DE29807059U1 - Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Material - Google Patents
Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem MaterialInfo
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Description
Keil&Schaafhausen
PATENTANWÄLTE
E.I.C. Group Engineering
Innovations Consulting GmbH
Paul-Ehrlich-Straße 2
Innovations Consulting GmbH
Paul-Ehrlich-Straße 2
63128 Dietzenbach
Zusammenfassung:
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PATENTANWÄLTE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstäuben von
flüssigem Material, insbesondere Nass-Email oder gelösten Lacken mit einem hohlen rotierbaren Glockenkörper, der eine
Verteilkammer und eine periphere Zerstäuberkante aufweist zur Materialführung und Erzeugung eines Nebels, aus dem das
Material auf einen Gegenstand, insbesondere ein zu beschichtendes Werkstück oder dgl. auftragbar ist, einem Förderrohr
oder dgl. zur Materialzufuhr in die Verteilkammer,"und mit
einem Antriebsmodul mit einer um eine Rotationsachse bewegbaren Antriebswelle, mit der der Glockenkörper in eine axiale
0 Rotation versetzbar ist.
Derartige bekannte Vorrichtungen werden insbesondere bei der Beschichtung von Gegenständen mit lösungsmittel- und wasserlöslichen
Lacken unter Verwendung eines zusätzlichen elektrostatischen Feldes eingesetzt.
Bekannt ist insbesondere auch die Zerstäubung verschiedener Emails wie Grund-DWE, Clean-Email, Pyrolyse- und Katalyse-Email
durch eine derartige Vorrichtung, bei der der rotierbare 0 Glockenkörper sich zu der dem Antriebsmodul entgegengesetzten
Seite hin aufweitet und das flüssige Material durch den hohlen Glockenkörper geführt und an der vorderen Glockenkante
zerstäubt wird. Da bei dieser bekannten Vorrichtung das Prinzip der drucklosen Materialzuführung vor dem Zerstäuber
5 verwendet wird, kann das Material relativ leicht auf die zu
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beschichtenden Flächen aufgebracht und eine gleichmäßigere Beschichtung erreicht werden. Nachteilig ist jedoch der
insbesondere bei Emails und Glasuren mit einem hohen Quarzanteil im Teilspektrum vor allem im Bereich der Zerstäuberkan-5
te sehr hohe Verschleiß sowie durch Spiralbildung in ader
Verteilkammer bedingte Inhomogenitäten des Zerstäubernebels.
Aus der DE 41 22 594 C2 ist eine Vorrichtung zum einstellbaren Zuführen eines flüssigen Materials aus einem Vorratsbehälter
zu wenigstens einem Zerstäuber, insbesondere für Email- und Glasurbeschichtung bekannt. Durch die bekannte Vorrichtung ist
es möglich, flüssige Beschichtungsstoffe, wie bspw. Email, Glasur und Lacke zu sprühen, wobei das Material ständig in
Fluß gehalten wird, und die dem Sprühorgan angebotene Menge konstant gehalten wird und dabei den Beschichtungsstoffen die
im flüssigen, zerstäubungsbereiten Zustand sehr abrasiv
wirken, so wenig wie möglich Angriffsfläche zu bieten. Als
Zerstäuber sind dabei jedoch elektrostatische Sprühpistolen vorgesehen, bei denen eine Ventilnadel in die Offenlage bewegt
0 wird und somit den Weg des Material zur Zerstäubung freigibt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gute
Zerstäubung des Materials, insbesondere von Nass-Email bei geringem Verschleiß ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art bspw. im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Verteilkammer toroidartig rotationssymmetrisch
ausgebildet sowie zum Antriebsmodul hin offen und zur entgegengesetzten Seite hin geschlossen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Vermischung und
Führung sowie das Versprühen des Materials bei sehr geringem 5 Zerstäuberdruck erfolgen, so daß bei geringem Verschleiß eine
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weiche Wolke von zerstäubtem Material entsteht, wodurch die beschichtete Oberfläche wesentlich glatter und gleichmäßiger
gegenüber herkömmlichen elektrostatischen Düsen wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine erhöhte Materialausbeute bei Direkt-Grund, -Deck und Clean-Email sowie
2 Coat/IFire Aufträgen. Hierdurch ist auch insbesondere eine Reduzierung der Anzahl der einzusetzenden Zerstäuberglocken
pro Fläche/Minute erreichbar.
Durch den niedrigeren Zerstäuberdruck und die entsprechend
geringere Luftmenge wird der Druckluftpuffer, der vor einem beschichtenden Gegenstand aufgebaut wird, reduziert, so daß
nahezu alle Teile des zu beschichtenden Gegenstands automatisch beschichtet werden können. Zudem wird durch den sehr
geringen Zerstäuberdruck auch die Abluftsinkgeschwindigkeit in einer ggf. verwendeten Spritzkabine bis auf etwa 0,2 - 0,2 5
m/sec. vermindert, wodurch eine erhebliche Einsparung an Energie und konstruktiven Maßnahmen für die Ab- und Zuluftaus-0
legungen der Spritzkabinen erreicht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die
Verteilkammer eine dem Antriebsmodul in axialer Richtung gegenüberliegend angeordnete Vorverteilkammer auf, mit im
5 Bereich einer axialen Wellenaufnahmeöffnung angeordneten
zentralen Vorvertexlf lachen, einem vorzugsweise konkavgekrümmten Vorverteilboden sowie in Richtung auf den Antriebsmodul
sich erstreckenden peripheren Verteilflächen. An die peripheren
Verteilflächen schließen sich in Richtung auf den Antriebsmodul Auslaufflächen an, vorzugsweise mit einem in
axialer Richtung zum Antriebsmodul hin zunehmenden Auslaufradius und konvexgekrümmten Beschleunigerflächen, die in
die den-minimalen peripheren Abstand des Glockenkörpers zum
Antriebsmodul festlegende Zerstäuberkante übergehen. Damit
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wird eine homogene Mischung und spiralfreie Führung des Materials in der Verteilkammer bei deutlich herabgesetzten
Verschleiß erreicht. Der geringere Verschleiß ermöglicht eine erhöhte Standzeit der Vorrichtung und damit eine Reduzierung
der relativen Investitionskosten. ■■ ' *.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein
kontinuierlicher Übergang von den Auslaufflächen zur Zerstäuberkante
vorgesehen, wodurch der Verschleiß insbesondere in diesem Bereich weiter vermindert werden kann. Bevorzugt
haben die Auslaufflächen dabei einen inneren Austrittswinkel von etwa 0 - 15°.
Eine weitere Verminderung des Verschleißes und einen weicheren Zerstäubernebel erhält man auch, wenn die Beschleunigerflächen
an der Zerstäuberkante im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse verlaufen.
Für eine - möglichst homogene Vermischung und Führung des
Materials, insbesondere ohne Spiralbildung, ist die Verteilkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgebildet, daß
der Übergang von den peripheren Verteilflächen zu den Auslaufflächen bei etwa der halben linearen Ausdehnung der
Verteilkammer parallel zur Rotationsachse vorgesehen ist.
Diesem Zweck dient auch, daß der Vorverteilboden eine parabelartige Krümmung aufweisen kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Vorverteilboden eine konkave Anschrägung von etwa 0° bis 10° gegenüber einer
auf der Rotationsachse stehenden Senkrechten aufweisen.
Die Materialführung und Verteilung kann auch dadurch verbessert werden, daß die Vorverteilflachen linear ausgebildet
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sind und einen spitzen Verteilwinkel zur Rotationsachse etwa 0-12° aufweist.
Für die verbesserte Aufnahme des Materials in der Verteilkammer
kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorverteilflachen einen konkaven inneren Freibereich zur Materialzuführung bilden.
Für die Materialzufuhr besitzt das Förderrohr einen von einer
Bohrung oder dgl. im Antriebsmodul oder ggf. in einer den Antriebsmodul aufnehmenden Halterung gebildeten Zuführabschnitt.
Weiter kann ein bis zum Vorverteilboden reichender linearer Endabschnitt des Förderrohrs vorgesehen sein. Der
Endabschnitt ist insbesondere parallel oder mit einem spitzen
zum Antriebsmodul entgegengesetzten Seite sich öffnenden Winkel gegenüber der Rotationsachse orientiert. Gegebenenfalls
ist im Übergangsbereich zwischen Zuführ- und Endabschnitt eine Umlenkung vorgesehen.
Für eine einfache Montage oder Demontage des Förderrohrs ist
0 dieses mittels einer am Antriebsmodul gegenüber dem Glockenkörper mit Schrauben oder dgl. angebrachte Befestigungsplatte
befestigbar, die eine Durchführöffnung für die Antriebswelle aufweist.
Um eine bessere Umlenkung des vom rotierenden Glockenkörper versprühten Materials in axial zum Antriebsmodul entgegengesetzte
Richtung zu erreichen, sind am Antriebsmodul im peripheren Bereich des Glockenkörpers mehrere, vorzugsweise
konzentrisch zur Rotationsachse angeordnete erste Auslaßöffnungen zur Erzeugung eines axialen inneren Luftringes
vorgesehen, die mit vorzugsweise geregelter Druckluft aufschlagbar sind. Dabei wird ein Druck von"etwa 0,1 bis 10
bar, insbesondere von 0,5 - 5,5 bar bevorzugt.
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Zur Erzeugung eines äußeren Luftrings, mit dem die Materialströmung
noch besser umgelenkt werden kann, sind am Antriebsmodul in einem radialen Abstand von den ersten Auslaßöffnungen
mehrere, vorzugsweise konzentrisch zur Rotationsachse
'5 angeordnete zweite Auslaßöffnungen vorgesehen. Diese sind
vorzugsweise parallel oder mit einem spitzen Winkel hin zur Rotationsachse von etwa 0 - 40° orientiert und mit vorzugsweise
geregelter Druckluft von etwa 0,1 bis 10 bar, insbesondere von 0,5 bis 2,5 bar beaufschlagbar.
Zur Führung des versprühten Materials und insbesondere zur Vermeidung eines Rückstaus im Außenbereich des Glockenkörpers,
ist dieser mit einer sich von der Zerstäuberkante, vorzugsweise mit einem flachen Winkel zur Rotationsachse von
vorzugsweise etwa 80° vom Antriebsmodul weg erstreckende abgeschrägte Führungsfläche zur Luftführung vorgesehen. In
einem größeren Abstand vom Antriebsmodul kann diese in einen parallel verlaufenden Endteil übergehen.
Zur leichteren Montage und Demontage des Glockenkörpers ist dieser lösbar mit der axialen Wellenaufnahmeöffnung auf der
Antriebswelle, vorzugsweise auf einem sich zunehmenden Abstand zum Antriebsmodul verjüngenden Konusteil auf der Antriebswelle
sitzend angeordnet.
Wenn die Vorverteilflachen im wesentlichen konzentrisch zur.
Mantelfläche des Konus angeordnet sind, wird auf einfache Weise ein Freibereich für das Material in der Vorverteilkammer
gebildet.
Zur Erzeugung einer geeigneten kinetischen Energie des Materials ist der Glockenkörper der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit hohen Umdrehungszahlen rotierbar, wobei ein Bereich in der Größenordnung von etwa 12 000 bis 2 4 000
Umdrehungen/Minute bevorzugt ist.
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Ein sehr hoher Auftragungswirkungsgrad von ca. 75 - 85% je nach Teilespektrum des Materials wird insbesondere erreicht,
wenn der Glockenkörper mit Hochspannung, insbesondere von 10 110 kV beaufschlagbar ist.
5
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Um einen geringen Verschleiß zu gewährleisten, ist es günstig,
wenn der Glockenkörper aus einem gegenüber Materialabrasion resistenten Kunststoff oder Metall, bspw. Teflon, Edelstahl,
eloxierten oder hart verchromten Aluminium oder dgl. besteht.
Einen besonders weichen Nebel bei geringem Verschleiß erreicht man, wenn zumindest die Verteilkammer, insbesondere die
Auslaufflächen und die Beschleunigungsflächen und/oder die
Zerstäuberkante eine hochpolierte Oberfläche aufweisen.
Bei einer besonders umweltfreundlichen Ausführungsform der Erfindung, ist zumindest der Glockenkörper in einer Spritzkabine
angeordnet, wobei die Materialzufuhr durch das Förderrohr regelbar, vorzugsweise mit elektro-pneumatischen
0 Aktuatormitteln von außerhalb der Spritzkabine erfolgt.
Um eine homogene Beschichtung durch Überlagerung von Spritzbildern
zu erreichen, kann der Antriebsmodul zur Ausführung von Oszillationsbewegung oder dgl. an einem insbesonderen
vertikalen Hubgerät, mit einer vorzugsweise stufenlos steuerbaren Hubgeschwindigkeit angeordnet sein.
Zur insbesondere automatischen Steuerung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, insbesondere zur Überwachung der Rotation des Glockenkörpers und/oder der Druckluftbeaufschlagung und/oder
der Ostilationsbewegungen, ist eine ggf. außerhalb der Spritzkabine befindliche elektronische Steuerungsvorrichtung
mit vorzugsweise elektro-pneumatischen Aktuationsmitteln vorgesehen.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich durch Wahl
der Glockengröße, insbesondere des Glockendurchmessers, der vorzugsweise zwischen 40 und 100 cm betragen kann, der
Rotationsgeschwxndigkeit, der Hochspannung und des Drucks der den inneren bzw. ggf. äußeren Luftring erzeugenden Druckluft
die Eigenschaften des Zerstäubernebels, insbesondere was die Menge des auftragbaren Materials und die räumliche Verteilung
des Zerstäubernebels betrifft, beeinflussen.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispxelen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale
für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in
einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung·
Es zeigen:
0 Fig. 1 schematisch im Querschnitt eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Zerstäuben,
Fig. 2 einen Glockenkörper einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 25
Die Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Material, insbesondere Naß-Email oder gelösten Lacken oder dgl. wird
vorwiegend zum Beschichten von Werkstücken oder dgl. verwendet und weist im wesentlichen einen hohlen Glockenkörper 1 zur
0 Materialführung und Erzeugung eines Nebels auf, aus dem das Material auf einen Gegenstand auftragbar ist, sowie ein
Förderrohr 8 oder dgl. zur Materialzufuhr aus einem Vorratsbehälter in eine Verteilkammer 3 im Inneren des Glockenkörpers
1 und einen Antriebsmodul 5. Der Antriebsmodul 5, der
beispielsweise aus einer Turbine besteht, weist eine um eine
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Rotationsachse 6 bewegbare Antriebswelle 7 auf, mit der der Glockenkörper 1 in axiale Rotation versetzbar ist. Die
Zerstäubung des flüssigen Materials erfolgt an der Zerstäuberkante 4 des Glockenkörpers 1. Bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die Verteilkammer --3 toroid *rot at ions symmetrisch
ausgebildet und zum Antriebsmodul 5 hin offen und zur entgegengesetzten Seite hin geschlossen.
Weiter weist die Verteilkammer 3 eine dem Antriebsmodul 5 in axialer Richtung gegenüberliegend angeordnete Vorverteilkanuner
9 auf. Diese besitzt im Bereich der axialen Wellenauf nahmeöffnung 2 des Glockenkörpers 1 angeordnete zentrale Vorverteilf
lachen 10, einen Vorverteilboden 11 sowie in Richtung auf den Antriebsmodul 5 sich erstreckende periphere Verteilflächen 12.
Vorzugsweise ist der Vorverteilboden 11 konkav gekrümmt. Im
Anschluß an die peripheren Verteilflächen 12 sind in Richtung auf den Antriebsmodul 5 sich anschließende Auslaufflächen 13
für das flüssige Material vorgesehen. Der Auslaufradius 14 bezogen auf die Rotationsachse 6 der Antriebswelle 7 nimmt
0 vorzugsweise in axialer Richtung zum Antriebsmodul 5 zu. Weiter weisen die Auslaufflächen 13 vorzugsweise konvex
gekrümmte Beschleunigerflächen auf 15, die in die den
minimalen peripheren Abstand des Glockenkörpers 1 zum Antriebsmodul 5 festlegende Zerstäuberkante 3 übergehen.
Dieser Abstand legt einen materialfreien Bereich zwischen Glockenkörper 1 und Antriebsmodul 5 fest. Der Übergang von den
Auslaufflächen 13 zur Zerstäuberkante 4 ist dabei im wesentlichen kontinuierlich ausgebildet. Die Beschleunigerflächen 15
verlaufen an der Zerstäuberkante 4 im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 6. Der Übergang von den peripheren
Verteilflächen 12 zu den Auslaufflächen 13 ist etwa bei der
halben linearen Ausdehnung der Verteilkammer 3 in paralleler Richtung zur Rotationsachse 6 vorgesehen.
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Das Förderrohr 8, mit dem das flüssige Material der Verteilkammer
3 zugeführt wird, weist einen an einer Bohrung im Antriebsmodul 5 oder ggf. in einer den Antriebsmodul 5
aufnehmenden Halterung 5a gebildeten Zuführabschnitt 19 auf. Das Material kann·dabei der Verteilkammer 3 unmittelbar oder
über einen sich an den Zuführabschnitt 19 anschließenden bis zum Vorverteilboden 11 reichenden Endabschnitt 2 0 zugeführt
werden. Der Endabschnitt 20 kann an den Zuführabschnitt 19 angeschweißt oder genietet sein und parallel oder mit einem
spitzen zur zum Antriebsmodul 5 entgegengesetzten Seite sich öffnenden Winkel zur Rotationsachse 6 orientiert sein. In
diesem Fall ist im Übergangsbereich zwischen Zuführabschnitt 19 und Endabschnitt 20 eine Umlenkung vorgesehen.
Zur Montage bzw. Demontage kann das Förderrohr 8 mittels einer am Antriebsmodul 5 gegenüber dem Glockenkörper 1 mit Schrauben
oder dgl. angebrachten Befestigungsplatte 21 befestigt sein, die eine Durchtrittsöffnung für die Antriebswelle 7 aufweist.
Das vom rotierenden Glockenkörper 1 versprühte Material wird in axial zum Antriebsmodul 5 entgegengesetzte Richtung durch
Druckluft abgelenkt, die aus ersten Auslaßöffnungen 16 strömt. Diese Auslaßöffnungen 16 sind im peripheren Bereich des
Glockenkörpers 1 vorzugsweise konzentrisch zur Rotationsachse 5 6 angeordnet und insbesondere parallel oder mit einem spitzen
Winkel zur Rotationsachse 6 orientiert. Die die Auslaßöffnungen 16 beaufschlagende Druckluft von vorzugsweise etwa 0,1
- 10 bar ist vorzugsweise geregelt und erzeugt einen axialen inneren Luftring.
Weiter sind am Antriebsmodul 5 in einem radialen Abstand von den ersten Auslaßöffnungen 16 mehrere vorzugsweise konzentrisch
zur Rotationsachse 6 angeordnete zweite Auslaßöffnungen 17 vorgesehen. Zur Erzeugung eines axialen äußeren Luftrings
sind sie mit vorzugsweise geregelter Druckluft von etwa 0,1 -
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10 bar, insbesondere etwa 0,5 - 2,5 bar beaufschlagt und insbesondere parallel oder mit einem spitzen äußeren Ringluftwinkel
&dgr; von vorzugsweise 0 - 40° zur Rotationsachse 6 orientiert.
Insbesondere zur Führung des durch die Druckluft umgelenkten zerstäubten Materials weist der Glockenkörper 1 eine sich von
der Zerstäuberkante 4 mit einem spitzen Führungswinkel &dgr; von vorzugsweise etwa 80° vom Antriebsmodul 5 weg erstreckende
abgeschrägte äußere Führungsfläche 22 auf. Mit größerem Abstand zum Antriebsmodul 5 kann diese in einen zur Rotationsachse
6 im wesentlichen parallel verlaufenden Endteil 2 3 übergehen.
Für eine einfache Montage und Demontage ist der Glockenkörper
I mit der axialen Wellenaufnahmeöffnung 2 lösbar auf der
Antriebswelle 7 angeordnet. Diese kann hierfür einen sich mit zunehmenden Abstand zum Antriebsmodul 5 verjüngenden Konusteil
24 aufweisen, auf dem der Glockenkörper 1 der Wellenaufnahmeöffnung
2 sitzt. In diesem Fall können die Vorverteilflachen 10 der Vorverteilkammer 9 im wesentlichen parallel zur
Mantelfläche des Konusteils 24 angeordnet sein, wodurch in der Vorverteilkammer 9 ein konkaver innerer Freibereich 18
ausgebildet werden kann.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 ist beim Vorverteilboden
II weiterhin eine konkave Anschrägung 11a von etwa 0 - 10°
senkrecht zur Rotationsachse 6 vorgesehen, mit der der Materialfluß zu den peripheren Verteilflächen 12 beeinflußt
0 werden kann.
Fig. 2 illustriert den Glockenkörper 1 einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem der
Vorverteilboden 11 in einer Querschnittsebene, in der die Rotationsachse 6 liegt, eine parabelartige Krümmung aufweist.
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Die Vorverteilflächen 10a erstrecken sich im wesentlichen
linear in Richtung auf dem Antriebsmodul, wobei der radiale Abstand zur Rotationsachse 6 abnimmt, der innere Austrittswinkel
&agr; der Auslauf flächen 13 etwa 0 bis 15° und der von den Verteilflächen 10a mit der Rotationsachse 6 gebildete Verteilwinkel
&bgr; etwa 0 bis 12° beträgt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Glockenkörper 1 mit hohen Umdrehungszahlen rotierbar. Bevorzugt ist dabei ein
Bereich von 12000 bis 24000 Umdrehungen pro Minute. Zur Umlenkung des dadurch zentrifugal zur Rotationsachse 6 aus dem
Glockenkörper im Bereich der Zerstäuberkante 4 austretenden Materials ist der Glockenkörper 1 mit Hochspannung von
insbesondere etwa 10 bis 110 kV beaufschlagbar. Der Glockenkörper 1 besteht vorzugsweise aus einem gegenüber den von dem
flüssigen Material wie Emaille, Lack oder dgl. erzeugten Abrasion hochresistenten Kunststoff- oder Metallmaterial, wie
insbesondere beispielsweise Teflon, Edelstahl, eloxierten oder hartverchromtes Aluminium oder dgl. Dabei sind insbesondere
0 die mit dem flüssigen Material in Kontakt kommenden Bereiche des Glockenkörpers 1, zumindest die Verteilkammer 3, insbesondere
die Auslaufflächen 13 und die Beschleunigerflächen 15 und/oder die Zerstäuberkante 4 mit einer hochpolierten
Obeflache versehen.
Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich
üblicherweise ein zu beschichtender Gegenstand in einer Spritzkabine. Beim Beschichten ist daher zumindest der
Glockenkörper 1 in der Spritzkabine angeordnet. Eine geregelte Materialzufuhr, vorzugsweise mit elektro-pneumatischen
Aktuatormitteln kann dann das Förderrohr 8 geschehen.
Das zerstäubte Material bildet auf einem zu beschichtenden Gegenstand zunächst ein Spritzbild. Durch eine Überlagerung
mehrerer Spritzbilder wird eine gleichmäßigere Beschichtung
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PATENTANWÄLTE
erreicht. Eine Überlagerung von Spritzbildern kann insbesondere dadurch erreicht werden, daß der Antriebsmodul 5 zur
Ausführung von Oszillationsbewegungen oder dgl. auf einem vertikalen Hubgerät montiert, dessen Hubgeschwindigkeit
stufenlose steuerbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird mit einer elektronischen
Steuerungsvorrichtung zur Überwachung der Rotation des Glockenkörpers 1 und/oder der Druckluftbeaufschlagung der
ersten bzw. der zweiten Auslaßöffnungen 16, 17 verbunden, die ebenso die Oszillationsbewegungen des Antriebsmoduls 5 steuern
kann, wobei vorzugsweise elektro-pneumatische Aktuatoren eingesetzt werden. Damit lassen sich die Menge des aufzutragenden
Materials, die räumliche Verteilung des Zer-Stäubernebels oder dgl. entsprechend den Anforderungen an die
Beschichtung der Gegenstände beeinflussen.
17.04.98
_ 14 - Keil&Schaafhausen
PATENTANWÄLTE
1 Glockenkörper
2 Wellenaufnahmeöffnung 3 Verteilkammer '"■
4 Zerstäuberkante
5 Antriebsmodul 5a Halterung
6 Rotationsachse 7 Antriebswelle
8 Förderrohr
9 Vorverteilkammer
10 Vorverteilflachen 10a Vorverteilflächen
11 Vorverteilboden
11a Anschrägung
12 Verteilflächen
13 Auslaufflächen
14 Auslaufradius
15 Beschleunigerflächen
16 Auslaßöffnung
17 Auslaßöffnung
18 Freibereich
19 Zuführabschnitt 2 0 Endabschnitt
21 Befestigungsplatte
22 Führungsfläche 2 3 Endteil
2 4 Konusteil 30
&agr; innerer Austrittswinkel
&bgr; Verteilwinkel
&ggr; Führungswinkel
&dgr; äußerer Ringluftwinkel
17.04.98
Claims (1)
- - 15 - KEIL&SCHAAFHAUSENPATENTANWÄLTESchutzansprüche1. Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Material, insbesondere Nass-Email oder gelösten Lacken oder dgl. mit einem rotierbaren hohlen Glockenkörper (1) zur Materialfiührung und zur Erzeugung eines Nebels, aus dem das Material auf einen Gegenstand, insbesondere ein zu beschichtendes Werkstück oder dgl. auftragbar ist, der eine Verteilkammer (3) und eine periphere Zerstäuberkante (4) aufweist, einem Förderrohr (8) oder dgl. zur Materialzufuhr aus einem Vorratsbehälter in die Verteilkammer (3) und einem Antriebsmodul (5) mit einer um eine Rotationsachse (6) bewegbaren Antriebswelle (7), mit der der Glockenkörper (1) in axiale Rotation versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilkammer (3) toroidartig rotationssymmetrisch ausgebildet sowie zum Antriebsmodul (5) hin offen und zur entgegengesetzten Seite hin geschlossen ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdie Verteilkammer (3) eine dem Antriebsmodul (5) in axialer Richtung gegenüberliegend angeordnete Vorverteilkammer (9) aufweist, mit im Bereich einer axialen Wellenaufnahmeöffnung(2) angeordneten zentralen Vorverteilflachen (10, 10a), einem vorzugsweise konkav gekrümmten Vorverteilboden (11) sowie in Richtung auf den Antriebsmodul (5) sich erstreckenden peripheren Verteilflächen (12), und daß sich an die peripheren Verteilflächen (12) in Richtung auf den Antriebsmodul (5) Auslaufflächen (13) anschließen, vorzugsweise mit einem in axialer Richtung zum Antriebsmodul (5) hin zunehmenden Auslaufradius (14) und konvex gekrümmten Beschleunigerflächen (15), die in die insbesondere den minimalen peripheren Abstand des Glockenkörpers (1) zum Antriebsmodul (5) festlegende Zerstäuberkante (4) übergehen.17.04.98&tgr;? nc r· &igr; ······- 16 - KEIL&SCHAAFHAUSENPATENTANWÄLTE3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlicher Übergang von den Auslaufflächen (13) zur Zerstäuberkante (4) vorgesehen ist.4. > Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn^ zeichnet, daß die Auslauf flächen (13) einen inneren Austrittswinkel (&agr;) von etwa 0° bis 15° aufweisen.5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerflächen (15) an der Zerstäuberkante (4) im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (6) verlaufen.6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von den peripheren Verteilflächen (12) zu den Auslaufflächen (13) bei etwa der halben linearen Ausdehnung der Verteilkammer (3) parallel zur Rotationsachse (6) vorgesehen ist.7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverteilboden (11) eine parabelartige Krümmung aufweist.8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen 5 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverteilboden(11) eine konkave Anschrägung (Ha) von etwa 0° bis 10° gegenüber einer auf der Rotationsachse (6) stehenden Senkrechten aufweist.0 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverteilflachen (10) linear ausgebildet sind und einen spitzen Verteilwinkel (]6) zur Rotationsachse von etwa 0° bis 12° aufweisen.17.04.98- 17 - KEIL&SCHAAFHAUSENPATENTANWÄLTE10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverteilflachen (10) einen konkaven inneren Freibereich (18) zur Materialzuführung bilden.- ■ . · ■■ .11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (8) einen von einer Bohrung oder dgl. im Antriebsmodul (5) oder ggf. in einer den Antriebsmodul (5) aufnehmenden Halterung (5a) gebildeten Zuführabschnitt (19) und ggf. einen, insbesondere parallel oder mit einem spitzen zur zum Antriebsmodul (5) engegengesetzten Seite sich öffnenden Winkel zur Rotationsachse (6) orientierten, bis zum Vorverteilboden (11) reichenden Endabschnitt (20) aufweist, wobei ggf. im Übergangsbereich zwischen Zuführabschnitt (19) und Endabschnitt(20) eine Umlenkung vorgesehen ist.12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderrohr (8) mittels einer am Antriebsmodul (5) gegenüber dem Glockenkörper (1) mit Schrauben oder dgl. angebrachten eine Durchtrittsöffnung für die Antriebswelle (7) aufweisende Befestigungsplatte(21) befestigbar ist.13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Antriebsmodul (5) im peripheren Bereich des Glockenkörpers (1) mehrere, vorzugsweise konzentrisch zur Rotationsachse (6) angeordnete, insbesondere parallel oder mit einem spitzen Winkel zur Rotationsachse (6) orientierte erste Auslaßöffnungen (16) vorgesehen sind, die mit vorzugsweise geregelter Druckluft, vorzugsweise von etwa 0,1 - 10 bar, insbesondere von 0,5 - 5,5 bar zur Erzeugung eines axialen inneren Luftrings beaufschlagbar sind.17.04.98- is - Keil&SchaafhausenPATENTANWÄLTE14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Antriebsmodul (5) in einem radialen Abstand von den ersten Auslaßöffnungen (16) mehrere, vorzugsweise konzentrisch zur Rotationsachse (6) angeordnete* insbesondere parallel· oder mit einem spitzen Winkel (6) von vorzugsweise etwa 0-40° zur Rotationsachse (6) orientierte zweite Auslaßöffnungen (17) vorgesehen sind, die mit vorzugsweise geregelter Druckluft von vorzugsweise etwa 0,1 - 10 bar, insbesondere von etwa 0,5 - 2,5 bar zur Erzeugung eines axialen äußeren Luftrings beaufschlagbar ist.15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glockenkörper (1) eine sich von der Zerstäuberkante (4), vorzugsweise mit einem spitzen Führungswinkel (&ggr;) senkrecht zur Rotationsachse (6) von vorzugsweise etwa 80° vom Antriebsmodul (5) weg erstreckende abgeschrägte äußere Führungsfläche (22) zur Luftführung aufweist.16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (22) mit größerem Abstand zum Antriebsmodul (5) in einen zur Rotationsachse (6) i.w. parallel verlaufenden Endteil (23) übergeht.17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glockenkörper (1) mit der axialen Wellenaufnahmeöffnung (2) lösbar auf der Antriebswelle (7), vorzugsweise auf einem sich mit zunehmenden Abstand zum Antriebsmodul (5) verjüngenden Konusteil (24) der Antriebswelle (5) sitzend, angeordnet ist.18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daßdie Vorverteilflachen (10) im wesentlichen parallel zur Mantelfläche des Konusteils (24) angeordnet sind.17.04.98E76G2 ···» ··· ···- 19 - KEIL&SCHAAFHAUSENpatentanwälte19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glockenkörper (1) mit hohen Umdrehungszahlen, insbesondere in einem Bereich von etwa 12000 - 24000 Umdrehungen/Minute rotierbar ist.20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glockenkörper (1) mit Hochspannung von insbesondere etwa 10 - 110 kV beaufschlagbar ist.21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glockenkörper (1) aus einem gegenüber Materialabrasion hoch resistenten Kunststoff oder Metall, wie insbesondere Teflon, Edelstahl, eloxierten oder hart verchromten Aluminium oder dgl. besteht.22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Verteilkammer (3) des Glockenkörpers (1), insbesondere die Auslaufflächen (13) und die Beschleunigerflächen (15) und/oder die Zerstäuberkante (4) eine hochpolierte Oberfläche aufweisen.23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Glockenkörper (1) in einer Spritzkabine angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Materialzufuhr durch das Förderrohr (8) regelbar, vorzugsweise mit elektro-pneumatischen Aktuatormitteln, von außerhalb der Spritzkabine erfolgt.0 24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmodul (5) zur Ausführung von Oszillationsbewegungen oder dgl. an einem insbesonderen vertikalen Hubgerät mit vorzugsweise stufenlos steuerbarer Geschwindigkeit angeordnet ist.17.04.98- 20 - KEIL&SCHAAFHAUSENPATENTANWÄLTE25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuerungsvorrichtung zur Überwachung der Rotation des Glockenkörpers (1) und/oder der Druckluftbeaufschlagung der ersten bzw. zweiten Auslaßöffnungen (16, 17) und/oder der Oszillationsbewegungen des Antriebsmoduls (5), vorzugsweise mit elektro-pneumatischen Aktuatormitteln, vorgesehen ist.17.04.98
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