines optischen Systems hergestellt, erfordert aber keine lange optische Kopplung
zwischen dem Rotationszerstäuber 18 und der Reglereinheit 500. Statt dessen kann
ein konventioneller Metalldraht zwischen dem Zerstäuber 18 und dem Regler 500
verwendet werden, der nicht durch ständige Biegung geschwächt wird.
Ein Entlüftungskanal 134 ist an einem Ende mit dem Inneren des Turbinenradgehäu
ses 45 und an dem gegenüberliegenden Ende mit Schalldämpfern 136 verbunden.
Die Abluft der Turbinen- und Bremsluft aus dem Turbinenradgehäuse 45 wird durch
den Kanal 134 und die Schalldämpfer 136 und in den geschlossenen Raum 20
geführt. Die Abluft strömt weiter durch den Spalt 84 zwischen dem Endabschnitt
72 mit großem Durchmesser und dem Endabschnitt 76 mit dem kleineren Durch
messer des Außenmantels 70 und entlang der Außenfläche des Mantels nach
vorne, wie es allgemein durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt ist. Dieser Abluftstrom ist
wirksam, um zu verhindern, daß sich versprühte Farbe rückwärts um die Außen
fläche des vorderen Abschnittes 14 des Gehäuses 12 oder die Außenfläche des
Druckluftsteuerelementes 21 hüllt und daran haftet. Während die Abluft wirksam
ist, um zu verhindern, daß sich die Farbe infolge von Veränderungen in der
Turbinendrehzahl und des periodischen Aufbringens von Bremsluft, was zum
Schwanken der Abluftmenge führt, zurück um das Gehäuse hüllt und an diesem
haftet, ist es nicht wünschenswert, die Abluft zum Steuern der Formgebung des
aus dem Zerstäuberkopf 30 ausgestoßenen Sprühmusters zu verwenden.
Ein Grundaspekt der Erfindung betrifft das Vorsehen von vektorieller Luft aus einer
Druckluftquelle (nicht dargestellt) durch einen Einlaß 69 in der Verteilerstückplatte
68. Der Ausdruck "vektorielle Luft" meint Luft, die eine Kraft und eine Richtung
besitzt. Die vektorielle Luft strömt durch den Kanal 62 und tritt, wie in Fig. 1
gezeigt ist, direkt in einen Spalt 51 zwischen der Verbindungsplatte 48 und der
nach hinten zeigenden zylindrischen Flächen 140 des Netzanschlusses 38 aus. Die
vektorielle Luft strömt um die Außenfläche 302 des Netzanschlusses 38 herum, um
dort herum eine Kühl- und Frischluftzirkulation vorzusehen. Dann strömt die
vektorielle Luft in den geschlossenen Raum 142, der das Turbinengehäuse 40
umgibt, und tritt durch die Vorderfläche 26 des vorderen Abschnittes 14 in das
Druckluftsteuerelement 21 aus. Die vektorielle Luft wird durch das Druckluftsteuer
element 21 aus der Durchgangsbohrung 28 heraus und um den Zerstäuberkopf 30
herum gelenkt, wie es nachfolgend erläutert wird. Ein wichtiges Merkmal der
vektoriellen Luft ist es, daß sich der Strom in der gleichen Richtung wie die
Rotationsrichtung des Kopfes 30 um die Rotationsachse 34 windet. Dieses wird
durch die Konstruktion des Druckluftsteuerelementes 21 erreicht, wie es unten
erläutert wird.
Die vektorielle Luft hat zwei Hauptfunktionen. Erstens verhindert sie einen
Vakuumzustand um die hintere Fläche des Rotationskopfes 30 herum und eliminiert
oder reduziert dadurch das Rückwärtsumhüllen der Farbe um das hintere Teil des
Rotationskopfes 30 bedeutend. Zweitens bildet sie das von dem Rotationskopf 30
ausgetragene Farbmuster. Dieses Merkmal eliminiert die Verwendung von
Formgebungslöchern zum Richten von Luft gegen die aus dem Rotationskopf
ausgetragene Farbe, wie sie in den Rotationssprühvorrichtungen des Standes der
Technik verwendet werden. Die Formgebungslöcher mußten genau positioniert sein,
und verteuerten deshalb die Herstellung des Rotationszerstäubers erheblich.
Außerdem wurden die Formgebungslöcher von Zeit zu Zeit durch Farbe verstopft,
und es war zeitaufwendig, sie zu reinigen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 4 und 5 tritt die vektorielle Luft in die
Innenkammer 146 des Ringes 22 des Druckluftsteuerelementes 21 ein. Der Ring 22
hat eine Außenfläche 144, die von dem vorderen Abschnitt 14 des Zerstäuberge
häuses 12 zur Vorderwand 26, die eine kreisförmige Durchgangsbohrung 28
besitzt, nach innen verjüngt ist. Die Innenkammer 146 des Ringes 22 hat einen aus
einer zylindrischen Wand 148, die symmetrisch um eine Längsachse 150 durch den
Ring 22 angeordnet ist, gebildeten Strömungslenkungsabschnitt. Wenn der Ring 22
auf dem Rotationszerstäubergehäuse 14 befestigt ist, stimmt die Längsachse 150
mit der Rotationsachse 34 durch den Rotationszerstäuber 10 überein. Eine Vielzahl
von Rippen 152 ist gleichmäßig beabstandet und parallel zu der Achse 150 entlang
der Innenfläche 154 der zylindrischen Wand 148 angeordnet. Die Rippen 152 sind
so bemessen, daß sie die Außenfläche des Turbinengehäuses 40 berühren, wenn
der Ring 22 mit herkömmlichen Mitteln, wie z. B. Schrauben 156, an der
Vorderfläche 24 des vorderen Abschnittes 14 angebaut ist. Die offenen Kanäle
zwischen den Rippen 152 und dem Turbinengehäuse 40 stellen einen Strömungs
weg für die vektorielle Luft zum Strömen in die Vorwärtsrichtung durch die
kreisförmige Wandung 148 zur Verfügung.
Der Ring 22 umfaßt Druckluftsteuerelemente 158, die in der Kreisbohrung 28 zum
Lenken des Stromes der vektoriellen Luft um den Zerstäuberkopf 30 herum
ausgebildet sind, wie es ausführlicher unten erläutert wird. Die Druckluftsteuer
elemente 158 umfassen eine Vielzahl von Schlitzen 160, die sich von der
Luftströmungsfläche 162 der Kreisbohrung 28 nach außen erstrecken. Jeder der
Schlitze 160 ist von dem anderen beabstandet und in einem Winkel "b" von
ungefähr 5° bis ungefähr 60° in bezug auf die Achse 150 angeordnet, um den
Strom der vektoriellen Luft gegen die Fläche des Zerstäuberkopfes 30 zu lenken.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schlitze 160 in einem Winkel "b"
von ungefähr 20° bis ungefähr 45° in bezug auf die Achse 150 und am bevorzug
testen in einem Winkel von ungefähr 37,5° in bezug auf die Achse 150 angeordnet.
Es liegt auch im Bereich der Erfindung, die Schlitze 160 mit einer Krümmung
auszubilden, um den Strom in einer Verdrehungsrichtung um die Achse 34 durch
den Zerstäuber 10 zu lenken, wie es ausführlicher unten beschrieben wird.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung betrifft das Bereitstellen von vektorieller Luft aus
einer Druckluftzuführung (nicht dargestellt) durch einen Luftkanal 62, um den
Netzanschluß 38 herum, über die Rippen 152 und durch die in der Kreisbohrung 28
des Druckluftsteuerelementes 21 ausgebildeten Schlitze 160. Wenn die vektorielle
Luft aus der Kreisbohrung 28 austritt, strömt sie entlang der äußeren Strömungs
fläche 206 der Glocke 30 in die gleiche Richtung wie die Glocke 30 rotiert. Dieses
eliminiert im wesentlichen jeden Vakuumzustand, der ansonsten um die Rotations
glocke 30 herum infolge der Auswirkungen des Fluidmaterialstromes über die
Zerstäuberkante 236 bestehen könnte. Die vektorielle Luft bricht das Vakuum auf,
das ansonsten an der Rückseite des Kopfes 30 durch die Luft, die infolge der
Kopfrotation weggestoßen wird, bestehen würde. Es wird nur eine kleine Menge
vektorieller Luft benötigt, um dieses Vakuum aufzubrechen. Der Vorteil des
Eliminierens dieses Vakuumzustandes besteht darin, daß das Rückwärtsumhüllen
durch das Fluidbeschichtungsmaterial um das Zerstäubergehäuse 12, das
Druckluftsteuerelement 21 und den Kopf 30 im wesentlichen eliminiert wird. In
bezug auf die Konstruktion der Schlitze 160 wird der Winkel "b" in bezug auf die
Achse 150 als eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Kopfes 130
ausgewählt. Wenn die Geschwindigkeit verringert ist, kann ein flacherer Winkel
verwendet werden, weil durch den Kopf weniger Turbulenz erzeugt wird. Wenn die
Geschwindigkeit der Kopfrotation erhöht ist, kann der Winkel "b" auch vergrößert
werden, um die Größe der Luftturbulenz hinter dem Kopf 130 zu reduzieren. Der
Rest der vektoriellen Luft, der nicht zum Aufbrechen des Vakuums erforderlich ist,
strömt entlang der äußeren Strömungsfläche 206 des Kopfes 30 weiter und in die
Wolke der zerstäubten Farbe, um als formgebende Luft zum Steuern der Form der
Wolke oder des Sprühmusters zu wirken, das von der Zerstäuberkante 236
geschleudert wird. Während des Betriebes reduziert die vektorielle Luft den Durch
messer des Sprühmusters. Somit kann eine einzige Luftquelle verwendet werden,
um gleichzeitig das Vakuum auf der Rückseite der Glocke zu brechen und das
Sprühmuster zu bilden.
Wenn die vektorielle Luft andererseits in die zur Kopfrotation entgegengesetzte
Richtung gedreht wird, wird ein höherer Grad der Turbulenz bewirkt, so daß die
formgebende Luft ein mehr zerklüftetes und weniger kreisförmiges Sprühmuster
bildet. Wenn die vektorielle Luft einfach zur Rückseite des Kopfes 30 ohne
irgendeine Verdrehung gerichtet wird, gibt es noch mehr Turbulenz, als wenn sie
in der gleichen Richtung wie die Kopfrotation gedreht wird. In diesem Fall ergibt die
formgebende Luft noch kein Sprühmuster, das so glatt und kreisförmig ist, als wenn
die vektorielle Luft in die Richtung der Kopfrotation gedreht wird.
Ein wichtiges Merkmal des Druckluftsteuerelementes 21 ist sein Aufbau aus einem
Halbleiterverbundmaterial, das ein kapazitätsarmes Isolatormaterial und ein
elektrisch leitendes Material und ein Bindemittel enthält.
Das kapazitätsarme Isolatormaterial ist ein nichtleitendes verstärktes Material, das
so ausgewählt wird, daß es die gewünschten mechanischen Eigenschaften
aufweist, wie z. B. gute Schlag- und Zugfestigkeit und Maßbeständigkeit.
Desweiteren schließt das kapazitätsarme Isolatormaterial die Eigenschaften der
Wärme-, elektrischen, chemischen und mechanischen Beständigkeit in Bezug auf
die Reaktion mit den Bestandteilen des Beschichtungsmaterials ein. Eine bevorzugte
Art von verstärktem Isolatormaterial ist Glasfaser, es können jedoch auch andere
organische oder synthetische Fasern verwendet werden. Der prozentuale
Gesamtgewichtsanteil des Verstärkungsmaterials zu dem Gesamtgewicht der
Zusammensetzung beträgt ungefähr 20 bis 40 Gewichtsprozent und vorzugsweise
ungefähr 25 bis 35 Gewichtsprozent. Die Gewichtsprozent des Verstärkungs
materials können solange verändert werden, wie das Verstärkungsmaterial seine
beabsichtigte Funktion ausführt.
Das Bindemittel sollte solche Eigenschaften wie gute Wärme- und elektrische
Beständigkeit und gute chemische und mechanische Beständigkeit gegen die
Wirkung der Bestandteile des Beschichtungsmaterials besitzen. Ein polymeres
Material, wie z. B. PEEK (Polyetheretherketon) oder PPS (Polyphenylensulfid), ist
geeignet. Der prozentuale Gesamtgewichtsanteil des Bindemittels zum Gesamt
gewicht der Zusammensetzung beträgt ungefähr 65 Gewichtsprozent. Die
Gewichtsprozent des Bindemittels können soweit verändert werden, wie das
Bindemittel seine beabsichtigte Funktion erfüllt.
Obwohl das elektrisch leitende Material vorzugsweise ein kohlenstoffhaltiges
Material und insbesondere eine Kohlenstoffaser ist, können andere elektrisch
leitende Materialien verwendet werden, wie z. B. Ruß oder aus einzelnen Teilchen
bestehendes Graphit. Der prozentuale Gewichtsanteil der Kohlenstoffaser in dem
Druckluftsteuerelement 21 wird so ausgewählt, daß ein spezifischer elektrischer
Widerstand, der im wesentlichen gleich jenem des Zerstäuberkopfes 30 ist, erhalten
wird. Ein geeigneter Gewichtsprozentsatz der Kohlenstoffaser zum Gesamtgewicht
der Zusammensetzung beträgt ungefähr 3 bis 15 Gewichtsprozent und vorzugs
weise ungefähr 6 bis 12 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Zusammen
setzung. Zusammensetzungen, die mehr als ungefähr 15 Gewichtsprozent
Kohlenstoffaser enthalten, scheinen zu leitfähig zu sein, während Zusammen
setzungen, die weniger als ungefähr 3 Gewichtsprozent Kohlenstoffaser enthalten,
scheinen zu sehr nichtleitend zu sein.
Das Druckluftsteuerelement 21 transportiert elektrostatische Hochspannungsenergie
vom Netzanschluß 38 in den Zerstäuberkopf 30. Der in den Fig. 17 und 18
gezeigte Netzanschluß 38 ist aus einem bogenförmigen Gehäuse 302 aufgebaut,
das eine Durchgangsbohrung 304 mit einem konvergierenden Abschnitt 306
besitzt, der einen zylindrischen Abschnitt 308 begrenzt. Der Netzanschluß 38 hat
eine elektrische Schaltung 309, die sich um das gebogene Gehäuse 302 wickelt.
Die elektrische Schaltung 309 umfaßt einen Schwingkreis 310, der zwischen einem
Niederspannungseingang 312 und einer Transformatorschaltung 314 angeschlossen
ist. Eine Vervielfacherschaltung 316, die aus einer bogenförmigen Kapazitäts
diodenkette 318 aufgebaut ist, ist an den Ausgang des Transformators 314
angeschlossen. Die Vervielfacherschaltung 316 erhöht die Spannung des dort
hindurchfließenden Stromes und führt den Hochspannungsstrom in den Widerstand
164.
Während des Betriebes wird eine Spannung von ungefähr 7 Volt bis ungefähr 21
Volt von dem Niederspannungseingang 312 in den Schwingkreis 310 übertragen.
Der Oszillator 310 gibt dann ein Schwingungsspannungssignal an die Trans
formatorschaltung 314, die wiederum ein erhöhtes Spannungssignal ausgibt, das
von dem Windungsverhältnis des Transformators abhängt. Das erhöhte Spannungs
signal ist Eingang in die Kapazitätsdiodenkette 318, in der die Spannung auf
ungefähr 30.000 bis 100.000 Kilovolt hochtransformiert wird.
Obwohl der Netzanschluß 38 in einem ringförmigen Gehäuse 302 in einem
Rotationszerstäuber 10 dargestellt ist, könnte der ringförmige Netzanschluß 38
auch in anderen elektrostatischen Sprühvorrichtungen für Flüssigkeit und Pulver
verwendet werden. Der ringförmige Netzanschluß ist insbesondere in elektro
statischen Sprühvorrichtungen vorteilhaft, die eine kurze Länge besitzen. Das
deshalb, weil im wesentlichen alle Komponenten des Netzanschlusses und ins
besondere die Kapazitätsdiodenkette in einer Bogenform ausgebildet werden
können, die in einer zur Längsachse der Sprühvorrichtung senkrechten Ebene liegt.
Dieses ist in Fig. 17 gezeigt, in der die Vervielfacherschaltung 316 im wesentlichen
ganz in einer Ebene 500 liegt, die senkrecht zu der Achse 34 ist. In vorherigen
Vervielfacherkonstruktionen erstreckt sich die Kapazitätsdiodenkette axial an der
Längsachse der Spritzpistole entlang, was die Spritzpistole länger macht.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung betrifft das Vorsehen einer Eigensicherheits
schaltung 350 (dargestellt in Fig. 21) zum Regeln der durch den elektrischen Leiter
312 (Fig. 19) dem Netzanschluß 38 als Eingangsleistung zugeführten Energie. Die
Eigensicherheitsschaltung 350 ist auf einer Leiterplatte angeordnet, die außerhalb
der Beschichtungskabine angeordnet ist. Der Leiter 312 läuft von der Schaltung
350, die außerhalb der Kabine ist, in die Kabine zum Netzanschluß 38 in dem
Rotationszerstäuber 10. Die Schaltung 350 regelt die durch den Leiter 312 des
Netzanschlusses 38 zugeführte Energie, um zu sichern, daß nicht mehr als eine
maximale elektrische Energie in den elektrischen Komponenten des Zerstäubers 10
vorhanden ist. Dieses verhindert die Möglichkeit, daß von den elektrischen
Komponenten in dem Zerstäuber 10 ein elektrischer Funken ausgehen könnte, der
ausreichend Energie besitzen würde, um flüchtige Farbdämpfe in der Beschich
tungskabine zu entzünden.
Unter Bezugnahme auf die Schaltung der Fig. 21 stellt ein Netzspannungseingang
351 eines Schalttransistors 352 eine Spannung zur Verfügung, wie z. B. ungefähr
30 V, die für den Bereich des Farbsprühens wegen der Gefahr der Farbmischungs
entzündung zu hoch ist. Der Schalttransistor 352 liefert einen Strom durch eine
Leitung 353 zu dem Eingang 354 einer Eigensicherheitssperre (ISB) 356. Der durch
die Leitung 353 zum Eingang 354 der Eigensicherheitssperre 356 fließende Strom
wird durch einen Spannungsregler 358 und den Schalttransistor 352 geregelt, weil
die Menge des Stromes, der durch den Schalttransistor 352 "hindurchgegangen
ist", die Strombegrenzungen des Spannungsreglers 358 überschreitet.
Der Spannungsregler 358 hat einen Steuerspannungseingang 360 und ist durch
eine Steuerleitung 362 an die Leitung 353 angeschlossen, die wiederum an den
Eingang 354 der Eigensicherheitssperre 356 angeschlossen ist. Der Steuer
spannungseingang 360 ist an einen elektronischen Regler für das System
angeschlossen. Die Funktion des Steuerspannungseinganges 360 besteht darin, den
Ausgang der ISB 356 in einem 7-21 Volt-Bereich entsprechend dem 30 Kv -100
Kv-Ausgangs-Bereich der Netzanschluß 38 zu regeln.
Ein erster Rückführungsabschnitt 364 wird in Verbindung mit einem zweiten
Rückführungsabschnitt 366 verwendet, um den Strom durch einen Meßwiderstand
(Rs) 368 in einer Leitung 370 durch die ISB 356 zu messen. Wenn der Strom durch
den Widerstand 368 den vorgegebenen, durch die Widerstandswerte des ersten
Rückführungsabschnittes 364 definierten Strom überschreitet, "legt" der
Spannungsregler 358 den Ausgangsstrom von dem Schalttransistor 352 in die
Leitung 353 "zurück". Wenn der Ausgangswert an dem Niederspannungseingang
312 der Netzanschluß 38 kurzgeschlossen ist, "legt" der Spannungsregler 358
vollständig "zurück", um den Kurzschlußausgangsstrom in der Leitung 353 auf
einen sicheren Pegel zu begrenzen, wie z. B. 45 Milliampere (mA).
Der Meßwiderstand 368 funktioniert sowohl als ein Strommeßwiderstand für den
Spannungsregler 358 als auch als der Hauptwiderstand der ISB 354. Der
Widerstand 368 hat ein Eingangsende 398 und ein Ausgangsende 399. Das
"Fold-Back"-Merkmal des Spannungsreglers 358, wodurch nicht zugelassen wird, daß der
Ausgangsstrom in der Leitung 353 einen bestimmten Pegel überschreitet, wird
durch die Genehmigungsbehörden nicht als unfehlbare Vorrichtung betrachtet. Der
Meßwiderstand 368 ist jedoch unfehlbar. In Eigensicherheitssperren nach dem
Stand der Technik liegt der Hauptwiderstand, der dem Meßwiderstand 368
entspricht, in der Größenordnung von weniger als 2 Ohm. In der vorliegenden
Erfindung jedoch, in der der Hauptwiderstand 368 sowohl als Strommeßwiderstand
für den Spannungsregler 358 als auch als der Hauptwiderstand der ISB 354
funktioniert, hat der Rs 368 einen größeren Wert von ungefähr 30 Ohm. Um den
Widerstand 368 in dem Fall zu schützen daß zu viel Strom durch die Leitung 370
zugeführt wird, ist eine Sicherung 369 vorgesehen. Z-Dioden 400, 402, die an dem
Ausgangsende 399 des Meßwiderstandes 368 parallel an Erde gelegt sind,
begrenzen durch ihre entsprechenden Werte den Maximalbetrag der Spannung, die
an dem Ausgang 450 der ISB 356 vorhanden sein kann. Der zweite Rückführungs
abschnitt 366 ist vorzugsweise in der ISB 356 gelegen und hat den zweifachen
Zweck des Messens der Spannung an dem Ausgangsende 399 des Meßwider
standes 368 und Begrenzen des Stromes der in den Spannungsregler 358 oder von
dem Spannungsregler 358 zum Ausgang 450 der ISB 356 zurückgeführt werden
kann.
Ein dritter Rückführungsabschnitt 380 ist eine Spannungsprüfungsrückführung. Der
dritte Rückführungsabschnitt 380 ist skaliert, so daß 1 bis 5 Volt an dem
Steuereingang 360 7 bis 21 Volt an dem Ausgangsfilter 372 liefern. Wenn z. B. an
dem Steuereingang 360 zum Komparator 408 des Reglers 358 1 Volt vorhanden
ist, sollte bei 312 die Ausgangsspannung 7 Volt betragen. Eine Leitung 404 wird
diese Ausgangsspannung in den skalierten Rückführungsabschnitt 380 führen, was
einen skalierten Ausgangswert in der Leitung 406 zu dem Komparator 408
erzeugen wird. Der skalierte Ausgangswert sollte 1 Volt für einen 7-Volt-Eingangs
wert sein. Wenn der Ausgangswert 406 kleiner ist als 1 Volt, wird der Komparator
408 den Regler 358 ansteuern, um dessen Ausgangsspannung zu erhöhen und die
Spannung bei 312 bis auf 7 Volt hochzutreiben.
Das Ausgangsfilter 372 verhindert das Eintreten der Hochfrequenzenergie (RF) vom
Schwingkreis 310 des Netzanschlusses 38 zurück in die ISB 354.
Es folgt ein typisches Beispiel zum Regeln der dem Netzanschluß 38 mit der
Eigensicherheitsschaltung 350 zugeführten Leistung. Ein Eingangswert von 1 Volt
(V) in den Steuereingang 360 des Spannungsreglers 358 liefert einen proportionalen
7-V-Ausgangswert von der Eigensicherheitsschaltung 350 in den Eingang 312 des
Netzanschlusses 38. Wenn an dem Eingang 360 1 V vorhanden ist, und weniger
als 1 V in der Leitung 406 vorhanden ist, erhöht sich der Ausgangswert des
Spannungsreglers 358, um den Ausgangswert des Schalttransistors 352 zu
erhöhen, um eine Spannung an dem Eingang 354 der ISB 356 auszugeben. Dann
führt der dritte Rückführungsabschnitt 380 die Spannung an dem Ausgang der ISB
356 durch die Leitung 406 zum Spannungsregler 358 zurück. Wenn die Span
nungsrückführung kleiner als 7 V ist (d. h., kleiner als 1 Volt, wenn es abwärts
skaliert ist), erhöht sich der Ausgangswert des Spannungsreglers 358, um die
Ausgangsspannung des Schalttransistors 352 zu erhöhen, so daß eine höhere
Spannung an dem Eingang 354 der ISB 356 vorhanden ist. Dann mißt der dritte
Rückführungsabschnitt 380 wieder die Ausgangsspannung der ISB 356. Die
Rückführungsregelaktion wiederholt sich, bis der Ausgangswert 7 V ist. Durch
Anordnen der ISB 356 innerhalb des Regelkreises behält der Ausgangswert seinen
geregelten Wert, obwohl noch ein Eigensicherheitsausgangswert vorgesehen wird.
Vorher wurden die Eigensicherheitssperren nicht innerhalb des Rückführkreises des
Spannungsreglers angeordnet. Der Vorteil, dieses zu tun, versetzt in die Lage, eine
geregelte Spannung abzugeben, die in einer gefährlichen Umgebung eigensicher ist.
Durch Anordnen der Eigensicherheitssperre im Rückführkreis eines Spannungs
reglers ist auch die maximale Eingangsspannung, die für die Eigensicherheitssperre
notwendig ist, um die gewünschte Ausgangsspannung zu erreichen, kleiner als es
vorher der Fall war, als die Eigensicherheitssperre nicht in dem Rückführkreis war.
Die Verwendung des offenbarten Eigensicherheitssperrenaufbaus ist selbstver
ständlich nicht auf seine Anwendung in dem Netzanschluß zur Stromversorgung
eines elektrostatischen Rotationszerstäubers begrenzt, sondern solche Verwendung
ist nur die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform.
Die elektrostatische Hochspannungsenergie wird vom Netzanschluß 38 durch das
Druckluftsteuerelement 21 über eine elektrische Schaltung einschließlich eines
Leiters 319 und eines Widerstandes 164, die an dem Druckluftsteuerelement 21
angeordnet sind, Drähten 166a, 166b und 166c, Widerständen 168a, 168b, 168c
und Elektroden 174a, 174b, 174c übertragen, wie es in den Fig. 4 und 5
gezeigt ist. Die Widerstände 168a, 168b, 168c sind mit einem Epoxidharzmaterial
in einem Kanal 170 zwischen der zylindrischen Wand 148 und der Innenfläche 172
des Ringes 22 eingebettet. Die Elektroden 174a, 174b, 174c sind elektrostatische
Lade- und Feldelektroden, die von der Vorderfläche der Wand 26 des Druckluft
steuerelementes 21 hervorstehen. Die Widerstände 168a, 168b, 168c verringern
die Funkenspannung an den Elektroden 174a, 174b bzw. 174c.
Die Ladung in den Elektroden 174a, 174b, 174c wird durch das Druckluftsteuer
element 21 geleitet, das aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist. Die Elektroden
174a, 174b und 174c laden das Element 21 dadurch elektrisch auf. Die Ladung in
dem Druckluftsteuerelement 21 springt über den Luftspalt 175 zwischen der
Kreisbohrung 28 und dem Zerstäuberkopf 30 und dann in den Zerstäuberkopf 30,
der an dem zweiten Ende 184 der Antriebswelle 42 befestigt ist. Der gesamte Zer
stäuberkopf 30, der aus einem Verbundwerkstoff aufgebaut ist, der ein kapazitäts
armes Isolatormaterial und ein elektrisch leitendes Material von der Art, wie sie zum
Aufbau des Ringes 22 verwendet wird, umfaßt, wird dann aufgeladen. In dem Kopf
30 wird das gleiche relative Verhältnis von Isolatormaterial, leitendem Material und
Bindemittel verwendet, wie es in dem Steuerelement 21 verwendet wird. Wenn
ein Bediener den Zerstäuberkopf 30 oder das Regelelement 21 aus Versehen
berühren würde, würde eine kleine elektrische Entladung (d. h., ein Funken)
auftreten, aber wegen der niedrigeren Funkenspannung infolge der Widerstände
168a, 168b, 168c würde er keine Verletzung erleiden. Wenn ein Bediener einen
Leiter, wie z. B. einen Metallstreifen, in die Nähe des Spaltes 175 zwischen der
Mittelbohrung 28 und der hinteren Fläche des Kopfes 30 legen würde, würde
darüber hinaus die elektrostatische Ladung, die ansonsten einen langen, kräftigen
Funken erzeugen würde, der in den Leiter überspringt, sich in dem Halbleiter
steuerelement 21 ableiten und eine schwache Entladung erzeugen und möglicher
weise einen kleinen Funken, der den Bediener nicht verletzen würde.
Die Motorantriebswelle 42, die an einem ersten Ende 182 am Turbinenrad 47
angeschlossen ist, das in dem Turbinenradgehäuse 45 des Drehantriebsmechanis
mus 36 angeordnet ist, erstreckt sich entlang der Rotationsachse 34 nach vorne,
um die gesamte Länge des Drehantriebsmechanismus 36 zu durchlaufen, so daß
das gegenüberliegende zweite Ende 184 der Antriebswelle 42 durch die Mittel
bohrung 28 des Zerstäubergehäuses 12 nach außen ragt. Das zweite Ende 184 der
Antriebswelle 42 hat einen Gewindeabschnitt (nicht dargestellt) und ein kegel
stumpfförmiges Ende, das angepaßt ist, um den Rotationszerstäuberkopf 30 sicher
zu befestigen. Die Motorantriebswelle 42 hat eine Durchgangsbohrung 186, die mit
der Achse 34 fluchtet und sich über die Länge der Antriebswelle erstreckt.
Eine Vorrichtung zum Zuführen von Beschichtungsmaterial umfaßt ein abnehmbares
Beschichtungsmaterialzuführungsrohr 188, das sich über die Länge der Durch
gangsbohrung 186 erstreckt. Das Rohr 188 hat ein erstes Ende 190, das mit dem
Inneren des Zerstäuberkopfes 30 in Verbindung steht und vorzugsweise eine
abnehmbare Düse 192 trägt. Ein gegenüberliegendes zweites Ende 194 des
Zuführungsrohres 188 ist an dem Ventil 49 lösbar befestigt. Wenn das Zuführungs
rohr 188 in der Durchgangsbohrung 186 der Antriebswelle 42 angeordnet ist, wird
es in auskragender Art und Weise frei von Berührung mit der Innenwand der
Bohrung 186 getragen, wie es in dem kürzlich übertragenen US-Patent Nr.
5,100,057 ('057) von Wacker und anderen offenbart ist, das durch Bezugnahme
in seiner Gesamtheit hierin ausdrücklich aufgenommen ist.
Ein Grundaspekt der Erfindung betrifft die Konstruktion des Zerstäuberkopfes oder
der Zerstäuberglocke 30, die auf das Ende der Rotationsantriebswelle 42
geschraubt ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die in Fig. 6A dargestellte Zer
stäuberglocke 30 hat eine sanduhrartige Form und ist durchgehend aus dem
Verbundwerkstoff aufgebaut, der kapazitätsarmes Isolatormaterial und ein elektrisch
leitendes Material umfaßt, wie es oben unter Bezugnahme auf das Druckluftsteuer
element 21 beschrieben ist.
Wie in den Fig. 6A und 6B zu sehen ist, ist die Rotationszerstäuberglocke 30
zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterials aus einem drehbaren Glockenkörper
200 mit einer sanduhrartigen Form und einer sich dort hindurch erstreckenden
Längsachse 202 aufgebaut. Die Längsachse 202 stimmt mit der Rotationsachse 34
durch den Rotationszerstäuber 10 überein, wenn die Glocke 30 auf der Rotations
antriebswelle 40 befestigt ist, so daß sie von dem Ring 22 hervorsteht. Der
Glockenkörper 200 hat eine innere Strömungsfläche 204, die angepaßt ist, um den
Strom des Beschichtungsmaterials durch die Glocke 30 zu leiten, und eine
Außenfläche 206, die wiederum angepaßt ist, um den Strom von formgebender und
vektorieller Luft wie unten beschrieben zu lenken. Der Glockenkörper 200 umfaßt
einen Basisabschnitt 208, der symmetrisch um die Längsachse 202 angeordnet ist.
Die Außenfläche 206 hat in der Nähe des Basisabschnittes 208 ein zylindrisches
Bodenflächenteil 210 und ein konisches Körperflächenteil 212, das sich von dem
Bodenflächenteil 210 nach außen abschrägt. Ein Zwischenabschnitt 214 des
Glockenkörpers 200, der symmetrisch um die Längsachse 202 angeordnet ist,
umfaßt eine Außenfläche, die aus einem ersten Teil 216 gebildet ist, das an dem
abgeschrägten Körperflächenteil 212 angefügt ist und sich nach innen verjüngt, ein
zweites Oberflächenteil 218, das nach außen abgeschrägt ist, und ein konkaves
Oberflächenzwischenteil 220, das sich zwischen den ersten und zweiten
Oberflächenteilen 216 bzw. 218 erstreckt. Ein im wesentlichen kegelstumpf
förmiger Endabschnitt 222 ist symmetrisch um die Längsachse 202 angeordnet und
hat eine Außenfläche 224, die das zweite Oberflächenteil 218 des Zwischen
abschnittes 214 schneidet und mit einer abgeschrägten Kantenfläche 226 endet.
Wendet man sich nun dem Aufbau der inneren Strömungsfläche 204 des drehbaren
Glockenkörpers 200 zu, ist ein Befestigungsteil 228 in dem Basisabschnitt 208
mindestens teilweise mit Gewinde versehen (nicht dargestellt) und zum Befestigen
des Glockenkörpers 200 an dem freien Ende der Rotationsantriebswelle 42
angepaßt. Ein Düsenaufnahmeteil 230 in dem Zwischenabschnitt 214 grenzt an das
Befestigungsteil 228 und ist angepaßt, um eine Düse 192 aufzunehmen, die sich
von dem Zuführungsrohr 188, das von der Rotationswelle 42 nach außen ragt,
nach außen erstreckt. Ein Verteileraufnahmeteil 231 mit einer konischen Fläche 232
ist symmetrisch um die Längsachse 202 angeordnet und an seinem inneren Ende
mit kleinerem Durchmesser an dem Düsenaufnahmeteil 230 und an seinem äußeren
Ende mit größerem Durchmesser an einer vorderen Strömungsfläche 234 angefügt.
Die vordere Strömungsfläche 234 liegt in dem kegelstumpfförmigen Endabschnitt
222 und endet an einer Zerstäuberlippe 236. Die vordere Strömungsfläche 234
bildet einen vorderen Hohlraum, über den geladenes Beschichtungsmaterial strömt
und über die Zerstäuberlippe 236 radial nach außen geschleudert wird, um
zerstäubte Tröpfchen aus Beschichtungsmaterial zu bilden, die zum Auftrag auf
einem Werkstück angepaßt sind. Da die Glocke 30 halbleitend ist, wird das
Beschichtungsmaterial aufgeladen, wenn es in Kontakt mit der Glocke strömt.
Deshalb wird ein zerstäubtes Muster aus aufgeladenem Beschichtungsmaterial
erzeugt. Die Art und Weise, in der die Farbe durch die Glocke 30 zerstäubt wird,
wird unten beschrieben. Die sanduhrartige Form der Rotationszerstäuberglocke 30
in Kombination mit der hierin beschriebenen Zuführung von vektorieller Luft
reduziert die Luftanwendung und die Probleme des Rückwärtsumhüllens durch die
Farbe wegen eines niedrigen, d. h., im wesentlichen Null, Differenzdruckzustandes
über der Zerstäuberlippe 236 erheblich. Das ist vorteilhaft, weil es für eine
verbesserte Strömungsmustersteuerung und saubere Arbeitsweise sorgt und die
Tendenz zum Rückwärtsumhüllen der Farbe kleiner ist. Obwohl die verbesserte
Mustersteuerung zu einer gleichmäßigeren kreisförmigen Farbwolke führt, besteht
immer noch eine leichte Tendenz, daß sich die Farbe wegen des Vakuums nach
hinten um die Glocke 130 hüllt. Die vektorielle Luft wirkt zusammen mit der Glocke
130, um das Vakuum aufzubrechen und das rückwärtige Umhüllen der Farbe zu
verhindern und dem Farbmuster durch Reduzieren des Durchmessers der Farbwolke
Form zu geben.
Die Rotationszerstäuberglocke 30 umfaßt desweiteren einen konischen Einsatz 238,
wie es in den Fig. 6A, 7, 8 und 9 zu sehen ist, der von der konischen Fläche
232 des Düsenaufnahmeteiles 230 beabstandet angeordnet ist, um dazwischen
einen Spalt oder Strömungskanal 240 zu definieren. Der Spalt 240 bildet einen
Strömungsweg für das von der Düse 192 zur vorderen Strömungsfläche 234
strömende Beschichtungsmaterial. Eine Vielzahl von Rippen 242, die sich jeweils
von der konischen Fläche 244 des Einsatzes 238 nach außen erstrecken, sind
voneinander beabstandet, um das durch den Spalt 240 strömende Beschichtungs
material in eine Vielzahl von feingeteilten, einzelnen Strömen von Beschichtungs
material zu teilen, die auf die vordere Strömungsfläche 234 ausgetragen werden.
Jede der Rippen 242 erstreckt sich von der konischen Fläche 244 nach außen, um
an die konische Fläche 232 zu stoßen, so daß der Beschichtungsmaterialstrom auf
den geschlossenen Raum begrenzt ist, der zwischen der konischen Fläche 232 des
konischen Einsatzes 238, der konischen Fläche 244 des Glockenkörpers 200 und
benachbarten Rippen 242 gebildet wird. Die Rippen 242 sind vorzugsweise in einem
Abstand von ungefähr 0,127 mm (0,005 Inch) bis ungefähr 0,508 mm (0,020 Inch)
und vorzugsweise ungefähr 0,254 mm (0,010 Inch) voneinander beabstandet. Die
Rippen 242 sind jeweils ungefähr 0,254 mm (0,010 Inch) bis ungefähr 1,016 mm
(0,040 Inch) und vorzugsweise ungefähr 0,508 mm (0,020 Inch) breit. Die Rippen
242 erstrecken sich jeweils um einen Abstand von ungefähr 2,54 mm (0,10 Inch)
bis ungefähr 7,62 mm (0,30 Inch) und vorzugsweise ungefähr 3,81 mm (0,15 Inch)
von der konischen Strömungsfläche 244 nach außen. Obwohl die Rippen 242
vorzugsweise eine Endstirnfläche haben, die im wesentlichen mit einer Lippe 249
bündig ist, die die nach vorne zeigende Fläche 248 des Einsatzes 238 schneidet,
liegt es auch im Bereich der Erfindung, die Rippen irgendwo entlang der konischen
Fläche 244 oder alternativ entlang der konischen Fläche 232 des Düsenaufnahme
teiles 230 anzuordnen.
Der Einsatz 238 ist vorzugsweise aus dem gleichen Verbundwerkstoff wie die
Zerstäuberglocke 30 aufgebaut, das ein kapazitätsarmes Isolatormaterial und ein
elektrisch leitendes Material enthält. Der Einsatz 238 wird deshalb durch den
Kontakt mit der Glocke 30 elektrisch geladen. Dieses erhöht die Ladung auf das
Beschichtungsmaterial, wenn es durch den Spalt 240 strömt. Der Einsatz 238 ist
an der Glocke 30 vorzugsweise mit elektrisch leitenden Schrauben 245 in
Durchgangsbohrungen 247 befestigt. Die Schrauben 245 wirken als Feldelektroden,
die die Größe des elektrostatischen Feldes zwischen der Glocke 30 und dem zu
streichenden, geerdeten Gegenstand vergrößern.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6A, 6B und 20 kann die Rotationszerstäuber
glocke 30 außerdem eine Vielzahl von zweiten Rippen 250 umfassen, die sich von
der vorderen Strömungsfläche 234 jeweils nach außen erstrecken. Die Rippen 250
sind voneinander beabstandet, um das entlang der vorderen Strömungsfläche 234
strömende Beschichtungsmaterial in eine Anzahl von einzelnen Beschichtungs
materialströmen zu teilen, die von der Zerstäuberlippe 236 des Glockenkörpers 200
ausgetragen werden, um zerstäubte Tröpfchen des Beschichtungsmaterials zu
bilden. Die Rippen 250 sind vorzugsweise in einem Abstand von ungefähr 0,127
mm (0,005 Inch) bis ungefähr 0,508 mm (0,020 Inch) und vorzugsweise ungefähr
0,254 mm (0,010 Inch) voneinander beabstandet. Die Rippen 250 sind jeweils
ungefähr 0,254 mm (0,010 Inch) bis ungefähr 1,016 mm (0,040 Inch) und
vorzugsweise ungefähr 0,508 mm (0,020 Inch) breit. Die Rippen 250 erstrecken
sich jeweils um einen Abstand von ungefähr 2,54 mm (0,10 Inch) bis ungefähr
7,62 mm (0,30 Inch) und vorzugsweise ungefähr 3,81 mm (0,15 Inch) von der
konischen Strömungsfläche 244 der inneren Strömungsfläche 204 nach außen. Die
Rippen 250 haben vorzugsweise eine Endstirnfläche 251, die normalerweise bis zu
ungefähr 0,254 mm (0,010 Inch) von der Zerstäuberlippe 236 beabstandet ist. Die
Vorteile der neuen Konstruktion der Glocke 30 sind die beiden Sätze von Rippen,
die für eine bessere Zerstäubung sorgen, weil die Fluidbeschichtung in dünne
Ströme aufgebrochen wird, die über die Oberfläche 34 strömen. Diese dünnen
Ströme der Beschichtung werden leichter zerstäubt.
Der Halbleitereinsatz 238 ermöglicht das leichtere Reinigen des Kopfes 30, weil er
während des periodischen Reinigens leicht und schnell von dem Kopf 30 entfernt
werden kann. Dann können der Kopf und der Einsatz in einem Lösungsmittel
eingeweicht werden, um jegliche Farbe zu entfernen. Selbst während der
Farbwechsel, wenn der Kopf durch Hindurchlaufen eines Lösungsmittels gereinigt
wird, sorgt der konische Strömungskanal 240 zwischen dem konischen Einsatz 238
und der konischen Fläche 273 für einen im wesentlichen ungehinderten Strömungs
weg, so daß das Lösungsmittel richtig reinigen und jegliche Farbe aus dem Kopf 30
herausspülen kann.
Um das Sprühen zu beginnen, strömt das dem Zuführungsrohr 188 von dem Ventil
49 zugeführte flüssige Beschichtungsmaterial durch die Düse 192 und in den
Zerstäuberkopf 30. Das Fluidmaterial strömt dann durch den Spalt 240 und über die
vordere Fläche 234 des Zerstäuberkopfes 30 gerade bevor es als Tröpfchen von der
Zerstäuberkante 104 geschleudert wird, um die Zerstäubung zu bewirken. Während
des Strömens des Beschichtungsmaterials über die Oberflächen des Kopfes 30 wird
dem Beschichtungsmaterial eine elektrostatische Ladung verliehen, da der Kopf 30
elektrisch geladen ist.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung ein sehr effektives
Mittel des Übertragens der Ladung durch die Rotationsglocke 30 zur Verfügung
stellt, ist es auch in dem Bereich der Erfindung, eine alternative Ausführungsform
vorzusehen, bei der ein Einsatz 252, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, angepaßt ist, um
in dem Glockenkörper 200 in der selben Art und Weise wie der Einsatz 238, der in
Fig. 6A, 7 und 8 gezeigt ist, eingebaut zu werden. Der Einsatz 252 ist aus einem
Halbleitermaterial von der Art aufgebaut, das zum Aufbau des Einsatzes 238
verwendet wird, umfaßt aber außerdem eine Metallelektrode 254, die von der Mitte
der Vorderfläche 256 des Einsatzes 252 nach außen ragt, um eine Feldelektrode
zum Erhöhen der Stärke des EIektrodenfeldes zwischen der Glocke 30 und dem zu
streichenden Gegenstand vorzusehen. Wie bei dem Einsatz 238 sind Schraubenauf
nahmebohrungen 258 vorgesehen, um den Einsatz an der Glocke 30 mit elektrisch
leitenden Schrauben (nicht dargestellt) zu befestigen, was die Größe des elektro
statischen Feldes wie zuvor erläutert weiter erhöht.
Obwohl die Rotationszerstäuberglocke 30 mit einem konischen Einsatz 238 gebaut
werden kann, wie er in den Fig. 6A, 7, 8 und 9 zu sehen ist, liegt es auch im
Bereich der Erfindung, die Glocke 30 durch eine alternative Zerstäuberglocke 260
zu ersetzen, wie sie in den Fig. 11, 12, 13, 14 und 15 gezeigt ist. Bei der
Glocke 260 strömt ein Teil des Fluides durch Strömungskanäle 304, um die vordere
Strömungsfläche 292 eines Verteilers 286 zu benetzen und zu sichern, daß sowohl
die gesamte vordere Strömungsfläche 262 der Glocke 260 als auch die vordere
Strömungsfläche 292 des Einsatzes 286 während des Farbauftrages in einem
benetzten Zustand bleiben. Der Grund, warum es vorteilhaft ist, die gesamte
Vorderfläche der Glocke zu benetzen, besteht darin, daß die Farbe auf der Fläche
nicht trocknet und später mit einem Lösungsmittel gereinigt werden muß.
Die Rotationszerstäuberglocke 260 zum Zerstäuben von Beschichtungsmaterial
umfaßt einen drehbaren Glockenkörper 261 mit einer sich durch diesen er
streckenden Längsachse 266. Der Glockenkörper 261 hat eine innere Strömungs
fläche 268, um den Beschichtungsmaterialstrom durch den Glockenkörper zu
lenken, und eine Außenfläche 270, um den Strom der formgebenden und
vektoriellen Luft zu lenken, wie es zuvor in bezug auf die Zerstäuberglocke 30 der
Fig. 6A beschrieben wurde. Wendet man sich nun dem Aufbau der inneren
Strömungsfläche 268 des drehbaren Glockenkörpers 261 zu, ist ein Befestigungsteil
272 in dem Basisabschnitt 274 mindestens teilweise mit Gewinde versehen und
zum Befestigen des Glockenkörpers 261 an einem Ende einer Rotationsantriebs
welle 42' angepaßt. In der Beschreibung stellen mit Strich versehene Zahlen
Strukturelemente dar, die im wesentlichen mit Strukturelementen identisch sind, die
durch die gleiche Zahl ohne Strich dargestellt werden. Ein Düsenaufnahmeteil 276,
das in einem Zwischenabschnitt 278 angeordnet ist, ist an dem Befestigungsteil
272 angefügt und umschließt eine sich von dem Zuführungsrohr 188 nach außen
erstreckende Düse 192. Ein Verteilerbefestigungsteil 280 hat ein erstes, mit
Gewinde 30630 00070 552 001000280000000200012000285913051900040 0002019816648 00004 30511versehenes Verteilerteil 282, das an dem Düsenaufnahmeteil 276
angefügt ist, und eine konische Fläche 281, die symmetrisch um die Längsachse
266 angeordnet ist. Die konische Fläche 281 ist an den Verteiler 282 an seinem
inneren Ende mit kleinerem Durchmesser und die vordere Strömungsfläche 262 ist
an seinem äußeren Ende mit größerem Durchmesser angefügt. Die vordere
Strömungsfläche 262 liegt in dem kegelstumpfförmigen Endabschnitt 222 und
endet an einer Zerstäuberlippe 295. Die vordere Strömungsfläche 262 bildet einen
vorderen Hohlraum, über den das geladene Beschichtungsmaterial strömt und über
die Zerstäuberlippe 295 radial nach außen geschleudert wird, um zerstäubte
Tröpfchen des geladenen Beschichtungsmaterials zu bilden, die zum Auftrag auf
einem Werkstück angepaßt sind. Die innere Strömungsfläche 268 umfaßt ein
Befestigungsteil 272 in einem Basisteilendabschnitt 274. Das Befestigungsteil 272
ist mindestens teilweise mit Gewinde versehen (nicht dargestellt) und wird zum
Befestigen des Glockenkörpers 261 an einem Ende einer Rotationsantriebswelle 42"
verwendet. Ein Düsenaufnahmeteil 276 in einem Zwischenabschnitt 278 ist an dem
Befestigungsteil 272 angefügt. Das Düsenaufnahmeteil 276 nimmt eine Düse 192'
auf, die sich von dem Zuführungsrohr 188 nach außen erstreckt.
Eine Vielzahl von Rippen 287, die ausführlicher unten erläutert werden, ist an dem
Schnittpunkt der konischen Fläche 281 und der Strömungsfläche 262 angeordnet.
Die Rippen 287 erstrecken sich jeweils von der konischen Fläche 281 nach innen
und sind voneinander beabstandet, um das über den Schnittpunkt der Fläche 281
und Strömungsfläche 262 strömende Beschichtungsmaterial zu teilen. Die Rippen
287, die entsprechend der Geometrie der in dem US 5,078,321 beschriebenen
Rippen aufgebaut sein können, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin
aufgenommen ist, können auch an anderer Stelle auf der Fläche 281 oder der
Fläche 291 des Einsatzes 286 vorgesehen werden. Die vordere Strömungsfläche
262 liegt in dem kegelstumpfförmigen Endabschnitt 294 des Zerstäuberkopfes 260
und endet an einer Zerstäuberlippe 295. Wie bei dem Zerstäuberkopf 30 der ersten
Ausführungsform bildet die vordere Strömungsfläche 262 einen vorderen Hohlraum,
über den das geladene Beschichtungsmaterial nach außen strömt und von der
Zerstäuberlippe 295 radial nach außen geschleudert wird, um zerstäubte Partikel
des geladenen Beschichtungsmaterials zu bilden, die zum Auftrag auf einem
Werkstück angepaßt sind. Eine Vielzahl von zweiten Rippen 250', die sich jeweils
von der vorderen Strömungsfläche 262 nach außen erstrecken, kann wie in bezug
auf die Glocke 30 erläutert vorgesehen werden.
Wie in den Fig. 11 bis 15 gezeigt ist, ist ein Verteiler 286 in dem Verteiler
befestigungsteil 280 eingesetzt und von der konischen Fläche 281 beabstandet, um
einen Spalt 302 dazwischen zu bilden. Der zylinderförmige hintere Abschnitt 284
des Verteilers 286 hat ein zylinderförmiges hinteres Teil 293 und ein mit Gewinde
versehenes, zylinderförmiges vorderes Teil 294 mit einem etwas größeren
Durchmesser. Der Verteiler 286 hat auch einen kegelstumpfförmigen vorderen
Abschnitt 288. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 288 hat eine erste kegelstumpf
förmige Fläche 289, die das vordere Verteilerteil 294 schneidet, eine zweite
kegelstumpfförmige Fläche 291, die die kegelstumpfförmige Fläche 289 schneidet,
und eine Lippe 293. Der Verteiler 286 ist so in der Zerstäuberglocke 260 eingebaut,
daß die Längsachse 266 der Glocke mit der Längsachse 290 durch den Verteiler
286 übereinstimmt. Der Verteiler 286 ist so in die Glocke 260 eingebaut, daß das
zylinderförmige hintere Teil 284 in das erste mit Gewinde versehene Verteilerteil
282 eingeschraubt ist, und der kegelstumpfförmige vordere Abschnitt 296 ist in
dem konusförmigen Teil 281 angeordnet, um einen schmalen Spalt 302 dazwischen
zu bilden, der einen Strömungsweg für von der Düse 192' zur vorderen Strömungs
fläche 262 des Zerstäuberkopfes 260 strömendes Beschichtungsmaterial bildet. Der
Beschichtungsmaterialstrom wird durch die schmalen Rippen 287 in eine Vielzahl
von Strömungsmustern aufgeteilt.
Der Verteiler 286 ist in dem konusförmigen Glockenbefestigungsteil 280 durch
Einsetzen des hinteren Abschnittes 284 in das Verteilerbefestigungsteil 280 von der
Seite der vorderen Strömungsfläche 262 eingebaut. Dann wird ein Sechskant
steckschlüssel in einen sechseckigen Eintrittsabschnitt 299 des Verteilers 286
eingesetzt und der letztere wird entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht, um das
vordere Teil 294 in das mit Gewinde versehene Verteilerteil 282 einzuschrauben.
Das Gewinde ist linksgängig, so daß es nicht zum Lösen des Verteilers 286 führt,
wenn der Kopf 260 in die Uhrzeigerrichtung dreht. Das Merkmal, den Verteiler 286
leicht und schnell in den Glockenkörper 261 einsetzen und entfernen zu können, ist
während des periodischen Reinigens des Kopfes 260 vorteilhaft.
Der Verteiler 286 umfaßt desweiteren eine Einlaßbohrung 298, die angepaßt ist, um
das Auslaßende der Düse 192' aufzunehmen. Einer oder mehrere Beschich
tungsmaterialkanäle 300A, 300B, 300C, 300D (300A-300D) sind diametral über
dem Verteiler 286 zwischen dem Schnittpunkt des zylinderförmigen hinteren Ab
schnittes 284 und dem kegelstumpfförmigen vorderen Teil 296 angeordnet. Die
Kanäle 300A-300D sind vorgesehen, um Beschichtungsmaterial von der
Einlaßbohrung 298 zu dem Spalt 302 zwischen dem konusförmigen vorderen
Abschnitt 296 und dem konusförmigen Teil 281 zu führen. Das Beschichtungs
material wird in Ströme geteilt, wenn es über die Rippen 287 und auf die vordere
Strömungsfläche 262 strömt, von der es von der Zerstäuberlippe 295 wie zuvor
beschrieben geschleudert wird.
Der Verteiler 286 umfaßt auch einen Aufbau, um zu sichern, daß seine vordere
Stirnfläche 292 während des Betriebes benetzt bleibt, so daß der Glockeneinsatz
leicht gereinigt werden kann. Wäre die vordere Stirnfläche 292 nicht benetzt, würde
die Farbe trocknen, und das Reinigen würde ein schwieriger, zeitaufwendiger
Prozeß werden. Eine Vielzahl von Benetzungskanälen 304 durch den Verteiler 286
richten Ströme des flüssigen Beschichtungsmaterials von der Einlaßbohrung 298 zu
der vorderen Strömungsfläche 292 des Verteilers 286, um die vordere Strömungs
fläche 292 während des Betriebes der Rotationszerstäuberglocke 260 benetzt zu
halten.
Der Verteiler 286 nimmt auch eine Prallplatte 306 auf, die an der vorderen
Strömungsfläche 292 beabstandet zu dieser befestigt ist, und gegenüberliegende
Benetzungskanäle 304, wobei das durch die Benetzungskanäle 304 strömende
Beschichtungsmaterial auf der Prallplatte 306 auftrifft und sich entlang der vorderen
Strömungsfläche 292 ausbreitet. Die Prallplatte 306 hat einen Stift 307, der
reibschlüssig in einer geschlossenen Bohrung 309 befestigt ist. Die reibschlüssige
Befestigung wird durch eine leichte Preßpassung zwischen dem Kunststoffmaterial
der Prallplatte 306 und dem Verteiler 286 erreicht. Die Prallplatte 306 kann
während des Stillstandes oder Farbwechsels durch einfaches Herausziehen aus der
Bohrung 309 leicht entfernt und gereinigt werden.
Während des Betriebes des Zerstäuberkopfes 260 wird der Hauptteil des
Beschichtungsmaterialstromes infolge der Zentrifugalkraft durch die Kanäle
300A-300D und in den Spalt 302 gedrückt. Der Beschichtungsmaterialstrom fließt durch
den Spalt 302 und auf die vordere Strömungsfläche 262. Dann fließt das
Beschichtungsmaterial über die Strömungsfläche 262, genau bevor es von der
Zerstäuberkante 295 geschleudert wird, um die Zerstäubung zu bewirken. Zur
gleichen Zeit strömt der Rest des Beschichtungsmaterials, der von der Ein
laßbohrung 298 strömt, durch die Benetzungskanäle 304 und wird durch die
Prallplatte 306 zurück auf die vordere Strömungsfläche 292 abgelenkt, um die
letztere Strömungsfläche während des Betriebes benetzt zu halten. Nach dem
Überströmen der Fläche 292 verschmilzt das Beschichtungsmaterial mit dem
Beschichtungsmaterialstrom durch den Spalt 302. Während des Kontaktes des
Beschichtungsmaterials mit den Flächen des Zerstäuberkopfes 260 wird dem
Beschichtungsmaterial eine elektrostatische Ladung erteilt, da der Kopf 260 geladen
ist.
Bezugnehmend auf Fig. 22 ist ein elektrostatischer, eine Flüssigkeit sprühender
Rotationszerstäuber 700 dargestellt, der der Konstruktion des Zerstäubers 10 sehr
ähnlich ist, jedoch gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung
bestimmte Modifikationen aufweist. Der Rotationszerstäuber 700 umfaßt ein
Zerstäubergehäuse 702, das einen vorderen Abschnitt 704, einen Zwischen
abschnitt 706 und einen hinteren Abschnitt 708 besitzt, die zusammen eine
Innenkammer 710 begrenzen.
Ein Druckluftsteuerelement 712, das einen Ring 714 enthält, wie er im Detail in
Fig. 22 gezeigt ist, ist lösbar an dem vorderen Abschnitt 704 befestigt. Der Ring
714 hat eine vordere Wand 716, die mit einer Kreisbohrung 718 versehen ist, die
mit einer Längsrotationsachse 722 zur Deckung kommt, die sich durch das
Zerstäubergehäuse 700 erstreckt.
Ein interner Netzanschluß 38', der in der Innenkammer 710 angeordnet ist, erzeugt
elektrostatische Hochspannungsenergie im Bereich von ungefähr 30.000 Volt
Gleichspannung bis ungefähr 100.000 Volt Gleichspannung. Der Netzanschluß 38'
ist durch eine elektrische Spannungsübertragungsstruktur 39' an das Druckluft
steuerelement 712 elektrisch angeschlossen, wie es zuvor beschrieben und hierin
schematisch dargestellt ist.
Der in der Innenkammer 710 des Rotationszerstäubers 700 angeordnete Dreh
antriebsmechanismus 36' ist vorzugsweise ein durch Luft angetriebener Turbinen
motor 44'' der interne Luftlager (nicht gezeigt), einen Antriebslufteinlaß (nicht
gezeigt) und einen Bremslufteinlaß (nicht gezeigt) zum Steuern der Umdrehungs
geschwindigkeit eines Turbinenrades 47' umfaßt, wobei alle Komponenten im Stand
der Technik allgemein bekannt sind. Der Turbinenmotor 44' umfaßt eine Rotations
antriebswelle 42', die sich durch das Turbinengehäuse 40' erstreckt und darin
drehbar gelagert ist. Die Rotationsantriebswelle 42' erstreckt sich durch die
Kreisbohrung 718 des Ringes 714 und hat an einem Ende befestigt eine Zer
stäuberglocke oder einen Zerstäuberkopf 724. Die Antriebswelle 42' erstreckt sich
an dem gegenüberliegenden Ende in ein Turbinenantriebsradgehäuse 45' und ist mit
dem Turbinenrad 47' verbunden.
Ein feststehendes Flüssigkeitsströmungsrohr 46' erstreckt sich vollständig durch
den Drehantriebsmechanismus 36' und steht an einem Ende in Fluidverbindung mit
einem druckluftbetriebenen Ventil 49' und an dem gegenüberliegenden Ende mit
dem Zerstäuberkopf 724, um eine flüssige Beschichtung vom Ventil 49' zum
Zerstäuberkopf 724 zu übertragen.
Bezugnehmend auf den Luftturbinenmotor 44' ist eine Druckluftquelle für
Turbinenantriebsluft durch einen Kanal (nicht gezeigt) durch eine Verteilerplatte 68'
und eine Ventilplatte 60' hindurch mit dem Turbinenradgehäuse 45' verbunden, um
das Luftturbinenantriebsrad 47' gemäß der konventionellen Praxis zu drehen. Daß
heißt, der Strom der Turbinenantriebsluft wird auf den Außendurchmesser des
Antriebsrades 47' gerichtet, um das Rad um die sich durch den Rotationszerstäuber
700 erstreckende Längsachse 722 zu drehen. Eine Bremsluftquelle ist ebenfalls
durch einen Kanal (nicht gezeigt) durch die Verteilerplatte 68' und die Ventilplatte
60' hindurch mit dem Turbinenradgehäuse 45' verbunden, um an aufrecht
stehenden Bremsschaufeltaschen (nicht gezeigt) anzugreifen, die von der
Seitenfläche des Turbinenrades 47' hervorstehen.
Das in Fig. 22 gezeigte Zerstäubergehäuse 700 umfaßt eine äußere Ummantelung
70' mit einem hinteren Endabschnitt 72' mit einem größeren Durchmesser, der die
Verteilerstückplatte 68', die Ventilplatte 60' und die Verbindungsplatte 48' umgibt.
Die Außenummantelung 70' umfaßt auch einen sich verjüngenden vorderen
Endabschnitt 76', der ein zylindrisches hinteres Endteil 78' besitzt, das in dem
offenen vorderen Ende 80' des hinteren Endabschnittes 72' der äußeren Ummante
lung 70' aufgenommen ist. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, stellt ein Luftspalt 84', der
durch den Zwischenraum zwischen dem vorderen Ende 80' des hinteren End
abschnittes 72' mit dem großen Durchmesser und dem zylindrischen hinteren
Endabschnitt 78' des vorderen Endabschnittes 76' mit dem kleineren Durchmesser
ausgebildet ist, einen Abluftweg für die von dem Turbinenradgehäuse 45'
ausgestoßene Luft zur Verfügung, wie es unten ausführlicher erläutert wird.
Die hohle Motorantriebswelle 42', die an einem ersten Ende 182' mit dem
Turbinenrad 47' verbunden ist, das in dem Turbinenradgehäuse 45' des Dreh
antriebsmechanismus 36' angeordnet ist, erstreckt sich vorwärts entlang der
Rotationsachse 722, um die gesamte Länge des Drehantriebsmechanismus 36' zu
durchlaufen, so daß das gegenüberliegende zweite Ende 184' der Antriebswelle 42'
durch die Kreisbohrung 718 des Zerstäubergehäuses 702 nach außen ragt. Das
zweite Ende 184' der Antriebswelle 42' hat einen Gewindeabschnitt (nicht gezeigt)
und ein kegelstumpfförmiges Ende, das angepaßt ist, um den Rotationszer
stäuberkopf 724 sicher zu befestigen. Die Motorantriebswelle 42' hat eine
Durchgangsbohrung 186', die mit der Rotationsachse 722 fluchtet und sich über
die Länge der Antriebswelle erstreckt.
Eine Vorrichtung zum Zuführen von Beschichtungsmaterial umfaßt ein abnehmbares
Beschichtungsmaterialzuführungsrohr 46', das sich über die Länge der Durchgangs
bohrung 186' erstreckt. Das Rohr 46' hat ein erstes Ende 190', das mit dem
Inneren des Zerstäuberkopfes 724 in Verbindung steht und vorzugsweise eine
abnehmbare Düse 192' trägt. Ein gegenüberliegendes zweites Ende 194' des
Zuführungsrohres 46' ist an dem Ventil 49' lösbar befestigt, wie es allgemein in
Fig. 22 gezeigt ist. Wenn das Zuführungsrohr 46' in der Durchgangsbohrung 186'
der Antriebswelle 42' angeordnet ist, wird es in auskragender Art und Weise frei
von Berührung mit der Innenwand der Bohrung 186' getragen, wie es in dem Patent
5,100,057 offenbart ist, um den zylinderförmigen Luftkanal 730 zu bilden.
Ein Entlüftungskanal 134' ist an einem Ende mit dem Inneren des Turbinenradge
häuses 45' verbunden und hat an den gegenüberliegenden Enden einen Drosselein
satz 726. Obwohl ein einzelner Abluftkanal 134' dargestellt ist, liegt es im Bereich
der Erfindung, wenn es gewünscht wird, mehrere beabstandete Abluftkanäle
vorzusehen, die jeweils einen Drosseleinsatz 726 enthalten. Der Drosseleinsatz 726
hat eine mittige, sich dort hindurch erstreckende Durchgangsbohrung 728. Ein Teil
der Abluft der Turbinen- und Bremsluft vom Turbinenradgehäuse 45' wird durch den
Kanal 134' und den Drosseleinsatz 726 und in den umschlossenen Raum 20'
geführt. Dieser Teil der Abluft strömt weiter durch den Spalt 84' zwischen dem
Endabschnitt 72' mit dem großen Durchmesser und dem Endabschnitt 76' mit dem
kleineren Durchmesser der äußeren Ummantelung 70' und strömt dann nach vorne
über die Außenfläche der Ummantelung, wie es allgemein durch die Pfeile in Fig.
22 gezeigt ist. Dieser Strom eines Teiles der Abluft ist wirksam, um das rückwärti
ge Umhüllen der Außenfläche des vorderen Abschnittes 76' des Gehäuses 702 oder
der Außenfläche des Druckluftsteuerelementes 714 durch die gesprühte Farbe und
das Anhaften derselben an diesen zu verhindern.
Der Teil der Abluft der Turbinen- und Bremsluft vom Turbinenradgehäuse 45', der
nicht durch 84' geführt wird, wird durch den Kanal 725 des Turbinenrades 47'
geführt, wie es in Fig. 22 zu sehen ist, und in den Luftkanal 730. Der Luftstrom tritt
in den Kanal 727 im Zerstäuberkopf 724 ein und ist wirksam, um sich mit dem
Strom des flüssigen Beschichtungsmateriales in dem Zerstäuberkopf zu vermischen,
um die Dispersion des flüssigen Beschichtungsmateriales aus dem Zerstäuberkopf
zu verbessern und den Kopf sauberer zu halten. Außerdem erhöht der Luftstrom
durch den Zerstäuberkopf 724 die Strömungsgeschwindigkeit der strömenden
Flüssigkeit, die durch den Kopf gedrückt werden kann, was die Ausschaltzeit zum
Reinigen des Rotationszerstäubers verringert. Ein anderer wichtiger Aspekt der
Erfindung besteht darin, daß der Strom der Abluft durch den Luftkanal 730 eine
Luftsperre erzeugt, die verhindert, daß das durch den Zerstäuberkopf ausgegebene
flüssige Beschichtungsmaterial zurück in den zylinderförmigen Luftkanal 730 sickert
und dann in die Rotationszerstäubervorrichtung wandert und vorzeitigen mechani
schen Ausfall verursacht, wie zum Beispiel zugesetzte Lager. Während die Abluft
der Turbinen- und Bremsluft aus dem Turbinenradgehäuse 45' wirksam ist, um die
Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erreichen, liegt es auch im Bereich der
Erfindung, eine separate Luftquelle für die Förderung durch den Zerstäuberkopf 724
vorzusehen.
Obwohl es in Zerstäubern nach dem Stand der Technik bereits den Luftkanal 730
gegeben hat, wurde die Turbinenabluft wegen des Vorhandenseins der Abluftöff
nung 134', die für die Luft einen relativ unbegrenzten Weg zum Ausströmen aus
dem Gehäuse bildete, nicht zum Hinunterströmen des Kanales 730 gezwungen. Der
zuvor beschriebene Drosseleinsatz 726 zwingt die Luft durch den Kanal 730 und
durch den Zerstäuberkopf 724, um die hierin beschriebenen Vorteile zu erreichen.
Ein Aspekt der Ausführungsform der Erfindung, der die Versorgung des Zer
stäuberkopfes oder der Zerstäuberglocke 724 mit Abluft betrifft, bezieht sich auf
die Befestigung des Kopfes oder der Glocke 724 an dem Ende der Rotations
antriebswelle 42', wie es in den Fig. 22 und 23 dargestellt ist. Die in den
Fig. 22 und 23 dargestellte Zerstäuberglocke 724 hat eine sanduhrförmige
Gestalt und kann einheitlich aus dem Verbundwerkstoff hergestellt sein, der
kapazitätsarmes Isolatormaterial und ein elektrisch leitendes Material umfaßt, wie
es oben unter Bezugnahme auf das Druckluftsteuerelement 21 beschrieben ist.
Alternativ kann die Glocke aus Isolatormaterialien und leitenden Materialien gebildet
sein, wie es in dem früheren US-Patent B1 4,887,770 gezeigt ist, das in seiner
Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Wie in den Fig. 22 und 23 zu sehen ist, ist die Rotationszerstäuberglocke 724
zum Zerstäuben des Beschichtungsmateriales aus einem drehbaren Glockenkörper
732 mit einer sanduhrartigen Form und einer sich dort hindurch erstreckenden
Längsachse 734 aufgebaut, die mit der Rotationsachse 722 durch den Rotationszer
stäuber 700 übereinstimmt, wenn die Glocke 732 auf der Rotationsantriebswelle
42' befestigt ist, so daß sie vom Ring 714 nach außen hervorsteht. Der Glockenkör
per 732 hat eine innere Strömungsfläche 736, die angepaßt ist, um den Strom des
Beschichtungsmateriales durch die Glocke 732 zu leiten, und eine Außenfläche
738, die wiederum angepaßt ist, um den Strom von formgebender und vektorieller
Luft wie unten beschrieben zu lenken.
Wendet man sich nun dem Aufbau der inneren Strömungsfläche 736 des drehbaren
Glockenkörpers 732 zu, so ist der Basisabschnitt 740 zur Befestigung des
Glockenkörpers an dem freien Ende der Rotationsantriebswelle 42' durch
konventionelle Mittel, wie zum Beispiel eine Schraubverbindung, angepaßt. Ein
Düsenaufnahmeteil 742 in einem Zwischenabschnitt 744 ist angepaßt, um die Düse
192' aufzunehmen, die sich vom Zuführungsrohr 188' nach außen erstreckt, das
wiederum von der Rotationswelle 42' nach außen ragt. Ein Verteileraufnahmeteil
746 mit einer konischen Fläche 748 ist symmetrisch um die Längsachse 734
angeordnet und an seinem inneren Ende mit kleinerem Durchmesser an dem
Düsenaufnahmeteil 742 und an seinem äußeren Ende mit größerem Durchmesser
an einer vorderen Strömungsfläche 750 angefügt. Die vordere Strömungsfläche 750
liegt in dem kegelstumpfförmigen Endabschnitt 752 und endet an einer Zer
stäuberlippe 754. Die vordere Strömungsfläche 750 bildet einen vorderen
Hohlraum, über den geladenes Beschichtungsmaterial strömt und über die
Zerstäuberlippe 754 radial nach außen geschleudert wird, um zerstäubte Tröpfchen
aus Beschichtungsmaterial zu bilden, die zum Auftrag auf einem Werkstück
angepaßt sind. Da die Glocke 724 halbleitend ist oder leitende Abschnitte besitzt,
wird das Beschichtungsmaterial aufgeladen, wenn es im Kontakt mit der Glocke
strömt. Deshalb wird ein Sprühmuster des aufgeladenen Beschichtungsmateriales
erzeugt. Die Art und Weise, in der die Farbe durch die Glocke 724 zerstäubt wird,
ist zuvor allgemein beschrieben. Die sanduhrartige Form der Rotationszerstäuber
glocke 724 in Kombination mit der hierin beschriebenen Zuführung von vektorieller
Luft reduziert die Luftanwendung und die Probleme des Rückwärtsumhüllens durch
die Farbe wegen einer niedrigen, d. h., im wesentlichen Null, Differenzdruckbedin
gung über der Zerstäuberlippe 754 erheblich. Das ist vorteilhaft, weil es für eine
verbesserte Strömungsmustersteuerung und saubere Arbeitsweise sorgt und die
Neigung zum Rückwärtsumhüllen der Farbe geringer ist, insbesondere, wenn das
System in Kombination mit der vektoriellen Luft verwendet wird, wie es zuvor
beschrieben ist.
Die Rotationszerstäuberglocke 724 umfaßt außerdem einen Verteiler 760 mit einem
konischen Einsatz 762, wie es in den Fig. 22 und 23 zu sehen ist, der in der
inneren Strömungsfläche 736 angeordnet ist. Das Ende des konischen Einsatzes
762 ist im Auslaßende der Düse 192' angeordnet und davon beabstandet, um das
Strömen des Beschichtungsmateriales in den Strömungskanal 764 zwischen der
konischen Fläche 748 und dem Ende 736 des Verteilers zuzulassen, so daß das
Beschichtungsmaterial gezwungen wird, über die Strömungsfläche 750 und dann
über die Zerstäuberlippe 754 zu strömen. Der Verteiler 760 führt außerdem die vom
Luftkanal 730 in die Kammer 727 zwischen der inneren Strömungsfläche 736 und
der Düse 192' strömende Luft in den Strömungskanal 764, wo sich die Luft mit
dem Beschichtungsmaterial vor dem Strömen über die Strömungsfläche 750 und
dann über die Zerstäuberlippe 754 vermischt.
Beim Betrieb der elektrostatischen Sprühvorrichtung wird ein Strom des flüssigen
Beschichtungsmateriales durch ein Flüssigkeitsrohr 46' geführt, das sich durch die
Rotationsantriebswelle 42' erstreckt und in dieser angeordnet ist. Die Rotations
antriebswelle wird durch den Luftturbinenmotor 36' gedreht, der gleichzeitig den
Zerstäuberkopf 724 dreht. Ein erster Teil der Abluft vom Luftturbinenmotor 36' wird
durch den zylinderförmigen Luftkanal 730 und in den Zerstäuberkopf 724 geführt,
um im Luftkanal 730 eine Luftsperre zu erzeugen, die verhindert, daß das durch den
Zerstäuberkopf ausgegebene flüssige Beschichtungsmaterial zurück in den Luftkanal
730 strömt. Der erste Teil der Luft dient auch zum Vermischen mit dem Beschich
tungsmaterial im Zerstäuberkopf, um die Förderung des zerstäubten Beschichtungs
materiales zu verbessern. Ein zweiter Teil der Abluft vom Luftturbinenmotor strömt
durch den Einsatz 726 vom Zerstäubergehäuse an der Außenfläche 76' des
vorderen Endabschnittes 704 des Zerstäubergehäuses 702 entlang.
Es ist deutlich, daß erfindungsgemäß eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Verfügung gestellt wurden, die die zuvor dargelegten Ziele, Mittel und Vorteile
erfüllt. Ein Rotationszerstäuber hat einen internen Netzanschluß in dem Zer
stäubergehäuse, über den Kühlluft geführt wird. Die Luft strömt dann aus dem
Zerstäubergehäuse als vektorielle Luft in einer Drallrichtung in die gleiche Rotations
richtung wie der Zerstäuberkopf heraus, um jeglichen Vakuumzustand um den
Zerstäuberkopf herum zu eliminieren und eine Formgebungssteuerung der
versprühten Beschichtung vorzusehen. Abluft von einem den Zerstäuberkopf
antreibenden Luftturbinenmotor wird um die Außenfläche des Zerstäubergehäuses
gerichtet, um das rückwärtige Umhüllen des Zerstäubergehäuses durch die flüssige
Beschichtung und das Sammeln darauf zu verhindern. Ein Drehzahlmeßsystem ist
in dem Zerstäubergehäuse aufgenommen und verwendet sowohl Magnetismus als
auch Optik zum genauen Messen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Luftturbinen
motors in der Anwesenheit hoher elektrostatischer Ladung und von Hochfrequenz
feldern vom internen Netzanschluß. Der Netzanschluß ist in dem Zerstäubergehäuse
um den Turbinenmotor herum angeordnet. Der Zerstäuberkopf nimmt in einer
Ausführungsform einen Einsatz auf, der den Beschichtungsmaterialstrom in eine
Vielzahl einzelner Ströme teilt, um die Zerstäubung des Beschichtungsmaterials aus
dem Zerstäuberkopf zu verbessern. In einer anderen Ausführungsform ist der
Einsatz in dem Zerstäuberkopf angeordnet, um zu sichern, daß die vordere
Strömungsfläche des Zerstäuberkopfes während des Betriebes benetzt bleibt, so
daß der Zerstäuberkopf leichter zu reinigen ist. Der Netzanschluß ist ringförmig und
umschließt die Turbine und den Farbströmungskanal durch die Turbine. Eine
Eigensicherheitssperre ist vorgesehen, um dem Netzanschluß elektrische Leistung
zuzuführen. Die Eigensicherheitssperre ist in dem Rückführkreis eines Spannungs
reglers aufgenommen. In einer anderen Ausführungsform wird ein Teil der Abluft
vom Luftturbinenmotor zum Zerstäuberkopf geführt, um eine Luftsperre vorzusehen,
die das Zurücksickern des Beschichtungsmateriales in die Rotationszerstäubervor
richtung und den vorzeitigen mechanischen Ausfall verhindert. Der Luftstrom wird
auch mit dem Beschichtungsmaterial im Zerstäuberkopf gemischt, um die Verteilung
des flüssigen Beschichtungsmateriales aus dem Verteilerkopf zu verbessern und den
Kopf sauberer zu halten.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Ausführungsformen derselben beschrieben
wurde, ist offensichtlich, daß für den Fachmann auf dem Gebiet unter Berücksichti
gung der vorhergehenden Beschreibung viele Alternativen, Modifikationen und
Abwandlungen ersichtlich sind. Demzufolge soll die Erfindung alle solche
Alternativen, Modifikationen und Abwandlungen, die im Wesen und im Schutz
umfang der anhängenden Ansprüche liegen, einschließen.
Claims (10)
1. Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung zum Sprühen eines
flüssigen Beschichtungsmateriales, umfassend:
ein Zerstäubergehäuse, das eine Innenkammer darin begrenzt;
eine Antriebswelle in der Innenkammer des Zerstäubergehäuses, wobei die Antriebswelle an einem ersten Ende an einem Motor in dem Zer stäubergehäuse und an einem zweiten gegenüberliegenden Ende an einem Rotationszerstäuberkopf befestigt ist;
ein Flüssigkeitsrohr, das in der Antriebswelle angeordnet und durch einen Luftkanal von dieser beabstandet ist, wobei das Flüssigkeitsrohr zum Führen eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales zum Zer stäuberkopf dient; und
eine Luftverbindungsstrecke in dem Zerstäubergehäuse zum Leiten von Luft vom Motor in den Luftkanal und dann in das Innere des Zerstäuberkop fes.
ein Zerstäubergehäuse, das eine Innenkammer darin begrenzt;
eine Antriebswelle in der Innenkammer des Zerstäubergehäuses, wobei die Antriebswelle an einem ersten Ende an einem Motor in dem Zer stäubergehäuse und an einem zweiten gegenüberliegenden Ende an einem Rotationszerstäuberkopf befestigt ist;
ein Flüssigkeitsrohr, das in der Antriebswelle angeordnet und durch einen Luftkanal von dieser beabstandet ist, wobei das Flüssigkeitsrohr zum Führen eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales zum Zer stäuberkopf dient; und
eine Luftverbindungsstrecke in dem Zerstäubergehäuse zum Leiten von Luft vom Motor in den Luftkanal und dann in das Innere des Zerstäuberkop fes.
2. Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung nach Anspruch 1, bei
der der Motor ein Luftturbinenmotor ist und die Luftverbindungsstrecke
einen ersten Teil der Abluft vom Luftturbinenmotor in den Luftkanal zum
Erzeugen einer Luftsperre und einen zweiten Teil der Abluft zu einer Stelle
außerhalb des Zerstäubergehäuses leitet.
3. Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung nach Anspruch 2, bei
der die Luftverbindungsstrecke einen Durchflußbegrenzer umfaßt, durch den
der zweite Teil der Abluft zu der Stelle außerhalb des Zerstäubergehäuses
strömt.
4. Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung nach Anspruch 3, bei
der der Durchflußbegrenzer so bemessen ist, daß ungefähr 75% bis
ungefähr 85% der Abluft zu der Stelle außerhalb des Zerstäubergehäuses
strömen, und der Rest in den Luftkanal strömt.
5. Verfahren zum Sprühen eines flüssigen Beschichtungsmateriales mit einer
elektrostatischen Rotationszerstäubersprühvorrichtung, umfassend die
Schritte:
Leiten eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales durch ein Flüssigkeitsrohr, das sich durch die elektrostatische Rotationszerstäuber sprühvorrichtung erstreckt und in einer Antriebswelle angeordnet und von dieser durch einen Luftkanal beabstandet ist;
Drehen der Antriebswelle mit einem Luftturbinenmotor, der an einem Ende zum Drehen eines Zerstäuberkopfes angeschlossen ist, der an einem zweiten Ende der Antriebswelle angeschlossen ist; und
Leiten von Abluft vom Luftturbinenmotor durch den Luftkanal und in den Zerstäuberkopf zum Vermischen mit dem durch den Zerstäuberkopf ausgegebenen flüssigen Beschichtungsmaterial und zum Verhindern des Strömens des Beschichtungsmateriales in den Luftkanal.
Leiten eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales durch ein Flüssigkeitsrohr, das sich durch die elektrostatische Rotationszerstäuber sprühvorrichtung erstreckt und in einer Antriebswelle angeordnet und von dieser durch einen Luftkanal beabstandet ist;
Drehen der Antriebswelle mit einem Luftturbinenmotor, der an einem Ende zum Drehen eines Zerstäuberkopfes angeschlossen ist, der an einem zweiten Ende der Antriebswelle angeschlossen ist; und
Leiten von Abluft vom Luftturbinenmotor durch den Luftkanal und in den Zerstäuberkopf zum Vermischen mit dem durch den Zerstäuberkopf ausgegebenen flüssigen Beschichtungsmaterial und zum Verhindern des Strömens des Beschichtungsmateriales in den Luftkanal.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, das außerdem die Schritte umfaßt:
Leiten eines ersten Teiles der Abluft vom Luftturbinenmotor in den Luftkanal; und
eines zweiten Teiles der Abluft vom Luftturbinenmotor zu einer Stelle an einer Außenfläche des vorderen Endabschnittes des Zerstäubergehäuses entlang.
Leiten eines ersten Teiles der Abluft vom Luftturbinenmotor in den Luftkanal; und
eines zweiten Teiles der Abluft vom Luftturbinenmotor zu einer Stelle an einer Außenfläche des vorderen Endabschnittes des Zerstäubergehäuses entlang.
7. Verfahren nach Anspruch 5, das außerdem die Schritte umfaßt:
Leiten des Stromes des Beschichtungsmateriales aus dem Flüssigkeits rohr durch einen in dem Rotationszerstäuberkopf angeordneten Strömungs verteiler, so daß das Beschichtungsmaterial zu einer vorderen Strömungs fläche des Rotationszerstäuberkopfes strömt; und
Vermischen des Stromes der Abluft aus dem Luftkanal mit dem Beschichtungsmaterial, das durch den Strömungsverteiler zur vorderen Strömungsfläche des Rotationszerstäuberkopfes strömt, um den Strom des Beschichtungsmateriales von der vorderen Strömungsfläche des Rotations zerstäuberkopfes zu schleudern.
Leiten des Stromes des Beschichtungsmateriales aus dem Flüssigkeits rohr durch einen in dem Rotationszerstäuberkopf angeordneten Strömungs verteiler, so daß das Beschichtungsmaterial zu einer vorderen Strömungs fläche des Rotationszerstäuberkopfes strömt; und
Vermischen des Stromes der Abluft aus dem Luftkanal mit dem Beschichtungsmaterial, das durch den Strömungsverteiler zur vorderen Strömungsfläche des Rotationszerstäuberkopfes strömt, um den Strom des Beschichtungsmateriales von der vorderen Strömungsfläche des Rotations zerstäuberkopfes zu schleudern.
8. Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung zum Sprühen eines
flüssigen Beschichtungsmateriales, umfassend:
ein Zerstäubergehäuse, das eine Innenkammer darin begrenzt;
eine Rotationsantriebswelle in der Innenkammer des Zerstäubergehäu ses, wobei die Rotationsantriebswelle an einem ersten Ende an einem Motor in dem Zerstäubergehäuse und an einem zweiten gegenüberliegenden Ende an einem Rotationszerstäuberkopf befestigt ist;
ein Flüssigkeitsrohr, das zum Leiten eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales zum Zerstäuberkopf in dem Zerstäubergehäuse angeordnet ist; und
einen Luftkanal in dem Zerstäubergehäuse zum Leiten von Luft durch das Innere des Zerstäuberkopfes.
ein Zerstäubergehäuse, das eine Innenkammer darin begrenzt;
eine Rotationsantriebswelle in der Innenkammer des Zerstäubergehäu ses, wobei die Rotationsantriebswelle an einem ersten Ende an einem Motor in dem Zerstäubergehäuse und an einem zweiten gegenüberliegenden Ende an einem Rotationszerstäuberkopf befestigt ist;
ein Flüssigkeitsrohr, das zum Leiten eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales zum Zerstäuberkopf in dem Zerstäubergehäuse angeordnet ist; und
einen Luftkanal in dem Zerstäubergehäuse zum Leiten von Luft durch das Innere des Zerstäuberkopfes.
9. Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung nach Anspruch 8, die
außerdem einen oder mehrere Kanäle im Zerstäuberkopf umfaßt, durch die
die Luft und das flüssige Beschichtungsmaterial gemeinsam strömen.
10. Verfahren zum Sprühen eines flüssigen Beschichtungsmateriales mit einer
elektrostatischen Rotationszerstäubersprühvorrichtung, umfassend die
Schritte:
Leiten eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales durch ein Zerstäubergehäuse und durch einen Zerstäuberkopf;
Drehen einer Antriebswelle mit einem an einem Ende angeschlossenen Motor, um den Zerstäuberkopf zu drehen, der an einem zweiten Ende der Antriebswelle angeschlossen ist; und
Leiten der Luft vom Zerstäubergehäuse durch den Zerstäuberkopf zum Vermischen mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial.
Leiten eines Stromes des flüssigen Beschichtungsmateriales durch ein Zerstäubergehäuse und durch einen Zerstäuberkopf;
Drehen einer Antriebswelle mit einem an einem Ende angeschlossenen Motor, um den Zerstäuberkopf zu drehen, der an einem zweiten Ende der Antriebswelle angeschlossen ist; und
Leiten der Luft vom Zerstäubergehäuse durch den Zerstäuberkopf zum Vermischen mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/834,290 US6056215A (en) | 1995-03-15 | 1997-04-16 | Electrostatic rotary atomizing spray device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19816648A1 true DE19816648A1 (de) | 1998-11-05 |
Family
ID=25266589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19816648A Withdrawn DE19816648A1 (de) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6056215A (de) |
JP (1) | JPH10305241A (de) |
DE (1) | DE19816648A1 (de) |
FR (1) | FR2762237B1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1201315A1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Eisenmann Lacktechnik KG, (Komplementär: Eisenmann-Stiftung) | Hochrotationszerstäuber zur Aufbringung von Pulverlack |
DE10101369A1 (de) * | 2001-01-13 | 2002-07-18 | Itw Oberflaechentechnik Gmbh | Sprühverfahren und Sprühvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit |
DE10303617A1 (de) * | 2003-01-30 | 2004-10-07 | GAT Gesellschaft für Antriebstechnik mbH | Turbinenrad zum Antrieb schnell rotierender Werkzeuge |
US6857581B2 (en) | 2001-01-13 | 2005-02-22 | Itw Oberflachentechnik Gmbh & Co. Kg | Spraying method and a spray system for coating liquids |
DE10329813B4 (de) * | 2003-07-01 | 2006-01-26 | Glatt Systemtechnik Gmbh | Vorrichtung zur Ausbildung von Umhüllungen auf Oberflächen fester Körper in einer Beschichtungskammer |
DE102010013551A1 (de) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Dürr Systems GmbH | Axialturbine für einen Rotationszerstäuber |
USD873874S1 (en) | 2012-09-28 | 2020-01-28 | Dürr Systems Ag | Axial turbine housing for a rotary atomizer for a painting robot |
WO2022157098A1 (de) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Dürr Systems Ag | Beschichtungseinrichtung, insbesondere rotationszerstäuber |
Families Citing this family (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5947377A (en) | 1997-07-11 | 1999-09-07 | Nordson Corporation | Electrostatic rotary atomizing spray device with improved atomizer cup |
US8141797B2 (en) * | 2001-01-25 | 2012-03-27 | Durr Systems Inc. | Rotary atomizer for particulate paints |
US6460787B1 (en) * | 1998-10-22 | 2002-10-08 | Nordson Corporation | Modular fluid spray gun |
FR2809334B1 (fr) | 2000-05-29 | 2003-02-28 | Eisenmann Sarl | Dispositif de pulverisation destine a la pulverisation d'un produit de revetement |
US6578779B2 (en) * | 2000-10-18 | 2003-06-17 | Behr Systems, Inc. | Rotary atomizer with bell element |
FR2823855B1 (fr) * | 2001-04-20 | 2003-07-25 | Eisenmann France Sarl | Dispositif de lecture de vitesse de rotation pour pulverisateur de peinture a bol tournant |
US6664122B1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-12-16 | Novellus Systems, Inc. | Electroless copper deposition method for preparing copper seed layers |
FR2836638B1 (fr) * | 2002-03-01 | 2004-12-10 | Sames Technologies | Dispositif de pulverisation de produit de revetement liquide |
US6805306B1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-10-19 | Huang Jung-Kun | Cylinder rapid engagement device in an electrical spray gun |
US20070017443A1 (en) * | 2003-08-18 | 2007-01-25 | Cynthia Skelton-Becker | Wireless operator interface for material application system |
US6899279B2 (en) * | 2003-08-25 | 2005-05-31 | Illinois Tool Works Inc. | Atomizer with low pressure area passages |
JP4409910B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2010-02-03 | 日本ペイント株式会社 | スプレー塗装装置および塗装方法 |
CN100430149C (zh) * | 2004-02-06 | 2008-11-05 | 萨姆斯技术公司 | 喷射碗、包括所述碗的旋转喷射器以及包括所述喷射器的喷射系统 |
FR2887472B1 (fr) * | 2005-06-23 | 2007-09-28 | Sames Technologies Soc Par Act | Bol de pulverisation, dispositif de projection equipe d'un tel bol, installation comprenant un tel dispositif et procede de montage d'un tel bol |
US7611069B2 (en) * | 2005-08-09 | 2009-11-03 | Fanuc Robotics America, Inc. | Apparatus and method for a rotary atomizer with improved pattern control |
US7691431B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-04-06 | Boston Scientific Scimed, Inc. | System and method for spray coating multiple medical devices using a rotary atomizer |
FR2906162A1 (fr) * | 2006-09-25 | 2008-03-28 | Sames Technologies Soc Par Act | Projecteur de produit de revetment et installation de projection de produit de revetement comprenant un tel projecteur |
US8485125B2 (en) * | 2006-09-27 | 2013-07-16 | Dürr Systems GmbH | Electrostatic spraying arrangement |
EP2163311A4 (de) * | 2007-05-24 | 2018-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drehzerstäubungskopf, drehzerstäubungslackiergerät und drehzerstäubungslackierverfahren |
US7960313B2 (en) * | 2007-06-14 | 2011-06-14 | Intermolecular, Inc. | Combinatorial processing including stirring |
ITTO20070683A1 (it) * | 2007-09-28 | 2009-03-29 | Ohg Pejrani S R L | Procedimento e apparecchiatura per la disinfezione di ambienti. |
US10155233B2 (en) * | 2008-04-09 | 2018-12-18 | Carlisle Fluid Technologies, Inc. | Splash plate retention method and apparatus |
EP2373427B1 (de) | 2008-12-09 | 2013-03-13 | Nordson Corporation | Behälterbeschichtungssystem mit geringer kapazität und verfahren |
US8475637B2 (en) * | 2008-12-17 | 2013-07-02 | Novellus Systems, Inc. | Electroplating apparatus with vented electrolyte manifold |
US8465263B2 (en) * | 2009-06-22 | 2013-06-18 | Wagner Spray Tech Corporation | Dynamic control of an electric drive |
WO2011020602A1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Corus Uk Limited | Method for applying a coating on a metal strip, apparatus therefor, and coated strip |
JP5872694B2 (ja) | 2011-07-14 | 2016-03-01 | デデルト コーポレイション | 電磁軸受および永久磁石回転子を有する回転式噴霧器 |
WO2013132594A1 (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | 旭サナック株式会社 | 静電塗装用スプレー装置 |
CH708403B1 (de) * | 2012-04-13 | 2016-03-15 | Nordson Corp | Pulverpistole, die zum Zuführen von einer Venturi- oder Dichtstrompumpe konfigurierbar ist. |
WO2015004966A1 (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Abb株式会社 | 回転霧化頭型塗装機 |
US10343178B2 (en) * | 2014-01-29 | 2019-07-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Rotary atomizing coating device and spray head |
DE102015006484A1 (de) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Sata Gmbh & Co. Kg | Düsenanordnung für eine Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole und Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole |
JP6795953B2 (ja) * | 2016-11-14 | 2020-12-02 | 旭サナック株式会社 | 静電塗装用スプレーガン |
US11389811B2 (en) * | 2017-03-30 | 2022-07-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrostatic coating device |
DE102018118737A1 (de) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Sata Gmbh & Co. Kg | Düse für eine Spritzpistole, Düsensatz für eine Spritzpistole, Spritzpistolen und Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Spritzpistole |
CN112533705B (zh) | 2018-08-01 | 2023-07-04 | 萨塔有限两合公司 | 喷枪的喷嘴组、喷枪系统、制造喷嘴模块的方法、为上漆任务从喷嘴组选出喷嘴模块的方法、选择系统和计算机程序产品 |
DE102018118738A1 (de) | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Sata Gmbh & Co. Kg | Grundkörper für eine Spritzpistole, Spritzpistolen, Spritzpistolen-Set, Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers für eine Spritzpistole und Verfahren zum Umrüsten einer Spritzpistole |
GB2597478B (en) * | 2020-07-22 | 2024-07-03 | Cummins Ltd | Turbine rotary cup atomizer |
DE102020123769A1 (de) | 2020-09-11 | 2022-03-17 | Sata Gmbh & Co. Kg | Dichtelement zum Abdichten eines Übergangs zwischen einem Grundkörper einer Spritzpistole und einem Anbauteil einer Spritzpistole, Anbauteil, insbesondere Farbdüsenanordnung, für eine Spritzpistole und Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole |
JP6948487B1 (ja) * | 2021-06-23 | 2021-10-13 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲーABB Schweiz AG | 静電塗装装置 |
JP2023049676A (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-10 | 本田技研工業株式会社 | 回転霧化式塗装装置 |
DE102022133678A1 (de) * | 2022-12-16 | 2024-06-27 | Dürr Systems Ag | Antriebsturbine für einen Rotationszerstäuber |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE665065A (de) * | 1965-06-24 | |||
DE3001209C2 (de) * | 1980-01-15 | 1985-07-25 | Behr, Hans, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zum Vernebeln flüssiger Farbe, insbesondere Lackzerstäuber |
DE3005678C2 (de) * | 1980-02-15 | 1982-06-24 | Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg | Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Pulverbeschichten von Gegenständen |
JPS6012578B2 (ja) * | 1980-04-04 | 1985-04-02 | トヨタ自動車株式会社 | 回転霧化静電塗装装置の回転数検出装置 |
DE3214314A1 (de) * | 1982-04-19 | 1983-10-20 | J. Wagner AG, 9450 Altstätten | Elektrostatische spruehvorrichtung |
US4589597A (en) * | 1983-10-03 | 1986-05-20 | Graco Inc. | Rotary atomizer spray painting device |
JPH0121011Y2 (de) * | 1984-12-13 | 1989-06-23 | ||
US4877770A (en) * | 1985-02-08 | 1989-10-31 | Procyte Corporation | Chemical derivatives of GHL-Cu |
JPH053234Y2 (de) * | 1985-06-11 | 1993-01-26 | ||
US4887770A (en) | 1986-04-18 | 1989-12-19 | Nordson Corporation | Electrostatic rotary atomizing liquid spray coating apparatus |
US4936507A (en) * | 1986-06-26 | 1990-06-26 | The Devilbiss Company | Rotary atomizer with high voltage isolating speed measurement |
US4776520A (en) * | 1987-05-11 | 1988-10-11 | Binks Manufacturing Company | Rotary atomizer |
DE3718154A1 (de) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | Gema Ransburg Ag | Sprueheinheit mit einem rotationsspruehorgan |
DE8708312U1 (de) * | 1987-06-12 | 1987-07-30 | Behr Industrieanlagen GmbH & Co, 74379 Ingersheim | Einrichtung zum Vernebeln flüssiger Farbe |
GB8716372D0 (en) * | 1987-07-10 | 1987-08-19 | Schlumberger Electronics Uk | Optical transducer system |
US4947035A (en) * | 1988-08-08 | 1990-08-07 | Cornell Research Foundation, Inc. | Fiber optic transducer using faraday effect |
US4878454A (en) * | 1988-09-16 | 1989-11-07 | Behr Industrial Equipment Inc. | Electrostatic painting apparatus having optically sensed flow meter |
JP2567072B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1996-12-25 | 株式会社豊田中央研究所 | 回転霧化式塗装装置 |
US5153512A (en) * | 1988-12-27 | 1992-10-06 | Amespace, Inc. | Speed measuring system utilizing magneto-optic switch actuated by magnetic field rotation |
US4987001A (en) * | 1989-02-09 | 1991-01-22 | Nordson Corporation | Method and apparatus for coating the interior surface of hollow, tubular articles |
US4943005A (en) * | 1989-07-26 | 1990-07-24 | Illinois Tool Works, Inc. | Rotary atomizing device |
US5100057A (en) * | 1990-03-30 | 1992-03-31 | Nordson Corporation | Rotary atomizer with onboard color changer and fluid pressure regulator |
US5078321A (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-07 | Nordson Corporation | Rotary atomizer cup |
FR2670014B1 (fr) * | 1990-12-04 | 1993-01-22 | Sextant Avionique | Capteur tachymetrrique intrinseque a fibre optique. |
US5397063A (en) * | 1992-04-01 | 1995-03-14 | Asahi Sunac Corporation | Rotary atomizer coater |
FR2692173B1 (fr) * | 1992-06-10 | 1994-09-02 | Sames Sa | Dispositif de projection électrostatique d'un produit de revêtement en poudre à tête d'ionisation tournante. |
US5433387A (en) * | 1992-12-03 | 1995-07-18 | Ransburg Corporation | Nonincendive rotary atomizer |
DE4340441A1 (de) * | 1992-12-03 | 1994-06-09 | Nordson Corp | Rotationszerstäuber |
JPH08155349A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-18 | Trinity Ind Corp | 静電塗装方法及びそれに使用する静電塗装機 |
JPH0994489A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Trinity Ind Corp | 静電塗装機 |
-
1997
- 1997-04-16 US US08/834,290 patent/US6056215A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-15 DE DE19816648A patent/DE19816648A1/de not_active Withdrawn
- 1998-04-16 JP JP10106284A patent/JPH10305241A/ja not_active Withdrawn
- 1998-04-16 FR FR9804758A patent/FR2762237B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1201315A1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Eisenmann Lacktechnik KG, (Komplementär: Eisenmann-Stiftung) | Hochrotationszerstäuber zur Aufbringung von Pulverlack |
US6915963B2 (en) | 2001-01-13 | 2005-07-12 | Itw Oberflachentechnik Gmbh & Co. Kg | Spraying method and a spray system for coating liquids |
DE10101369A1 (de) * | 2001-01-13 | 2002-07-18 | Itw Oberflaechentechnik Gmbh | Sprühverfahren und Sprühvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit |
US6857581B2 (en) | 2001-01-13 | 2005-02-22 | Itw Oberflachentechnik Gmbh & Co. Kg | Spraying method and a spray system for coating liquids |
US7223075B2 (en) | 2003-01-30 | 2007-05-29 | GAT Gesellschaft für Antriebstechnik mbH | Turbine wheel for driving rapidly rotating tools |
DE10303617A1 (de) * | 2003-01-30 | 2004-10-07 | GAT Gesellschaft für Antriebstechnik mbH | Turbinenrad zum Antrieb schnell rotierender Werkzeuge |
DE10329813B4 (de) * | 2003-07-01 | 2006-01-26 | Glatt Systemtechnik Gmbh | Vorrichtung zur Ausbildung von Umhüllungen auf Oberflächen fester Körper in einer Beschichtungskammer |
DE102010013551A1 (de) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Dürr Systems GmbH | Axialturbine für einen Rotationszerstäuber |
DE102010013551A8 (de) * | 2010-03-31 | 2012-01-05 | Dürr Systems GmbH | Axialturbine für einen Rotationszerstäuber |
DE102010013551B4 (de) * | 2010-03-31 | 2016-12-08 | Dürr Systems Ag | Turbinenrotor und Antriebsturbine für einen Rotationszerstäuber und Rotationszerstäuber |
US9604232B2 (en) | 2010-03-31 | 2017-03-28 | Duerr Systems Gmbh | Axial turbine for a rotary atomizer |
USD903733S1 (en) | 2010-03-31 | 2020-12-01 | Dürr Systems Ag | Axial turbine housing for a rotary atomizer for a painting robot |
USD873874S1 (en) | 2012-09-28 | 2020-01-28 | Dürr Systems Ag | Axial turbine housing for a rotary atomizer for a painting robot |
WO2022157098A1 (de) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Dürr Systems Ag | Beschichtungseinrichtung, insbesondere rotationszerstäuber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10305241A (ja) | 1998-11-17 |
FR2762237B1 (fr) | 2002-12-27 |
US6056215A (en) | 2000-05-02 |
FR2762237A1 (fr) | 1998-10-23 |
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