DE3213460A1 - DEVICE FOR SPRAYING AND DELIVERING A COATING MATERIAL - Google Patents
DEVICE FOR SPRAYING AND DELIVERING A COATING MATERIALInfo
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Description
Ransburg Corporation Indianapolis, Indiana 4620 8 ( V. St. A.)Ransburg Corporation Indianapolis, Indiana 4620 8 (V. St. A.)
Vorrichtung zur Zerstäubung und Abgabe eines Überzugsmaterials.Device for atomizing and dispensing a coating material.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abgabe und Zerstäubung eines überzugsmaterials gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for dispensing and atomizing a coating material according to Preamble of claim 1.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein verbessertes Turbinenrad zur Verwendung in einem Rückkopplungssystem zum Zerstäuben und Abgeben eines Überzugsmaterials. More particularly, the invention relates to an improved turbine wheel for use in a feedback system for atomizing and dispensing a coating material.
Es sind verschiedene Arten von Zerstäubervorrichtungen und zugehörige Antriebe bekannt (US-PS 2 759 764, US-PS 2 754 226, US-PS 3 358 931, US-PS 1 853 682, US-PS 3 011 472, US fteissue Patent 24 602). Einige dieser Einrichtungen werden mit Hilfe eines Elektromotors angetrieben, der sich auf dem gleichen Potential wie der zu überziehende Gegenstand oder auf einem anderen Potential wie der zu überziehende Gegenstand befindet, um auf diese Art und Weise die Übertragung und den Transport des Überzugsmaterials vom Zerstäuberkopf auf den zu überziehenden Gegenstand zu verbessern.Various types of atomizing devices and associated drives are known (US Pat. No. 2,759,764, U.S. Patent 2,754,226, U.S. Patent 3,358,931, U.S. Patent 1,853,682, U.S. Patent 3,011,472, U.S. Patent 24,602). Some of these devices are powered by an electric motor, which is on the same potential as the object to be coated or on a different potential how the object to be coated is located, in order in this way to transfer and transport the coating material to improve from the atomizer head to the object to be coated.
Es sind viele Überzugseinrichtungen bekannt, welche mit Hilfe eines Pluidmotors oder eines Luftmotors angetrieben werden (US-PS 3 067 949, US-PS 3 121 024, US-PS 2 711 926). Der zunehmende Einsatz derartiger Fluidmotoren trägt mit dazu bei, daß die Drehgeschwindigkeiten des Zerstäuberkopfes leicht verändert werden können, indem derMany coating devices are known which are driven with the aid of a pluid motor or an air motor (U.S. Pat. No. 3,067,949, U.S. Pat. No. 3,121,024, U.S. Pat 2 711 926). The increasing use of such fluid motors contributes to the fact that the rotational speeds of the The atomizer head can easily be changed by the
Arbeitsmitteldruck am Eingang des Pluidmotors verändert wird.Working medium pressure at the inlet of the pluid motor changed will.
Mit bekannten Einrichtungen sind Drehgeschwindigkeiten von 10.000 bis 30.000 U/min erreicht worden. Es gibt jedoch Überzugsmaterialien mit einem geringen Lösungsmittelgehalt, sog. High-Solids, welche im zunehmenden Maße gebräuchlich werden, die noch höhere Drehgeschwindigkeiten, beispielsweise Mo.000 U/min benötigen, um die beöbe Zerstäubung zu erhalten. Um diesen Drehgeschwindigkeitsbereich von 40.000 U/min zu erreichen, werden Luft oder andere Fluidturbinenantriebe eingesetzt. Die Zerstäubereinrichtungen, diejmit Turbinenantrieben verwendet werden, weisen einen kleinen Durchmesser auf, beispielsweise im Bereich von 20 bis 80 mm. Mit der Verwendung derartig kleiner Einrichtungen tritt ein weiteres Problem auf, nämlich, daß diese Einrichtungen ein sehr kleines Winkeldrehmoment aufweisen. Veränderungen in bestimmten Charakteristiken der Überzugsmaterialien, die von Zerstäubereinrichtungen abgegeben werden, welche ihrerseits mit Fluidmotoren gekoppelt sind, können zu bemerkenswerten Veränderungen in den Drehgeschwindigkeiten derartiger Zerstäubereinrichtungen führen, in_dem sich die Belastung der Fluidmotoren verändert. Das gleiche gilt für solche Einrichtungen, wo von der Abgabe eines Überzugsmaterials auf einen Leerbetrieb umgeschaltet wird, in welchem kein Überzugsmaterial abgegeben wird, beispielsweise bei Zwischenräumen zwischen einzelnen zu überziehenden Gegenständen auf einem Band. Diese Beobachtungen treffen insbesondere zu bei Fluidmotoren mit geringer Leistung, beispielsweise bei ehern Turbinen-Luftmotor (US-Patentanmeldung Ser. No. 13 125, eingereicht am 21. Februar 1979)· Die sich ändernden Lasten, welche auf Veränderungen der Überzugsmaterialcharakteristiken zurückzuführen sind, Farbwechsel auf automatischen überzugs-Rotational speeds of 10,000 to 30,000 rpm have been achieved with known devices. However, there are coating materials with a low solvent content, so-called high solids, which are becoming increasingly common and which require even higher speeds of rotation, for example 10,000 rpm, in order to obtain the beöbe atomization. Air or other fluid turbine drives are used to achieve this 40,000 rpm rotational speed range. The atomizers used with turbine drives are small in diameter, for example in the range of 20 to 80 mm. With the use of such small devices, there is another problem that these devices have a very small angular torque. Changes in certain characteristics of the coating materials dispensed by atomizers which are in turn coupled to fluid motors can lead to remarkable changes in the rotational speeds of such atomizers by changing the load on the fluid motors. The same applies to those devices where a switch is made from the dispensing of a coating material to an empty mode in which no coating material is dispensed, for example in the case of gaps between individual objects to be coated on a belt. These observations are particularly true of low power fluid motors such as a turbine air motor (U.S. Patent Application Ser. No. 13,125, filed February 21, 1979). The changing loads due to changes in coating material characteristics, color changes on automatic coating
einrichtungen und das Umschalten zwischen einer Materialabgabe und einer Materialnichtabgabe haben ernsthafte, nachteilige Einflüsse auf die Motorlasten und daher auch auf den Verschleiß der Motorlager und auf andere Motorparameter und/oder Charakteristiken. Weiterhin führt die Unmöglichkeit, die Zerstäuber-Drehgeschwindigkeiten zu steuern, und zwar sowohl bei der. Beschleunigung als auch beim Abbremsen dazu, ^ . daß Überzugsmaterial vergeudet wird und auch Zeit in einer Vielfachüberzugseinrichtung vertan wird, beispielsweise muß die Zerstäubereinrichtung auf die optimale Geschwindigkeit gebracht werden, um Überzugsmaterial zu zerstäuben, nachdem ein anderes Überzugsmaterial mit höherer Geschwindigkeit ausgegeben wurde. Der Zeitfaktor ist bei Überzugseinrichtun.gen mit einem hohen Ausstoß ein sehr bedeutsamer Paktor. Das Verschwenden von Überzugsmaterial beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit eines Verfahrens und hat auch im Hinblick auf die Umweltverschmutzung nachteilige Folgen.facilities and switching between a material delivery and a material non-delivery have serious, disadvantageous Influences on the engine loads and therefore also on the wear of the engine bearings and on other engine parameters and / or characteristics. Furthermore, the inability to control the atomizer rotational speeds leads to, and indeed both at the. Acceleration as well as braking, ^. that coating material is wasted and also time in one Multiple coating equipment is wasted, for example the atomizing equipment must be set to the optimum speed be brought to atomize coating material after another coating material is dispensed at a higher speed became. The time factor is a very important factor in coating equipment with a high output. That Waste of coating material affects the economics of a process and also has with regard to the environmental pollution adverse consequences.
Für gewöhnlich umfaßt die Veränderungscharakteristik der Überzugsmaterialien, welche zerstäubt werden, Wechsel im _ " 20 Hinblick auf die Viskosität, den Feststoffgehalt, das spezifische Gewicht und dergl. der Überzugsmaterialien. Unglücklicherweise geht bei vielen Fällen', beispielsweise wenn Farbwechsel durchgeführt werden, insbesondere bei dem Endanstrich an aufeinanderfolgenden Gegenständen, dies einher mit wesentlichen Veränderungen in den Charakteristiken, Dies ist einfach darauf zurückzuführen, daß es nicht immer möglich ist, die bedeutsamsten Charakteristiken von unterschiedlichen Überzugsmaterialien, die auf ein- und derselben Fertigungs-•linie Verwendet werden, in Übereinstimmung zu bringen. Dies resultiert dann unvermeidbar in Veränderungen der Belastungen der Fluidmotoren, welche diese verschiedenen ÜberzugsmaterialUsually the change characteristic includes of the coating materials, which are atomized, changes in terms of viscosity, solids content, the specific Weight and the like of the coating materials. Unfortunately, in many cases, 'such as when Color changes are carried out, especially in the case of the final coat of paint on successive objects, this goes hand in hand with this with substantial changes in the characteristics, this is simply because it is not always possible is, the most important characteristics of different coating materials that are on the same production line • Used to match. This then inevitably results in changes in the loads the fluid motors using these different coating materials
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bei vielen Veränderungen in der Überzugsmaterialfarbe abgeben.when there are many changes in the coating material color.
Als ein Beispiel sei eine Automobil-Endanstrichlinie genannt, bei welcher jedes Auto längs einer Endanstrichlinie mit einer Endanstrichfarbe überzogenAs an example, consider an automobile finish line in which each car is along a finish line coated with a finishing paint
wird, welche von Automobil zu Automobil unterw which from automobile to automobile underw
schiedlich- ist. ' ' - Verschiedene Einrichtungen, um derartige Parbsteuerungen unter Kontrolle zu bringen, sind bereits vorgeschlagen worden, um auf diese Art und Weise Unterschiede der Überzugsmaterialien von Farbe zu Farbe berücksichtigen zu können. Beispielsweise ist ein System vorgeschlagen worden, bei welchem die Kontrolle derartiger Parameter, beispielsweise wie die Überzugsmaterialströmungsgeschwindigkeit und der überzugsmaterialdruck präzise berücksichtigt wird, um bestimmteis different. '' - Various bodies in order to Bringing such paraboot controls under control have already been proposed to do in this way To be able to take into account differences in the coating materials from color to color. For example a system has been proposed in which there is control of such parameters as, for example, coating material flow rate and the coating material pressure is precisely taken into account in order to achieve certain
Charakteristiken unterschiedlicher Materialien zu berücksichtigen, wenn Überzugsmaterialwechsel (z. B. Farbwechsel) von ein- und derselben Herstellungseinrichtung durchgeführt w werden (US-Patentanmeldung Ser. No. 35 105 vom 1. Mai 1979).To take into account the characteristics of different materials, if coating material changes (e.g. color changes) are carried out by one and the same manufacturing facility w (U.S. Patent Application Ser. No. 35,105 dated May 1, 1979).
Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abgeben und Zerstäuben von Überzugsmaterial geschaffen worden, welche eine Dreheinrichtung zur Zerstäubung von Überzugsmaterial, eine Fördereinrichtung für Überzugsmaterial, einen Fluidmotor mit angetriebenem Rad und eine Einrichtung aufweist, um das angetriebene Rad mit der zu drehenden Zerstäubervorrichtung zu koppeln. Der Fluidmotor weist einen Eingang für das Antrieb:According to the invention there has been provided an apparatus for dispensing and atomizing coating material which a rotating device for atomizing coating material, a conveying device for coating material, a fluid motor having a driven wheel and means to connect the driven wheel to the rotating atomizer device to pair. The fluid motor has an input for the drive:
mittel auf, um Antriebsmittel gegen das sich drehende Rad zu richten, um dieses auf diese Art und Weise zu beschleunigenmeans to direct drive means against the rotating wheel in order to accelerate it in this way
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Die Vorrichtung weist weiterhin eine Antriebsmittelquelle und ein Ventil auf, um den Strom des Antriebsmittels von der Antriebsmittelquelle zum angetriebenen Rad zu steuern. Es ist ein Bremsmitteleingang, eine Bremsmittelquelle und ein Ventil vorgesehen, um die Strömung für das Bremsmittel von der Bremsmittelquelle zum Bremseingang zu bewerkstelligen. Ein Rückkoppelmechanismus füh<?t die Motorgeschwindigkeit ab und steuert das Antriebsmittelsteuerventil und das Bremsmittelsteuerventil, und zwar im Ansprechen auf die abgefühlte Motorgeschwindigkeit. Das angetriebene Rad. weist eine Oberfläche auf, welche mit Bremsmittelflügeln oder Vorsprüngen versehen ist, wobei der Motor weiterhin eine Düse aufweist, um Bremsmittel vom Bremsmitteleingang zu den Flügeln oder Vorsprüngen zu richten. Die Betätigung des Bremsmittelsteuerventils bewirkt, daß Bremsmittel von der Düse her gegen die Vorsprünge oder Flügel gerichtet wird, 3O daß dem Bestreben des Rades, sich zu beschleunigen, eine Gegenwirkung entgegengesetzt wird.The apparatus further includes a drive means source and a valve to control the flow of drive means from the drive means source to the driven one Steering wheel. There is a brake fluid inlet, a brake fluid source and a valve is provided to the To accomplish flow for the brake fluid from the brake fluid source to the brake input. A feedback mechanism senses the engine speed and controls the drive medium control valve and the brake medium control valve, in response to the sensed engine speed. The driven wheel has a surface on, which is provided with brake means vanes or projections, wherein the engine further has a nozzle, to direct brake fluid from the brake fluid inlet to the wings or projections. The actuation of the brake fluid control valve causes braking means to be directed from the nozzle against the projections or wings, 3O that the tendency of the wheel to accelerate is opposed by a counteraction.
Beispielsweise kann das angetriebene Rad einen Umfang aufweisen, welcher Reihen von Flügeln oder Vorsprangen aufweist, gegen welche dae Antriebsmittel gerichtet wird, um das Rad zu beschleunigen, und weiterhin können an dieser Oberfläche Bremsmittelflügel vorgesehen sein, welche eine in axialer Richtung ausgerichtete Oberfläche aufweisen.For example, the driven wheel can have a circumference which has rows of vanes or projections, against which the drive means is directed in order to accelerate the wheel, and can continue to use this Surface brake means wing can be provided, which have a surface aligned in the axial direction.
Außerdem kann als Ausbildung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung das angetriebene Rad eine Mehrzahl derartiger Bremsmittelflügel oder Vorsprünge aufweisen, welche um die Achse des Rades.ausgerichtet sind, und radial zwischen der Achse und dem Umfang des Rades angeordnet sind. Jeder derartige^ Bremsflügel weist eine im allgemeinen sich in radialeIn addition, as a construction of a device according to the invention, the driven wheel can have a plurality of such Have brake means wings or projections which are aligned around the axis of the Rades, and radially between the Axis and the circumference of the wheel are arranged. Each such brake wing has a generally radial one
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Richtung erstreckende Oberfläche auf, welche im wesentlichen flach und in einem Winkel, vorzugsweise von 30°, zur Achse des Rades ausgerichtet ist, gegen welche das Bremsmittel gerichtet wird. Weiterhin kann der Bremsmittelflügel auch eine etwa teilzylindrische Oberfläche aufweisen.Direction extending surface, which is essentially flat and at an angle, preferably of 30 °, is aligned with the axis of the wheel against which the braking means is directed. Furthermore, the brake means wing also have an approximately partially cylindrical surface.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.
Fig. 1 zeigt eine Teillängsquerschnittsansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei weitereFig. 1 shows a partial longitudinal cross-sectional view of a Device according to the invention, with further
zugehörige Teile in Blockform wiedergegeben sind.associated parts are shown in block form.
Fig. 2 ist eine Teilseiten-Querschnittsansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.Figure 2 is a partial side cross-sectional view of the device according to Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht gemäß 3-3 nach Fig. 2.FIG. 3 is a side view according to 3-3 of FIG. 2.
Fig. H ist eine Draufsicht auf einen Teil der VorrichtungFigure H is a plan view of part of the device
gemäß Fig. 1.
20according to FIG. 1.
20th
Fig. 5 ist eine schaubildliche Teilansicht eines TeilesFigure 5 is a fragmentary perspective view of a portion
der Vorrichtung nach Fig. H. the device according to Fig. H.
In Fig. 1 ist ein Turbinenfluidmotor 10 zur Rotation einer Zerstäubervorrichtung 11 gezeigt, welcher ein Gehäuse 12 aufweist, welctes beispielsweise aus Gußaluminium besteht. Das Gehäuse ist an einem isolierenden Pfosten 14 mit Hilfe von Bolzen oder Schrauben 16 befestigt, welche durch einen Kragen 18 am Gehäuse 12 hindurchgehen und sich in den verkleinerten unteren Endteil 20 des Pfostens 14 erstreken. Eine Leitung 22 ist zwischen einer Schraube 16 und einer Hochspannunj quelle 23 verbunden, welche schaubildlich dargestellt ist, um den Arbeitsmittelmotor 10 und die Zerstäubervorrichüung 11 auf einem hohen elektrischen Potential anzuordnen. Die Versor-In Fig. 1, a turbine fluid motor 10 is for rotation an atomizer device 11 is shown, which has a housing 12, welctes consists for example of cast aluminum. The housing is on an insulating post 14 with the help fastened by bolts or screws 16 which pass through a collar 18 on the housing 12 and are in the reduced lower end portion 20 of post 14 extend. A line 22 is between a screw 16 and a high voltage Source 23, which is shown diagrammatically, is connected to the working fluid motor 10 and the atomizing device 11 to be arranged at a high electrical potential. The supply
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gung der Zerstäubervorrichtung 11 mit einem hohen elektrischen Potentaal bewirkt, daß die Teilchen des Überdie Supplying the atomizing device 11 with a high electrical potential causes the particles of the over-the-top
zugsmaterials, durch diese ausgegeben werden» elektrostatisch aufgeladen werden während des Zerstäubungs- und Ausgabevorganges, um den Überzugswirkungsgrad der zerstäubten Teilchen in Übereinstimmung mit bekannten Grundprinzipien zu verbessern.pulling material through which they are dispensed »electrostatically are charged during the atomization and dispensing process in order to increase the coating efficiency of the atomized Improve particles in accordance with known basic principles.
Das Gehäuse 12 ist in eine Zerstäuberseite, Teil 32, und in einen Stützteil, Teil 34, geteilt, wobei diese Teile durch eine Mehrzahl von Schrauben 35 miteinander verbunden sind. Der Teil 32 weist einen mittigen Zylinder 44 auf, welcher sich in Längsrichtung durch den Teil 32 von der Innenseite des Gehäuses 12 zu einer Oberfläche 50 am ; Teil 32 erstreckt. Eine entnehmbare Kartusche 48 ist innerhalb des Zylinders 44 untergebracht und ist zwischen den Gehäuseteilen 32 und 34 gehaltert und trägt- die drehbaren Bestandteile der Turbine.The housing 12 is divided into an atomizer side, part 32, and a support part, part 34, these parts are connected to each other by a plurality of screws 35. The part 32 has a central cylinder 44, which extends longitudinally through the portion 32 from the inside of the housing 12 to a surface 50 on; part 32 extends. A removable cartridge 48 is within of the cylinder 44 and is supported between the housing parts 32 and 34 and carries the rotatable components the turbine.
Die Kartusche 48 umfaßt eine Motorwelle 56, welche sich in Längsrichtung durch eine Buchse 49 in der Kartusche 48 erstreckt. Die Büchse 49 schließt eine fest eingepaßte Lagerlauffläche 52 und 54 in der Nähe ihrer gegenüberliegenden Enden ein. Lauflagerflächen 58 und 60 sind fest eingepaßt an den Teilen 62 und 64, und zwar auf der Welle 56. Zweckmäßige Lager laufen in den Laufbahnen 52 bis 60 und haltern die Welle 56 im Gehäuse 12 drehbar. Das eine Ende der Welle 56 ist im Gehäuseteil 32 durch eine Befestigungsmutter 68 gehaltert, welche die äußere Laufbahn 54 im Gehäuse 32 an Ort und Stelle haltert. Eine Befestigungsmutter 68 ist in das Ende der Buchse 49 eingeschraubt.The cartridge 48 includes a motor shaft 56 which rotates in the longitudinal direction through a socket 49 in the cartridge 48 extends. The sleeve 49 includes a tightly fitted bearing surface 52 and 54 near their opposite ends. Running bearing surfaces 58 and 60 are tightly fitted on parts 62 and 64 on shaft 56. Appropriate bearings run in raceways 52 to 60 and hold the shaft 56 rotatable in the housing 12. One end of the wave 56 is retained in the housing part 32 by a fastening nut 68 which secures the outer raceway 54 in place in the housing 32 and place. A fastening nut 68 is screwed into the end of the socket 49.
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Das motorseitige Ende des Gehäuses 32 weist einen radial nach außen vorstehenden und sich in axialer Richtung erstreckenden Kragen 71 auf, welcher von der Ringnut 72 vorsteht. Eine ringförmige Düsenplatte 74 ist in der Nut 72 durch eine Mehrzahl von Schrauben 70 befestigt, welche sich durch Senkbohrungen in der Düsenplatte 74 hindurcherstrecken und in Gewindebohrungen der Nut 72 eingeschraubt sind. Ein Dichtring verhindert den Austritt von Druckluft zwischen dem Kragen 71 und dem Zylinder 1J1I. Ein weiterer Dichtrinp; 77 ist an der Buchse 49 befestigt und trägt mit dazu bei, den Austritt von Luft zwischen dem Zylinder 44 und der Buchse 49 auf ein Minimum zu verringern.The end of the housing 32 on the motor side has a collar 71 protruding radially outward and extending in the axial direction, which protrudes from the annular groove 72. An annular nozzle plate 74 is fastened in the groove 72 by a plurality of screws 70 which extend through countersunk bores in the nozzle plate 74 and are screwed into threaded bores in the groove 72. A sealing ring prevents the escape of compressed air between the collar 71 and the cylinder 1 J 1 I. Another sealing ring; 77 is attached to the sleeve 49 and helps to reduce the leakage of air between the cylinder 44 and the sleeve 49 to a minimum.
Die Düsenplatte 74 ist mit einer oder mehreren Öffnungen oder Düsen 80 an Ihrem Umfang versehen. Die Düsenplatte 74 weist außerdem eine sich nach außen hin öffnende Nut 82 auf, in welcher ein Dichtring 83 angeordnet ist, welcher den äußeren Umfang der Düsenplatte 74 zur inneren Seitenwand 84 des Gehäuseteils 32 abdichtet, um den Austritt von Luft durch die Zwischenräume hindurch zu verhindern.The nozzle plate 74 is one or more openings or nozzles 80 provided on your circumference. The nozzle plate 74 also has an outwardly opening groove 82, in which a sealing ring 83 is arranged, which connects the outer circumference of the nozzle plate 74 to the inner side wall 84 of the housing part 32 seals to prevent air from escaping to prevent the gaps through.
Das innere Ende 86 der Welle 56 weist ein Innengewinde auf. Ein angetriebenes Turbinenrad 88 ist auf dem innerenThe inner end 86 of the shaft 56 is internally threaded. A driven turbine wheel 88 is on the inner
8888
Ende'aer Welle 56 angebracht und mit Hilfe eines nicht gezeigten Keils gegenüber Drehung festgelegt. Eine Scheibe 200 und eine Schraube 202 sichern das Turbinenrad 88 gegen axiale Bewegung auf der Welle 56. Die Schraube 202 befestigt das Turbinenrad 88 gegenüber der inneren Laufbahn der Welle 56.Ende'aer shaft 56 attached and with the help of a not shown Wedge set against rotation. A washer 200 and a screw 202 secure the turbine wheel 88 against axial movement on the shaft 56. The screw 202 secures the turbine wheel 88 against the inner raceway of shaft 56.
Das Gehäuse 12 ist in einem Hochdruck oder Eintrittsteil 92 und einem Niederdruck- oder Austrittsteil 96 durch die Düsenplatte 74 unterteilt. Das Turbinenrad 88 weist eine Mehrzahl von sich im wesentlichen radial erstreckenden Flügeln 98 um ihren äußeren Umfang verteilt auf. Die Flügel 98 befinden sich im Weg des Druckluftstrahles durch die Düse 80 zwischen der Hochdruckseite 92 und der Niederdruckseite 96.The housing 12 is in a high pressure or inlet part 92 and a low pressure or outlet part 96 through the nozzle plate 74 divided. The turbine wheel 88 has a A plurality of substantially radially extending vanes 98 distributed around their outer circumference. The wings 98 are located in the path of the compressed air jet through the nozzle 80 between the high pressure side 92 and the low pressure side 96.
Wenn sich die komprimierte Luft durch die Düse 80 ausdehnt, und zwar von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite 96, so wirkt diese gegen die Flügel 98 und bewirkt,da£ das Turbinenrad 88 und die Motorwelle 56 anfangen, sich zu drehen. Der in Fig. 1 gezeigte Fluidmotor 10 weist auf der Hochdruckseite einen Druck zwischen ungefähr 4,5 und 2,5 (64,7 bis 34,7 psia) auf, welcher einstellbar ist, um die Umdrehung des Turbinenrades 88 einzustellen, wohingegen \si-oh auf der Niederdruckseite ein Druck in der Größenordnung vonWhen the compressed air expands through the nozzle 80, from the high pressure side to the low pressure side 96, this acts against the wings 98 and causes £ the turbine wheel 88 and the motor shaft 56 begin to rotate. The fluid motor 10 shown in Fig. 1 has on the High pressure side has a pressure between about 4.5 and 2.5 (64.7 to 34.7 psia) which is adjustable to the Rotation of the turbine wheel 88, whereas \ si-oh on the low pressure side a pressure in the order of magnitude of
1,0 kp/mn (14,7 psia) zu zufriedenstellenden Resultaten füh Im unteren Gehäuseteil 32 ist ein Lufteinlaß 102 vorgesehen, um Luft von einer Quelle 104 zur Hochdruckseite 92 durch einen Geschwindigkeitssteuermechanismus zu leiten, wob die-ser Mechanismus noch beschrieben wird. Der Geschwindigke steuermeehanismus steuert den Luftdruck auf der Hochdrucksei 92, um dadurch den Differentialdruck zwischen der Hochdruck seite 92 und der Niederdruckseite 96 und damit die Umdrehung zahl des Turbinenrades 88 zu steuern.1.0 kp / mn (14.7 psia) gives satisfactory results An air inlet 102 is provided in the lower housing part 32, to direct air from source 104 to high pressure side 92 through a speed control mechanism, whereby this mechanism will be described later. The speed control mechanism controls the air pressure on the high pressure egg 92 to thereby the differential pressure between the high pressure side 92 and the low pressure side 96 and thus the revolution number of the turbine wheel 88 to control.
Im Gehäuseteil 34 ist eine Auslaßöffnung 108 vor gesehen, damit Luft von der Niederdruckseite austreten, kann, welche bereits durch die Düsenplatte 74 und das Turbinenrad 88 hindurch- bzw. vorbeigegangen ist. Auf diese Art und Weis kann Luft direkt oder über ein Muffelventil oder über einen veränderbaren Widerstand an die Umgebung abgegeben werden.In the housing part 34 an outlet opening 108 is seen before, so that air can escape from the low-pressure side, which already through the nozzle plate 74 and the turbine wheel 88 went through or past. In this way, air can flow directly or via a muffle valve or via a changeable resistance are given off to the environment.
Die Welle 56 weist weiterhin einen Schleuderteil 124 au welcher eine Mittelöffnung 126 hat. Der Schleuderteil 124 ve hindert, daß Oberzugsmaterial, beispielsweise Farbe, längs de Welle 56 von der Zerstäubervorrichtung 11 wegwandern kann un die Lager 66 des Motors 10 verunreinigt. Der Schleuderteil 124 arbeitet außerdem mit einer Mutter 68 zusammen, um eine Labyrinthdichtung 127 zu schaffen, welche dazu dient, den Austritt von Druckluft zwischen der Düsenplatte 94 und dem Turbinenrad 88 zwischen den Lagerlaufteil 52 und 58, der Buchse 59 und der Welle 56 und zwischen den Lagern 54 und 60 auf ein Minimum zu verringern. Das Austreten von DruckluftThe shaft 56 also has a slinger 124 which has a central opening 126. The centrifugal part 124 ve prevents upper covering material, for example paint, from migrating away from the atomizing device 11 along the shaft 56 and un the bearings 66 of the motor 10 are contaminated. The slinger 124 also cooperates with a nut 68 to provide a To create labyrinth seal 127, which serves to prevent the exit of compressed air between the nozzle plate 94 and the Turbine wheel 88 between the bearing running part 52 and 58, the bushing 59 and the shaft 56 and between the bearings 54 and 60 reduce to a minimum. The leakage of compressed air
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in Richtung auf die Vorrichtung 11 muß verringert werden, um nachteilige Effekte eines derartigen Luftaustrittes auf das Muster des zerstäubten Überzugsmaterials auf ein Minimum zurückzuschrauben.in the direction of the device 11 must be reduced in order to avoid adverse effects of such an air leak screw back to a minimum on the pattern of the atomized coating material.
Die Zerstäubervorrichtung 11 weist eine sich verjüngende Mittelbohrung 130 auf. Die Verjüngung der Bohrung 130 stimmt mit der Verjüngung eines Teiles 118 der Welle 56 überein. Diese Übereinstimmungen erleichtern das Montieren des Zeretäuberkopfes 11 auf der Welle 56 und verringern die Möglichkeit der Pehlausrichtung der Vorrichtung 11 auf der Wells 56 und damit einhergehende Unwuchten auf ein Minimum. Diese übereinstimmenden Verjüngungen II8 und 130 ermöglichen, daß die Vorrichtung 11 rasch und leicht durch eine andere Zerstäubervorrichtung/gleichen oder anderen Art ersetzt werden kann, ohne daß kritische und Zeit benötigende Ausgleichsvorgänge erforderlich wären. Die Zerstäubervorrichtung 11 wird auf der Welle 56 durch eine Schraube I50 festgelegt, welche in eine Bohrung im Teil 118 der Welle 56 eingeschraubt ist.The atomizing device 11 has a tapering central bore 130. The taper of the hole 130 corresponds to the taper of a part 118 of the shaft 56. These matches make assembly easier of the atomizer head 11 on the shaft 56 and reduce the possibility of misalignment of the device 11 on wells 56 and the associated imbalances to a minimum. These coincident tapers II8 and 130 enable the device 11 to be quickly and easily replaced by another nebulizer device / same or different Art can be replaced without the need for critical and time-consuming balancing operations. The atomizer device 11 is fixed on the shaft 56 by a screw I50 which goes into a hole in the part 118 of the shaft 56 is screwed in.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1I ist zu erkennen, daß das Turbinenrad 88 eine in axialer Richtung ausgerichtete FlächeReferring to FIG. 1 I it can be seen that the turbine wheel 88 aligned in the axial direction surface
152 aufweist, welche einen Bereich ,15^ mit. einer schwarzen ' reflektierende152, which has an area, 15 ^ with. a black one 'reflective
Farbe und eine leicht geglättete'Oberfläche 156 aufweist, die glattgemacht und gebürstet worden ist. Licht aus einer Lichtquelle 158 (Fig. 1) wird über einen optischen F.aserleiter 160 übertragen, welcher in einem KOpf 162 an der Oberfläche 152 endigt. Der reflektierende Teil I56 des Turbinenrades 88 reflektiert das Licht zurück zum Kopf 162, von wo es über einen weiteren optischen F-.aserleiter 164 zurück zu einem Fotozellenempfänger I66 übertragen wird.Color and a slightly smoothed 'surface 156, that has been flattened and brushed. Light from a light source 158 (Fig. 1) is transmitted via an optical fiber guide 160, which terminates in a head 162 at the surface 152. The reflective part I56 of the Turbine wheel 88 reflects the light back to the head 162, from where it is transmitted via a further optical fiber conductor 164 back to a photocell receiver I66.
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Potentialtrennung zwischen dem relativ hohen elektrischen Potential, beispielsweise - 90 bis 150 kV, zwischen dem Gehäuse 12 und der Zerstäubervorrichtung 11 und Erde wird durch elektrisch isolierende paserleiter l60 und 16Ί bewerkstelligt. Der Kopf 162 und die Leiter l60 und 164 sind im Handel erhältliche Lichtleiter.Potential separation between the relatively high electrical potential, for example - 90 to 150 kV, between the Housing 12 and the atomizer device 11 and ground is made by electrically insulating paserleiter l60 and 16Ί accomplished. Head 162 and conductors 160 and 164 are commercially available light guides.
Die Lichtimpulse, die vom Fotoempfänger 166 erzeugt werden, werden durch einen Flip-Flop-Verstärker bzw. einen Schmitt-Trigger verstärkt und in einem Frequenz-Spannungs-r.The light pulses generated by the photoreceiver 166 are through a flip-flop amplifier or a Schmitt trigger amplified and in a frequency-voltage r.
wandler umgewandelt, wobei diese beiden Teile im Empfänger l60 untergebracht sind. Der Ausgang des Empfängers 166 ist daher eine Spannung, die zur Drehgeschwindigkeit des Turbinenrades 88 proportional ist und eine Anzeige ermöglicht, beispielsweise auf einem nicht gezeigten Digitalvoltmeter.converter converted, these two parts are housed in the receiver l60. The output of receiver 166 is hence a voltage which is proportional to the speed of rotation of the turbine wheel 88 and which enables a display, for example on a digital voltmeter (not shown).
Als Alternative könnte ein Frequenzmeßgerät (nicht gezeigt) verwendet werden, welches an den Ausgang des Impulsverstärkers angeschlossen wird.As an alternative, a frequency measuring device (not shown) could be used which is connected to the output of the pulse amplifier.
Das Spannungssignal, welches der Drehgeschwindigkeit proportional ist, wird einem Komparator 170 zugeführt, weleher in Abhängigkeit vom von Hand eingestellten Wertes eines Potentiometers 172 oder dem eingestellten Aus gangs signal ein« Programmsteuereinrichtung 17^ ( so wie dies durch die Stellt des Schalters 173 festgelegt ist),eine Steuerspannung zu einem Verstärker 176 überträgt. Der Nullpunkt und die Gre fcor; für einen Spannungs-Druckwandler 178 werden auf den Ver stärker I76 eingestellt. Der Wandler I78 ist ein im Handel erhältliches Erzeugnis. Das Ausgangssignal von 0>2 bis 1 ba des Wandlers· 178 wird durch einen Druck-verstärker I80 auf einen Wert von ungefähr 1 bis 6 bar verstärkt. Der Verstärk SO ist ein ebenfalls im Handel erhältliches Erzeugnis. Der Luftstrom zum Turbinenrad 88 kann vollständig mit Hilfe ein Elektromagnetventils 182 abgeschaltet werden, auch dieses Ventil ist im Handel erhältlich.The voltage signal which is proportional to the rotational speed is supplied to a comparator 170, weleher gangs signal a "program control device 17 ^ (as determined by the adjusting of the switch 173 so) depending on the manually set value of a potentiometer 172 or to the set from , transmits a control voltage to an amplifier 176. The zero point and the size fcor; for a voltage-pressure transducer 178 are set to the United stronger I76. The I78 converter is a commercially available product. The output signal from 0> 2 to 1 ba of the transducer 178 is amplified by a pressure amplifier I80 to a value of approximately 1 to 6 bar. The reinforcement SO is also a commercially available product. The air flow to the turbine wheel 88 can be switched off completely with the aid of a solenoid valve 182, which valve is also commercially available.
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Um einen raschen Drehgeschwindigkeitsabfall zu verwirklichen, wenn von der Ausgabe von Überzugsmaterial in einen Leerlaufzustand übergegangen wird, ist die Turbine mit einer zusätzlichen Bremsluftverbindung vorsehen, welche über eine Bremsluftleitung; l84 versorgt Wird. Um die Turbincnr/^chwi ndigkeit 88 herabzusetzen, wird eineoignaldrehgeschwindigkeitsverringerung durch die Programmsteuerung ausgegeben. Eine kurze.Beschreibung der Programmsteuereinrichtung 17 4 wird zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ausreichend sein. Die Programmsteuereinrichtung 17'J ist programmierbar, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, welches in Übereinstimmung mit den Charakteristiken gewünschter Überzugsmaterialien ist, welche von der Einrichtung 11 auf einen Gegenstand abgegeben werden sollen, welcher längs einer nicht gezeigten Pörderlinie an der Vorrichtung 11 vorbeibewegt wird. Das bedeutet, daß das in der Programmsteuereinrichtung gespeicherte Programm, welches den Arbeitsvorgang der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung steuert, gespeicherte Informationen mit umfaßt, die zu den Charakteristiken jeder derartiger Überzugsmaterialien in Beziehung stehen und die aus den Speichern abgerufen werden können. Diese Informationen im Hinblick auf die Charakteristiken erscheinen als ein Glcichstromsignal auf der Leitung 192. Für gewöhnlich wird jedem Überzugsmaterial ein unterschiedlicher Gleichspannungswert auf der Leitung 192 zugeordnet. Typischerweise wird die Gleichspannung auf der Leitung l192 durch Schließen entsprechender Schalter innerhalb der Programmsteuereinrichtung 174 erzeugt, und zwar in Übereinstimmung mit gespeicherten Informationen, um auf diese Art und Weise unterschiedliche Gleichspaanungen innerhalb der Programmsteuereinrichtung 174 auf die Leitung 192 zu bringen. In jedem Fall steuert die unterschied-In order to achieve a rapid drop in the rotational speed when the output of coating material is switched to an idle state, the turbine is provided with an additional brake air connection, which via a brake air line; l84 is supplied. To decrease the turbine speed 88, a signal rotation speed decrease is output by program control. A brief description of the program controller 174 will suffice to explain the present invention. The program control device 17'J is programmable in order to generate an electrical output signal which is in accordance with the characteristics of desired coating materials which are to be dispensed by the device 11 onto an object which is moved past the device 11 along a conveying line (not shown). That is, the program stored in the program controller which controls the operation of the apparatus shown in Fig. 1 includes stored information which is related to the characteristics of each such coating material and which can be retrieved from the memories. This characteristic information appears as a DC signal on line 192. Typically, each coating material is assigned a different DC voltage value on line 192. Typically, the DC voltage on the line l 192 is generated by closing corresponding switches within the program control device 174, in accordance with stored information, in order in this way to bring different DC voltages within the program control device 174 onto the line 192. In any case, the different
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liehe Gleichspannung, welche auf der Leitung 192 erscheint,
die entsprechenden unterschiedlichen Drücke in der Niederdruckleitung
'IO und unterschiedliche Drücke der Luft aus
der Quelle lO'l bewirken über den Wandler 178, den Verstärker
180 und das Ventil 182 entsprechende Veränderungenlent DC voltage, which appears on line 192,
the corresponding different pressures in the low-pressure line 'IO and different pressures of the air
of the source 10'l cause corresponding changes via the converter 178, the amplifier 180 and the valve 182
an der Hochdruckseite 192 der Düsenplatte 7*1. Die Programm- ; steuereinrichtung 17^ ruft einen neuen Wert für eines neues ', Überzugsmaterial ab und gibt dies an dem Komparator 170. ion the high pressure side 192 of the nozzle plate 7 * 1. The program ; control device 17 ^ calls up a new value for a new ' coating material and gives this to the comparator 170. i
Solange wie die Turbine 88 sich mit einer Geschwindigkeit i dreht, die oberhalb des neu ausgewählten Viertes liegt,As long as the turbine 88 is rotating at a speed i which is above the newly selected fourth,
wird ein Bremsventil 188, welches zwischen der Druckluftquelle 101I und der Bremsdruckloitung l8'J geschaltet ist,
geöffnet», und zwar durch einen Schaltverstärker 190, und
dadurch wird das Turbinenrad 88 durch BremsIuft aus dera brake valve 188, which is connected between the compressed air source 10 1 I and the brake pressure line l8'J,
opened »by a switching amplifier 190, and
as a result, the turbine wheel 88 is driven out of the air by braking air
Bremsluftleitung 18'1 abgebremst.Brake air line 18'1 braked.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 ist zu sehen, daß der obere Gehäuseteil 3^ mit einer Gewindeöffnung 220 ; ausgebildet ist, welche in einem Winkel zur MOtorachse 12 \ steht. Ein mit Gewinde ausgebildetes Luft fitting 222 ist mit" einem Luftrohr 224 versehen und wird in die öffnung 220 eingeschraubt. Das Luftrohr 22'I steht in einem Winkel und in * unmittelbarer Nähe zum Turbinenrad 88 und ist mit einem ab- ; geschrägten Endteil 23^ ausgebildet. Im zusammengebauten I Motor wird der Endteil 23*1 in unmittelbarer Nähe zu einerReferring to Figures 2 to 5 it can be seen that the upper housing part 3 ^ with a threaded opening 220; is formed, which is at an angle to the motor axis 12 \ . A threaded air fitting 222 is provided with an air pipe 224 and is screwed into the opening 220. The air pipe 22'I is at an angle and in the immediate vicinity of the turbine wheel 88 and has a beveled end part 23 ^ In the assembled engine, the end portion 23 * 1 becomes in close proximity to a
Reihe von Flügeln oder Ausnehmungen 230 ausgebildet sein,Row of wings or recesses 230 be formed,
welche in der Oberfläche 156 des Rades 188 angebracht sind.
Jede Ausnehmung bzw. jeder Flügel 230 weist eine im wesent- \
liehen flache im allgemeinen sich radial erstreckende Fläche 236 auf, welche in einem Winkel zur Motorachse ausgebildetwhich are mounted in the surface 156 of the wheel 188.
Each recess and each wing 230 has an in essential \ loan generally flat radially extending surface 236 which is formed at an angle to the motor axis
und kurvenförmig ausgestaltet ist, so daß eine etwaand is curved so that an approximately
teilzylindrische Fläche 238 entsteht. Wie am besten aus Fig.part-cylindrical surface 238 is created. As best seen in Fig.
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zu sehen istj ±st d^e Brernr; Iu ft leitung 18Ί mit dem Pitting 222 verbunden. Wenn das Bremsluftventil 18Ί durch ein elektrischen Eingangssignal vom Schaltverstärker 190 geöffnet ist, wird Hremr.luft unter Druck zur öffnung 23*1 gerichtet und gelangt au den Brems flügeln 230, wodurch bewirkt wird, daß das Turbinenrad 88 in entgegengesetzter Richtung im Vergleich zu der Antriebsrichtung über die Luftdüse 80 gedreht werden soll, so daß das Rad 88 auf eine niedrigere Geschwindigkeit abgebremst wird. Die Geschwindigkeit des Turbinenrades 88 wird selbstverständlich kontinuierlich mit Hilfe des Glasfaserkabels IGk und des Empfängers 166 überprüft, indem We'rte zum Vergleicher I7o gegeben werden, wo sie mit dem gewünschten Wert vom Potentiometer 172 oder der Programmsteuereinrichtung 174, so wie dies durch die schaltung des Schaltern 173 festgelegt ist, verglichen werden. to see i stj ± st d ^ e Brernr; Iu ft line 18Ί connected to the pitting 222. When the brake air valve 18Ί is opened by an electrical input signal from the switching amplifier 190, Hremr.luft is directed under pressure to the opening 23 * 1 and reaches the brake blades 230, which causes the turbine wheel 88 in the opposite direction compared to the drive direction is to be rotated via the air nozzle 80, so that the wheel 88 is braked to a lower speed. The speed of the turbine wheel 88 is of course continuously checked with the aid of the fiber optic cable IGk and the receiver 166 by giving values to the comparator I7o, where they can be compared with the desired value from the potentiometer 172 or the program control device 174, as this is done by the circuit of the Switches 173 is set to be compared.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |