DE3711128A1 - Rotationszerstaeuber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber für Farben, Lacke und dgl. Flüssigkeiten mit einer rotierend angetriebenen Zerstäuberglocke, die einen insbesondere gegenüber dem zu beschichtenden Gegenstand auf Hoch­ spannungspotential liegenden Grundkörper umfaßt und an ihrem einen Ende eine Stirnfläche und eine kreisförmige Zerstäuberkante sowie im Zentrum mindestens eine an der Stirnfläche endende, weitgehend axial gerichtete Bohrung, vorzugsweise jedoch einen Kranz von Bohrungen für die Zufuhr der zu zerstäubenden Flüssigkeit aufweist.

Rotationszerstäuber der genannten Art sind in ver­ schiedensten Ausführungsformen bekannt. Wesentlich für die Qualität der herzustellenden Beschichtungen, Farb­ aufträge bzw. Lacke ist die Art und Weise, in der sich die Flüssigkeit von der Zerstäuberkante löst, wobei dies ohne Lufteinschlüsse erfolgen muß. Um gute Qualitäten zu erzielen, ist es aus der DE-PS 28 04 633 bekannt, rillenförmige Erhebungen und Vertiefungen im Bereich der Zerstäuberkante anzuordnen. Sie kanalisieren die Flüssigkeit zur Zerstäuberkante hin, was zur Folge hat, daß die Flüssigkeit in dünnen Fäden die Zer­ stäuberglocke verläßt. Lufteinschlüsse und Schaum­ bildung bzw. daraus resultierende Fehlerstellen auf dem zu beschichtenden Werkstück lassen sich somit weitgehend vermeiden.

Die Herstellung der rillenförmigen Erhebungen und Vertiefungen ist andererseits aber aufwendig und ferner hat man festgestellt, daß die zu zerstäubende Flüssigkeit im Bereich der rillenförmigen Erhebungen und Vertiefungen häufig nicht auf die Umfangsge­ schwindigkeit der Zerstäuberglocke beschleunigt wird. Es tritt vielfach ein Abscheren bzw. ein Schlupf zwischen der Glockenoberfläche und der Flüssigkeit ein, wodurch die grundsätzlich vorteilhaften Effekte der rillenförmigen Erhebungen und Vertiefungen wieder verlorengehen.

Ferner spielt die Viskosität der zu verarbeitenden Flüssigkeit eine große Rolle für deren Zerstäubungs­ verhalten. Nicht nur die Stromspannung, sondern auch die Drehzahl der Zerstäuberglocke und ihre Ober­ flächenstruktur im Bereich der Beschleunigungszone und im Bereich der Zerstäuberkante haben in Abhängig­ keit von der Viskosität einen Einfluß auf die Qualität der herzustellenden Beschichtung. Während die Drehzahl und die Höhe der Stromspannung ver­ hältnismäßig leicht geändert und auf optimale Werte eingestellt werden können, ist dies bei der Auswahl einer besonders günstigen Oberflächenstruktur auf der Zerstäuberglocke im Bereich der Beschleunigungs­ zone und im Bereich der Zerstäuberkante nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß mindestens eine Nut, eine Ausnehmung oder eine Ver­ tiefung im Grundkörper der Zerstäuberglocke im Bereich der Beschleunigungszone bzw. der Zerstäuberkante vorge­ sehen ist und daß ein Körper mit einer strukturierten Oberfläche in der Nut, Ausnehmung oder Vertiefung zur Bildung der Oberfläche der Zerstäuberglocke angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung wird die Struktur der Oberfläche nicht unmittelbar in den Grundkörper der Zerstäuber­ glocke eingearbeitet, sondern es wird an den jeweils erforderlichen Stellen ein besonderer Körper mit der jeweils gewünschten Oberflächenstruktur eingesetzt. Dies ist herstellungstechnisch vorteilhaft und erlaubt ferner Oberflächenstrukturen, die bisher entweder über­ haupt nicht hergestellt wurden oder sich nur mit extrem hohen Kosten herstellen lassen. So wurden z. B. bisher rillenförmige Erhebungen und Vertiefungen im Bereich der Zerstäuberkante in Rillenlängsrichtung konkav ein­ geformt, während es für eine optimale Zerstäubung günstiger wäre, wenn diese Rillen in Rillenlängsrichtung konvex verlaufen würden. Mit einem einsetzbaren Körper läßt sich diese Rillenform problemlos erzielen, insbe­ sondere wenn der einzusetzende Körper gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Schraubenfeder ist. Ihre Rillen verlaufen in Rillen­ längsrichtung konvex und besitzen dadurch ein günstiges Beschleunigungsverhalten und gute Zerstäubungseigen­ schaften.

In Nuten der Zerstäuberglocken einsetzbare Schrauben­ federn sind billig und auch leicht auszuwechseln, wenn Rillen anderer Tiefe erwünscht sein sollten. Fein­ rillige Schraubenfedern oder aus dickem Draht ge­ fertigte Schraubenfedern ergeben rillenförmige Er­ hebungen und Vertiefungen mit entsprechend unter­ schiedlichem Querschnitt und erhöhen dadurch die Variationsvielfalt ein und derselben Zerstäuberglocke.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Be­ schreibung und Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zerstäuber­ glocke;

Fig. 2 eine Stirnansicht;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abge­ wandelte Ausführungsform;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel und

Fig. 6 eine teilweise Stirnansicht der Zerstäuberglocke gem. Fig. 5.

Ein in den Figuren nicht näher dargestellter Rotations­ zerstäuber für Farben, Lacke und dgl. Flüssigkeiten umfaßt eine rotierend angetriebene Zerstäuberglocke 1 mit einem Grundkörper 1 a und liegt vorzugsweise in hier ebenfalls nicht näher dargestellter bzw. beschriebener Form gegenüber dem zu beschichtenden Gegenstand auf Hochspannungspotential. Die Zerstäuberglocke 1 wird von einer Welle 2 angetrieben und erhält durch mindestens eine Bohrung 3 in einem die Welle 2 umfassenden und in die Zerstäuberglocke 1 greifenden Maschinenteil 4 die zu zerstäubende Flüssigkeit.

Der Grundkörper 1 a weist an seinem einen Ende 5 eine Stirnfläche 6 und eine kreisförmige Zerstäuberkante 7 auf. Im Zentraum 8 der Stirnfläche 6 ist vorzugsweise ein scheibenförmiger, poröser Körper 9 angeordnet. Durch ihn gelangt die zu zerstäubende Flüssigkeit auf die Stirnfläche 6. Mit Hilfe einer Schraube 10 ist der poröse Körper 9 ebenso wie die Zerstäuberglocke 1 an der Welle 2 befestigt. Kanäle 11 in der Zerstäuberglocke 1 führen von dem freien Ende 12 der Bohrung 3 zu dem porösen Körper 9 und dienen als Transportweg für die Flüssigkeit.

Die Stirnfläche 6 der Zerstäuberglocke 1 besteht aus einem mittleren, kegelstumpfförmigen Flächen­ stück 13, an dessen äußeren Rand 14 sich eine um­ laufende Nut 15 befindet. Diese Nut 15 dient zur Aufnahme eines einsetzbaren Körpers 16, der zur Bildung der Oberfläche der Zerstäuberglocke 1 im Be­ reich der Nut 15 dient und hierzu mindestens im Be­ reich seiner außerhalb der Nut 15 liegenden Oberfläche eine ausgesuchte Oberflächenstruktur besitzt. Diese Oberflächenstruktur kann aus feinen Rillen 17 wie bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen bestehen oder auch eine andersartige Struktur aufweisen, die im Einzelfall günstig für das Zerstäubungsverhalten der Zerstäuberglocke 1 ist.

Anstelle der Nut 15 kann auch eine Vertiefung oder eine Ausnehmung an ausgewählten Stellen der Stirnfläche 6 oder im Bereich der Zerstäuberkante 7 vorgesehen sein und jeweils zur Aufnahme eines Körpers 16 mit der aus­ gesuchten Oberflächenstruktur dienen.

Die Nut 15 befindet sich bei der in Fig. 1 darge­ stellten Zerstäuberglocke in einer kegelstumpfförmigen Ringfläche 18, die am äußeren Rand 14 des zentrisch angeordneten, kegelstumpfförmigen Flächenstückes 13 winklig anschließt. Im Querschnitt ist die Nut 15 vor­ zugsweise kreissegmentförmig und kann mehr oder weniger tief sein.

Als einsetzbarer Körper 16 ist bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils eine Schraubenfeder 19 vorgesehen, die mit ihren Rillen 17 die für das Zerstäubungsverhalten wichtigen Er­ hebungen und Vertiefungen bildet. Die Rillen 17 verlaufen in Rillenlängsrichtung konvex geformt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tiefe der Nut 15 derart gewählt, daß die Schraubenfeder mit ihrem Umfang nicht über einen ringförmigen Teil 20 der Stirnfläche 6 vorsteht, der außen an die kegelstumpfförmige Ringfläche 18 an­ schließt, sich sodann rein radial erstreckt und an der Zerstäuberkante 7 endet.

Wie Fig. 1 zeigt, liegt die Schraubenfeder 19 mit ihrem Umfang innerhalb der Schnittkontur der Zer­ stäuberglocke 1, wodurch der ringförmige Teil 20 der Stirnfläche 6 in der Projektion tangential an die Schraubenfeder 19 anschließt.

Die Schraubenfeder 19 kann feinrillig sein und hierzu aus einem dünnen Federdraht bestehen oder sie ist zur Erzeugung größerer Erhebungen und Vertiefungen aus einem kräftigen Federdraht gefertigt, wenn dies aufgrund der Viskosität der zu zerstäubenden Flüssig­ keit erwünscht ist.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Zerstäuberglocke 1 unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nur durch die Lage der Nut 21 für einen einzusetzenden Körper 16, der auch hier eine Schraubenfeder 19 ist. Die Nut 21 befindet sich im Bereich einer Kante, an der die stärker geneigte, außen liegende, kegel­ stumpfförmige Ringfläche 18 und der radial gerichtete, ringförmige Teil 20 der Stirnfläche 6 aneinander stoßen. Auch hier ist wiederum der Querschnitt der Nut 21 halb­ kreisförmig oder etwas weniger als halbkreisförmig, was durch die Lage der Nut 21 zur Folge hat, daß die Schraubenfeder 19 mit ihrem Umfang 22 über die Ebene des ringförmigen Teiles 20 der Stirnfläche 6 vorsteht. Im Ergebnis hat dies zur Folge, daß die Schraubenfeder 19 mit ihrem Umfang 22 zugleich als Zerstäuberkante dient, da der Umfang 22 in axialer Richtung über die Kante 7 vorsteht, die bei der Zerstäuberglocke 1 gemäß Fig. 1 die Zerstäuberkante bildet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 befindet sich die Nut 23 für die Schraubenfeder 19 in dem radial ge­ richteten, ringförmigen Teil 20 der Stirnfläche 6. Auch hier gilt daher wieder, daß der eingesetzte Körper 16, der eine Schraubenfeder 19 ist, die Zerstäuberkante bildet. Der Umfang 22 der Schraubenfeder 19 steht nämlich auch hier über die Ebene des ringförmigen Teiles 20 der Stirnfläche 6 vor, so daß von der Schraubenfeder 19 rein radial weggeschleuderte Flüssigkeitspartikel nicht mehr mit Teilen oder Flächen der Zerstäuberglocke 1 in Berührung kommen.

Während bei den in den Fig. 1-4 dargestellten Aus­ führungsbeispielen die Windungen 24 der Schraubenfeder 19 flächig oder linienförmig aufeinander liegen, ist dies bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungs­ form nicht der Fall. Hier liegen die einzelnen Windungen 25 der Schraubenfeder 26 im Abstand voneinander, was zur Folge hat, daß die Flüssigkeit nicht nur über den Umfang der Schraubenfeder 26 strömt, sondern auch durch den freien Raum zwischen den jeweiligen Windungen 25. Dies führt zu einem andersartigen Zer­ stäubungsmuster und ist für Flüssigkeiten bestimmter Viskosität zweckmäßig.

Auch kann schließlich der Querschnitt des Feder­ drahtes, aus dem die Schraubenfedern 19 bzw. 26 gefertigt sind, unterschiedlich gewählt sein und muß nicht zwingend kreisförmig sein. Hierdurch läßt sich ebenfalls das Strömungsverhalten der kanalisierten Flüssigkeiten beeinflussen.

Wesentlich ist somit, daß Erhebungen und Vertiefungen bzw. Rillen 17 oder eine andersartige Oberflächen­ struktur nicht unmittelbar in den Grundkörper 1 a der Zerstäuberglocke 1 eingearbeitet sind, sondern daß sich dort eine Nut 15, 21 oder 23 bzw. Ver­ tiefungen oder Ausnehmungen befinden und daß in dieser Nut ein einsetzbarer Träger bzw. Körper mit einge­ arbeiteten Rillen 17 bzw. der gewünschten Oberflächen­ struktur angeordnet ist. Dieser Körper 16 bzw. Träger ist austauschbar und kann in besonders zweck­ mäßiger Weise gemäß den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils eine Schraubenfeder 19 oder 26 sein.

Ferner zeigen die verschiedenen Ausführungsbeispiele, daß sich der Grundgedanke der Erfindung in mannig­ facher Weise variieren läßt und daß es möglich ist, zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen vor­ zusehen. Die Erfindung ist daher nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel be­ schränkt.

Claims (12)

1. Rotationszerstäuber für Farben, Lacke und dgl. Flüssigkeiten mit einer rotierend angetriebenen Zerstäuberglocke, die aus einem Grundkörper be­ steht und an ihrem einen Ende eine Stirnfläche und eine kreisförmige Zerstäuberkante sowie im Zentrum mindestens eine an der Stirnfläche endende, weit­ gehend axial gerichtete Bohrung, vorzugsweise jedoch einen Kranz von Bohrungen für die Zufuhr der zu zer­ stäubenden Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nut (15, 21, 23), eine Ausnehmung oder eine Vertiefung im Bereich der Beschleunigungs­ zone und/oder im Bereich der Zerstäuberkante (7) im Grundkörper (1 a) der Zerstäuberglocke (1) vorgesehen ist und daß ein Körper (16) mit einer strukturierten Oberfläche in der Nut (15, 21, 23) bzw. der Ausnehmung oder Vertiefung angeordnet ist.

2. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körper (16) als strukturierte Ober­ fläche Rillen (17) aufweist.

3. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rillen (17) in Rillenlängsrichtung eine konvexe Wölbung aufweisen.

4. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in die Nut (15, 21, 23) einsetzbare Körper (16) eine Schraubenfeder (19, 26) ist.

5. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der einsetzbare Körper (16) bzw. die Schraubenfeder (19, 26) auswechselbar ange­ ordnet ist.

6. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (19) fein­ rillig ist und hierzu aus einem dünnen Federdraht besteht.

7. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nut (15, 21, 23) einen kreis­ segmentförmigen Querschnitt aufweist.

8. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (25) der Schrauben­ feder (26) im Abstand voneinander liegen.

9. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (15) für die Schrauben­ feder (19) in einer kegelstumpfförmigen Ringfläche (18) der Stirnfläche (6) der Zerstäuberglocke (1) angeordnet ist.

10. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (21) für die Schrauben­ feder (19) längs einer Kante angeordnet ist, an der die kegelstumpfförmige Ringfläche (18) der Stirnfläche (6) und ein radial außerhalb davon liegender, ringförmiger Teil (20) der Stirnfläche (6) aneinander stoßen.

11. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (23) für die Schrauben­ feder (19) in dem außen liegenden, radial ge­ richteten Teil (20) der Stirnfläche (6) angeordnet ist.

12. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Körper (16) bzw. die Schrauben­ feder (19) mit ihrem Umfang (22) in axialer Richtung über die Stirnfläche (7) der Zerstäuberglocke (1) vorsteht.