EP1560663B1 - Ultrasonic standing wave spraying arrangement - Google Patents
Ultrasonic standing wave spraying arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- EP1560663B1 EP1560663B1 EP03811742A EP03811742A EP1560663B1 EP 1560663 B1 EP1560663 B1 EP 1560663B1 EP 03811742 A EP03811742 A EP 03811742A EP 03811742 A EP03811742 A EP 03811742A EP 1560663 B1 EP1560663 B1 EP 1560663B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- paint
- ultrasonic
- standing
- sound
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 85
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 9
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 claims 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000007591 painting process Methods 0.000 description 1
- 230000001869 rapid Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0623—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn
Definitions
- the invention relates to an ultrasonic standing wave atomizer for generating a paint spray for painting a workpiece with a sonotrode, with a sonotrode the oppositely arranged component, wherein in case of operation in the space between the sonotrode and component a standing ultrasonic field is formed, and with a paint supply device , by means of the paint in the vicinity of a maximum of the sound velocity of the ultrasonic field can be fed.
- the generally known high-speed rotary atomizers are currently preferably used.
- the paint is passed through the interior of a metal bell and thus reaches its front side facing the workpiece.
- the metal bell is usually driven by a compressed air turbine and rotates at up to 80,000 revolutions per minute.
- centrifugal forces the paint then passes to the bell edge of the front page to tear down there in fine droplets.
- the droplet size of the paint spray required for a sufficient quality of a lacquer layer is in the range of 10 ⁇ m to 60 ⁇ m.
- paint can also be produced by means of an ultrasonic standing wave sputtering, for example according to the document U.S. 4,981,425 in principle can be atomized. Following these general considerations, however, average droplet sizes were measured in the atomization between 100 .mu.m and 200 .mu.m, even larger droplets occurring in individual cases. However, such large drops affect the quality of the paint layer so negative that an application in painting technology is unattractive.
- an ultrasonic standing wave atomizer assembly for generating a paint spray for painting a workpiece may be configured to achieve smaller droplet sizes.
- certain embodiments of the sonotrode and of the component, blocking elements or laminar rings have become known which improve the quality of the paint spray mist produced and thus comparatively small droplet sizes can be achieved.
- the disadvantage here is that only comparatively small flow rates of paint can be atomized by the known arrangement.
- the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention of the type mentioned has a paint supply device which has at least two pipe sections for the application of paint in the region of the stationary ultrasonic field.
- at least two of the pipe sections are arranged in the region of a selected maximum of the sound velocity of the stationary ultrasonic field.
- this maximum is particularly stable, with a comparatively high speed of sound.
- This particularly good sputtering properties of the selected maximum is inventively to increase the amount of paint to be atomized or the Lack twist straines used by the paint supply device and provided that at least two pipe pieces are arranged for the application of paint in the range of the selected maximum.
- the amount of paint to be atomized can advantageously be increased.
- An advantageous embodiment of the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention is achieved when the component is a further sonotrode. In this way, the sputtering ability of the standing ultrasonic field can be increased. In addition, such a more stable ultrasonic field can be formed.
- a further advantageous embodiment of the subject invention provides that the distance of the pipe sections in the region of the selected maximum to each other is so large that separate paint fins are formed for each piece of pipe.
- a Lacklamelle forms from the paint exit point on the pipe sections from vibrational physical reasons in any case. If the distance between the pipe sections chosen so large that the paint fins can form separate from each other without mutual interference, at least one area is avoided in which meet droplets of different paint fins and can recombine in such a way to larger droplets. The quality of the paint spray mist is improved with the proposed arrangement.
- the paint outlet openings of the at least two pipe sections in the range of the selected maximum of the sound velocity of a standing ultrasonic wave are arranged on a straight line, and when the straight line is perpendicular to an imaginary center line through the surface centers of the opposing sound surfaces is particularly advantageous the sonotrode and the component goes.
- the distance between the paint exit points on the pipe sections and the sonotrode or the component will be approximately equal in each case. A particularly advantageous position seen in the X direction in the range of the maximum speed of sound is reached.
- the aforementioned advantage can also be achieved if three pipe sections are arranged in the region of a selected maximum of the sound velocity of a standing ultrasonic wave, and if these pipe sections or their paint outlet openings are arranged in a triangle. Particularly favorable is a Arrangement in an equilateral triangle. A further improvement is when the surface defined by the triangle is perpendicular to an imaginary center line passing through the centroids of the opposing sound surfaces of the sonotrode and the device. Also in this case, in turn, it is achieved that the paint outlet openings in the X direction are located in the region of the maximum of the sound velocity.
- the sputtering rate can be improved by selecting the particular maximum to be closer to the sonotrode than to the device. Then there is the possibility that the so-called Kapilarwellenstäubungs free, that is the one effect that keeps the paint droplets away from it by the vibrations of the sonotrode and thus supports the sputtering process.
- FIG. 1 shows a first ultrasonic standing wave atomizer arrangement 10 according to the invention in an isometric view.
- the coordinates are indicated by the directional arrows for the X, Y and Z directions in a Cartesian coordinate system.
- the representation should have only sketchy character, so that the actual size ratios of this figure can not be removed.
- a first sonotrode 12 is arranged opposite a first reflection body 14.
- the sonotrode 12 is sketchily represented by a cylindrical base body 16 and a sound body 18, which protrudes from the first reflection body 14 facing end face of the cylindrical base body 16.
- the sound body 18 and the base body 16 have an approximately cylindrical shape.
- the opposite end surfaces of the sound body 18 and the first reflection body 14 are to be referred to as the first sound surface 20 for the end face on the sound body 18 and as a second sound surface 22 for the end face on the first reflection body 14.
- the first 20 and the second sound surface 22 are configured konkarv, that is, that their shape corresponds approximately to a portion of the surface of an imaginary hollow sphere.
- a first dotted line 24 and a second dotted line 26 were drawn on the first sound surface 20.
- the point of intersection between the first 24 and the second line 26 lies exactly in the middle of the first sound surface 20.
- the first 24 and the second line 26 corresponding lines are also shown on the second sound surface 22, but without being provided with reference numerals closer.
- a central axis 28 is shown, which runs exactly in the X coordinate direction.
- a first 30, a second 31 and a third pipe section 32 are shown, the free ends of which are arranged exactly in the middle between the sound surfaces 20, 22. That is, the tube pieces 30, 31, 32 are arranged side by side, with the free ends all lying in a plane defined by the central axis 28 and the second line 26. In addition, all free ends are connected to an imaginary straight line.
- the longitudinal axes of the pipe sections 30, 31, 32 are arranged parallel to the Y direction and connected with their ends opposite the ends with a Lackzu slaughter 29 not shown in detail in this figure, the paint to be atomized by the first ultrasonic standing wave atomizer 10 in provides the required amount. But it is also within the Erfindungsgepracticens, when each of the pipe sections 30, 31, 32 is connected to a separate Lackzulite vibration 29. In any case, this should also be meant with the paint supply device 29 described here.
- a first distance 34 between the first sound surface 20 and the pipe sections 30, 31, 32 and a second distance 36 between the pipe sections 30, 31, 32 and the second sound surface 22 is the same size.
- a first 34 or a second distance 36 of 17 mm results for an ultrasonic frequency of 24 kH and five sound-speed bellies.
- FIG. 2 shows a second ultrasonic standing wave atomizer assembly 40 which is substantially the same as the first ultrasonic standing wave atomizer assembly 10, which is why the reference numerals for similar components have been chosen the same.
- a significant difference between the first 10 and the second ultrasonic standing wave atomizer assembly 40 is that the arrangement of the pipe sections 30, 31, 32 no longer centrally between the acoustic bodies 18 and the first reflection body, in contrast to the arrangement shown in Fig. 1 takes place, but closer to the sound body 18.
- the arrangement of the pipe sections 30, 31, 32 is selected so that its paint outlet openings in turn come to rest in a selected maximum of sound velocity of the stationary ultrasonic wave, in the second maximum shown, viewed from the sound body 18 ,
- a third distance 38 between the sound body 18 and the pipe sections 30, 31, 32 is smaller than a fourth distance 39, determined as the distance between the pipe sections 30, 31, 32 and the first reflection body 14.
- the representation of the pipe sections 30, 31, 32 and the atomizing bubbles shown with the atomized paint particles show that the distance between the pipe sections 30, 31, 32 to each other is selected so that at the free ends of the pipe sections 30, 31, 32nd each form independently working sputtering areas, so that for each pipe section 30, 31, 32 separate paint fins are formed.
- This has the advantage that the areas in which the discharged paint is atomized to particles, do not interfere with each other.
- the sputtering process is improved and a comparatively high sputtering rate is achieved.
- Fig. 3 shows a further advantageous embodiment of the subject invention with a third ultrasonic standing wave atomizer assembly 50, which is constructed substantially similar to the first ultrasonic standing wave atomizer assembly 10. To facilitate the comparability between the used components, therefore, the same reference numerals were again used for comparable components.
- a fourth 42, a fifth 43 and a sixth pipe section 44 are located exactly midway between the sound body 18 and the first reflection body 14.
- the corresponding paint outlet openings of the pipe sections 42, 43, 44 are accordingly again arranged in the range of the mean maximum speed of sound, but the paint outlet openings are no longer in the plane spanned by the X, Z direction, but the middle fifth pipe section 43 is located in positive Y direction, above the plane spanned by the X, Z direction, while the fourth 42 and the sixth pipe section 44 are below the plane spanned by the X, Z direction.
- FIG. 4 shows a fourth ultrasonic standing wave atomizer arrangement 60 with a second reflection body 46, which is arranged opposite a second sonotrode 48.
- Three first paint tubes 52 are in turn arranged centrally between the second reflection body 46 and the second sonotrode 48. As already shown in FIG. 1, the paint outlet openings of the first paint tubes 52 are aligned along an imaginary line in the Z direction.
- a special feature of the arrangement shown is that a second sound body 54 on the second sonotrode 48 and the second reflection body 46 have approximately a cuboid shape, wherein the opposing sound surfaces of the second sound body 54 and the second reflection body 46, namely the third sound surface 56th on the second sounding body 54 and the fourth sounding surface 48 on the second reflecting body 46, have a shape corresponding to a skirt portion of a cylindrical body.
- the imaginary central axis of the cylindrical body is parallel to that line 62 which passes through the paint outlet openings of the first paint tube 52.
- the projections 64 of the central axis of the imaginary cylinder on the third 56 and on the fourth sound surface 58 are shown as dotted lines.
- a fifth ultrasonic standing wave atomizer assembly 70 is shown in FIG.
- the arrangement shown is similar to that of FIG. 4, so that the second paint tubes 52 are in turn arranged centrally between a fifth sound surface 66 and a sixth sound surface 68.
- the fifth 66 and the sixth sound surface 68 are composed of planar partial surfaces, whose shape, however, is modeled on that of a jacket portion of a cylindrical body. In this way, a widening of the range of the maximum sound velocity in the stationary ultrasonic field is also achieved.
- FIG. 6 shows a sixth ultrasonic standing wave atomizer arrangement, which starts from the arrangement of the first sonotrode 12 with the first reflection body 14, as shown in FIG.
- the reference numerals have been adopted accordingly from FIG.
- three second paint tubes 72 corresponding to the pipe sections 30, 31, 32, as shown in FIG. 1 are arranged, ie have an equal distance from the sonotrode 12 and the first reflection body 14, which here by the drawing of the second distance 36 is shown.
- three third paint tubes 74 are shown, which are shown in the position corresponding to the position of the pipe sections 30, 31, 32 in FIG. This means that their distance between the third paint tube 74 and the sound body 18 corresponds to the third distance 38 according to FIG. 2. This is shown in this figure accordingly.
- a total of six paint tubes 72, 74 are disposed between the first sonotrode 12 and the first reflection body 14, in each case in two groups of three paint tubes 72, 74, so that in each case three Lackrschreibchen 74 are arranged starting from the sound body 18 in the second maximum of the sound velocity and three paint tubes 72 in the third maximum and thus above the maximum of sound-fast. With such an arrangement, the rate of paint sputtering can be further increased.
- cleaning air can be used in the well-known manner that adhesion of atomized paint on the sonotrode or on the reflection body is substantially avoided.
- shaping air can be used so that the atomized paint particles preferably fly in the desired direction of the painting.
- the process of directional painting can also be supported by electrostatically charging the paint particles. This charging can be achieved in a generally known manner internally, that is with supplied at high voltage potential supplied paint, or by the so-called external charging, which usually charge the sputtered paint by high-voltage needles, which are located in the vicinity of the sputtering.
- the workpiece to be painted is then usually placed at ground potential, so that the electrically charged paint particles preferably fly to the workpiece.
- a combination of internal and external charging is readily possible.
- the reflection body is another sonotrode, with the particular advantage that the standing ultrasonic field can be particularly strong.
- the controllability of the ultrasonic field is improved with such a measure.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lack-Sprühnebels zum Lackieren eines Werkstücks mit einer Sonotrode, mit einem der Sonotrode gegenüberliegend angeordneten Bauelement, wobei im Betriebsfall im Zwischenraum zwischen Sonotrode und Bauelement ein stehendes Ultraschallfeld ausgebildet ist, und mit einer Lackzufuhrvorrichtung, mittels der Lack in den Nahbereich eines Maximums der Schallschnelle des Ultraschallfeldes zuführbar ist.The invention relates to an ultrasonic standing wave atomizer for generating a paint spray for painting a workpiece with a sonotrode, with a sonotrode the oppositely arranged component, wherein in case of operation in the space between the sonotrode and component a standing ultrasonic field is formed, and with a paint supply device , by means of the paint in the vicinity of a maximum of the sound velocity of the ultrasonic field can be fed.
Zum Lackieren von Werkstücken, insbesondere bei Massenlackierungen wie sie in der Automobilindustrie häufig vorkommen, werden derzeit vorzugsweise die allgemein bekannten Hochrotationszerstäuber eingesetzt. Bei der Hochrotationszerstäubung wird der Lack durch das Innere einer Metallglocke geleitet und gelangt derart auf deren zum Werkstück weisende Frontseite. Die Metallglocke wird üblicherweise von einer Druckluftturbine angetrieben und rotiert mit bis zu 80.000 Umdrehungen pro Minute. Durch die dabei wirkenden Fliehkräfte gelangt der Lack dann an die Glockenkante der Frontseite, um dort in feinen Tröpfchen abzureißen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die für eine ausreichende Qualität einer Lackschicht geforderte Tröpfchengröße des Lacksprühnebels im Bereich von 10 µm bis 60 µm liegt.For painting workpieces, in particular in mass painting, as they frequently occur in the automotive industry, the generally known high-speed rotary atomizers are currently preferably used. During high-rotation atomization, the paint is passed through the interior of a metal bell and thus reaches its front side facing the workpiece. The metal bell is usually driven by a compressed air turbine and rotates at up to 80,000 revolutions per minute. By acting centrifugal forces, the paint then passes to the bell edge of the front page to tear down there in fine droplets. In this way, it is achieved that the droplet size of the paint spray required for a sufficient quality of a lacquer layer is in the range of 10 μm to 60 μm.
Allgemein bekannt gewordene, grundsätzliche Überlegungen zeigen, dass Lack auch mittels einer Ultraschall-Stehwellen-Zerstäubung beispielsweise gemäss Dokument
Es ist vorgeschlagen worden, wie eine Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lacksprühnebels zum Lackieren eines Werkstückes ausgestaltet sein kann, um kleinere Tröpfchengrößen zur erreichen. So sind zum Beispiel bestimmte Ausgestaltungen der Sonotrode und des Bauelements, Sperrelemente oder auch Lamellenringe bekannt geworden, welche die Qualität des erzeugten Lacksprühnebels verbessern und somit vergleichsweise kleine Tröpfchengrößen erreicht werden können. Nachteilig dabei ist es, dass nur vergleichsweise kleine Förderraten an Lack durch die bekannt gewordene Anordnung zerstäubt werden können.It has been proposed how an ultrasonic standing wave atomizer assembly for generating a paint spray for painting a workpiece may be configured to achieve smaller droplet sizes. Thus, for example, certain embodiments of the sonotrode and of the component, blocking elements or laminar rings have become known which improve the quality of the paint spray mist produced and thus comparatively small droplet sizes can be achieved. The disadvantage here is that only comparatively small flow rates of paint can be atomized by the known arrangement.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lacksprühnebels anzugeben, mit der es möglich ist, die zerstäubte Lackmenge, also die sogenannte Lackrate zu erhöhen und dabei einen ausgewählten Bereich an vorkommenden Tröpfchengrößen einzuhalten.Based on this prior art, it is the object of the invention to provide an ultrasonic standing wave atomizer for generating a paint spray, with which it is possible to increase the atomized amount of paint, so the so-called paint rate and thereby a selected range of occurring droplet sizes observed.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung zur Erzeugung eines Lacksprühnebels zum Lackieren eines Werkstückes mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen.This object is achieved by the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention for producing a paint spray for painting a workpiece having the features mentioned in claim 1.
Demnach hat die erfindungsgemäße Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung der eingangs genannten Art eine Lackzufuhrvorrichtung, die im Bereich des stehenden Ultraschallfeldes wenigstens zwei Rohrstücke zur Ausbringung von Lack hat. Zudem sind wenigstens zwei der Rohrstücke im Bereich eines ausgewählten Maximums der Schallschnelle des stehenden Ultraschallfeldes angeordnet. Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, dass ein ausgewähltes Maximum der Schallschnelle einer stehenden Ultraschallwelle dazu benutzt wird, eine vergleichsweise große Menge an Lack zu Lacktröpfchen zu zerstäuben. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass insbesondere bei einfach aufgebauten Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberan-ordnungen häufig ein ausgewähltes Maximum der Schallschnelle besonders gut ausgebildet ist im stehenden Ultraschallfeld, zum Beispiel bei stehenden Ultraschallfeldern mit einer ungeraden Anzahl von Schallschnellebäuchen, der mittlere Schallschnellebauch. Das heißt, dass dieses Maximum besonders stabil ist, bei einer vergleichsweise hohen Schallschnelle. Diese besonders gute Zerstäubungseigenschaften des ausgewählten Maximums wird erfindungsgemäß zur Steigerung der zu zerstäubenden Lackmenge beziehungsweise des Lackdurchflusses durch die Lackzufuhrvorrichtung eingesetzt und vorgesehen, dass wenigstens zwei Rohrstücke zur Ausbringung von Lack im Bereich des ausgewählten Maximums angeordnet sind. Somit ist die zu zerstäubende Lackmenge in vorteilhafterweise erhöhbar. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuber-anordnung ist erreicht, wenn das Bauelement eine weitere Sonotrode ist. Auf diese Weise kann die Zerstäubungsfähigkeit des stehenden Ultraschallfeldes gesteigert werden. Zudem ist derart ein stabileres Ultraschallfeld ausbildbar.Accordingly, the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention of the type mentioned has a paint supply device which has at least two pipe sections for the application of paint in the region of the stationary ultrasonic field. In addition, at least two of the pipe sections are arranged in the region of a selected maximum of the sound velocity of the stationary ultrasonic field. According to the invention, it is thus provided that a selected maximum of the sound velocity of a standing ultrasonic wave is used to atomize a comparatively large amount of paint into paint droplets. It has in fact been found that, in particular with simply constructed ultrasound standing-wave atomizer arrangements, a selected maximum of the sound velocity is particularly well-formed in the standing ultrasound field, for example in standing ultrasound fields with an odd number of sound breeches, the mean velocity bump. This means that this maximum is particularly stable, with a comparatively high speed of sound. This particularly good sputtering properties of the selected maximum is inventively to increase the amount of paint to be atomized or the Lackdurchflusses used by the paint supply device and provided that at least two pipe pieces are arranged for the application of paint in the range of the selected maximum. Thus, the amount of paint to be atomized can advantageously be increased. An advantageous embodiment of the ultrasonic standing wave atomizer arrangement according to the invention is achieved when the component is a further sonotrode. In this way, the sputtering ability of the standing ultrasonic field can be increased. In addition, such a more stable ultrasonic field can be formed.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass der Abstand der Rohrstücke im Bereich des ausgewählten Maximums zueinander so groß ist, dass für jedes Rohrstück voneinander getrennte Lacklamellen ausgebildet sind. Eine Lacklamelle bildet sich ausgehend vom Lackaustrittspunkt an den Rohrstücken aus schwingungsphysikalischen Gründen jedenfalls aus. Ist der Abstand zwischen den Rohrstücken so groß gewählt, dass die Lacklamellen sich ohne gegenseitige Beeinflussungen getrennt voneinander ausbilden können, ist jedenfalls ein Bereich vermieden bei dem sich Tröpfchen von verschiedenen Lacklamellen treffen und derart zu größeren Tröpfchen rekombinieren können. Die Qualität des Lacksprühnebel wird mit der vorgeschlagenen Anordnung verbessert.A further advantageous embodiment of the subject invention provides that the distance of the pipe sections in the region of the selected maximum to each other is so large that separate paint fins are formed for each piece of pipe. A Lacklamelle forms from the paint exit point on the pipe sections from vibrational physical reasons in any case. If the distance between the pipe sections chosen so large that the paint fins can form separate from each other without mutual interference, at least one area is avoided in which meet droplets of different paint fins and can recombine in such a way to larger droplets. The quality of the paint spray mist is improved with the proposed arrangement.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch die Lackaustrittsöffnungen der wenigstens zwei Rohrstücke im Bereich des ausgewählten Maximums der Schallschnelle einer stehenden Ultraschallwelle auf einer geraden Linie angeordnet sind, und wenn die gerade Linie senkrecht auf einer gedachten Mittellinie steht, die durch die Flächenmittelpunkte der sich gegenüberliegenden Schallflächen der Sonotrode und des Bauelements geht. Bei einer derartigen Anordnung wird der Abstand zwischen den Lackaustrittspunkten an den Rohrstücken und der Sonotrode beziehungsweise dem Bauelement jeweils in etwa gleich groß sein. Eine besonders vorteilhafte Lage in X-Richtung gesehen im Bereich des Maximums der Schallschnelle ist erreicht.It when the paint outlet openings of the at least two pipe sections in the range of the selected maximum of the sound velocity of a standing ultrasonic wave are arranged on a straight line, and when the straight line is perpendicular to an imaginary center line through the surface centers of the opposing sound surfaces is particularly advantageous the sonotrode and the component goes. In such an arrangement, the distance between the paint exit points on the pipe sections and the sonotrode or the component will be approximately equal in each case. A particularly advantageous position seen in the X direction in the range of the maximum speed of sound is reached.
Der vorstehend genannte Vorteil kann auch erreicht werden, wenn drei Rohrstücke im Bereich eines ausgewählten Maximums der Schallschnelle einer stehenden Ultraschallwelle angeordnet, und wenn diese Rohrstücke beziehungsweise deren Lackaustrittsöffnungen in einem Dreieck angeordnet sind. Besonders günstig ist eine Anordnung in einem gleichseitigen Dreieck. Eine weitere Verbesserung ist es, wenn diejenige Fläche, die durch das Dreieck bestimmt ist, senkrecht auf einer gedachten Mittellinie steht, die durch die Flächenmittelpunkte der sich gegenüberliegenden Schallflächen der Sonotrode und des Bauelements geht. Auch in diesem Fall ist wiederum erreicht, dass die Lackaustrittsöffnungen in X-Richtung gesehen im Bereich des Maximums der Schallschnelle gelegen sind.The aforementioned advantage can also be achieved if three pipe sections are arranged in the region of a selected maximum of the sound velocity of a standing ultrasonic wave, and if these pipe sections or their paint outlet openings are arranged in a triangle. Particularly favorable is a Arrangement in an equilateral triangle. A further improvement is when the surface defined by the triangle is perpendicular to an imaginary center line passing through the centroids of the opposing sound surfaces of the sonotrode and the device. Also in this case, in turn, it is achieved that the paint outlet openings in the X direction are located in the region of the maximum of the sound velocity.
Es hat sich auch herausgestellt, dass der Zerstäubungsvorgang beziehungsweise die Zerstäubungsrate verbessert werden kann, indem das bestimmte Maximum so gewählt wird, dass es näher an der Sonotrode als an dem Bauelement liegt. Dann besteht die Möglichkeit, dass der sogenannte Kapilarwellenstäubungseffekt, also derjenige Effekt, der durch die Schwingungen der Sonotrode die Lacktröpfchen von dieser fern hält und derart den Zerstäubungsprozess unterstützt.It has also been found that the sputtering rate can be improved by selecting the particular maximum to be closer to the sonotrode than to the device. Then there is the possibility that the so-called Kapilarwellenstäubungseffekt, that is the one effect that keeps the paint droplets away from it by the vibrations of the sonotrode and thus supports the sputtering process.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the subject invention can be found in the dependent claims.
Anhand den in den Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung, ihre Vorteile sowie weitere Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Reference to the exemplary embodiments indicated in the drawings, the invention, its advantages and further improvements of the invention will be explained and described in detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- Eine erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung,
- Fig. 2
- eine zweite Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung,
- Fig. 3
- eine dritte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung,
- Fig. 4
- eine vierte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung,
- Fig. 5
- eine fünfte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung und
- Fig. 6
- eine sechste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung.
- Fig. 1
- A first ultrasonic standing wave atomizer arrangement,
- Fig. 2
- a second ultrasonic standing wave atomizer assembly,
- Fig. 3
- a third ultrasonic standing wave atomizer arrangement,
- Fig. 4
- a fourth ultrasonic standing wave atomizer arrangement,
- Fig. 5
- a fifth ultrasonic standing wave atomizer assembly and
- Fig. 6
- a sixth ultrasonic standing wave atomizer assembly.
Fig. 1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberan-ordnung 10 in einer isometrischen Darstellung. Die Koordinaten sind durch die Richtungspfeile für die X-, Y- und Z-Richtung in einem kartesischen Koordinatensystem angedeutet.1 shows a first ultrasonic standing
Zudem soll die Darstellung nur skizzenhaften Charakter haben, so dass die tatsächlichen Größenverhältnisse dieser Figur nicht entnehmbar sind.In addition, the representation should have only sketchy character, so that the actual size ratios of this figure can not be removed.
Eine erste Sonotrode 12 ist einem ersten Reflektionskörper 14 gegenüberliegend angeordnet. In dieser Figur ist die Sonotrode 12 skizzenhaft durch einen zylindrischen Grundkörper 16 sowie einen Schallkörper 18 dargestellt, der aus der zum ersten Reflektionsköper 14 weisenden Stirnseite des zylindrischen Grundkörpers 16 herausragt. Der Schallkörper 18 und der Grundkörper 16 haben eine in etwa zylinderförmige Gestalt. Die sich gegenüberliegenden Stirnflächen des Schallkörpers 18 sowie des ersten Reflektionskörpers 14 sollen als erste Schallfläche 20 für die Stirnfläche am Schallkörper 18 sowie als zweite Schallfläche 22 für die Stirnseite am ersten Reflektionskörper 14, bezeichnet werden. Die erste 20 beziehungsweise die zweite Schallfläche 22 sind konkarv ausgestaltet, das heißt, dass ihre Gestalt in etwa einem Abschnitt der Oberfläche einer gedachten Hohlkugel entspricht. Um diese Gestalt zu verdeutlichen, wurde auf die erste Schallfläche 20 eine erste punktierte Linie 24 sowie eine zweite punktierte Linie 26 eingezeichnet. Der Schnittpunkt zwischen der ersten 24 und der zweiten Linie 26 liegt genau mittig auf der ersten Schallfläche 20. Der ersten 24 beziehungsweise der zweiten Linie 26 entsprechende Linien sind auch auf der zweiten Schallfläche 22 gezeigt, ohne jedoch näher mit Bezugszeichen versehen zu sein. Durch die Schnittpunkte der ersten 24 mit der zweiten Linie 26 sowie den entsprechenden Linien der zweiten Schallfläche 22 ist noch eine Mittelachse 28 gezeigt, die genau in X-Koordinatenrichtung verläuft.A
In dem Zwischenraum zwischen der ersten Schallfläche 20 und der zweiten Schallfläche 22 ist ein erstes 30, ein zweites 31 sowie ein drittes Rohrstück 32 gezeigt, deren freie Enden genau mittig zwischen den Schallflächen 20, 22 angeordnet sind. Das heißt, dass die Rohrstücke 30, 31, 32 nebeneinander angeordnet sind, wobei die freien Enden alle in einer Ebene liegen, die durch die Mittelachse 28 sowie der zweiten Linie 26 definiert ist. Zudem sind alle freien Enden mit einer gedachten geraden Linie verbindbar. Die Längsachsen der Rohrstücke 30, 31, 32 sind parallel zur Y-Richtung angeordnet und mit ihren den Enden gegenüberliegenden Enden mit einer in dieser Figur nicht näher dargestellten Lackzuführeinrichtung 29 verbunden, die den durch die erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 10 zu zerstäubenden Lack in der erforderlichen Menge zur Verfügung stellt. Es ist aber auch innerhalb des Erfindungsgedankens, wenn jedes der Rohrstücke 30, 31, 32 mit jeweils einer separaten Lackzuführeinrichtung 29 verbunden ist. Dies soll jedenfalls auch mit der hier beschriebenen Lackzuführeinrichtung 29 gemeint sein.In the intermediate space between the
Das andere Ende der Rohrstücke 30, 31, 32 endet also sozusagen im "freien Raum", ohne dass die Verbindung mit der Lackzuführeinrichtung 29 dargestellt wäre.The other end of the
Um die Vorgänge im stehenden Ultraschallfeld zwischen der ersten Schallfläche 20 und der zweiten Schallfläche 22 besser aufzeigen zu können, wurden im Zwischenraum die Verläufe von fünf Schallschnellebäuchen der stehenden Ultraschallwelle gezeigt, wobei die Verläufe um die Mittelachse 28, und zwar in der durch die X- und Y-Richtung aufgespannten Ebene, dargestellt sind. In dem gewählten Beispiel ist ein erster Abstand 34 zwischen der ersten Schallfläche 20 und den Rohrstücken 30, 31, 32 sowie ein zweiter Abstand 36 zwischen den Rohrstücken 30, 31, 32 und der zweiten Schallfläche 22 gleich groß. Somit ist klar, dass die betreffenden freien Enden der Rohrstücke 30, 31, 32 alle in nur einem Maximum der Schallschnelle, nämlich in dem mittleren der fünf Schallschnellebäuche gelegen sind. In der für diese Anordnung gewählten Ausgestaltung der ersten Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanord-nung 10 ergibt sich für eine Ultraschallfrequenz von 24 kH sowie fünf Schallschnellebäuchen ein erster 34 beziehungsweise ein zweiter Abstand 36 von 17 mm. Das heißt, dass für Reinigungs- oder Lenkluft, die eventuell zur Unterstützung des Zerstäubungsprozesses beziehungsweise zur Lenkung der Lackpartikel eingesetzt werden, ausreichend Raum zur Verfügung steht. Mit einer derartigen Anordnung von drei Rohrstücken 30, 31, 32 in nur einem Schallschnellebauch, also im Bereich eines Maximums an Schallschnelle ist vorteilhafterweise also erreicht, dass besonders hohe Lackraten, insbesondere Lackraten von mehr als 200 ml/min ohne weiteres erreichbar sind. Zudem ist sichergestellt, dass dabei die Verteilung der Durchmesser der Lacktropfen des zerstäubten Lackes in einem akzeptablen Bereich bleiben. Der Zerstäubungsvorgang ist in dieser Figur nur symbolisch an den jeweiligen freien Enden der Rohrstücke 30, 31, 32 dargestellt, in dem um eine übertrieben groß dargestellte Zerstäubungsblase viele kleine Lackpartikelchen dargestellt sind.In order to be able to better show the processes in the stationary ultrasonic field between the
Fig. 2 zeigt eine zweite Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 40, die im wesentlichen die gleichen Bauelemente wie die erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 10 aufweisen soll, weshalb auch die Bezugszeichen für gleichartige Bauteile gleich gewählt wurden. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der ersten 10 und der zweiten Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 40 besteht darin, dass die Anordnung der Rohrstücke 30, 31, 32 im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Anordnung nicht mehr mittig zwischen den Schallkörpern 18 und den ersten Reflektionskörper erfolgt, sondern näher zum Schallkörper 18. Die Anordnung der Rohrstücke 30, 31, 32 ist so gewählt, dass deren Lackaustrittsöffnungen wiederum in einem ausgewählten Maximum an Schallschnelle der stehenden Ultraschallwelle zu liegen kommt, und zwar im zweiten gezeigten Maximum, vom Schallkörper 18 aus gesehen. Das heißt also, dass ein dritter Abstand 38 zwischen dem Schallkörper 18 und den Rohrstücken 30, 31, 32 kleiner ist als ein vierter Abstand 39, der sich bestimmt als Abstand zwischen den Rohrstücken 30, 31, 32 und dem ersten Reflektionskörper 14. Bei der hier gezeigten Anordnung erweist es sich als Vorteil, dass die Rohrstücke 30, 31, 32 näher zur ersten Sonotrode 12 liegen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Schwingungen des Schallkörpers 18 der ersten Sonotrode 12 die zerstäubten Lacktröpfchen durch die Schwingung des Schallkörpers 18 selbst vergleichsweise gut davon abhalten, an der Sonotrode zu haften. Oder anders ausgedrückt, die Schwingungen des Schallkörpers 18 halten die Lacktröpfchen von diesem fern.FIG. 2 shows a second ultrasonic standing
Darüber hinaus soll die Darstellung der Rohrstücke 30, 31, 32 und den dargestellten Zerstäubungsblasen mit den zerstäubten Lackpartikelchen zeigen, dass der Abstand der Rohrstücke 30, 31, 32 zueinander so gewählt ist, dass sich an den freien Enden der Rohrstücke 30, 31, 32 jeweils unabhängig voneinander arbeitende Zerstäubungsbereiche ausbilden, also dass für jedes Rohrstück 30, 31, 32 voneinander getrennte Lacklamellen ausgebildet sind. Das hat den Vorteil, dass die Bereiche, in denen der ausgetragene Lack zu Partikelchen zerstäubt wird, sich nicht gegenseitig stören. Somit wird der Zerstäubungsvorgang verbessert und eine vergleichsweise hohe Zerstäubungsrate erzielt.In addition, the representation of the
Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes mit einer dritten Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 50, die im wesentlichen ähnlich aufgebaut ist, wie die erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuber-anordnung 10. Zur Vereinfachung der Vergleichbarkeit zwischen den verwendeten Bauteilen, wurden daher für vergleichbare Bauteile wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet.Fig. 3 shows a further advantageous embodiment of the subject invention with a third ultrasonic standing
Einen wesentlichen Unterschied zwischen der Anordnung in dieser Figur und der in Fig. 1 besteht darin, dass in dieser Figur ein viertes 42, ein fünftes 43 sowie ein sechstes Rohrstück 44 genau mittig zwischen dem Schallkörper 18 und dem ersten Reflektionskörper 14 angeordnet sind. Die entsprechenden Lackaustrittsöffnungen der Rohrstücke 42, 43, 44 sind demgemäß zwar wiederum im Bereich des mittleren Maximums an Schallschnelle angeordnet, jedoch liegen die Lackaustrittsöffnungen nicht mehr in der von der X-, Z-Richtung aufgespannten Ebene, sondern das mittlere fünfte Rohrstück 43 liegt in positiver Y-Richtung, oberhalb der von der X-, Z-Richtung aufgespannten Ebene, während das vierte 42 und das sechste Rohrstück 44 unterhalb der von der X-, Z-Richtung aufgespannten Ebene liegen. Alle drei Lackaustrittsöffnungen liegen jedoch weiterhin gemeinsam in einer zur von der Y-, Z-Richtung aufgespannten Ebene parallelen Ebene. Die drei Lackaustrittsöffnungen bilden also sozusagen ein gedachtes Dreieck, das in einer der von der Y-, Z- Richtung aufgespannten Ebene parallelen Ebene gelegen ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen den Lackaustrittsöffnungen weiter erhöht werden kann, ohne dabei das gewählte eine Maximum der Schallschnelle zu verlassen. Auf diese Weise kann die Zerstäubung weiter verbessert werden und gleichzeitig auch die Lackrate erhöht werden.A significant difference between the arrangement in this figure and that in Fig. 1 is that in this figure, a fourth 42, a fifth 43 and a
Fig. 4 zeigt eine vierte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 60 mit einem zweiten Reflektionskörper 46, der einer zweiten Sonotrode 48 gegenüberliegend angeordnet ist. Drei erste Lackröhrchen 52 sind wiederum mittig zwischen dem zweiten Reflektionskörper 46 und der zweiten Sonotrode 48 angeordnet. Ähnlich wie in Fig. 1 schon gezeigt, sind die Lackaustrittsöffnungen der ersten Lackröhrchen 52 entlang einer gedachten Linie in Z-Richtung ausgerichtet. Eine Besonderheit der gezeigten Anordnung liegt darin, dass ein zweiter Schallkörper 54 an der zweiten Sonotrode 48 sowie der zweite Reflektionskörper 46 in etwa eine quaderförmige Gestalt haben, wobei die sich gegenüberliegenden Schallflächen des zweiten Schallkörpers 54 und des zweiten Reflektionskörpers 46, nämlich die dritte Schallfläche 56 am zweiten Schallkörper 54 und die vierte Schallfläche 48 am zweiten Reflektionskörper 46, eine Gestalt aufweisen, die einem Mantelabschnitt eines zylindrischen Körpers entspricht.4 shows a fourth ultrasonic standing
Dabei erweist es sich als Vorteil, wenn die gedachte Mittelachse des zylindrischen Körpers parallel zu derjenigen Linie 62 verläuft, die durch die Lackaustrittsöffnungen der ersten Lackröhrchen 52 läuft. Die Projektionen 64 der Mittelachse des gedachten Zylinders auf der dritten 56 beziehungsweise auf der vierten Schallfläche 58 sind als punktierte Linien eingezeichnet. Mit einer derartigen Anordnung ist erreicht, dass das Maximum der Schallschnelle im stehenden Ultraschallfeld möglichst breit ist, also eine möglichst weite Ausdehnung in Richtung der Linie 62 aufweist, die hier mit der Z-Richtung zusammenfällt.It proves to be an advantage if the imaginary central axis of the cylindrical body is parallel to that
Eine fünfte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung 70 ist in Fig. 5 gezeigt. Dabei ist die gezeigte Anordnung ähnlich zu derjenigen aus Fig. 4, so dass die zweiten Lackröhrchen 52 wiederum mittig zwischen einer fünften Schallfläche 66 sowie einer sechsten Schallfläche 68 angeordnet sind. Im Unterschied zu den in Fig. 4 gezeigten Schallflächen sind die fünfte 66 und die sechste Schallfläche 68 aus ebenen Teilflächen zusammengesetzt, deren Gestalt jedoch derjenigen eines Mantelabschnitts eines zylindrischen Körpers nachgebildet ist. Auch auf diese Weise wird ebenfalls eine Verbreiterung des Bereichs der maximalen Schallschnelle im stehenden Ultraschallfeld erreicht.A fifth ultrasonic standing
Schließlich zeigt Fig. 6 eine sechste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnung, die ausgeht von der Anordnung der ersten Sonotrode 12 mit dem ersten Reflektionskörper 14, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist. Die Bezugszeichen wurden entsprechend aus der Fig. 1 übernommen. Dabei sind drei zweite Lackröhrchen 72 entsprechend der Rohrstücke 30, 31, 32, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, angeordnet, haben also einen gleichen Abstand zur Sonotrode 12 und zum ersten Reflektionskörper 14, was hier durch das Einzeichnen des zweiten Abstands 36 gezeigt ist. Zudem sind in dieser Figur drei dritte Lackröhrchen 74 gezeigt, die in derjenigen Position gezeigt sind, die der Position der Rohrstücke 30, 31, 32 in der Fig. 2 entsprechen. Das heißt, dass deren Abstand zwischen den dritten Lackröhrchen 74 und dem Schallkörper 18 dem dritten Abstand 38 gemäß Fig. 2 entspricht. Dies ist entsprechend in dieser Figur eingezeichnet. In dieser Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist also vorgesehen, dass insgesamt sechs Lackröhrchen 72, 74 zwischen der ersten Sonotrode 12 und dem ersten Reflektionskörper 14 angeordnet sind, und zwar jeweils in zwei Gruppen von jeweils drei Lackröhrchen 72, 74, so dass jeweils drei Lackröhrchen 74 ausgehend vom Schallkörper 18 im zweiten Maximum der Schallschnelle sowie drei Lackröhrchen 72 im dritten Maximum und damit über dem Maximum an Schall-schnelle angeordnet sind. Mit einer derartigen Anordnung kann die Rate der Lackzerstäubung noch weiter gesteigert werden.Finally, FIG. 6 shows a sixth ultrasonic standing wave atomizer arrangement, which starts from the arrangement of the
In keinem der vorstehend genannten Beispielanordnungen wurde im Detail gezeigt, welche weiteren Maßnahmen sich günstig auf die Zerstäubung beziehungsweise auf den Lackierprozess als solches auswirken können. So kann beispielsweise Reinigungsluft in der allgemein bekannten Weise dafür eingesetzt werden, dass ein Anhaften von zerstäubtem Lack an der Sonotrode oder an den Reflektionskörper im wesentlichen vermieden wird. Darüber hinaus ist Lenkluft dazu einsetzbar, dass die zerstäubten Lackpartikel vorzugsweise in die gewünschte Richtung der Lackierung fliegen. Der Prozess des gerichteten Lackierens kann auch dadurch unterstützt werden, dass die Lackpartikel elektrostatisch aufgeladen werden. Diese Aufladung kann in allgemein bekannter Weise intern, das heißt mit auf Hochspannungspotential befindlichen zugeführten Lack erreicht werden, oder durch die sogenannte externe Aufladung, welche üblicherweise den zerstäubten Lack durch hochspannungsführende Nadeln, die im Nahbereich der Zerstäubungsstelle angeordnet sind, aufladen. Das zu lackierende Werkstück ist üblicherweise dann auf Erdpotential gelegt, so dass die elektrisch aufgeladenen Lackpartikelchen vorzugsweise zum Werkstück fliegen. Auch eine Kombination von interner und externer Aufladung ist ohne weiteres möglich.In none of the above-mentioned example arrangements has been shown in detail, which further measures can have a favorable effect on the atomization or on the painting process as such. Thus, for example cleaning air can be used in the well-known manner that adhesion of atomized paint on the sonotrode or on the reflection body is substantially avoided. In addition, shaping air can be used so that the atomized paint particles preferably fly in the desired direction of the painting. The process of directional painting can also be supported by electrostatically charging the paint particles. This charging can be achieved in a generally known manner internally, that is with supplied at high voltage potential supplied paint, or by the so-called external charging, which usually charge the sputtered paint by high-voltage needles, which are located in the vicinity of the sputtering. The workpiece to be painted is then usually placed at ground potential, so that the electrically charged paint particles preferably fly to the workpiece. A combination of internal and external charging is readily possible.
Im übrigen ist es ohne weiteres denkbar, dass der Reflektionskörper eine weitere Sonotrode ist, mit dem besonderen Vorteil, dass das stehende Ultraschallfeld besonders stark ausgebildet werden kann. Zudem ist mit einer derartigen Maßnahme die Regelbarkeit des Ultraschallfeldes verbessert.Moreover, it is readily conceivable that the reflection body is another sonotrode, with the particular advantage that the standing ultrasonic field can be particularly strong. In addition, the controllability of the ultrasonic field is improved with such a measure.
- 1010
- erste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnungfirst ultrasonic standing wave atomizer arrangement
- 1212
- erste Sonotrodefirst sonotrode
- 1414
- erster Reflektionskörperfirst reflection body
- 1616
- Grundkörperbody
- 1818
- erster Schallkörperfirst soundbody
- 2020
- erste Schallflächefirst sound surface
- 2222
- zweite Schallflächesecond sound surface
- 2424
- erste Liniefirst line
- 2626
- zweite Liniesecond line
- 2828
- Mittelachsecentral axis
- 3030
- erstes Rohrstückfirst piece of pipe
- 3131
- zweites Rohrstücksecond piece of pipe
- 3232
- drittes Rohrstückthird piece of pipe
- 3434
- erster Abstandfirst distance
- 3636
- zweiter Abstandsecond distance
- 3838
- dritter Abstandthird distance
- 3939
- vierter Abstandfourth distance
- 4040
- zweite Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnungsecond ultrasonic standing wave atomizer assembly
- 4242
- viertes Rohrstückfourth piece of pipe
- 4343
- fünftes Rohrstückfifth piece of pipe
- 4444
- sechstes Rohrstücksixth pipe section
- 4646
- zweiter Reflektionskörpersecond reflection body
- 4848
- zweite Sonotrodesecond sonotrode
- 5050
- dritte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnungthird ultrasonic standing wave atomizer arrangement
- 5252
- erste Lackröhrchenfirst paint tube
- 5454
- zweiter Schallkörpersecond sound body
- 5656
- dritte Schallflächethird sound surface
- 5858
- vierte Schallflächefourth sound surface
- 6060
- vierte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanorndungfourth ultrasonic standing wave atomizer assembly
- 6262
- Linieline
- 6464
- Projektionenprojections
- 6666
- fünfte Schallflächefifth sound surface
- 6868
- sechste Schallflächesixth sound surface
- 7070
- fünfte Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnungfifth ultrasonic standing wave atomizer arrangement
- 7272
- zweite Lackröhrchensecond paint tube
- 7474
- dritte Lackröhrchenthird paint tubes
- 8080
- sechste Ultraschall-Stehwellen-Zerstäuberanordnungsixth ultrasonic standing wave atomizer arrangement
Claims (12)
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) for producing a paint spray mist for painting a workpiece, with a sonotrode (12, 48), with a component (14) arranged lying opposite the sonotrode (12, 48), a standing ultrasonic field being formed in the intermediate space between the sonotrode (12, 48) and the component (14) in the case of operation, and with a paint-feeding device (29), by means of which paint can be fed into the vicinity of a maximum of the sound particle velocity of the ultrasonic field, characterized in that the paint-feeding device (29) has in the region of the standing ultrasonic field at least two pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) for discharging paint, and in that at least two of the pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) are arranged in the region of a selected maximum of the sound particle velocity of the standing ultrasonic field.
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to Claim 1, characterized in that the component (14) is a further sonotrode.
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to Claim 1 or 2, characterized in that the distance between the pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) in the region of the selected maximum is so great that sheets of paint that are separate from one another are formed for each piece of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44).
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding claims, characterized in that the paint outlet openings of the at least two pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) in the region of the selected maximum of the sound particle velocity of a standing ultrasonic wave are arranged on an imaginary straight line, and in that the straight line is perpendicular to an imaginary centre line which passes through the centroids of the opposing sound faces (20, 22, 56, 58) of the sonotrode (12, 48) and of the component (14, 46).
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to Claim 4, characterized in that the shape of the sound faces (66, 68) corresponds approximately to a segment of the generated surface of a cylinder reproduced with polyhedral surfaces, or the segment is cylindrical, and in that the longitudinal axis of the cylinder concerned is situated parallel to the straight line (24, 26, 62).
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding Claims 1 to 3, characterized in that three of the pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) are arranged in the region of a selected maximum of the sound particle velocity of a standing ultrasonic wave, and in that these pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) or their paint outlet openings are arranged in a triangle, in particular an equilateral triangle.
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to Claim 6, characterized in that the surface which is determined by the triangle is perpendicular to an imaginary centre line which passes through the centroids of the opposing sound faces (20, 22, 56, 58, 66, 68) of the sonotrode (12, 48) and of the component (14, 46).
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the at least two pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) arranged in the region of a selected maximum of the sound particle velocity of a standing ultrasonic wave and the sonotrode (12, 48) is at most equal to the distance between these pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) and the component (14, 46).
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two pieces of pipe (30, 31, 32; 42, 43, 44) are provided with a hydrophobic surface, in particular a tetrafluoroethylene coating.
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a flow of cleaning air, by which wetting of the sonotrode (12, 48) and/or of the component (14, 46) is avoided or reduced.
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a flow of directing air, by which the direction of flight of the paint spray mist can be influenced.
- Ultrasonic standing-wave atomizer arrangement (10, 40, 50, 60, 70, 80) according to one of the preceding claims, characterized in that there is at least one charging device for internal and/or external charging, by which the paint or the atomized paint particles can be electrostatically charged.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10252437A DE10252437A1 (en) | 2002-11-12 | 2002-11-12 | Ultrasonic standing wave atomizer appliance for coating components e.g. in the motor vehicle industry has paint feeder with paint discharge pipe sections in area of selected maximum of sound particle velocity of vertical ultrasonic field |
DE10252437 | 2002-11-12 | ||
PCT/EP2003/011967 WO2004048001A1 (en) | 2002-11-12 | 2003-10-29 | Ultrasonic standing wave spraying arrangement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1560663A1 EP1560663A1 (en) | 2005-08-10 |
EP1560663B1 true EP1560663B1 (en) | 2007-09-05 |
Family
ID=32185480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP03811742A Expired - Lifetime EP1560663B1 (en) | 2002-11-12 | 2003-10-29 | Ultrasonic standing wave spraying arrangement |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060005766A1 (en) |
EP (1) | EP1560663B1 (en) |
JP (1) | JP2006505407A (en) |
DE (2) | DE10252437A1 (en) |
WO (1) | WO2004048001A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10327429A1 (en) * | 2003-06-18 | 2005-01-05 | Abb Patent Gmbh | Ultrasonic stationary wave atomizer for generating varnish spray for painting workpiece, has varnish nozzle with varnish disk positioned in space formed between sonotrode and reflector, atomizing varnish from the nozzle |
US8651402B2 (en) * | 2009-11-17 | 2014-02-18 | Black & Decker Inc. | Adjustable nozzle tip for paint sprayer |
US8413911B2 (en) | 2009-11-17 | 2013-04-09 | Black & Decker Inc. | Paint sprayer |
US9180472B2 (en) * | 2009-11-17 | 2015-11-10 | Black & Decker Inc. | Paint sprayer |
US8740111B2 (en) | 2009-11-17 | 2014-06-03 | Black & Decker Inc. | Paint sprayer |
US9149822B2 (en) * | 2009-11-17 | 2015-10-06 | Black & Decker Inc. | Quick release mechanism for paint sprayer |
US8550376B2 (en) | 2009-11-17 | 2013-10-08 | Black & Decker Inc. | Paint sprayer |
DE102012107076A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Technische Hochschule Wildau | Method and device for thermal spraying of coating materials |
GB2542384A (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-22 | The James Hutton Inst | Atomiser assembly |
US10799905B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-10-13 | Ford Motor Company | Ultrasonic material applicators and methods of use thereof |
CN109622980A (en) * | 2019-01-28 | 2019-04-16 | 哈尔滨工业大学 | A kind of contactless powder by atomization device and method of molten metal ultrasonic standing wave |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2987068A (en) * | 1956-05-01 | 1961-06-06 | Branson Instr | Apparatus for ultrasonic cleaning |
US3198170A (en) * | 1961-03-11 | 1965-08-03 | Copal Co Ltd | Ultrasonic-wave painting machine |
DE2656330C2 (en) * | 1976-12-13 | 1984-03-15 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Process and device for the production of powders or granulates from metals and alloys |
DE2842232C2 (en) * | 1978-09-28 | 1985-04-18 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Method and device for atomizing liquids, suspensions and emulsions, agglomerated dusts or powders and mixtures thereof |
US4600472A (en) * | 1979-12-14 | 1986-07-15 | General Foods Corporation | Apparatus for cooking or gelatinizing materials |
DE3717831A1 (en) * | 1987-05-27 | 1988-12-08 | Hoechst Ag | Process for producing a sintered body |
DE3735787A1 (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-30 | Stiftung Inst Fuer Werkstoffte | METHOD AND DEVICE FOR SPRAYING AT LEAST ONE JET OF A LIQUID, PREFERABLY MOLTED METAL |
DE3732325A1 (en) * | 1987-09-25 | 1989-04-13 | Battelle Institut E V | DEVICE FOR SPRAYING A LIQUID MEDIUM WITH THE AID OF ULTRASOUND |
DE3939178A1 (en) * | 1989-11-27 | 1991-05-29 | Branson Ultraschall | DEVICE FOR SPRAYING LIQUID AND SOLID MATERIALS, PREFERABLY MELTED METALS |
US5259593A (en) * | 1990-08-30 | 1993-11-09 | University Of Southern California | Apparatus for droplet stream manufacturing |
DE4328088B4 (en) * | 1993-08-20 | 2005-05-25 | Artur Prof. Dr. Goldschmidt | Process for coating workpieces with organic coating materials |
DE19647947A1 (en) * | 1996-11-20 | 1998-05-28 | Pfeiffer Erich Gmbh & Co Kg | Discharge device for media |
DE19705400A1 (en) * | 1997-02-13 | 1998-08-20 | Walter Barth | Multi-nozzle device for applying plaster on walls or ceilings etc. |
US5921764A (en) * | 1997-07-18 | 1999-07-13 | Stirling Thermal Motors, Inc. | Heat engine combustor |
-
2002
- 2002-11-12 DE DE10252437A patent/DE10252437A1/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-10-29 WO PCT/EP2003/011967 patent/WO2004048001A1/en active IP Right Grant
- 2003-10-29 DE DE50308133T patent/DE50308133D1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-29 EP EP03811742A patent/EP1560663B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-29 JP JP2004554295A patent/JP2006505407A/en active Pending
- 2003-10-29 US US10/526,546 patent/US20060005766A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10252437A1 (en) | 2004-05-27 |
JP2006505407A (en) | 2006-02-16 |
WO2004048001A1 (en) | 2004-06-10 |
DE50308133D1 (en) | 2007-10-18 |
EP1560663A1 (en) | 2005-08-10 |
US20060005766A1 (en) | 2006-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2566627B1 (en) | Coating device with jets of coating medium which are broken down into drops | |
EP0951942B1 (en) | Method and rotary sprayer for coating series or workpieces | |
DE69629276T2 (en) | FLAT NOZZLE | |
DE102007006547B4 (en) | Shaping air ring and corresponding coating method | |
DE102009019255B4 (en) | Spray nozzle arrangement for descaling | |
EP1560663B1 (en) | Ultrasonic standing wave spraying arrangement | |
EP0283957B1 (en) | Device for spraying a liquid | |
WO2008068005A1 (en) | Guiding air ring comprising a ring cavity and corresponding bell plate | |
DE3116660A1 (en) | "AIR SPRAYER SPRAY NOZZLE" | |
EP1022078B1 (en) | Process and apparatus for preparing metal powder by gas atomisation | |
DE2549974A1 (en) | DEVICE FOR DUSTING FLOWABLE MEDIA, SUCH AS COLORS, VARNISHES, ETC. | |
DE1475160B2 (en) | Pressurized gas atomizer for spraying liquids | |
EP0723815B1 (en) | Spray device for coating material | |
EP1475159B1 (en) | Powder spray coating device | |
EP1280610B1 (en) | External mixing nozzle | |
DE3546231A1 (en) | Powder spray gun | |
DE10327431A1 (en) | Ultrasonic standing-wave atomizer | |
DE202010015304U1 (en) | jet | |
DE3505619C2 (en) | Process for coating objects and apparatus for carrying out the process | |
DD280049A5 (en) | UNIVERSAL SPRAY HEAD | |
EP0695582B1 (en) | Method and device for coating electrostatically and/or pneumatically a conductive substrate with a liquid coating product | |
EP1633493B1 (en) | Standing ultrasonic wave spraying arrangement | |
EP2392406A1 (en) | Spray nozzle for atomizing a pressurised fluid | |
DE3242362A1 (en) | Process and apparatus for directed application of pulverulent coating materials | |
DE1475160C (en) | Pressurized gas atomizer for spraying liquids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20041221 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
|
RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): DE FR GB IT |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 20070905 |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 50308133 Country of ref document: DE Date of ref document: 20071018 Kind code of ref document: P |
|
ET | Fr: translation filed | ||
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20080606 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20081022 Year of fee payment: 6 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Payment date: 20081022 Year of fee payment: 6 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20081014 Year of fee payment: 6 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20081021 Year of fee payment: 6 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20100630 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20100501 Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20091102 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20091029 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20091029 |