EP3140042B1 - Reinigungsgerät und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

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EP3140042B1
EP3140042B1 EP15723430.3A EP15723430A EP3140042B1 EP 3140042 B1 EP3140042 B1 EP 3140042B1 EP 15723430 A EP15723430 A EP 15723430A EP 3140042 B1 EP3140042 B1 EP 3140042B1
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EP
European Patent Office
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cleaning
atomizer
trunk
nozzle
air
Prior art date
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EP15723430.3A
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English (en)
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Michael Baumann
Sonja BRAUCHLE
Thomas Buck
Frank Herre
Georg M. Sommer
Sandra Schlichenmaier
Andreas Fischer
Peter Marquardt
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Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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Publication of EP3140042B1 publication Critical patent/EP3140042B1/de
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    • B05B13/0421—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with rotating spray heads

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device for cleaning a nebulizer, in particular a rotary atomizer. Furthermore, the invention relates to an operating method for such a cleaning device.
  • Rotary atomizers are usually used for painting motor vehicle body components, but they must be cleaned from time to time because excess paint mist ("overspray") can be deposited on the outside of the atomizer.
  • cleaning devices are used, as for example DE 10 2010 052 698 A1 .
  • WO 97/18903 A1 and DE 10 2006 039 641 A1 are known.
  • These known cleaning devices have a housing into which the atomizer to be cleaned is introduced for cleaning, wherein the atomizer is then sprayed within the housing of cleaning nozzles with a cleaning agent, wherein the cleaning agent may be a mixture of compressed air and cleaning liquid.
  • a disadvantage of the known cleaning devices is the relatively long cleaning time, which is not adapted to the transfer time (eg 15 seconds) of a paint shop, ie the time required for a change of the vehicle body to be painted to the old, already painted vehicle body numerorion from the spray booth and promote the new, unpainted motor vehicle body in the spray booth.
  • This is how the people to be painted become Motor vehicle bodies painted in succession in a paint shop, wherein the change time of a motor vehicle body, for example, 15 seconds.
  • the atomizer can not work anyway in the painting, so that the change time for a cleaning of the atomizer is available without the operation is stopped by it. It is therefore desirable to provide a cleaning device that requires a shorter cleaning time, which is at best smaller than the change time between the successive motor vehicle bodies.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a correspondingly improved cleaning device.
  • the invention initially provides, in accordance with the known cleaning devices described above, a wet cleaning station which has at least one cleaning nozzle in order to spray the atomizer with a cleaning fluid, wherein the atomizer is introduced into the wet cleaning station for cleaning.
  • the cleaning nozzle in the cleaning device according to the invention is not immobile, but has an elongated, rotatable cleaning trunk, which rotates in operation and at its free end has a nozzle opening through which the cleaning fluid is discharged.
  • the cleaning trunk preferably extends substantially coaxially with its axis of rotation.
  • the free end of the cleaning bowl is preferably slightly curved relative to the axis of rotation of the cleaning bowl, so that the cleaning fluid is sprayed in different directions depending on the rotational position of the cleaning bowl.
  • the point of impact of the cleaning fluid then passes over an annular path on the surface of the component to be cleaned.
  • the rotational movement of the cleaning spout and the associated change in direction of the cleaning fluid leads to an improved cleaning effect, which in turn allows a shortening of the cleaning time.
  • the cleaning time in the cleaning device according to the invention can be shorter than 30 seconds, 20 seconds, 15 seconds or even 10 seconds, without the quality of the cleaning suffers.
  • the rotating during operation cleaning trunk leads due to unavoidable imbalances of the cleaning spout to corresponding vibrations that are undesirable.
  • the cleaning brush according to the invention therefore preferably has a mass distribution and / or an outer contour which is substantially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the cleaning nozzle is to reduce the vibrations caused by the rotation of the cleaning spout.
  • the imbalance can therefore be minimized by design, by providing a rotationally symmetric mass distribution.
  • the cleaning trunk is balanced by appropriate trim weights are attached to the cleaning trunk, the mass and the attachment point of the trim weights are selected specifically so that the cleaning trunk is statically and / or dynamically balanced.
  • the cleaning device preferably has a speed controller to control the speed of the cleaning spout.
  • the speed regulator may be a centrifugal governor which, depending on the speed of the cleaning nozzle, derives a portion of the drive air intended for driving a turbine wheel.
  • the cleaning trunk is thus pneumatically driven by a turbine wheel, wherein the turbine wheel is impinged by drive air.
  • centrifugal governor then branches depending on the speed of the cleaning spout from a part of the input side supplied cleaning air, so that the diverted part of the cleaning air then no longer serves to drive the turbine wheel, resulting in a corresponding reduction of the drive torque of the turbine wheel and thus to a speed limit .
  • This idea of a centrifugal governor can also be implemented in a recoil drive of the cleaning spout, as will be described in detail.
  • the diversion of a portion of the drive air can be done for example via a sleeve, which rests on the outside of a through-flow of the drive air drive shaft and at Increasing speed Radial holes in the wall of the drive shaft releases, whereby a part of the drive air is discharged and then no longer serves to drive.
  • the sleeve is thus preferably connected rotationally with the drive shaft. The sleeve is therefore at low speeds of the cleaning spout sealingly on the radial bores in the wall of the drive shaft and seals them thereby, so that no drive air escapes through the radial bores.
  • the boot lifts off from the wall of the drive shaft due to centrifugal force, thereby releasing the radial bores in the wall of the drive shaft, so that some of the drive air can escape through the radial bores and is then not available for drive purposes ,
  • the collar of the centrifugal governor consist of several segments which are pressed by an elastic O-ring from the outside onto the lateral surface of the drive shaft.
  • the elastic O-ring thus presses the segments against the centrifugal force radially inwardly on the outer wall of the drive shaft, whereby the located in the outer wall of the drive shaft radial bores are sealed.
  • the centrifugal governor has a braking element which deforms as a function of the rotational speed and thereby generates a braking torque. With increasing speed, the brake element thus deformed such that the brake element bears against a fixed braking surface and thereby generates a braking torque.
  • a centrifugal governor is a recoil drive of the cleaning spout. This is about a cranked in the circumferential direction Tube ejected a fluid which generates a corresponding drive torque due to its recoil effect.
  • the tube may in this case be elastic and deform depending on the speed of the cleaning spout and the centrifugal force generated thereby, so that the ejection direction is speed-dependent. At low speed, the ejection tube is then hardly deformed and outputs the fluid exactly in the circumferential direction, whereby a maximum recoil and a maximum drive torque can be achieved.
  • the ejection tube deforms so that the ejection direction runs more and more in the radial direction, as a result of which the recoil effect decreases and only a smaller drive torque is produced, which leads to a corresponding speed limitation.
  • the cleaning nozzle constructive matches with a known cleaning nozzle, as for example in EP 2 522 435 A1 is described, so that the content of this patent publication of the present description in terms of the structural design and operation of the cleaning nozzle is fully attributable.
  • the cleaning nozzle thus preferably has a fixed funnel which surrounds the rotating cleaning nozzle.
  • the term of a funnel used in the context of the invention is preferably based on a housing which is open on the face side and widens toward its end face, preferably in a conical or convex manner.
  • the term of a funnel used in the context of the invention is to be understood generally and includes, for example, a cylindrical outer housing of the cleaning nozzle.
  • the rotating cleaning trunk preferably consists of a rigid material, so that the rotating cleaning trunk does not deform significantly during operation. This is advantageous because the cleaning bowl then does not hit the inner wall of the funnel regardless of the speed and the centrifugal force caused thereby.
  • the rotatable cleaning trunk widens toward its free end, in particular conically.
  • the cleaning trunk can widen conically with a cone angle of 5 ° -20 ° or 10 ° -15 ° towards its free end.
  • This conical expansion offers the possibility of a rotationally symmetrical mass distribution despite an unsymmetrical discharge of the cleaning fluid.
  • the cleaning trunk is preferably a longitudinal bore in which extend coaxially an outer tube and an inner tube.
  • the inner tube is preferably used to carry out a cleaning fluid (eg cleaning fluid), while the annular gap between the outer tube and the inner tube serves to convey compressed air.
  • the inner tube is therefore preferably connected upstream with a detergent feed line and downstream with a nozzle opening (outlet opening) at the free end of the cleaning spout.
  • the annular gap between the outer tube and the inner tube is preferably connected upstream with an air feed line and downstream with a nozzle opening (outlet opening) at the free end of the cleaning nozzle.
  • At the free end of the cleaning bowl so in the preferred embodiment of the invention is a mixture of the cleaning liquid and the compressed air discharged, resulting in a good cleaning effect.
  • the inner tube is preferably fixed against rotation at its upstream end.
  • the outer tube preferably rotates with the rotating cleaning trunk, which leads to a relative movement between inner tube and outer tube.
  • the outer tube is therefore preferably stiffer than the inner tube.
  • the nozzle opening of the cleaning nozzle is angled to the axis of rotation of the cleaning nozzle by a certain angle of inclination, so that the rotation of the cleaning nozzle leads to a continuous change in the emission direction, as already briefly mentioned above.
  • the angle of inclination relative to the axis of rotation of the cleaning spout is preferably in the range of 2 ° -30 °, 4 ° -20 ° or 5 ° -10 °, to name just a few examples.
  • the cleaning nozzle according to the invention preferably has a replaceable hose assembly, which includes the inner tube (and possibly the outer tube) and a clamping element, wherein the clamping element clamps the inner tube and is screwed by a screw in the cleaning nozzle.
  • a replaceable hose assembly which includes the inner tube (and possibly the outer tube) and a clamping element, wherein the clamping element clamps the inner tube and is screwed by a screw in the cleaning nozzle.
  • the cleaning device according to the invention preferably has a plurality of cleaning nozzles, which are distributed over the periphery with respect to the insertion direction of the atomizer and are preferably arranged equidistantly.
  • three cleaning nozzles can be arranged at an angular distance of 120 °.
  • the invention is not limited to three cleaning nozzles in terms of the number of cleaning nozzles, but also with a different number of cleaning nozzles feasible.
  • four cleaning nozzles distributed over the circumference can be arranged at an angular distance of 90 °.
  • the cleaning nozzles are arranged in a common plane, which is oriented at right angles to the insertion direction.
  • the cleaning nozzles are arranged in several planes, which are arranged one behind the other in the axial direction.
  • three cleaning nozzles can be arranged in two parallel planes.
  • the cleaning nozzles are offset in the individual planes to the cleaning nozzles in the respective adjacent plane in the circumferential direction. This staggered arrangement leads to a uniform spraying of the outer surface of the atomizer to be cleaned.
  • the cleaning nozzles can be arranged in a plane in each case centrally between the cleaning nozzles of the adjacent plane.
  • three cleaning nozzles can be arranged at 0 °, 120 ° and 240 °, while in a second plane three cleaning nozzles are arranged at 60 °, 180 ° and 300 °.
  • the wet cleaning station has a housing with an insertion opening to introduce the atomizer to be cleaned along the direction of insertion into the housing.
  • this insertion opening of the housing is sealed with a seal (eg sealing ring, O-ring).
  • the insertion opening may be sealed with a sealing air seal, the sealing air seal blowing sealing air over the insertion opening.
  • a sealing air seal is known per se from the prior art and, for example, in EP 1 367 302 A2 so that the content of this patent publication is fully attributable to the construction and operation of the sealing air seal of the present specification.
  • an inner tube is arranged, which is aligned coaxially with the insertion direction.
  • This inner tube serves to accommodate a bell cup of the atomizer to be cleaned for an internal flushing of the bell cup.
  • rinsing agent is passed through the nebulizer through the bell cup, which is then collected together with dirt residues from the inner tube.
  • the individual cleaning nozzles are angled with their emission direction at a certain angle of inclination to the direction of insertion of the atomizer.
  • This angle of inclination is preferably in the range of 20 ° -80 °, with a value of 60 ° has proven to be particularly advantageous.
  • the angle of inclination of the individual cleaning nozzles is preferably 90 °.
  • the angle of inclination of the individual cleaning nozzles can be easily changed by mounting another nozzle holder.
  • angle of inclination of the cleaning nozzles in the different levels of the cleaning nozzles may be different in order to optimize the cleaning effect.
  • the cleaning device according to the invention is preferably designed so that the cleaning distance is in the range of 10mm-50mm, with a value of 30mm for the cleaning distance has been found to be particularly advantageous.
  • the attachment of the cleaning nozzles according to the invention in the wet cleaning station and more precisely in the housing of the wet cleaning station is preferably carried out by means of a nozzle holder, the nozzle holder preferably allows a replaceable attachment of the individual cleaning nozzles.
  • the nozzle holder is vibration damping to reduce vibration transmission from the cleaning nozzles. This is advantageous because the rotating cleaning nozzle of the cleaning nozzles is not fully balanced in the rule and therefore transmits appropriate vibrations to the housing of the wet cleaning station.
  • the vibration-damping design of the nozzle holder in this case reduces the vibration transmission from the cleaning nozzles to the housing of the wet cleaning station.
  • a vibration damping elastomer component may be provided in the nozzle holder, for example an O-ring.
  • the nozzle holder preferably clamps the cleaning nozzle in a form-fitting manner, the nozzle holder having at least one screw for clamping the cleaning nozzle.
  • this screw is captive (self-locking) formed to avoid loosening of the screw despite the emanating from the cleaning nozzle vibrations.
  • the nozzle holder thus preferably allows a quick change of the cleaning nozzle by two captive screws.
  • the rotary drive for the rotating cleaning trunk can be done by at least one rotatable turbine wheel, which is pneumatically driven.
  • the turbine wheel in this case is flowed through radially from the inside to the outside, but other designs of turbine wheels are possible.
  • the turbine wheel internally has a plurality of openings for receiving the internally supplied drive air into the turbine wheel.
  • the openings in the turbine wheel then each open into a turbine chamber in the turbine wheel, wherein the individual turbine chambers each have an outlet opening which is aligned in the circumferential direction, which leads to a corresponding drive torque.
  • the cross-sectional area of the outlet openings of the individual turbine chambers is preferably in the range of 0.5 mm 2 -3 mm 2 .
  • the drive air is not simply discharged to the outside after flowing through the turbine wheel. Rather, the drive air is preferably after flowing through the turbine wheel as blocking air through blocking air nozzles in the annular gap between the fixed funnel and the rotating cleaning trunk dispensed.
  • This sealing air forms quasi an annular protective jacket for the inner bearings and thereby prevents overspray or other dirt from entering the bearings.
  • a plurality of turbine wheels which can be arranged axially one behind the other, can also be provided for driving the rotating cleaning nozzle. This can be useful, for example, to increase the drive power.
  • the cleaning bowl has at its free end an outlet opening which is aligned in the circumferential direction to drive the cleaning trunk by the recoil of the exiting cleaning fluid.
  • the cleaning spout may have at least one impeller to limit the speed of the cleaning spout by the flow resistance of the impeller.
  • the impeller can also be used to drive when the impeller is flowed accordingly.
  • the cleaning device preferably has a cleaning agent connection and a supply air connection, compressed air being supplied via the supply air connection, while a cleaning fluid (for example solvent) is supplied via the cleaning agent connection.
  • a cleaning fluid for example solvent
  • the supply air is then divided on the one hand in drive air for driving a turbine wheel in the cleaning nozzle and the other in cleaning air for Clean the atomizer.
  • the drive air is used to drive the turbine wheel and then as blocking air, as already described above.
  • the cleaning air however, only serves to clean the atomizer and is discharged together with the cleaning fluid to the atomizer to be cleaned.
  • the ratio of cleaning air to drive air may be, for example, 1: 1, 2: 1, 3: 1 or 4: 1, wherein a ratio of 2: 1 has proven to be advantageous.
  • the mass flow (volume flow or mass flow) of the cleaning fluid and the mass flow (mass flow or volume flow) of the supply air are preferably adjustable independently of one another. This offers the possibility that the driving torque for the cleaning brush and the energy of the cleaning air can be kept high while the amount of the cleaning fluid is reduced.
  • the amount of cleaning fluid is preferably adjusted centrally and uniformly for all cleaning nozzles of the cleaning device. This setting can be done for example via a pressure control valve, a throttle with exchangeable orifice or a needle valve.
  • the cycle time (cleaning time) may be changed (e.g., increased or decreased).
  • the cleaning nozzle rotates at a speed which is preferably in the range of 500 revolutions / minute to 30,000 revolutions / minute, wherein a speed range of 2,000 revolutions / minute to 8,000 revolutions / minute has proven to be advantageous.
  • the cleaning device is mounted stationary in a coating installation, for example on a grid at the bottom of a painting booth.
  • the cleaning device is movably mounted, for example, traveling on a movable painting robot.
  • This co-moving mounting of the cleaning device offers the advantage that the cleaning device is always in the immediate vicinity of the painting robot irrespective of the positioning position of the painting robot, so that the cleaning process can begin without a process of the painting robot, whereby the cleaning time is reduced.
  • the cleaning device according to the invention may also have a dry cleaning station for dry or semi-dry cleaning of the atomizer.
  • the dry cleaning station may include at least one cleaning brush to brush off the outside of the nebulizer.
  • the cleaning brush is annular and surrounds the atomizer during cleaning annular.
  • the dry cleaning station is preferably arranged outside the housing of the wet cleaning station.
  • the wet cleaning station is here along the insertion direction, preferably behind the dry cleaning station, so that the wet cleaning station cleans a front area of the atomizer while the dry cleaning station cleans a rear area of the atomizer.
  • the cleaning movement of the cleaning brush relative to the atomizer can be realized in various ways within the scope of the invention.
  • the cleaning brush is fixedly mounted, wherein the atomizer rotates about its longitudinal axis during the cleaning process in order to realize the relative movement between the cleaning brush and the atomizer.
  • the atomizer is held stationary during the cleaning process, while the cleaning brush rotates around the atomizer.
  • move both the cleaning brush and the atomizer during the cleaning process to realize the required relative movement between cleaning brush and atomizer.
  • the invention also includes a corresponding operating method, wherein the details of the operating method already apparent from the above description, so that is omitted to avoid repetition on a new description of the operating method.
  • a special feature of the operating method according to the invention may be that the atomizer after a cleaning process when pulling out of the cleaning device, the cleaning brush blows off with its shaping air to free the cleaning brush of adhering paint dust.
  • the atomizer can perform a tumbling motion when the steering air is switched on, for example.
  • FIG. 1 show an embodiment of a cleaning device according to the invention for cleaning a rotary atomizer 1 with a bell cup 2, wherein the cleaning device has a dry cleaning station 3 and a wet cleaning station 4.
  • the rotary atomizer is guided along an insertion direction 5 through an insertion opening 6 into a housing 7 of the wet cleaning station 4.
  • the dry cleaning station 3 is in this case outside the housing 7 of the wet cleaning station 4, i. above the wet cleaning station 4.
  • the dry cleaning station 3 therefore cleans a rear portion of the rotary atomizer 1, while the wet cleaning station 4 cleans a front portion of the rotary atomizer 1 with the bell cup 2.
  • the dry cleaning station 3 has an annular cleaning brush 8, which can be moved by a brush drive shown only schematically.
  • the brush drive 9 the Rotate annular cleaning brush 8 to the insertion direction 5, so that the cleaning brush 8 while the outside of the rotary atomizer 1 cleans.
  • the brush drive 9 can also move the cleaning brush 8 along the insertion direction 5, so that the cleaning brush 8 can cover almost the entire outer surface of the rotary atomizer 1.
  • the rotary atomizer guided by a multiaxial painting robot can be pulled out of the housing 7 of the wet cleaning station 4 and then perform a tumbling motion to blow off the annular cleaning brush 8 with its shaping air, thereby cleaning it.
  • the wet cleaning station 4 has at the top of the cup-shaped housing 7 a two-part lid with a lower lid part 10 and an upper lid part 11, wherein the two lid parts 10, 11 are fixedly connected to each other, for example by a screw.
  • the lower cover part 10, however, is connected by three clamping closures 12 with the housing 7.
  • the latches 12 allow a quick opening of the wet cleaning station 4, for example, for maintenance purposes.
  • a nozzle ring 13 of Blas Kunststoffdüsen that deliver blast air radially inward and thereby can blow dry the atomizer.
  • the wet cleaning station 4 has three cleaning nozzles 14, which are arranged distributed equidistant over the circumference.
  • the individual cleaning nozzles 14 each provide a compressed air-cleaning agent mixture along a radiation direction 15 on the outside of the rotary atomizer 1, wherein the emission direction 15 is angled with respect to the insertion direction 5 by an angle ⁇ 60 °.
  • the individual cleaning nozzles 14 are in this case mounted vibration-damped in the wall of the housing 7 of the wet cleaning station 4.
  • the individual cleaning nozzles 14 project through an opening in the wall of the housing 7 inwards and are fixed by an angle 16.
  • the angle 16 With a leg of the angle 16 engages in a groove 17 of the cleaning nozzle 14 and thereby fixes this form-fitting manner.
  • the angle 16 With its other leg, however, the angle 16 is on an elastic damping element 18 (spout) and is fixed by means of two captive screws 19.
  • the damping element 18 between the angle 16 and the housing 7 of the wet cleaning station 4 in this case provides a vibration decoupling, so that the vibrations emanating from the cleaning nozzles 14 are transmitted to the housing 7 of the wet cleaning station 4 only to a small extent.
  • this type of support of the individual cleaning nozzles 14 allows a quick and easy change of the cleaning nozzles.
  • the structure and operation of the individual cleaning nozzles 14 is in particular from the FIGS. 4 to 9 and will be described below.
  • the individual cleaning nozzles 14 each have an external, stationary funnel 20, which widens in a funnel shape towards its free end.
  • cleaning brush 21 In the hopper 20 a rotating during operation cleaning brush 21 is arranged, wherein the cleaning trunk 21 in operation a mixture of compressed air and cleaning agent (eg Solvent) to clean the outside of the rotary atomizer 1.
  • a mixture of compressed air and cleaning agent eg Solvent
  • the cleaning trunk 21 extends a longitudinal bore in which an inner tube 22 and an outer tube 23 extend.
  • the inner tube 22 serves to supply a cleaning agent (for example solvent), which is supplied via a detergent connection 24.
  • the annular gap between the inner tube 22 and the outer tube 23, however, serves to forward cleaning air, which is supplied via a supply air connection 25.
  • the rotatable cleaning brush 21 is screwed to a drive shaft 26, which is hollow and receives the inner tube 22 and the outer tube 23.
  • a sliding bearing 27 is arranged in the drive shaft 26, wherein the cleaning air flows through the sliding bearing 27 in the axial direction and can flow through radial bores 28 in the wall of the drive shaft to the outside in a turbine wheel 29.
  • the supply air supplied via the supply air connection 25 is thus divided into cleaning air and drive air.
  • the cleaning air flows through the annular gap between the inner tube 22 and the outer tube 23 to the front and is discharged at the free end of the cleaning spout 21.
  • the drive air flows through the radial bores 28 outwards into the turbine wheel 29 and thereby drives the turbine wheel.
  • the drive shaft 26 is rotatably mounted with the turbine 29 via two rolling bearings 30, 31 in a housing part 32.
  • the drive air exiting externally on the turbine wheel 29 then flows outward past the roller bearings 30, 31 to the front through holes in hollow grub screws 33 with holes and finally passes through sealing air nozzles 34 (see. FIG. 7 ) forward.
  • the blocking air nozzles 34 thus emit a barrier air curtain into the annular gap between the fixed hopper 20 and the rotating cleaning brush 21. As a result, the contamination of the rolling bearings 30, 31 is minimized.
  • the housing part 32 is in this case inserted into the proximal end of the funnel 20 and sealed by a sealing ring 35 with respect to the hopper 20.
  • the sealing ring 35 also prevents the release of the hopper 20 by vibrations.
  • the housing part 32 is inserted into a further housing part 36, the housing part 32 being sealed off from the housing part 36 by a further sealing ring 37.
  • the cleaning nozzle 14 still has a connection part 38 which can be tightened by a clamping screw 39 in the housing part 36, the connection part 38 having the detergent connection 24 and the supply air connection 25.
  • FIG. 6 Furthermore, it can be seen that the inner tube 22 and the outer tube 23 at the free end of the cleaning nozzle 21 open into a nozzle opening which emits the mixture of cleaning agent and compressed air in a specific emission direction 40.
  • the cleaning nozzle 21 rotates in this case about a rotation axis 41, wherein the emission direction 40 is angled relative to the rotation axis 41 by an angle ⁇ 10 °.
  • the inclination angle ⁇ has the consequence that the radiation direction 40 due to the rotation of the cleaning spout 21 continuously changes in operation and thereby covers a larger area.
  • FIG. 6 it can be seen that the cleaning nozzle 21 expands towards its free end with a cone angle ⁇ 20 °.
  • This has the technical purpose that a possible rotationally symmetrical mass distribution of the cleaning spout 21 is desired so that in spite of the rotation of the cleaning spout 21 as low as possible vibrations occur.
  • the additional mass in the cleaning nozzle 21 on the outlet opening of the inner tube 22 and the outer tube 23 opposite side thus serves to avoid an imbalance of the cleaning nozzle 21st

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
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  • Cleaning In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät zum Reinigen eines Zerstäubers, insbesondere eines Rotationszerstäubers. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren für ein derartiges Reinigungsgerät.
  • Zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden üblicherweise Rotationszerstäuber eingesetzt, die jedoch von Zeit zu Zeit gereinigt werden müssen, da sich überschüssiger Lacknebel ("Overspray") an der Außenseite des Zerstäubers ablagern kann. Hierzu werden üblicherweise Reinigungsgeräte eingesetzt, wie sie beispielsweise aus DE 10 2010 052 698 A1 , EP 1 671 706 A2 , WO 97/18903 A1 und DE 10 2006 039 641 A1 bekannt sind. Diese bekannten Reinigungsgeräte weisen ein Gehäuse auf, in das der zu reinigende Zerstäuber zum Reinigen eingeführt wird, wobei der Zerstäuber dann innerhalb des Gehäuses von Reinigungsdüsen mit einem Reinigungsmittel besprüht wird, wobei das Reinigungsmittel ein Gemisch aus Druckluft und Reinigungsflüssigkeit sein kann.
  • Nachteilig an den bekannten Reinigungsgeräten ist jedoch die relativ lange Reinigungsdauer, die nicht an die Transferzeit (z.B. 15 Sekunden) einer Lackieranlage angepasst ist, d.h. an die Zeit, die bei einem Wechsel der zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserie benötigt wird, um die alte, bereits lackierte Kraftfahrzeugkarosserie aus der Lackierkabine auszufördern und die neue, noch unlackierte Kraftfahrzeugkarosserie in die Lackierkabine einzufördern. So werden die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserien in einer Lackieranlage nacheinander lackiert, wobei die Wechselzeit von einer Kraftfahrzeugkarosserie beispielsweise 15 Sekunden beträgt. In dieser Wechselzeit kann der Zerstäuber ohnehin nicht im Lackierbetrieb arbeiten, so dass die Wechselzeit für eine Reinigung des Zerstäubers zur Verfügung steht, ohne dass der Betrieb dadurch aufgehalten wird. Es ist also wünschenswert, ein Reinigungsgerät zu schaffen, das eine kürzere Reinigungsdauer benötigt, die im besten Fall kleiner ist als die Wechselzeit zwischen den aufeinander folgenden Kraftfahrzeugkarosserien.
  • Ferner ist zum Stand der Technik hinzuweisen auf EP 1 367 302 A2 , DE 101 29 667 A1 , GB 2 198 033 A , DE 10 2007 033 036 A1 , US 2014/0008 457 A1 , DE 195 08 725 A1 .
  • Schließlich sind aus DE 20 2012 103 426 U1 mobile Reinigungsgeräte bekannt, die zur Abgabe eines Reinigungsfluids einen drehbaren Reinigungsrüssel aufweisen. Allerdings handelt es sich hierbei um mobile, tragbare Reinigungsgeräte, die zur Reinigung von Oberflächen eingesetzt werden.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein entsprechend verbessertes Reinigungsgerät zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät gemäß dem Hauptanspruch bzw. durch ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.
  • Die Erfindung sieht zunächst in Übereinstimmung mit den eingangs beschriebenen bekannten Reinigungsgeräten eine Nass-Reinigungsstation vor, die mindestens eine Reinigungsdüse aufweist, um den Zerstäuber mit einem Reinigungsfluid zu besprühen, wobei der Zerstäuber zum Reinigen in die Nass-Reinigungsstation eingeführt wird.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Reinigungsdüse bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsgerät jedoch nicht unbeweglich, sondern weist einen langgestreckten, drehbaren Reinigungsrüssel auf, der im Betrieb rotiert und an seinem freien Ende eine Düsenöffnung aufweist, durch die das Reinigungsfluid abgegeben wird.
  • An seinem stromaufwärts gelegenen Ende verläuft der Reinigungsrüssel vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zu seiner Rotationsachse. Das freie Ende des Reinigungsrüssels ist dagegen vorzugsweise gegenüber der Rotationsachse des Reinigungsrüssels leicht gekrümmt, so dass das Reinigungsfluid in Abhängigkeit von der Drehstellung des Reinigungsrüssels in verschiedene Richtungen abgesprüht wird. In der Praxis überstreicht der Auftreffpunkt des Reinigungsfluids dann eine ringförmige Bahn auf der Oberfläche des zu reinigenden Bauteils. Die Drehbewegung des Reinigungsrüssels und die damit verbundene laufende Richtungsänderung des Reinigungsfluids führt zu einer verbesserten Reinigungswirkung, was wiederum eine Verkürzung der Reinigungsdauer ermöglicht. So kann die Reinigungsdauer bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsgerät kürzer als 30 Sekunden, 20 Sekunden, 15 Sekunden oder sogar 10 Sekunden sein, ohne dass die Qualität der Reinigung darunter leidet.
  • Der im Betrieb rotierende Reinigungsrüssel führt aufgrund unvermeidbarer Unwuchten des Reinigungsrüssels zu entsprechenden Vibrationen, die unerwünscht sind. Der erfindungsgemäße Reinigungsrüssel weist deshalb vorzugsweise eine Massenverteilung und/oder eine Außenkontur auf, die bezüglich der Drehachse des Reinigungsrüssels im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist, um die durch die Rotation des Reinigungsrüssels verursachten Vibrationen zu verringern. Die Unwucht kann also konstruktionsbedingt minimiert werden, indem eine rotationssymmetrische Massenverteilung vorgesehen wird.
  • Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass der Reinigungsrüssel ausgewuchtet wird, indem geeignete Trimmgewichte an dem Reinigungsrüssel angebracht werden, wobei die Masse und der Befestigungspunkt der Trimmgewichte gezielt so gewählt werden, dass der Reinigungsrüssel statisch und/oder dynamisch ausgewuchtet ist.
  • Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Reinigungsgerät vorzugsweise einen Drehzahlregler auf, um die Drehzahl des Reinigungsrüssels zu regeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Drehzahlregler um einen Fliehkraftregler handeln, der in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reinigungsrüssels einen Teil der zum Antrieb eines Turbinenrads bestimmten Antriebsluft ableitet. Hierbei wird der Reinigungsrüssel also pneumatisch von einem Turbinenrad angetrieben, wobei das Turbinenrad von Antriebsluft angeströmt wird. Der Fliehkraftregler zweigt dann in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reinigungsrüssels einen Teil der eingangsseitig zugeführten Reinigungsluft ab, so dass der abgezweigte Teil der Reinigungsluft dann nicht mehr zum Antrieb des Turbinenrads dient, was zu einer entsprechenden Verringerung des Antriebsmoments des Turbinenrads und damit zu einer Drehzahlbegrenzung führt. Diese Idee eines Fliehkraftreglers lässt sich auch bei einem Rückstoßantrieb des Reinigungsrüssels umsetzen, wie noch detailliert beschrieben wird.
  • Die Abzweigung eines Teils der Antriebsluft kann beispielsweise über eine Manschette erfolgen, die außen an einer von der Antriebsluft durchströmten Antriebswelle anliegt und bei zunehmender Drehzahl Radialbohrungen in der Wandung der Antriebswelle freigibt, wodurch ein Teil der Antriebsluft abgeleitet wird und dann nicht mehr zum Antrieb dient. Hierbei ist die Manschette also vorzugsweise mit der Antriebswelle rotatorisch verbunden. Die Manschette liegt also bei geringen Drehzahlen des Reinigungsrüssels abdichtend auf den Radialbohrungen in der Wandung der Antriebswelle auf und dichtet diese dadurch ab, so dass über die Radialbohrungen keine Antriebsluft entweicht. Mit zunehmender Drehzahl des Reinigungsrüssels hebt sich die Manschette jedoch fliehkraftbedingt von der Wandung der Antriebswelle ab und gibt dadurch die Radialbohrungen in der Wandung der Antriebswelle frei, so dass ein Teil der Antriebsluft durch die Radialbohrungen nach außen entweichen kann und dann nicht für Antriebszwecke zur Verfügung steht.
  • Beispielsweise kann die Manschette des Fliehkraftreglers aus mehreren Segmenten bestehen, die von einem elastischen O-Ring von außen auf die Mantelfläche der Antriebswelle gedrückt werden. Der elastische O-Ring drückt die Segmente also entgegen der Fliehkraft radial nach innen auf die Außenwand der Antriebswelle, wodurch die in der Außenwand der Antriebswelle befindlichen Radialbohrungen abgedichtet werden.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Fliehkraftregler ein Bremselement aufweist, das sich in Abhängigkeit von der Drehzahl verformt und dadurch ein Bremsmoment erzeugt. Bei zunehmender Drehzahl verformt sich das Bremselement also derart, dass das Bremselement an einer feststehenden Bremsfläche anliegt und dadurch ein Bremsmoment erzeugt.
  • Eine weitere Möglichkeit zur technischen Realisierung eines Fliehkraftreglers besteht bei einem Rückstoßantrieb des Reinigungsrüssels. Hierbei wird über ein in Umfangsrichtung gekröpftes Rohr ein Fluid ausgestoßen, das aufgrund seines Rückstoßeffekts ein entsprechendes Antriebsmoment erzeugt. Das Rohr kann hierbei elastisch sein und sich in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reinigungsrüssels und der dadurch erzeugten Fliehkraft verformen, so dass die Ausstoßrichtung drehzahlabhängig ist. Bei geringer Drehzahl ist das Ausstoßrohr dann kaum verformt und gibt das Fluid exakt in Umfangsrichtung aus, wodurch ein maximaler Rückstoß und ein maximales Antriebsmoment erreicht werden. Mit zunehmender Drehzahl und entsprechend größerer Fliehkraft verformt sich das Ausstoßrohr jedoch so, dass die Ausstoßrichtung mehr und mehr in radialer Richtung verläuft, wodurch der Rückstoßeffekt abnimmt und nur noch ein geringeres Antriebsmoment entsteht, was zu einer entsprechenden Drehzahlbegrenzung führt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Reinigungsdüse konstruktive Übereinstimmungen mit einer bekannten Reinigungsdüse auf, wie sie beispielsweise in EP 2 522 435 A1 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Patentveröffentlichung der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus und der Funktionsweise der Reinigungsdüse in vollem Umfang zuzurechnen ist.
  • Die Reinigungsdüse weist also vorzugsweise einen feststehenden Trichter auf, der den rotierenden Reinigungsrüssel umgibt. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Trichters stellt vorzugsweise auf ein Gehäuse ab, das stirnseitig offen ist und sich zu seiner Stirnseite hin erweitert und zwar vorzugsweise kegelförmig oder konvex. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Trichters ist jedoch allgemein zu verstehen und umfasst beispielsweise auch ein zylindrisches Außengehäuse der Reinigungsdüse.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der rotierende Reinigungsrüssel vorzugsweise aus einem starren Material besteht, so dass sich der rotierende Reinigungsrüssel im Betrieb nicht wesentlich verformt. Dies ist vorteilhaft, weil der Reinigungsrüssel dann unabhängig von der Drehzahl und der dadurch verursachten Fliehkraft nicht an der Innenwand des Trichters anschlägt.
  • Vorzugsweise weitet sich der drehbare Reinigungsrüssel zu seinem freien Ende hin auf, insbesondere kegelförmig. Beispielsweise kann sich der Reinigungsrüssel mit einem Kegelwinkel von 5°-20° oder 10°-15° zu seinem freien Ende hin kegelförmig aufweiten. Diese kegelförmige Aufweitung bietet die Möglichkeit einer rotationssymmetrischen Massenverteilung trotz einer unsymmetrischen Abgabe des Reinigungsfluids.
  • In dem Reinigungsrüssel befindet sich vorzugsweise eine Längsbohrung, in der koaxial ein Außenschlauch und ein Innenschlauch verlaufen.
  • Der Innenschlauch dient vorzugsweise zur Durchführung eines Reinigungsfluids (z.B. Reinigungsflüssigkeit), während der Ringspalt zwischen dem Außenschlauch und dem Innenschlauch dazu dient, Druckluft durchzuleiten. Der Innenschlauch ist deshalb vorzugsweise stromaufwärts mit einer Reinigungsmittelzuleitung und stromabwärts mit einer Düsenöffnung (Austrittsöffnung) am freien Ende des Reinigungsrüssels verbunden. Der Ringspalt zwischen dem Außenschlauch und dem Innenschlauch ist dagegen vorzugsweise stromaufwärts mit einer Luftzuleitung und stromabwärts mit einer Düsenöffnung (Austrittsöffnung) am freien Ende des Reinigungsrüssels verbunden. Am freien Ende des Reinigungsrüssels wird also bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Gemisch aus der Reinigungsflüssigkeit und der Druckluft abgegeben, was zu einer guten Reinigungswirkung führt.
  • Der Innenschlauch ist vorzugsweise an seinem stromaufwärts gelegenen Ende verdrehsicher fixiert. Der Außenschlauch dreht sich dagegen vorzugsweise mit dem rotierenden Reinigungsrüssel mit, was zu einer Relativbewegung zwischen Innenschlauch und Außenschlauch führt. Der Außenschlauch ist deshalb vorzugsweise steifer als der Innenschlauch.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Düsenöffnung des Reinigungsrüssels zu der Rotationsachse des Reinigungsrüssels um einen bestimmten Neigungswinkel angewinkelt ist, so dass die Rotation des Reinigungsrüssels zu einer kontinuierlichen Änderung der Abstrahlrichtung führt, wie bereits vorstehend kurz erwähnt wurde. Der Neigungswinkel relativ zur Rotationsachse des Reinigungsrüssels liegt vorzugsweise im Bereich von 2°-30°, 4°-20° oder 5°-10°, um nur einige Beispiele zu nennen.
  • Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass im Betrieb eine Relativbewegung auftritt zwischen dem Innenschlauch und dem Außenschlauch, was zu einem entsprechenden Verschleiß des Innenschlauchs und des Außenschlauchs führt und einen gelegentlichen Austausch der Schläuche erfordert.
  • Die erfindungsgemäße Reinigungsdüse weist deshalb vorzugsweise eine auswechselbare Schlauch-Baugruppe auf, die den Innenschlauch (und u.U. auch den Außenschlauch) und ein Klemmelement umfasst, wobei das Klemmelement den Innenschlauch festklemmt und mittels einer Verschraubung in der Reinigungsdüse festgeschraubt ist. Hierbei besteht also die Möglichkeit, die Schlauch-Baugruppe einfach und schnell auszuwechseln, wodurch die Wartung des erfindungsgemäßen Reinigungsgerätes wesentlich vereinfacht wird.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass das erfindungsgemäße Reinigungsgerät vorzugsweise mehrere Reinigungsdüsen aufweist, die bezüglich der Einführrichtung des Zerstäubers über den Umfang verteilt und vorzugsweise äquidistant angeordnet sind. Beispielsweise können über den Umfang verteilt drei Reinigungsdüsen mit einem Winkelabstand von 120° angeordnet sein. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Anzahl der Reinigungsdüsen nicht auf drei Reinigungsdüsen beschränkt, sondern auch mit einer anderen Anzahl von Reinigungsdüsen realisierbar. Beispielsweise können auch vier Reinigungsdüsen über den Umfang verteilt in einem Winkelabstand von 90° angeordnet sein.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Reinigungsdüsen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die rechtwinklig zur Einführrichtung ausgerichtet ist. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Reinigungsdüsen in mehreren Ebenen angeordnet sind, die in Axialrichtung hintereinander angeordnet sind. Beispielsweise können in zwei parallelen Ebenen jeweils drei Reinigungsdüsen angeordnet sein. Bei einer Anordnung der Reinigungsdüsen in mehreren hintereinander liegenden Ebenen ist es vorteilhaft, wenn die Reinigungsdüsen in den einzelnen Ebenen zu den Reinigungsdüsen in der jeweils benachbarten Ebene in Umfangsrichtung versetzt sind. Diese versetzte Anordnung führt zu einer gleichmäßigen Besprühung der Außenfläche des zu reinigenden Zerstäubers. Beispielsweise können die Reinigungsdüsen in einer Ebene jeweils mittig zwischen den Reinigungsdüsen der benachbarten Ebene angeordnet sein. Beispielsweise können in einer ersten Ebene drei Reinigungsdüsen bei 0°, 120° und 240° angeordnet sein, während in einer zweiten Ebene drei Reinigungsdüsen bei 60°, 180° und 300° angeordnet sind.
  • Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die Nass-Reinigungsstation ein Gehäuse mit einer Einführöffnung aufweist, um den zu reinigenden Zerstäuber entlang der Einführrichtung in das Gehäuse einzuführen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist diese Einführöffnung des Gehäuses mit einer Dichtung (z.B. Dichtring, O-Ring) abgedichtet. Alternativ kann die Einführöffnung mit einer Sperrluftdichtung abgedichtet werden, wobei die Sperrluftdichtung Sperrluft über die Einführöffnung bläst. Eine derartige Sperrluftdichtung ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in EP 1 367 302 A2 beschrieben, so dass der Inhalt dieser Patentveröffentlichung hinsichtlich der Konstruktion und Funktionsweise der Sperrluftdichtung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.
  • Darüber hinaus ist in dem Gehäuse der Nass-Reinigungsstation unter der Einführöffnung und dazu beabstandet vorzugsweise ein Innentubus angeordnet, der koaxial zu der Einführrichtung ausgerichtet ist. Dieser Innentubus dient zur Aufnahme eines Glockentellers des zu reinigenden Zerstäubers für eine Innenspülung des Glockentellers. Hierbei wird durch den Zerstäuber hindurch Spülmittel auf den Glockenteller geleitet, das dann zusammen mit Schmutzresten von dem Innentubus aufgefangen wird.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die einzelnen Reinigungsdüsen mit ihrer Abstrahlrichtung in einem bestimmten Neigungswinkel zu der Einführrichtung des Zerstäubers angewinkelt. Dieser Neigungswinkel liegt vorzugsweise im Bereich von 20°-80°, wobei sich ein Wert von 60° als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Relativ zur Oberfläche des zu reinigenden Zerstäubers ist der Neigungswinkel der einzelnen Reinigungsdüsen dagegen vorzugsweise 90°.
  • Der Neigungswinkel der einzelnen Reinigungsdüsen lässt sich einfach durch Montage einer anderen Düsenhalterung ändern.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass der Neigungswinkel der Reinigungsdüsen in den verschiedenen Ebenen der Reinigungsdüsen unterschiedlich sein kann, um die Reinigungswirkung zu optimieren.
  • Ferner ist zu erwähnen, dass zwischen der Austrittsöffnung der Reinigungsdüsen und der zu reinigenden Oberfläche des Zerstäubers ein bestimmter Reinigungsabstand liegt. Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät ist vorzugsweise so konstruiert, dass der Reinigungsabstand im Bereich von 10mm-50mm liegt, wobei sich ein Wert von 30mm für den Reinigungsabstand als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
  • Die Befestigung der erfindungsgemäßen Reinigungsdüsen in der Nass-Reinigungsstation und genauer in dem Gehäuse der Nass-Reinigungsstation erfolgt vorzugsweise mittels einer Düsenhalterung, wobei die Düsenhalterung vorzugsweise eine auswechselbare Befestigung der einzelnen Reinigungsdüsen ermöglicht. Vorzugsweise ist die Düsenhalterung schwingungsdämpfend, um eine Schwingungsübertragung von den Reinigungsdüsen zu verringern. Dies ist vorteilhaft, weil der rotierende Reinigungsrüssel der Reinigungsdüsen in der Regel nicht vollständig ausgewuchtet ist und deshalb entsprechende Schwingungen auf das Gehäuse der Nass-Reinigungsstation überträgt. Die schwingungsdämpfende Gestaltung der Düsenhalterung verringert hierbei die Schwingungsübertragung von den Reinigungsdüsen auf das Gehäuse der Nass-Reinigungsstation. Beispielsweise kann hierzu ein schwingungsdämpfendes Elastomerbauteil in der Düsenhalterung vorgesehen sein, beispielsweise ein O-Ring.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Düsenhalterung die Reinigungsdüse vorzugsweise formschlüssig festklemmt, wobei die Düsenhalterung zum Festklemmen der Reinigungsdüse mindestens eine Schraube aufweist. Vorzugsweise ist diese Schraube verliersicher (selbsthemmend) ausgebildet, um trotz der von der Reinigungsdüse ausgehenden Vibrationen ein Lösen der Schraubverbindung zu vermeiden. Die Düsenhalterung ermöglicht also vorzugsweise einen schnellen Wechsel der Reinigungsdüse durch zwei verliersichere Schrauben.
  • Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass der Rotationsantrieb für den rotierenden Reinigungsrüssel durch mindestens ein drehbares Turbinenrad erfolgen kann, das pneumatisch angetrieben wird.
  • Vorzugsweise wird das Turbinenrad hierbei radial von innen nach außen durchströmt, jedoch sind auch andere Bauweisen von Turbinenrädern möglich.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Turbinenrad innen mehrere Öffnungen auf, um die von innen zugeführte Antriebsluft in das Turbinenrad aufzunehmen. Die Öffnungen in dem Turbinenrad münden dann jeweils in dem Turbinenrad in eine Turbinenkammer, wobei die einzelnen Turbinenkammern jeweils eine Austrittsöffnung aufweisen, die in Umfangsrichtung ausgerichtet ist, was zu einem entsprechenden Antriebsmoment führt. Die Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen der einzelnen Turbinenkammern liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5mm2-3mm2.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Antriebsluft nach dem Durchströmen des Turbinenrades nicht einfach nach außen abgegeben. Vielmehr wird die Antriebsluft nach dem Durchströmen des Turbinenrades vorzugsweise als Sperrluft durch Sperrluftdüsen in den Ringspalt zwischen dem feststehenden Trichter und dem rotierenden Reinigungsrüssel abgegeben. Diese Sperrluft bildet quasi einen ringförmigen Schutzmantel für die innen liegenden Wälzlager und verhindert dadurch, dass Overspray oder sonstiger Schmutz in die Wälzlager gelangt.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass zum Antrieb des rotierenden Reinigungsrüssels auch mehrere Turbinenräder vorgesehen sein können, die axial hintereinander angeordnet sein können. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um die Antriebsleistung zu erhöhen.
  • Eine andere Möglichkeit zum Antrieb des rotierenden Reinigungsrüssels besteht darin, dass der Reinigungsrüssel an seinem freien Ende eine Austrittsöffnung aufweist, die in Umfangsrichtung ausgerichtet ist, um den Reinigungsrüssel durch den Rückstoß des austretenden Reinigungsfluids anzutreiben.
  • Bei dieser Variante zum Antrieb des rotierenden Reinigungsrüssels kann der Reinigungsrüssel mindestens ein Flügelrad aufweisen, um die Drehzahl des Reinigungsrüssels durch den Strömungswiderstand des Flügelrades zu begrenzen. Alternativ kann das Flügelrad aber auch zum Antrieb genutzt werden, wenn das Flügelrad entsprechend angeströmt wird.
  • Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät weist vorzugsweise einen Reinigungsmittelanschluss und einen Versorgungsluftanschluss auf, wobei über den Versorgungsluftanschluss Druckluft zugeführt wird, während über den Reinigungsmittelanschluss ein Reinigungsfluid (z.B. Lösemittel) zugeführt wird. In den einzelnen Reinigungsdüsen teilt sich die Versorgungsluft dann auf zum einen in Antriebsluft zum Antrieb eines Turbinenrades in der Reinigungsdüse und zum anderen in Reinigungsluft zum Reinigen des Zerstäubers. Die Antriebsluft dient zum Antrieb des Turbinenrades und anschließend als Sperrluft, wie bereits vorstehend beschrieben wurde. Die Reinigungsluft dient dagegen ausschließlich zum Reinigen des Zerstäubers und wird zusammen mit dem Reinigungsfluid auf den zu reinigenden Zerstäuber abgegeben. Das Verhältnis von Reinigungsluft zu Antriebsluft kann beispielsweis 1:1, 2:1, 3:1 oder 4:1 betragen, wobei sich ein Verhältnis von 2:1 als vorteilhaft erwiesen hat.
  • Ferner ist zu erwähnen, dass der Mengenstrom (Volumenstrom oder Massenstrom) des Reinigungsfluids und der Mengenstrom (Massenstrom oder Volumenstrom) der Versorgungsluft vorzugsweise unabhängig voneinander einstellbar sind. Dies bietet die Möglichkeit, dass das Antriebsmoment für den Reinigungsrüssel und die Energie der Reinigungsluft hochgehalten werden können, während die Menge des Reinigungsfluids reduziert wird. Die Menge des Reinigungsfluids wird vorzugsweise für alle Reinigungsdüsen des Reinigungsgeräts zentral und einheitlich eingestellt. Diese Einstellung kann beispielsweise über ein Druckregelventil, über eine Drossel mit austauschbaren Blenden oder über ein Nadelventil erfolgen. Neben der Menge des Reinigungsfluids kann alternativ oder zusätzlich die Zykluszeit (Reinigungszeit) verändert (z.B. erhöht oder verringert) werden.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Reinigungsrüssel mit einer Drehzahl rotiert, die vorzugsweise im Bereich von 500 Umdrehungen/Minute bis 30.000 Umdrehungen/Minute liegt, wobei sich ein Drehzahlbereich von 2.000 Umdrehungen/Minute bis 8.000 Umdrehungen/Minute als vorteilhaft erwiesen hat.
  • Darüber hinaus ist zu bemerken, dass verschiedene Bauteile des Reinigungsgeräts durch ein generatives Herstellungsverfahren ("rapid prototyping") hergestellt werden können. Derartige generative Herstellungsverfahren sind beispielsweise aus WO 2010/028864 A2 bekannt, so dass der Inhalt dieser Patentveröffentlichung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist, was die Herstellung mittels generativer Herstellungsverfahren betrifft.
  • In einer Variante der Erfindung ist das Reinigungsgerät ortsfest in einer Beschichtungsanlage montiert, beispielsweise auf einem Gitterrost am Boden einer Lackierkabine.
  • In einer anderen Variante der Erfindung ist das Reinigungsgerät dagegen beweglich montiert, beispielsweise mitfahrend auf einem verfahrbaren Lackierroboter. Diese mitfahrende Montage des Reinigungsgeräts bietet den Vorteil, dass sich das Reinigungsgerät unabhängig von der Verfahrstellung des Lackierroboters stets in unmittelbarer Nähe des Lackierroboters befindet, so dass der Reinigungsprozess ohne ein Verfahren des Lackierroboters beginnen kann, wodurch die Reinigungsdauer verringert wird.
  • Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Nass-Reinigungsstation kann das erfindungsgemäße Reinigungsgerät auch eine Trocken-Reinigungsstation aufweisen zur trockenen oder halbtrockenen Reinigung des Zerstäubers. Beispielsweise kann die Trocken-Reinigungsstation mindestens eine Reinigungsbürste aufweisen, um die Außenseite des Zerstäubers abzubürsten. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Reinigungsbürste ringförmig und umgibt den Zerstäuber beim Reinigen ringförmig.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass die Trocken-Reinigungsstation vorzugsweise außerhalb des Gehäuses der Nass-Reinigungsstation angeordnet ist. Die Nass-Reinigungsstation ist hierbei entlang der Einführrichtung vorzugsweise hinter der Trocken-Reinigungsstation, so dass die Nass-Reinigungsstation einen vorderen Bereich des Zerstäubers reinigt, während die Trocken- Reinigungsstation einen hinteren Bereich des Zerstäubers reinigt.
  • Die Reinigungsbewegung der Reinigungsbürste relativ zum Zerstäuber kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weise realisiert werden. In einer Variante der Erfindung ist die Reinigungsbürste ortsfest montiert, wobei sich der Zerstäuber während des Reinigungsprozesses um seine Längsachse dreht, um die Relativbewegung zwischen der Reinigungsbürste und dem Zerstäuber zu realisieren. In einer anderen Variante der Erfindung wird der Zerstäuber dagegen während des Reinigungsprozesses ortsfest gehalten, während sich die Reinigungsbürste um den Zerstäuber dreht. In einer anderen Variante der Erfindung bewegen sich dagegen während des Reinigungsprozesses sowohl die Reinigungsbürste als auch der Zerstäuber, um die erforderliche Relativbewegung zwischen Reinigungsbürste und Zerstäuber zu realisieren.
  • Im Rahmen der Erfindung besteht weiterhin die Möglichkeit, dass sich unter der Nass-Reinigungsstation eine Tropfenabscheidung befindet, um das zerstäubte Reinigungsfluid abzuscheiden.
  • Unter dieser Tropfenabscheidung kann noch eine Auffangvorrichtung angeordnet sein, um das von der Tropfenabscheidung abgeschiedene Reinigungsfluid und abgereinigten Lack aufzufangen.
  • Neben dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Reinigungsgerät umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Betriebsverfahren, wobei sich die Einzelheiten des Betriebsverfahrens bereits aus der obigen Beschreibung ergeben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf eine erneute Beschreibung des Betriebsverfahrens verzichtet wird.
  • Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens kann jedoch darin bestehen, dass der Zerstäuber nach einem Reinigungsprozess beim Herausziehen aus dem Reinigungsgerät die Reinigungsbürste mit seiner Lenkluft abbläst, um die Reinigungsbürste von anhaftendem Lackstaub zu befreien. Hierzu kann der Zerstäuber bei angeschalteter Lenkluft beispielsweise eine Taumelbewegung ausführen.
  • 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:
    • Figur 1
    eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Reinigungsgeräts mit einer Nass-Reinigungsstation und einer Trocken-Reinigungsstation,
    Figur 2
    eine Perspektivansicht der Nass-Reinigungsstation aus Figur 1,
    Figur 3
    eine Aufsicht auf die Nass-Reinigungsstation aus Figur 2,
    Figur 4
    eine Querschnittsansicht durch die Nass-Reinigungsstation gemäß den Figuren 2 und 3 entlang der Schnittlinie A-A in Figur 3,
    Figur 5
    eine Perspektivansicht einer der Reinigungsdüsen der Nass-Reinigungsstation aus den Figuren 2 bis 4,
    Figur 6
    eine Längsschnittansicht der Reinigungsdüse gemäß Figur 6,
    Figur 7
    eine vergrößerte Detailansicht von Figur 6,
    Figur 8
    eine Vorderansicht der Reinigungsdüse gemäß den Figuren 5 bis 7,
    Figur 9
    die Reinigungsdüse gemäß den Figuren 5 bis 7 mit demontiertem Trichter.
  • Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reinigungsgerätes zum Reinigen eines Rotationszerstäubers 1 mit einem Glockenteller 2, wobei das Reinigungsgerät eine Trocken-Reinigungsstation 3 und eine Nass-Reinigungsstation 4 aufweist.
  • Zum Reinigen wird der Rotationszerstäuber entlang einer Einführrichtung 5 durch eine Einführöffnung 6 in ein Gehäuse 7 der Nass-Reinigungsstation 4 eigeführt.
  • Die Trocken-Reinigungsstation 3 befindet sich hierbei außerhalb des Gehäuses 7 der Nass-Reinigungsstation 4, d.h. oberhalb der Nass-Reinigungsstation 4. Die Trocken-Reinigungsstation 3 reinigt deshalb einen hinteren Bereich des Rotationszerstäubers 1, während die Nass-Reinigungsstation 4 einen vorderen Bereich des Rotationszerstäubers 1 mit dem Glockenteller 2 reinigt.
  • Zum Reinigen des Rotationszerstäubers 1 weist die Trocken-Reinigungsstation 3 eine ringförmige Reinigungsbürste 8 auf, die von einem nur schematisch dargestellten Bürstenantrieb bewegt werden kann. Zum einen kann der Bürstenantrieb 9 die ringförmige Reinigungsbürste 8 um die Einführrichtung 5 drehen, so dass die Reinigungsbürste 8 dabei die Außenseite des Rotationszerstäubers 1 reinigt. Zum anderen kann der Bürstenantrieb 9 die Reinigungsbürste 8 aber auch entlang der Einführrichtung 5 verschieben, so dass die Reinigungsbürste 8 nahezu die gesamte Außenfläche des Rotationszerstäubers 1 überstreichen kann.
  • Am Ende eines Reinigungsprozesses kann der von einem mehrachsigen Lackierroboter geführte Rotationszerstäuber aus dem Gehäuse 7 der Nass-Reinigungsstation 4 herausgezogen werden und dann eine Taumelbewegung ausführen, um mit seiner Lenkluft die ringförmige Reinigungsbürste 8 abzublasen und dadurch zu reinigen.
  • Die Nass-Reinigungsstation 4 weist an der Oberseite des topfförmigen Gehäuses 7 einen zweiteiligen Deckel mit einem unteren Deckelteil 10 und einem oberen Deckelteil 11 auf, wobei die beiden Deckelteile 10, 11 fest miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine Verschraubung. Das untere Deckelteil 10 ist dagegen durch drei Spannverschlüsse 12 mit dem Gehäuse 7 verbunden. Die Spannverschlüsse 12 ermöglichen ein schnelles Öffnen der Nass-Reinigungsstation 4, beispielsweise zu Wartungszwecken.
  • In dem oberen Deckelteil 11 der Nass-Reinigungsstation 4 befindet sich ein Düsenkranz 13 von Blasluftdüsen, die Blasluft radial nach innen abgeben und dadurch den Zerstäuber trockenblasen können.
  • Die Nass-Reinigungsstation 4 weist drei Reinigungsdüsen 14 auf, die über den Umfang verteilt äquidistant angeordnet sind. Die einzelnen Reinigungsdüsen 14 geben jeweils ein Druckluft-Reinigungsmittel-Gemisch entlang einer Abstrahlrichtung 15 auf die Außenseite des Rotationszerstäubers 1 ab, wobei die Abstrahlrichtung 15 gegenüber der Einführrichtung 5 um einen Winkel α≈60° angewinkelt ist.
  • Die einzelnen Reinigungsdüsen 14 sind hierbei schwingungsgedämpft in der Wandung des Gehäuses 7 der Nass-Reinigungsstation 4 montiert. Hierbei ragen die einzelnen Reinigungsdüsen 14 durch einen Durchbruch in der Wandung des Gehäuses 7 nach innen hindurch und werden von einem Winkel 16 fixiert. Mit einem Schenkel greift der Winkel 16 in eine Nut 17 der Reinigungsdüse 14 ein und fixiert diese dadurch formschlüssig. Mit seinem anderen Schenkel liegt der Winkel 16 dagegen auf einem elastischen Dämpfungselement 18 (Tülle) auf und wird mittels zweier verliersicherer Schrauben 19 fixiert. Das Dämpfungselement 18 zwischen dem Winkel 16 und dem Gehäuse 7 der Nass-Reinigungsstation 4 sorgt hierbei für eine Schwingungsentkopplung, so dass die von den Reinigungsdüsen 14 ausgehenden Vibrationen nur in geringem Maße auf das Gehäuse 7 der Nass-Reinigungsstation 4 übertragen werden. Darüber hinaus ermöglicht diese Art der Halterung der einzelnen Reinigungsdüsen 14 einen schnellen und einfachen Wechsel der Reinigungsdüsen.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise der einzelnen Reinigungsdüsen 14 ist insbesondere aus den Figuren 4 bis 9 ersichtlich und wird nachfolgend beschrieben.
  • Zunächst weisen die einzelnen Reinigungsdüsen 14 jeweils einen außenliegenden, ortsfesten Trichter 20 auf, der sich zu seinem freien Ende hin trichterförmig erweitert.
  • In dem Trichter 20 ist ein im Betrieb rotierender Reinigungsrüssel 21 angeordnet, wobei der Reinigungsrüssel 21 im Betrieb ein Gemisch aus Druckluft und Reinigungsmittel (z.B. Lösemittel) abgibt, um die Außenseite des Rotationszerstäubers 1 zu reinigen.
  • In dem Reinigungsrüssel 21 verläuft eine Längsbohrung, in der ein Innenschlauch 22 und ein Außenschlauch 23 verlaufen. Der Innenschlauch 22 dient hierbei zur Zuführung eines Reinigungsmittels (z.B. Lösemittel), das über einen Reinigungsmittelanschluss 24 zugeführt wird. Der Ringspalt zwischen dem Innenschlauch 22 und dem Außenschlauch 23 dient dagegen zur Weiterleitung von Reinigungsluft, die über einen Versorgungsluftanschluss 25 zugeführt wird.
  • Der drehbare Reinigungsrüssel 21 ist mit einer Antriebswelle 26 verschraubt, die hohl ausgeführt ist und den Innenschlauch 22 und den Außenschlauch 23 aufnimmt.
  • An seinem stromaufwärts gelegenen Ende ist in der Antriebswelle 26 ein Gleitlager 27 angeordnet, wobei die Reinigungsluft durch das Gleitlager 27 in axialer Richtung hindurchströmt und durch Radialbohrungen 28 in der Wandung der Antriebswelle nach außen in ein Turbinenrad 29 strömen kann. Die über den Versorgungsluftanschluss 25 zugeführte Versorgungsluft teilt sich also auf in Reinigungsluft und Antriebsluft. Die Reinigungsluft strömt durch den Ringspalt zwischen dem Innenschlauch 22 und dem Außenschlauch 23 nach vorne und wird am freien Ende des Reinigungsrüssels 21 abgegeben. Die Antriebsluft strömt dagegen durch die Radialbohrungen 28 nach außen in das Turbinenrad 29 und treibt dadurch das Turbinenrad an. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Antriebswelle 26 mit dem Turbinenrad 29 über zwei Wälzlager 30, 31 drehbar in einem Gehäuseteil 32 gelagert ist.
  • Die an dem Turbinenrad 29 außen austretende Antriebsluft strömt dann außen an den Wälzlagern 30, 31 vorbei nach vorne durch Bohrungen in hohle Madenschrauben 33 mit Bohrungen und tritt schließlich durch Sperrluftdüsen 34 (vgl. Figur 7) nach vorne aus. Die Sperrluftdüsen 34 geben also einen Sperrluftvorhang in den Ringspalt zwischen dem feststehenden Trichter 20 und dem rotierenden Reinigungsrüssel 21 ab. Dadurch wird die Verschmutzung der Wälzlager 30, 31 minimiert.
  • Das Gehäuseteil 32 ist hierbei in das proximale Ende des Trichters 20 eingesetzt und durch einen Dichtungsring 35 gegenüber dem Trichter 20 abgedichtet. Der Dichtungsring 35 verhindert außerdem das Lösen des Trichters 20 durch Vibrationen.
  • An seinem proximalen Ende ist das Gehäuseteil 32 in ein weiteres Gehäuseteil 36 eingesetzt, wobei das Gehäuseteil 32 durch einen weiteren Dichtungsring 37 gegenüber dem Gehäuseteil 36 abgedichtet ist.
  • Schließlich weist die Reinigungsdüse 14 noch ein Anschlussteil 38 auf, das durch eine Spannschraube 39 in dem Gehäuseteil 36 festgespannt werden kann, wobei das Anschlussteil 38 den Reinigungsmittelanschluss 24 und den Versorgungsluftanschluss 25 aufweist.
  • Aus Figur 6 ist weiterhin ersichtlich, dass der Innenschlauch 22 und der Außenschlauch 23 am freien Ende des Reinigungsrüssels 21 in eine Düsenöffnung ausmünden, welche das Gemisch aus Reinigungsmittel und Druckluft in einer bestimmten Abstrahlrichtung 40 abgibt. Der Reinigungsrüssel 21 rotiert hierbei um eine Rotationsachse 41, wobei die Abstrahlrichtung 40 gegenüber der Rotationsachse 41 um einen Winkel β≈10° angewinkelt ist. Der Neigungswinkel β hat zur Folge, dass sich die Abstrahlrichtung 40 aufgrund der Rotation des Reinigungsrüssels 21 im Betrieb kontinuierlich ändert und dadurch einen größeren Bereich überstreicht.
  • Weiterhin ist aus Figur 6 ersichtlich, dass sich der Reinigungsrüssel 21 zu seinem freien Ende hin mit einem Kegelwinkel γ≈20° aufweitet. Dies hat den technischen Zweck, dass eine möglichst rotationssymmetrische Massenverteilung des Reinigungsrüssels 21 erwünscht ist, damit trotz der Rotation des Reinigungsrüssels 21 möglichst geringe Vibrationen auftreten. Die zusätzliche Masse in dem Reinigungsrüssel 21 auf der der Austrittsöffnung des Innenschlauchs 22 und des Außenschlauchs 23 gegenüber liegenden Seite dient also zur Vermeidung einer Unwucht des Reinigungsrüssels 21.
  • Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere ohne die Merkmale des Hauptanspruchs.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Rotationszerstäuber
    2
    Glockenteller
    3
    Trocken-Reinigungsstation
    4
    Nass-Reinigungsstation
    5
    Einführrichtung
    6
    Einführöffnung der Nass-Reinigungsstation
    7
    Gehäuse der Nass-Reinigungsstation
    8
    Reinigungsbürste
    9
    Bürstenantrieb
    10
    Unteres Deckelteil
    11
    Oberes Deckelteil
    12
    Spannverschlüsse
    13
    Düsenkranz für Blasluft
    14
    Reinigungsdüse
    15
    Abstrahlrichtung der Reinigungsdüse
    16
    Winkel
    17
    Nut in der Reinigungsdüse
    18
    Dämpfungselement zur schwingungsdämpfenden Halterung der Reinigungsdüse
    19
    Verliersichere Schrauben
    20
    Trichter
    21
    Reinigungsrüssel
    22
    Innenschlauch
    23
    Außenschlauch
    24
    Reinigungsmittelanschluss
    25
    Versorgungsluftanschluss
    26
    Antriebswelle
    27
    Gleitlager
    28
    Radialbohrungen im Antriebswelle
    29
    Turbinenrad
    30
    Wälzlager
    31
    Wälzlager
    32
    Gehäuseteil
    33
    Madenschrauben mit Bohrungen
    34
    Sperrluftdüsen
    35
    Dichtungsring
    36
    Gehäuseteil
    37
    Dichtungsring
    38
    Anschlussteil
    39
    Spannschraube
    40
    Abstrahlrichtung des Reinigungsrüssels
    41
    Rotationsachse des Reinigungsrüssels
    α
    Neigungswinkel zwischen Abstrahlrichtung und Einführrichtung
    β
    Neigungswinkel der Abstrahlrichtung zur Rotationsachse
    γ
    Kegelwinkel des Reinigungsrüssels

Claims (14)

  1. Reinigungsgerät zum Reinigen eines Zerstäubers (1), insbesondere eines Rotationszerstäubers, mit
    a) einer Nass-Reinigungsstation (4) mit mindestens einer Reinigungsdüse (14) zur feuchten Reinigung des Zerstäubers (1) durch Besprühen mit einem Reinigungsfluid, wobei der Zerstäuber (1) zum Reinigen in einer Einführrichtung (5) in die Nass-Reinigungsstation (4) einführbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    b) dass die Reinigungsdüse (14) zur Abgabe des Reinigungsfluids einen drehbaren Reinigungsrüssel (21) aufweist,
    c) dass der drehbare Reinigungsrüssel (21)
    c1) eine Massenverteilung und/oder eine Außenkontur aufweist, die bezüglich der Rotationsachse (41) des Reinigungsrüssels (21) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist, um die durch die Rotation des Reinigungsrüssels (21) verursachten Vibrationen zu verringern, und/oder
    c2) mindestens ein Gegengewicht aufweist, um den Reinigungsrüssel (21) statisch und/oder dynamisch auszuwuchten.
  2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass ein Drehzahlregler vorgesehen ist zur Regelung der Drehzahl des Reinigungsrüssels (21), und/oder
    b) dass der Drehzahlregler ein Fliehkraftregler ist, der in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reinigungsrüssels (21) einen Teil der zum Antrieb eines Turbinenrads bestimmten Antriebsluft ableitet, und/oder
    c) dass der Fliehkraftregler eine Manschette aufweist, die außen an einer von der Antriebsluft durchströmten Antriebswelle anliegt und bei zunehmender Drehzahl Radialbohrungen in der Wandung der Antriebswelle freigibt, wodurch ein Teil der Antriebsluft abgeleitet wird und dann nicht mehr zum Antrieb dient, und/oder
    d) dass die Manschette aus mehreren Segmenten besteht, die von einem O-Ring auf die Antriebswelle gedrückt werden, oder
    e) dass der Fliehkraftregler ein Bremselement aufweist, das sich in Abhängigkeit von der Drehzahl verformt und dadurch ein Bremsmoment erzeugt, oder
    f) dass der Reinigungsrüssel (21) eine Austrittsöffnung aufweist, die in Umfangsrichtung ausgerichtet wird, um den Reinigungsrüssel (21) durch den Rückstoß des austretenden Fluids in Drehung zu versetzen und dass die Austrittsöffnung in Abhängigkeit von der Drehzahl ihrer Ausrichtung ändert und dadurch eine Drehzahlregelung bewirkt.
  3. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Reinigungsdüse (14) einen feststehenden Trichter (20) aufweist, und/oder
    b) dass der rotierende Reinigungsrüssel (21) innerhalb des Trichters (20) angeordnet ist, und/oder
    c) dass der rotierende Reinigungsrüssel (21) aus einem starren Material besteht, so dass sich der rotierende Reinigungsrüssel (21) im Betrieb nicht wesentlich verformt, und/oder
    d) dass sich der Reinigungsrüssel (21) zu seinem freien Ende hin aufweitet, insbesondere kegelförmig, insbesondere mit einem mit einem Kegelwinkel (γ) von 5°-20° oder 10°-15°, und/oder
    e) dass der rotierende Reinigungsrüssel (21) eine Längsbohrung aufweist, in der koaxial ein Außenschlauch (23) und ein Innenschlauch (22) verlaufen, und/oder
    f) dass der Innenschlauch (22) stromaufwärts mit einer Reinigungsmittelzuleitung (24) verbunden ist und stromabwärts in eine Düsenöffnung am freien Ende des Reinigungsrüssels (21) mündet, und/oder
    g) dass der Ringspalt zwischen dem Außenschlauch (23) und dem Innenschlauch (22) stromaufwärts mit einer Luftzuleitung (25) und stromabwärts mit einer Düsenöffnung am freien Ende des Reinigungsrüssels (21) verbunden ist, und/oder
    h) dass der Innenschlauch (22) an seinem stromaufwärts gelegenen Ende verdrehsicher fixiert ist, so dass sich der Außenschlauch (23) im Betrieb relativ zu dem Innenschlauch (22) dreht, und/oder
    i) dass der Außenschlauch (23) steifer ist als der Innenschlauch (22), und/oder
    j) dass die Düsenöffnung zur Abgabe des Reinigungsfluids zu der Rotationsachse (41) des Reinigungsrüssels (21) um einen Neigungswinkel (β) angewinkelt ist, so dass die Rotation des Reinigungsrüssels (21) zu einer Änderung der Abstrahlrichtung (40) führt, und/oder
    k) dass die Reinigungsdüse (14) eine auswechselbare Schlauch-Baugruppe aufweist, die den Innenschlauch (22), den Außenschlauch (23) und ein Klemmelement umfasst, und/oder
    l) dass das Klemmelement den Innenschlauch (22) festklemmt, und/oder
    m) dass das Klemmelement mittels einer Verschraubung in der Reinigungsdüse (14) festgeschraubt ist, und/oder
    n) dass die Reinigungsdüsen (14) bezüglich der Einführrichtung (5) über den Umfang verteilt angeordnet sind, und/oder
    o) dass die Reinigungsdüsen (14) in mehreren Ebenen angeordnet sind, die in Axialrichtung hintereinander angeordnet sind, und/oder
    p) dass die Reinigungsdüsen (14) in den einzelnen Ebenen zu den Reinigungsdüsen (14) in der jeweils benachbarten Ebene in Umfangsrichtung versetzt sind, und/oder
    q) dass die Nass-Reinigungsstation (4) ein Gehäuse (7) mit einer Einführöffnung (6) aufweist, um den zu reinigenden Zerstäuber (1) entlang der Einführrichtung (5) in das Gehäuse (7) einzuführen, und/oder
    r) dass die Einführöffnung (6) mit einem Dichtring abgedichtet ist, und/oder
    s) dass die Einführöffnung (6) mit einer Sperrluftdichtung abgedichtet ist, wobei die Sperrluftdichtung Sperrluft über die Einführöffnung (6) bläst, und/oder
    t) dass an der Einführöffnung (6) ein Blasluftring (13) angeordnet ist, um den Zerstäuber (8) trocken zu blasen, und/oder
    u) dass in dem Gehäuse (7) ein Innentubus koaxial zu der Einführrichtung (5) angeordnet ist, um einen Glockenteller des zu reinigenden Zerstäubers (1) aufzunehmen, und/oder
    v) dass die mindestens eine Reinigungsdüse (14) mit ihrer Abstrahlrichtung (15) in einem bestimmten Neigungswinkel (α) zu der Einführrichtung (5) des Zerstäubers (1) angewinkelt ist, und/oder
    w) dass der Neigungswinkel (α) der mindestens einen Reinigungsdüse (14) größer ist als 20°, 30°, 40° oder 50°, und/oder
    x) dass der Neigungswinkel (α) der mindestens einen Reinigungsdüse (14) kleiner ist als 85°, 80°, 70° oder 65°, und/oder
    y) dass der Neigungswinkel (α) in den verschiedenen Ebenen der Reinigungsdüsen (14) unterschiedlich ist, und/oder
    z) dass zwischen der Austrittsöffnung der Reinigungsdüse (14) und der zu reinigenden Oberfläche des Zerstäubers (1) ein bestimmter Reinigungsabstand liegt, und/oder
    aa) dass der Reinigungsabstand der mindestens einen Reinigungsdüse (14) größer ist als 5mm, 10mm, 20mm oder 25mm, und/oder
    ab) dass der Reinigungsabstand der mindestens einen Reinigungsdüse (14) kleiner ist als 70mm, 60mm, 50mm, 40mm oder 35mm, und/oder
    ac) dass das Gehäuse (7) an seiner Oberseite von einem Deckel (10, 11) abgeschlossen ist, in dem die Einführöffnung (6) für den Zerstäuber (1) angeordnet ist.
  4. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Nass-Reinigungsstation (4) zur Befestigung der mindestens einen Reinigungsdüse (14) eine Düsenhalterung (16-19) aufweist, und/oder
    b) dass die Düsenhalterung (16-19) eine auswechselbare Befestigung der Reinigungsdüse (14) ermöglicht, und/oder
    c) dass die Düsenhalterung (16-19) schwingungsdämpfend ist, um eine Schwingungsübertragung von der Reinigungsdüse (14) zu verringern, insbesondere mittels eines schwingungsdämpfender Elastomerbauteils (18) in der Düsenhalterung, insbesondere mittels eines O-Rings (18), und/oder
    d) dass die Düsenhalterung (16-19) die Reinigungsdüse (14) formschlüssig festklemmt, und/oder
    e) dass die Düsenhalterung (16-19) zum Festklemmen der Reinigungsdüse (14) mindestens eine Schraube (19) aufweist, wobei die Schraube (19) selbsthemmend verliersicher ist, um trotz der von der Reinigungsdüse (14) ausgehenden Vibrationen ein Lösen der Schraubverbindung zu vermeiden.
  5. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Reinigungsdüse (14) zum pneumatischen Antrieb des drehbaren Reinigungsrüssels (21) mindestens ein drehbares Turbinenrad (29) aufweist, oder
    b) dass der Reinigungsrüssel (21) an seinem freien Ende eine Austrittsöffnung aufweist, die in Umfangsrichtung ausgerichtet ist, um den Reinigungsrüssel (21) durch den Rückstoß des austretenden Reinigungsfluids anzutreiben, wobei der Reinigungsrüssel (21) vorzugsweise mindestens ein Flügelrad aufweist, um die Drehzahl des Reinigungsrüssels (21) durch den Strömungswiderstand des Flügelrades zu begrenzen.
  6. Reinigungsgerät nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Antriebsluft das Turbinenrad (29) von innen nach außen anströmt, und/oder
    b) dass das Turbinenrad (29) innen mehrere Öffnungen aufweist, um die Antriebsluft in das Turbinenrad (29) aufzunehmen, und/oder
    c) dass die Öffnungen in dem Turbinenrad (29) in jeweils einen Turbinenkammer münden, und/oder
    d) dass die Turbinenkammern jeweils eine Austrittsöffnung aufweisen, die in Umfangsrichtung ausgerichtet ist, und/oder
    e) dass die Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen größer als 0,5mm2 und/oder kleiner als 3mm2 ist, und/oder
    f) dass die Antriebsluft nach dem Durchströmen des Turbinenrades als Sperrluft durch Sperrluftdüsen in den Ringspalt zwischen dem feststehenden Trichter (20) und dem rotierenden Reinigungsrüssel (21) abgegeben wird, wobei die Sperrluft die Verschmutzung der Wälzlager (30, 31) des Reinigungsrüssels (21) verringert, und/oder
    g) dass mehrere Turbinenräder (29) zum Antrieb des drehbaren Rüssels vorgesehen sind.
  7. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    a) einen Reinigungsmittelanschluss (24) zur Zuführung des Reinigungsfluids und
    b) einen Versorgungsluftanschluss (25) zur Zuführung von Versorgungsluft, und
    c) dass sich die Versorgungsluft in der Reinigungsdüse (14) aufteilt in
    - Antriebsluft zum Antrieb eines Turbinenrades (29) in der Reinigungsdüse (14) für einen Rotationsantrieb des Reinigungsrüssels (21) und in
    - Reinigungsluft zum Reinigen des Zerstäubers (1), und/oder
    d) dass der Anteil der Antriebsluft an der Versorgungsluft größer ist als 10%, 20%, 30%, 40% oder 50%, und/oder
    e) dass der Anteil der Antriebsluft an der Versorgungsluft kleiner ist als 70%, 60%, 50%, 40%, 35%, und/oder
    f) dass das Mengenverhältnis der Reinigungsluft zu der Antriebsluft im Wesentlichen 2:1 ist, und/oder
    g) dass der Mengenstrom des Reinigungsfluids und der Mengenstrom der Versorgungsluft unabhängig voneinander einstellbar sind, und/oder
    h) der Reinigungsrüssel (21) mit einer Drehzahl von mindestens 500min-1, 1000min-1 oder 2000min-1 und höchstens 30000min-1, 20000min-1, 10000min-1, 8000min1- rotiert, und/oder
    i) dass mindestens ein Bauteil des Reinigungsgeräts durch ein generatives Herstellungsverfahren hergestellt ist.
  8. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    a) eine ortsfeste Montage des Reinigungsgeräts in einer Beschichtungsanlage, insbesondere auf einem Gitterost am Boden einer Lackierkabine, oder
    b) eine bewegliche Montage des Reinigungsgeräts, insbesondere mitfahrend auf einem verfahrbaren Lackierroboter.
  9. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass das Reinigungsgerät auch eine Trocken-Reinigungsstation (3) aufweist zur trockenen Reinigung des Zerstäubers (1), und/oder
    b) dass die Trocken-Reinigungsstation (3) mindestens eine Reinigungsbürste (8) aufweist, und/oder
    c) dass die Reinigungsbürste (8) ringförmig ist und den Zerstäuber (1) beim Reinigen ringförmig umgibt, und/oder
    d) dass die Trocken-Reinigungsstation (3) außerhalb des Gehäuses (7) der Nass-Reinigungsstation (4) angeordnet ist, und/oder
    e) dass die Reinigungsbürste (8)
    e1) feststehend montiert ist und sich beim Reinigen des Zerstäubers (1) nicht bewegt, wobei eine Relativbewegung der Reinigungsbürste (8) relativ zu dem Zerstäuber (1) durch eine Drehung des Zerstäubers (1) erreicht wird, oder
    e2) drehbar montiert ist und sich beim Reinigen des Zerstäubers (1) dreht, wobei eine Relativbewegung der Reinigungsbürste (8) relativ zu dem Zerstäuber (1) durch eine Drehung der Reinigungsbürste (8) erreicht wird, und/oder
    f) dass der zu reinigende Zerstäuber (1) in einer bestimmten Einführrichtung (5) in das Reinigungsgerät eingeführt wird, und dass die Nass-Reinigungsstation (4) entlang der Einführrichtung (5) hinter der Trocken-Reinigungsstation (3) angeordnet ist, so dass die Nass-Reinigungsstation (4) einen vorderen Bereich des Zerstäubers (1) reinigt, während die Trocken-Reinigungsstation (3) einen hinteren Bereich des Zerstäubers (1) reinigt.
  10. Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    a) eine Tropfenabscheidung, die unter der Nass-Reinigungsstation (4) angeordnet ist, um das zerstäubte Reinigungsfluid abzuscheiden, und/oder
    b) eine Auffangeinrichtung, die unter der Tropfenabscheidung angeordnet ist, um das von der Tropfenabscheidung abgeschiedene Reinigungsfluids aufzufangen.
  11. Betriebsverfahren für ein Reinigungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten:
    a) Einführen des zu reinigenden Zerstäubers (1) in eine Nass-Reinigungsstation (4),
    b) Besprühen des Zerstäubers (1) in der Nass-Reinigungsstation (4) mit einem Reinigungsfluid,
    gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
    c) Drehen eines Reinigungsrüssels (21) der Nass-Reinigungsstation (4), wobei der Reinigungsrüssel (21) das Reinigungsfluid entsprechend seiner Drehstellung in unterschiedliche Absprührichtungen (15, 40) abgibt.
  12. Betriebsverfahren insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Zerstäuber (1) einer Trockenreinigung unterzogen wird, und/oder
    b) dass beim Trockenreinigen des Zerstäubers (1) eine Reinigungsbürste (8) relativ zu dem Zerstäuber (1) bewegt wird, und/oder
    c) dass beim Trockenreinigen der Zerstäuber (1) ortsfest ist und nur die Reinigungsbürste (8) bewegt wird, oder
    d) dass beim Trockenreinigen der Zerstäuber (1) bewegt wird und die Reinigungsbürste (8) ortsfest ist, oder
    e) dass beim Trockenreinigen der Zerstäuber (1) und die Reinigungsbürste (8) bewegt werden.
  13. Betriebsverfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Zerstäuber (1) die Reinigungsbürste (8) mit seiner Lenkluft abbläst, um die Reinigungsbürste (8) von anhaftendem Lackstaub zu befreien, und/oder
    b) dass der Zerstäuber (1) zum Abblasen der Reinigungsbürste eine Taumelbewegung ausführt, und/oder
    c) dass der Zerstäuber (1) die Reinigungsbürste (8) nach einem Reinigungsvorgang abbläst.
  14. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Drehzahl des rotierenden Reinigungsrüssels (21) geregelt wird, insbesondere durch eine Fliehkraftregelung, und/oder
    b) dass Versorgungsluft zum Antrieb eines rotierenden Reinigungsrüssels (21) der Nass-Reinigungsstation (4) und zum Reinigen des Zerstäubers (1) mit einem Luftstrom zugeführt wird, wobei der Luftstrom der Versorgungsluft
    - größer als 50 Nl/min, 100 Nl/min, 200 Nl/min und/oder
    - kleiner als 1500 Nl/min, 1000 Nl/min, 750 Nl/min oder 50 Nl/min ist.
EP15723430.3A 2014-05-07 2015-05-04 Reinigungsgerät und zugehöriges betriebsverfahren Active EP3140042B1 (de)

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PCT/EP2015/000907 WO2015169432A1 (de) 2014-05-07 2015-05-04 Reinigungsgerät und zugehöriges betriebsverfahren

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