EP4151316A1 - Rotationszerstäuber - Google Patents

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Publication number
EP4151316A1
EP4151316A1 EP22181759.6A EP22181759A EP4151316A1 EP 4151316 A1 EP4151316 A1 EP 4151316A1 EP 22181759 A EP22181759 A EP 22181759A EP 4151316 A1 EP4151316 A1 EP 4151316A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bell
spray
shaft
disk shaft
rotary atomizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22181759.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albert Planert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4151316A1 publication Critical patent/EP4151316A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B05B3/1035—Driving means; Parts thereof, e.g. turbine, shaft, bearings
    • B05B3/1042—Means for connecting, e.g. reversibly, the rotating spray member to its driving shaft

Definitions

  • the invention relates to a rotary atomizer for coating components or workpieces with a coating agent, in particular paint.
  • Such rotary atomizers have many advantages and are used, for example, in paint shops for motor vehicles.
  • Known rotary atomizers include a bell cup shaft and a spray bell releasably attached to the bell cup shaft.
  • the spray bell is non-rotatably attached to the bell disk shaft, which is driven at high speed by a compressed air turbine.
  • the spray bell is often detachably connected to the bell disk shaft by means of a threaded connection in order to be able to disassemble it.
  • the high speeds of up to 80,000 rpm and more (high-speed rotation bell) require a particularly secure attachment of the spray bell to the bell disk shaft in order to prevent unintentional detachment or throwing off.
  • the spray bell As an alternative to a threaded connection of the spray bell with the bell disk shaft, it is from the DE 10 2017 212 480 A1 known to attach a spray bell by several magnetic pins on the bell plate shaft.
  • the bell disk shaft formed from a steel material has a plurality of radial bores distributed over its circumference, in each of which a magnetic pin is arranged.
  • the spray bell is designed with a complementary inner groove into which the permanent magnetic pins are pressed by centrifugal force when the bell disk shaft rotates.
  • the magnetic pins retract into the shaft bores due to magnetic restoring forces, so that the spray bell can be easily assembled and disassembled by plugging and unplugging.
  • the magnetic ones are not used to attach the bell, but to reset it and prevent it from falling out of the radial shaft bores. Even if this known solution is advantageous during operation, ie when the shaft is rotating, there is a risk that the spray bell, which is very susceptible to damage, can fall off the shaft when it is stationary.
  • detachable magnetic attachment is in the EP 1 711 269 B1 suggested.
  • the detachable attachment is achieved by magnetic elements which are arranged in a stationary housing of the rotary atomizer, ie not rotating with the shaft and the spray bell, and which interact with a ferromagnetic ring which is integrated in the spray bell to form a conical section of the spray bell to pull axially into a corresponding conical section of the bell cup shaft.
  • This configuration has the effect that the spray bell is initially held on the housing in a rotationally fixed manner due to the magnetic force, which also reliably prevents the spray bell from falling down unintentionally when the shaft is at a standstill.
  • the invention is based on the object of providing a rotary atomizer with a detachable bell cup which avoids these disadvantages associated with the prior art.
  • the rotary atomizer for coating components has a bell disk shaft and a spray bell that can be inserted into the bell disk shaft in some areas and is detachably fastened to the bell disk shaft.
  • the spray bell has at least one ferromagnetic element or at least one permanent magnetic element and the bell disk shaft has at least one permanent magnetic element or at least one ferromagnetic element, which are arranged relative to one another in such a way that the ferromagnetic element and the permanent magnetic element have a parallel to the axis of rotation of the bell disk shaft apply magnetic holding force to each other to releasably hold the spray bell on the bell cup shaft.
  • the spray bell is centered and fixed in the bell disk shaft.
  • the bell disk shaft can have a conical receiving section facing the spray bell and the spray bell can have a conical insertion section facing the bell disk shaft.
  • the conical insertion section preferably has an inclination of 1° to 10°, for example 1° to 7°, in particular about 3° or about 1° 26' to 1° 30', relative to the axis of rotation of the spray bell.
  • the spray bell can also be held frictionally by static friction as a result of the self-locking on the bell disk shaft.
  • the spray bell has a shoulder on its outer surface, the spray bell can be detached from the bell disk shaft using a tool done, for example, by gripping the spray bell with two tong-like tool halves. As a result, the spray bell can be held captive in the tool and protected from damage even after it has been detached from the bell disk shaft.
  • the conical plug-in section of the spray bell is preferably designed in such a way that the outer diameter of the plug-in section decreases in the direction from the spray-off edge of the spray bell to the end of the spray bell facing the bell disk shaft.
  • the receiving section of the bell disk shaft encompasses the insertion section of the spray bell.
  • the receiving section of the bell disk shaft it is also possible according to the invention for the receiving section of the bell disk shaft to be inserted into the insertion section of the spray bell.
  • the inner diameter of the insertion section of the spray bell increases in the direction from the spraying edge of the spray bell to the end of the spray bell facing the bell disk shaft.
  • the ferromagnetic element is a ring provided on the side of the spray bell facing the bell disk shaft.
  • the bell disk shaft can have a central recess on the side facing the spray bell have, in which the annular permanent magnetic element is fixed. This configuration is preferred for reasons of weight. In principle, however, an inverse design with the permanent magnetic element on the spray bell and the ferromagnetic element on the shaft is also possible.
  • the permanent magnetic element can be secured in the shaft, for example, by the bell disk shaft having a shoulder on the side facing the spray bell with an axial contact surface facing away from the spray bell, against which the annular permanent magnetic element rests.
  • a deflection part is usually inserted into the bell-shaped base body of the spray bell, which deflects paint or detergent, which is supplied via a media line ending near the axis of rotation of the bell disk shaft, in such a way that paint or detergent flows on the inside of the bell-shaped base body of the spray bell to the spray edge is conducted.
  • an insert is often attached in the bell-shaped base body of the spray bell for fastening the deflection part, usually pressed in, on which the deflection part can be fixed.
  • this insert can be the ferromagnetic element which is provided on the side of the spray bell facing the bell disk shaft, for example as a ring.
  • the permanent magnetic element is provided on the bell disk shaft, for example in the vicinity of the end of the bell disk shaft facing the spraying edge.
  • the conical receiving section and the conical insertion section can be matched to one another such that between the at least one ferromagnetic element and the at least one permanent magnetic element, an axial air gap of less than 2 mm, in particular of less than 1 mm, is present when the spray bell is mounted in the bell cup shaft.
  • the spray bell can be fastened to the bell disk shaft by means of at least one further captive device in order to further minimize the risk of the spray bell falling off unintentionally.
  • the loss protection can be formed by an elastic element, in particular an O-ring or a spring washer, provided radially between the spray bell and the bell disk shaft.
  • a captive device can be formed by at least one element, in particular a pin or a spring, which is slidably mounted in a radial bore of the spray bell and is pressed into an (inner) groove of the bell disk shaft when the bell disk shaft rotates.
  • the partially shown rotary atomizer 1 essentially has a stationary housing 2, which can be movably attached to a robot arm (not shown), a bell disk shaft 3 mounted rotatably therein and a spray bell 4, which is fastened to the bell disk shaft 3.
  • the bell disk shaft 3 is a hollow shaft which has a conical receiving section 5 on its side facing the spray bell 4, which is inclined by 3° relative to the axis of rotation of the bell disk shaft 3 in the example shown.
  • the conical receiving section it is possible for the conical receiving section to be inclined by approximately 1° 26' to approximately 1° 30' relative to the axis of rotation, as in the case of a Morse taper.
  • the transmission of torque between the bell disk shaft 3 and the spray bell 4 can thus take place as in the case of the Morse taper by frictional engagement due to the self-locking effect.
  • a shoulder with an axial contact surface 6 is formed in the bell disk shaft 3 .
  • a permanent magnetic ring 7 is fixed to the contact surface 6 in the bell cup shaft 3 .
  • the spray bell 4 is made of aluminum, for example, and has a bell body that increases in diameter towards a spray edge 8 and has a conical insertion section 9 on its side facing the bell disk shaft 3 .
  • the insertion section 9 has an inclination that matches the receiving section 5 relative to the axis of rotation, so that the spray bell 4 can be centered and supported in the bell disk shaft 3 .
  • torque can also be transmitted between the bell disk shaft 3 and the spray bell 4 by means of static friction, in that a conical receiving section 5 of the bell disk shaft 3 differs from the illustration in FIG figure 1 is inserted into an insertion section 9 of the spray bell 4 .
  • Channels 10 are formed in the spray bell 4 in order to conduct paint to be atomized, air and/or a cleaning liquid, among other things, to the spray edge 8 .
  • the spray bell 4 is provided with a ferromagnetic ring 11 which, in the example shown, forms the end of the spray bell 4 facing the bell disk shaft 3 .
  • the ring 11 can have a step, as shown, and is fixed in the bell body in a suitable manner, for example pressed in and/or glued in place.
  • the spray bell 4 is connected to the bell plate shaft 3, are as in the Figures 1 to 3 thus shown the permanent magnetic ring 7 and the ferromagnetic ring 11 with axial annular surfaces opposite.
  • the receiving section 5 and the insertion section 9 are dimensioned in such a way that a minimum air gap remains between the permanent magnetic ring 7 and the ferromagnetic ring 11, so that the rings do not touch. However, they exert a magnetic force acting on one another in the axial direction, i.e.
  • the magnetic force in the configuration according to the invention is therefore exclusively or at least essentially exclusively in the axial direction, ie in the direction in which the spray bell 4 is to be secured on the shaft.
  • FIG. 1 The embodiment shown shows the spray bell 4 being secured in the bell disk shaft 3 by the frictional forces between the insertion section 9 and the receiving section 5 and the axial magnetic forces exerted by the permanent magnetic ring 7 and the ferromagnetic ring 11 .
  • the figures 2 and 3 show slightly modified alternative embodiments compared to this embodiment, in which an additional loss protection between the spray bell 4 and the bell disk shaft 3 is provided.
  • this is done by means of at least one pin 12 which is slidably mounted in a radial bore 13 in the spray bell 4 and can engage in a groove 14 in the shaft 3 of the bell disk.
  • the pin 12 is urged radially outward and into engagement with the groove 14 as the shaft rotates.
  • the pin 12 can slide back radially inwards in the radial bore 13 in order to disengage from the groove 14 .
  • the at least one pin 12 can be actively retracted radially inwards in the radial bore 13 by means of a spring or the like when the shaft is stationary.
  • a groove 15 is provided, in which an O-ring 16 is inserted, which is squeezed against the inner surface of the bell plate shaft 3 to the spray bell 4 additionally to the to secure bell disk shaft 3.
  • a spring ring or similar radially acting safety can also be provided.
  • the embodiment of figure 4 differs from the embodiments of Figures 1 to 3 in that the ferromagnetic ring 11 in the spray bell 4 is replaced by an insert 18 carrying a deflection part 17.
  • the insert 18 can, as shown, be supported with a shoulder on a projection 19 in the spray bell 4 that protrudes like a flange inwards.
  • the deflection part 17 can be fixed to the insert 18 by means of pins in order to deflect paint or detergent from a channel 10 onto the inner surface of the spray bell 4 .
  • figure 5 shows a further embodiment of the invention, wherein the connection of the spray bell 4 to the bell plate shaft 3 as in relation to FIG figure 1 explained.
  • the design of the spray bell 4 is in figure 5 however, compared to the previous embodiments modified in that a step 20 is formed on the outer surface of the spray bell 4 .
  • This paragraph 20 makes it possible to use a tool 21 in figure 5 represented by two tool halves 21A and 21B that can be moved towards one another in the manner of pliers, for detaching the spray bell 4 from the bell disk shaft 3 .
  • the tool 21 is supported on the housing 2 and grips the spray bell 4 in such a way that the spray bell 4 is lifted off the bell disk shaft 3 against the force of the magnetic connection 7, 11 (in figure 5 is pushed to the right), as a result of which the magnetic forces decrease sharply as the distance between the permanent magnetic ring 7 and the ferromagnetic ring 11 increases, so that the spray bell 4 can be easily detached from the bell disk shaft 3.
  • An additional advantage is that the spray bell 4 is held captive in the tool 21 after detachment from the bell disk shaft 3, so that damage to the spray bell 4 after detachment can be avoided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber (1) zur Beschichtung von Bauteilen, mit einer Glockentellerwelle (3) und einer bereichsweise in die Glockentellerwelle (3) einsteckbaren Sprühglocke (4), die lösbar an der Glockentellerwelle (3) befestigt ist. Die Sprühglocke (4) weist wenigstens ein ferromagnetisches Element (11, 18) oder wenigstens ein permanentmagnetisches Element (7) und die Glockentellerwelle (3) weist wenigstens ein permanentmagnetisches Element (7) oder wenigstens ein ferromagnetisches Element (11, 18) auf, die derart zueinander angeordnet sind, dass das ferromagnetische Element (11, 18) und das permanentmagnetische Element (7) eine parallel zur Rotationsachse der Glockentellerwelle (3) wirkende magnetische Haltekraft aufeinander ausüben, um die Sprühglocke (4) lösbar auf der Glockentellerwelle (3) festzuhalten. Eine besonders sichere Befestigung kann dabei erreicht werden, dass die Glockentellerwelle (3) einen der Sprühglocke (4) zugewandten konischen Aufnahmeabschnitt (5) aufweist, und dass die Sprühglocke (4) einen der Glockentellerwelle (3) zugewandten konischen Einsteckabschnitt (9) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber zur Beschichtung von Bauteilen bzw. Werkstücken mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere Lack.
  • Derartige Rotationszerstäuber weisen viele Vorteile auf und werden bspw. in Lackieranlagen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Bekannte Rotationszerstäuber weisen eine Glockentellerwelle und eine Sprühglocke auf, die lösbar an der Glockentellerwelle befestigt ist. Die Sprühglocke ist dabei drehfest an bzw. auf der Glockentellerwelle befestigt, die durch eine Druckluftturbine mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Häufig ist hierzu die Sprühglocke mittels einer Gewindeverbindung lösbar mit der Glockentellerwelle verbunden, um diesen demontieren zu können. Jedoch erfordern die hohen Drehzahlen von bis zu 80.000 U/min und mehr (Hochrotationsglocke) eine besonders sichere Befestigung der Sprühglocke an der Glockentellerwelle, um ein unbeabsichtigtes Ablösen bzw. Abwerfen zu verhindern.
  • Als Alternative zu einer Gewindeverbindung der Sprühglocke mit der Glockentellerwelle ist es aus der DE 10 2017 212 480 A1 bekannt, eine Sprühglocke durch mehrere Magnetstifte auf der Glockentellerwelle zu befestigen. Die aus einem Stahlmaterial gebildete Glockentellerwelle weist hierzu mehrere über ihrem Umfang verteilt angeordnete Radialbohrungen auf, in denen jeweils ein Magnetstift angeordnet ist. Die Sprühglocke ist mit einer komplementären Innennut ausgebildet, in die bei Rotation der Glockentellerwelle die permanentmagnetischen Stifte fliehkraftbedingt gedrückt werden. Bei stehender bzw. nicht-rotierender Glockentellerwelle ziehen sich die Magnetstifte aufgrund magnetischer Rückstellkräfte in die Wellenbohrungen zurück, so dass die Sprühglocke durch Aufstecken und Abziehen einfach montiert und demontiert werden kann. Die magnetischen Eigenschaften der Magnetstifte dienen dabei nicht der Glockenbefestigung, sondern bewirken die Rückstellung und verhindern das Herausfallen aus den radialen Wellenbohrungen. Auch wenn diese bekannte Lösung im Betrieb, d.h. bei rotierender Welle, vorteilhaft ist, besteht die Gefahr, dass die Sprühglocke, die sehr anfällig gegen Beschädigungen ist, bei stehender Welle von dieser abfallen kann.
  • Weitere mittels Magnetkraft an einer Welle befestigbare Sprühglocken sind aus der DE 10 2004 032 045 A1 und der DE 601 27 655 T2 bekannt.
  • Eine weitere lösbare magnetische Befestigung wird in der EP 1 711 269 B1 vorgeschlagen. Hierbei wird die lösbare Befestigung durch Magnetelemente erreicht, die in einem feststehenden, d.h. nicht mit der Welle und der Sprühglocke rotierenden, Gehäuse des Rotationszerstäubers angeordnet sind und mit einem ferromagnetischen Ring, der in die Sprühglocke integriert ist, zusammenwirken, um einen konischen Abschnitt der Sprühglocke axial in einen entsprechenden konischen Abschnitt der Glockentellerwelle zu ziehen. Diese Ausgestaltung bewirkt, dass die Sprühglocke zunächst aufgrund der Magnetkraft drehfest an dem Gehäuse gehalten wird, was auch ein unbeabsichtigtes Herabfallen der Sprühglocke bei Stillstand der Welle sicher verhindert. Um die gewünschte Drehbarkeit der Sprühglocke zu ermöglichen, wird daher bei dieser bekannten Lösung mittels Druckluft, sogenannter Lagerluft, die Sprühglocke (zusammen mit der Welle) geringfügig axial von dem Gehäuse abgehoben. Im Betrieb erfordert diese Lösung den Einsatz von knapp 200 NL Lagerluft pro Minute sowie einen erhöhten Regelungsaufwand, um die Sprühglocke mittels der Lagerluft, die der Magnetkraft entgegenwirkt, in einem Schwebezustand zu halten. Der hohe Luftverbrauch wirkt sich dabei nachteilig auf die Betriebskosten aus.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationszerstäuber mit lösbarem Glockenteller bereit zu stellen, der diese mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Rotationszerstäuber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Rotationszerstäuber zur Beschichtung von Bauteilen, eine Glockentellerwelle und eine bereichsweise in die Glockentellerwelle einsteckbare Sprühglocke auf, die lösbar an der Glockentellerwelle befestigt ist. Dabei weist die Sprühglocke wenigstens ein ferromagnetisches Element oder wenigstens ein permanentmagnetisches Element auf und die Glockentellerwelle weist wenigstens ein permanentmagnetisches Element oder wenigstens ein ferromagnetisches Element auf, die derart zueinander angeordnet sind, dass das ferromagnetische Element und das permanentmagnetische Element eine parallel zur Rotationsachse der Glockentellerwelle wirkende magnetische Haltekraft aufeinander ausüben, um die Sprühglocke lösbar auf der Glockentellerwelle festzuhalten. Eine besonders sichere und einfach zu handhabende Verbindung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Sprühglocke in der Glockentellerwelle zentriert und fixiert ist. Hierzu kann die Glockentellerwelle einen der Sprühglocke zugewandten konischen Aufnahmeabschnitt aufweisen und die Sprühglocke kann einen der Glockentellerwelle zugewandten konischen Einsteckabschnitt aufweisen. Der konische Einsteckabschnitt hat dabei vorzugsweise eine Neigung von 1° bis 10°, beispielsweise 1° bis 7°, insbesondere etwa 3° oder etwa 1° 26' bis 1° 30', relativ zu der Rotationsachse der Sprühglocke. Somit kann die Sprühglocke zusätzlich zur magnetischen Befestigung auch reibschlüssig durch Haftreibung infolge der Selbsthemmung an der Glockentellerwelle gehalten werden.
  • Diese Kombination ermöglicht eine besonders einfache und sichere Befestigung, die jedoch bei Bedarf ggf. auch ohne Werkzeuge schnell und leicht gelöst werden kann. Wenn die Sprühglocke auf ihrer Außenfläche einen Absatz aufweist, kann das Ablösen der Sprühglocke von der Glockentellerwelle mittels eines Werkzeugs erfolgen, das die Sprühglocke beispielsweise mit zwei zangenartigen werkzeughälften umgreift. Hierdurch kann die Sprühglocke auch nach dem Ablösen von der Glockentellerwelle verliersicher in dem Werkzeug gehalten und vor Beschädigungen geschützt werden.
  • Der konische Einsteckabschnitt der Sprühglocke ist dabei vorzugsweise derart gestaltet, dass sich der Außendurchmesser des Einsteckabschnitts in Richtung von der Absprühkante der Sprühglocke zu dem der Glockentellerwelle zugewandten Ende der Sprühglocke verkleinert. Mit anderen Worten umgreift der Aufnahmeabschnitt der Glockentellerwelle bei dieser Ausgestaltung den Einsteckabschnitt der Sprühglocke. Alternativ hierzu ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass der Aufnahmeabschnitt der Glockentellerwelle in den Einsteckabschnitt der Sprühglocke eingesteckt wird. Mit anderen Worten vergrößert sich der Innendurchmesser des Einsteckabschnitts der Sprühglocke in Richtung von der Absprühkante der Sprühglocke zu dem der Glockentellerwelle zugewandten Ende der Sprühglocke.
  • Aufgrund der magnetischen Befestigung wird die Sprühglocke unabhängig von der Rotation der Glockentellerwelle sicher axial an dieser gehalten. Eine Beschädigung durch eine unbeabsichtigt von der Glockentellerwelle abfallende Sprühglocke lässt sich damit wirkungsvoll vermeiden. Andererseits entfällt aber die Notwendigkeit, mit übermäßig großem Einsatz von Lagerluft die Sprühglocke von dem Gehäuse abzuheben. Der Einsatz der Lagerluft lässt sich dabei um mehr als die Hälfte, zumeist sogar um mehr als zwei Drittel auf etwa 50 NL Luft verringern, was zu erheblichen Einsparungen bei den Betriebskoste führt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Rotationszerstäubers ist das ferromagnetische Element ein an der der Glockentellerwelle zugewandten Seite der Sprühglocke vorgesehener Ring. Entsprechend kann die Glockentellerwelle auf der der Sprühglocke zugewandten Seite eine zentral Ausnehmung aufweisen, in der das ringförmige permanentmagnetische Element festgelegt ist. Diese Ausgestaltung wird aus Gewichtsgründen bevorzugt. Es ist grundsätzlich jedoch auch eine umgekehrte Gestaltung mit dem permanentmagnetischen Element an der Sprühglocke und dem ferromagnetischen Element an der Welle möglich.
  • Wenn die Glockentellerwelle eine Hohlwelle ist, lässt sich das permanentmagnetische Element beispielsweise dadurch in der Welle sichern, dass die Glockentellerwelle auf der der Sprühglocke zugewandten Seite einen Absatz mit einer der Sprühglocke abgewandten axialen Anlagefläche aufweist, gegen den das ringförmige permanentmagnetische Element anliegt.
  • In den glockenförmigen Grundkörper der Sprühglocke ist meist ein Umlenkteil eingesetzt, das Farbe oder Spülmittel, die über eine in der Nähe der Rotationsachse der Glockentellerwelle endende Medienleitung zugeführt werden, derart umlenkt, dass Farbe oder Spülmittel auf der Innenseite des glockenförmigen Grundkörpers der Sprühglocke bis zur Absprühkante geleitet wird. Bei herkömmlichen Sprühglocken ist zur Befestigung des Umlenkteils häufig ein Einsatz in dem glockenförmigen Grundkörper der Sprühglocke befestigt, meist eingepresst, an dem das Umlenkteil fixiert werden kann. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann dieser Einsatz das ferromagnetische Element sein, das an der der Glockentellerwelle zugewandten Seite der Sprühglocke beispielsweise als Ring vorgesehen ist. Hierzu ist das permanentmagnetische Element an der Glockentellerwelle beispielsweise in der Nähe des der Absprühkante zugewandten Endes der Glockentellerwelle vorgesehen.
  • Weiter können der konische Aufnahmeabschnitt und der konische Einsteckabschnitt derart aufeinander abgestimmt sein, dass zwischen dem wenigstens einen ferromagnetischen Element und dem wenigstens eine permanentmagnetischen Element ein axialer Luftspalt von weniger als 2 mm, insbesondere von weniger als 1 mm, vorhanden ist, wenn die Sprühglocke in der Glockentellerwelle befestigt ist.
  • Zusätzlich zu der magnetischen Sicherung der Sprühglocke an der Glockentellerwelle kann die Sprühglocke mittels wenigstens einer weiteren Verliersicherung auf der Glockentellerwelle befestigt sein, um das Risiko einer unbeabsichtigt abfallenden Sprühglocke weiter zu minimieren. Hierbei kann die Verliersicherung durch ein radial zwischen der Sprühglocke und der Glockentellerwelle vorgesehenes elastisches Element, insbesondere einen O-Ring oder einen Federring, gebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verliersicherung durch wenigstens ein Element, insbesondere einen Stift oder eine Feder, gebildet werden, das in einer Radialbohrung der Sprühglocke gleitend gelagert ist und bei Rotation der Glockentellerwelle in eine (Innen-)Nut der Glockentellerwelle gedrückt wird.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    in Schnittansicht einen Rotationszerstäuber nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 2
    in Schnittansicht einen Rotationszerstäuber nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 3
    in Schnittansicht einen Rotationszerstäuber nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 4
    in Schnittansicht einen Rotationszerstäuber nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und
    Figur 5
    in Schnittansicht einen Rotationszerstäuber nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
  • Der in Figur 1 teilweise dargestellte Rotationszerstäuber 1 weist im Wesentlichen ein feststehendes Gehäuse 2, das an einem Roboterarm (nicht dargestellt) bewegbar befestigt sein kann, eine darin drehbar gelagerte Glockentellerwelle 3 sowie eine Sprühglocke 4 auf, die an der Glockentellerwelle 3 befestigt ist.
  • Die Glockentellerwelle 3 ist eine Hohlwelle, die auf ihrer der Sprühglocke 4 zugewandten Seite einen konischen Aufnahmeabschnitts 5 aufweist, der gegenüber der Rotationsachse der Glockentellerwelle 3 in dem dargestellten Beispiel um 3° geneigt ist. Alternativ ist es möglich, dass der konische Aufnahmeabschnitt wie bei einem Morsekegel um etwa 1° 26' bis etwa 1° 30' gegenüber der Rotationsachse geneigt ist. Die Drehmomentübertragung zwischen der Glockentellerwelle 3 und der Sprühglocke 4 kann somit wie beim Morsekonus reibschlüssig durch Haftreibung infolge der Selbsthemmung erfolgen.
  • Auf der der Sprühglocke 4 abgewandten Seite des Aufnahmeabschnitts 5 ist in der Glockentellerwelle 3 ein Absatz mit einer axialen Anlagefläche 6 ausgebildet. Ein permanentmagnetischer Ring 7 ist an die Anlagefläche 6 anliegend in der Glockentellerwelle 3 festgelegt.
  • Die Sprühglocke 4 ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt und weist einen sich zu einer Absprühkante 8 im Durchmesser vergrößernden Glockenkörper auf, der auf seiner der Glockentellerwelle 3 zugewandten Seite einen konischen Einsteckabschnitt 9 aufweist. Der Einsteckabschnitt 9 hat eine zu dem Aufnahmeabschnitt 5 passende Neigung relativ zu der Rotationsachse, so dass die Sprühglocke 4 in der Glockentellerwelle 3 zentriert und gelagert werden kann. Grundsätzlich kann eine Drehmomentübertragung zwischen der Glockentellerwelle 3 und der Sprühglocke 4 durch Haftreibung auch erfolgen, indem ein konischer Aufnahmeabschnitt 5 der Glockentellerwelle 3 abweichend von der Darstellung in Figur 1 in einen Einsteckabschnitt 9 der Sprühglocke 4 eingesteckt wird.
  • In der Sprühglocke 4 sind Kanäle 10 ausgebildet, um zu zerstäubenden Lack, Luft und/oder eine Reinigungsflüssigkeit u.a. zur Absprühkante 8 zu leiten. Weiter ist die Sprühglocke 4 mit einem ferromagnetischen Ring 11 versehen, der in dem dargestellten Beispiel das der Glockentellerwelle 3 zugewandte Ende der Sprühglocke 4 bildet. Der Ring 11 kann dabei wie dargestellt einen Absatz aufweisen und ist in geeigneter Weise in dem Glockenkörper fixiert, beispielsweise eingepresst und/oder eingeklebt.
  • Wenn die Sprühglocke 4 mit der Glockentellerwelle 3 verbunden ist, liegen sich wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt damit der permanentmagnetische Ring 7 und der ferromagnetische Ring 11 mit axialen Ringflächen gegenüber. Der Aufnahmeabschnitt 5 und der Einsteckabschnitt 9 sind dabei so bemessen, dass zwischen dem permanentmagnetischen Ring 7 und dem ferromagnetischen Ring 11 ein minimaler Luftspalt verbleibt, so dass sich die Ringe nicht berühren. Allerdings üben sie eine in axialer Richtung, d.h. parallel zu der Rotationsachse, wirkende Magnetkraft aufeinander aus und halten somit die Sprühglocke 4 zusätzlich zu der reibschlüssigen Verbindung zwischen Aufnahmeabschnitt 5 und Einsteckabschnitt 9 verliersicher in Glockentellerwelle 3. Abweichend von aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen wirkt die Magnetkraft damit bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ausschließlich oder zumindest im Wesentlichen ausschließlich in axialer Richtung, d.h. in der Richtung in der eine Sicherung der Sprühglocke 4 an der Welle erfolgen soll.
  • Damit treten die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile eines hohen Lagerluftverbrauchs nicht auf, da die Sprühglocke 3 durch den permanentmagnetischen Ring 7 und den ferromagnetischen Ring 11 zwar fest an der im Betrieb rotierenden Glockentellerwelle 3 gehalten wird, allerdings nicht an dem Gehäuse 2 festgelegt und entsprechend von diesem auch nicht mit einem hohen Lagerlufteinsatz abgehoben werden muss.
  • Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform zeigt eine Sicherung der Sprühglocke 4 in der Glockentellerwelle 3 erfolgt durch die Reibkräfte zwischen dem Einsteckabschnitt 9 und dem Aufnahmeabschnitt 5 sowie den von der permanentmagnetische Ring 7 und der ferromagnetische Ring 11 ausgeübten axialen Magnetkräften.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen gegenüber dieser Ausführungsform leicht abgewandelte alternative Ausführungsformen, bei denen eine zusätzliche Verliersicherung zwischen der Sprühglocke 4 und der Glockentellerwelle 3 vorgesehen ist.
  • In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform erfolgt dies mittels wenigstens eines Stifts 12, der in einer Radialbohrung 13 in der Sprühglocke 4 gleitend gelagert ist und in eine Nut 14 in der Glockentellerwelle 3 eingreifen kann. Auf diese Weise wird der Stift 12 bei rotierender Welle radial nach außen und in Eingriff mit der Nut 14 gedrängt. Der Stift 12 kann bei stillstehender Welle in der Radialbohrung 13 radial nach innen zurückgleiten, um außer Eingriff mit der Nut 14 zu treten. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Stift 12 mittels einer Feder oder dergleichen bei stillstehender Welle aktiv in der Radialbohrung 13 radial nach innen zurückgezogen werden.
  • In der Ausführungsform der Figur 3 ist in der Außenfläche der Sprühglocke 4, in dem gezeigten Beispiel in dem ferromagnetischen Ring 11, eine Nut 15 vorgesehen, in die ein O-Ring 16 eingesetzt ist, der gegen die Innenfläche der Glockentellerwelle 3 gequetscht ist, um die Sprühglocke 4 zusätzlich an der Glockentellerwelle 3 zu sichern. Alternativ zu dem O-Ring 16 kann auch ein Federring oder dgl. radial wirkende Sicherung vorgesehen werden.
  • Die Ausführungsform der Figur 4 unterscheidet sich von den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3 darin, dass der ferromagnetische Ring 11 in der Sprühglocke 4 ersetzt ist durch einen ein Umlenkteil 17 tragenden Einsatz 18. Hierdurch ist es nicht mehr erforderlich, den Einsatz 18 wie im Stand der Technik üblich in der Sprühglocke 4 einzupressen. Vielmehr werden der Einsatz 18 und hierüber die Sprühglocke 4 magnetisch an der Glockentellerwelle 3 gehalten. Der Einsatz 18 kann sich hierzu wie dargestellt mit einem Absatz an einem flanschartig nach innen ragenden Vorsprung 19 in der Sprühglocke 4 abstützen. Das Umlenkteil 17 kann wie dargestellt mittels Stiften an dem Einsatz 18 fixiert werden, um Farbe oder Spülmittel aus einem Kanal 10 auf die Innenfläche der Sprühglocke 4 umzulenken.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei die Anbindung der Sprühglocke 4 an die Glockentellerwelle 3 wie in Bezug auf Figur 1 erläutert erfolgt. Die Gestaltung der Sprühglocke 4 ist in Figur 5 jedoch gegenüber den vorhergehenden Ausführungsformen dahingehend abgeändert, dass auf der Außenfläche der Sprühglocke 4 ein Absatz 20 ausgebildet ist. Dieser Absatz 20 ermöglicht es, ein Werkzeug 21, das in Figur 5 durch zwei zangenartig aufeinander zu bewegbare Werkzeughälften 21A und 21B dargestellt ist, zum Ablösen der Sprühglocke 4 von der Glockentellerwelle 3 einzusetzen. Das Werkzeug 21 stützt sich an dem Gehäuse 2 ab und umgreift dabei die Sprühglocke 4 derart, dass die Sprühglocke 4 gegen die Kraft der Magnetverbindung 7, 11 von der Glockentellerwelle 3 abgehoben wird (in Figur 5 nach rechts gedrängt wird), wodurch die Magnetkräfte bei zunehmendem Abstand des permanentmagnetischen Rings 7 von dem ferromagnetischen Ring 11 stark abnehmen, so dass die Sprühglocke 4 leicht von der Glockentellerwelle 3 gelöst werden kann. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin, dass die Sprühglocke 4 nach dem Ablösen von der Glockentellerwelle 3 verliersicher in dem Werkzeug 21 gehalten wird, so dass sich Beschädigungen der Sprühglocke 4 nach dem Ablösen vermeiden lassen.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Rotationszerstäuber
    2
    Gehäuse
    3
    Glockentellerwelle
    4
    Sprühglocke
    5
    Aufnahmeabschnitt
    6
    Anlagefläche
    7
    permanentmagnetischer Ring
    8
    Absprühkante
    9
    Einsteckabschnitt
    10
    Kanäle
    11
    ferromagnetischer Ring
    12
    Stift
    13
    Radialbohrung
    14
    Nut
    15
    Nut
    16
    O-Ring
    17
    Umlenkteil
    18
    Einsatz
    19
    Vorsprung
    20
    Absatz
    21
    Werkzeug

Claims (11)

  1. Rotationszerstäuber zur Beschichtung von Bauteilen, mit einer Glockentellerwelle (3) und einer bereichsweise in die Glockentellerwelle (3) einsteckbaren Sprühglocke (4), die lösbar an der Glockentellerwelle (3) befestigt ist, wobei die Sprühglocke (4) wenigstens ein ferromagnetisches Element (11, 18) oder wenigstens ein permanentmagnetisches Element (7) und die Glockentellerwelle (3) wenigstens ein permanentmagnetisches Element (7) oder wenigstens ein ferromagnetisches Element (11, 18) aufweisen, die derart zueinander angeordnet sind, dass das ferromagnetische Element (11, 18) und das permanentmagnetische Element (7) eine parallel zur Rotationsachse der Glockentellerwelle (3) wirkende magnetische Haltekraft aufeinander ausüben, um die Sprühglocke (4) lösbar auf der Glockentellerwelle (3) festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Glockentellerwelle (3) einen der Sprühglocke (4) zugewandten konischen Aufnahmeabschnitt (5) aufweist, und dass die Sprühglocke (4) einen der Glockentellerwelle (3) zugewandten konischen Einsteckabschnitt (9) aufweist, wobei der konische Einsteckabschnitt (9) eine Neigung von 1° bis 10°, insbesondere etwa 3° oder etwa 1° 26' bis 1° 30', relativ zu der Rotationsachse der Sprühglocke (4) aufweist.
  2. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Element (11, 18) ein an der der Glockentellerwelle (3) zugewandten Seite der Sprühglocke (4) vorgesehener Ring ist.
  3. Rotationszerstäuber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Element (11, 18) als ein Einsatz (18) ausgebildet ist, der sich axial an einem Vorsprung (19) der Sprühglocke (4) abstützt.
  4. Rotationszerstäuber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einsatz (18) ein Umlenkteil (17) zur Umlenkung von Beschichtungsmaterial auf die Innenfläche der Sprühglocke (4) befestigbar ist.
  5. Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glockentellerwelle (3) auf der der Sprühglocke (4) zugewandten Seite eine zentral Ausnehmung aufweist, in der das ringförmige permanentmagnetische Element (7) festgelegt ist.
  6. Rotationszerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glockentellerwelle (3) eine Hohlwelle ist, die auf der der Sprühglocke (4) zugewandten Seite einen Absatz mit einer der Sprühglocke (4) abgewandten axialen Anlagefläche (6) aufweist, gegen den das ringförmige permanentmagnetische Element (7) anliegt.
  7. Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Aufnahmeabschnitt (5) und der konische Einsteckabschnitt (9) derart aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen dem wenigstens einen ferromagnetischen Element (11) und dem wenigstens eine permanentmagnetischen Element (7) ein axialer Luftspalt von weniger als 2 mm, insbesondere von weniger als 1 mm, vorhanden ist, wenn die Sprühglocke (4) in der Glockentellerwelle (3) befestigt ist.
  8. Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühglocke (4) mittels wenigstens einer zusätzlichen Verliersicherung (12, 16) auf der Glockentellerwelle (3) befestigt ist.
  9. Rotationszerstäuber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherung durch ein radial zwischen der Sprühglocke (4) und der Glockentellerwelle (3) vorgesehenes elastisches Element, insbesondere einen O-Ring (16) oder einen Federring, gebildet wird.
  10. Rotationszerstäuber nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherung durch wenigstens ein Element, insbesondere einen Stift (12) oder eine Feder, gebildet wird, das in einer Radialbohrung (13) der Sprühglocke (4) gleitend gelagert ist und bei Rotation der Glockentellerwelle (3) in eine Nut (14) der Glockentellerwelle (3) gedrückt wird.
  11. Rotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühglocke (4) auf ihrer Außenfläche wenigsten einen Absatz (20) aufweist.
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