DE60224152T2

DE60224152T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Farbablagerungen auf der Zufuhrleitung eines Rotationszerstäubers

Info

Publication number: DE60224152T2
Application number: DE60224152T
Authority: DE
Inventors: David M. Riga Seitz
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: CA2409332A1; EP1308214A1; US6896211B2; DE60224152D1; US20030080221A1; EP1308214B1; CA2409332C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Zerstäuben von Beschichtungsstoff nach dem Oberbegriff von Anspruch 10. Ein solcher Zerstäuber und ein solches Verfahren sind aus JP 09 094488 A bekannt. Ein ähnlicher Rotationszerstäuber ist aus EP-A-0 803 293 bekannt.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrostatische Beschichtungssysteme mit Glockenbechern, die sich mit hohen Drehzahlen drehen, um einen flüssigen Beschichtungsstoff zu zerstäuben, sind bekannt. Bei einigen elektrostatischen Beschichtungssystemen wird flüssiger Beschichtungsstoff auf eine konkave Innenfläche des rotierenden Glockenbechers durch ein Zufuhrrohr hindurch aufgebracht, das sich entlang der Drehachse des Glockenbechers erstreckt. Die durch den rotierenden Glockenbecher erzeugten Kräfte wirken auf den flüssigen Beschichtungsstoff, wodurch ein Film aus Beschichtungsstoff über der Innenfläche des Glockenbechers ausgebildet wird. Der Film aus Beschichtungsstoff fließt entlang der Innenfläche des Glockenbechers in Richtung einer vorderen Austrittskante des Glockenbechers, und eine Spannungsquelle lädt den fließenden Film aus Beschichtungsstoff elektrostatisch auf. An der Austrittskante des rotierenden Glockenbechers wird der Film aus Beschichtungsstoff als ein elektrostatisch geladener Nebel abgegeben, der auf einen entgegengesetzt geladenen Gegenstand, der beschichtet werden soll, gerichtet ist.
Es ist erwünscht, dass elektrostatische Beschichtungs systeme den Beschichtungsstoff gleichmäßig auf die beschichteten Gegenstände aufbringen. Bei einigen herkömmlichen elektrostatischen Beschichtungssystemen sammeln sich jedoch Klumpen aus teilweise getrocknetem Beschichtungsstoff am Ende des Zufuhrrohres neben dem rotierenden Glockenbecher an. Von Zeit zu Zeit tropft die angesammelte Farbe vom Ende des Zufuhrrohres auf den rotierenden Glockenbecher und wird auf einen beschichteten Gegenstand aufgeschleudert, wodurch ein Defekt in der Beschichtung entsteht, der während eines Nacharbeitens im Anschluss an den Beschichtungsprozess von dem Gegenstand wegpoliert oder auf sonstige Weise entfernt werden muss. Es ist darum wünschenswert, das Ansammeln von Farbe an den Enden von Zufuhrrohren von Rotationszerstäubern zu verringern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Rotationszerstäuber eine Welle, die um eine Achse drehbar ist, und einen Glockenbecher, der mit der Welle gekoppelt ist. Die Welle weist einen Durchgang auf, der sich längs entlang der Welle erstreckt. Der Glockenbecher weist einen Innenraum auf, der durch einen axial hinteren metallischen Rückbereich, eine axial vordere metallische Austrittskante und einen metallischen Seitenbereich definiert ist, der sich von dem Rückbereich in Richtung der Austrittskante erstreckt und an der Austrittskante endet. Der Rückbereich enthält eine Auslassöffnung mit einem vorderen Ende. Der Rückbereich enthält einen Zwischenabschnitt zwischen dem vorderen Ende und dem Seitenbereich. Der Zwischenabschnitt ist axial weiter von der Austrittskante entfernt, als das vordere Ende axial von der Austrittskante entfernt ist. Ein Zufuhrrohr ist in dem Durchgang angeordnet und weist ein Austrittsende auf, durch das flüssiger Beschichtungsstoff abgegeben wird.
Zur Veranschaulichung bestehen gemäß diesem Aspekt der Erfindung der Rückbereich, die Austrittskante und der Seitenbereich alle aus dem gleichen Metall.
Zur Veranschaulichung bestehen gemäß diesem Aspekt der Erfindung der metallische Rückbereich, die metallische Austrittskante und der metallische Seitenbereich alle aus Aluminium.
Alternativ bestehen zur Veranschaulichung gemäß diesem Aspekt der Erfindung der metallische Rückbereich, die metallische Austrittskante und der metallische Seitenbereich alle Titan.
Zur Veranschaulichung befindet sich gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Austrittsende axial vor dem Zwischenabschnitt.
Alternativ ist zur Veranschaulichung gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Austrittsende im Wesentlichen in derselben Ebene wie das vordere Ende angeordnet.
Zur Veranschaulichung enthält gemäß diesem Aspekt der Erfindung die Auslassöffnung eine etwa kegelstumpfförmige Fläche mit einer Basis, die dem Zwischenabschnitt benachbart angeordnet ist.
Des Weiteren enthält zur Veranschaulichung gemäß diesem Aspekt der Erfindung die Vorrichtung eine Hochspannungsquelle, die an den Rotationszerstäuber gekoppelt ist, um eine elektrische Ladung für den Beschichtungsstoff bereitzustellen, der aus der Austrittskante austritt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Verfahren zum Zerstäuben von Beschichtungsstoff das Bereitstellen eines Glockenbechers, der einen Innenraum aufweist, der durch einen axial hinteren metallischen Rückbereich, eine axial vordere metallische Austrittskante und einen metallischen Seitenbereich definiert ist, der sich von dem Rückbereich in Richtung der Austrittskante erstreckt und an der Austrittskante endet. Der Rückbereich enthält eine Auslassöffnung mit einem vorderen Ende. Der Rückbereich enthält zwischen dem vorderen Ende und dem Seitenbereich einen Zwischenabschnitt. Der Zwischenabschnitt ist axial weiter von der Austrittskante entfernt, als das vordere Ende axial von der Austrittskante entfernt ist. Das Verfahren enthält des Weiteren das Drehen des Glockenbechers um eine Drehachse und das Zuführen von flüssigem Beschichtungsstoff zu der Auslassöffnung.
Zur Veranschaulichung enthält gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Bereitstellen eines Glockenbechers mit einem Innenraum, der durch einen axial hinteren metallischen Rückbereich, eine axial vordere metallische Austrittskante und einen metallischen Seitenbereich definiert ist, das Bereitstellen eines Glockenbechers mit einem Innenraum, der durch einen axial hinteren Rückbereich, eine axial vordere Austrittskante und einen Seitenbereich definiert ist, die alle aus dem gleichen Metall bestehen.
Zur Veranschaulichung enthält gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Bereitstellen eines Glockenbechers mit einem Innenraum, der durch einen axial hinteren metallischen Rückbereich, eine axial vordere metallische Austrittskante und einen metallischen Seitenbereich definiert ist, das Bereitstellen eines Glockenbechers mit einem Innenraum, der durch einen axial hinteren Rückbereich aus Aluminium, eine axial vordere Austrittskante aus Aluminium und einen Seitenbereich aus Aluminium definiert ist.
Alternativ enthält zur Veranschaulichung gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Bereitstellen eines Glockenbechers mit einem Innenraum, der durch einen axial hinteren metallischen Rückbereich, eine axial vordere metallische Austrittskante und einen metallischen Seiten bereich definiert ist, das Bereitstellen eines Glockenbechers mit einem Innenraum, der durch einen axial hinteren Rückbereich aus Titan, eine axial vordere Austrittskante aus Titan und einen Seitenbereich aus Titan definiert ist.
Zur Veranschaulichung enthält gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Zuführen von flüssigem Beschichtungsstoff zu der Auslassöffnung das Zuführen von flüssigem Beschichtungsstoff zu dem vorderen Ende.
Zur Veranschaulichung enthält gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Bereitstellen eines Rückbereichs, der eine Auslassöffnung mit einem vorderen Ende enthält, das Bereitstellen eines Glockenbechers, der eine etwa kegelstumpfförmige Fläche mit einer Basis aufweist, die dem Zwischenabschnitt benachbart angeordnet ist.
Des Weiteren enthält zur Veranschaulichung gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Verfahren das Bereitstellen einer elektrischen Ladung für den Beschichtungsstoff, der aus der Austrittskante austritt.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung enthält das Verfahren zum Zerstäuben eines Beschichtungsstoffs das Bereitstellen eines Rotors, der eine um eine Achse drehbare Ausgangswelle aufweist, das Bereitstellen eines Durchgangs, der sich längs entlang der Welle erstreckt, und das Koppeln eines Glockenbechers mit der Welle. Ein Zufuhrrohr ist in dem Durchgang angeordnet. Das Zufuhrrohr endet an einem Austrittsende, das im Wesentlichen in derselben Ebene wie das vordere Ende angeordnet ist. Flüssiger Beschichtungsstoff wird durch das Austrittsende hindurch abgegeben.
Des Weiteren enthält zur Veranschaulichung gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Verfahren das Bereitstellen einer elektrischen Ladung für den Beschichtungsstoff, das aus der Austrittskante abgegeben wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Vorrichtung zum Zerstäuben von Beschichtungsstoff Mittel zum Drehen des Glockenbechermittels um eine Drehachse.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die detaillierte Beschreibung bezieht sich speziell auf die begleitenden Figuren, in denen Folgendes dargestellt ist:
1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines vorderen Endes eines Rotationszerstäubers, die einen Glockenbecher gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt, der an einer vorderen Öffnung einer Abdeckung angeordnet ist, die Komponenten des Zerstäubers umfängt, die sich hinter dem Glockenbecher befinden.
2 veranschaulicht eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des vorderen Endes des Rotationszerstäubers von 1 ohne die Abdeckung, wobei gezeigt ist, wie der Glockenbecher von der Ausgangswelle des Rotationszerstäubers abgenommen ist, und wobei ein Zufuhrrohr gezeigt ist, das sich aus einem Längsdurchgang erstreckt, der in der Welle angeordnet ist.
3 veranschaulicht eine fragmentarische teilweise Schnittansicht durch die Achse des Rotationszerstäubers von 1, die zeigt, wie der Glockenbecher an einem vorderen Ende der Welle montiert ist, wobei sich ein vorderes Ende des Zufuhrrohres in einen Durchgang durch die Mitte des Glockenbechers hindurch erstreckt.
4 veranschaulicht eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht des vorderen Endes des Zufuhrrohres und eines Abschnitts des Glockenbechers, wie in 3 veranschaulicht, die zeigt, wie Beschichtungsstoff von einem Austrittsende des Zufuhrrohres abgegeben wird, das im Wesentlichen in derselben Ebene liegt wie der umgebende Bereich des Glockenbechers.
5 veranschaulicht eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Abschnitts des Glockenbechers.
6 veranschaulicht eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Abschnitts des Glockenbechers.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Wenden wir uns 1 zu. Ein vorderes Ende eines Rotationszerstäubers 10 enthält einen Glockenbecher 12, der neben einer vorderen Öffnung einer Ummantelung 14 des Zerstäubers 10 angeordnet ist, wie in 1 veranschaulicht. (Es ist anzumerken, dass der in den Zeichnungen veranschaulichte Glockenbecher 12 ohne seine Spritzschutzplatte veranschaulicht ist, um die Zeichnungen zu vereinfachen und die Erfindung deutlicher zu veranschaulichen.) Die Ummantelung 14 bedeckt viele der Komponenten des Zerstäubers 10, die in der Region neben der Austrittskante des Glockenbechers 12 angeordnet sind. Der Zerstäuber 10 enthält des Weiteren einen (nicht gezeigten) Rotor, in der Regel eine Druckluftturbine, mit einer Ausgangswelle 16. Ein Durchgang 18 erstreckt sich längs durch Welle 16. Der Zerstäuber 10 enthält des Weiteren ein Zufuhrrohr 22, das sich längs innerhalb des Durchgangs 18 und von dem Durchgang 18 erstreckt, wie am besten in den 2 und 3 veranschaulicht. Das offene vordere Ende 32 des Zufuhrrohres 22 ist in einem Durchgang 24 in dem Glockenbecher 12 angeordnet. Der Freiraum zwischen dem vorderen Ende 32 des Zufuhrrohres 22 und dem Durchgang 24 muss hinreichend schmal sein, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass flüssiger Beschichtungsstoff 26 durch Dochtwirkung entlang des Freiraums zurücktransportiert wird. Der erforderliche Freiraum richtet sich nach Parametern wie zum Beispiel der Oberflächenspannung des Stoffs 26.
Wenden wir uns speziell 4 zu. Flüssiger Beschichtungsstoff 26, der zu dem hinteren Ende des Zufuhrrohres 22 geleitet wird, fließt aus dem offenen vorderen Ende 32 des Zufuhrrohres 22 auf eine Innenfläche 28 des Glockenbechers 12. Wenn sich die Welle 16, auf der der Glockenbecher 12 montiert ist, dreht, so wird der Stoff 26 radial nach außen und nach vorn entlang der Innenfläche 28 des Glockenbechers 12 gedrängt, wodurch ein Film gebildet wird. Der Stoff 26 in dem Film fließt über die Innenfläche 28 des vorderen Endes des Durchgangs 24 in Richtung einer Austrittskante 30 am vorderen Ende des Glockenbechers 12. Ein elektrostatische Hochspannungsquelle 29, die schaubildhaft in 3 veranschaulicht ist und die mit dem Glockenbecher 12 gekoppelt ist, lädt den Stoff 26 in dem Film auf, während er über die Fläche 28 fließt. An der Austrittskante 30 des Glockenbechers 12 wird Stoff 26 als ein elektrostatisch geladener Nebel aus Beschichtungsstoffpartikeln abgegeben. Die geladenen Teilchen werden zum Beispiel in Richtung geerdeter zu beschichtender Gegenstände angezogen. Die US-Patente Nr. 6,230,993 ; 6,076,751 ; 5,662,278 ; 5,622,563 , 5,433,387 und 4,943,005 beschreiben diesen Prozess ausführlicher.
Gemäß dieser Erfindung wirken bestimmte Merkmale der Form und der Materialien, aus denen die Innenfläche 28 des Glockenbechers hergestellt ist, und die Anordnung des Zufuhrrohres 22 zusammen, um das Ansammeln von Beschichtungsstoff um die Ausgabeöffnung 32 des Zufuhrrohres 22 herum zu minimieren. Die Innenfläche 28 besteht aus Metall, zur Veranschaulichung aus einem einzelnen Metall, und zur Veranschaulichung aus Titan oder Aluminium. Wie am besten in 3 veranschaulicht, enthält die Innenfläche 28 einen ersten Bereich 34, der sich von dem vorderen Ende des Durchgangs 24 radial nach außen und nach hinten erstreckt, einen zweiten Bereich 36, der sich von dem ersten Bereich 34 allgemein radial nach außen erstreckt, und einen dritten Bereich 38, der sich von dem zweiten Bereich 36 allgemein radial nach außen und nach vorn zu der Austrittskante 30 erstreckt. Der Glockenbecher 12 enthält eine Rückwand 40, die einen Abschnitt 42 enthält, der den ersten Bereich 34 der Innenfläche 28 bildet, und einen Zwischenabschnitt 44, der den zweiten Bereich 36 der Innenfläche 28 bildet. Der Glockenbecher 12 hat des Weiteren eine Seitenwand oder einen Bereich 46, die bzw. der sich von der Rückwand 40 nach vorn und von der Drehachse 20 radial nach außen erstreckt, sowie einen koaxialen Kopplungsbund 48, der sich von der Rückwand 40 nach hinten erstreckt. Die Seitenwand 46 endet an der Austrittskante 30.
Das Austrittsende 32 des Zufuhrrohres 22 liegt im Wesentlichen in derselben Ebene wie ein nach vorn hervorstehendes Ende 50 des ersten Bereichs 34, wie am besten in den 3 und 4 veranschaulicht. Zur Veranschaulichung endet das Austrittsende 32 des Zufuhrrohres 22 innerhalb von etwa 0,020'' (etwa 0,5 mm) vor dem nach vorn hervorstehenden Ende 50 des ersten Bereichs 34 dergestalt, dass es mit dem vorderen Ende 50 bündig abschließt, wobei die besten Ergebnisse augenscheinlich erreicht werden, wenn das Austrittsende 32 etwa 0,005'' (etwa 0,1 mm) vor dem Ende 50, bündig mit dem Ende 50, endet. Der sich radial erstreckende Abschnitt der Fläche 28, der zu dem zweiten Bereich 36 gehört, ist im Wesentlichen planar, wie bei 60 veranschaulicht, und ist von dem vorderen Ende 50 um eine Distanz 52 nach hinten versetzt, wie am besten in 3 veranschaulicht. Der Abschnitt der Fläche 28, der zu dem ersten Bereich 34 gehört, ist etwa kegelstumpfförmig, wie bei 62 veranschaulicht. Die Phrase "etwa kegelstumpfförmig" ist so zu verstehen, dass sie Formen beinhaltet, die kegelstumpfförmig sind, wie in 5 veranschaulicht, die nach vorn konkav sind, wie in den 1–4 veranschaulicht, und die nach vorn konvex sind, wie in 6 veranschaulicht. Wie am besten in den 3 und 4 veranschaulicht, ist der etwa kegelstumpfförmige Abschnitt der Fläche 28, die zu dem ersten Bereich 34 gehört, geringfügig konkav und geht sanft in den Abschnitt der Fläche 28 über, die zu dem zweiten Bereich 36 gehört. Obgleich der Abschnitt 42 in den 3 und 4 so veranschaulicht ist, dass er ein separater Einsatz ist, der in den Zwischenabschnitt 44 der Rückwand 40 hineingepresst ist, liegt es innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung, dass die Rückwand 40 so ausgebildet ist, dass der Abschnitt 42 mit dem Zwischenabschnitt 44 integral ist. Es versteht sich des Weiteren, dass der Glockenbecher 12 nicht als einem einzelnen Metall oder überhaupt komplett aus Metall besteht, solange die Fläche 28 eine metallische Fläche ist.
Der Abschnitt der veranschaulichenden Fläche 28, die zu dem dritten Bereich 38 gehört, enthält eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Fläche 54, einen abgestuften Bereich 56, der axial vor der Fläche 54 liegt und sich von der Fläche 54 radial nach außen erstreckt, und eine etwa kegelstumpfförmige Fläche 58, die axial vor dem Bereich 56 liegt, wie in den 1–3 veranschaulicht. In der veranschaulichenden Ausführungsform ist die etwa kegelstumpfförmige Fläche 58 nach vorn geringfügig konkav. Eine nach vorn öffnende, kreisförmige Nut 64 ist zwischen der Fläche 60 des Bereichs 36 und der Fläche 54 des Bereichs 38 ausgebildet, wie am besten in 3 veranschaulicht. In anderen Ausführungsformen kann die Nut 64 weggelassen werden. In solchen Ausführungsformen erstreckt sich die Fläche 60 radial nach außen zu der Fläche 54 und geht sanft in die Fläche 54 über. Obgleich der Zwischenabschnitt 44 der Wand 40 so veranschaulicht ist, dass er integral mit der Seitenwand 46 ausgebildet ist, liegt es auch innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung, dass der Zwischenabschnitt 44 von der Wand 46 separat ausgebildet und an ihr befestigt ist.
Der Abschnitt 42 weist eine allgemein planare Rückseite 66 auf. Der Durchgang 24 hat allgemein die Konfiguration eines geraden Kreiszylinders, wie bei 68 veranschaulicht, und erstreckt sich zwischen der Rückseite 66 und dem vorderen Ende 50 durch den Abschnitt 42 hindurch. Der Zwischenabschnitt 44 weist eine Rückseite 70 auf, die in der veranschaulichenden Ausführungsform in derselben Ebene wie die Fläche 66 des Abschnitts 42 liegt. Das Zufuhrrohr 22 hat eine erste Außenfläche in Form eines geraden Kreiszylinders 72, eine zweite Außenfläche in Form eines geraden Kreiszylinders 74 und eine allgemein radial verlaufende Schulterfläche 76, die an die Flächen 72, 74 angrenzt, wie am besten in 3 veranschaulicht. Das Zufuhrrohr 22 weist des Weiteren eine Innenbohrung in Form eines geraden Kreiszylinders 78 auf, die einen Durchgang 80 durch das Zufuhrrohr 22 hindurch definiert. Die Welle 16 weist eine Innenfläche in Form eines geraden Kreiszylinders 82 auf, die einen Durchgang 18 definiert. Ein Ringraum ist zwischen den Flächen 68, 72 definiert. Gleichermaßen ist ein Ringraum zwischen den Flächen 74, 82 definiert. Die Flächen 68, 72, 74, 78, 82 verlaufen koaxial zu der Achse 20. Das Zufuhrrohr 22 ist ortsfest, während sich die Welle 16 und der Glockenbecher 12 während der Beschichtungsvorgänge drehen.
Der Kopplungsbund 48 des Glockenbechers 12 weist eine Außenfläche allgemein in Form eines geraden Kreiszylinders 86 auf, die sich von der Seitenwand 46 nach hinten zu einem hinteren Ende 84 erstreckt, wie am besten in den 2 und 3 veranschaulicht. Der Kopplungsbund 48 enthält des Weiteren eine verjüngte Bohrung 90, die sich von dem hinteren Ende 84 nach vorn erstreckt und in einem Gewindeabschnitt 88 endet, wie am besten in 3 veranschaulicht. Die verjüngte Bohrung 90 ist so ausgebildet, dass sie mehrere kreisförmige Nuten 92 enthält. Die Welle 16 hat ein Ende 94 mit einem komplementären Gewinde und eine verjüngte Außenfläche 96, die sich von dem vorderen Bereich 94 nach hinten erstreckt, wie am besten in 2 veranschaulicht. In der veranschaulichenden Ausführungsform ist der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 86 des Kopplungsbundes 48 kleiner als der Durchmesser der Austrittskante 30.
Der Kopplungsbund 48 ist so ausgebildet, dass er ein Paar allgemein diametral gegenüberliegender Abflachungen 98 enthält, die dafür geeignet sind, während der Montage des Glockenbechers 12 auf der Welle 16 und während des Abnehmens des Glockenbechers 12 von der Welle 16 durch ein Werkzeug, wie zum Beispiel einen Schraubenschlüssel, in Eingriff genommen zu werden. Um den Glockenbecher 12 auf der Welle 16 zu montieren, wird die Welle 16 gegen ein Drehen um die Achse 20 herum gesperrt, während der Glockenbecher 12 relativ zu der Welle 16 so gedreht wird, dass die Gewindebohrung 88 des Kopplungsbundes 48 auf den vorderen Bereich 94 der Welle 16 geschraubt wird. Der Glockenbecher 12 weist eine ringförmige Erhöhung 100 unmittelbar vor der Gewindebohrung 88 auf, die ein vorderes Ende 102 der Welle 16 in Eingriff nimmt, um den Glockenbecher 12 ordnungsgemäß an der Welle 16 anzuordnen, dergestalt, dass das vordere Ende 32 des Abschnitts 42 im Wesentlichen in derselben Ebene wie das Austrittsende 32 des Zufuhrrohres 22 liegt. Wenn der Glockenbecher 12 auf die Welle 16 geschraubt wird, so können jegliche Materialtrümmer an dem vorderen Bereich 94 und der verjüngten Fläche 96 in den Nuten 92 aufgenommen werden.
Wie oben angesprochen, wird flüssiger Beschichtungsstoff 26 aus dem Zufuhrrohr 22 auf die Innenfläche 28 des rotierenden Glockenbechers 12 zugeführt und bildet aufgrund der Drehung des Glockenbechers 12 einen Film, der über die Innenfläche 28 zu der Kante 30 fließt, von der elektrostatisch geladene Beschichtungsstoffteilchen abgegeben werden. Der Strom des Beschichtungsstoffs 26, der aus dem Austrittsende 32 des Zufuhrrohres 22 austritt, ist schaubildhaft in 4 mit Strichlinien pfeilen 104 veranschaulicht. Wenn der Beschichtungsstoff 26 zu Beginn das Zufuhrrohr 22 verlässt, so fließt er im Wesentlichen radial nach außen über das Austrittsende 32 und über den Raum, der zwischen der zylindrischen Fläche 72 des Zufuhrrohres 22 und der zylindrischen Fläche 68 des Abschnitts 42 definiert wird. Der Beschichtungsstoff 26 fließt dann radial nach außen und axial nach hinten entlang der Fläche 62 des Abschnitts 42 in Richtung der Fläche 60 des Zwischenabschnitts 44. Der Beschichtungsstoff 26 fließt radial nach außen entlang der Fläche 60 und fließt dann radial nach außen und axial nach vorn entlang den Flächen 54, 56, 58.
Wie zuvor angesprochen, haben Tests des Rotationszerstäubers 10 mit einem veranschaulichenden Glockenbecher 12 und einem veranschaulichenden Zufuhrrohr 22 gezeigt, dass das Ansammeln von Beschichtungsstoff an dem Zufuhrrohr 22 im Vergleich zu Glockenbecher- und Zufuhrrohr-Konfigurationen und -Anordnungen des Standes der Technik verringert wird.
Während eines ersten Tests wurde der Glockenbecher 12 mit etwa 40.000 Umdrehungen in der Minute (U/min) gedreht, und Beschichtungsstoff wurde durch das Zufuhrrohr 22 mit etwa 260 Kubikzentimetern in der Minute (cc³/min) zugeführt. Während eines zweiten Tests wurde der Glockenbecher 12 mit etwa 40.000 U/min gedreht, und der Beschichtungsstoff wurde durch das Zufuhrrohr hindurch mit einer Rate von etwa 500 cc³/min zugeführt. Der Beschichtungsstoff 26, der während der Tests verwendet wurde, war 694-AE590 Bright White GW7 von der Firma E. I. DuPont de Nemours. Außerdem wurde die Zufuhr des Beschichtungsstoffs 26 über eine Dauer von fünfzehn Sekunden eingeschaltet und dann für eine Dauer von fünf Sekunden abgeschaltet, was durch die gesamten Tests hindurch wiederholt wurde, von denen jeder zwischen etwa fünf und etwa zehn Minuten dauerte. Die Achse 20 wurde in jedem Test horizontal gehalten. Die Tests von mehreren Glockenbechern und Zufuhrrohren des Standes der Technik führten unter den gleichen Testbedingungen dazu, dass sich mehr Beschichtungsstoff an den Enden der jeweiligen Zufuhrrohre ansammelte.

Claims

Rotationszerstäuber (10), eine Welle (16) aufweisend, die um eine Achse (20) drehbar ist, wobei die Welle einen Durchgang (18) aufweist, der sich längs entlang der Welle erstreckt, einen Glockenbecher (12), der mit der Welle (16) gekoppelt ist, wobei der Glockenbecher (12) einen Innenraum aufweist, der durch einen axial hinteren Rückbereich (42, 44), eine axial vordere Austrittskante (30), und einen Seitenbereich (46) definiert ist, der sich von dem Rückbereich (42, 44) in Richtung der Austrittskante (30) erstreckt und an der Austrittskante (30) endet, wobei der Rückbereich (42, 44) einen mittleren Öffnungsbereich mit einem vorderen Ende (50) aufweist, wobei der Rückbereich (42, 44) einen Zwischenabschnitt (44) zwischen dem vorderen Ende (50) und dem Seitenbereich (46) aufweist, und ein Zufuhrrohr (22), das in dem Durchgang (18) angeordnet ist und ein Austrittsende (32) aufweist, durch welches flüssiger Beschichtungsstoff (26) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückbereich (42, 44), die Austrittskante (30) und der Seitenbereich (46) aus Metall hergestellt sind, der mittlere Öffnungsbereich aus einer einzelnen Auslassöffnung besteht, der Zwischenabschnitt (44) axial von der Austrittskante (30) weiter entfernt als das vordere Ende (50) axial von der Austrittskante (30) angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Austrittsende (32) axial vor dem Zwischenabschnitt (44) angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren eine Hochspannungsquelle (29) aufweisend, die mit dem Rotationszerstäuber (10) gekoppelt ist, um eine elektrische Ladung für den Beschichtungsstoff (26) bereitzustellen, der aus der Austrittskante (30) austritt.
Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auslassöffnung eine etwa kegelstumpfförmige Oberfläche (62) mit einer Basis aufweist, die dem Zwischenabschnitt (44) benachbart angeordnet ist.
Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Austrittsende (32) im Wesentlichen in derselben Ebene liegt wie das vordere Ende (50).
Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rückbereich (42, 44), die Austrittskante (30) und der Seitenbereich (46) aus Metall alle aus demselben Metall aufgebaut sind.
Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rückbereich (42, 44) aus Metall, die Austrittskante (30) aus Metall und der Seitenbereich (46) aus Metall alle aus Aluminium bestehen.
Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rückbereich (42, 44) aus Metall, die Austrittskante (30) aus Metall und der Seitenbereich (46) aus Metall aus Titan bestehen.
Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, Mittel zum Drehen des Glockenbechers (12) um eine Drehachse (20) aufweisend.
Verfahren zum Zerstäuben von Beschichtungsstoff (26), wobei das Verfahren beinhaltet: Bereitstel len eines Glockenbechers (12), der einen Innenraum aufweist, der durch einen axial hinteren Rückbereich (42, 44), eine axial vordere Austrittskante (30) und einen Seitenbereich (46) definiert ist, der sich von dem Rückbereich (42, 44) in Richtung der Austrittskante (30) erstreckt und an der Austrittskante (30) endet, wobei der Rückbereich (42, 44) einen mittleren Öffnungsbereich mit einem vorderen Ende (50) aufweist, wobei der Rückbereich (42, 44) zwischen dem vorderen Ende (50) und dem Seitenbereich (46) einen Zwischenabschnitt (44) aufweist, und Drehen des Glockenbechers (12) um eine Drehachse (20), und Zuführen von flüssigem Beschichtungsstoff (26) zu der Auslassöffnung, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückbereich (42, 44), die Austrittskante (30) und der Seitenbereich (46) aus Metall hergestellt sind, der mittlere Öffnungsbereich aus einer einzelnen Auslassöffnung besteht, der Zwischenabschnitt (44) axial von der Austrittskante (30) weiter entfernt als das vordere Ende (50) axial von der Austrittskante (30) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Glockenbecher (12) mit einem Innenraum bereitgestellt ist, der durch einen axial hinteren Rückbereich (42, 44), eine axial vordere Austrittskante (30) und einen Seitenbereich (46) definiert ist, die alle aus demselben Metall bestehen.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Glockenbecher (12) mit einem Innenraum bereitgestellt ist, welcher durch einen axial hinteren Rückbereich (42, 44) aus Aluminium, eine axial vordere Austrittskante (30) aus Aluminium und einen Seitenbereich (46) aus Aluminium definiert ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei ein Glockenbecher (12) mit einem Innenraum bereitgestellt ist, welcher durch einen axial hinteren Rückbereich (42, 44) aus Titan, eine axial vordere Austrittskante (30) aus Titan und einen Seitenbereich (46) aus Titan definiert ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Zuführen von flüssigem Beschichtungsstoff (26) zu der Auslassöffnung das Zuführen von flüssigem Beschichtungsstoff (26) zu dem vorderen Ende (50) beinhaltet.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Bereitstellen eines Rückbereichs (42, 44), der eine Auslassöffnung mit einem vorderen Ende (50) aufweist, das Bereitstellen eines Glockenbechers (12) beinhaltet, der eine etwa kegelstumpfförmige Fläche mit einer Basis aufweist, die dem Zwischenabschnitt (44) benachbart angeordnet ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines Rotors beinhaltet, der eine um eine Achse (20) drehbare Ausgangswelle (16) aufweist, das Bereitstellen eines Durchgangs (18), der sich längs entlang der Welle (16) erstreckt, das Koppeln eines Glockenbechers (12) mit der Welle (16) und Bereitstellen eines Zufuhrrohres (22) in dem Durchgang (18), das Enden lassen des Zufuhrrohres an einem Austrittsende (32), das im Wesentlichen in derselben Ebene wie das vordere Ende (50) liegt, und das Austreten lassen von flüssigem Beschichtungsstoff (26) durch das Austrittsende (32).
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 16, des Weiteren das Bereitstellen einer elektrischen Ladung für den Beschichtungsstoff (26) beinhaltend, der aus der Austrittskante (30) austritt.