EP4536411A1 - Antriebsturbine für einen rotationszerstäuber - Google Patents

Antriebsturbine für einen rotationszerstäuber

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Publication number
EP4536411A1
EP4536411A1 EP23817433.8A EP23817433A EP4536411A1 EP 4536411 A1 EP4536411 A1 EP 4536411A1 EP 23817433 A EP23817433 A EP 23817433A EP 4536411 A1 EP4536411 A1 EP 4536411A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
turbine
shaft
drive
bearing
turbine shaft
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
EP23817433.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Baumann
Frank Herre
Thomas Buck
Bernhard Seiz
Harry Krumma
Tobias KLEINHANS
Arved Hess
Stefan Sigrist
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 EP4536411A1 publication Critical patent/EP4536411A1/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
    • B05B3/1035—Driving means; Parts thereof, e.g. turbine, shaft, bearings
    • 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
    • B05B3/003—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with braking means, e.g. friction rings designed to provide a substantially constant revolution speed
    • 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
    • B05B3/1092—Means for supplying shaping gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • 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
    • B05B5/0415—Driving means; Parts thereof, e.g. turbine, shaft, bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • 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
    • B05B5/0426—Means for supplying shaping gas

Definitions

  • the invention relates to a drive turbine for a rotary atomizer, in particular for painting motor vehicle body components in a painting system.
  • the invention further relates to a rotary atomizer with such a drive turbine according to the invention.
  • rotary atomizers are usually used as application devices, which are driven by a drive turbine with compressed air.
  • the drive turbine has a turbine shaft, with a bell plate mounted on the distal end of the turbine shaft, for example by a screw connection between the turbine shaft and the bell plate.
  • the turbine shaft with the bell plate mounted on it rotates at high speed, with the bell plate throwing the paint to be applied off a ring-shaped spray edge and atomizing it.
  • the paint is usually fed to the bell plate through a paint tube that is arranged inside the hollow turbine shaft and contains one or two main needle valves to selectively switch the paint application on or off.
  • the largest possible inner diameter of the hollow turbine shaft is desired so that there is enough space within the turbine shaft to accommodate a paint tube with several main needle valves.
  • a large diameter of the turbine shaft leads to a correspondingly large moment of inertia, which requires a correspondingly large drive power.
  • a large diameter of the turbine shaft also leads to a correspondingly large centrifugal force load and to a correspondingly large centrifugal force-induced speed expansion of the turbine shaft, which is undesirable.
  • the invention is therefore based on the object of solving the constructive conflict of objectives described above.
  • the drive turbine according to the invention is designed to drive a rotary atomizer, as is known per se from the prior art. It should be mentioned here that the drive turbine according to the invention has a turbine rotor with a rotatably mounted turbine shaft, as was already briefly described above in relation to the prior art.
  • the invention solves the design conflict described at the beginning in that the turbine shaft is graduated along its axis of rotation with different shaft diameters, in particular with different inner diameters and/or different outer diameters. In the drive turbine according to the invention, the diameter of the turbine shaft is therefore not constant along its axis of rotation.
  • the turbine shaft has a proximal shaft section with a larger shaft diameter and a distal shaft section with a smaller shaft diameter.
  • this can apply to the inner diameter of the turbine shaft and/or to the outer diameter of the turbine shaft.
  • the large shaft diameter in the proximal shaft section then preferably enables the accommodation of a paint tube with several (eg three or four) main needle valves, wherein in the Within the scope of the invention, it is of course also possible for only a single main needle valve to be arranged in the paint tube.
  • the smaller shaft diameter in the distal shaft section ensures that the moment of inertia and the requirements for the drive power do not become too great.
  • the drive turbine according to the invention thus resolves the conflict of objectives mentioned at the beginning.
  • the turbine shaft has a specific outer diameter in the proximal shaft section, wherein the turbine shaft in the proximal shaft section preferably carries at least one impeller with a plurality of turbine blades and/or contains a paint tube with a specific paint tube outer diameter.
  • the turbine shaft for receiving the paint tube is preferably hollow and has a specific inner diameter in the proximal shaft section, the inner diameter of the turbine shaft in the proximal shaft section preferably being in the range from 25 mm to 35 mm, with a range from 28 mm to 32 mm having proven to be particularly advantageous.
  • the inner diameter of the turbine shaft in the proximal shaft section is 30.5 mm, with a deviation of ⁇ 0.5 mm being possible.
  • the drive turbine in the preferred embodiment has at least one ring-shaped shaping air nozzle ring with several shaping air nozzles, whereby the individual shaping air nozzles can emit shaping air jets in order to form the spray jet of the paint applied from the bell cup.
  • This technique of forming the spray jet of the paint by blowing shaping air onto the spray jet from behind is known per se from the prior art and is part of general technical knowledge, so that no separate description is required in this regard.
  • the shaping air nozzle ring has a certain diameter.
  • the turbine shaft has a certain outer diameter in the distal shaft section and preferably has a mounting interface for mounting a bell cup on the turbine shaft.
  • the bell cup can be mounted on the turbine shaft using a screw connection, but other types of mounting can also be implemented within the scope of the invention.
  • the drive turbine is characterized by certain diameter ratios of the turbine shaft, which are described below.
  • the outer diameter of the turbine shaft in the proximal shaft section is preferably larger than the outer diameter of the turbine shaft in the distal shaft section. This advantageously enables the combination of a maximum installation space in the proximal shaft section within the hollow turbine shaft on the one hand with a minimum mass moment of inertia of the turbine shaft on the other.
  • the inner diameter of the turbine shaft in the proximal section is preferably larger than the outer diameter of the turbine shaft in the distal shaft section. This also enables the combination of a maximum installation space in the proximal shaft section within the hollow turbine shaft on the one hand with a minimum mass moment of inertia of the turbine shaft on the other.
  • the diameter of the shaping air nozzle ring is preferably larger than the outer diameter of the turbine shaft in the distal shaft section.
  • a specific ratio between the diameter of the shaping air nozzle ring on the one hand and the outer diameter of the turbine shaft in the distal shaft section on the other hand which can be in the range from 1.1:1 to 1.9:1, whereby a value for the ratio in the range from 1.3:1 to 1.7:1 has proven to be particularly advantageous in order to deliver the shaping air for consumption-optimized shaping air use at the smallest possible radial distance from the axis of rotation of the turbine shaft.
  • the drive turbine has a radial bearing that is located in the proximal shaft section of the shaft turbine and that extends in the axial direction over a certain bearing section.
  • the bearing section is therefore preferably located completely within the proximal shaft section with the larger shaft diameter.
  • this radial bearing can be designed as an air bearing (aerostatic or aerodynamic bearing).
  • the turbine shaft is preferably hollow and can accommodate a paint tube inside that has a certain paint tube outer diameter.
  • this ratio preferably being in the range from 1.005:1 to 1.5:1, with a value in the range from 1.01:1 to 1.3:1 having proven advantageous in order to achieve a suitable pressure gradient.
  • the drive turbine preferably also has an axial bearing with a rotating bearing disk for supporting the turbine shaft, whereby the axial bearing can also be designed as an air bearing (aerostatic or aerodynamic bearing), for example.
  • the drive turbine according to the invention preferably has a speed sensor with a rotating sensor disk for detecting the speed, as is known per se from WO 2022/157098 A1.
  • the drive turbine has an impeller with several turbine blades in order to accelerate or decelerate the turbine rotor.
  • the bearing disk, the sensor disk and the impeller it is possible for the bearing disk, the sensor disk and the impeller to be integrated in one component. This integration of several functions (bearing disk, sensor disk and impeller) in one component makes it possible to reduce the complexity of the drive turbine.
  • the axial bearing and the radial bearing are designed as air bearings. which emit axial bearing exhaust air or radial bearing exhaust air during operation. It should also be mentioned that the drive turbine is driven by drive air during operation and emits turbine exhaust air.
  • the radial bearing exhaust air in the drive turbine is at least partially combined with the turbine exhaust air in order to increase the temperature of the turbine exhaust air and thereby avoid condensation.
  • the radial bearing exhaust air can be combined with the turbine exhaust air with a proportion of 35%-75% of the radial bearing exhaust air.
  • the axial bearing exhaust air in the drive turbine is at least partially combined with the turbine exhaust air in order to increase the temperature of the turbine exhaust air and thereby avoid condensation in the drive turbine.
  • the axial bearing exhaust air can be combined with the turbine exhaust air with a proportion of 25%-65% of the axial bearing exhaust air.
  • the turbine rotor has an impeller with several turbine blades, wherein the turbine blades are blown with drive air from at least one drive air nozzle during operation in order to drive the drive turbine.
  • several brake air nozzles are preferably provided in order to blow the turbine blades against the drive rotation direction in order to be able to brake the turbine rotor.
  • the brake air nozzles are preferably arranged distributed over the circumference of the impeller. It should be mentioned here that the individual brake air nozzles can each flow onto at least two or at least three of the turbine blades with different angles of attack.
  • the turbine blades are preferably all of the same design, i.e. there is no separate, differently shaped turbine blade provided for braking the drive turbine.
  • the drive turbine has a discharge device for dissipating electrical potential from the turbine shaft.
  • the discharge device preferably forms a discharge path to ground, wherein the discharge path preferably has a resistance of less than 10 k ⁇ .
  • the discharge path preferably contacts the turbine shaft at its distal shaft section, in particular at an axial distance of less than 5 cm, 3 cm, 2 cm or 1 cm from the distal end of the turbine shaft. This electrical contacting of the turbine shaft at its distal end is advantageous because the discharge path in this way only runs over a small part of the turbine rotor and is therefore relatively short and.
  • the discharge device surrounds the turbine shaft in a ring shape, specifically in the axial direction between the radial bearing and the distal end of the turbine shaft.
  • the discharge device can also form a seal that seals the radial bearing from the environment.
  • the discharge device can have a brush or a film for electrically contacting the turbine shaft.
  • the turbine shaft is preferably rotatably mounted in at least one radial bearing, the radial bearing extending in the axial direction over a specific bearing section that lies within the proximal shaft section of the turbine shaft.
  • the radial bearing has a specific bearing gap in the radial direction. It is advantageous if the ratio between the axial length of the bearing section on the one hand and the radial bearing gap of the radial bearing on the other hand is in the range from 1000:1 to 8000:1, with a value in the range from 2000:1 to 6000:1 having proven to be particularly advantageous in order to achieve sufficient stability and low bearing power loss of the radial bearing.
  • main valves can be accommodated in the hollow turbine shaft in order to control the coating agent delivery of the rotary atomizer.
  • the term main valve used within the scope of the invention implies, in accordance with the meaning of this term in technical language, that there is no further valve downstream behind the respective main valve.
  • the main valve is therefore used to switch the paint application on or off.
  • the stepped shape of the turbine shaft makes it possible to arrange more than two, three or even more than four main valves within the hollow turbine shaft. For example, a total of four main valves can be arranged in the hollow turbine shaft.
  • the individual main valves are preferably each designed as needle valves, each of which has a movable valve needle which, depending on its position, either releases or closes a valve seat and thereby switches the paint delivery on or off.
  • the turbine shaft has only two different shaft diameters, namely the larger shaft diameter in the proximal shaft section and the smaller shaft diameter in the distal shaft section.
  • the drive turbine has a turbine housing, wherein the turbine shaft with its distal shaft section protrudes in the axial direction from the turbine housing so that the bell cup can be mounted on the turbine shaft.
  • the bell cup can be mounted on the distal end of the turbine shaft using a screw connection, as is known from the prior art.
  • a screw connection as is known from the prior art.
  • other types of fastening are also possible within the scope of the invention.
  • the turbine shaft has different diameters. It should be mentioned here that the transition between the different diameters of the turbine shaft preferably occurs abruptly. However, it is also possible for the transition between the different diameters of the turbine shaft to occur continuously, i.e. not abruptly.
  • the drive turbine can be either an axial turbine or a radial turbine.
  • the invention does not only claim protection for the drive turbine according to the invention described above. Rather, the invention also claims protection for a complete rotary atomizer with such a drive turbine. Finally, the invention also claims protection for a turbine shaft for a drive turbine of a rotary atomizer, wherein the turbine shaft is graduated along its axis of rotation with different shaft diameters, as already described above.
  • the turbine shaft according to the invention can therefore also have the features described above for the complete drive turbine as a replacement part or as an individual component.
  • the invention offers the following particular advantages: • A space for four main needle valves is provided in the turbine shaft.
  • the drive turbine according to the invention has a small size.
  • Figure 1 shows an external view of a rotary atomizer according to the invention.
  • Figure 2 shows a sectional view of the drive turbine of the rotary atomizer from Figure 1.
  • Figure 3 shows another sectional view of the drive turbine from Figure 2.
  • Figure 4A shows a perspective view of the impeller of the drive turbine with multiple turbine blades.
  • Figure 4B shows another perspective view of the impeller of Figure 4A.
  • Figure 4C shows a side view of the impeller from Figures 4A and 4B.
  • Figure 5 shows an enlargement of Figure 2 to illustrate the flow paths of the turbine exhaust air.
  • Figure 6 shows a sectional view of the drive turbine with several schematically shown brake air nozzles.
  • Figure 7 shows a sectional view with a discharge device for electrostatic potential discharge.
  • a rotary atomizer 1 according to the invention shown in the drawings is now described below, which can be used for painting motor vehicle body components in a painting system. It should be mentioned here that the rotary atomizer 1 is usually guided by a multi-axis painting robot, which is not shown for the sake of simplicity.
  • the rotary atomizer 1 has a drive turbine 2 which rotates a bell plate 3 at high speed during painting operation, as is known per se from the prior art.
  • the bell plate 3 is mounted by means of a screw connection on a distal shaft section 4 of a rotatably mounted turbine shaft 5, as is also known from the prior art.
  • the bell plate 3 does not necessarily have to be mounted on the turbine shaft 5 by means of a screw connection, since other types of fastening (e.g. clamping connection) are also possible within the scope of the invention.
  • the turbine shaft 5 with the bell plate 3 mounted on it then rotates around a rotation axis 6 during painting.
  • the turbine shaft 5 is hollow and offers space in its interior for a paint tube 7, shown here only schematically, which can contain several main needle valves, as will be described in detail below.
  • the drive turbine 2 further comprises a rear housing section 8 and a front housing section 9, as is known per se from the prior art.
  • a radial bearing 10 which is designed as an air bearing and extends in the axial direction over a bearing section 11.
  • the turbine shaft 5 carries an impeller 13 with numerous turbine blades 14 in a proximal bearing section 12, as can be seen in particular from Figures 4A-4C, wherein the turbine blades 14 are shown only schematically here.
  • the impeller 13 is surrounded on its circumference by a nozzle ring 15, which has a plurality of drive air nozzles distributed over the circumference for blowing air onto the turbine blades 14 of the impeller 13, as is known per se from EP 1 388 372 B1, so that the content of this earlier patent is to be fully attributed to the present description with regard to the structural design of the drive turbine 2.
  • the impeller 13 and the nozzle ring 15 are adjacent to another stationary ring 16, which contains an exhaust air duct 17 to receive the turbine exhaust air.
  • the exhaust air duct 17 in the stationary ring 16 then finally opens into a common exhaust air duct 18, which also receives a radial bearing exhaust air from the radial bearing 10, as can be seen from Figure 3.
  • This merging of the radial bearing exhaust air with the turbine exhaust air increases the exhaust air temperature at the outlet of the turbine and thus prevents condensation within the drive turbine 2.
  • impeller 13 is also part of an axial bearing, which also emits axial bearing exhaust air, which is also discharged into the common exhaust air duct 18, as can be seen from Figure 3. This also increases the exhaust air temperature at the outlet of the turbine, which prevents condensation within the drive turbine 2.
  • Figure 2 shows that the drive turbine 2 has a shaping air nozzle ring with numerous shaping air nozzles 19 on its front side, which are arranged distributed over the circumference and each emit a shaping air jet 20.
  • the shaping air jets 20 By emitting the shaping air jets 20, it is possible to shape the spray jet of the paint emitted by the bell cup 3, as is known per se from the prior art.
  • the steering air is supplied via a steering air duct 21, the steering air duct 21 being fed with steering air from an air space 22.
  • the air space 22 is located between the front housing section 9 of the drive turbine 2 and a ring-shaped, circumferential housing cover 23.
  • the steering air supply from the air space 22 is also described in a similar form in EP 1 384 514 B1, so that the content of this earlier patent is to be attributed in full to the present description.
  • the impeller 13 of the drive turbine 2 contains an annular magnetic encoder 24 which enables magnetic speed measurement, as is known per se from WO 2022/157098 Al, so that the content of this patent publication with regard to the Speed measurement is fully attributable to the present description.
  • the impeller 13 fulfills three technical functions. Firstly, the impeller 13 enables a mechanical drive of the turbine shaft 5 by blowing the turbine blades 14. Secondly, the impeller 13 also enables a speed measurement by means of the ring-shaped magnetic encoder 24. Finally, the impeller 13 also forms part of the axial bearing of the drive turbine 2. This integration of three technical functions in the impeller 13 is advantageous because it allows the number of required components to be reduced.
  • the turbine shaft 5 does not have a uniform shaft diameter along the rotation axis 6. Rather, the outer diameter D1 of the turbine shaft 5 in the proximal shaft section 12 is larger than the outer diameter D4 of the turbine shaft 5 in the distal shaft section 4.
  • the ratio D1:D4 is preferably in the range from 1.3:1 to 1.4:1. This is advantageous for combining the largest possible installation space within the turbine shaft 5 on the one hand with the lowest possible mass moment of inertia of the turbine shaft 5 on the other.
  • the installation space within the hollow turbine shaft 5 is so large that the paint tube 7 can be made correspondingly large so that it can accommodate a total of four main needle valves.
  • the inner diameter D2 of the turbine shaft 5 in the proximal shaft section 12 is also larger than the outer diameter D4 of the turbine shaft 5 in the distal shaft section 4.
  • the ratio D2:D4 is therefore preferably in the range from 1.1:1 to 1.2:1. This is advantageous for combining the largest possible installation space within the turbine shaft 5 on the one hand with the lowest possible mass moment of inertia of the turbine shaft 5 on the other hand, as already mentioned above.
  • the diameter D3 of the shaping air nozzle ring with the shaping air nozzles 19 is preferably larger than the outer diameter D4 of the turbine shaft 5 in the distal shaft section 4.
  • the ratio D3:D4 is preferably in the range from 1.7:1 to 1.3:1. This is advantageous for consumption-optimized shaping air delivery at a short distance from the rotation axis 6 of the turbine shaft 5.
  • the paint tube 7 in the hollow turbine shaft 5 has a certain outer diameter D5 which is smaller than the inner diameter D2 of the turbine shaft 5.
  • the ratio D2:D5 is preferably in the range of 1.01:1 to 1.3:1 in order to generate a suitable pressure gradient.
  • brake air nozzles 26, 27, 28 are provided, which are only shown schematically here and serve to brake the drive turbine 2 by blowing brake air onto the turbine blades 14 in the opposite direction to the drive direction.
  • the brake air nozzles 26-28 each blow brake air onto several of the turbine blades 14, specifically at different angles of attack, which has proven to be advantageous.
  • Figure 7 shows a discharge device for electrostatic potential discharge from the turbine shaft 5, which is advantageous in the case of electrostatic paint charging.
  • the discharge device has an annular discharge device 29, which can consist of a contact brush and rests on the outer surface of the turbine shaft 5 and also forms a seal.
  • the discharge device 29 is connected to ground GND via a discharge path 30, the discharge path 30 having a resistance R ⁇ 10 k ⁇ .
  • the invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible which also make use of the inventive concept 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 respective claims referred to and in particular also without the features of the main claim.
  • the invention therefore comprises various aspects of the invention which are protected independently of one another. This applies in particular to the ideas relating to the discharge device, the dimensioning of the bearing gap, the brake air flow and the merging of the bearing air discharge with the turbine exhaust air. List of reference symbols

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsturbine (2) für einen Rotationszerstäuber, mit einem Turbinen- rotor mit einer drehbar gelagerten Turbinenwelle (5). Die Erfindung sieht vor, dass die Turbinen- welle (5) entlang ihrer Drehachse (6) abgestuft ist mit verschiedenen Wellendurchmessern (D1, D2, D4), insbesondere mit unterschiedlichen Innendurchmessern (D2) und/oder unterschiedlichen Außendurchmessern (D1, D4).

Description

BESCHREIBUNG
Antriebsturbine für einen Rotationszerstäuber
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsturbine für einen Rotationszerstäuber, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen in einer Lackieranlage. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Rotationszerstäuber mit einer solchen erfindungsgemäßen Antriebsturbine.
Hintergrund der Erfindung
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Applikationsgeräte üblicherweise Rotationszerstäuber eingesetzt, die von einer Antriebsturbine mit Druckluft angetrieben werden. Die Antriebsturbine weist hierbei eine Turbinenwelle auf, wobei am distalen Ende der Turbinenwelle ein Glockenteller montiert ist, beispielsweise durch eine Schraubverbindung zwischen der Turbinenwelle und dem Glockenteller. Im Lackierbetrieb rotiert die Turbinenwelle mit dem daran montierten Glockenteller mit hoher Drehzahl, wobei der Glockenteller den zu applizierenden Lack von einer ringförmig umlaufenden Absprühkante abschleudert und zerstäubt. Die Lackzuführung zu dem Glockenteller erfolgt hierbei üblicherweise durch ein Farbrohr, das innerhalb der hohlen Turbinenwelle angeordnet ist und eines oder zwei Hauptnadelventile enthält, um die Lackapplikation wahlweise einzuschalten oder abzuschalten.
Bei diesen bekannten Rotationszerstäubern besteht ein konstruktiver Zielkonflikt betreffend den Durchmesser der Turbinenwelle.
Einerseits ist nämlich ein möglichst großer Innendurchmesser der hohlen Turbinenwelle erwünscht, damit innerhalb der Turbinenwelle genügend Platz zur Verfügung steht, um ein Farbrohr mit mehreren Hauptnadelventilen unterzubringen.
Andererseits führt ein großer Durchmesser derTurbinenwelle zu einem entsprechend großen Trägheitsmoment, wodurch eine entsprechend große Antriebsleistung benötigt wird. Darüber hinaus führt ein großer Durchmesser der Turbinenwelle auch zu einer entsprechend großen Fliehkraftbelastung und zu einer entsprechend großen fliehkraftbedingten Drehzahlaufweitung der Turbinenwelle, was unerwünscht ist.
Zum technischen Hintergrund der Erfindung ist auch hinzuweisen auf WO 2015/ 029 763 Al, US 2005 / 0001 057 Al, EP 0645 191 Bl, EP 1 245 290 Bl und DE 10 2010013551 Al.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den vorstehend beschriebenen konstruktiven Zielkonflikt zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Antriebsturbine gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Die erfindungsgemäße Antriebsturbine ist zum Antrieb eines Rotationszerstäubers ausgelegt, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Antriebsturbine einen Turbinenrotor mit einer drehbar gelagerten Turbinenwelle aufweist, wie es vorstehend bereits zum Stand der Technik kurz beschrieben wurde. Die Erfindung löst den eingangs beschriebenen konstruktiven Zielkonflikt dadurch, dass die Turbinenwelle entlang ihrer Drehachse abgestuft ist mit verschiedenen Wellendurchmessern, insbesondere mit unterschiedlichen Innendurchmessern und/oder unterschiedlichen Außendurchmessern. Bei der erfindungsgemäßen Antriebsturbine ist der Durchmesser der Turbinenwelle entlang ihrer Drehachse also nicht konstant. Diese Aussage bezüglich der unterschiedlichen Durchmesser der Turbinenwelle bezieht sich vorzugsweise auf die Bereiche der Turbinenwelle axial vor und axial hinter dem Laufrad des Turbinenrotors, da das Laufrad natürlich einen größeren Außendurchmesser hat als der Rest der Turbinenwelle. Bei der erfindungsgemäßen Turbinenwelle sind also vorzugsweise auch unterschiedliche Durchmesser vorhanden, wenn man von dem Laufrad absieht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Turbinenwelle einen proximalen Wellenabschnitt mit einem größeren Wellendurchmesser und einen distalen Wellenabschnitt mit einem kleineren Wellendurchmesser auf. Dies kann im Rahmen der Erfindung für den Innendurchmesser der Turbinenwelle und/oder für den Außendurchmesser der Turbinenwelle gelten. Der große Wellendurchmesser in dem proximalen Wellenabschnitt ermöglicht dann vorzugsweise die Unterbringung eines Farbrohrs mit mehreren (z.B. drei oder vier) Hauptnadelventilen, wobei im Rahmen der Erfindung natürlich auch die Möglichkeit besteht, dass in dem Farbrohr nur ein einziges Hauptnadelventil angeordnet ist. Der geringere Wellendurchmesser in dem distalen Wellenabschnitt sorgt dagegen dafür, dass das Trägheitsmoment und die Anforderungen an die Antriebsleistung nicht zu groß werden. Dadurch löst die erfindungsgemäße Antriebsturbine den eingangs erwähnten Zielkonflikt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt einen bestimmten Außendurchmesser auf, wobei die Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt vorzugsweise mindestens ein Laufrad mit mehreren Turbinenschaufeln trägt und/oder ein Farbrohr mit einem bestimmten Farbrohraußendurchmesser enthält.
Die Turbinenwelle zur Aufnahme des Farbrohrs ist hierbei vorzugsweise hohl und hat in dem proximalen Wellenabschnitt einem bestimmten Innendurchmesser, wobei der Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt vorzugsweise im Bereich von 25 mm bis 35 mm liegt, wobei sich ein Bereich von 28 mm bis 32 mm als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt 30,5 mm, wobei eine Abweichung von ±0,5 mm möglich ist.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Antriebsturbine in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mindestens einen ringförmigen Lenkluftdüsenkranz mit mehreren Lenkluftdüsen aufweist, wobei die einzelnen Lenkluftdüsen Lenkluftstrahlen abgeben können, um den von dem Glockenteller applizierten Sprühstrahl des Lacks zu formen. Diese Technik der Formung des Sprühstrahls des Lacks durch rückseitiges Anblasen des Sprühstrahls mit Lenkluft ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt und gehört zum allgemeinen Fachwissen, so dass diesbezüglich keine separate Beschreibung erforderlich ist. Hierbei ist jedoch zu erwähnen, dass der Lenkluftdüsenkranz einen bestimmten Durchmesser hat.
Ferner ist auch zu erwähnen, dass die Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt einen bestimmten Außendurchmesser hat und vorzugsweise eine Montageschnittstelle aufweist, um einen Glockenteller an der Turbinenwelle zu montieren. Beispielsweise kann die Montage des Glockentellers an der Turbinenwelle durch eine Schraubverbindung erfolgen, jedoch sind im Rahmen der Erfindung auch andere Montagearten realisierbar.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich die Antriebsturbine durch bestimmte Durchmesserverhältnisse der Turbinenwelle aus, die nachfolgend beschrieben werden. So ist der Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt vorzugsweise größer als der Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt. Dies ermöglicht vorteilhaft die Kombination eines maximalen Bauraums in dem proximalen Wellenabschnitt innerhalb der hohlen Turbinenwelle einerseits mit einem minimalen Massenträgheitsmoment der Turbinenwelle andererseits.
Hierbei besteht zwischen dem Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt einerseits und dem Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt andererseits vorzugsweise ein bestimmtes Verhältnis, das beispielsweise im Bereich von 1,1:1 bis 1,6:1 liegen kann, wobei sich für dieses Verhältnis ein Bereich von 1,3:1 bis 1,4:1 als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Abschnitt vorzugsweise größer ist als der Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt. Dies ermöglicht ebenfalls die Kombination eines maximalen Bauraums in dem proximalen Wellenabschnitt innerhalb der hohlen Turbinenwelle einerseits mit einem minimalen Massenträgheitsmoment der Turbinenwelle andererseits.
Hierbei besteht zwischen dem Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt einerseits und dem Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt andererseits vorzugsweise ein bestimmtes Verhältnis, das im Bereich von 1,05:1 bis 1,4:1 liegen kann, wobei sich ein Verhältnis im Bereich von 1,1:1 bis 1,2:1 als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
Ferner ist zu bemerken, dass der Durchmesser des Lenkluftdüsenkranzes vorzugsweise größer ist als der Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt.
Hierbei besteht zwischen dem Durchmesser des Lenkluftdüsenkranzes einerseits und dem Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem distalen Wellenabschnitt andererseits vorzugsweise ein bestimmtes Verhältnis, das im Bereich von 1,1:1 bis 1,9:1 liegen kann, wobei sich ein Wert für das Verhältnis im Bereich von 1,3:1 bis 1,7:1 als besonders vorteilhaft erwiesen hat, um die Lenkluft zur verbrauchsoptimalen Lenkluftnutzung in einem möglichst geringen radialen Abstand zur Drehachse der Turbinenwelle abzugeben. Bei der Abgabe der Lenkluft in einem großen radialen Abstand zu der Rotationsachse der Turbinenwelle muss nämlich entsprechend mehr Lenkluft abgegeben werden, so dass die Lenkluftdüsen möglichst nah an der Rotationsachse liegen sollten.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Antriebsturbine ein Radiallager auf, das sich in dem proximalen Wellenabschnitt der Wellenturbine befindet und das sich in axialer Richtung über einen bestimmten Lagerabschnitt erstreckt. Der Lagerabschnitt liegt also vorzugsweise vollständig innerhalb des proximalen Wellenabschnitts mit dem größeren Wellendurchmesser. Beispielsweise kann dieses Radiallager als Luftlager (aerostatisches oder aerodynamisches Lager) ausgebildet sein. Hierbei besteht vorzugsweise ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem Lagerabschnitt einerseits und dem Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem Lagerabschnitt andererseits, um ein geringes Trägheitsmoment der Turbinenwelle zu erreichen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dieses Verhältnis maximal 1,3:1, 1,2:1 oder 1,15:1.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass die Turbinenwelle vorzugsweise hohl ist und innen ein Farbrohr aufnehmen kann, das einen bestimmten Farbrohraußendurchmesser aufweist. Hierbei besteht vorzugsweise ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt einerseits und dem Farbrohraußendurchmesser andererseits, wobei dieses Verhältnis vorzugsweise im Bereich von 1,005:1 bis 1,5:1 liegt, wobei sich ein Wert im Bereich von 1,01:1 bis 1,3:1 als vorteilhaft erwiesen hat, um ein geeignetes Druckgefälle zu erreichen.
Darüber hinaus weist die Antriebsturbine zur Lagerung der Turbinenwelle vorzugsweise auch ein Axiallager mit einer rotierenden Lagerscheibe auf, wobei auch das Axiallager beispielsweise als Luftlager (aerostatisches oder aerodynamisches Lager) ausgebildet sein kann. Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Antriebsturbine vorzugsweise über einen Drehzahlsensor mit einer rotierenden Sensorscheibe zur Drehzahlerfassung, wie es an sich aus WO 2022/157098 Al bekannt ist. Ferner weist die Antriebsturbine ein Laufrad mit mehreren Turbinenschaufeln auf, um den Turbinenrotor zu beschleunigen bzw. abzubremsen. Hierbei besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Lagerscheibe, die Sensorscheibe und das Laufrad in einem Bauteil integriert sind. Diese Integration mehrerer Funktionen (Lagerscheibe, Sensorscheibe und Laufrad) in einem Bauteil ermöglicht es, die Komplexität der Antriebsturbine zu reduzieren.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass das Axiallager und das Radiallager als Luftlager ausge- bildet sein können, die im Betrieb eine Axiallagerabluft bzw. eine Radiallagerabluft abgeben. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Antriebsturbine im Betrieb durch Antriebsluft angetrieben wird und Turbinenabluft abgibt.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebsturbine ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Radiallagerabluft in der Antriebsturbine zumindest teilweise mit der Turbinenabluft zusammengeführt wird, um die Temperatur der Turbinenabluft zu erhöhen und dadurch Kondensationen zu vermeiden. Beispielsweise kann die Radiallagerabluft mit einem Anteil von 35%-75% der Radiallagerabluft mit der Turbinenabluft zusammengeführt werden.
Darüber hinaus ist vorzugsweise auch vorgesehen, dass die Axiallagerabluft in der Antriebsturbine zumindest teilweise mit der Turbinenabluft zusammengeführt wird, um die Temperatur der Turbinenabluft zu erhöhen und dadurch Kondensationen in der Antriebsturbine zu vermeiden. Beispielsweise kann die Axiallagerabluft mit einem Anteil von 25%-65% der Axiallagerabluft mit der Turbinenabluft zusammengeführt werden.
Es wurde vorstehend bereits kurz erwähnt, dass der Turbinenrotor ein Laufrad mit mehreren Turbinenschaufeln aufweist, wobei die Turbinenschaufeln im Betrieb von mindestens einer Antriebsluftdüse mit Antriebsluft angeblasen werden, um die Antriebsturbine anzutreiben. Darüber hinaus sind vorzugsweise mehrere Bremsluftdüsen vorgesehen, um die Turbinenschaufeln entgegen der Antriebsdrehrichtung anzublasen, um den Turbinenrotor abbremsen zu können. Die Bremsluftdüsen sind hierbei vorzugsweise über den Umfang des Laufrades verteilt angeordnet. Hierbei ist zu erwähnen, dass die einzelnen Bremsluftdüsen jeweils mindestens zwei oder mindestens drei der Turbinenschaufeln mit unterschiedlichen Anströmwinkeln anströmen können. Die Turbinenschaufeln sind hierbei vorzugsweise alle gleich ausgebildet, d.h. es ist keine separate, anders geformte Turbinenschaufel zum Abbremsen der Antriebsturbine vorgesehen.
Bei der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen erfolgt üblicherweise eine elektrostatische Lackaufladung, um den Auftragswirkungsgrad zu erhöhen und den störenden Overspray zu minimieren. Im Rahmen einer solchen elektrostatischen Lackaufladung kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen werden, dass die Antriebsturbine zur elektrischen Potenzialableitung von der Turbinenwelle eine Ableitvorrichtung aufweist. Die Ableitvorrichtung bildet vorzugsweise einen Ableitpfad gegen Masse, wobei der Ableitpfad vorzugsweise einen Widerstand von weniger als 10 kQ aufweist. Der Ableitpfad kontaktiert die Turbinenwelle vorzugsweise an deren distalem Wellenabschnitt, insbesondere in einem axialen Abstand von weniger als 5 cm, 3 cm, 2 cm oder 1 cm zum distalen Ende der Turbinenwelle. Diese elektrische Kontaktierung der Turbinenwelle an ihrem distalen Ende ist vorteilhaft, weil der Ableitpfad auf diese Weise nur über einen kleinen Teil des Turbinenrotors verläuft und deshalb relativ kurz ist und.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umgibt die Ableitvorrichtung die Turbinenwelle ringförmig und zwar in axialer Richtung zwischen dem Radiallager und dem distalen Ende der Turbinenwelle. Hierbei kann die Ableitvorrichtung auch eine Dichtung bilden, die das Radiallager gegenüber der Umgebung abgedichtet. Beispielsweise kann die Ableitvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung der Turbinenwelle eine Bürste oder eine Folie aufweisen.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass die Turbinenwelle vorzugsweise in mindestens einem Radiallager drehbar gelagert ist, wobei sich das Radiallager in axialer Richtung über einen bestimmten Lagerabschnitt erstreckt, der innerhalb des proximalen Wellenabschnitts der Turbinenwelle liegt. Das Radiallager hat hierbei einen bestimmten Lagerspalt in radialer Richtung. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis zwischen der axialen Länge des Lagerabschnitts einerseits und dem radialen Lagerspalt des Radiallagers andererseits im Bereich von 1000:1 bis 8000:1 liegt, wobei sich ein Wert im Bereich von 2000:1 bis 6000:1 als besonders vorteilhaft erwiesen hat, um eine ausreichende Stabilität und eine geringe Lagerverlustleistung des Radiallagers zu erreichen.
In der hohlen Turbinenwelle können im Rahmen der Erfindung mehrere Hauptventile untergebracht werden, um die Beschichtungsmittelabgabe des Rotationszerstäubers zu steuern. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Hauptventils impliziert hierbei in Übereinstimmung mit der Bedeutung dieses Begriffs in der Fachsprache, dass sich stromabwärts hinter dem jeweiligen Hauptventil kein weiteres Ventil befindet. Das Hauptventil dient also zum Einschalten bzw. Abschalten der Lackapplikation. Die gestufte Formgebung der Turbinenwelle ermöglicht es hierbei, innerhalb der hohlen Turbinenwelle mehr als zwei, drei oder sogar mehr als vier Hauptventile anzuordnen. Beispielsweise können in der hohlen Turbinenwelle insgesamt vier Hauptventile angeordnet werden. Hierbei ist zu erwähnen, dass die einzelnen Hauptventile vorzugsweise jeweils als Nadelventile ausgebildet sind, die jeweils eine verschiebbare Ventilnadel aufweisen, die in Abhängigkeit von ihrer Stellung einen Ventilsitz entweder freigibt oder verschließt und dadurch die Lackabgabe einschaltet oder abschaltet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Turbinenwelle nur zwei unterschiedliche Wellendurchmesser auf, nämlich den größeren Wellendurchmesser in dem proximalen Wellenabschnitt und den kleineren Wellendurchmesser in dem distalen Wellenabschnitt.
Ferner ist zu erwähnen, dass die Antriebsturbine in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Turbinengehäuse aufweist, wobei die Turbinenwelle mit ihrem distalen Wellenabschnitt in axialer Richtung aus dem Turbinengehäuse herausragt, damit der Glockenteller an der Turbinenwelle montiert werden kann.
Beispielsweise kann die Montage des Glockentellers an dem distalen Ende derTurbinenwelle durch eine Schraubverbindung erfolgen, wie es an sich aus dem Stand derTechnik bekannt ist. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch andere Befestigungsarten möglich.
Es wurde vorstehend erläutert, dass die Turbinenwelle verschiedene Durchmesser hat. Hierbei ist zu erwähnen, dass der Übergang zwischen den verschiedenen Durchmessern der Turbinenwelle vorzugsweise sprunghaft erfolgt. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der Übergang zwischen den verschiedenen Wellendurchmessern der Turbinenwelle kontinuierlich erfolgt, d.h. nicht abrupt.
Darüber hinaus ist allgemein zu erwähnen, dass es sich bei der Antriebsturbine wahlweise um eine Axialturbine oder eine Radialturbine handeln kann. Es besteht im Rahmen der Erfindung jedoch auch die Möglichkeit einer Kombination eine Axialturbine und einer Radialturbine.
Ferner ist zu bemerken, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Antriebsturbine. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für einen kompletten Rotationszerstäuber mit einer solchen Antriebsturbine. Schließlich beansprucht die Erfindung auch für eine Turbinenwelle für eine Antriebsturbine eines Rotationszerstäubers, wobei die Turbinenwelle entlang ihrer Drehachse abgestuft ist mit verschiedenen Wellendurchmessern, wie es vorstehend bereits beschrieben wurde. Die erfindungsgemäße Turbinenwelle kann also auch als Austauschteil bzw. als einzelnes Bauteil die vorstehend zu der kompletten Antriebsturbine beschriebenen Merkmale aufweisen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung bietet insbesondere folgende Vorteile: • In der Turbinenwelle wird ein Bauraum für vier Hauptnadelventile bereitgestellt.
• Die erfindungsgemäße Antriebsturbine hat eine geringe Baugröße.
• Gewichtseinsparung durch Integration von mehreren Funktionen (Lagerscheibe, Sensorscheibe und Turbinenlaufrad) in einem Bauteil.
• Optimierte Führung der Lagerluft.
• Verbesserte Bremswirkung.
• Bessere Hochspannungsableitung.
• Verbesserte Stabilität und Robustheit gegen Unwuchten.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Außenansicht eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers.
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht der Antriebsturbine des Rotationszerstäubers aus Figur 1.
Figur 3 zeigt eine andere Schnittansicht der Antriebsturbine aus Figur 2.
Figur 4A zeigt eine Perspektivansicht des Laufrads der Antriebsturbine mit mehreren Turbinenschaufeln.
Figur 4B zeigt eine andere Perspektivansicht des Laufrads aus Figur 4A.
Figur 4C zeigt eine Seitenansicht des Laufrads aus den Figuren 4A und 4B.
Figur 5 zeigt eine Vergrößerung aus Figur 2 zur Verdeutlichung der Strömungswege der Turbinenabluft.
Figur 6 zeigt eine Schnittansicht der Antriebsturbine mit mehreren schematisch dargestellten Bremsluftdüsen. Figur 7 zeigt eine Schnittansicht mit einer Ableitvorrichtung zur elektrostatischen Potenzialablei- tung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird nun das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers 1 beschrieben, der zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen in einer Lackieranlage eingesetzt werden kann. Hierbei ist zu erwähnen, dass der Rotationszerstäuber 1 üblicherweise von einem mehrachsigen Lackierroboter geführt wird, der jedoch zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
Der Rotationszerstäuber 1 weist eine Antriebsturbine 2 auf, die im Lackierbetrieb einen Glockenteller 3 mit hoher Drehzahl dreht, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Der Glockenteller 3 wird hierbei mittels einer Schraubverbindung an einem distalen Wellenabschnitt 4 einer drehbar gelagerten Turbinenwelle 5 montiert, wie es ebenfalls an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierbei ist jedoch zu erwähnen, dass die Montage des Glockentellers 3 an der Turbinenwelle 5 nicht notwendigerweise durch eine Schraubverbindung erfolgen muss, da im Rahmen der Erfindung auch andere Befestigungsarten (z.B. Spannverbindung) möglich sind. Die Turbinenwelle 5 mit dem daran montierten Glockenteller 3 dreht sich dann im Lackierbetrieb um eine Rotationsachse 6.
Die Turbinenwelle 5 ist hierbei hohl und bietet in ihrem Innenraum Platz für ein hier nur schematisch dargestelltes Farbrohr 7, das mehrere Hauptnadelventile enthalten kann, wie noch detailliert beschrieben wird.
Die Antriebsturbine 2 weist ferner einen hinteren Gehäuseabschnitt 8 und einen vorderen Gehäuseabschnitt 9 auf, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
In dem vorderen Gehäuseabschnitt 9 befindet sich ein Radiallager 10, das als Luftlager ausgebildet ist und sich in axialer Richtung über einen Lagerabschnitt 11 erstreckt.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Turbinenwelle 5 in einem proximalen Lagerabschnitt 12 ein Laufrad 13 mit zahlreichen Turbinenschaufeln 14 trägt, wie insbesondere aus den Figuren 4A-4C ersichtlich ist, wobei die Turbinenschaufeln 14 hier nur schematisch dargestellt sind. An seinem Umfang ist das Laufrad 13 von einem Düsenring 15 umgeben, der über den Umfang verteilt mehrere Antriebsluftdüsen zum Anblasen der Turbinenschaufeln 14 des Laufrades 13 aufweist, wie es an sich aus EP 1 388 372 Bl bekannt ist, so dass der Inhalt dieses früheren Patents der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Antriebsturbine 2 in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Das Laufrad 13 und der Düsenring 15 grenzen an einen weiteren ortsfesten Ring 16, der eine Abluftführung 17 enthält, um die Turbinenabluft aufzunehmen. Die Abluftführung 17 in dem ortsfesten Ring 16 mündet dann schließlich in einen gemeinsamen Abluftkanal 18, der auch eine Radiallagerabluft von dem Radiallager 10 aufnimmt, wie aus Figur 3 ersichtlich ist. Diese Zusammenführung der Radiallagerabluft mit der Turbinenabluft erhöht die Ablufttemperatur am Ausgang der Turbine und verhindert dadurch Kondensationen innerhalb der Antriebsturbine 2.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass das Laufrad 13 auch Bestandteil eines Axiallagers ist, das ebenfalls eine Axiallagerabluft abgibt, die ebenfalls in den gemeinsamen Abluftkanal 18 abgeleitet wird, wie aus Figur 3 ersichtlich ist. Auch dadurch wird die Ablufttemperatur am Ausgang der Turbine erhöht, was Kondensationen innerhalb der Antriebsturbine 2 verhindert.
Weiterhin zeigt Figur 2, dass die Antriebsturbine 2 an ihrer Stirnseite einen Lenkluftdüsenkranz mit zahlreichen Lenkluftdüsen 19 aufweist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und jeweils einen Lenkluftstrahl 20 abgeben. Durch die Abgabe der Lenkluftstrahlen 20 ist es möglich, den von dem Glockenteller 3 abgegebenen Sprühstrahl des Lacks zu formen, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Lenkluft wird hierbei über einen Lenkluftkanal 21 zugeführt, wobei der Lenkluftkanal 21 aus einem Luftraum 22 mit Lenkluft gespeist wird. Der Luftraum 22 befindet sich hierbei zwischen dem vorderen Gehäuseabschnitt 9 der Antriebsturbine 2 und einer ringförmig umlaufenden Gehäuseabdeckung 23. Die Lenkluftspeisung aus dem Luftraum 22 ist in ähnlicher Form auch in EP 1 384 514 Bl beschrieben, so dass der Inhalt dieses früheren Patents der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Ferner ist zu erwähnen, dass das Laufrad 13 der Antriebsturbine 2 einen ringförmigen magnetischen Encoder 24 enthält, der eine magnetische Drehzahlmessung ermöglicht, wie es an sich aus WO 2022/157098 Al bekannt ist, so dass der Inhalt dieser Patentveröffentlichung hinsichtlich der Drehzahlmessung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Hierbei ist zu erwähnen, dass das Laufrad 13 drei technische Funktionen erfüllt. Zum einen ermöglicht das Laufrad 13 einen mechanischen Antrieb der Turbinenwelle 5 durch Anblasen der Turbinenschaufeln 14. Zum anderen ermöglicht das Laufrad 13 auch eine Drehzahlmessung mittels des ringförmigen magnetischen Encoders 24. Schließlich bildet das Laufrad 13 auch einen Teil des Axiallagers der Antriebsturbine 2. Diese Integration von drei technischen Funktionen in dem Laufrad 13 ist vorteilhaft, weil dadurch die Anzahl der erforderlichen Bauteile verringert werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Turbinenwelle 5 entlang der Rotationsachse 6 keinen einheitlichen Wellendurchmesser auf. Vielmehr ist der Außendurchmesser Dl der Turbinenwelle 5 in dem proximalen Wellenabschnitt 12 größer als der Außendurchmesser D4 der Turbinenwelle 5 in dem distalen Wellenabschnitt 4. Das Verhältnis D1:D4 liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von 1,3:1 bis 1,4:1. Dies ist vorteilhaft zur Kombination eines möglichst großen Bauraums innerhalb der Turbinenwelle 5 einerseits mit einem möglichst geringen Massenträgheitsmoment der Turbinenwelle 5 andererseits. Der Bauraum innerhalb der hohlen Turbinenwelle 5 ist hierbei so groß, dass das Farbrohr 7 entsprechend groß gestaltet werden kann, damit es insgesamt vier Hauptnadelventile aufnehmen kann.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass auch der Innendurchmesser D2 der Turbinenwelle 5 in dem proximalen Wellenabschnitt 12 größer ist als der Außendurchmesser D4 der Turbinenwelle 5 in dem distalen Wellenabschnitt 4. So liegt das Verhältnis D2:D4 vorzugsweise im Bereich von 1,1:1 bis 1,2:1. Dies ist vorteilhaft zur Kombination eines möglichst großen Bauraums innerhalb der Turbinenwelle 5 einerseits mit einem möglichst geringen Massenträgheitsmoment der Turbinenwelle 5 andererseits, wie bereits vorstehend erwähnt wurde.
Der Durchmesser D3 des Lenkluftdüsenkranzes mit den Lenkluftdüsen 19 ist vorzugsweise größer als der Außendurchmesser D4 der Turbinenwelle 5 in dem distalen Wellenabschnitt 4. Vorzugsweise liegt das Verhältnis D3:D4 im Bereich von 1,7:1 bis 1,3:1. Dies ist vorteilhaft zur verbrauchsoptimalen Lenkluftabgabe in einem geringen Abstand zur der Rotationsachse 6 der Turbinenwelle 5. Bei der Abgabe der Lenkluft in einem großen radialen Abstand zu der Rotationsachse 6 der Turbinenwelle 5 muss nämlich entsprechend mehr Lenkluft abgegeben werden, so dass die Lenkluftdüsen 19 möglichst nah an der Rotationsachse 6 liegen sollten. Ferner ist zu erwähnen, dass das Farbrohr 7 in der hohlen Turbinenwelle 5 einen bestimmten Außendurchmesser D5 aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser D2 der Turbinenwelle 5. Das Verhältnis D2:D5 liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von 1,01:1 bis 1,3:1, um ein geeignetes Druckgefälle zu erzeugen.
Aus Figur 3 ist auch ersichtlich, dass die Radiallagerabluft über einen Abluftkanal 25 in den gemeinsamen Abluftkanal 18 geleitet wird. Der Abluftkanal 18 nimmt also die Radiallagerabluft, die Axiallagerabluft und die Turbinenabluft auf.
Ferner ist aus Figur 6 ersichtlich, dass mehrere Bremsluftdüsen 26, 27, 28 vorgesehen sind, die hier nur schematisch dargestellt sind und dazu dienen, die Antriebsturbine 2 abzubremsen, indem die Turbinenschaufeln 14 entgegen der Antriebsrichtung mit Bremsluft angeblasen werden. Die Bremsluftdüsen 26-28 blasen jeweils mehrere der Turbinenschaufeln 14 mit Bremsluft an und zwar mit unterschiedlichen Anströmwinkeln, was sich als vorteilhaft erwiesen hat.
Schließlich zeigt Figur 7 noch eine Ableitvorrichtung zur elektrostatischen Potenzialableitung von der Turbinenwelle 5, was bei einer elektrostatischen Lackaufladung vorteilhaft ist.
Hierzu weist die Ableitvorrichtung eine ringförmige Ableitvorrichtung 29 auf, die aus einer Kontaktbürste bestehen kann und an der äußeren Mantelfläche der Turbinenwelle 5 aufliegt und auch eine Dichtung bildet. Die Ableitvorrichtung 29 ist über einen Ableitpfad 30 mit Masse GND verbunden, wobei der Ableitpfad 30 einen Widerstand R<10 kQ aufweist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende 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 auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen. Dies gilt insbesondere für die Ideen betreffend die Ableitvorrichtung, die Dimensionierung des Lagerspalts, die Bremsluftanströmung und die Zusammenführung der Lagerluftabführung mit der Turbinenabluft. Bezugszeichenliste
1 Rotationszerstäuber
2 Antriebsturbine des Rotationszerstäubers
3 Glockenteller
4 Distaler Wellenabschnitt der Turbinenwelle
5 Turbinenwelle
6 Rotationsachse der Turbinenwelle
7 Farbrohr in der Turbinenwelle
8 Hinterer Gehäuseabschnitt der Antriebsturbine
9 Vorderer Gehäuseabschnitt der Antriebsturbine
10 Radiallager zur Lagerung der Turbinenwelle
11 Lagerabschnitt des Radiallagers
12 Proximaler Wellenabschnitt der Turbinenwelle
13 Laufrad des Turbinenrotors
14 Turbinenschaufeln an dem Laufrad des Turbinenrotors
15 Düsenring mit Antriebsluftdüsen zum Anblasen der Turbinenschaufeln des Laufrads
16 Ortsfester Ring
17 Abluftführung
18 Abluftkanal
19 Lenkluftdüsen
20 Lenkluftstrahl
21 Lenkluftkanal
22 Luftraum für Lenkluftführung
23 Gehäuseabdeckung zur Abdeckung des Luftraums
24 Ringförmiger magnetischer Encoder am Laufrad des Turbinenrades zur Drehzahlmessung
25 Abluftkanal
26-28 Bremsluftdüsen zum Anblasen der Turbinenschaufeln des Laufrads
29 Ableitvorrichtung
30 Ableitpfad der Ableitvorrichtung
GND Masse
Dl Außendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt
D2 Innendurchmesser der Turbinenwelle in dem proximalen Wellenabschnitt
D3 Durchmesser des Lenkluftdüsenkranzes
D4 Außendurchmesser der Turbinenwelle am distalen Ende der Turbinenwelle D5 Außendurchmesser des Farbrohrs in der Turbinenwelle
R Widerstand des Ableitpfads gegen Masse

Claims

ANSPRÜCHE
1. Antriebsturbine (2) für einen Rotationszerstäuber (1), mit a) einem Turbinenrotor mit einer drehbar gelagerten Turbinenwelle (5), dadurch gekennzeichnet, b) dass die Turbinenwelle (5) entlang ihrer Drehachse (6) abgestuft ist mit verschiedenen Wellendurchmessern (Dl, D2, D4), insbesondere mit unterschiedlichen Innendurchmessern (D2) und/oder unterschiedlichen Außendurchmessern (Dl, D4).
2. Antriebsturbine (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenwelle (5) in einem proximalen Wellenabschnitt (12) einen größeren Wellendurchmesser (Dl, D2) hat als in einem distalen Wellenabschnitt (4), insbesondere einen größeren Innendurchmesser (D2) und/oder einen größeren Außendurchmesser (Dl).
3. Antriebsturbine (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Turbinenwelle (5) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) einen bestimmten Außendurchmesser (Dl) aufweist, wobei die Turbinenwelle (5) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) vorzugsweise al) mindestens ein Laufrad (13) mit mehreren Turbinenschaufeln (14) trägt und/oder a2) ein Farbrohr (7) mit einem bestimmten Farbrohraußendurchmesser (D5) enthält, b) dass die Turbinenwelle (5) zur Aufnahme eines Farbrohrs (7) des Rotationszerstäubers hohl ist und in dem proximalen Wellenabschnitt (12) einen bestimmten Innendurchmesser (D2) aufweist, wobei der Innendurchmesser (D2) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) vorzugsweise im Bereich von 25 mm bis 35 mm liegt, insbesondere im Bereich von 28 mm bis 32 mm liegt, insbesondere mit einem Innendurchmesser von 30,5 mm ± 0,5 mm, c) dass die Antriebsturbine (2) mindestens einen ringförmigen Lenkluftdüsenkranz mit mehreren Lenkluftdüsen (19) aufweist, wobei der Lenkluftdüsenkranz einen bestimmten Durchmesser (D3) hat, und/oder d) dass die Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4) einen bestimmten Außendurchmesser (D4) hat und vorzugsweise eine Montageschnittstelle aufweist, insbesondere ein Schraubgewinde, um einen Glockenteller (3) an der Turbinenwelle (5) zu montieren.
4. Antriebsturbine (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Außendurchmesser (Dl) der Turbinenwelle (5) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) größer ist als der Außendurchmesser (D4) der Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4), um vorzugsweise einen maximalen Bauraum in dem proximalen Wellenabschnitt (12) mit einem minimalen Massenträgheitsmoment der Turbinenwelle (5) zu kombinieren, und/oder b) dass zwischen dem Außendurchmesser (Dl) der Turbinenwelle (5) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) einerseits und dem Außendurchmesser (D4) der Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4) andererseits ein Verhältnis besteht, das im Bereich von 1,1:1 bis 1,6:1 liegt, insbesondere im Bereich von 1,3:1 bis 1,4:1.
5. Antriebsturbine (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Innendurchmesser (D2) der Turbinenwelle (5) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) größer ist als der Außendurchmesser (D4) der Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4), um vorzugsweise einen maximalen Bauraum in dem proximalen Wellenabschnitt (12) mit einem minimalen Massenträgheitsmoment der Turbinenwelle (5) zu kombinieren, und/oder b) dass zwischen dem Innendurchmesser (D2) der Turbinenwelle (5) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) einerseits und dem Außendurchmesser (D4) der Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4) andererseits ein Verhältnis besteht, das im Bereich von 1,05:1 bis 1,4:1 liegt, insbesondere im Bereich von 1,1:1 bis 1,2:1.
6. Antriebsturbine (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Durchmesser (D3) des Lenkluftdüsenkranzes größer ist als der Außendurchmesser (D4) der Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4), und/oder b) dass zwischen dem Durchmesser (D3) des Lenkluftdüsenkranzes einerseits und dem Außendurchmesser (D4) der Turbinenwelle (5) in dem distalen Wellenabschnitt (4) andererseits ein Verhältnis besteht, das im Bereich von 1,1:1 bis 1,9:1 liegt, insbesondere im Bereich von 1,7:1 bis 1,3:1, um vorzugsweise die Lenkluft zur verbrauchsoptimalen Lenkluftnutzung in einem geringen Abstand zur Drehachse (6) der Turbinenwelle (5) abzugeben.
7. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) ein Radiallager (10) zur Lagerung der Turbinenwelle (5) in einem Lagerabschnitt (11) innerhalb des proximalen Wellenabschnitts (12), insbesondere als Luftlager, b) ein Verhältnis von maximal 1,3:1, 1,2:1 oder 1,15:1 zwischen dem Außendurchmesser (Dl) der Turbinenwelle (5) in dem Lagerabschnitt (11) einerseits und dem Innendurchmesser (D2) der Turbinenwelle (5) in dem Lagerabschnitt (11) andererseits, um vorzugsweise ein geringes Trägheitsmoment der Turbinenwelle (5) zu erreichen.
8. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Turbinenwelle (5) hohl ist und innen das Farbrohr (7) mit dem Farbrohraußendurchmesser (D5) enthält, und b) dass zwischen dem Innendurchmesser der Turbinenwelle (5) (D2) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) einerseits und dem Farbrohraußendurchmesser (D5) andererseits ein Verhältnis besteht, das im Bereich von 1,005:1 bis 1,5:1 liegt, insbesondere im Bereich von 1,01:1 bis 1,3:1, um vorzugsweise ein geeignetes Druckgefälle zu erzeugen.
9. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Antriebsturbine (2) zur Lagerung der Turbinenwelle (5) ein Axiallager mit einer rotierenden Lagerscheibe aufweist, insbesondere als Luftlager, b) dass die Antriebsturbine (2) zur Drehzahlerfassung einen Drehzahlsensor mit einer rotierenden Sensorscheibe aufweist, c) dass die Antriebsturbine (2) ein Laufrad (13) mit mehreren Turbinenschaufeln (14) aufweist, und d) dass die Lagerscheibe, die Sensorscheibe und das Laufrad (13) in einem Bauteil integriert sind.
10. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass zur Lagerung der Turbinenwelle (5) ein Axiallager vorgesehen ist, das als Luftlager ausgeführt ist und im Betrieb Axiallagerabluft abgibt, b) dass zur Lagerung der Turbinenwelle (5) ein Radiallager (10) vorgesehen ist, das als Luftlager ausgeführt ist und im Betrieb Radiallagerabluft abgibt, c) dass die Antriebsturbine (2) im Betrieb durch Antriebsluft angetrieben wird und Turbinenabluft abgibt, d) dass die Radiallagerabluft in der Antriebsturbine (2) zumindest teilweise mit der Turbinenabluft zusammengeführt wird, insbesondere mit einem Anteil im Bereich von 35%-75% der Radiallagerabluft, um die Temperatur der Turbinenabluft zu erhöhen und dadurch Kondensationen zu vermeiden, und/oder e) dass die Axiallagerabluft in der Antriebsturbine (2) zumindest teilweise mit der Turbinenabluft zusammengeführt wird, insbesondere mit einem Anteil im Bereich von 25%-65% der Axiallagerabluft, um die Temperatur der Turbinenabluft zu erhöhen und dadurch Kondensationen zu vermeiden.
11. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Turbinenrotor mindestens ein Laufrad (13) mit mehreren Turbinenschaufeln (14) aufweist, b) dass die Antriebsturbine (2) mindestens eine Antriebsluftdüse aufweist zum Anblasen der Turbinenschaufeln (14) in einer Antriebsdrehrichtung zum Antrieb des Turbinenrotors, c) dass die Antriebsturbine (2) mehrere Bremsluftdüsen (26-28) aufweist zum Anblasen der Turbinenschaufeln (14) entgegen der Antriebsdrehrichtung zum Abbremsen des Turbinenrotors, d) dass die Bremsluftdüsen (26-28) über den Umfang verteilt angeordnet sind, e) dass die einzelnen Bremsluftdüsen (26-28) jeweils mindestens zwei oder mindestens drei der Turbinenschaufeln (14) mit unterschiedlichen Anströmwinkeln anströmen, f) dass die Turbinenschaufeln (14) vorzugsweise alle gleich ausgebildet sind ohne eine zusätzliche, anders geformte Turbinenschaufel zum Abbremsen der Antriebsturbine (2).
12. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Antriebsturbine (2) zur elektrischen Potentialableitung von der Turbinenwelle (5) eine Ableitvorrichtung (29, 30, R) aufweist, und/oder b) dass die Ableitvorrichtung (29, 30, R) einen Ableitpfad (30) gegen Masse (GND) bildet, wobei der Ableitpfad (30) einen Widerstand (R) von weniger als 10 kQ aufweist, und/oder c) dass der Ableitpfad (30) die Turbinenwelle (5) an deren distalem Wellenabschnitt (4) kontaktiert, insbesondere in einem axialen Abstand von weniger als 5 cm, 3 cm, 2 cm oder 1 cm zum distalen Ende der Turbinenwelle (5), und/oder d) dass die Ableitvorrichtung (29, 30, R) die Turbinenwelle (5) ringförmig umgibt und zwar in axialer Richtung zwischen dem Radiallager (10) und dem distalen Ende der Turbinenwelle (5), und/oder e) dass die Ableitvorrichtung (29, 30, R) eine Dichtung bildet, die das Radiallager (10) gegenüber der Umgebung abdichtet, und/oder f) dass die Ableitvorrichtung (29, 30, R) zur elektrischen Kontaktierung der Turbinenwelle (5) eine Kontaktbürste (29) oder eine Folie oder einen Ableitring aufweist.
13. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Turbinenwelle (5) in einem Radiallager (10) drehbar gelagert ist, b) dass sich das Radiallager (10) in axialer Richtung über einen bestimmten Lagerabschnitt (11) erstreckt, der innerhalb des proximalen Wellenabschnitts (12) liegt, c) dass das Radiallager (10) einen bestimmten Lagerspalt in radialer Richtung aufweist, und d) dass das Verhältnis zwischen der axialen Länge des Lagerabschnitts (11) einerseits und dem radialen Lagerspalt des Radiallagers (10) andererseits im Bereich von 1000:1 bis 8000:1 liegt, insbesondere im Bereich von 2000:1 bis 6000:1, um vorzugsweise eine ausreichende Stabilität und eine geringe Lagerverlustleistung des Radiallagers (10) zu erreichen.
14. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Turbinenwelle (5) hohl ist, b) dass die hohle Turbinenwelle (5) mehrere Hauptventile enthält, um die Beschichtungsmittelabgabe des Rotationszerstäubers zu steuern, wobei sich stromabwärts hinter den Hauptventilen kein weiteres Ventil befindet, c) dass die Anzahl der Hauptventile in der hohlen Turbinenwelle (5) größer ist als zwei oder drei, insbesondere gleich vier, und/oder d) dass die Hauptventile jeweils als Nadelventil ausgebildet sind mit einer verschiebbaren Ventilnadel, die in Abhängigkeit von ihrer Stellung einen Ventilsitz entweder freigibt oder verschließt.
15. Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Turbinenwelle (5) nur zwei unterschiedliche Wellendurchmesser hat, nämlich den größeren Wellendurchmesser (Dl) in dem proximalen Wellenabschnitt (12) und den kleineren Wellendurchmesser (D4) in dem distalen Wellenabschnitt (4), und/oder b) dass die Antriebsturbine (2) ein Turbinengehäuse (9) aufweist und die Turbinenwelle (5) mit dem distalen Wellenabschnitt (4) in axialer distaler Richtung aus dem Turbinengehäuse (9) herausragt, und/oder c) dass die Turbinenwelle (5) an ihrem distalen Ende eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Glockentellers (3) aufweist, insbesondere ein Schraubgewinde zum Aufschrauben des Glockentellers (3) auf die Turbinenwelle (5), insbesondere als Außengewinde oder als Innengewinde, und/oder d) dass der Übergang zwischen den verschiedenen Wellendurchmessern der Turbinenwelle (5) sprunghaft oder kontinuierlich erfolgt, und/oder e) dass die Antriebsturbine (2) eine Axialturbine oder eine Radialturbine ist.
16. Rotationszerstäuber (1) mit einer Antriebsturbine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Turbinenwelle (5) für eine Antriebsturbine (2) eines Rotationszerstäubers (1), insbesondere für eine Antriebsturbine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenwelle (5) entlang ihrer Drehachse (6) abgestuft ist mit verschiedenen Wellendurchmessern (Dl, D2, D4), insbesondere mit unterschiedlichen Innendurchmessern (D2) und/oder unterschiedlichen Außendurchmessern (Dl, D4).
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