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Die
Erfindung betrifft eine Glocke für
einen Rotationszerstäuber
mit einem Körper
der sich axial ausgehend von einem Zuführende zu ihrem Glockenrand
hin erstreckt, wobei der Körper
innenseitig am Randbereich eine Oberflächenstruktur aufweist.
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Derartige
Zerstäuber
werden unter anderem in elektrostatisch arbeitenden Farbbeschichtungs- oder
Lackieranlagen, insbesondere der Automobilindustrie, verwendet.
Dabei wird ein Farbmittel innenseitig der in axialer Rotation befindlichen
Glocke der Glocke zugeführt.
Das Farbmittel wird dann durch die Rotation am Glockenrand zerstäubt und
dem zu beschichtendem Werkstück,
ggf. mit Hilfe von einem Luftstrahl und/elektrosatatischer Unterstützung zugeführt. Eine
solche Glocke ist beispielweise aus dem
Deutschen Gebrauchsmuster 94 19
641.9 bekannt. Zur Verteilung der Farbe innerhalb der Glocke
kann dort auch eine so genannte Verteilscheibe (auch Verteilerscheibe
oder Verteilteil) angeordnet sein. Bei der Glocke wird im allgemeinen
auch von Glockenteller oder im Englischen von bell bzw. cup gesprochen.
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Die
räumliche
Ausgestaltung der Glocke kann dabei sehr unterschiedlich sein. Die
im oben genannten Beispiel gezeigte Glocke weist einen breiten Glockenrand
auf, wobei sich die Verteilscheibe weit innerhalb der Glocke befindet.
Es sind auch Ausführungen
bekannt, bei denen der Rand schmal ist und die innenseitige Verteilscheibe
sich fast am Glockenrand befindet.
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Bei
derartigen Glocken besteht allgemein das Problem, dass durch das
Einwirken der Farbe und sonstigen Flüssigkeiten der Glockenrand
verschleißt,
wodurch das Lackierergebnis leidet. Die Glocken werden daher auch
aus hochwertigen, hochfesten Werkstoffen hergestellt, z.B. aus Titan, wodurch
sie sehr teuer sind. Aus Kostengründen werden daher solche Glocken
auch aufbereitet oder überholt,
was beispielsweise durch Abdrehen des Glockenrandes und /oder einer
Neubeschichtung erfolgt. Diese Verfahrensweise wird beispielsweise
auf der Internetseite der Fa. Industra (www.industra.de) vom 15.
1. 2007 beschrieben. Trotz einer Überholung sind derartige Glocken
sehr teuer und wegen des festen Materials sehr schwer.
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Weiterhin
ist es wichtig, dass ein hohes Maß an Zerstäubung erzielt wird. Aus dem
Patent
US 5,078,321 ist
es hierzu bekannt, die Innenseite des Glockentellers am Rand regelmäßig mit
radialen Stegen versehen ist. Aus dem Patent
US 5,934,574 ist eine Glocke der eingangs
genannten Art bekannt, den Rand regelmäßig mit rautenartigen Erhöhungen zu
versehen. Diese können
auch als Rändelung
bezeichnet werden. Mit diesen regelmäßigen randseitigen Oberflächenstrukturen
wird gewünscht,
eine verbesserte Zerstäubung
des Lackmaterials zu erreichen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glocke bereitzustellen,
die eine nochmals verbesserte Zerstäubung gegenüber dem Stand der Technik bewirkt.
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Die
Lösung
der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Demnach ist eine Glocke für
einen Rotationszerstäuber vorgesehen,
mit einem Körper
der sich axial ausgehend von einem Zuführende zu ihrem Glockenrand hin
erstreckt, wobei der Körper
innenseitig am Randbereich eine Oberflächenstruktur aufweist, die
unregelmäßig ist
und durch aufgebrachtes Material oder durch Ausnehmungen gebildet
ist. Auf diese Weise ist eine gegenüber dem Stand der Technik vergrößerte Oberfläche gegeben,
die eine besonders hohe Verwirbelung des Lackmaterials bewirkt.
Eine große Oberfläche erlaubt
eine feinere Verteilung des Lackiermaterials Man kann die Oberflächenstruktur auch
als Oberflächenrauhigkeit
bezeichnen. Eine eventuelle Blasenbildung wird wirkungsvoll unterdrückt. Je
nach Auslegung kann dabei auch bei gleicher Oberfläche eine
Verkleinerung der so gebildeten Randstruktur vorgesehen werden.
Damit ist auch eine einfachere Reinigung der Glocke möglich.
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Bevorzugt
ist die Oberflächenstruktur
durch ein aufgebrachtes, körniges
Material gebildet. Als Material eignet sich besonders Silizium,
Sand, ein Keramikwerkstoff oder Diamant. Die Oberflächenstruktur
gestaltet somit ähnlich
einem Sand- oder Schmirgelpapier. Das Material kann durch Kleben, Brennen,
Lasern Aufwachsen/Wachsen (beispielsweise Wachsen von Kristallen)
oder sonstigen geeigneten Verfahren nach dem Stand der Technik befestigt
sein.
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Alternativ
kann die Oberflächenstruktur durch
Ausnehmungen, die durch eine Strahlbehandlung, z.B. Sandstrahlen
oder Lasern, der Oberfläche erzeugt
ist. Dadurch ist keine Materialverbindung erforderlich.
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Die
Ausnehmungen sind bevorzugt durch die Struktur oder das Material
des Körpers
gebildet, wobei das Material ein Keramikwerkstoff oder ein gesintertes
Material ist. Damit erübrigt
sich auch eine Behandlung des Körpers
bezüglich
der Struktur.
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Der
Glockenkörper
kann zweiteilig von einem zuführendseitigem
Körper
und einem ringförmigem
Glockenrandteil gebildet sein, wobei die beiden Teile zumindest
axial, bevorzugt koaxial rotationssicher, und nachträglich trennbar
miteinander miteinander verbunden sind. Dadurch braucht man nicht die
gesamte Glocke sondern nur das Glockenrandteil austauschen oder
zu überarbeiten.
Dieses wird einfach von der Glocke entfernt und überarbeitet oder gegen ein
neues ausgetauscht.
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Bevorzugt
sind die beiden Teile formschlüssig
miteinander verbunden. Die ist günstig
für den
rotationssicheren Betrieb und für
die Zerstäuberqualität. Die beiden
Teile können
dabei miteinander beliebig verklebt, verschweißt, verpresst, verklinkt, verschraubt
oder verklemmt sein. Damit ist eine materialabhängige Verbindungsmethode gegeben.
Wesentlich dabei ist, dass das gewählte Verbindungsmittel ein
nachträgliches
Trennen der beiden Teile zulässt.
Dabei kann das Glockenrandteil auch verlierbar sein.
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Die
beiden Teile können
aus unterschiedlichen Materialien, Werkstoffen oder Metallen gefertigt sein.
Damit kann jedes Glockenteil mit seinen Werkstoffeigenschaften auf
seinen Einsatzzweck speziell optimiert werden. Bevorzugt ist der
Grundkörper
aus einem leichtem Werkstoff und das Glockenrandteil aus einem hochfestem
Werkstoff gefertigt. Damit ist eine besonders leichte Glocke herstellbar,
was günstig
für die
Rotationseigenschaften ist (Unwucht usw.), die trotzdem gleiche
oder durch hochwertigere Werkstoffe noch verbesserte Zerstäubereigenschaften hat.
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Günstig ist
es dabei, wenn der Grundkörper aus
einem leichtem Werkstoff und das Glockenrandteil aus einem hochfestem
Werkstoff gefertigt sind. Bevorzugt sind der Grundkörper aus
Aluminium und das Glockenrandteil aus Titan oder einer Titanlegierung
gefertigt. Damit ist die Glocke bei geringem Gewicht gleichzeitig
verschleissarm.
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Mit
Vorteil ist eine derartige Glocke Teil eines Rotationszerstäubers mit
Zuführmittel
für eine
zu zerstäubede
Flüssigkeit
und einer Antriebseinheit für
die Glocke.
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Ausführungsbeispiele,
weitere Vorteile und Details der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erste Glocke,
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2 einen
Längsschnitt
durch eine zweite Glocke,
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3 die
zweite Glocke nach 2 in einer Montageposition,
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4 die
zweite Glocke gemäß 3 in
einer Außenansicht
und
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5 die
zweite Glocke gemäß 3 in
einer räumlichen
Außenansicht.
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In
den nachfolgend beschriebenen Figuren sind gleiche Details mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Da die verwendeten Begriffe im Stand der Technik
nicht einheitlich/eindeutig verwendet sind, sind daher die hier
verwendeten Begriffe im Sinnzusammenhang und in Verbindung mit den
Figuren zu verstehen.
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1 zeigt
eine Glocke 1 eines nicht näher dargestellten Rotationszerstäubers, wie
er aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist. Dies kann beispielsweise
auch ein so genannter Hoch- oder Hochgeschwindigkeitsrotationsbestäuber sein.
An der Innenseite der Glocke 1 ist axial mittig eine Verteilscheibe 3 (auch
als Verteilteller bezeichnet) angeordnet, welcher zum Verteilen
des Lackes, des Beschichtungsmittels oder dem zu zerstäubenden
Mediums innerhalb der Glocke 1 dient. Er bildet dabei einen
Verteilspalt 5 an der Innenseite der Glocke 1.
Am zuführseitigem
Ende sind einerseits Koppelmittel 7 mit der Glocke 1 verbunden,
die die Glocke 1 mit einem nicht dargestellten Antriebsmittel
und ggf. Lagermittel zum axialen Antreiben verbindet. Andererseits
ist ein Zuführmittel,
beispielsweise ein Schlauch 9 vorgesehen, das eine Versorgung
der Glocke 1 mit dem Medium erlauben. Verteilscheibe 3,
Lager- und Antriebsmittel, sowie Zuführmittel sind hinlänglich aus
dem Stand der Technik bekannt.
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Günstig für die vorliegende
Glocke 1 ist, dass sie mehrteilig, insbesondere zweiteilig
ausgeführt
ist. Sie weist dazu einen Körper 11 auf,
welcher zumindest sich in ein Glockenrandteil 13 und einen
Grundkörper 15 unterteilt.
Die beiden Teile sind bevorzugt formschlüssig aufeinander angepasst,
entsprechend der Darstellung entlang der Verbindungsfläche 17. Die
Glocke 1 ist mit ihrem Körper 11 im wesentlichen rotationssymmetrisch.
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Das
dadurch gebildete Verbindungsmittel muss das Glockenrandteil 13 rotationssicher
ohne Unwucht in der vorgegebenen Postion halten. Insbesondere muss
die Verbindungsfläche 17 an
der Innenseite derart ausgestaltet sein, dass sich möglichst
kein Medium dort absetzt, so dass es zu Verschmutzungen oder Unregelmäßigkeiten
beim Zerstäuben
kommen kann.
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Glockenrandteil 13 und
Grundkörper 15 können innenseitig
(Innenseite der Glocke 1) mit der gleichen Oberflächenstruktur
ausgestattet sein. Die neue Glocke 1 erlaubt durch die
Zweiteiligkeit auch unterschiedliche Strukturen, so dass ggf. eine
verbesserte Zerstäubung
am Glockenrand möglich
ist.
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Das
gezeigte Glockenrandteil 13 ist beispielsweise auf den
Grundkörper 15 aufgeschrumpft oder
aufgeklebt. Selbstverständlich
kann diese Verbindung auch durch andere nach dem Stand der Technik
bekannte Methoden, z.B. eine Quetsch- oder Schweißverbindung,
eine Gewindeverbindung, Verklebung, Verpressung, Verklinkung oder
auch eine Clinch- oder Eingriffvebindung realisiert sein.
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Wichtig
ist dabei, dass die Verbindung einerseits für den Betrieb hochfest und
sicher ist und andererseits eine nachträgliches Lösen des Glockenrandteils 13 vom
Grundkörper 15 erlaubt.
Für den
Betrieb bei hohen Drehzahlen (mehrere zehntausend Umdrehungen pro
Minute, z.B. 20000 bis 100000 U/Min) der Glocke 1, z.B.
bei Hochrotationszerstäubern,
ist dabei eine unwuchtarme Verbindung Grundforderung.
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Das
Glockenrandteil 15 kann dabei ggf. auch verlierbar sein,
falls es abgedreht, mechanisch oder chemisch entfernt werden soll.
Die gezeigte Verbindungsfläche 17 erweitert
sich glockenrandseitig leicht konisch, so dass ein Anschlag und
eine gute Positionierung des Glockenrandteils 13 auf dem Grundkörper 15 gegeben
ist.
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Glockenrandteil 13 und
Grundkörper 15 können aus
verschiedenen Werkstoffen hergestellt sein. Da der Grundkörper 15 volumenmäßig relativ
groß ist,
wird hierfür
bevorzugt ein leichter Werkstoff, z.B. ein Metall, insbesondere
Aluminium verwendet. Dies ist leicht und relativ preiswert, was
die Grundkosten und -eigenschaften der Glocke 1 stark prägen. Das Glockenrandteil 13 sollte
aus Verschleißgründen aus einem
hochwertigem Werkstoff gefertigt sein. Hierzu kommt bevorzugt ein
Metall, insbesondere Titan oder eine Titanlegierung zur Anwendung.
Es können
jedoch auch andere moderne Werkstoffen, z.B. auch geeignete Kunststoffe,
Kohlefaser, Cabonwerstoffe oder Keramikwerkstoffe, auch Magesiumlegierungen,
zum Einsatz kommen. Durch eine günstige Kombination
der Werkstoffe kann bei reduziertem Gewicht und geringen Kosten
eine hochfeste und stabile Glocke 1 zur Verfügung gestellt
werden, die durch Ihre Zweiteiligkeit auch einfach zu überarbeiten,
reparieren oder wieder aufzubereiten ist.
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Die
Glocke 1 weist innenseitig am Randbereich, bevorzugt am
Glockenrandteil 13, eine Oberflächenstruktur 18 auf
(gemusterte Fläche
in der Figur), die unregelmäßig ist
und durch aufgebrachtes Material oder durch Ausnehmungen gebildet
ist. Auf diese Weise ist eine gegenüber dem Stand der Technik vergrößerte Oberfläche gegeben,
die eine besonders feine Verteilung und hohe Verwirbelung des Lackiermaterials
bewirkt. Eine eventuelle Blasenbildung wird wirkungsvoll unterdrückt.
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Je
nach Auslegung kann dabei auch bei gleicher Oberfläche eine
Verkleinerung der so gebildeten Randstruktur vorgesehen werden.
Damit ist auch eine einfachere Reinigung der Glocke möglich. Im gezeigten
Beispiel wäre
somit nur ein Teilbereich/ein Teilring des Glockenrandteils 13 mit
der Struktur zu versehen. Eine kleine Fläche mit Struktur hat zudem den
Vorteil, dass bei einem Reinigungszyklus weniger Reinigungsmittel
benötigt
und dadurch eine schnellere Reinigung möglich ist. Der Reinigungszyklus
ist somit verkürzt.
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Bevorzugt
ist die Oberflächenstruktur 18 durch
ein aufgebrachtes körniges
Material gebildet. Als Material eignet sich besonders Silizium,
Sand, Keramik oder Diamant/Diamantenmaterial. Die Oberflächenstruktur
gestaltet somit ähnlich
einem Sand- oder Schmirgel- oder Scheuerpapier. Das Material kann
durch Kleben, Brennen, Schweissen, Lasern, Plasmaschweissen oder
sonstigen geeigneten Verfahren nach dem Stand der Technik auf der
Innenseite der Glocke 1 befestigt sein.
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Alternativ
kann die Oberflächenstruktur durch
Ausnehmungen, die durch eine Strahlbehandlung, z.B. Sandstrahlen
oder Lasern der Oberfläche erzeugt
sein. Dadurch ist keine Materialverbindung erforderlich.
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Die
Ausnehmungen sind bevorzugt durch die Struktur oder das Material
des Körpers
gebildet, wobei das Material ein Keramikwerkstoff oder ein gesintertes
Material ist. Damit erübrigt
sich auch eine Behandlung des Körpers
bezüglich
der Struktur.
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Die
Ausführung
der Glocke 1 mit Oberflächenstruktur 18 beschränkt sich
nicht auf eine mehrteilige Glocke, sondern eignet sich auch für einteilige Ausführungen,
die hier im Detail zwar nicht gezeigt sind, sich aber anhand der 1 nachvollziehen lässt. In
diesem Fall würde
der einteilige Glockenkörper
die Verbindungsfläche 17 nicht
aufweisen und Glockenrandteil und Grundkörper eine Einheit bilden.
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2 zeigt
eine zweite Glocke 1a in einer anderen Ausführungsform
und in der montierten Endposition. Diese eignet sich insbesondere
für eine relativ
große
Verteilscheibe, der sich bis zum äußeren Rand des Glockenrandteils 13 erstrecken
kann. Die Glocke 1a weist einen Grundkörper 15 auf, welcher
leicht andere Ausgestaltungen hat. Insbesondere ist er aus Gewichtsgründen rückseitig
mit einem Hohlraum 19 ausgeführt.
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Die
Verbindungsfläche 17 ist
in dieser Ausführungsform
eckig oder stufig mit einem Vorsprung 21 ausgeführt, so
dass ein fester Anschlag zur Montage des Glockenrandteils 13,
ggf. auch mit zusätzlichen
Mitteln zur Bildung eines Bajonettverschlusses, realisierbar ist.
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3 zeigt
die zweite Glocke 1a in einer Montagepostion, so dass Glockenkörper 15 und
Glockenrandteil 13 besser zu erkennen sind. Dabei befindet
sich das Glockenrandteil 13 noch nicht in seiner Endpostion
auf dem Glockenkörper 15.
Diese Postion kann bei der Montage oder der Demontage eingenommen
werden.
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4 zeigt
die zweite Glocke 1a in der Montagepostion nach 3 in
einer Außenansicht.
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5 zeigt
die zweite Glocke 1a in der Montagepostion nach 3 in
einer räumlichen
Außenansicht
mit Blick auf die Glockeninnenseite.
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Selbstverständlich sind
einzelne Ausgestaltungen der vorliegenden Idee in beliebiger Weise oder
mit Merkmalen des Stand der Technik kombinierbar, ohne dass die
grundlegende Idee, nämlich der
austauschbare Rand der Glocke verlassen wird. Auch sind mehr als
zweiteilige Glocken möglich,
die weitere vorteilhaft Eigenschaften bergen können. Die Form der gezeigten
Glocken, kann je nach Anwendungsfall anders ausgestaltet sein.
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Auch
ist die Anwendung der Glocke nicht allein auf Lackier- oder Beschichtungsanlagen
beschränkt,
sondern eignet sich für
alle Verfahren, bei denen eine Zerstäubung eines Mediums erzielt
werden soll, beispielsweise in Anlagen der chemischen Industrie
oder für
Beschneiungsanlagen bei der Kunstschneeerzeugung.
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- 1,
1a
- Glocke
- 3
- Verteilscheibe
- 5
- Verteilspalt
- 7
- Koppelmittel
- 9
- Schlauch
- 11
- Körper
- 13
- Glockenrandteil
- 15
- Grundkörper
- 17
- Verbindungsfläche
- 18
- Struktur,
Oberflächenstruktur
- 19
- Hohlraum
- 21
- Vorsprung