DE3508970C1

DE3508970C1 - Farbzerstäuber

Info

Publication number: DE3508970C1
Application number: DE3508970A
Authority: DE
Inventors: Otto 5608 Radevormwald Braun
Original assignee: Walter Giersiepen & Co GmbH
Current assignee: Walter Giersiepen & Co GmbH
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-07-31

Description

Um eine Ausgleichsbewegung des Toroids innerhalb des Ringraums zu gewährleisten, ist es auf jeden Fall wichtig, daß nur ein Teilvolumen des Ringraums mit der die Metallpartikel aufnehmenden zäh-viskosen Flüssig- keit gefüllt ist. Bei Anwendung des vorerwähnten Mehrzweckfettes hat sich hierbei eine Ausführungsform als besonders effektiv herausgestellt, bei welcher etwa angenähert 2/3 des radial nach außen weisenden Querschnittsvolumens des Ringraums mit dem die Wolframcarbid- Partikel enthaltenden Mehrzweckfett ausgefüllt sind. Das Volumenverhältnis des Mehrzweckfettes zu den Wolframcarbid-Parikeln beträgt hierbei angenähert 1:1. Das eine relativ große Dichte aufweisende Wolframcarbid ist auch deswegen zweckmäßig, weil es einen Ringkörper bzw. einen Ringraum mit verhältnismäßig geringem mittleren Durchmesser, also eine kompakte Bauweise, gestattet.
Ringkörper zum Auswuchten von umlaufenden Körpern sind grundsätzlich bekannt. So ist beispielsweise durch die DE-OS 24 16 599 ein auswuchtbarer Rotor für Rührflügel mit einem teilweise offenen Ringraum bekanntgeworden, in welchen während des Laufs ein massebeladener Gasstrom eingeführt wird. Eine derartige Anordnung wäre zur Verbesserung des gattungsgemäßen Farbzerstäubers keinesfalls anwendbar, weil dieser mit der vorerwähnten hohen Umdrehungszahl von etwa 35 000 bis 55 000/min umläuft.
Von der DE-OS 2548433wiederum ist es bekanntgeworden, einen umlaufenden auszuwuchtenden Körper mit einem Ringkörper zu versehen, in dessen Ringraum Kugeln angeordnet sind. Die den Ringraumquerschnitt jeweils gänzlich ausfüllenden Kugeln sollen eine Unwucht ausgleichen und im unwuchtfreien Zustand von einer aushärtenden Klebemasse im Ringraum fixiert werden. Auch diese bekannte Anordnung wäre, da sie nur einen einmaligen Ausgleich einer Unwucht gestattet, zur Verbesserung des gattungsgemäßen Farbzerstäubers nicht anwendbar. Auch gestattet diese bekannte Vorrichtung wegen der groß dimensionierten Kugeln - zumal bei sehr hohen Umlaufzahlen - keinen Feinausgleich.
Schließlich ist es durch das DE-GM 77 08 137 in Verbindung mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines Kraftfahrzeugrades bekanntgeworden, einen Ringraum mit einer hochviskosen Flüssigkeit, und zwar mit einem Öl, zu füllen und hierin als Ausgleichskörper Kugeln vorzusehen. Auch diese bekannte Anordnung wäre zur Verbesserung der gattungsgemäßen Vorrichtung nicht geeignet, da die beim DE-GM 77 08 137 vorgesehen relativ groß dimensionierten jeweils den Ringraum ausfüllenden Kugeln keinesfalls zur Beseitigung einer relativ kleinen Farbstoff-Massenanhäufung geeignet wären. Auch legt die Erfindung Wert darauf, mit einer zäh-viskosen, also mehr pastenförmigen nichttropfenden Flüssigkeit (insbesondere mit dem erwähnten Mehrzweckfett) zu arbeiten, um zugleich eine zeitweise Aufrechterhaltung (z. B. auch nach Abschalten des Antriebs) des Unwuchtausgleichs zu gestatten.
Beim Erfindungsgegenstand kommt es insbesondere auch darauf an, daß die Metallpartikel eine unregelmäßige splitterförmige Form aufweisen, so daß sich eine unwuchtausgleichende Verschiebung der in der Matrix schwimmenden Partikel zwar hinreichend schnell einstellen kann, daß aber andererseits - bedingt durch die unregelmäßige Splitterform - eine innere Reibung vorhanden ist, welche in der Lage ist, eine die Unwucht ausgleichende Position hinreichend zu fixieren.
Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel entsprechend der Erfindung näher dargestellt.
Die Zeichnung zeigt einen axialen Längsschnitt durch einen mittels einer Luftturbine angetriebenen Farbzerstäuber.
In der Zeichnung ist ein Farbzerstäuber ingesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Der Farbzerstäuber 10 ist unter Zwischenschaltung eines Dämpfungselementes in Form eines relativ dicken O-Ringes 11 aus einem Elastomer in einer Halterung 12 befestigt.
Der Farbzerstäuber 10 weist ein Gehäuse 13 auf, welches raumfest an der Innenseite des O-Ringes 11 anliegt.
Etwa in der Ebene des O-Ringes 11 sind nebeneinander zwei hochgenaue Rillenkugellager 14 enthalten, deren Wälzkörper mit einem Stützwinkel von etwa 15° angeordnet sind. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die beiden Rillenkugellager 14 dicht nebeneinander etwa benachbart dem Schwerpunkt der Gesamtanordnung 10 vorzusehen.
Die beiden Rillenkugellager 14 lagern eine Hohlspindel 15, auf deren rückwärtigem Ende das Turbinenrad 16 einer Luftturbine drehfest sitzt. Dem Turbinenrad 16 ist koaxial ein Leitrad 17 benachbart, dessen Luft-Führungsschlitze aus der Zeichnung nicht zu ersehen sind.
Druckluft mit etwa 3-6 bar wird über die Anschlußbohrung 19 dem Leitrad 17 zugeführt. Wenn die Anschlußbohrung 19 druckbeaufschlagt ist, läuft die Turbine im rechten Drehsinn um. Wird hingegen alternativ der Druckluftanschluß 18 beaufschlagt, läuft das Turbinenrad 16 in linker Drehrichtung um. Wenn demnach die Turbine im Normalbetrieb im rechten Drehsinne angetrieben wird, kann sie durch alternative Beaufschlagung der Anschlußbohrung 18 gebremst und angehalten werden.
Auf dem vorderen Ende der Hohlspindel 15 ist eine Zentrifugal-Zerstäuberglocke 20 drehfest angeordnet.
Die Zerstäuberglocke 20 weist eine Innenkonusfläche 21 auf, deren Konuswinkel bezüglich der mit x bezeichneten Drehachse etwa 45" beträgt. Innen und mit der Zerstäuberglocke mitumlaufend ist ein etwa pilzartiger Körper 22 etwa nach Art eines Propeller-Spinners vorgesehen, dessen Außenkante ringsum mit der Innenkonusfläche 21 einen ringförmigen Verteilerspalt s bildet.
Die Hohlspindel 15 umschließt einen eine geringere Konizität aufweisenden Hohlraum 23, welcher sich mit einem Konuswinkel von etwa 1" von vorn, d. h. zur Zerstäuberglocke 20, erweitert. Hierdurch bedingt, wird hinten in den Hohlraum 23 eintretende Farbflüssigkeit durch die etwa mit 35 000 bis 55 000/min umlaufende Hohlspindel 15 hindurch nach vorn zur Zerstäuberglokke 20 hin und durch deren Zufuhrkanäle 24 hindurch in einen ringförmigen Verteilerraum 25 gelenkt. Bedingt durch die Zentrifugalkraft wird sodann die Farbflüssigkeit durch den Spalt s hindurch als dünner Film entlang der Innenkonusfläche 21, diese als Sprühkegel verlassend, nach außen geführt.
Unmittelbar an der Rückseite der Zerstäuberglocke 20 schließt sich ein insgesamt mit 26 bezeichneter Ringkörper an.
Der Ringkörper 26 besteht aus einer Innenschale 27 und aus einer Außenschale 28. Die Innenschale 27 ist drehfest auf der Hohlspindel 15 befestigt. Wiederum drehfest auf der Innenschale 27 ist die Außenschale 28 befestigt. Zwischen Innenschale 27 und Außenschale 28 ist ein Ringraum 29 mit etwa rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Ringraum 29 und Ringkörper 26 sind insgesamt rotationssymmetrisch gestaltet und koaxial zur Drehachse x angeordnet. Der Ringraum 29 ist nach außen hin dicht und nimmt mit einem Füllungsgrad von etwa 2/3 seines radial nach außen gerichteten Quer- schnittes ein Mehrzweckfett auf, welches Wolframcarbidsplitter mit einem Körnungsband enthält, dessen obere Grenze etwa bei 1 - 1,5 mm liegt. Das Volumenverhältnis des Mehrzweckfettes zu den Wolframcarbidsplittern beträgt etwa 1:1. Das Mehrzweckfett ist zäh-viskos bei einer Walkpenetration nach DIN 51 818 von etwa 250-300. Das Mehrzweckfett härtet nicht aus und bleibt bei den im Betrieb des Farbzerstäubers 10 auftretenden Temperaturen beständig.
Im Betrieb des Farbzerstäubers 10 hat sich herausgestellt, daß eine eine Unwucht hervorrufende Farb-Massenansammlung partiell auf der Innenkonusfläche 21 offensichtlich eine Umfangsverschiebung der Wolframcarbid-Splitter innerhalb der sich während des Betriebes toroidartig ausbildenden Matrix (die aus Mehrzweckfett besteht) bewirkt, was wiederum eine Auflösung der Farb-Massenansammlung auf der Innenkonusfläche 21 zur Folge hat.
Die Zusammensetzung des von Mehrzweckfett und Wolframcarbidsplittern gebildeten Toroides 30 ist so beschaffen, daß sich dessen Form bei einer nicht allzulangen Stillstandszeit nicht verändert Auf diese Weise ist die Anordnung bei Wiederanlauf von Anfang an im wesentlichen bereits ausgewuchtet.
Anstelle der Wolframcarbidsplitter ist es grundsätzlich möglich, sogenanntes »Strahlgut«, d. h. Stahlsplitter wie sie zum Abstrahlen von Gußkörpern verwendet werden, in das Mehrzweckfett einzulagern. Wegen der geringeren Dichte des Stahlguts von etwa 7,5 g/cm3 muß der Ringkörper jedoch einen größeren mittleren Durchmesser aufweisen, da der mittlere Durchmesser des Ringkörpers 26 bzw. seines Ringraums 29 sich umgekehrt proportional zur Dichte der Metallpartikel verhält.
Ein nicht zu unterschätzender Nebeneffekt der Anordnung 10 besteht auch darin, daß die sehr empfindlichen Rillenkugellager 14 erst nach einer vergleichsweise sehr langen Mindeststandzeit von etwa 2 500 h ausgewechselt werden müssen.

Claims

Patentansprüche: 1. Farbzerstäuber mit einer endseitig einer Antriebswelle auf Drehmitnahme gekuppelten Zentrifugal-Zerstäuberglocke, die innenseitig einen ringförmigen Verteilerspalt und eine sich an diesen anschließende, nach außen divergierende Innenkonusfläche für den Farbaustrag aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß drehfest auf der die Zerstäuberglocke (20) tragenden Antriebswelle (15) und koaxial zu dieser ein rotationssymmetrischer Ringkörper (26) mit einem rotationssymmetrisch und koaxial zur Antriebswelle (15) angeordneten, nach außen abgedichteten Ringraum (29) vorgesehen ist, dessen Teilvolumen mit einer zäh-viskosen, dauernd fließfähigen Flüssigkeit gefüllt ist, welche mit splittcrförmigen Metallpartikeln durchsetzt ist.
2. Farbzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel eine Dichte von 7 bis 7,9 g/cm3 aufweisen.
3. Farbzerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel hochschmelzendes oder sehr hochschmelzendes Schwermetall enthalten.
4. Farbzerstäuber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel aus Wolframcarbid bestehen.
5. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zäh-viskose Flüssigkeit aus Lagerfett besteht.
6. Farbzerstäuber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerfett ein Mehrzweckfett ist, das eine Walkpenetration von 250 bis 300 gemäß DIN 51 818 aufweist.
7. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Obergrenze des Körnungsbandes der Wolframcarbidsplitter 1 bis 1,5 mm beträgt.
8. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (26) unmittelbar benachbart der Zerstäuberglocke (20) auf der Antriebswelle (15) angeordnet ist.
9. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (26) unmittelbar im Anschluß an die Zerstäuberglocke (20) zwischen letzterer und der Antriebswellenlagerung (14, 14) angeordnet ist.
10. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis der zäh-viskosen Flüssigkeit zu den Metallpartikeln etwa angenähert 1:1 beträgt.
11. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß etwa angenähert 2/3 des radial nach außen weisenden Querschnittsvolumens des Ringraums (29) mit der die Metallpartikel enthaltenden zäh-viskosen Flüssigkeit (bei 30) ausgefüllt sind.
12. Farbzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser des Ringraums (29) sich umgekehrt proportional zur Dichte der Metallpartikel verhält.

Die Erfindung betrifft einen Farbzerstäuber mit einer endseitig einer Antriebswelle auf Drehmitnahme gekuppelten Zentrifugal-Zerstäuberglocke, die innenseitig einen ringförmigen Verteilerspalt und eine sich an diesen anschließende, nach außen divergierende Innenkonusfläche für den Farbaustrag aufweist.

Ein derartiger Farbzerstäuber ist beispielsweise durch das DE-GM 82 24 329 bekanntgeworden. Bei Farbzerstäubern dieser Gattung, deren von einer Luftturbine umlaufend angetriebene Zentrifugal-Zerstäuberglocke mit einer Drehzahl von etwa 35 000 bis 55 000 min umläuft, können sich je nach Farbkonsistenz Unregelmäßigkeiten beim Farbaustrag einstellen, die eine ungleichmäßige Farbschichtdicke am Werkstück - und damit Lackierfehler - hervorrufen. Dieser ungleichmäßige Farbaustrag tritt häufig nicht regelmäßig sondern vielmehr spontan auf.

Der nachstehend beschriebenen Erfindung ging die Erkenntnis voraus, daß die vorbeschriebenen Unregelmäßigkeiten beim Farbaustrag durch eine ungleichförmige Farbschichtdicke auf der dem Farbaustrag dienenden Innenkonusfläche hervorgerufen werden. Hiermit aber gehen Unwuchterscheinungen einher, die bei den bisher bekannten Geräten nur durch Außerbetriebnahme und anschließender Reinigung der Innenkonusfläche zu beseitigen waren.

Ausgehend vom Farbzerstäuber gemäß dem DE-GM 82 24 329, liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die durch ungleichmäßige Farbschichtdicken auf der Innenkonusfläche des Farbzerstäubers hervorgerufenen Unwuchten zu beseitigen, um damit einen gleichmäßigeren Farbaustrag zu erhalten.

Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß drehfest auf der die Zerstäuberglocke tragenden Antriebswelle und koaxial zu dieser ein rotationssymmetrischer Ringkörper mit einem rotationssymmetrisch und koaxial zur Antriebswelle angeordneten, nach außen abgedichteten Ringraum vorgesehen ist, dessen Teilvolumen mit einer zäh-viskosen, dauernd fließfähigen Flüssigkeit gefüllt ist, welche mit splitterförmigen Metallpartikeln durchsetzt ist.

Mit dem auf erfindungsgemäße Weise eingerichteten Ringkörper wird die ungleichmäßige Schichtdicke auf überraschende Weise während des laufenden Betriebes egalisiert. Der erfindungsgemäße Effekt ist wohl so zu erklären, daß die an der Innenkonusfläche herrschende Unwucht, bedingt durch eine partielle Farbansammlung eine Verschiebung der die splitterförmigen Metallpartikel aufnehmenden Matrix für so lange Zeit bewirkt, bis sich die Massenansammlung an der Innenkonusfläche aufgelöst hat. Eine Verlagerung des aus der Flüssigkeit und Metallpartikeln gebildeten Toroids innerhalb des Ringraums ist in jedem Falle dadurch gewährleistet, daß die zäh-viskose Flüssigkeit ihren fließfähigen Zustand beibehält, d. h. nicht aushärtet.

Als besonders zweckmäßig hat sich eine die Metallpartikel gleichsam als Matrix aufnehmende zäh-viskose Flüssigkeit hergestellt, welche aus einem Lagerfett. und zwar aus einem Mehrzweckfett, besteht, welches eine Walkpenetration von 250 bis 300 gemäß DIN 518 18 aufweist.

Auch hat es sich entsprechend der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, als Metallpartikel Wolframcarbid zu wählen, welches eine Dichte von etwa 14,3 g/cm3 aufweist.