EP2121197A1 - Deflecting air ring and corresponding coating process - Google Patents

Deflecting air ring and corresponding coating process

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EP2121197A1
EP2121197A1 EP08714223A EP08714223A EP2121197A1 EP 2121197 A1 EP2121197 A1 EP 2121197A1 EP 08714223 A EP08714223 A EP 08714223A EP 08714223 A EP08714223 A EP 08714223A EP 2121197 A1 EP2121197 A1 EP 2121197A1
Authority
EP
European Patent Office
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shaping air
jet
ring
spray
shaping
Prior art date
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Application number
EP08714223A
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German (de)
French (fr)
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EP2121197B1 (en
EP2121197B8 (en
Inventor
Harald Gummlich
Hans-Jürgen Nolte
Andreas Fischer
Peter Marquardt
Jürgen BERKOWITSCH
Harry Krumma
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Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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Priority to SI200831717A priority Critical patent/SI2121197T1/en
Publication of EP2121197A1 publication Critical patent/EP2121197A1/en
Publication of EP2121197B1 publication Critical patent/EP2121197B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
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    • B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0815—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with at least one gas jet intersecting a jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid for controlling the shape of the latter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1092—Means for supplying shaping gas

Definitions

  • the invention relates to a shaping air ring for a nebulizer and a corresponding coating method according to the independent claims.
  • High-speed rotary atomizer which atomize the paint to be applied (for example, powder paint, wet paint) by means of a rapidly rotating bell cup, wherein the rotating bell cup emits a spray at a circular encircling Glockentellerkante, which widens in spray jet direction.
  • a directing air jet which is directed by a directing air ring from behind against the spray, so that the spray jet is constricted in dependence on the strength of the shaping air jet.
  • a disadvantage of the known high-speed rotary atomizers described above is the fact that the paint particles not deposited on the component to be coated ("over-spray") can foul far-reaching surfaces, such as, for example, the booth walls of a paint booth or handling equipment in the paint booth.
  • the known high-rotation atomizers can thus lead to contamination over long distances.
  • the invention is therefore based on the object to reduce the pollution prone room area in the known Rotationszerstäubern. This object is achieved by an inventive shaping air ring and a corresponding coating method according to the independent claims.
  • the invention is based on the technical-physical realization that frictional effects in the interior of the spray jet generate a negative pressure, which contributes to a concentration of the spray jet, so that the spray jet is stable over relatively large distances.
  • the friction on the outer surface of the spray is too small to cause a significant beam expansion of the spray.
  • the spray jet emitted by the rotary atomizer can have a large spatial length, while maintaining the internal flow rate, so that the applied coating agent particles can cause contamination even at a great distance from the rotary atomizer.
  • the invention therefore encompasses the general technical teaching of specifically generating turbulences in the shaping air jet and thus also in the spray jet in order to limit the undisturbed range of the spray jet and thus the spatial contamination potential.
  • turbulences in the spray jet are fundamentally undesirable and should therefore be limited to a remote area within the scope of the invention.
  • the spray jet or the surrounding directing air jet should preferably be directed and low in turbulence, so that the coating quality is not impaired by turbulence.
  • the spray jet thus has a significantly greater degree of turbulence in the far range than in the near range.
  • additional irregularities are provided in comparison to a conventional shaping air ring with a rotationally symmetrical arrangement of the shaping air nozzles, on the one hand the original function of the
  • the directing air jet has a decay length from the directing air ring to the turbulent far end, which is less than 1 m, 75 cm, 50 cm, 40 cm, 30 cm or 20 cm. This limits the spatial contamination potential of the nebulizer to the near area of the nebulizer, thus preventing the contamination of remote surfaces.
  • the decay length of the shaping air jet is preferably greater than the component distance between the shaping air ring and the component to be coated, so that the component to be coated is located in the directional and low-turbulence near region of the spray jet. This is advantageous because the component to be coated is then in the vicinity, so that the coating quality by the relatively strong turbulence in the long range is not affected.
  • the irregularities for generating the turbulence are that the shaping air nozzles are arranged asymmetrically with respect to the spray axis and the axis of rotation of the atomizer, respectively. not rotationally symmetric.
  • the nozzle cross-section and / or the jet direction of the individual shaping air nozzles can be varied over the circumference of the shaping air ring.
  • the flow velocity over the circumference of the shaping air ring faster and slower flows in the shaping air jet run side by side, which leads to velocity gradients and thereby flow friction in the spray jet, whereby turbulences are then produced in the course of the spray jet.
  • one part of the shaping air nozzles has a jet direction which is aligned substantially parallel to the spray axis of the atomizer, while another part of the shaping air nozzles has a jet direction which is inclined radially inward with respect to the spray axis.
  • the shaping air ring according to the invention can have six groups each with five shaping air nozzles, wherein three groups have shaping air nozzles which are aligned substantially axially parallel to the spray axis, while the other three groups comprise shaping air nozzles whose jet direction is inclined radially inwards with respect to the spray axis.
  • a part of the shaping air nozzles has a jet direction, which is inclined radially inwards with respect to the spray axis, while another part of the shaping air nozzles has a jet direction which is inclined radially outward with respect to the spray axis.
  • the individual shaping air nozzles are therefore inclined either radially inwards or radially outwards.
  • the individual shaping air nozzles are here also subdivided into groups with a uniform jet direction, wherein the different groups of the shaping air nozzles are arranged alternately in the circumferential direction.
  • a part of the shaping air nozzles is arranged on an inner ring, while another part of the shaping air nozzles is arranged on an outer ring.
  • the shaping air nozzles on the inner ring preferably have a jet direction which is inclined radially outward with respect to the spray axis, while the shaping air nozzles on the outer ring preferably have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the spray axis.
  • the shaping air nozzles are preferably arranged in groups with a uniform beam direction, wherein the different groups are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the shaping air jet has the shape of a flat jet.
  • two mutually opposite groups of shaping air nozzles each have a jet direction, which is inclined radially inwardly with respect to the spray axis, while two other, likewise mutually opposite groups of shaping air nozzles have a jet direction which is aligned substantially parallel to the axis of the spray axis or opposite the spray axis is inclined radially outward.
  • the radial Inwardly inclined shaping air nozzles thus compress the resulting shaping air jet into a flat jet.
  • the individual shaping air nozzles have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the spray axis, which leads to a crossing shaping air flow and causes a constriction of the spray jet downstream of the bell cup. Behind the constriction, the
  • the turbulence-generating irregularities consist essentially of variations in the jet direction of the shaping air nozzles.
  • the irregularities for generating the desired turbulences can also consist of variations of the nozzle cross-section of the individual shaping air nozzles, which leads to corresponding variations in the flow velocity.
  • the nozzle cross section can be varied over the circumference of the shaping air ring, wherein the shaping air nozzles can again be subdivided into different groups with uniform cross sections.
  • the irregularities for generating the turbulence may consist in that the nozzle cross section of the shaping air nozzles widens conically or tapers in the direction of flow.
  • the turbulence generation irregularities can consist of slots which adjoin the shaping air nozzles and run essentially parallel to the flow direction.
  • the slot can likewise be arranged annularly on the shaping air nozzle ring and cut all shaping air nozzles.
  • the slots are arranged in a cross shape and concentric with the individual shaping air nozzles.
  • the turbulence generation irregularities may be that the flow profile of the shaping air nozzles is deliberately distorted.
  • the nozzle opening of the individual shaping air nozzles can be inclined with respect to the preceding shaping air bore.
  • the turbulence generating irregularities may also be formed by cuts into each of which one shaping air hole or several (e.g., 2 or 3) shaping air holes open, the cuts being preferably triangular in cross section and forming the shaping air nozzles.
  • the invention not only urass the above-described shaping air ring according to the invention, but also an atomizer with such a shaping air ring and a painting machine, in particular a painting robot, with such a rotary atomizer.
  • the invention also encompasses a corresponding coating method, as already evident from the above description.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a rotary atomizer according to the invention, from which the subdivision of the spray jet into a low-turbulence, directed near zone and a turbulent distant zone can be seen,
  • FIGS. 2-6 show different embodiments of guide air rings according to the invention with a variation of the jet direction or the nozzle cross section of the individual shaping air nozzles over the circumference of the shaping air ring;
  • Figure 7 is a highly schematic side view of a
  • Rotary atomizer with a shaping air ring which emits a radially inwardly directed, intersecting shaping air jet
  • FIG. 8 shows a greatly simplified side view of a rotary atomizer with a shaping air ring which emits three differently inclined shaping air jets.
  • Figure 9 is a simplified cross-sectional view of a
  • Figure 10 is a simplified cross-sectional view of a
  • FIG. 11 shows a simplified cross-sectional view of a shaping air nozzle according to the invention with an inner contour which tapers in several stages in the jet direction, FIG.
  • FIG. 12 shows a simplified cross-sectional view of a shaping air nozzle according to the invention with an inner contour which tapers conically in the jet direction,
  • FIG. 13 shows a section of a shaping air ring according to the invention with two shaping air nozzles, which are traversed by an annular slot, FIG.
  • FIG. 14 shows a simplified illustration of a shaping air nozzle according to the invention with cross-shaped slots
  • FIG. 15 shows a simplified representation of a shaping air nozzle with an inclined nozzle opening for distorting the flow profile of the emerging shaping air jet.
  • FIG. 16 shows a simplified illustration of a shaping air nozzle which is formed by an incision into which a shaping air bore opens
  • FIG Figure 17 is a simplified cross-sectional view of a
  • Lenu air nozzle which is formed by an incision, open into the two shaping air holes.
  • the directing air ring 2 has on its front side numerous shaping air nozzles, which are arranged in a ring and direct a shaping air jet 6 from the rear onto the jacket surface of the bell cup 3, so that the spray jet 5 has a constriction behind the coupler plate 3 and subsequently expands in the jet direction.
  • the spray jet 5 is subdivided into a low-turbulence, directed near zone and a turbulent distant zone, the spray jet 5 decaying after a decay length L ZERFALL at the transition from the near zone into the long-range zone.
  • the rotary atomizer 1 is in this case guided so that a component 7 to be coated is located in the directional proximity, so that the coating of the component 7 is not disturbed by turbulence.
  • turbulences 8 are generated in the turbulent remote area, which destroy the flow energy of the spray jet 5 and reduce its velocity and thereby contribute to the widening of the spray jet 5.
  • 5 defects are thereby generated in the lateral surface of the spray, which allow an influx 9 of ambient air into the inner negative pressure area of the spray jet 5, so that the bundling forces of the spray jet 5 are reduced.
  • the turbulences 8 are in this case selectively generated in that the shaping air nozzles in the shaping air ring 2 have irregularities in comparison with a rotationally symmetrical arrangement, such as, for example, variations of the jet direction and / or of the nozzle cross section.
  • FIG. 2 shows a simplified perspective view of a modification of the shaping air ring 2 from FIG. 1, this modification being largely identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that reference is largely made to the above description to avoid repetition, with corresponding details being described below the same reference numerals are used.
  • a special feature of this embodiment is that different shaping air nozzles 10, 11 are arranged distributed over the circumference of the shaping air ring 2, wherein the shaping air nozzles 11 have a smaller nozzle cross-section than the shaping air nozzles 10, which leads to correspondingly different flow velocities.
  • the shaping air nozzles 10 and 11 are in this case subdivided into six groups each having five shaping air nozzles 10 and 11, wherein the shaping air nozzles 10 and 11 each have a uniform nozzle cross section within the individual groups.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 largely corresponds to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details below.
  • a special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10, 11 do not differ by the nozzle cross-section, but by the jet direction.
  • the shaping air nozzles 10 have a jet direction which is aligned substantially parallel to the rotation axis 4 of the bell cup 3.
  • the shaping air nozzles 11 have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the axis of rotation 4, wherein the angle of inclination is preferably in the range between 5 ° and 30 °.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a shaping air ring 2 according to the invention that largely corresponds to the shaping air ring 2 described above and shown in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details in the following be used.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the shaping air ring 2 according to the invention, this embodiment in turn largely corresponding to the embodiment described above and illustrated in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details become.
  • a special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10 are arranged on an inner ring 12, while the shaping air nozzles 11 are arranged on an outer ring 13, wherein the two rings 12, 13 are arranged concentrically.
  • the shaping air nozzles 11 on the outer ring 13 in this case have a jet direction which is inclined radially inwardly relative to the rotation axis 4 of the bell cup 3.
  • the shaping air nozzles 10 on the inner ring 12 in this exemplary embodiment have a jet direction which is directed radially outward with respect to the rotation axis 4 of the bell cup 3.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the shaping air ring 2 according to the invention, this embodiment also being largely identical to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details become.
  • a special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10 have a jet direction, the relative to the axis of rotation 4 of the bell cup 3 is inclined radially inwardly, while the other shaping air nozzles 11 have a substantially axially parallel beam direction.
  • the shaping air nozzles 10 thus constrict the shaping air jet, so that the shaping air flow takes the form of a flat jet.
  • FIG. 7 essentially corresponds to the illustration in FIG. 1, so that reference is made to the above description of FIG. 1 in order to avoid repetition. From this illustration, it is also apparent that the shaping air ring 2 emits an intersecting directing air jet 6 due to the inwardly inclined jet direction.
  • FIG. 8 likewise shows an exemplary embodiment of a rotary atomizer 1 according to the invention, this embodiment being largely identical to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 1, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that the shaping air ring 2 has three concentric shaping air nozzle rings, which deliver three shaping air jets 6.1, 6.2, 6.3.
  • the outer shaping air jet 6.1 has a jet direction which is inclined radially inwards relative to the axis of rotation 4.
  • the middle shaping air jet 6.2 has a substantially axis-parallel jet direction.
  • FIG. 9 shows a simplified cross-sectional view of a shaping air nozzle 14 according to the invention, which is fed by a shaping air bore 15 with shaping air.
  • the shaping air nozzle 14 expands stepwise at the transition from the shaping air bore 15 to the shaping air nozzle 14, whereby turbulence 16 is created in the shaping air nozzle 14.
  • FIG. 10 shows a simplified cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a steering air nozzle 14 according to the invention, which corresponds in part to FIG. 9, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that the shaping air nozzle at the transition from the Lenkluftbohrung 15 not stepped, but conically widened.
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of a shaping air nozzle 14 according to the invention, which partially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 9, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is first that the shaping air nozzle 14 does not expand in the beam direction, but tapers in the beam direction.
  • the shaping air nozzle 14 has three successive stepped nozzle sections 17, 18, 19 whose cross-section decreases in the flow direction.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 12 also partially corresponds to the exemplary embodiment described above, so that reference is made to the above description in order to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature is that the steering-air nozzle 14 tapers in the direction of flow.
  • the shaping air nozzle 14 has a conical inner contour.
  • FIG. 13 shows a section of a device according to the invention
  • FIG. 14 shows a schematic representation of a shaping air nozzle 23 according to the invention with a cross-shaped, concentric slot arrangement 24.
  • a distortion of an airfoil is provided for generating the turbulence.
  • a shaping air bore 25 opens into a shaping air nozzle 26, the nozzle cross section of the shaping air nozzle 26 being inclined relative to the cross section of the shaping air bore 25.
  • the shaping air flow in the shaping air bore 25 therefore has a conventional parabolic profile 27, while the shaping air jet emerging from the shaping air nozzle 26 has a distorted flow profile 28.
  • FIG. 16 shows two shaping air nozzles, which are formed by cuts 29, 30, wherein in each case a shaping air bore 31, 32 opens into the two cuts 29, 30.
  • the two incisions 29, 30 are each triangular in cross section.
  • FIG. 17 in turn partly coincides with the exemplary embodiment according to FIG. 16, so that in order to avoid repetition of the above
  • a special feature of this embodiment is that the two guide air holes 31, 32 open into a common recess 33, which forms a shaping air nozzle and is also triangular in cross section.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

The invention relates to a deflecting air ring (2) having a plurality of deflecting air nozzles for discharging a deflecting air jet (6) onto a spray jet (5) of a vaporizer (1) in order to shape the spray jet (5), wherein the deflecting air nozzles are designed such that the deflecting air jet (6) is substantially laminar within a close region. The invention provides that the deflecting air nozzles generate turbulence in a remote region, which is situated downstream of the close region, of the deflecting air jet (6).

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Lenkluftring und entsprechendes BeschichtungsverfahrenShaping air ring and corresponding coating method
Die Erfindung betrifft einen Lenkluftring für einen Zerstäuber und ein entsprechendes Beschichtungsverfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.The invention relates to a shaping air ring for a nebulizer and a corresponding coating method according to the independent claims.
Es ist bekannt, zur Lackbeschichtung von Bauteilen (z.B.It is known to coat components (e.g.
Kraftfahrzeugkarosserieteilen) Hochrotationszerstäuber einzusetzen, die den zu applizierenden Lack (z.B. Pulverlack, Nasslack) mittels eines schnell rotierenden Glockentellers zerstäuben, wobei der rotierende Glockenteller an einer kreisförmig umlaufenden Glockentellerkante einen Sprühstrahl abgibt, der sich in Sprühstrahlrichtung aufweitet. Es ist weiterhin bekannt, zur Formung des Sprühstrahls bei einem derartigen Hochrotationszerstäuber einen Lenkluftstrahl einzusetzen, der von einem Lenkluftring von hinten gegen den Sprühstrahl gerichtet wird, so dass der Sprühstrahl in Abhängigkeit von der Stärke des Lenkluftstrahls eingeschnürt wird.Motor vehicle body parts) use high-speed rotary atomizer, which atomize the paint to be applied (for example, powder paint, wet paint) by means of a rapidly rotating bell cup, wherein the rotating bell cup emits a spray at a circular encircling Glockentellerkante, which widens in spray jet direction. It is also known to use for shaping the spray jet in such a high-rotation atomizer a directing air jet, which is directed by a directing air ring from behind against the spray, so that the spray jet is constricted in dependence on the strength of the shaping air jet.
Nachteilig an den vorstehend beschriebenen bekannten Hochrotationszerstäubern ist die Tatsache, dass die nicht auf dem zu beschichtenden Bauteil abgeschiedenen Lackteilchen ("Over- spray") weit entfernte Oberflächen verschmutzen können, wie beispielsweise die Kabinenwände einer Lackierkabine oder Handhabungsgeräte in der Lackierkabine. Die bekannten Hochrotationszerstäuber können also über große Entfernungen zu Ver- schmutzungen führen.A disadvantage of the known high-speed rotary atomizers described above is the fact that the paint particles not deposited on the component to be coated ("over-spray") can foul far-reaching surfaces, such as, for example, the booth walls of a paint booth or handling equipment in the paint booth. The known high-rotation atomizers can thus lead to contamination over long distances.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei den bekannten Rotationszerstäubern den verschmutzungsanfälligen Raumbereich zu verkleinern. Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Lenkluftring und ein entsprechendes Beschichtungsverfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.The invention is therefore based on the object to reduce the pollution prone room area in the known Rotationszerstäubern. This object is achieved by an inventive shaping air ring and a corresponding coating method according to the independent claims.
Die Erfindung beruht auf der technisch-physikalischen Erkenntnis, dass Reibungseffekte im Inneren des Sprühstrahls einen Unterdruck erzeugen, der zu einer Bündelung des Sprühstrahls beiträgt, so dass der Sprühstrahl über relativ große Entfernungen stabil ist. Darüber hinaus ist die Reibung an der äußeren Mantelfläche des Sprühstrahls zu gering, um eine deutliche Strahlaufweitung des Sprühstrahls zu bewirken. Dies hat zur Folge, dass der von dem Rotationszerstäuber abgegebene Sprühstrahl unter Beibehaltung der inneren Strömungsge- schwindigkeit eine große räumliche Länge aufweisen kann, so dass die applizierten Beschichtungsmittelteilchen noch in großer Entfernung von dem Rotationszerstäuber Verschmutzungen verursachen können.The invention is based on the technical-physical realization that frictional effects in the interior of the spray jet generate a negative pressure, which contributes to a concentration of the spray jet, so that the spray jet is stable over relatively large distances. In addition, the friction on the outer surface of the spray is too small to cause a significant beam expansion of the spray. As a result, the spray jet emitted by the rotary atomizer can have a large spatial length, while maintaining the internal flow rate, so that the applied coating agent particles can cause contamination even at a great distance from the rotary atomizer.
Die Erfindung umfasst deshalb die allgemeine technische Lehre, gezielt Turbulenzen in dem Lenkluftstrahl und damit auch in dem Sprühstrahl zu erzeugen, um die ungestörte Reichweite des Sprühstrahls und damit das räumliche Verschmutzungspotenzial zu begrenzen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass Tur- bulenzen in dem Sprühstrahl grundsätzlich unerwünscht sind und deshalb im Rahmen der Erfindung auf einen Fernbereich beschränkt werden sollen. In einem Nahbereich sollte der Sprühstrahl bzw. der umgebende Lenkluftstrahl dagegen vorzugsweise gerichtet und turbulenzarm sein, damit die Beschichtungsqua- lität nicht durch Turbulenzen beeinträchtigt wird. Gemäß der Erfindung weist der Sprühstrahl also in dem Fernbereich einen wesentlichen größeren Turbulenzgrad auf als in dem Nahbereich. Zur Erzeugung der Turbulenzen in dem Lenkluftstrahl ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Lenkluftring mit einer rotationssymmetrischen Anordnung der Lenkluftdüsen zusätzlichen Unregelmäßigkeiten vorge- sehen sind, die einerseits die ursprüngliche Funktion derThe invention therefore encompasses the general technical teaching of specifically generating turbulences in the shaping air jet and thus also in the spray jet in order to limit the undisturbed range of the spray jet and thus the spatial contamination potential. It should be borne in mind that turbulences in the spray jet are fundamentally undesirable and should therefore be limited to a remote area within the scope of the invention. On the other hand, in a near zone, the spray jet or the surrounding directing air jet should preferably be directed and low in turbulence, so that the coating quality is not impaired by turbulence. According to the invention, the spray jet thus has a significantly greater degree of turbulence in the far range than in the near range. To generate the turbulence in the shaping air jet, it is provided according to the invention that additional irregularities are provided in comparison to a conventional shaping air ring with a rotationally symmetrical arrangement of the shaping air nozzles, on the one hand the original function of the
Lenkung des Sprühstrahls beibehalten, aber durch eine gezielte Variation von Strömungsgeschwindigkeit und/oder Strömungsrichtung die Laminarität bzw. Homogenität in dem Lenkluftstrahl in einem solchen Maße stören, dass in dem Fernbereich Turbulenzen erzeugt werden, die Strömungsenergie vernichten, die Strömungsgeschwindigkeit verringern und den Lenkluftstrahl und damit auch den Sprühstrahl aufweiten. Darüber hinaus ermöglichen dadurch erzeugte Effekte in der Mantelfläche des Strömungszylinders den Zustrom von Umgebungsluft in das innere Unterdruckgebiet des Sprühstrahls, so dass die eingangs erwähnten Bündelungskräfte im weiteren Verlauf reduziert werden.Maintaining the spray jet maintained, but by deliberate variation of flow velocity and / or flow direction disturb the laminarität or homogeneity in the Lenkluftstrahl to such an extent that turbulence are generated in the long range, destroy the flow energy, reduce the flow velocity and the directing air jet and thus also widen the spray. In addition, effects generated thereby in the lateral surface of the flow cylinder allow the influx of ambient air into the inner negative pressure area of the spray jet, so that the bundling forces mentioned in the introduction are reduced in the further course.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Lenkluftstrahl eine Zerfallslänge von dem Lenkluftring bis zu dem turbulenten Fernbereich auf, die kleiner als 1 m, 75 cm, 50 cm, 40 cm, 30 cm oder 20 cm ist. Dadurch wird das räumliche Verschmutzungspotenzial des Zerstäubers auf den Nahbereich des Zerstäubers beschränkt, so dass die Verschmut- zung entfernter Oberflächen verhindert wird.In a preferred embodiment of the invention, the directing air jet has a decay length from the directing air ring to the turbulent far end, which is less than 1 m, 75 cm, 50 cm, 40 cm, 30 cm or 20 cm. This limits the spatial contamination potential of the nebulizer to the near area of the nebulizer, thus preventing the contamination of remote surfaces.
Darüber hinaus ist die Zerfallslänge des Lenkluftstrahl vorzugsweise größer als der Bauteilabstand zwischen dem Lenkluftring und dem zu beschichtenden Bauteil, so dass sich das zu beschichtende Bauteil in dem gerichteten und turbulenzarmen Nahbereich des Sprühstrahls befindet. Dies ist vorteilhaft, weil sich das zu beschichtende Bauteil dann in dem Nahbereich befindet, so dass die Beschichtungsqualität durch die relativ starken Turbulenzen in dem Fernbereich nicht beeinträchtigt wird.In addition, the decay length of the shaping air jet is preferably greater than the component distance between the shaping air ring and the component to be coated, so that the component to be coated is located in the directional and low-turbulence near region of the spray jet. This is advantageous because the component to be coated is then in the vicinity, so that the coating quality by the relatively strong turbulence in the long range is not affected.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä- ßen Lenkluftrings bestehen die Unregelmäßigkeiten zur Erzeugung der Turbulenzen darin, dass die Lenkluftdüsen bezüglich der Sprühachse bzw. der Rotationsachse des Zerstäubers asymmetrisch angeordnet sind, d.h. nicht rotationssymmetrisch.In a preferred embodiment of the shaping air ring according to the invention, the irregularities for generating the turbulence are that the shaping air nozzles are arranged asymmetrically with respect to the spray axis and the axis of rotation of the atomizer, respectively. not rotationally symmetric.
Beispielsweise kann zur Turbulenzerzeugung der Düsenquerschnitt und/oder die Strahlrichtung der einzelnen Lenkluftdüsen über den Umfang des Lenkluftrings variiert werden. Bei einer Variierung der Strömungsgeschwindigkeit über den Umfang des Lenkluftrings verlaufen dann schnellere und langsamere Strömungen in dem Lenkluftstrahl nebeneinander, was zu Geschwindigkeitsgradienten und dadurch Strömungsreibung in dem Sprühstrahl führt, wodurch im Verlauf des Sprühstrahls dann Turbulenzen erzeugt werden.For example, for turbulence generation, the nozzle cross-section and / or the jet direction of the individual shaping air nozzles can be varied over the circumference of the shaping air ring. With a variation of the flow velocity over the circumference of the shaping air ring, faster and slower flows in the shaping air jet run side by side, which leads to velocity gradients and thereby flow friction in the spray jet, whereby turbulences are then produced in the course of the spray jet.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ringförmig angeordneten Lenkluftdüsen weist ein Teil der Lenkluftdüsen eine Strahlrichtung auf, die im Wesentlichen parallel zur Sprühachse des Zerstäubers ausgerichtet ist, während ein anderer Teil der Lenkluftdüsen eine Strahlrichtung aufweist, die gegenüber der Sprühachse radial nach innen geneigt ist. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Lenkluftring sechs Gruppen mit jeweils fünf Lenkluftdüsen aufweisen, wobei drei Gruppen Lenkluftdüsen aufweisen, die im Wesentlichen achsparallel zur Sprühachse ausgerichtet sind, während die anderen drei Gruppen Lenkluftdüsen umfassen, deren Strahlrichtung gegenüber der Sprühachse radial nach innen geneigt ist.In one exemplary embodiment of the invention with ring-shaped shaping air nozzles, one part of the shaping air nozzles has a jet direction which is aligned substantially parallel to the spray axis of the atomizer, while another part of the shaping air nozzles has a jet direction which is inclined radially inward with respect to the spray axis. For example, the shaping air ring according to the invention can have six groups each with five shaping air nozzles, wherein three groups have shaping air nozzles which are aligned substantially axially parallel to the spray axis, while the other three groups comprise shaping air nozzles whose jet direction is inclined radially inwards with respect to the spray axis.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lenkluftrings mit einer ringförmigen Anordnung der Lenkluft- düsen weist dagegen ein Teil der Lenkluftdüsen eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Sprühachse radial nach innen geneigt ist, während ein anderer Teil der Lenkluftdüsen eine Strahlrichtung aufweist, die gegenüber der Sprühachse radial nach außen geneigt ist. Die einzelnen Lenkluftdüsen sind also entweder radial nach innen oder radial nach außen geneigt. Vorzugsweise sind die einzelnen Lenkluftdüsen auch hierbei in Gruppen mit einer einheitlichen Strahlrichtung unterteilt, wobei die verschiedenen Gruppen der Lenkluftdüsen in Umfangs- richtung abwechselnd angeordnet sind.In another embodiment of the shaping air ring according to the invention with an annular arrangement of the shaping air In contrast, a part of the shaping air nozzles has a jet direction, which is inclined radially inwards with respect to the spray axis, while another part of the shaping air nozzles has a jet direction which is inclined radially outward with respect to the spray axis. The individual shaping air nozzles are therefore inclined either radially inwards or radially outwards. Preferably, the individual shaping air nozzles are here also subdivided into groups with a uniform jet direction, wherein the different groups of the shaping air nozzles are arranged alternately in the circumferential direction.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lenkluftrings mit einer ringförmigen Anordnung der Lenkluftdüsen ist ein Teil der Lenkluftdüsen auf einem inneren Ring angeordnet, während ein anderer Teil der Lenkluftdüsen auf einem äußeren Ring angeordnet ist. Die Lenkluftdüsen auf dem inneren Ring weisen hierbei vorzugsweise eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Sprühachse radial nach außen geneigt ist, während die Lenkluftdüsen auf dem äußeren Ring vorzugs- weise eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Sprühachse radial nach innen geneigt ist. Auch hierbei sind die Lenkluftdüsen vorzugsweise in Gruppen mit einer einheitlichen Strahlrichtung angeordnet, wobei die unterschiedlichen Gruppen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.In another embodiment of the shaping air ring according to the invention with an annular arrangement of the shaping air nozzles, a part of the shaping air nozzles is arranged on an inner ring, while another part of the shaping air nozzles is arranged on an outer ring. The shaping air nozzles on the inner ring preferably have a jet direction which is inclined radially outward with respect to the spray axis, while the shaping air nozzles on the outer ring preferably have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the spray axis. Again, the shaping air nozzles are preferably arranged in groups with a uniform beam direction, wherein the different groups are arranged alternately in the circumferential direction.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Lenkluftstrahl dagegen die Form eines Flachstrahls auf. Hierzu weisen zwei einander gegenüber liegende Gruppen von Lenkluftdüsen jeweils eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Sprühachse radial nach innen geneigt ist, während zwei andere, einander ebenfalls gegenüber liegende Gruppen von Lenkluftdüsen eine Strahlrichtung aufweisen, die im Wesentlichen achsparallel zu der Sprühachse ausgerichtet ist oder gegenüber der Sprühachse radial nach außen geneigt ist. Die radial nach innen geneigten Lenkluftdüsen drücken den resultierenden Lenkluftstrahl also zu einem Flachstrahl zusammen.In contrast, in another embodiment of the invention, the shaping air jet has the shape of a flat jet. For this purpose, two mutually opposite groups of shaping air nozzles each have a jet direction, which is inclined radially inwardly with respect to the spray axis, while two other, likewise mutually opposite groups of shaping air nozzles have a jet direction which is aligned substantially parallel to the axis of the spray axis or opposite the spray axis is inclined radially outward. The radial Inwardly inclined shaping air nozzles thus compress the resulting shaping air jet into a flat jet.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lenkluftrings mit einer ringförmigen Anordnung der Lenkluftdüsen weisen die einzelnen Lenkluftdüsen eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Sprühachse radial nach innen geneigt ist, was zu einer sich kreuzenden Lenkluftströmung führt und stromabwärts hinter dem Glockenteller eine Einschnürung des Sprühstrahls verursacht. Hinter der Einschnürung weist derIn a further exemplary embodiment of the shaping air ring according to the invention with an annular arrangement of the shaping air nozzles, the individual shaping air nozzles have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the spray axis, which leads to a crossing shaping air flow and causes a constriction of the spray jet downstream of the bell cup. Behind the constriction, the
Lenkluftstrahl bzw. der Sprühstrahl dagegen in diesem Ausführungsbeispiel eine Aufweitung auf, wodurch die verschmutzungsrelevante Reichweite des Sprühstrahls reduziert wird.Lenkluftstrahl or the spray, however, in this embodiment, an expansion, whereby the pollution-relevant range of the spray is reduced.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bestehen die Unregelmäßigkeiten zur Erzeugung der Turbulenzen im Wesentlichen aus Variationen der Strahlrichtung der Lenkluftdüsen. Die Unregelmäßigkeiten zur Erzeugung der gewünschten Turbulenzen können dagegen auch aus Variationen des Düsen- querschnitts der einzelnen Lenkluftdüsen bestehen, was zu entsprechenden Variationen der Strömungsgeschwindigkeit führt. Bei einer ringförmigen Anordnung der Lenkluftdüsen kann beispielsweise der Düsenquerschnitt über den Umfang des Lenkluftrings variiert werden, wobei die Lenkluftdüsen wieder in unterschiedliche Gruppen mit einheitlichen Querschnitten unterteilt werden können.In the embodiments described above, the turbulence-generating irregularities consist essentially of variations in the jet direction of the shaping air nozzles. On the other hand, the irregularities for generating the desired turbulences can also consist of variations of the nozzle cross-section of the individual shaping air nozzles, which leads to corresponding variations in the flow velocity. In the case of an annular arrangement of the shaping air nozzles, for example, the nozzle cross section can be varied over the circumference of the shaping air ring, wherein the shaping air nozzles can again be subdivided into different groups with uniform cross sections.
Darüber hinaus können die Unregelmäßigkeiten zur Erzeugung der Turbulenzen darin bestehen, dass sich der Düsenquer- schnitt der Lenkluftdüsen in Strömungsrichtung konisch erweitert oder verjüngt.In addition, the irregularities for generating the turbulence may consist in that the nozzle cross section of the shaping air nozzles widens conically or tapers in the direction of flow.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass sich der Düsenquerschnitt in Strömungsrichtung mit einer Stufe oder mit mehre- ren Stufen ändert, wobei wiederum eine Verjüngung oder eine Erweiterung des Düsenquerschnitts möglich ist.Furthermore, there is the possibility that the nozzle cross section in the flow direction with a step or with more ren steps, in turn, a taper or an extension of the nozzle cross-section is possible.
Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Unregelmäßigkeiten zur Turbulenzerzeugung aus Schlitzen bestehen, die an die Lenkluftdüsen angrenzen und im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung verlaufen. Bei einer ringförmigen Anordnung der einzelnen Lenkluftdüsen kann der Schlitz ebenfalls ringförmig auf dem Lenkluftdüsenring ange- ordnet sein und sämtliche Lenkluftdüsen schneiden. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Schlitze kreuzförmig und konzentrisch zu den einzelnen Lenkluftdüsen angeordnet sind.Furthermore, it is possible within the scope of the invention for the turbulence generation irregularities to consist of slots which adjoin the shaping air nozzles and run essentially parallel to the flow direction. In the case of an annular arrangement of the individual shaping air nozzles, the slot can likewise be arranged annularly on the shaping air nozzle ring and cut all shaping air nozzles. However, there is also the alternative possibility that the slots are arranged in a cross shape and concentric with the individual shaping air nozzles.
Weiterhin können die Unregelmäßigkeiten zur Turbulenzerzeugung darin bestehen, dass das Strömungsprofil der Lenkluftdüsen gezielt verzerrt wird. Hierzu kann im Rahmen der Erfindung die Düsenöffnung der einzelnen Lenkluftdüsen gegenüber der vorangehenden Lenkluftbohrung geneigt sein.Furthermore, the turbulence generation irregularities may be that the flow profile of the shaping air nozzles is deliberately distorted. For this purpose, in the context of the invention, the nozzle opening of the individual shaping air nozzles can be inclined with respect to the preceding shaping air bore.
Ferner können die Unregelmäßigkeiten zur Turbulenzerzeugung auch durch Einschnitte gebildet werden, in die jeweils eine Lenkluftbohrung oder mehrere (z.B. 2 oder 3) Lenkluftbohrungen münden, wobei die Einschnitte im Querschnitt vorzugsweise dreieckig sind und die Lenkluftdüsen bilden.Further, the turbulence generating irregularities may also be formed by cuts into each of which one shaping air hole or several (e.g., 2 or 3) shaping air holes open, the cuts being preferably triangular in cross section and forming the shaping air nozzles.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Lenkluftring ura- fasst, sondern auch einen Zerstäuber mit einem derartigen Lenkluftring sowie eine Lackiermaschine, insbesondere einen Lackierroboter, mit einem solchen Rotationszerstäuber. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Be- schichtungsverfahren, wie sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung ergibt.Furthermore, it should be mentioned that the invention not only urass the above-described shaping air ring according to the invention, but also an atomizer with such a shaping air ring and a painting machine, in particular a painting robot, with such a rotary atomizer. Finally, the invention also encompasses a corresponding coating method, as already evident from the above description.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it:
Figur 1 eine schematisierte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers, aus der die Unterteilung des Sprühstrahls in einen turbulenzarmen, gerichteten Nahbereich und einen turbulenten Fernbereich ersichtlich ist,FIG. 1 shows a schematic side view of a rotary atomizer according to the invention, from which the subdivision of the spray jet into a low-turbulence, directed near zone and a turbulent distant zone can be seen,
Figuren 2-6 verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Lenkluftringen mit einer Variation der Strahlrichtung bzw. des Düsenquerschnitts der einzelnen Lenkluftdüsen über den Umfang des Lenkluftrings,FIGS. 2-6 show different embodiments of guide air rings according to the invention with a variation of the jet direction or the nozzle cross section of the individual shaping air nozzles over the circumference of the shaping air ring;
Figur 7 eine stark schematisierte Seitenansicht einesFigure 7 is a highly schematic side view of a
Rotationszerstäubers mit einem Lenkluftring, der einen radial nach innen gerichteten, sich kreu- zenden Lenkluftstrahl abgibt,Rotary atomizer with a shaping air ring, which emits a radially inwardly directed, intersecting shaping air jet,
Figur 8 eine stark vereinfachte Seitenansicht eines Rotationszerstäubers mit einem Lenkluftring, der drei unterschiedlich geneigte Lenkluftstrahlen abgibt,FIG. 8 shows a greatly simplified side view of a rotary atomizer with a shaping air ring which emits three differently inclined shaping air jets.
Figur 9 eine vereinfachte Querschnittsansicht einerFigure 9 is a simplified cross-sectional view of a
Lenkluftdüse mit einer stufenförmigen Innenkontur zur Turbulenzerzeugung, Figur 10 eine vereinfachte Querschnittsansicht einerShaping air nozzle with a stepped inner contour for turbulence generation, Figure 10 is a simplified cross-sectional view of a
Lenkluftdüse mit einer Innenkontur, die sich in Strömungsrichtung konisch erweitert,Shaping air nozzle with an inner contour which widens conically in the direction of flow,
Figur 11 eine vereinfachte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Lenkluftdüse mit einer Innenkontur, die sich in mehreren Stufen in Strahlrichtung verjüngt,11 shows a simplified cross-sectional view of a shaping air nozzle according to the invention with an inner contour which tapers in several stages in the jet direction, FIG.
Figur 12 eine vereinfachte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Lenkluftdüse mit einer Innenkontur, die sich in Strahlrichtung konisch verjüngt,FIG. 12 shows a simplified cross-sectional view of a shaping air nozzle according to the invention with an inner contour which tapers conically in the jet direction,
Figur 13 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Lenkluftrings mit zwei Lenkluftdüsen, die von einem ringförmigen Schlitz durchzogen sind,13 shows a section of a shaping air ring according to the invention with two shaping air nozzles, which are traversed by an annular slot, FIG.
Figur 14 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkluftdüse mit kreuzförmigen Schlitzen,FIG. 14 shows a simplified illustration of a shaping air nozzle according to the invention with cross-shaped slots,
Figur 15 eine vereinfachte Darstellung einer Lenkluftdüse mit einer geneigten Düsenöffnung zur Verzerrung des Strömungsprofils des austretenden Lenkluftstrahls,FIG. 15 shows a simplified representation of a shaping air nozzle with an inclined nozzle opening for distorting the flow profile of the emerging shaping air jet.
Figur 16 eine vereinfachte Darstellung einer Lenkluftdü- se, die durch einen Einschnitt gebildet wird, in den eine Lenkluftbohrung mündet, sowie Figur 17 eine vereinfachte Querschnittsansicht einerFIG. 16 shows a simplified illustration of a shaping air nozzle which is formed by an incision into which a shaping air bore opens, as well as FIG Figure 17 is a simplified cross-sectional view of a
Lenkluftdüse, die durch einen Einschnitt gebildet wird, in den zwei Lenkluftbohrungen münden.Lenu air nozzle, which is formed by an incision, open into the two shaping air holes.
Die Seitenansicht in Figur 1 zeigt in stark vereinfachterThe side view in Figure 1 shows in a much simplified
Form einen Rotationszerstäuber 1 mit einem Lenkluftring 2 und einem Glockenteller 3, der im Betrieb um eine Rotationsachse 4 rotiert und in herkömmlicher Weise einen Sprühstrahl 5 abgibt .Form a rotary atomizer 1 with a shaping air ring 2 and a bell cup 3, which rotates in operation about a rotation axis 4 and emits a spray jet 5 in a conventional manner.
Der Lenkluftring 2 weist an seiner Stirnseite zahlreiche Lenkluftdüsen auf, die ringförmig angeordnet sind und einen Lenkluftstrahl 6 von hinten auf die Mantelfläche des Glockentellers 3 richten, so dass der Sprühstrahl 5 hinter dem GIo- ckenteller 3 eine Einschnürung aufweist und sich anschließend in Strahlrichtung aufweitet.The directing air ring 2 has on its front side numerous shaping air nozzles, which are arranged in a ring and direct a shaping air jet 6 from the rear onto the jacket surface of the bell cup 3, so that the spray jet 5 has a constriction behind the coupler plate 3 and subsequently expands in the jet direction.
Durch die in den Figuren 2-6 exemplarisch dargestellte erfindungsgemäße Anordnung der Lenkluftdüsen unterteilt sich der Sprühstrahl 5 in einen turbulenzarmen, gerichteten Nahbereich und einen turbulenten Fernbereich, wobei der Sprühstrahl 5 nach einer Zerfallslänge LZERFALL am Übergang von dem Nahbereich in den Fernbereich zerfällt.By the exemplary arrangement of the shaping air nozzles according to the invention shown in FIGS . 2-6, the spray jet 5 is subdivided into a low-turbulence, directed near zone and a turbulent distant zone, the spray jet 5 decaying after a decay length L ZERFALL at the transition from the near zone into the long-range zone.
Der Rotationszerstäuber 1 wird hierbei so geführt, dass sich ein zu beschichtendes Bauteil 7 in dem gerichteten Nahbereich befindet, so dass die Beschichtung des Bauteils 7 nicht durch Turbulenzen gestört wird.The rotary atomizer 1 is in this case guided so that a component 7 to be coated is located in the directional proximity, so that the coating of the component 7 is not disturbed by turbulence.
In dem turbulenten Fernbereich werden dagegen Turbulenzen 8 erzeugt, die Strömungsenergie des Sprühstrahls 5 vernichten und dessen Geschwindigkeit reduzieren und dadurch zur Aufweitung des Sprühstrahls 5 beitragen. Darüber hinaus werden dadurch in der Mantelfläche des Sprühstrahls 5 Defekte erzeugt, die einen Zustrom 9 von Umgebungsluft in das innere Unterdruckgebiet des Sprühstrahls 5 ermöglichen, so dass die Bündelungskräfte des Sprühstrahls 5 reduziert werden.On the other hand turbulences 8 are generated in the turbulent remote area, which destroy the flow energy of the spray jet 5 and reduce its velocity and thereby contribute to the widening of the spray jet 5. In addition, 5 defects are thereby generated in the lateral surface of the spray, which allow an influx 9 of ambient air into the inner negative pressure area of the spray jet 5, so that the bundling forces of the spray jet 5 are reduced.
Die Turbulenzen 8 werden hierbei dadurch gezielt erzeugt, dass die Lenkluftdüsen in dem Lenkluftring 2 im Vergleich zu einer rotationssymmetrischen Anordnung Unregelmäßigkeiten aufweisen, wie beispielsweise Variationen der Strahlrichtung und/oder des Düsenquerschnitts.The turbulences 8 are in this case selectively generated in that the shaping air nozzles in the shaping air ring 2 have irregularities in comparison with a rotationally symmetrical arrangement, such as, for example, variations of the jet direction and / or of the nozzle cross section.
Figur 2 zeigt eine vereinfachte Perspektivansicht einer Abwandlung des Lenkluftrings 2 aus Figur 1, wobei diese Abwandlung weitgehend mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ü- berein stimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen weitgehend auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden die selben Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 2 shows a simplified perspective view of a modification of the shaping air ring 2 from FIG. 1, this modification being largely identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that reference is largely made to the above description to avoid repetition, with corresponding details being described below the same reference numerals are used.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass unterschiedliche Lenkluftdüsen 10, 11 über den Umfang des Lenkluftrings 2 verteilt angeordnet sind, wobei die Lenkluftdüsen 11 einen kleineren Düsenquerschnitt aufweisen als die Lenkluftdüsen 10, was zu entsprechend unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten führt .A special feature of this embodiment is that different shaping air nozzles 10, 11 are arranged distributed over the circumference of the shaping air ring 2, wherein the shaping air nozzles 11 have a smaller nozzle cross-section than the shaping air nozzles 10, which leads to correspondingly different flow velocities.
Die Lenkluftdüsen 10 bzw. 11 sind hierbei in sechs Gruppen mit jeweils fünf Lenkluftdüsen 10 bzw. 11 unterteilt, wobei die Lenkluftdüsen 10 bzw. 11 innerhalb der einzelnen Gruppen jeweils einen einheitlichen Düsenquerschnitt aufweisen.The shaping air nozzles 10 and 11 are in this case subdivided into six groups each having five shaping air nozzles 10 and 11, wherein the shaping air nozzles 10 and 11 each have a uniform nozzle cross section within the individual groups.
Über den Umfang des Lenkluftrings 2 treten deshalb nebeneinander langsamere und schnellere Lenkluftströmungen aus, so dass die aus dem Geschwindigkeitsunterschied resultierende Strömungsreibung im weiteren Verlauf des Lenkluftstrahls Turbulenzen erzeugt.Therefore, side by side slower and faster shaping air flows occur over the circumference of the shaping air ring 2, so that the resulting from the speed difference Flow friction generates turbulence in the course of the shaping air jet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden die selben Bezugszeichen verwendet werden.The exemplary embodiment according to FIG. 3 largely corresponds to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details below.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass sich die Lenkluftdüsen 10, 11 nicht durch den Düsenquerschnitt unterscheiden, sondern durch die Strahlrichtung. So weisen die Lenkluftdüsen 10 eine Strahlrichtung auf, die im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 ausgerichtet ist. Die Lenkluftdüsen 11 weisen dagegen eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Rotationsachse 4 radial nach innen geneigt ist, wobei der Neigungswinkel vorzugsweise im Bereich zwischen 5° und 30° liegt.A special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10, 11 do not differ by the nozzle cross-section, but by the jet direction. Thus, the shaping air nozzles 10 have a jet direction which is aligned substantially parallel to the rotation axis 4 of the bell cup 3. By contrast, the shaping air nozzles 11 have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the axis of rotation 4, wherein the angle of inclination is preferably in the range between 5 ° and 30 °.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkluftrings 2, der weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Lenkluftring 2 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholun- gen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden die selben Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a shaping air ring 2 according to the invention that largely corresponds to the shaping air ring 2 described above and shown in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details in the following be used.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Lenkluftdüsen 10 eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 radial nach außen gerichtet ist, wohingegen die Lenkluftdüsen 11 eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 radial nach innen gerichtet ist. Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Lenkluftring 2, wobei dieses Ausführungsbeispiel wiederum weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.A special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10 have a jet direction, which is directed radially outward with respect to the rotation axis 4 of the bell cup 3, whereas the shaping air nozzles 11 have a jet direction which is directed radially inwards relative to the rotation axis 4 of the bell cup 3 , FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the shaping air ring 2 according to the invention, this embodiment in turn largely corresponding to the embodiment described above and illustrated in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details become.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Lenkluftdüsen 10 auf einem inneren Ring 12 angeordnet sind, während die Lenkluftdüsen 11 auf einem äußeren Ring 13 angeordnet sind, wobei die beiden Ringe 12, 13 konzentrisch angeordnet sind.A special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10 are arranged on an inner ring 12, while the shaping air nozzles 11 are arranged on an outer ring 13, wherein the two rings 12, 13 are arranged concentrically.
Die Lenkluftdüsen 11 auf dem äußeren Ring 13 weisen hierbei eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 radial nach innen geneigt ist.The shaping air nozzles 11 on the outer ring 13 in this case have a jet direction which is inclined radially inwardly relative to the rotation axis 4 of the bell cup 3.
Die Lenkluftdüsen 10 auf dem inneren Ring 12 weisen dagegen in diesem Ausführungsbeispiel eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 radial nach außen gerichtet ist.In contrast, the shaping air nozzles 10 on the inner ring 12 in this exemplary embodiment have a jet direction which is directed radially outward with respect to the rotation axis 4 of the bell cup 3.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Lenkluftring 2, wobei auch dieses Ausführungsbeispiel weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the shaping air ring 2 according to the invention, this embodiment also being largely identical to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details become.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Lenkluftdüsen 10 eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 radial nach innen geneigt ist, während die anderen Lenkluftdüsen 11 eine im Wesentlichen achsparallele Strahlrichtung aufweisen. Die Lenkluftdüsen 10 schnüren den Lenkluftstrahl also zusam- men, so dass der Lenkluftstrom die Form eines Flachstrahls annimmt .A special feature of this embodiment is that the shaping air nozzles 10 have a jet direction, the relative to the axis of rotation 4 of the bell cup 3 is inclined radially inwardly, while the other shaping air nozzles 11 have a substantially axially parallel beam direction. The shaping air nozzles 10 thus constrict the shaping air jet, so that the shaping air flow takes the form of a flat jet.
Figur 7 entspricht im Wesentlichen der Darstellung in Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vor- stehende Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird. Aus dieser Darstellung geht zusätzlich hervor, dass der Lenkluftring 2 aufgrund der nach innen geneigten Strahlrichtung einen sich kreuzenden Lenkluftstrahl 6 abgibt.FIG. 7 essentially corresponds to the illustration in FIG. 1, so that reference is made to the above description of FIG. 1 in order to avoid repetition. From this illustration, it is also apparent that the shaping air ring 2 emits an intersecting directing air jet 6 due to the inwardly inclined jet direction.
Figur 8 zeigt ebenfalls ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers 1, wobei dieses Ausführungsbeispiel weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 8 likewise shows an exemplary embodiment of a rotary atomizer 1 according to the invention, this embodiment being largely identical to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 1, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Lenkluftring 2 drei konzentrische Lenkluftdüsenringe aufweist, die drei Lenkluftstrahlen 6.1, 6.2, 6.3 abgeben.A special feature of this embodiment is that the shaping air ring 2 has three concentric shaping air nozzle rings, which deliver three shaping air jets 6.1, 6.2, 6.3.
Der äußere Lenkluftstrahl 6.1 weist hierbei eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Rotationsachse 4 radial nach innen geneigt ist. Der mittlere Lenkluftstrahl 6.2 weist dage- gen eine im Wesentlichen achsparallele Strahlrichtung auf.In this case, the outer shaping air jet 6.1 has a jet direction which is inclined radially inwards relative to the axis of rotation 4. By contrast, the middle shaping air jet 6.2 has a substantially axis-parallel jet direction.
Der innere Lenkluftstrahl 6.3 weist schließlich eine Strahlrichtung auf, die gegenüber der Rotationsachse 4 des Glockentellers 3 radial nach außen geneigt ist. Figur 9 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Lenkluftdüse 14, die von einer Lenkluftbohrung 15 mit Lenkluft gespeist wird. Die Lenkluftdüse 14 erweitert sich hierbei am Übergang von der Lenkluftbohrung 15 zu der Lenkluftdüse 14 stufenförmig, wodurch in der Lenkluftdüse 14 Turbulenzen 16 entstehen.The inner shaping air jet 6.3 finally has a jet direction which is inclined radially outward with respect to the rotation axis 4 of the bell cup 3. Figure 9 shows a simplified cross-sectional view of a shaping air nozzle 14 according to the invention, which is fed by a shaping air bore 15 with shaping air. The shaping air nozzle 14 expands stepwise at the transition from the shaping air bore 15 to the shaping air nozzle 14, whereby turbulence 16 is created in the shaping air nozzle 14.
Figur 10 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lenk- luftdüse 14, die teilweise Figur 9 entspricht, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 10 shows a simplified cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a steering air nozzle 14 according to the invention, which corresponds in part to FIG. 9, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass sich die Lenkluftdüse am Übergang von der Lenkluftbohrung 15 nicht stufenförmig, sondern konisch erweitert.A special feature of this embodiment is that the shaping air nozzle at the transition from the Lenkluftbohrung 15 not stepped, but conically widened.
Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Lenkluftdüse 14, die teilweise dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 entspricht, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of a shaping air nozzle 14 according to the invention, which partially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 9, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht zunächst darin, dass sich die Lenkluftdüse 14 nicht in Strahlrichtung erweitert, sondern in Strahlrichtung verjüngt.A special feature of this embodiment is first that the shaping air nozzle 14 does not expand in the beam direction, but tapers in the beam direction.
Zum Anderen weist die Lenkluftdüse 14 drei hintereinander liegende stufenförmige Düsenabschnitte 17, 18, 19 auf, deren Querschnitt sich in Strömungsrichtung verringert. Ferner stimmt auch das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 teilweise mit dem vorstehend beschriebnen Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entspre- chende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.On the other hand, the shaping air nozzle 14 has three successive stepped nozzle sections 17, 18, 19 whose cross-section decreases in the flow direction. Furthermore, the exemplary embodiment according to FIG. 12 also partially corresponds to the exemplary embodiment described above, so that reference is made to the above description in order to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
Eine Besonderheit besteht wiederum darin, dass sich die Lenk- luftdüse 14 in Strömungsrichtung verjüngt.A special feature, in turn, is that the steering-air nozzle 14 tapers in the direction of flow.
Ferner besteht eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels darin, dass die Lenkluftdüse 14 eine konische Innenkontur aufweist .Furthermore, a special feature of this embodiment is that the shaping air nozzle 14 has a conical inner contour.
Figur 13 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßenFIG. 13 shows a section of a device according to the invention
Lenkluftring mit ringförmig angeordneten Lenkluftdüsen, wobei in der Zeichnung nur zwei Lenkluftdüsen 20, 21 dargestellt sind. Durch die beiden Lenkluftdüsen 20, 21 verläuft hierbei ein ringförmiger Schlitz 22, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des Lenkluftdüsenrings ist.Steering ring with annularly arranged shaping air nozzles, wherein in the drawing only two shaping air nozzles 20, 21 are shown. Through the two shaping air nozzles 20, 21 in this case runs an annular slot 22 whose diameter is equal to the diameter of the shaping air nozzle ring.
Figur 14 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkluftdüse 23 mit einer kreuzförmigen, konzentrischen Schlitzanordnung 24.FIG. 14 shows a schematic representation of a shaping air nozzle 23 according to the invention with a cross-shaped, concentric slot arrangement 24.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 15 ist zur Turbulenzerzeugung eine Verzerrung eines Strömungsprofils vorgesehen. Hierbei mündet eine Lenkluftbohrung 25 in eine Lenkluftdüse 26, wobei der Düsenquerschnitt der Lenkluftdüse 26 gegen- über dem Querschnitt der Lenkluftbohrung 25 geneigt ist. Die Lenkluftströmung in der Lenkluftbohrung 25 weist deshalb ein herkömmliches parabolisches Profil 27 auf, während der aus der Lenkluftdüse 26 austretende Lenkluftstrahl ein verzerrtes Strömungsprofil 28 aufweist. Ferner zeigt Figur 16 zwei Lenkluftdüsen, die durch Einschnitte 29, 30 gebildet werden, wobei in die beiden Einschnitte 29, 30 jeweils eine Lenkluftbohrung 31, 32 mündet. Die beiden Einschnitte 29, 30 sind hierbei im Querschnitt jeweils dreieckig.In the embodiment according to FIG. 15, a distortion of an airfoil is provided for generating the turbulence. Here, a shaping air bore 25 opens into a shaping air nozzle 26, the nozzle cross section of the shaping air nozzle 26 being inclined relative to the cross section of the shaping air bore 25. The shaping air flow in the shaping air bore 25 therefore has a conventional parabolic profile 27, while the shaping air jet emerging from the shaping air nozzle 26 has a distorted flow profile 28. Furthermore, FIG. 16 shows two shaping air nozzles, which are formed by cuts 29, 30, wherein in each case a shaping air bore 31, 32 opens into the two cuts 29, 30. The two incisions 29, 30 are each triangular in cross section.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 17 stimmt wiederum teilweise mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 16 überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehendeThe embodiment according to FIG. 17 in turn partly coincides with the exemplary embodiment according to FIG. 16, so that in order to avoid repetition of the above
Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.Description is made, with the same reference numerals are used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die beiden Lenkluftbohrungen 31, 32 in einen gemeinsamen Einschnitt 33 münden, der eine Lenkluftdüse bildet und im Querschnitt ebenfalls dreieckig ist.A special feature of this embodiment is that the two guide air holes 31, 32 open into a common recess 33, which forms a shaping air nozzle and is also triangular in cross section.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Aus- führungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. The invention is not limited to the exemplary embodiments described above. Rather, a variety of variants and modifications is possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope.
Bezugs zeichenliste :Reference sign list:
1 RotationsZerstäuber1 rotary atomizer
2 Lenkluftring2 shaping air ring
3 Glockenteller3 bell plates
4 Rotationsachse4 rotation axis
5 Sprühstrahl5 spray jet
6 Lenkluftstrahl6 directing air jet
7 Bauteil7 component
8 Turbulenzen8 turbulences
9 Zustrom9 influx
10, 11 Lenkluftdüsen10, 11 shaping air nozzles
12 Innerer Ring12 inner ring
13 Äußerer Ring13 outer ring
14 Lenkluftdüse14 shaping air nozzle
15 Lenkluftbohrung15 shaping air bore
16 Turbulenzen16 turbulences
17- 19 Düsenabschnitt17-19 nozzle section
20, 21 Lenkluftdüsen20, 21 shaping nozzles
22 Schlitz22 slot
23 Lenkluftdüse23 shaping air nozzle
24 Schlitzanordnung24 slot arrangement
25 Lenkluftbohrung25 shaping air bore
26 Lenkluftdüse26 shaping air nozzle
27, 28 Strömungsprofil27, 28 flow profile
29, 30 Einschnitte29, 30 incisions
31, 32 Lenkluftbohrung31, 32 shaping air bore
33 Einschnitt 33 incision

Claims

ANSPRÜCHE
1. Lenkluftring (2) mit mehreren Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26) zur Abgabe eines Lenkluftstrahls (6) für eine Formung eines Sprühstrahls (5) eines Zerstäubers (1), wobei die Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26) so ausgebildet sind, dass der Lenkluftstrahl (6) und der Sprühstrahl (5) innerhalb eines Nahbereichs vor dem Lenkluftring (2) gerichtete Strömungen enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26) so ausgebildet sind, dass der Lenkluftstrahl (6) in einem stromabwärts hinter dem Nahbereich liegenden Fernbereich des Sprühstrahls (5) gezielt Turbulenzen in dem Sprühstrahl (5) erzeugt, so dass der Lenk- luftstrahl (6) und der Sprühstrahl (5) in dem Fernbereich wesentlich mehr Turbulenzen enthalten als in dem Nahbereich.A shaping air ring (2) having a plurality of shaping air nozzles (10, 11, 14, 20, 21, 26) for emitting a shaping air jet (6) for shaping a spray jet (5) of an atomizer (1), the shaping air nozzles (10, 11 14, 20, 21, 26) are designed such that the shaping air jet (6) and the spray jet (5) contain directed flows within a vicinity of the directing air ring (2), characterized in that the shaping air nozzles (10, 11, 14 ; 20, 21, 26) are designed such that the shaping air jet (6) generates turbulences in the spray jet (5) in a targeted manner downstream of the vicinity of the spray jet (5), so that the steering air jet (6) and the spray jet (5) contains much more turbulence in the far range than in the near range.
2. Lenkluftring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass zwischen dem Lenkluftring (2) und dem turbulenz- haltigen Fernbereich des Lenkluftstrahls (6) eine bestimmte Zerfallslänge (LZERFALL) des Sprühstrahls (5) liegt, b) dass zwischen dem Lenkluftring (2) und dem zu beschich- tenden Bauteil (7) ein bestimmter Bauteilabstand liegt, c) dass die Zerfallslänge des Lenkluftstrahls (6) kleiner ist als Im, 75cm, 50cm, 40cm, 30cm, 20cm oder 15cm, und d) dass die Zerfallslänge (LZERFALL) des Lenkluftstrahls (6) größer als der Bauteilabstand ist, so dass sich das zu beschichtende Bauteil (7) in dem gerichteten Nahbereich befindet. 2. directing air ring (2) according to claim 1, characterized in that a) that between the directing air ring (2) and the turbulence-containing long range of the shaping air jet (6) has a certain decay length (L ZERFALL ) of the spray jet (5), b) that c) that the decay length of the shaping air jet (6) is smaller than Im, 75cm, 50cm, 40cm, 30cm, 20cm or 15cm, and d ) that the decay length (L ZERFALL ) of the shaping air jet (6) is greater than the component distance , so that the component to be coated (7) is located in the directed near zone.
3. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Sprühstrahl (5) und/oder der Lenkluftstrahl3. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that a) that the spray jet (5) and / or the shaping air jet
(6) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist, und b) dass der Sprühstrahl (5) innen ein Unterdruckgebiet aufweist, und c) dass die Turbulenzen in dem Fernbereich einen Zustrom(6) is substantially rotationally symmetric, and b) that the spray jet (5) has a negative pressure area inside, and c) that the turbulence in the far area is an influx
(9) von Umgebungsluft von außen in das Unterdruckgebiet des Sprühstrahls (5) bewirken.(9) of ambient air from the outside into the negative pressure area of the spray jet (5) effect.
4. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, dass die Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26) bezüglich der Sprühachse (4) des Zerstäubers (1) unsymmetrisch angeordnet sind.4. shaping air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaping air nozzles (10, 11; 14; 20, 21; 26) with respect to the spray axis (4) of the atomizer (1) are arranged asymmetrically.
5. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkluftdüsen (10, 11) ringförmig angeordnet sind und unterschiedliche Düsenquerschnitte und/oder unterschiedliche Strahlrichtungen aufwei- sen, die über den Umfang des Lenkluftrings (2) variieren.5. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaping air nozzles (10, 11) are arranged annularly and have different nozzle cross-sections and / or different beam directions sen, which vary over the circumference of the shaping air ring (2).
6. Lenkluftring (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass ein Teil der Lenkluftdüsen (10, 11) eine Strahl- richtung aufweist, die im Wesentlichen parallel zur6. shaping air ring (2) according to claim 5, characterized in that a) that a part of the shaping air nozzles (10, 11) has a beam direction which is substantially parallel to
Sprühachse (4) des Zerstäubers (1) ausgerichtet ist, und b) dass ein anderer Teil der Lenkluftdüsen (10, 11) eine Strahlrichtung aufweist, die gegenüber der Sprühachse (4) radial nach innen geneigt ist. Spray axis (4) of the atomizer (1) is aligned, and b) that another part of the Lenkluftdüsen (10, 11) has a jet direction which is opposite to the spray axis (4) inclined radially inwardly.
7. Lenkluftring (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass ein Teil der Lenkluftdüsen (10, 11) eine Strahl¬ richtung aufweist, die gegenüber der Sprühachse (4) ra- dial nach innen geneigt ist, und b) dass ein anderer Teil der Lenkluftdüsen (10, 11) eine Strahlrichtung aufweist, die gegenüber der Sprühachse (4) radial nach außen geneigt ist.7. directing air ring (2) according to claim 5, characterized in that a) that a part of the shaping air nozzles (10, 11) has a beam ¬ direction, which is radially inwardly inclined relative to the spray axis (4), and b) that another part of the shaping air nozzles (10, 11) has a jet direction which is inclined radially outward with respect to the spray axis (4).
8. Lenkluftring (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet:, a) dass ein Teil der Lenkluftdüsen (10, 11) auf einem inneren Ring angeordnet ist, und b) dass ein anderer Teil der Lenkluftdüsen (10, 11) auf einem äußeren Ring angeordnet ist.8. shaping air ring (2) according to claim 5, characterized in that: a) that a part of the shaping air nozzles (10, 11) is arranged on an inner ring, and b) that another part of the shaping air nozzles (10, 11) on an outer Ring is arranged.
9. Lenkluftring (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) auf dem inneren Ring eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Sprühachse (4) radial nach außen geneigt ist, und b) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) auf dem äußeren Ring eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Sprühachse (4) radial nach innen geneigt ist.9. directing air ring (2) according to claim 8, characterized in that a) that the shaping air nozzles (10, 11) on the inner ring have a jet direction which is inclined with respect to the spray axis (4) radially outwards, and b) that the shaping air nozzles (10, 11) on the outer ring have a jet direction which is inclined radially inwards with respect to the spray axis (4).
10. Lenkluftring (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass in Umfangrichtung umlaufend mehrere verschiedene10. shaping air ring (2) according to one of claims 5 to 9, characterized in that a) that circumferentially several different
Gruppen der Lenkluftdüsen (10, 11) angeordnet sind, b) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) innerhalb der einzelnen Gruppen jeweils eine einheitliche Strahlrichtung und/oder einen einheitlichen Düsenquerschnitt aufweisen, und c) dass sich die benachbarten Gruppen durch die Strahlrichtung und/oder den Düsenquerschnitt der jeweiligen Lenkluftdüsen (10, 11) unterscheiden.Groups of Lenkluftdüsen (10, 11) are arranged, b) that the shaping air nozzles (10, 11) within the individual groups each have a uniform jet direction and / or a uniform nozzle cross-section, and c) that the adjacent groups differ by the jet direction and / or the nozzle cross-section of the respective shaping air nozzles (10, 11).
11. Lenkluftring (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass zwei einander gegenüber liegende Gruppen von Lenkluftdüsen (10, 11) jeweils eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Sprühachse (4) radial nach innen geneigt sind, b) dass zwei andere, einander gegenüber liegende Gruppen von Lenkluftdüsen (10, 11) eine Strahlrichtung aufweisen, die im Wesentlichen parallel zu der Sprühachse (4) ausgerichtet oder gegenüber der Sprühachse (4) radial nach außen geneigt ist, c) dass die verschiedenen Gruppen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind, so dass der Lenkluftstrahl11. directing air ring (2) according to claim 5, characterized in that a) that two opposing groups of shaping air nozzles (10, 11) each have a jet direction, which are inclined with respect to the spray axis (4) radially inwardly, b) that two other, opposing groups of shaping air nozzles (10, 11) have a jet direction which is aligned substantially parallel to the spray axis (4) or radially outwardly inclined with respect to the spray axis (4), c) alternating the different groups in the circumferential direction are arranged so that the directing air jet
(6) ein Flachstrahl ist.(6) is a flat jet.
12. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, a) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) ringförmig angeordnet sind und alle eine radial nach innen geneigte Strahlrichtung aufweisen, und b) dass der Lenkluftstrahl (6) stromabwärts hinter dem Glockenteller eine Einschnürung aufweist, und c) dass der Lenkluftstrahl (6) stromabwärts hinter der Einschnürung eine Aufweitung aufweist.12. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that: a) that the shaping air nozzles (10, 11) are arranged annularly and all have a radially inwardly inclined beam direction, and b) that the shaping air jet (6) downstream behind the bell cup has a constriction, and c) that the directing air jet (6) has a widening downstream of the constriction.
13. Lenkluftring (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) auf drei konzentrischen Ringen angeordnet sind, b) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) auf dem inneren Ring eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Sprühachse (4) des Glockentellers radial nach außen geneigt ist, c) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) auf dem mittleren Ring eine Strahlrichtung aufweisen, die im Wesentlichen parallel zu der Sprühachse (4) ausgerichtet ist, und d) dass die Lenkluftdüsen (10, 11) auf dem äußeren Ring eine Strahlrichtung aufweisen, die gegenüber der Sprüh- achse (4) des Glockentellers radial nach innen geneigt ist.13. directing air ring (2) according to claim 5, characterized in that a) that the shaping air nozzles (10, 11) are arranged on three concentric rings, b) that the shaping air nozzles (10, 11) on the inner ring have a jet direction which is inclined radially outward with respect to the spray axis (4) of the bell cup, c) that the shaping air nozzles (10, 11) have a jet direction on the middle ring which is aligned substantially parallel to the spray axis (4), and d) that the shaping air nozzles (10, 11) on the outer ring have a jet direction which is inclined radially inwards relative to the spray axis (4) of the bell cup.
14. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lenkluftdüsen (10, 11) jeweils einen Düsenquerschnitt aufweisen, der sich in Strömungsrichtung erweitert.14. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the individual shaping air nozzles (10, 11) each have a nozzle cross section which widens in the flow direction.
15. Lenkluftring (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet:, dass sich der Düsenquerschnitt in Strömungsrichtung a) konisch oder b) stufenförmig mit einer Stufe oder mit mehreren Stufen ändert.15. directing air ring (2) according to claim 14, characterized in that the nozzle cross-section in the flow direction a) conical or b) changes stepwise with one step or with several stages.
16. Lenkluftring (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich- net, dass sich der Düsenquerschnitt in Strömungsrichtung a) erweitert oder b) verjüngt.16. directing air ring (2) according to claim 15, characterized marked, that the nozzle cross-section in the flow direction a) expands or b) tapers.
17. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass an die Lenkluftdüsen (20,17. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that to the shaping air nozzles (20,
21; 23) jeweils mindestens ein Schlitz (22; 24) angrenzt, der im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung verläuft. 21; 23) in each case at least one slot (22; 24) adjoins, which runs substantially parallel to the flow direction.
18. Lenkluftring (2) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Lenkluftdüsen (20, 21) ringförmig angeordnet sind, und b) dass der Schlitz (22) ringförmig durch die Lenkluftdüsen (20, 21) verläuft.18. directing air ring (2) according to claim 17, characterized in that a) that the shaping air nozzles (20, 21) are arranged annularly, and b) that the slot (22) extends annularly through the shaping air nozzles (20, 21).
19. Lenkluftring (2) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet:, dass die Schlitze (24) kreuzförmig angeordnet sind.19. directing air ring (2) according to claim 17, characterized in that: the slots (24) are arranged in a cross shape.
20. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkluftdüsen (26) jeweils von einer Lenkluftbohrung (25) gespeist werden und einen Düsenquerschnitt aufweisen, der gegenüber dem Querschnitt der Lenkluftbohrung (26) geneigt ist, um das Strömungsprofil (28) zu verzerren.20. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaping air nozzles (26) in each case by a shaping air bore (25) are fed and have a nozzle cross section which is inclined relative to the cross section of the shaping air bore (26) to the flow profile (28) to distort.
21. Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26) durch Einschnitte (29, 30, 33) gebildet werden, in die jeweils eine Lenkluftbohrung oder jeweils zwei Lenkluftbohrungen (31, 32) münden.21. directing air ring (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaping air nozzles (10, 11; 14; 20, 21; 26) by cuts (29, 30, 33) are formed, in each of which a Lenkluftbohrung or each two guide air holes (31, 32) open.
22. Lenkluftring (2) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich- net, dass die Einschnitte (29, 30; 33) im Querschnitt dreieckig sind.22. guide air ring (2) according to claim 21, marked thereby, that the incisions (29, 30, 33) are triangular in cross section.
23. Zerstäuber (1), insbesondere Rotationszerstäuber, mit einem Lenkluftring (2) nach einem der vorhergehenden Ansprü- che.23. atomizer (1), in particular rotary atomizer, with a shaping air ring (2) according to one of the preceding claims che.
24. Lackiermaschine, insbesondere Lackierroboter, mit einem Zerstäuber (1) nach Anspruch 23. 24. Varnishing machine, in particular painting robot, with an atomizer (1) according to claim 23.
25. Beschichtungsverfahren mit den folgenden Schri a) Abgabe eines Sprühstrahls (5) eines Beschichtungsmit- tels auf ein zu beschichtendes Bauteil (7) mittels eines Zerstäubers (1), wobei der Sprühstrahl (5) inner- halb eines Nahbereichs vor dem Zerstäuber (1) eine gerichtete Strömung aufweist, b) Abgabe eines Lenkluftstrahls (6) zur Formung des Sprühstrahls (5) mittels eines Lenkluftrings (2) mit mehreren Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26), gekennzeichnet durch folgenden Schritt: c) Gezielte Erzeugung von Turbulenzen in einem stromabwärts hinter dem Nahbereich liegenden Fernbereich des Sprühstrahls (5) durch die Lenkluftdüsen (10, 11; 14; 20, 21; 26), so dass der Lenkluftstrahl (6) und der Sprühstrahl (5) in dem Fernbereich wesentlich mehr Turbulenzen enthalten als in dem Nahbereich.25. A coating method comprising the following steps: a) delivering a spray jet (5) of a coating agent to a component (7) to be coated by means of an atomizer (1), the spray jet (5) being located within a near zone in front of the atomizer (1 b) providing a directing air jet (6) for shaping the spray jet (5) by means of a directing air ring (2) with a plurality of shaping air nozzles (10, 11; 14; 20, 21; 26), characterized by the following step: c Targeted generation of turbulence in a downstream near the near range of the spray jet (5) by the shaping air nozzles (10, 11, 14, 20, 21, 26), so that the shaping air jet (6) and the spray jet (5) in the Long range contain much more turbulence than in the vicinity.
26. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, a) dass zwischen dem Lenkluftring (2) und dem turbulenz- haltigen Fernbereich des Sprühstrahls (5) eine bestimmte Zerfallslänge (LZERFALL) des Sprühstrahls (5) liegt, b) dass zwischen dem Zerstäuber (1) und dem zu beschichtenden Bauteil (7) ein bestimmter Bauteilabstand liegt, c) dass die Zerfallslänge des Sprühstrahls (5) kleiner ist als Im, 75cm, 50cm, 40cm, 30cm, 20cm oder 15cm ist, und d) dass die Zerfallslänge des Sprühstrahls (5) größer als der Bauteilabstand ist, so dass sich das zu beschichtende Bauteil (7) in dem gerichteten Nahbereich befin- det. 26. A coating method according to claim 25, characterized in that a) that between the directing air ring (2) and the turbulence-containing long range of the spray jet (5) has a certain decay length (L ZERFALL ) of the spray jet (5), b) that between the atomizer (1) and the component to be coated (7) is a certain component distance, c) that the decay length of the spray jet (5) is smaller than Im, 75cm, 50cm, 40cm, 30cm, 20cm or 15cm, and d) that the decay length of the spray jet (5) is greater than the component distance, so that the component (7) to be coated is located in the directed near zone.
27. Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 26, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Lenkluftstrahl (6) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist, und b) dass der Lenkluftstrahl (6) innen ein Unterdruckgebiet aufweist, und c) dass die Turbulenzen in dem Fernbereich einen Zustrom von Umgebungsluft von außen in das Unterdruckgebiet bewirken . * * * * * 27. Coating method according to one of claims 25 to 26, characterized in that a) that the directing air jet (6) is substantially rotationally symmetrical, and b) that the directing air jet (6) has a negative pressure area inside, and c) that the turbulence is in the far range cause an influx of ambient air from the outside into the negative pressure area. * * * * *
EP08714223.8A 2007-02-09 2008-02-01 Deflecting air ring and corresponding coating process Revoked EP2121197B8 (en)

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