DE3816417A1 - Rotationszerstaeubervorrichtung fuer fluessige beschichtungsmaterialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationszerstäubervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine neue Technik, die Nabe eines solchen Zerstäubers sauber und von Ablagerungen des Materials, welches vom Rotationszerstäuber zerstäubt wird, frei zu halten.

Rotationszerstäuber sind bekannt, beispielsweise aus der US-PS 41 48 932. Vorrichtungen und Verfahren, mit welchen die Naben von solchen Zerstäubern gereinigt werden, um sicherzustellen, daß die Materialien, welche von den Zerstäubern zerstäubt werden, gelegentlich beseitigt werden oder welche von vorneherein eine Ablagerung verhindern, sind ebenfalls bekannt, z.B. aus den US-PS 31 55 539, 43 81 079 und 45 05 430, aus der EP-PS 32 391 und der GB- PS 20 66 701. Sie bilden den Stand der Technik zu Anspruch 1.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein verbessertes System zur Reinigung der Nabe eines Rotationszerstäubers zu schaffen, so daß von ihm zerstäubtes Material von der Nabe entfernt wird, bevor sich eine Ablagerung des Materials auf der Nabe bilden kann. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit der Abgabe einer solchen Ablagerung auf z.B. die Oberfläche eines mit dem Material zu beschichtenden Gegenstandes verringert werden. Insbesondere soll durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden, gleichzeitig sowohl eine bessere und ständige Sauberhaltung der Vorderseite des Rotationszerstäubers von Beschichtungsmaterial als auch einen geringeren Energieverbrauch hierfür zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in welcher eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel darstellt ist. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Rotationszerstäubervorrichtung mit einem Strömungsmittelmotor, welcher einen Rotationszerstäuber mit hoher Geschwindigkeit rotieren läßt, um das der Vorrichtung zugeführte flüssige Beschichtungsmaterial zu zerstäuben.

Die Zeichnung zeigt einen Strömungsmittelmotor 10 zum Antrieb eines Rotationszerstäubers 11. Der Motor 10 hat ein Gehäuse 12, welches z.B. aus Gußaluminium besteht. Das Gehäuse 12 wird durch Bolzen 16 von einer isolierenden Stütze 14 getragen, welche durch einen Kragen 18 an dem Gehäuse 12 in den unteren Endabschnitt 20 der Stütze 14 ragen. Zwischen einem Bolzen 16 und einer Hochspannungsquelle 24, welche schematisch dargestellt ist, ist eine Leitung 22 befestigt, um den Strömungsmittelmotor 10 und den Rotationszerstäuber 11 auf ein hohes elektrostatisches Potential zu bringen. Die Zufuhr eines elektrostatischen Potentials zum Rotationszerstäuber 11 lädt die Teilchen des Beschichtungsmaterials, welche während des Zerstäubungs- und Abgabeprozesses abgegeben werden, elektrostatisch auf, um den Beschichtungswirkungsgrad der zerstäubten Teilchen gemäß bekannten Prinzipien zu verbessern.

Der Aufbau des Strömungsmittelmotors 10 ist im allgemeinen wie in der US-PS 43 81 079 beschrieben und wird hier nicht weiter beschrieben, sofern es nicht die vorliegende Erfindung betrifft.

Eine Welle 28 erstreckt sich im wesentlichen über die volle Länge des Strömungsmittelmotors 10 und ragt durch eine Öffnung 30 in einer Stirnwand 32 des Motorgehäuses 12. Ein Durchgang 34 erstreckt sich zentral durch die Welle 28. Der Durchgang 34 mündet am Ende 36 der Welle 28 auf der Niederdruckseite 38 des Strömungsmittelmotors 10. Der Durchgang 34 mündet auch am Ende 42 der Welle 28 außerhalb der Stirnwand 32.

Es ist ein mit einer veränderlichen Drossel 43 und einem Ventil 44 geregelter Strömungswegabschnitt 46 von einer Strömungsmittelquelle 48, schematisch dargestellt, durch das Gehäuse 12 zu einem Punkt in der Nähe des Endes 36 der Welle 28 vorgesehen. Daher kann Strömungsmittel aus der Quelle 48 unter Regelung durch das Ventil 44 durch den Strömungsweg 46, 34 zum Ende 42 der Welle 28 strömen.

Eine zusätzliche Strömungsmittelquelle 50, ebenfalls schematisch dargestellt, stellt eine Zufuhr von Antriebsströmungsmittel dar, zur Veranschaulichung Druckluft, durch eine veränderliche Drossel 51, einen mit einem Ventil 52 geregelten Durchgang 54 zu der Hochdruckseite 56 des Strömungsmittelmotors 10. Ausgestoßenes Antriebsströmungsmittel von der Niederdruckseite 38 strömt durch einen Auspuffdurchgang 60 und einen Auspuff 62, schematisch dargestellt, in die Atmosphäre.

Der ungefähr scheiben-, tassen- oder glockenförmige Rotationszerstäuber 11 ist am Ende der Welle 28 durch irgendwelche Mittel, welche die Unversehrtheit des Durchgangs 34 gewährleisten, befestigt. Solche Mittel schließen z.B. Klebstoffe, Schweißen und Gewinde- Befestigungselemente mit passenden Durchgängen durch sie ein, welche mit dem Durchgang 34 in Verbindung stehen, um sicherzustellen, daß das Strömungsmittel von der Quelle 48 aus dem Ende 42 der Welle 28 ausströmen kann. Der dargestellte Zerstäuber 11 ist durch einen Klebstoff an der Welle 28 befestigt. Der Zerstäuber 11 enthält einen zentralen Nabenteil 70, welcher mit einer konisch verjüngten Zentrumsöffnung 72, welche das konisch verjüngte Ende 42 der Welle 28 aufnimmt, versehen ist. Der Nabenteil 70 ist mit einem abgestuften Umfang 76 versehen, auf welchen ein äußerer Umfangsteil 78 des Zerstäubers 11 aufgeschrumpft oder angeschweißt ist. Der radial innere Bereich 80 des äußeren Umfangsteils 78 ist im Bereich seiner Befestigung am Nabenteil 70 bei 82 komplementär zum abgestuften Umfang 76 des Nabenteils 70 geformt. Der Nabenteil 70 ist mit einer Vielzahl von schräg radial nach außen und axial sich erstreckenden Durchgängen 86 versehen, welche ringförmig angeordnet sind und sich zwischen der Rück- oder Strömungsmittelmotorseite 88 des Nabenteils 70, in der Nähe der radial sich konisch nach außen erweiternden, radial inneren Oberfläche 90 des äußeren Umfangsteils 78 hinter dem Nabenteil 70 und der Vorderseite 92 des Nabenteils 70 nahe bei der radial inneren Oberfläche 90 des äußeren Umfangsteils 78 vor dem Nabenteil erstrecken. Beschichtungsmaterial, welches vom Rotationszerstäuber 11 zerstäubt werden soll, strömt von einem oder mehreren Zuführrohren 94, von denen zwei dargestellt sind, zur Oberfläche 90 hinter dem Nabenteil 70 und anschließend durch die Durchgänge 86, unter dem Einfluß der schnellen Rotation des Zerstäubers 11 und der sich konisch nach außen erweiternden Oberfläche 90. Das Material erreicht eine Kante 98 des Zerstäubers 11 und wird im allgemeinen wie in der US-PS 41 48 932 beschrieben zerstäubt.

Es ist bekannt, daß in der Nähe des Nabenteils 70 eines solchen Zerstäubers 11 ein Bereich mit etwas niedrigerem Druck als radial außerhalb dessen Kante 98 existiert. Dieses Phänomen wurde z.B. in der US-PS 43 81 079 und GB-PS 20 66 701 beschrieben. Dieser Bereich mit niederem Druck bewirkt eine Zirkulation eines Teils des zerstäubten Beschichtungsmaterials von der Kante 98 zurück in die Nähe des Nabenteils 70. Ein Teil dieses Materials könnte sich sogar auf der Nabe von bestimmten Rotationszerstäubern des Standes der Technik ablagern. Dies ist natürlich unerwünscht. Bei einem Beschichtungsvorgang, bei welchem oft Farbwechsel auftreten, wie z.B. bei einer Automobil- Fertigungsstraße, können sich auf bestimmten Typen von Zerstäubernaben Ablagerungen von verschiedenen Beschichtungsmaterialfarben bilden. In einigen Fällen können diese Ablagerungen so stark werden, daß sie auf ein oder mehrere der zu beschichtenden Gegenstände herabfallen. Dies bewirkt Beschichtungsfehler, welche ausgebessert werden müssen.

Beim System gemäß der Erfindung dagegen, strömt ein zusätzliches Fluid von der Quelle 48, durch die veränderliche Drossel 43 und das Ventil 44 geregelt, durch den Strömungsweg 46, 34 aus dem Ende 42 der Welle 28 heraus. Eine poröse Wand in Form einer Platte 100 ist an der Nabe 70 befestigt, z.B. durch einen Klebstoff oder Gewindestifte, welche sich radial durch den äußeren Umfangsteil 78 und den Nabenteil 70 in die Platte 100 erstrecken. Die Platte 100 kann z.B. eine Platte aus einem gesinterten Material sein, wie Metall oder Keramik, welches nur so fest zusammengepreßt ist, daß es etwas durchlässig bleibt. Das von der Quelle 48 gelieferte zusätzliche Fluid kann eines von einer Vielzahl von verschiedenen Strömungsmitteln sein, welche auf verschiedene Weise zugeführt werden. Das Strömungsmittel kann z.B. Luft sein, und es kann kontinuierlich sowohl während eines Materialabgabe- als auch eines Zerstäuberreinigungsvorganges eines Abgabezyklusses zugeführt werden. Die so abgegebene Luft dient dem in der US-PS 43 81 079 und GB-PS 20 66 701 angegebenen Zweck. In einer solchen Situation ist es möglich, die veränderliche Drossel 43 und das Ventil 44 wegzulassen. Wenn das Strömungsmittel ein Lösungsmittel für das zu zerstäubende Material ist, oder wenn es eine Mischung aus einem Lösungsmittel und einem Trocknungsgas, wie Luft, ist, kann es nötig werden, während eines Materialabgabevorganges eines Betriebszyklusses, den Lösungsmittelfluß vom Bereich 102 zwischen dem Nabenteil 70 und der Platte 100 zu stoppen, so daß das zu zerstäubende Material nicht vom Lösungsmittel aufgelöst wird. In diesem Fall ist ein Ventil 44 erforderlich.

Der Bereich 102 bildet eine Verteilerkammer 102 zwischen dem Nabenteil 70 und der porösen Platte 100 zur Verteilung des zusätzlichen Strömungsmittels über die gesamte radiale Ausdehnung der Platte 100 und den gesamten Zentrumsbereich auf der Zerstäubervorderseite 92, welcher radial innerhalb der Durchgänge 86 liegt. Diese Platte 100 erstreckt sich im wesentlichen vollständig über den gesamten Nabenteil 70 bis zu den ringförmig angeordneten Durchgängen 86 für das zu zerstäubende Beschichtungsmaterial. Durch die Verteilung des zusätzlichen Fluides, z.B. Luft, über eine mehrere hundert Kapillarkanäle bildende poröse Wand oder Platte 100, genügt eine sehr geringe Menge dieses Fluides pro Zeiteinheit, um eine Ablagerung von zerstäubtem Beschichtungsmaterial auf der Vorderseite des Rotationszerstäubers 11 zu vermeiden. Entscheidend ist auch, daß das zusätzliche Fluid nicht nur axial aus der porösen Wand 100 nach vorne austritt, sondern durch die Zentrifugalkraft auf der Vorderseite der Wand 100 auch radial nach außen strömt und dabei den Austrittsstellen benachbarte Wandteilchen "spült". Die Wand 100 kann auch eine domartig nach vorne gewölbte Form haben. Die poröse Wand 100 bildet eine Strömungsdrossel für das zusätzliche Fluid, so daß dieses in der Verteilerkammer 102 gestaut wird und einen Überdruck erzeugt.

Claims (6)

1. Rotationszerstäubervorrichtung für flüssige Beschichtungsmaterialien mit einem Rotationszerstäuber (11), der einen Nabenteil (70) zur Verbindung des Rotationszerstäubers (11) mit einer Welle (28) eines Motors (10) aufweist, mit einem am Rotationszerstäuber (11) gebildeten, von vorne gesehen scheiben-, tassen- oder glockenförmigen Zerstäubungs- Umfangsbereich (90, 86, 98), welcher radial innerhalb des Außenumfanges des Rotationszerstäubers (11) liegt, mit einer Durchlaßanordnung (86) für Beschichtungsmaterial von der Rückseite (88) des Nabenteils (70) zu einem auf der Vorderseite (92) des Nabenteils (70) gelegenen Abschnitt des Zerstäubungs- Umfangsbereiches (90, 86, 98), mit einem Strömungsweg (34) für zusätzliches Fluid von der Rückseite (88) zur Vorderseite (92) des Nabenteils (70) radial innerhalb der Durchlaßanordnung (86) für das Beschichtungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorderseite (92) des Nabenteils (70) eine Verteilerkammer (102) für das zusätzliche Fluid gebildet ist, daß der Strömungsweg (34) für das zusätzliche Fluid in die Verteilerkammer (102) mündet, daß eine vordere Wand (100) der Verteilerkammer (102) aus einem für das Fluid durchlässig porösen Material gebildet ist, über welches sich das Fluid in der Verteilerkammer verteilt und durch welche das Fluid aus der Verteilerkammer ausströmt, und daß sich die poröse Wand (100) radial innerhalb der Durchlaßanordnung (86) für das Beschichtungsmaterial befindet.

2. Rotationszerstäubervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die poröse vordere Wand (100) über mindestens ein Drittel des Außendurchmessers des Rotationszerstäubers (11) erstreckt.

3. Rotationszerstäubervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse vordere Wand (100) sich radial bis nahe zu der Durchlaßanordnung (86) für das Beschichtungsmaterial erstreckt, welche die poröse Wand (100) ringförmig umgibt.

4. Rotationszerstäubervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, der Strömungsweg (34) für das zusätzliche Fluid sich durch die Welle (28) erstreckt.

5. Rotationszerstäubervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Strömungsweg (34) eine Gasquelle zur Zufuhr von Gas oder einem Gasgemisch, vorzugsweise Luft, angeschlossen ist.

6. Rotationszerstäubervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Strömungsweg (34) eine Lösungsmittelquelle zur Zufuhr eines Lösungsmittels für das zerstäubte Beschichtungsmaterial angeschlossen ist.