EP4341002A1 - Elektrodenanordnung für einen rotationszerstäuber und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

Elektrodenanordnung für einen rotationszerstäuber und zugehöriges betriebsverfahren

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Publication number
EP4341002A1
EP4341002A1 EP22770006.9A EP22770006A EP4341002A1 EP 4341002 A1 EP4341002 A1 EP 4341002A1 EP 22770006 A EP22770006 A EP 22770006A EP 4341002 A1 EP4341002 A1 EP 4341002A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
rotary atomizer
electrode arrangement
cleaning device
cleaning
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
EP22770006.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Herre
Georg Sommer
Rainer Melcher
Sandra Berndt
Patrick HÄUSSERMANN
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.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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 Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4341002A1 publication Critical patent/EP4341002A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B15/55—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids
    • B05B15/555—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids discharged by cleaning nozzles
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    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell

Definitions

  • the invention relates to an electrode arrangement for electrostatically charging paint on the outside of a rotary atomizer. Furthermore, the invention includes a rotary atomizer which is equipped with an electrode arrangement according to the invention. Furthermore, the invention also includes an associated operating method.
  • FIG. 1 shows a conventional rotary atomizer 1, which can be used, for example, to paint motor vehicle body components in a paint shop and, for this purpose, has a bell cup 2 which can be rotated about an axis of rotation 3.
  • the rotary atomizer 1 has an angled atomizer housing 4, which can be mounted at its end located on the left in the drawing on a mounting flange of a painting robot, as is known per se from the prior art.
  • the rotary atomizer 1 has a rotationally symmetrical tube 5 that tapers along the axis of rotation 3 of the bell cup 2 toward the bell cup 2 .
  • the applied paint is electrostatically charged in order to increase the application efficiency and reduce the annoying overspray.
  • the mounting ring 8 is used here for the exchangeable mounting of the electrode arrangement 6 on the rotary atomizer 1.
  • the mounting ring 8 is slipped onto the tube 5 of the rotary atomizer 1 and then fixed on the rotary atomizer 1 in the position shown in the drawing.
  • the mounting ring 8 leaves the tube 5 largely free. The consequence of this is that the overspray that occurs during the painting operation can be deposited on the tube 5 of the rotary atomizer 1 .
  • the tube 5 of the rotary atomizer must therefore be cleaned regularly to remove the overspray that has adhered. This cleaning of the tube 5 is expensive.
  • the invention is therefore based on the object of solving the problem of contamination of the tube of the
  • the electrode arrangement according to the invention is used for the electrostatic external charging of paint on a rotary atomizer which has an atomizer housing with a frontal tube which preferably extends coaxially to the axis of rotation of the rotary atomizer towards a bell cup.
  • the electrode arrangement according to the invention also has a mounting ring which serves to mount the electrode arrangement according to the invention on the rotary atomizer.
  • the mounting ring of the electrode arrangement is placed on the atomizer housing of the rotary atomizer, specifically preferably on the tube of the rotary atomizer.
  • At least one charging electrode is also arranged in the electrode arrangement according to the invention, which is used for electrostatic external charging of the paint sprayed by the rotary atomizer, the at least one charging electrode preferably protruding from the electrode arrangement, for example from the mounting ring.
  • a plurality of finger-shaped charging electrodes are provided here, which are preferably distributed equidistantly over the circumference of the mounting ring. For example, three, four, six or eight charging electrodes can be distributed over the circumference.
  • the electrode arrangement according to the invention is now characterized by a tube shielding, which protrudes from the front side of the mounting ring and, in the assembled state, extends along the axis of rotation of the rotary atomizer up to the tube of the rotary atomizer in order to shield at least part of the tube of the rotary atomizer on its outside from overspay.
  • the tube shielding thus protects the covered part of the tube from contamination by the overspay that occurs during operation, so that the covered part of the tube does not have to be cleaned. Rather, it is sufficient to replace the electrode arrangement soiled by overspay with a clean electrode arrangement.
  • the tube of the rotary atomizer has a distal cleaning area which, in the case of an automated cleaning process with a cleaning device, lies within the cleaning device and can therefore be cleaned by the cleaning device.
  • the tube of the rotary atomizer in the preferred exemplary embodiment has a proximal residual area that adjoins the distal cleaning area, with the proximal residual area being outside of the cleaning device during a cleaning process with the cleaning device and therefore cannot be cleaned by the cleaning device.
  • the tube shield at least partially, and preferably completely, covers the remainder of the proximal portion of the tube. Complete coverage of the remaining proximal area of the tube is advantageous here, because the remaining proximal area cannot be cleaned in the cleaning device and should therefore be protected from contamination by overspay by the tube shielding.
  • the tube shield has a seal at its distal end to seal an annular gap between the tube shield and the tube of the rotary atomizer. This is advantageous in order to prevent overspray from penetrating into the annular gap between the tube shield and the tube of the rotary atomizer during operation, since this would lead to contamination of the tube in this area.
  • This sealing between the tube shielding and the tube of the rotary atomizer is preferably effected by a sealing ring, which can have a sealing lip at its distal end, which rests on the outside of the tube.
  • the sealing ring can, for example, be inserted into a ring-shaped circumferential groove in the end face of the tube shield.
  • the tube shield is preferably made of an electrically insulating material such as polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the tube shielding is formed in one piece on the mounting ring of the electrode arrangement and thus consists of the same material as the mounting ring of the electrode arrangement.
  • the tube shielding is an independent component that is attached to the mounting ring of the electrode arrangement and optionally consists of a different material than the mounting ring.
  • the tube shielding has an inner contour which is shaped essentially complementarily to the outer contour of the tube of the rotary atomizer, so that the tube shielding nestles against the tube in the assembled state or has a ring-shaped circumference with the outer contour of the tube of the rotary atomizer Includes annular gap. With a conical outer contour of the tube of the rotary atomizer, the inner contour of the tube shielding is therefore preferably also conical.
  • the aforementioned ring-shaped circumferential annular gap between the outer surface of the tube of the rotary atomizer on the one hand and the inner surface of the tube shield on the other hand preferably has a gap width in the radial direction that is essentially constant over the entire axial length of the tube shield. This preferably means that the gap width measured in the radial direction has deviations of less than ⁇ 30%, ⁇ 20%, ⁇ 10% or ⁇ 5% over the axial length of the tube shield.
  • the ring-shaped annular gap between the outer contour of the tube of the rotary atomizer on the one hand and the surrounding tube shielding on the other hand can be filled with an electrically insulating medium (e.g. Vaseline).
  • an electrically insulating medium e.g. Vaseline
  • the tube shielding is preferably formed essentially rotationally symmetrically and can have a length of at least 3 cm, 5 cm, 7 cm, 9 cm, 11 cm or 13 cm in axial length along the axis of rotation of the rotary atomizer. to protect as much of the tube as possible from contamination by overspray.
  • the tube shield preferably tapers in the distal direction, for example conically.
  • the tube shield preferably surrounds the tube in a sleeve-like manner.
  • this can preferably be mounted on the rotary atomizer so that it can be replaced.
  • an electrical creepage distance is formed along the tube shielding between the charging electrodes, which are arranged proximally and are at high voltage potential, on the one hand, and the electrically grounded bell cup, on the other.
  • This creepage distance should be as long as possible without the required overall length of the rotary atomizer being able to be lengthened as desired.
  • the outer surface of the tube shielding therefore preferably has a creepage distance extension, which can consist in particular of a ripple on the outer surface or of a labyrinth, in order to lengthen the electrical creepage distance between the charging electrode and the bell cup.
  • the invention also claims protection for a cleaning method for cleaning such a rotary atomizer.
  • the cleaning method according to the invention initially provides that the rotary atomizer is inserted into a cleaning device through an insertion opening.
  • the cleaning method according to the invention then provides that the insertion opening is sealed off by a seal.
  • the next step is to clean the rotary atomizer in the cleaning device, for example by spraying the rotary atomizer with a cleaning liquid or a cleaning mixture and/or by brushing the rotary atomizer in the cleaning device.
  • the insertion opening of the cleaning device after the rotary atomizer has been inserted can be sealed, for example, by a sealing ring which rests on the outside of the tube shielding of the electrode arrangement of the rotary atomizer or on the sealing ring or the sealing lip of the tube shielding.
  • this sealing ring of the cleaning device covers the sealing ring of the tube shielding in the axial direction. The consequence of this is that the sealing ring of the cleaning device presses axially from the outside onto the tube shielding and thus increases the radial contact pressure of the sealing ring of the tube shielding.
  • the sealing ring of the cleaning device lies axially offset in the sealed state with respect to the sealing ring of the tube shielding, which is also possible.
  • the above-mentioned sealing of the insertion opening of the tube ring can take place, for example, with a contact seal (e.g. sealing ring) or with a non-contact seal, such as with a blown air ring.
  • a contact seal e.g. sealing ring
  • a non-contact seal such as with a blown air ring.
  • FIG. 1 shows a side view of a conventional rotary atomizer with a conventional electrode arrangement for external electrostatic charging.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a rotary atomizer according to the invention with an electrode arrangement according to the invention during a cleaning process in a cleaning device.
  • Figure 3A shows a modification of Figure 2.
  • FIG. 3B shows an enlarged detailed view from FIG. 3A in the area of a sealing ring of the cleaning device.
  • FIG. 4 shows a modification of FIGS. 1, 3A and 3B with an extension of the creepage distance.
  • FIG. 5 shows a flow chart to clarify the cleaning method according to the invention.
  • FIG. 2 The exemplary embodiment according to the invention shown in FIG. 2 is now described below, which largely corresponds to the conventional rotary atomizer 1 described at the outset, so that to avoid repetition, reference is made to the above description, with the same reference symbols being used for corresponding details.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that a tube shield 9 is formed on the mounting ring 8 of the electrode arrangement 6, which protrudes in the distal direction from the mounting ring 8 of the electrode arrangement 6 and covers the tube 5 of the rotary atomizer 1 and thus protects it from contamination from overspray protects.
  • the inner contour of the tube shielding 9 is adapted to complement the outer contour of the tube 5, so that the tube shielding 9 encloses an annular gap 10 with the tube 5, which has a gap width that is along the axis of rotation 3 of the bell plate 2 is essentially constant.
  • the annular gap 10 between the outer tube shielding 9 and the inner tube 5 is filled with an insulating medium (eg vaseline).
  • the sleeve-like tube shielding 9 has a circumferential annular groove in which a sealing ring 11 is inserted, which rests sealingly on the outer surface of the tube 5 with its sealing lip projecting in the distal direction.
  • the drawing shows the rotary atomizer 1 in a cleaning position within a cleaning device 12 .
  • An annular gap forms between the outer contour of the tube shielding 9 and the peripheral edge of the insertion opening 13 of the cleaning device 12 and is sealed by a blast air ring 14 .
  • the cleaning device 12 contains cleaning nozzles 15 which are used to clean the tube 5 of the rotary atomizer 1 in a distal cleaning area 16 by spraying the tube 5 with a cleaning liquid.
  • the distal cleaning area 16 lies within the cleaning device 12 and can therefore be cleaned in the cleaning device 12 .
  • a proximal residual area 17 adjoins the distal cleaning area 16 and cannot be cleaned in the cleaning device 12 since it is located outside of the cleaning device 12 during the cleaning process.
  • the division of tube 5 into cleaning area 16 and residual area 17 is important with regard to tube shielding 9 .
  • Tube shielding 9 completely covers tube 5 of rotary atomizer 1 within proximal residual area 17 .
  • FIGS. 3A and 3B show a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 2, so that to avoid repetition, reference is made to the above description, with the same reference symbols being used for corresponding details.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that the sealing of the insertion opening 13 of the cleaning device 12 is not effected by the blast air ring 14 according to Figure 2, but by a sealing ring 18, which lies in contact with the sealing ring 11 of the tube shield 9 and thus the sealing lip of the sealing ring 11 radially against the outer surface of the tube 5 presses.
  • FIG. 4 shows a further modification of the exemplary embodiments described above according to FIGS. 2, 3A and 3B.
  • a wavy creepage distance extension 19 is shown schematically, which lengthens the electrical creepage distance between the charging electrodes 7 and the electrically grounded bell cup 2 along the outer surface of the tube 5 .
  • the creepage distance extension 19 is shown as a waviness.
  • FIG. 5 shows a flow chart to clarify the cleaning method according to the invention.
  • a first step S1 the painting robot inserts the rotary atomizer 1 into the cleaning device 12 through the insertion opening 13 .
  • a second step S2 the insertion opening 13 of the cleaning device 12 is then sealed, optionally by the blast air ring 14 according to Figure 2 or by the sealing ring 18 according to Figures 3A, 3B.
  • the rotary atomizer 1 is then cleaned in the cleaning device 12 by being sprayed with cleaning agent or a cleaning mixture.
  • step S4 the rotary atomizer 1 is then dried in the cleaning device 12, for example by blowing compressed air on it.
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, the invention also includes a large number of variants and modifications that make use of the idea of the invention and therefore fall within the scope of protection.
  • the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to in each case and in particular also without the features of the main claim. The invention thus comprises various aspects of the invention which are protected independently of one another.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung (6) zur elektrostatischen Außenaufladung von Lack an einem Rotationszerstäuber (1), der ein Zerstäubergehäuse mit einem stirnseitigen Tubus (5) aufweist, der sich vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) zu einem Glockenteller (2) hin erstreckt. Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung (6) hat eine Montagering (8) zum Aufsetzen der Elektrodenanordnung (6) auf das Zerstäubergehäuse des Rotationszerstäubers, sowie mindestens eine Aufladungselektrode (7) für die elektrostatische Außenaufladung des von dem Rotationszerstäuber (1) abgesprühten Lacks, wobei die mindestens eine Aufladungselektrode (7) vorzugsweise von der Elektrodenanordnung (6) absteht. Die Erfindung sieht zusätzlich eine stirnseitig von dem Montagering (8) abstehende geschlossene Tubusabschirmung (9) vor, die sich im montierten Zustand entlang der Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) bis zu dem Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) erstreckt, um zumindest einen Teil des Tubus' des Rotationszerstäubers (1) an seiner Außenseite gegenüber Overspray abzuschirmen.

Description

BESCHREIBUNG
Elektrodenanordnung für einen Rotationszerstäuber und zugehöriges Betriebsverfahren
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung zur elektrostatischen Außenaufladung von Lack an einem Rotationszerstäuber. Weiterhin umfasst die Erfindung einen Rotationszerstäuber, der mit einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung ausgestattet ist. Ferner umfasst die Erfindung auch ein zugehöriges Betriebsverfahren.
Hintergrund der Erfindung
Figur 1 zeigt einen herkömmlichen Rotationszerstäuber 1, der beispielsweise zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen in einer Lackieranlage verwendet werden kann und hierzu einen Glockenteller 2 aufweist, der um eine Rotationsachse 3 drehbar ist. Der Rotationszerstäuber 1 weist einen angewinkeltes Zerstäubergehäuse 4 auf, das an seinem in der Zeichnung links befindlichen Ende an einem Montageflansch eines Lackierroboters montiert werden kann, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. An seinem distalen Ende weist der Rotationszerstäuber 1 einen rotationssymmetrischen Tubus 5 auf, der sich entlang der Rotationsachse 3 des Glockentellers 2 zu dem Glockenteller 2 hin verjüngt. Der applizierte Lack wird hierbei elektrostatisch aufgeladen, um den Auftragswirkungsgrad zu erhöhen und den störenden Overspray zu verringern. Hierzu dient eine Elektrodenanordnung 6 mit mehreren fingerförmigen Aufladungselektroden 7, die von einem Montagering 8 schräg nach vorne außen abstehen und den applizierten Lack elektrostatisch aufladen, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Montagering 8 dient hierbei zur auswechselbaren Montage der Elektrodenanordnung 6 an dem Rotationszerstäuber 1. Hierzu wird der Montagering 8 auf den Tubus 5 des Rotationszerstäubers 1 aufgesteckt und dann in der in der Zeichnung dargestellten Position auf dem Rotationszerstäuber 1 fixiert. Der Montagering 8 lässt hierbei den Tubus 5 weitgehend frei. Dies hat zur Folge, dass sich der im Lackierbetrieb auftretenden Overspray auf dem Tubus 5 des Rotationszerstäubers 1 ablagern kann. Der Tubus 5 des Rotationszerstäubers muss deshalb regelmäßig gereinigt werden, um den anhaftenden Overspray zu entfernen. Diese Reinigung des Tubus 5 ist aufwendig. der
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Problem der Verunreinigung des Tubus des
Rotationszerstäubers möglichst einfach zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Elektrodenanordnung gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung dient zur elektrostatischen Außenaufladung von Lack an einem Rotationszerstäuber, der ein Zerstäubergehäuse mit einem stirnseitigen Tubus aufweist, der sich vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse des Rotationszerstäubers zu einem Glockenteller hin erstreckt.
In Übereinstimmung mit dem Stand der Technik weist auch die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung einen Montagering auf, der dazu dient, die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung an dem Rotationszerstäuber zu montieren. Hierzu wird der Montagering der Elektrodenanordnung auf das Zerstäubergehäuse des Rotationszerstäubers aufgesetzt und zwar vorzugsweise auf den Tubus des Rotationszerstäubers.
Auch bei der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung ist mindestens eine Aufladungselektrode angeordnet, die zur elektrostatischen Außenaufladung des von dem Rotationszerstäuber abgesprühten Lacks dient, wobei die mindestens eine Aufladungselektrode vorzugsweise von der Elektrodenanordnung absteht, beispielsweise von dem Montagering. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind hierbei mehrere fingerförmige Aufladungselektroden vorgesehen, die über den Umfang des Montagerings vorzugsweise äquidistant verteilt angeordnet sind. So können beispielsweise drei, vier, sechs oder acht Aufladungselektroden über den Umfang verteilt angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung zeichnet sich nun durch eine Tubusabschirmung aus, die stirnseitig von dem Montagering absteht und sich im montierten Zustand entlang der Rotationsachse des Rotationszerstäubers bis zu dem Tubus des Rotationszerstäubers erstreckt, um zumindest einen Teil des Tubus des Rotationszerstäubers an seiner Außenseite gegenüber Overspay abzuschirmen. Die Tubusabschirmung schützt also den abgedeckten Teil des Tubus vor einer Verunreinigung durch den im Betrieb auftretenden Overspay, so dass der abgedeckte Teil des Tubus nicht gereinigt werden muss. Vielmehr reicht es aus, die durch Overspay verschmutzte Elektrodenanordnung durch eine saubere Elektrodenanordnung auszutauschen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Tubus des Rotationszerstäubers einen distalen Reinigungsbereich auf, der bei einem automatisierten Reinigungsprozess mit einem Reinigungsgerät innerhalb des Reinigungsgeräts liegt und deshalb von dem Reinigungsgerät gereinigt werden kann. Darüber hinaus weist der Tubus des Rotationszerstäubers in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen proximalen Restbereich auf, der an den distalen Reinigungsbereich angrenzt, wobei der proximale Restbereich bei einem Reinigungsprozess mit dem Reinigungsgerät außerhalb des Reinigungsgeräts liegt und deshalb von dem Reinigungsgerät nicht gereinigt werden kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel deckt die Tubusabschirmung den proximalen Restbereich des Tubus mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig ab. Eine vollständige Abdeckung des proximalen Restbereichs des Tubus ist hierbei vorteilhaft, weil der proximale Restbereich in dem Reinigungsgerät nicht gereinigt werden kann und deshalb von der Tubusabschirmung vor einer Verschmutzung durch Overspay geschützt werden sollte.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Tubusabschirmung an ihrem distalen Ende eine Dichtung auf, um einen Ringspalt zwischen der Tubusabschirmung und dem Tubus des Rotationszerstäubers abzudichten. Dies ist vorteilhaft, um zu verhindern, dass im Betrieb Overspray in den Ringspalt zwischen der Tubusabschirmung und dem Tubus des Rotationszerstäubers eindringen kann, da dies zu einer Verunreinigung des Tubus in diesem Bereich führen würde.
Diese Abdichtung zwischen der Tubusabschirmung und dem Tubus des Rotationszerstäubers erfolgt vorzugsweise durch einen Dichtring, der an seinem distalen Ende eine Dichtlippe aufweisen kann, die außen auf dem Tubus aufliegt. Der Dichtring kann beispielsweise in eine ringförmig umlaufende Nut in der Stirnfläche der Tubusabschirmung eingesetzt sein.
Die Tubusabschirmung besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE).
In einer Variante der Erfindung ist die Tubusabschirmung einstückig an dem Montagering der Elektrodenanordnung angeformt und besteht somit aus demselben Material wie der Montagering der Elektrodenanordnung. In einer anderen Erfindungsvariante ist die Tubusabschirmung dagegen ein eigenständiges Bauteil, das an dem Montagering der Elektrodenanordnung befestigt ist und optional aus einem anderen Material besteht als der Montagering. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Tubusabschirmung eine Innenkontur auf, die im Wesentlichen komplementär geformt ist zu der Außenkontur des Tubus des Rotationszerstäubers, so dass sich die Tubusabschirmung im montierten Zustand an den Tubus anschmiegt oder mit der Außenkontur des Tubus des Rotationszerstäubers einen ringförmig umlaufenden Ringspalt einschließt. Bei einer konischen Außenkontur des Tubus des Rotationszerstäubers ist die Innenkontur der Tubusabschirmung also vorzugsweise ebenfalls konusförmig.
Der vorstehend erwähnte ringförmig umlaufende Ringspalt zwischen der äußeren Mantelfläche des Tubus des Rotationszerstäubers einerseits und der Innenfläche Tubusabschirmung andererseits weist vorzugsweise eine Spaltbreite in radialer Richtung auf, die im Wesentlichen konstant ist und zwar über die gesamte axiale Länge der Tubusabschirmung. Dies bedeutet vorzugsweise, dass die in radialer Richtung gemessene Spaltbreite über die axiale Länge der Tubusabschirmung Abweichungen von weniger als ±30 %, ±20 %, ±10% oder ±5 % aufweist.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass der ringförmig umlaufende Ringspalt zwischen der Außenkontur des Tubus des Rotationszerstäubers einerseits und der umgebenden Tubusabschirmung andererseits mit einem elektrisch isolierenden Medium (z.B. Vaseline) gefüllt sein kann.
Zu der Tubusabschirmung ist allgemein zu erwähnen, dass die Tubusabschirmung vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch geformt ist und in axialer Länge entlang der Rotationsachse des Rotationszerstäubers eine Länge von mindestens 3 cm, 5 cm, 7 cm, 9 cm, 11 cm oder 13 cm aufweisen kann, um möglichst große Teile des Tubus vor einer Verschmutzung durch Overspray zu schützen. Hierbei verjüngt sich die Tubusabschirmung vorzugsweise in distaler Richtung, beispielsweise konisch. Allgemein ist auch zu erwähnen, dass die Tubusabschirmung den Tubus vorzugsweise hülsenförmig umgibt. Zu der Elektrodenanordnung ist allgemein auch zu erwähnen, dass diese vorzugsweise auswechselbar an dem Rotationszerstäuber montiert werden kann.
Im Betrieb bildet sich zwischen den proximal angeordneten und auf Hochspannungspotential liegenden Aufladungselektroden einerseits und dem elektrisch geerdeten Glockenteller andererseits eine elektrische Kriechstrecke entlang der Tubusabschirmung. Diese Kriechstrecke sollte möglichst lang sein, ohne dass die erforderliche Baulänge des Rotationszerstäubers hierzu beliebig verlängert werden kann. Die Außenfläche der Tubusabschirmung weist deshalb vorzugsweise eine Kriechstreckenverlängerung auf, die insbesondere aus einer Welligkeit der Außenfläche oder aus einem Labyrinth bestehen kann, um die elektrische Kriechstrecke zwischen der Aufladungselektrode und dem Glockenteller zu verlängern. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Elektrodenanordnung. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für einen Rotationszerstäuber, der mit einer solchen erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung ausgestattet ist.
Schließlich beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein Reinigungsverfahren zum Reinigen eines solchen Rotationszerstäubers. So sieht das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren zunächst vor, dass der Rotationszerstäuber durch eine Einführöffnung in ein Reinigungsgerät eingeführt wird. Anschließend sieht das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren vor, dass die Einführöffnung durch eine Dichtung abgedichtet wird. Im nächsten Schritt ist dann vorgesehen, dass der Rotationszerstäuber in dem Reinigungsgerät gereinigt wird, beispielsweise durch Besprühen des Rotationszerstäubers mit einer Reinigungsflüssigkeit oder einem Reinigungsgemisch und/oder durch Abbürsten des Rotationszerstäubers in dem Reinigungsgerät.
Die Abdichtung der Einführöffnung des Reinigungsgeräts nach dem Einführen des Rotationszerstäubers kann beispielsweise durch einen Dichtring erfolgen, der außen auf der Tubusabschirmung der Elektrodenanordnung des Rotationszerstäubers oder auf dem Dichtring bzw. der Dichtlippe der Tubusabschirmung anliegt.
In einer Erfindungsvariante liegt dieser Dichtring des Reinigungsgeräts in axialer Richtung deckend über dem Dichtring der Tubusabschirmung. Dies hat zur Folge, dass der Dichtring des Reinigungsgeräts axial von außen auf die Tubusabschirmung drückt und damit die radiale Anpresskraft des Dichtrings der Tubusabschirmung erhöht.
In einer anderen Erfindungsvariante liegt der Dichtring des Reinigungsgeräts dagegen im abgedichteten Zustand axial versetzt zu dem Dichtring der Tubusabschirmung, was ebenfalls möglich ist.
Die vorstehend erwähnte Abdichtung der Einführöffnung des Tubusrings kann beispielsweise mit einer berührenden Dichtung (z.B. Dichtring) oder mit einer berührungslosen Dichtung erfolgen, wie beispielsweise mit einem Blasluftring.
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. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines herkömmlichen Rotationszerstäubers mit einer herkömmlichen Elektrodenanordnung für die elektrostatische Außenaufladung.
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers mit einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung während eines Reinigungsprozesses in einem Reinigungsgerät.
Figur 3A zeigt eine Abwandlung von Figur 2.
Figur 3B zeigt eine vergrößerte Detailansicht aus Figur 3A im Bereich eines Dichtrings des Reinigungsgeräts.
Figur 4 zeigt eine Abwandlung der Figuren 1, 3A und 3B mit einer Kriechstreckenverlängerung.
Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird nun das in Figur 2 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel beschrieben, das weitgehend mit dem eingangs beschriebenen herkömmlichen Rotationszerstäuber 1 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass an den Montagering 8 der Elektrodenanordnung 6 eine Tubusabschirmung 9 angeformt ist, die in distaler Richtung von dem Mon- tagering 8 der Elektrodenanordnung 6 absteht und den Tubus 5 des Rotationszerstäubers 1 abdeckt und dadurch vor einer Verschmutzung durch Overspray schützt.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Innenkontur der Tubusabschirmung 9 an die Außenkontur des Tubus 5 komplementär angepasst ist, so dass die Tubusabschirmung 9 mit dem Tubus 5 einen Ringspalt 10 einschließt, der eine Spaltbreite aufweist, die entlang der Rotationsachse 3 des Glocken- tellers 2 im Wesentlichen konstant ist. Der Ringspalt 10 zwischen der außenliegenden Tubusab- schirmung 9 und dem innen liegenden Tubus 5 ist hierbei mit einem Isoliermedium (z.B. Vaseline) gefüllt.
An ihrem distalen Ende weist die hülsenförmige Tubusabschirmung 9 stirnseitig eine umlaufende Ringnut auf, in die ein Dichtring 11 eingesetzt ist, der mit seiner in distaler Richtung abstehenden Dichtlippe an der Außenfläche des Tubus 5 dichtend aufliegt.
Die Zeichnung zeigt den Rotationszerstäuber 1 in einer Reinigungsposition innerhalb eines Reinigungsgeräts 12. Der Rotationszerstäuber 1 ist hierbei in eine Einführöffnung 13 an der Oberseite des Reinigungsgeräts 12 eingeführt.
Hierbei bildet sich zwischen der Außenkontur der Tubusabschirmung 9 und dem Umfangsrand der Einführöffnung 13 des Reinigungsgeräts 12 ein Ringspalt, der von einem Blasluftring 14 abgedichtet wird.
In dem Reinigungsgerät 12 befinden sich hierbei Reinigungsdüsen 15, die dazu dienen, den Tubus 5 des Rotationszerstäubers 1 in einem distalen Reinigungsbereich 16 zu reinigen, indem der Tubus 5 mit einer Reinigungsflüssigkeit besprüht wird. Der distale Reinigungsbereich 16 liegt hierbei innerhalb des Reinigungsgeräts 12 und kann somit in dem Reinigungsgerät 12 gereinigt werden. An den distalen Reinigungsbereich 16 grenzt ein proximaler Restbereich 17 an, der in dem Reinigungsgerät 12 nicht gereinigt werden kann, da er sich während des Reinigungsprozesses außerhalb des Reinigungsgeräts 12 befindet. Die Unterteilung des Tubus 5 in den Reinigungsbereich 16 und den Restbereich 17 ist wichtig im Hinblick auf die Tubusabschirmung 9. So deckt die Tubusabschirmung 9 den Tubus 5 des Rotationszerstäubers 1 innerhalb des proximalen Restbereichs 17 vollständig ab. Innerhalb des proximalen Restbereichs 17 ist also keine Reinigung des Tubus 5 erforderlich, da der Tubus 5 in diesem Bereich von der Tubusabschirmung 9 abgedeckt ist, so dass er dort nicht durch Overspray verunreinigt werden kann. Der distale Reinigungsbereich 16 muss dagegen von der Tubusabschirmung 9 nicht abgedeckt werden, da er innerhalb des Reinigungsgeräts 12 einfach gereinigt werden kann.
Die Figuren 3A und 3B zeigen eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Abdichtung der Einführöffnung 13 des Reinigungsgeräts 12 nicht durch den Blasluftring 14 gemäß Figur 2 erfolgt, sondern durch einen Dichtring 18, der berührend auf dem Dichtring 11 derTubusabschirmung 9 aufliegt und dadurch die Dichtlippe des Dichtrings 11 radial gegen die Außenfläche des Tubus 5 drückt.
Figur 4 zeigt eine weitere Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 2, 3A und 3B. Hierbei ist zusätzlich eine wellige Kriechstreckenverlängerung 19 schematisch dargestellt, die die elektrische Kriechstrecke zwischen den Aufladungselektroden 7 und dem elektrisch geerdeten Glockenteller 2 entlang der Außenfläche des Tubus 5 verlängert. In der Zeichnung ist die Kriechstreckenverlängerung 19 als Welligkeit dargestellt. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Kriechstreckenverlängerung 19 als Labyrinth ausgebildet ist.
Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens.
In einem ersten Schritt S1 führt der Lackierroboter den Rotationszerstäuber 1 durch die Einführöffnung 13 in das Reinigungsgerät 12 ein.
In einem zweiten Schritt S2 wird dann die Einführöffnung 13 des Reinigungsgeräts 12 abgedichtet und zwar wahlweise gemäß Figur 2 durch den Blasluftring 14 oder gemäß den Figuren 3A, 3B durch den Dichtring 18.
Im nächsten Schritt S3 wird der Rotationszerstäuber 1 dann in dem Reinigungsgerät 12 gereinigt, indem er mit Reinigungsmittel oder einem Reinigungsgemisch besprüht wird.
In einem weiteren Schritt S4 wird der Rotationszerstäuber 1 dann in dem Reinigungsgerät 12 getrocknet, beispielsweise durch Anblasen mit Druckluft.
Im letzten Schritt S5 wird der Rotationszerstäuber 1 dann wieder aus dem Reinigungsgerät 12 herausgezogen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen, die 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 auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
1 Rotationszerstäuber
2 Glockenteller
3 Rotationsachse des Glockentellers
4 Zerstäubergehäuse
5 Tubus des Zerstäubergehäuses
6 Elektrodenanordnung zur elektrostatischen Außenaufladung des abgesprühten Lacks
7 Aufladungselektrode der Elektrodenanordnung
8 Montagering der Elektrodenanordnung
9 Tubusabschirmung der Elektrodenanordnung
10 Ringspalt zwischen der Tubusabschirmung und dem Tubus
11 Dichtring der Tubusabschirmung der Elektrodenanordnung
12 Reinigungsgerät
13 Einführöffnung des Reinigungsgeräts
14 Blasluftring an der Einführöffnung des Reinigungsgeräts
15 Reinigungsdüse zum Reinigen des Rotationszerstäubers
16 Reinigungsbereich des Tubus, der in dem Reinigungsgerät gereinigt werden kann
17 Restbereich des Tubus, der nicht automatisiert gereinigt werden kann
18 Dichtring an der Einführöffnung des Reinigungsgeräts
19 Kriechstreckenverlängerung als Welligkeit

Claims

ANSPRÜCHE
1. Elektrodenanordnung (6) zur elektrostatischen Außenaufladung von Lack an einem Rotationszerstäuber, der ein Zerstäubergehäuse (4) mit einem stirnseitigen Tubus (5) aufweist, der sich vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) zu einem Glockenteller (2) hin erstreckt, mit a) einem Montagering (8) zum Aufsetzen der Elektrodenanordnung (6) auf das Zerstäubergehäuse (4) des Rotationszerstäubers (1), und b) mindestens einer Aufladungselektrode (7) für die elektrostatische Außenaufladung des von dem Rotationszerstäuber abgesprühten Lacks, wobei die mindestens eine Aufladungselektrode (7) vorzugsweise von der Elektrodenanordnung (6) absteht, gekennzeichnet durch c) eine stirnseitig von dem Montagering (8) abstehende geschlossene Tubusabschirmung (9), die sich im montierten Zustand entlang der Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) bis zu dem Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) erstreckt, um zumindest einen Teil des Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) an seiner Außenseite gegenüber Overspray abzuschirmen.
2. Elektrodenanordnung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) einen distalen Reinigungsbereich (16) aufweist, der bei einem automatisierten Reinigungsprozess mit einem Reinigungsgerät (12) innerhalb des Reinigungsgeräts (12) liegt und deshalb von dem Reinigungsgerät (12) gereinigt werden kann, b) dass der Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) einen proximalen Restbereich (17) aufweist, der bei einem Reinigungsprozess mit einem Reinigungsgerät (12) außerhalb des Reinigungsgeräts (12) liegt und deshalb von dem Reinigungsgerät (12) nicht gereinigt werden kann, und c) dass die Tubusabschirmung (9) den proximalen Restbereich (17) des Tubus (5) mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig abdeckt.
3. Elektrodenanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tubusabschirmung (9) an ihrem distalen Ende eine Dichtung (11) aufweist, um einen Ringspalt (10) zwischen der Tubusabschirmung (9) und dem Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) abzudichten.
4. Elektrodenanordnung (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) einen Dichtring (11) aufweist.
5. Elektrodenanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tubusabschirmung (9) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, insbesondere aus Polytetrafluorethylen.
6. Elektrodenanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Tubusabschirmung (9) einstückig an dem Montagering (8) der Elektrodenanordnung (6) angeformt ist und aus demselben Material besteht wie der Montagering (8), oder b) dass die Tubusabschirmung (9) ein eigenständiges Bauteil ist, das an dem Montagering (8) der Elektrodenanordnung (6) befestigt ist und optional aus einem anderen Material besteht als der Montagering (8).
7. Elektrodenanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Tubusabschirmung (9) eine Innenkontur aufweist, die im Wesentlichen komplementär zu der Außenkontur des Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) geformt ist, so dass sich die Tubusabschirmung (9) im montierten Zustand an den Tubus (5) anschmiegt oder mit der Außenkontur des Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) einen ringförmig umlaufenden Ringspalt einschließt, und/oder b) dass der ringförmig umlaufende Ringspalt (10) zwischen der Außenkontur des Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) und derTubusabschirmung (9) eine Spaltbreite aufweist, die im Wesentlichen konstant ist, so dass die Spaltbreite des Ringspalts (10) über die axiale Länge der Tubusabschirmung (9) vorzugsweise Abweichungen von weniger als ±30%, ±20%, ±10% oder ±5% aufweist, und/oder c) dass der ringförmig umlaufende Ringspalt (10) zwischen der Außenkontur des Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) und der Tubusabschirmung (9) mit einem elektrischen Isoliermedium gefüllt ist, insbesondere mit Vaseline, und/oder d) dass die Tubusabschirmung (9) im Wesentlichen rotationssymetrisch geformt ist, und/oder e) dass sich die Tubusabschirmung (9) in axialer Richtung entlang der Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) über eine Länge von mindestens 3cm, 5cm, 7cm, 9cm, 11cm oder 13cm erstreckt, und/oder f) dass sich die Tubusabschirmung (9) in distaler Richtung hin verjüngt, insbesondere konisch, und/oder g) dass die Tubusabschirmung (9) hülsenförmig ist, und/oder h) dass die Elektrodenanordnung (6) auswechselbar an dem Rotationszerstäuber montierbar ist.
8. Elektrodenanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Tubusabschirmung (9) im montierten Zustand an ihrer Außenfläche eine elektrische Kriechstrecke zwischen der auf Hochspannungspotential liegenden Aufladungselektrode (7) und dem geerdeten Glockenteller (2) bildet, und b) dass die Außenfläche der Tubusabschirmung (9) eine Kriechstreckenverlängerung (19) aufweist, insbesondere als Welligkeit der Außenfläche oder als Labyrinth, um die Kriechstrecke zu verlängern.
9. Rotationszerstäuber mit einer Elektrodenanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Tubus (5) des Rotationszerstäubers (1) vorzugsweise a) rotationssymmetrisch ist, b) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und/oder c) sich zu seinem distalen Ende hin verjüngt, insbesondere konisch.
10. Reinigungsverfahren zum Reinigen eines Rotationszerstäubers (1) nach Anspruch 9 in einem Reinigungsgerät (12), mit den folgenden Schritten: a) Einführen des Rotationszerstäubers (1) durch eine Einführöffnung (13) in das Reinigungsgerät (12), b) Abdichten der Einführöffnung (13) durch eine Dichtung (14; 18), während der Rotationszerstäuber in das Reinigungsgerät (12) eingeführt ist, und c) Reinigen des Rotationszerstäubers (1) in dem Reinigungsgerät (12), insbesondere durch Besprühen des Rotationszerstäubers (1) mit einer Reinigungsflüssigkeit oder Reinigungsgemisch und/oder durch Abbürsten des Rotationszerstäubers (1) in dem Reinigungsgerät (12).
11. Reinigungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung der Einführöffnung (13) des Reinigungsgeräts (12) nach dem Einführen des Rotationszerstäubers (1) durch einen Dichtring (18) erfolgt, der außen auf der Tubusabschirmung (9) der Elektrodenanordnung (6) des Rotationszerstäubers (1) anliegt.
12. Reinigungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Dichtring (18) des Reinigungsgeräts (12) im abgedichteten Zustand während eines Reinigungsprozesses bezüglich der Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) axial versetzt zu dem Dichtring (11) der Tubusabschirmung (9) angeordnet ist, insbesondere proximal vor dem Dichtring der Tubusabschirmung (9), oder b) dass der Dichtring (18) des Reinigungsgeräts (12) und der Dichtring (11) der Tubusabschirmung (9) im abgedichteten Zustand während eines Reinigungsprozesses bezüglich der Rotationsachse (3) des Rotationszerstäubers (1) axial deckend übereinander liegen.
13. Reinigungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung der Einführöffnung (13) des Reinigungsgeräts (12) nach dem Einführen des Rotationszerstäubers (1) berührungslos erfolgt, insbesondere mittels eines Blasluftrings (14).
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