WO2023066673A1 - Glockenteller und rotationszerstäuber mit einem solchen glockenteller - Google Patents

Glockenteller und rotationszerstäuber mit einem solchen glockenteller Download PDF

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WO2023066673A1
WO2023066673A1 PCT/EP2022/077823 EP2022077823W WO2023066673A1 WO 2023066673 A1 WO2023066673 A1 WO 2023066673A1 EP 2022077823 W EP2022077823 W EP 2022077823W WO 2023066673 A1 WO2023066673 A1 WO 2023066673A1
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WO
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clamping
bell cup
rotary atomizer
hollow shaft
clamping ring
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PCT/EP2022/077823
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English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Martin
Martin Stiegler
Bernhard Seiz
Thomas Buck
Original Assignee
Dürr Systems Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1035—Driving means; Parts thereof, e.g. turbine, shaft, bearings
    • B05B3/1042—Means for connecting, e.g. reversibly, the rotating spray member to its driving shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • 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
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    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1064—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces the liquid or other fluent material to be sprayed being axially supplied to the rotating member through a hollow rotating shaft

Definitions

  • the invention relates to a bell cup for a rotary atomizer for spraying off coating material (e.g. paint). Furthermore, the invention relates to a rotary atomizer with such a bell cup.
  • coating material e.g. paint
  • rotary atomizers are usually used as application devices, which rotate a bell cup by means of a turbine, which sprays the paint off a ring-shaped peripheral spray edge.
  • the bell cup is usually mounted on the turbine shaft of the rotary atomizer by means of a screw connection with a fine thread.
  • this type of attachment of the bell cup to the turbine shaft of the rotary atomizer has various disadvantages.
  • a disadvantage of the screw connection is that the fine thread can become dirty, which requires a relatively time-consuming cleaning of the fine thread, since contamination of the fine gain also causes an imbalance in the bell cup, which in the worst case can lead to bearing failure.
  • a further disadvantage of the known type of fastening is that numerous revolutions of the bell cup relative to the turbine shaft are required in order to screw the bell cup onto the turbine shaft.
  • the object of the invention is therefore to improve the attachment of a bell cup to a rotary atomizer.
  • the invention solves this problem with a bell cup according to the invention according to the main claim.
  • the bell cup according to the invention is used for mounting on a rotary atomizer for spraying off coating material (e.g. paint).
  • coating material e.g. paint
  • the invention is not limited to bell cups that are provided for the application of paint. Rather, the bell cup according to the invention can also be designed for the application of other coating agents. The invention is therefore not limited to paint with regard to the coating agent to be applied.
  • bell cup used within the scope of the invention is to be understood in general terms and also includes, for example, spray disks of disk atomizers. However, the bell cup according to the invention is preferably a bell cup in the actual sense.
  • the bell cup according to the invention has, in accordance with the known bell cups, first of all a spray body with an annular spray edge for spraying off the coating agent.
  • the bell cup according to the invention in accordance with the known bell cups, has a hub part for mounting the bell cup on a rotatable hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the hub part and the spray-off body in the preferred exemplary embodiment of the invention are separate components which can be connected to one another, for example, by a screw connection.
  • the spray body and the hub part are in one piece and together form a single component.
  • the bell cup according to the invention also has a fastening device in order to fasten the bell cup to the hollow shaft of the rotary atomizer in a form-fitting manner.
  • the bell cup according to the invention is now distinguished from the prior art by the structural design and functioning of this fastening device.
  • this is not a screw connection.
  • the fastening device in the bell cup according to the invention has an annular clamping surface in the outer lateral surface of the hub part that is inclined to the axis of rotation of the bell cup and which, when installed, forms a contact surface for a clamping element (e.g. clamping ball) of the rotary atomizer to rest around the bell cup with an axial clamping force on the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the fastening device according to the invention therefore has no screw connection, but instead provides a clamping connection.
  • connection between the bell cup on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other hand is therefore preferably carried out without a screw connection within the scope of the invention.
  • the fastening device according to the invention can have screw connections between the individual components of the fastening device. However, these screw connections are not used to establish the connection between the bell cup on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other.
  • the fastening device according to the invention initially serves to mechanically fasten the bell cup to the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the fastening device according to the invention can also fulfill another function, namely the centering of the bell cup on the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the hub part of the bell cup can have a centering cone on the outside for contact with a centering cone of complementary shape in the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the hollow shaft of the rotary atomizer thus has a centering cone on the inside at its distal end, which widens in the distal direction.
  • the centering cone on the hub part of the bell cup has a centering cone on the outside, which tapers in the proximal direction.
  • the two centering cones of the hub part on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other hand are preferably aligned concentrically to the axis of rotation of the bell cup and have the same cone angle in order to enable a good centering effect.
  • the clamping connection mentioned above causes an axial clamping force with which the bell cup is pressed in the axial direction onto the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the conical surfaces of the two centering cones of the hub part on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other hand are pressed against each other axially, which then leads to a good centering effect.
  • the hub part of the bell cup therefore preferably has a flat surface on the outside, which is intended to form an axial stop for the bell cup.
  • the planar surface on the hub part therefore preferably runs in an annular and concentric manner with respect to the axis of rotation of the bell cup and is preferably aligned at right angles to the axis of rotation of the bell cup.
  • the flat surface on the hub part of the bell cup then rests against the end face of the hollow shaft of the rotary atomizer in the assembled state, as a result of which an axial stop is formed.
  • the flat surface on the hub part of the bell cup preferably adjoins the centering cone in the axial direction along the axis of rotation, with the flat surface preferably being located in the axial direction between the centering cone and the spraying edge of the bell cup.
  • the above-mentioned clamping connection between the bell cup on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other hand is preferably produced by a clamping ring, which is not part of the bell cup but is located in the associated fastening device in the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • This clamping ring is preferably screwed into the hollow shaft of the rotary atomizer. This means that a rotation of the clamping ring in the hollow shaft of the rotary atomizer also leads to a corresponding axial displacement of the clamping ring, which can be used to generate the necessary axial clamping forces.
  • the turning of the clamping ring to generate the required clamping forces is preferably carried out by the bell cup during assembly of the bell cup.
  • the hub part of the bell cup can have a receptacle for a driver, with the driver protruding as a projection in the axial direction from the clamping ring in the hollow shaft of the rotary atomizer and, in the assembled state, protruding in the axial direction into the receptacle in the hub part of the bell cup, so that the Bell plate rotates the clamping ring when rotating during assembly.
  • the bell cup is first placed on the hollow shaft in such a way that the driver on the clamping ring protrudes into the receptacle in the hub part of the bell cup.
  • the clamping ring is then rotated during the subsequent rotation of the bell cup, which leads to a corresponding axial displacement of the clamping ring.
  • the bell cup is then rotated until the centering cones on the hollow shaft of the rotary atomizer on the one hand and on the hub part on the other hand lie on top of each other and the Flat surface on the hub part strikes the end face of the hollow shaft.
  • the invention includes a further aspect of the invention which relates to the flushing of the bell cup.
  • the bell cup according to the invention in accordance with the known bell cups, has an outer lateral surface which, for example, runs conically and leads to the spray edge of the bell cup on the outside. This outer surface can get dirty in the painting shop and must therefore be cleaned occasionally.
  • the bell cup according to the invention in accordance with the known bell cups, preferably has an external rinsing space which is preferably located on the rear side of the bell cup. During a rinsing process, rinsing agent is then introduced into the outer rinsing space of the bell cup.
  • the rinsing agent then automatically reaches the outer surface of the bell cup from the external rinsing area, which leads to the cleaning of the outer surface there.
  • the distribution of the flushing agent on the outer lateral surface of the bell cup can be promoted here by directing air, which is blown from behind essentially axially onto the outer lateral surface of the bell cup.
  • the bell cup according to the invention has an outer rinsing channel in accordance with the known bell discs, the outer rinsing channel starting from a detergent feed in the interior of the bell disc and opening into the outer rinsing chamber at its outlet opening.
  • the mode of operation of the external flushing described above is also described, for example, in EP 0 715 896 A2 and EP 2 464 459 B1.
  • the hub part on the one hand and the spraying body on the other hand can be separate components that are connected to one another, for example by a screw connection, in particular with an internal thread on the hub part and an external thread on the spraying body of the bell cup. This allows the external flushing channel to run between the hub part and the spray body over part of its length.
  • the external rinsing channel in the area between the hub part and the spray body is preferably an annular channel that runs around the entire circumference in a ring shape.
  • the outlet opening of the outer rinsing channel opens into the outer rinsing space of the bell cup in order to introduce the rinsing agent into the outer rinsing space.
  • the external rinsing channel can form a deflection that causes a change in direction of the flow of rinsing agent in the external rinsing channel.
  • the flushing agent flow in the external flushing channel runs upstream in front of the outlet opening, preferably in the distal direction at an angle to the axis of rotation of the bell cup. Downstream behind the deflection, the rinsing agent then preferably enters the outer rinsing space in the proximal direction, different exit angles relative to the axis of rotation of the bell cup being possible.
  • the flushing agent flow enters the outside flushing chamber essentially parallel to the axis of rotation of the bell cup from the outlet opening of the outside flushing channel, with a tolerance range of ⁇ 10°, ⁇ 5° or ⁇ 2° being possible.
  • the flushing agent flow exiting from the outlet opening of the external flushing channel into the external flushing chamber is inclined outwards, for example at an exit angle of 15° relative to the axis of rotation of the bell cup, with a tolerance range of ⁇ 10°, ⁇ 5° or ⁇ 2° is possible.
  • the flushing agent flow emerging from the outlet opening of the external flushing channel into the external flushing chamber is inclined inward, in particular with an exit angle to the axis of rotation of the bell cup of at least 15°, 20° or 25°, with a tolerance range of ⁇ 10°, ⁇ 5° or ⁇ 2° is possible.
  • the purpose of this inward tilt is to allow the detergent to detach and swirl around the edge so that it gets everywhere.
  • the spray body and the hub part can be in one piece and thus form a single component.
  • the spray body on the one hand and the hub part on the other hand are separate components that are mechanically connected to one another, for example by screwing the hub part to the spray body, in particular with an internal thread on the hub part and an external thread on the spray body.
  • the invention also claims protection for a correspondingly adapted rotary atomizer.
  • the rotary atomizer according to the invention initially has a rotatably mounted hollow shaft in order to rotate the bell cup during operation, the hollow shaft being able to be driven, for example, by a turbine, as is known from the prior art and is therefore not needs to be described in more detail.
  • the rotary atomizer according to the invention also has a fastening device which makes it possible to attach the bell cup to the hollow shaft of the rotary atomizer in a form-fitting manner.
  • the fastening device allows - as already mentioned - a screw connection between the bell cup on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other hand.
  • the fastening device in the hollow shaft of the rotary atomizer has at least one clamping element (e.g. clamping ball) which is used to rest on a corresponding clamping surface on the hub part of the bell cup in order to clamp the bell cup with an axial clamping force on the hollow shaft of the tighten the rotary atomizer.
  • clamping element e.g. clamping ball
  • the at least one clamping element is a clamping ball, which has a freedom of movement in the radial direction in the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the clamping element In a radially inner clamping position, the clamping element then clamps the bell cup firmly on the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the clamping element In contrast, in a radially outer unclamped position, the clamping element releases the bell cup in order to enable assembly or disassembly of the bell cup.
  • a cage e.g. ball cage
  • the cage preferably being arranged with the clamping element (e.g. clamping ball) inside the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the external thread of the cage can be screwed into a corresponding internal thread of the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • clamping element eg clamping ball
  • a clamping ring can be provided which is in the annular gap between the cage and the hollow shaft of the rotary atomizer can be arranged.
  • This clamping ring is preferably connected to the hollow shaft of the rotary atomizer by a screw connection, the screw connection having an external thread on the clamping ring and an internal thread in the hollow shaft of the rotary atomizer, so that rotation of the clamping ring relative to the hollow shaft of the rotary atomizer results in a corresponding axial displacement of the clamping ring in the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • the clamping ring preferably has a clamping surface that is angled toward the axis of rotation of the bell cup and widens in the proximal direction, so that the clamping ring presses the clamping element radially inward into the clamping position when it moves in the proximal direction.
  • the clamping ring is rotated in the hollow shaft, which leads to a corresponding axial displacement of the clamping ring, so that the clamping ring finally presses the at least one clamping element (e.g. clamping ball) from the external unclamping position into the internal clamping position.
  • the at least one clamping element e.g. clamping ball
  • the clamping ring is rotated during the fastening process, which then leads to a corresponding axial displacement of the clamping ring in the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • This rotation of the clamping ring is preferably brought about by the bell cup, which is first placed during a fastening process and then rotated relative to the turbine shaft.
  • This rotation of the clamping ring by the bell cup is made possible by the fact that a driver protrudes from the clamping ring in the axial distal direction and engages in a corresponding receptacle in the hub part of the bell cup, so that the bell cup rotates the clamping ring when it is rotated during assembly or disassembly .
  • a certain axial clamping force acts on the rotatable clamping ring, whereby this axial clamping force is converted into a corresponding surface-normal clamping force due to the inclination of the clamping surface of the clamping ring, which is applied to the clamping element (e.g. clamping ball).
  • the clamping surface of the clamping ring is angled to the axis of rotation of the bell cup in such a way that a certain force transmission ratio is established between the axial clamping force on the clamping ring on the one hand and the clamping force normal to the surface on the clamping element on the other.
  • This power transmission ratio is preferably at most 1:8 and is preferably greater than 1:1, 1:2, 1:4 or 1:6.
  • the clamping force normal to the surface on the clamping element is therefore preferably significantly greater than the axial clamping force on the clamping ring.
  • a certain frictional force occurs in the screw connection between the clamping ring on the one hand and the hollow shaft of the rotary atomizer on the other hand, which depends on the axial clamping force on the clamping ring.
  • the ratio between the frictional force of the screw connection on the one hand and the axial clamping force on the clamping ring on the other hand is preferably at least 0.5:1, 1:1 or 1:2 and is preferably at most 1:6.
  • the cage e.g., ball cage
  • the cage preferably includes multiple pairs of locking elements (e.g., locking balls), wherein the pairs of locking elements may be circumferentially distributed.
  • the pairs of clamping elements are distributed evenly over the circumference, with three pairs being able to be provided, for example.
  • the distance between the clamping elements within a pair of clamping elements is preferably smaller than the distance between the clamping elements of adjacent pairs.
  • the at least one clamping element e.g. clamping ball
  • the at least one clamping element can be made of steel, ceramic, plastic or glass, to name just a few material examples.
  • the at least one clamping element bears against a counterpart during operation, which is the clamping surface which is preferably formed on the hub part of the bell cup. It is advantageous here if the at least one clamping element (e.g. clamping ball) on the one hand and the clamping surface on the other consist of different materials, since such a material pairing has proven to be advantageous.
  • the at least one clamping element e.g. clamping ball
  • the at least one clamping element can be made of ceramic, while the clamping surface or the hub part is made of steel, in particular hardened steel.
  • other material pairings of materials to be used which have different material properties, in particular with regard to their properties
  • the individual clamping elements eg clamping balls
  • the individual clamping elements preferably have a diameter in the range of 1 mm - 5 mm.
  • clamping elements can be 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, for example.
  • clamping connection between the angled clamping surface of the clamping ring on the one hand and the clamping element (e.g. clamping ball) on the other hand is preferably self-locking.
  • clamping ring can have a wavy section in longitudinal section in order to make the clamping ring elastically flexible in the axial direction.
  • the fastening devices in the rotary atomizer and in the bell cup preferably also contain screw connections.
  • screw connections There is a risk that such screw connections will come loose during operation.
  • a blockage in the hollow shaft of the rotary atomizer leads to a sudden braking of the hollow shaft, which means that the threaded connections are also subjected to a corresponding torque.
  • the threaded connections are therefore preferably right-hand threads, while the rotary atomizer is preferably designed such that it rotates the hollow shaft to the left during the painting operation, i.e. counterclockwise when viewed axially in the distal direction. Braking or even a blockage of the hollow shaft of the rotary atomizer then causes the threaded connections to be tightened.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a bell cup according to the invention in the assembled state on a rotary atomizer.
  • FIG. 2 shows a detailed view from FIG. 1 with a clamping ball for clamping the bell cup on the hollow shaft of the rotary atomizer.
  • FIG. 3 shows a detailed view from FIG. 1 to explain the external flushing according to the invention, the bold arrows showing the course of the flushing agent flow.
  • FIGS. 4A-4C show different variants of the invention for the external flushing with different exit angles of the flushing liquid into the external flushing space of the bell cup.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a bell cup according to the invention with the fastening device according to the invention.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the fastening device according to the invention with three pairs of clamping balls.
  • FIG. 7 shows a detailed view from FIG. 1 with the centering cones of the bell cup on the one hand and the hollow shaft on the other hand.
  • Figures 8A-8DE show various phases during an assembly process.
  • the drawings show a bell cup 1, which is partially of conventional design and rotates about an axis of rotation 2 during operation, as will be described in detail below.
  • the bell cup 1 comprises, in a conventional manner, a spraying body 3 with a spraying edge 4 running around it in the form of a ring for spraying off the paint to be applied.
  • a distributor disk receptacle 5 is arranged centrally on its end face in the spray body 3 , a distributor disk 6 being fastened to the distributor disk receptacle 5 .
  • the distributor disk 6 has the task of distributing paint supplied centrally and axially radially outwards on an overflow surface 7 so that the paint then travels outwards along the overflow surface 7 to the annular spray edge 4 and is sprayed off there.
  • the spray body 3 of the bell cup 1 has an outer lateral surface 8 that is conically shaped and widens in the distal direction, with the lateral surface 8 leading to the spray edge 4 .
  • this outer lateral surface 8 becomes soiled with paint residues, which occasionally makes it necessary to clean the outer lateral surface 8 of the bell cup 1 .
  • the spray body 3 has an external rinsing chamber 9 on its rear side, into which rinsing agent is introduced during a cleaning process, as will be described in detail below.
  • the rinsing agent then automatically moves outwards from the outer rinsing chamber 9 onto the outer lateral surface 8 of the bell cup 1, with the distribution of the rinsing agent on the outer lateral surface 8 being able to be supported by directing air which is directed from the rear in the axial direction against the outer lateral surface 8 is blown.
  • FIG. 1 shows a rotary atomizer 10 with a hollow shaft 11 which is rotated by an air turbine, as is known per se from the prior art, so that the air turbine is not shown for the sake of simplicity.
  • the hollow shaft 11 has a centering cone 12 on the inside, as can be seen in particular from FIG.
  • the centering cone 12 is used for the exact centering of the bell cup 1 on the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10, as will be described in detail.
  • the bell cup 1 also has a hub part 13 which is firmly screwed to the spray body 3 of the bell cup 1 .
  • the hub part 13 also has a centering cone 14 on the outside, as can be seen in particular from FIG.
  • the centering cones 12, 14 of the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10 on the one hand and the hub part 13 of the bell cup 1 on the other hand have the same cone angle and are in contact with one another in the assembled state, as can be seen in particular from Figure 7, as a result of which the bell cup 1 is positioned on the hollow shaft 11 of the Rotary atomizer 10 is centered.
  • the hub part 13 of the bell cup 1 has an annular circumferential planar surface 15 which is aligned at right angles to the axis of rotation 2 of the bell cup 1, as can be seen in particular from FIG.
  • the flat surface 15 forms an axial stop for the bell cup 1 and, in the assembled state, lies against an end face 16 of the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10, as can be seen clearly in FIG.
  • the centering cones 12, 14 resting against one another bring about centering, while the flat surface 15 forms an axial stop for the bell cup 1 with the end face 16.
  • a ball cage 17 is screwed into the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10, the ball cage 17 holding a plurality of clamping balls 18 in a radially movable and captive manner.
  • the clamping balls 18 have a radial range of motion between an external unclamping position and an internal clamping position, as will be described in detail below.
  • the clamping ring 19 has a clamping surface 21 which is inclined relative to the axis of rotation 2 of the bell cup 1, as shown in particular in FIG. During a fastening process, the clamping surface 21 presses on the clamping ball 18 and can press it out of the radially outer unclamping position into the radially inner clamping position.
  • the hub part 13 of the bell cup 1 has a corresponding clamping surface 22 at its proximal end. If the clamping ring 19 now presses the clamping ball 18 with its clamping surface 21 from the radially outer unclamping position into the radially inner clamping position, the clamping ball 18 presses against the clamping surface 22 on the hub part 13, as a result of which the bell cup 1 presses axially on the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10 is clamped.
  • the clamping ring 19 presses against the clamping ball 18 with a certain axial clamping force F AXIAL. Due to the inclination of the clamping surface 21 of the clamping ring 19 relative to the axis of rotation 2 of the bell cup 1, a surface-normal clamping force FSPANN acts on the clamping ball 18. The inclination of the clamping surface 21 thus causes a force conversion between the axial clamping force FAXIAL and the surface-normal clamping force FSPANN- The force conversion can have a force transmission ratio of, for example, 1:4, ie the surface-normal clamping force FSPANN is four times as great as the axial clamping force FAXIAL-
  • the rotation of the bell cup 1 thus leads to a corresponding rotation of the clamping ring 19, which is also displaced axially in the process.
  • the axial displacement of the clamping ring 19 then causes the clamping balls 18 to press radially inwards against the clamping surface 22 at the proximal end of the hub part 13 , as a result of which the hub part 13 is clamped axially in the hollow shaft 11 .
  • the hub part 13 on the one hand and the spray body 3 of the bell cup 1 on the other hand are separate components which are connected to one another by a screw connection 25, as can be seen in FIG. 3, for example.
  • a paint nozzle 26 runs in the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10 and has two tasks, as is also described in principle in EP 2 464459 B1.
  • the paint nozzle 26 supplies the paint to be applied via a central paint channel 27, which paint then impinges axially on the distributor disk 7 and is deflected outwards.
  • the paint nozzle contains an external flushing channel 28, as can be seen in particular from FIG.
  • the external scavenging channel 28 also directs the scavenging agent forwards to the distributor disc 6 .
  • another external scavenging channel 29 branches off from the external scavenging channel 28 and directs part of the scavenging agent to the outside into the external scavenging chamber 9 .
  • the external flushing channel 29 runs on a section 30 here between the hub part 13 and the spray body 3 forms a there ring canal. With its outlet opening 31, the external scavenging channel 29 then opens into the external scavenging chamber 9.
  • the external rinsing channel 29 forms a deflection for the rinsing agent flow, as can be seen in different variants from FIGS. 4A-4C.
  • the flushing agent emerges from the outlet opening 31 at an exit angle a relative to the axis of rotation 2 .
  • the exit angle a 0, i.e. the flushing agent exits from the exit opening 31 in the proximal direction parallel to the axis of rotation 2 .
  • the purpose of this inward tilt is to allow the detergent to detach and swirl around the edge so that it gets everywhere.
  • Figures 8A-8C show different stages in the assembly of the bell cup 1 on the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10.
  • FIG. 8C shows the assembly stage.
  • the bell cup 1 has already been placed further in the axial direction onto the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10 .
  • the bell cup 1 is not yet at its axial stop, which is formed by the flat surface 15 on the hub part 13 on the one hand and the end face 16 of the hollow shaft 11 on the other hand.
  • FIG. 8D shows the final assembly stage.
  • the plane surface 15 on the hub part 13 of the bell cup 1 rests against the end face 16 of the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10 and thus forms an axial stop.
  • the conical surfaces of the centering cones 12, 14 lie on top of each other and cause the bell cup 1 to be precisely centered on the hollow shaft 11 of the rotary atomizer 10.
  • the clamping ring 19 is turned in the screw connection 20 so far that it is axially displaced so far that it presses the clamping ball 18 radially inwards with its clamping surface 21 into the clamping position.
  • the clamping ball 18 presses against the clamping surface 22 at the proximal end of the hub part 13, as a result of which the hub part 13 and thus also the entire bell cup 1 in the hollow shaft 11 is clamped axially.
  • the clamping ring 19 has a corrugated section 32 which enables elastic flexibility of the clamping ring 19 in the axial direction.
  • FIG. 6 also shows that three pairs of clamping balls 18 are distributed over the circumference.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Glockenteller (1) für einen Rotationszerstäuber (10) zum Absprühen von Beschichtungsmittel (z.B. Lack), mit einem Absprühkörper (3) mit einer ringförmig umlaufenden Absprühkante (4) zum Absprühen des Beschichtungsmittels, einem Nabenteil (13) zur Montage des Glockentellers (1) an einer drehbaren Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10), und einer Befestigungseinrichtung (17-20, 23, 24) zur formschlüssigen Befestigung des Glockentellers (1) an der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10). Die Erfindung sieht vor, dass die Befestigungseinrichtung (17-20, 23, 24) in der äußeren Mantelfläche des Nabenteils (13) eine ringförmig umlaufende und zur Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) geneigte Spannfläche zur Anlage eines Spannelements (18) des Rotationszerstäubers (10) aufweist, um den Glockenteller (1) mit einer axialen Spannkraft auf der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) festzuspannen.

Description

BESCHREIBUNG
Glockenteller und Rotationszerstäuber mit einem solchen Glockenteller
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Glockenteller für einen Rotationszerstäuber zum Absprühen von Beschichtungsmittel (z.B. Lack). Weiterhin betrifft die Erfindung einen Rotationszerstäuber mit einem solchen Glockenteller.
Hintergrund der Erfindung
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Applikationsgeräte üblicherweise Rotationszerstäuber eingesetzt, die mittels einer Turbine einen Glockenteller drehen, der den Lack von einer ringförmig umlaufenden Absprühkante absprüht. Der Glockenteller wird hierbei üblicherweise mittels einer Schraubverbindung mit einem Feingewinde an der Turbinenwelle des Rotationszerstäubers montiert. Diese Art der Befestigung des Glockentellers an der Turbinenwelle des Rotationszerstäubers weist jedoch verschiedene Nachteile auf.
Ein Nachteil der Schraubverbindung besteht darin, dass das Feingewinde verschmutzen kann, was eine relativ zeitaufwendige Reinigung des Feingewindes erfordert, da eine Verschmutzung des Feingewinnes auch eine Unwucht des Glockentellers verursacht, was im schlimmsten Fall zu einem Lagerausfall führen kann.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Befestigungsart besteht darin, dass zahlreiche Umdrehungen des Glockentellers relativ zu der Turbinenwelle erforderlich sind, um den Glockenteller auf die Turbinenwelle aufzuschrauben.
Darüber hinaus besteht bei dieser Befestigungsart mittels einer Schraubverbindung die Gefahr, dass der Glockenteller relativ zu der Turbinenwelle verkanten kann, was dann beim Aufschrauben zu einer Beschädigung des Feingewindes führen kann.
Ferner besteht bei einem ruckartigen Abbremsen des Glockentellers bzw. bei einem Blockieren der Lagereinheit in der Turbine des Rotationszerstäubers die Gefahr eines Lösens der Schraubverbindung aufgrund der mechanischen Trägheit des Glockentellers.
Schließlich ist zum technischen Hintergrund der Erfindung auch hinzuweisen auf WO 2011/009641 Al, US 2007/0090204 Al und US 6 341 734 Bl.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Befestigung eines Glockentellers an einem Rotationszerstäuber zu verbessern.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen erfindungsgemäßen Glockenteller gemäß dem Hauptanspruch.
Der erfindungsgemäße Glockenteller dient zur Montage an einem Rotationszerstäuber zum Absprühen von Beschichtungsmittel (z.B. Lack). Hierbei ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht beschränkt ist auf Glockenteller, die zur Applikation von Lack vorgesehen sind. Vielmehr kann der erfindungsgemäße Glockenteller auch zur Applikation von anderen Beschichtungsmitteln ausgelegt sein. Die Erfindung ist also hinsichtlich des zu applizierenden Beschichtungsmittels nicht auf Lack beschränkt. Weiterhin ist zu erwähnen, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Glockentellers allgemein zu verstehen ist und beispielsweise auch Absprühscheiben von Scheibenzerstäubern umfasst. Vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Glockenteller jedoch um einen Glockenteller im eigentlichen Sinne.
Der erfindungsgemäße Glockenteller weist in Übereinstimmung mit den bekannten Glockentellern zunächst einen Absprühkörper mit einer ringförmig umlaufenden Absprühkante zum Absprühen des Beschichtungsmittels auf.
Darüber hinaus hat der erfindungsgemäße Glockenteller in Übereinstimmung mit den bekannten Glockentellern ein Nabenteil zur Montage des Glockentellers an einer drehbaren Hohlwelle des Rotationszerstäubers. Hierbei ist zu erwähnen, dass das Nabenteil und der Absprühkörper in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung getrennte Bauteile sind, die beispielsweise durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden sein können. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung alternativ auch die Möglichkeit, dass der Absprühkörper und das Nabenteil einstückig sind und gemeinsam ein einheitliches Bauteil bilden. Weiterhin sieht auch der erfindungsgemäße Glockenteller eine Befestigungseinrichtung auf, um den Glockenteller formschlüssig an der Hohlwelle des Rotationszerstäubers zu befestigen.
Der erfindungsgemäße Glockenteller zeichnet sich nun gegenüber dem Stand derTechnik durch die konstruktive Gestaltung und Funktionsweise dieser Befestigungseinrichtung aus. So handelt es sich hierbei im Gegensatz zum Stand der Technik nicht um eine Schraubverbindung. Stattdessen weist die Befestigungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Glockenteller in der äußeren Mantelfläche des Nabenteils eine ringförmig umlaufende und zur Rotationsachse des Glockentellers geneigte Spannfläche auf, die im montierten Zustand eine Anlagefläche zur Anlage eines Spannelements (z.B. Spannkugel) des Rotationszerstäubers bildet, um den Glockenteller mit einer axialen Spannkraft auf der Hohlwelle des Rotationszerstäubers festzuspannen. Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung weist also keine Schraubverbindung auf, sondern sieht vielmehr eine Spannverbindung vor. Die Verbindung zwischen dem Glockenteller einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits erfolgt im Rahmen der Erfindung also vorzugsweise ohne eine Schraubverbindung. Zur Vermeidung von Missverständnissen wird jedoch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung Schraubverbindungen zwischen den einzelnen Komponenten der Befestigungseinrichtung aufweisen kann. Diese Schraubverbindungen dienen jedoch nicht zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Glockenteller einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung dient zunächst zur mechanischen Befestigung des Glockentellers an der Hohlwelle des Rotationszerstäubers. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung jedoch auch noch eine andere Funktion erfüllen, nämlich die Zentrierung des Glockentellers auf der Hohlwelle des Rotationszerstäubers. Hierzu kann das Nabenteil des Glockentellers außen einen Zentrierkonus aufweisen zur Anlage an einem komplementär geformten Zentrierkonus in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers. Die Hohlwelle des Rotationszerstäubers weist hierbei also an ihrem distalen Ende innen einen Zentrierkonus auf, der sich in distaler Richtung erweitert. Entsprechend weist der Zentrierkonus an dem Nabenteil des Glockentellers außen einen Zentrierkonus auf, der sich in proximaler Richtung verjüngt. Die beiden Zentrierkonusse des Nabenteils einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits sind hierbei vorzugsweise konzentrisch zu der Rotationsachse des Glockentellers ausgerichtet und weisen denselben Konuswinkel auf, um eine gute Zentrierwirkung zu ermöglichen. Bei der Montage des Glockentellers auf der Hohlwelle des Rotationszerstäubers bewirkt die vorstehend erwähnte Spannverbindung eine axiale Spannkraft, mit der der Glockenteller in axialer Richtung auf die Hohlwelle des Rotationszerstäubers gedrückt wird. Hierbei werden die Konusflächen der beiden Zentrierkonusse des Nabenteils einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits axial aufeinander gepresst, was dann zu einer guten Zentrierwirkung führt. Hierbei ist es wünschenswert, eine möglichst exakte Axialstellung des Glockentellers im montierten Zustand zu erreichen. Das Nabenteil des Glockentellers weist deshalb vorzugsweise außen eine Planfläche auf, die einen axialen Anschlag für den Glockenteller bilden soll. Die Planfläche an dem Nabenteil läuft deshalb vorzugsweise bezüglich der Rotationsachse des Glockentellers ringförmig und konzentrisch um und ist vorzugsweise rechtwinklig zu der Rotationsachse des Glockentellers ausgerichtet. Die Planfläche an dem Nabenteil des Glockentellers liegt dann im montierten Zustand an der Stirnfläche der Hohlwelle des Rotationszerstäubers an, wodurch ein axialer Anschlag gebildet wird. Die Planfläche an dem Nabenteil des Glockentellers grenzt in axialer Richtung entlang der Rotationsachse vorzugsweise an den Zentrierkonus an, wobei sich die Planfläche in axialer Richtung vorzugsweise zwischen dem Zentrierkonus und der Absprühkante des Glockentellers befindet.
Die vorstehend erwähnte Spannverbindung zwischen dem Glockenteller einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits wird vorzugsweise durch einen Spannring hergestellt, der jedoch nicht Bestandteil des Glockentellers ist, sondern sich in der zugehörigen Befestigungseinrichtung in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers befindet. Dieser Spannring ist vorzugsweise in die Hohlwelle des Rotationszerstäubers eingeschraubt. Dies bedeutet, dass eine Drehung des Spannrings in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers auch zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings führt, was zur Erzeugung der notwendigen axialen Spannkräfte ausgenutzt werden kann. Das Drehen des Spannrings zur Erzeugung der erforderlichen Spannkräfte erfolgt vorzugsweise durch den Glockenteller bei der Montage des Glockentellers. Hierzu kann das Nabenteil des Glockentellers eine Aufnahme für einen Mitnehmer aufweisen, wobei der Mitnehmer als Vorsprung in axialer Richtung von dem Spannring in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers vorsteht und im montierten Zustand in axialer Richtung in die Aufnahme in dem Nabenteil des Glockentellers hineinragt, so dass der Glockenteller bei einer Drehung während der Montage den Spannring mitdreht. Bei der Montage des Glockentellers an dem Rotationszerstäuber wird der Glockenteller also zunächst so auf die Hohlwelle aufgesetzt, dass der Mitnehmer an dem Spannring in die Aufnahme in dem Nabenteil des Glockentellers hineinragt. Beim anschließenden Drehen des Glockentellers wird dann der Spannring gedreht, was zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings führt. Der Glockenteller wird dann so lange gedreht, bis die Zentrierkonusse an der Hohlwelle des Rotationszerstäubers einerseits und an dem Nabenteil andererseits aufeinander liegen und die Planfläche an dem Nabenteil an der Stirnfläche der Hohlwelle anschlägt.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen weiteren Erfindungsaspekt, der die Spülung des Glockentellers betrifft. So weist der erfindungsgemäße Glockenteller in Übereinstimmung mit den bekannten Glockentellern eine äußere Mantelfläche auf, die beispielsweise konusförmig verläuft und außen zu der Absprühkante des Glockentellers führt. Diese äußere Mantelfläche kann im Lackierbetrieb verschmutzen und muss deshalb gelegentlich gereinigt werden. Hierzu weist der erfindungsgemäße Glockenteller in Übereinstimmung mit den bekannten Glockentellern vorzugsweise einen Außenspülraum auf, der sich vorzugsweise an der Rückseite des Glockentellers befindet. Bei einem Spülvorgang wird dann Spülmittel in den Außenspülraum des Glockentellers eingeleitet. Das Spülmittel gelangt dann aus dem Außenspülraum selbsttätig auf die äußere Mantelfläche des Glockentellers, was dort zur Reinigung der äußeren Mantelfläche führt. Die Verteilung des Spülmittels auf der äußeren Mantelfläche des Glockentellers kann hierbei durch Lenkluft gefördert werden, die von hinten im Wesentlichen axial auf die äußere Mantelfläche des Glockentellers geblasen wird.
Zum Einleiten des Spülmittels in den Außenspülraum weist der erfindungsgemäße Glockenteller in Übereinstimmung mit den bekannten Glockentellern einen Außenspülkanal auf, wobei der Außenspülkanal von einer Spülmittelzuführung im Innenraum des Glockentellers ausgeht und an seiner Austrittsöffnung in den Außenspülraum mündet. Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Außenspülung sind beispielsweise auch in EP 0 715 896 A2 und EP 2 464 459 Bl beschrieben.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass das Nabenteil einerseits und der Absprühkörper andererseits getrennte Bauteile sein können, die miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, insbesondere mit einem Innengewinde an dem Nabenteil und einem Außengewinde an dem Absprühkörper des Glockentellers. Dies ermöglicht es, dass der Außenspülkanal auf einem Teil seiner Länge zwischen dem Nabenteil und dem Absprühkörper verläuft. Hierbei ist zu erwähnen, dass der Außenspülkanal im Bereich zwischen dem Nabenteil und dem Absprühkörper vorzugsweise ein Ringkanal ist, der ringförmig über den gesamten Umfang umläuft.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass der Außenspülkanal mit seiner Austrittsöffnung in den Außenspülraum des Glockentellers mündet, um das Spülmittel in den Außenspülraum einzuleiten. Im Bereich zwischen dem Nabenteil und dem Absprühkörper kann der Außenspülkanal hierbei eine Umlenkung bilden, die eine Richtungsänderung der Spülmittelströmung in dem Außenspülkanal bewirkt. So verläuft die Spülmittelströmung in dem Außenspülkanal stromaufwärts vor der Austrittsöffnung vorzugsweise in distaler Richtung schräg zur Rotationsachse des Glockentellers. Stromabwärts hinter der Umlenkung tritt das Spülmittel dann vorzugsweise in proximaler Richtung in den Außenspülraum ein, wobei verschiedene Austrittswinkel relativ zu der Rotationsachse des Glockentellers möglich sind.
In einer Erfindungsvariante tritt der Spülmittelstrom im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse des Glockentellers aus der Austrittsöffnung des Außenspülkanals in den Außenspülraum ein, wobei ein Toleranzbereich von ±10°, ±5° oder ±2° möglich ist.
In einer anderen Erfindungsvariante ist der aus der Austrittsöffnung des Außenspülkanals in den Außenspülraum austretende Spülmittelstrom dagegen nach außen geneigt, beispielsweise mit einem Austrittswinkel relativ zu der Rotationsachse des Glockentellers von 15°, wobei ein Toleranzbereich von ±10°, ±5° oder ±2° möglich ist.
In noch einer weiteren Erfindungsvariante ist der aus der Austrittsöffnung des Außenspülkanals in den Außenspülraum austretende Spülmittelstrom dagegen nach innen geneigt, insbesondere mit einem Austrittswinkel zu der Rotationsachse des Glockentellers von mindestens 15°, 20° oder 25°, wobei ein Toleranzbereich von ±10°, ±5° oder ±2° möglich ist. Der Zweck dieser Neigung nach innen besteht darin, dass sich das Spülmittel an der Kante ablöst und verwirbelt, so dass es überallhin gelangt.
Der vorstehend beschriebene Erfindungsaspekt des Außenspülens hat im Rahmen der Erfindung eine eigene schutzwürdige Bedeutung unabhängig von den anderen Erfindungsaspekten und insbesondere auch unabhängig von der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung.
Es wurde eingangs bereits erwähnt, dass der Absprühkörper und das Nabenteil einstückig sein können und somit ein einheitliches Bauteil bilden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Absprühkörper einerseits und das Nabenteil andererseits getrennte Bauteile sind, die mechanisch miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine Verschraubung des Nabenteils mit dem Absprühkörper, insbesondere mit einem Innengewinde an dem Nabenteil und einem Außengewinde an dem Absprühkörper.
Neben dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Glockenteller beansprucht die Erfindung auch Schutz für einen entsprechend angepassten Rotationszerstäuber. Der erfindungsgemäße Rotationszerstäuber weist zunächst in Übereinstimmung mit den bekannten Rotationszerstäubern eine drehbar gelagerte Hohlwelle auf, um den Glockenteller im Betrieb zu drehen, wobei die Hohlwelle beispielsweise von einer Turbine angetrieben werden kann, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
Der erfindungsgemäße Rotationszerstäuber weist in Übereinstimmung mit den bekannten Rotationszerstäubern ebenfalls eine Befestigungseinrichtung auf, die es ermöglicht, den Glockenteller formschlüssig an der Hohlwelle des Rotationszerstäubers zu befestigen.
Bei den bekannten Rotationszerstäubern ermöglicht die Befestigungseinrichtung - wie bereits erwähnt - eine Schraubverbindung zwischen dem Glockenteller einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits. Bei dem erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber ist dagegen vorgesehen, dass die Befestigungseinrichtung in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers mindestens ein Spannelement (z.B. Spannkugel) aufweist, das zur Anlage an einer entsprechenden Spannfläche an dem Nabenteil des Glockentellers dient, um den Glockenteller mit einer axialen Spannkraft auf der Hohlwelle des Rotationszerstäubers festzuspannen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem mindestens einen Spannelement um eine Spannkugel, die in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers einen Bewegungsspielraum in radialer Richtung aufweist. In einer radial innenliegenden Spannstellung spannt das Spannelement dann den Glockenteller auf der Hohlwelle des Rotationszerstäubers fest. In einer radial außenliegenden Entspannstellung gibt das Spannelement dagegen den Glockenteller frei, um eine Montage oder Demontage des Glockentellers zu ermöglichen.
Hierbei ist zur radial beweglichen Halterung des Spannelements in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers vorzugsweise ein Käfig (z.B. Kugelkäfig) vorgesehen, wobei der Käfig vorzugsweise mit dem Spannelement (z.B. Spannkugel) innerhalb der Hohlwelle des Rotationszerstäubers angeordnet ist. Beispielsweise kann der Käfig mit seinem Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde der Hohlwelle des Rotationszerstäubers eingeschraubt sein.
Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass das Spannelement (z.B. Spannkugel) radial beweglich ist und zwar zwischen einer außenliegenden Entspannstellung und einer innenliegenden Spannstellung. Zur Bewegung des Spannelements aus der außen liegenden Entspannstellung in die innenliegende Spannstellung kann ein Spannring vorgesehen sein, der im Ringspalt zwischen dem Käfig und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers angeordnet sein kann. Dieser Spannring ist vorzugsweise durch eine Schraubverbindung mit der Hohlwelle des Rotationszerstäubers verbunden, wobei die Schraubverbindung ein Außengewinde an dem Spannring und ein Innengewinde in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers aufweist, so dass eine Drehung des Spannrings relativ zu der Hohlwelle des Rotationszerstäubers zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers führt. An seinem proximalen Ende weist der Spannring vorzugsweise eine Spannfläche auf, die zu der Rotationsachse des Glockentellers angewinkelt ist und sich in proximaler Richtung erweitert, so dass der Spannring bei einer Bewegung in proximaler Richtung das Spannelement radial nach innen in die Spannstellung drückt. Bei einem Befestigungsvorgang wird der Spannring also in der Hohlwelle gedreht, was zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings führt, so dass der Spannring dann schließlich das mindestens eine Spannelement (z.B. Spannkugel) aus der außenliegenden Entspannstellung in die innenliegende Spannstellung drückt.
Hierbei ist zu erwähnen, dass während des eigentlichen Lackierbetriebs aufgrund der hohen Drehzahl der Hohlwelle des Rotationszerstäubers Zentrifugalkräfte auf das Spannelement wirken, die das Spannelement radial nach außen drücken. Aufgrund dieser Zentrifugalkräfte drückt das Spannelement (z.B. Spannkugel) im Betrieb gegen die Spannfläche des Spannrings, was zu einer axialen Verspannung zwischen dem Spannring einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits führt, so dass die Reibungskräfte in der Schraubverbindung zwischen dem Spannring und der Hohlwelle mit der Drehzahl zunehmen. Dadurch wird einer Lösung der Schraubverbindung im Lackierbetrieb entgegengewirkt.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass der Spannring beim Befestigungsvorgang gedreht wird, was dann zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings in der Hohlwelle des Rotationszerstäubers führt. Diese Drehung des Spannrings wird vorzugsweise durch den Glockenteller bewirkt, der bei einem Befestigungsvorgang zunächst aufgesetzt und dann relativ zu der Turbinenwelle gedreht wird. Diese Drehung des Spannrings durch den Glockenteller wird dadurch ermöglicht, dass von dem Spannring in axialer distaler Richtung ein Mitnehmer absteht, der in eine entsprechende Aufnahme in dem Nabenteil des Glockentellers eingreift, so dass der Glockenteller bei einer Drehung während der Montage oder Demontage den Spannring mitdreht.
Im montierten Zustand wirkt eine bestimmte axiale Spannkraft auf den drehbaren Spannring, wobei diese axiale Spannkraft aufgrund der Neigung der Spannfläche des Spannrings in eine entsprechende flächennormale Spannkraft umgesetzt wird, die auf das Spannelement (z.B. Spannkugel) wirkt. Die Spannfläche des Spannrings ist hierbei so zur Rotationsachse des Glockentellers angewinkelt, dass sich ein bestimmtes Kraftübersetzungsverhältnis einstellt zwischen der axialen Spannkraft auf den Spannring einerseits und der flächennormalen Spannkraft auf das Spannelement andererseits. Dieses Kraftübersetzungsverhältnis beträgt vorzugsweise höchstens 1:8 und ist vorzugsweise größer als 1:1, 1:2, 1:4 oder 1:6. Die flächennormale Spannkraft auf das Spannelement ist also vorzugsweise wesentlich größer als die axiale Spannkraft auf den Spannring.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass in der Schraubverbindung zwischen dem Spannring einerseits und der Hohlwelle des Rotationszerstäubers andererseits eine bestimmte Reibungskraft auftritt, die von der axialen Spannkraft auf den Spannring abhängt. Das Verhältnis zwischen der Reibungskraft der Schraubverbindung einerseits und der axialen Spannkraft auf dem Spannring andererseits beträgt vorzugsweise mindestens 0,5:1, 1:1 oder 1:2 und beträgt vorzugsweise höchstens 1:6.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der Käfig (z.B. Kugelkäfig) vorzugsweise mehrere Paare von Spannelementen (z.B. Spannkugeln), wobei die Paare der Spannelemente über den Umfang verteilt sein können. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Paare der Spannelemente gleichmäßig über den Umfang verteilt, wobei beispielsweise drei Paare vorgesehen sein können. Der Abstand zwischen den Spannelementen innerhalb eines Paars von Spannelementen ist hierbei vorzugsweise kleiner als der Abstand zwischen den Spannelementen benachbarter Paare.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass das mindestens eine Spannelement (z.B. Spannkugel) beispielsweise aus Stahl, Keramik, Kunststoff oder Glas bestehen kann, um nur einige Materialbeispiele zu nennen.
Hierbei ist zu erwähnen, dass das mindestens eine Spannelement (z.B. Spannkugel) im Betrieb an einem Gegenpart anliegt, wobei es sich um die Spannfläche handelt, die vorzugsweise an dem Nabenteil des Glockentellers ausgebildet ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Spannelement (z.B. Spannkugel) einerseits und die Spannfläche andererseits aus unterschiedlichen Materialien bestehen, da sich eine solche Materialpaarung als vorteilhaft erwiesen hat. Beispielsweise kann das mindestens eine Spannelement (z.B. Spannkugel) aus Keramik bestehen, während die Spannfläche bzw. das Nabenteil aus Stahl besteht, insbesondere aus gehärtetem Stahl. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass andere Materialpaarungen von Materialien verwendet werden, die unterschiedliche Materialeigenschaften besitzen, insbesondere hinsichtlich ihrer
Härte. Die einzelnen Spannelemente (z.B. Spannkugeln) weisen vorzugsweise einen Durchmesser auf, der im Bereich von 1 mm - 5 mm liegt.
Ferner ist zu erwähnen, dass die Anzahl der Spannelemente beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 betragen kann.
Ferner ist auch zu erwähnen, dass die Spannverbindung zwischen der angewinkelten Spannfläche des Spannrings einerseits und dem Spannelement (z.B. Spannkugel) andererseits vorzugsweise selbsthemmend ist.
Weiterhin ist noch zu erwähnen, dass der Spannring im Längsschnitt einen wellenförmigen Abschnitt aufweisen kann, um den Spannring in axialer Richtung elastisch nachgiebig zu machen.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass die eigentliche Verbindung zwischen dem Rotationszerstäuber einerseits und dem Glockenteller andererseits nicht durch eine Schraubverbindung erfolgt, sondern durch eine neuartige Spannverbindung. Allerdings enthalten auch bei dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem die Befestigungseinrichtungen in dem Rotationszerstäuber und in dem Glockenteller vorzugsweise Schraubverbindungen. Hierbei besteht die Gefahr, dass sich derartige Schraubverbindungen im Betrieb lösen. So führt beispielsweise eine Blockade der Hohlwelle des Rotationszerstäubers zu einem ruckartigen Abbremsen der Hohlwelle, wodurch auch die Gewindeverbindungen mit einem entsprechenden Drehmoment beaufschlagt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das bei einer solchen Blockade auftretende Drehmoment nicht zu einem Lösen der Gewindeverbindungen führt, sondern zu einem Anziehen der Gewindeverbindungen. Dies ist vorteilhaft, weil dann bei einer Blockade der Hohlwelle des Rotationszerstäubers nicht die Gefahr besteht, dass sich der Glockenteller von dem Rotationszerstäuber löst. Bei den Gewindeverbindungen handelt es sich deshalb vorzugsweise um Rechtsgewinde, während der Rotationszerstäuber vorzugsweise so ausgelegt ist, dass er die Hohlwelle im Lackierbetrieb links herum dreht, d.h. bei einer axialen Sicht in distaler Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn. Ein Abbremsen oder gar eine Blockade der Hohlwelle des Rotationszerstäubers führt dann dazu, dass die Gewindeverbindungen angezogen werden.
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.
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Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Glockentellers im montierten Zustand an einem Rotationszerstäuber.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht aus Figur 1 mit einer Spannkugel zum Festspannen des Glockentellers auf der Hohlwelle des Rotationszerstäubers.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht aus Figur 1 zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Außenspülung, wobei die dicken Pfeile den Verlauf der Spülmittelströmung zeigen.
Figuren 4A-4C zeigen verschiedene Erfindungsvarianten zu der Außenspülung mit unterschiedlichen Austrittswinkeln der Spülflüssigkeit in den Außenspülraum des Glockentellers.
Figur 5 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Glockentellers mit der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung.
Figur 6 zeigt eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung mit drei Paaren von Spannkugel.
Figur 7 zeigt eine Detailansicht aus Figur 1 mit den Zentrierkonussen des Glockentellers einerseits und der Hohlwelle andererseits.
Figuren 8A-8 DE zeigen verschiedene Phasen während eines Montagevorgangs.
Detaillierte der
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Im Folgenden werden nun die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
So zeigen die Zeichnungen einen Glockenteller 1, der teilweise herkömmlich aufgebaut ist und im Betrieb um eine Rotationsachse 2 rotiert, wie noch eingehend beschrieben wird. Der Glockenteller 1 umfasst in herkömmlicher Weise einen Absprühkörper 3 mit einer ringförmig umlaufenden Absprühkante 4 zum Absprühen des zu applizierenden Lacks. An seiner Stirnfläche ist mittig eine Verteilerscheibenaufnahme 5 in dem Absprühkörper 3 angeordnet, wobei an der Verteilerscheibenaufnahme 5 eine Verteilerscheibe 6 befestigt ist. Die Verteilerscheibe 6 hat die Aufgabe, mittig und axial zugeführten Lack radial nach außen auf einer Überströmfläche 7 zu verteilen, so dass der Lack dann entlang der Überströmfläche 7 nach außen zu der ringförmig umlaufenden Absprühkante 4 gelangt und dort abgesprüht wird.
Darüber hinaus weist der Absprühkörper 3 des Glockentellers 1 eine äußere Mantelfläche 8 auf, die konisch geformt ist und sich in distaler Richtung erweitert, wobei die Mantelfläche 8 zu der Absprühkante 4 führt. Im Lackierbetrieb verschmutzt diese äußere Mantelfläche 8 durch Lackreste, was es gelegentlich erforderlich macht, die äußere Mantelfläche 8 des Glockentellers 1 zu reinigen. Hierzu weist der Absprühkörper 3 an seiner Rückseite einen Außenspülraum 9 auf, in den bei einem Reinigungsvorgang Spülmittel eingeleitet wird, wie noch detailliert beschrieben wird. Das Spülmittel gelangt dann aufgrund der Zentrifugalkräfte selbsttätig aus dem Außenspülraum 9 nach außen auf die äußere Mantelfläche 8 des Glockentellers 1, wobei die Verteilung des Spülmittels auf der äußeren Mantelfläche 8 durch Lenkluft unterstützt werden kann, die von hinten in axialer Richtung gegen die äußere Mantelfläche 8 geblasen wird.
Weiterhin zeigen die Zeichnungen einen Rotationszerstäuber 10 mit einer Hohlwelle 11, die von einer Druckluftturbine gedreht wird, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, so dass die Druckluftturbine zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
An ihrem distalen Ende weist die Hohlwelle 11 innen einen Zentrierkonus 12 auf, wie insbesondere aus Figur 7 ersichtlich ist. Der Zentrierkonus 12 dient zur exakten Zentrierung des Glockentellers 1 auf der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10, wie noch detailliert beschrieben wird.
Der Glockenteller 1 weist weiterhin ein Nabenteil 13 auf, das mit dem Absprühkörper 3 des Glockentellers 1 fest verschraubt ist.
Das Nabenteil 13 weist außen ebenfalls einen Zentrierkonus 14 auf, wie insbesondere aus Figur 7 ersichtlich ist. Die Zentrierkonusse 12,14 der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 einerseits und des Nabenteils 13 des Glockentellers 1 andererseits weisen den selben Konuswinkel auf und liegen im montierten Zustand aneinander, wie insbesondere aus Figur 7 gut ersichtlich ist, wodurch der Glockenteller 1 auf der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 zentriert wird. Darüber hinaus weist das Nabenteil 13 des Glockentellers 1 eine ringförmig umlaufende Planfläche 15 auf, die rechtwinklig zu der Rotationsachse 2 des Glockentellers 1 ausgerichtet ist, wie insbesondere aus Figur 7 ersichtlich ist. Die Planfläche 15 bildet einen axialen Anschlag für den Glockenteller 1 und liegt im montierten Zustand an einer Stirnfläche 16 der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 an, wie aus Figur 7 gut ersichtlich ist. Im montierten Zustand des Glockentellers 1 bewirken die aneinander anliegenden Zentrierkonusse 12, 14 eine Zentrierung, während die Planfläche 15 mit der Stirnfläche 16 einen axialen Anschlag für den Glockenteller 1 bildet.
In die Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 ist ein Kugelkäfig 17 eingeschraubt, wobei der Kugelkäfig 17 mehrere Spannkugeln 18 radial beweglich und verliersicher hält. Die Spannkugeln 18 haben hierbei einen radialen Bewegungsspielraum zwischen einer außenliegenden Entspannstellung und einer innenliegenden Spannstellung, wie noch detailliert beschrieben wird.
Im Ringspalt zwischen dem Kugelkäfig 17 und der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 befindet sich ein Spannring 19, der durch eine Schraubverbindung 20 in die Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 eingeschraubt ist. Eine Drehung des Spannrings 19 in der Hohlwelle 11 führt also auch zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings 19 innerhalb der Hohlwelle 11, was bei einem Befestigungsvorgang ausgenutzt wird, wie noch detailliert beschrieben wird.
An seinem proximalen Ende weist der Spannring 19 eine Spannfläche 21 auf, die zu der Rotationsachse 2 des Glockentellers 1 geneigt ist, wie insbesondere in Figur 2 dargestellt ist. Die Spannfläche 21 drückt bei einem Befestigungsvorgang auf die Spannkugel 18 und kann diese aus der radial außenliegenden Entspannstellung in die radial innenliegende Spannstellung drücken.
Das Nabenteil 13 des Glockentellers 1 weist an seinem proximalen Ende eine entsprechende Spannfläche 22 auf. Wenn der Spannring 19 nun mit seiner Spannfläche 21 die Spannkugel 18 aus der radial außenliegenden Entspannstellung in die radial innenliegende Spannstellung drückt, so drückt die Spannkugel 18 dabei gegen die Spannfläche 22 an dem Nabenteil 13, wodurch der Glockenteller 1 axial auf der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 festgespannt wird.
Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass der Spannring 19 hierbei mit einer bestimmten axialen Spannkraft F AXIAL gegen die Spannkugel 18 drückt. Aufgrund der Neigung der Spannfläche 21 des Spannrings 19 relativ zu der Rotationsachse 2 des Glockentellers 1 wirkt dabei eine flächennormale Spannkraft FSPANN auf die Spannkugel 18. Die Neigung der Spannfläche 21 bewirkt also eine Kraftumsetzung zwischen der axialen Spannkraft FAXIAL und der flächennormalen Spannkraft FSPANN- Die Kraftumsetzung kann hierbei ein Kraftübersetzungsverhältnis von beispielsweise 1:4 aufweisen, d.h. die flächennormale Spannkraft FSPANN ist viermal so groß wie die axialen Spannkraft FAXIAL-
Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass eine Drehung des Spannrings 19 relativ zu der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 aufgrund der Schraubverbindung 20 zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings 19 führt, wodurch der Glockenteller 1 auf der Hohlwelle 11 axial festgespannt wird. Die hierfür erforderliche Drehung des Spannrings 19 wird durch den Glockenteller 1 bewirkt. Hierzu wird der Glockenteller 1 mit seinem Nabenteil 13 in die Hohlwelle 11 eingesetzt. Hierbei ragen dann Mitnehmer 23 an dem Spannring 19 in entsprechende Aufnahmen 24 in dem Nabenteil 13 des Glockentellers 1 hinein. Bei einer Drehung des Glockentellers 1 werden die Mitnehmer 23 dann von den Aufnahmen 24 mitgenommen und ebenfalls gedreht, was dann zu der Drehung des Spannrings 19 führt.
Nach dem Aufsetzen des Glockentellers 1 auf den Rotationszerstäuber 10 führt das Drehen des Glockentellers 1 also zu einer entsprechenden Drehung des Spannrings 19, der dabei auch axial verschoben wird. Das axiale Verschieben des Spannrings 19 führt dann dazu, dass die Spannkugeln 18 radial nach innen gegen die Spannfläche 22 am proximalen Ende des Nabenteils 13 drücken, wodurch das Nabenteil 13 axial in der Hohlwelle 11 festgespannt wird.
Weiterhin ist noch zu erwähnen, dass das Nabenteil 13 einerseits und der Absprühkörper 3 des Glockentellers 1 andererseits getrennte Bauteile sind, die durch eine Schraubverbindung 25 miteinander verbunden sind, wie beispielsweise aus Figur 3 ersichtlich ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Außenspülung der Mantelfläche 8 des Glockentellers 1. So verläuft in der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 eine Farbdüse 26, die zwei Aufgaben hat, wie grundsätzlich auch in EP 2 464459 Bl beschrieben ist.
Zum einen führt die Farbdüse 26 über einen mittigen Farbkanal 27 den zu applizierenden Lack zu, der dann axial auf die Verteilerscheibe 7 auftrifft und nach außen abgelenkt wird.
Zum anderen enthält die Farbdüse einen Außenspülkanal 28, wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich ist. Der Außenspülkanal 28 leitet das Spülmittel ebenfalls nach vorn zu der Verteilerscheibe 6. Darüber hinaus zweigt von dem Außenspülkanal 28 ein weiterer Außenspülkanal 29 ab, der einen Teil des Spülmittels nach außen in den Außenspülraum 9 leitet. Auf einem Abschnitt 30 verläuft der Außenspülkanal 29 hierbei zwischen dem Nabenteil 13 und dem Absprühkörper 3 bildet dort einen Ringkanal. Mit seiner Austrittsöffnung 31 mündet der Außenspülkanal 29 dann in den Außenspülraum 9.
Im Bereich der Austrittsöffnung 31 bildet der Außenspülkanal 29 hierbei eine Umlenkung für den Spülmittelstrom, wie aus den Figuren 4A-4C in verschiedenen Varianten ersichtlich ist. So tritt das Spülmittel mit einem Austrittswinkel a relativ zu der Rotationsachse 2 aus der Austrittsöffnung 31 aus.
Bei der Erfindungsvariante gemäß Figur 4A ist der Austrittswinkel a=0, d.h. das Spülmittel tritt in proximaler Richtung parallel zu der Rotationsachse 2 aus der Austrittsöffnung 31 aus.
Bei der Erfindungsvariante gemäß Figur 4B ist der Spülmittelstrom dagegen mit einem Winkel von ungefähr a=15° nach außen geneigt.
Bei der Variante gemäß Figur 4C ist der Spülmittelstrom an der Austrittsöffnung 31 dagegen mit einem Winkel von ungefähr a=15° nach innen geneigt. Der Zweck dieser Neigung nach innen besteht darin, dass sich das Spülmittel an der Kante ablöst und verwirbelt, so dass es überallhin gelangt.
Die Figuren 8A-8C zeigen verschiedene Stadien bei der Montage des Glockentellers 1 auf der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10.
In dem Montagestadium gemäß Figur 8A ist der Glockenteller 1 noch vollständig von dem Rotationszerstäuber 10 getrennt
In dem Montagezustand gemäß Figur 8B ist der Glockenteller 1 dagegen mit dem Nabenteil 13 bereits in die Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 eingesetzt. Die Spannkugel 18 befinden sich hierbei noch in ihrer radial außenliegenden Entspannstellung.
In dem Montagestadium gemäß Figur 8C ist der Glockenteller 1 schon weiter in axialer Richtung auf die Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 aufgesetzt. Allerdings befindet sich der Glockenteller 1 hierbei noch nicht an seinem axialen Anschlag, der durch die Planfläche 15 an dem Nabenteil 13 einerseits und die Stirnfläche 16 der Hohlwelle 11 andererseits gebildet wird. Figur 8D zeigt schließlich das letzte Montagestadium. Hierbei liegt die Planfläche 15 an dem Nabenteil 13 des Glockentellers 1 an der Stirnfläche 16 der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10 an und bildet somit einen axialen Anschlag.
Darüber hinaus liegen die Konusflächen der Zentrierkonusse 12, 14 aufeinander und bewirken eine exakte Zentrierung des Glockentellers 1 auf der Hohlwelle 11 des Rotationszerstäubers 10.
Ferner ist der Spannring 19 in der Schraubverbindung 20 so weit gedreht, dass er axial so weit verschoben ist, dass er mit seiner Spannfläche 21 die Spannkugel 18 radial nach innen in die Spannstellung drückt. In dieser Spannstellung drückt die Spannkugel 18 gegen die Spannfläche 22 am proximalen Ende des Nabenteils 13, wodurch das Nabenteil 13 und damit auch der ganze Glockenteller 1 in der Hohlwelle 11 axial gespannt wird.
Darüber hinaus ist noch zu erwähnen, dass der Spannring 19 einen wellenförmigen Abschnitt 32 aufweist, der eine elastische Nachgiebigkeit des Spannrings 19 in axialer Richtung ermöglicht.
Schließlich zeigt Figur 6 noch, dass über den Umfang verteilt drei Paare von Spannkugel 18 angeordnet sind.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch Abwandlungen und Weiterbildungen, 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. So umfasst die Erfindung mehrere Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen. Zu diesen Erfindungsaspekten gehört die vorstehend beschriebene Außenspülung, die Zentrierung und der axiale Anschlag, um nur einige Beispiele zu nennen. 1 Glockenteller
2 Rotationsachse des Glockentellers
3 Absprühkörper des Glockentellers
4 Absprühkante des Glockentellers
5 Verteilerscheibenaufnahme des Glockentellers zur Aufnahme der Verteilerscheibe
6 Verteilerscheibe des Glockentellers
7 Überströmfläche des Glockentellers
8 Mantelfläche des Glockentellers
9 Außenspülraum des Glockentellers
10 Rotationszerstäuber
11 Hohlwelle des Rotationszerstäubers
12 Zentrierkonus der Hohlwelle des Rotationszerstäubers
13 Nabenteil des Glockentellers
14 Zentrierkonus an dem Nabenteil des Glockentellers
15 Planfläche an dem Nabenteil des Glockentellers
16 Stirnfläche der Hohlwelle des Rotationszerstäubers
17 Kugelkäfig zur Aufnahme der Spannkugeln
18 Spannkugeln
19 Spannring
20 Schraubverbindung zwischen der Hohlwelle des Rotationszerstäubers und dem Spannring
21 Spannfläche des Spannrings
22 Spannfläche an dem Nabenteil
23 Mitnehmer an dem Spannring
24 Aufnahme in dem Nabenteil des Glockentellers für den Mitnehmer des Spannrings
25 Schraubverbindung zwischen Nabenteil und Absprühkörper des Glockentellers
26 Farbdüse I Farbkanal
28 Außenspülkanal in dem Glockenteller
29 Außenspülkanal in dem Glockenteller
30 Abschnitt des Außenspülkanals zwischen Nabenteil und Absprühkörper
31 Austrittsöffnung des Außenspülkanals in den Außenspülraum
32 Wellenförmiger Abschnitt des Spannrings
FAXIAL Axiale Spannkraft des Spannrings FSPANN Radiale Spannkraft auf die Spannkugel a Austrittswinkel der Spülflüssigkeit aus dem Außenspülkanal in den Außenspülraum

Claims

ANSPRÜCHE
1. Glockenteller (1) für einen Rotationszerstäuber (10) zum Absprühen von Beschichtungsmittel, insbesondere von Lack, mit a) einem Absprühkörper (3) mit einer ringförmig umlaufenden Absprühkante (4) zum Absprühen des Beschichtungsmittels, b) einem Nabenteil (13) zur Montage des Glockentellers (1) an einer drehbaren Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10), und c) einer Befestigungseinrichtung (17-24) zur formschlüssigen Befestigung des Glockentellers (1) an der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10), dadurch gekennzeichnet, d) dass die Befestigungseinrichtung (17-24) in der äußeren Mantelfläche des Nabenteils (13) eine ringförmig umlaufende und zur Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) geneigte Spannfläche (22) zur Anlage eines Spannelements (18) des Rotationszerstäubers (10) aufweist, um den Glockenteller (1) mit einer axialen Spannkraft auf der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) festzuspannen.
2. Glockenteller (1) Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Nabenteil (13) des Glockentellers (1) außen einen Zentrierkonus (14) aufweist zur Anlage an einem komplementär geformten Zentrierkonus (12) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10), b) dass sich der Zentrierkonus (14) an dem Glockenteller (1) vorzugsweise in proximaler Richtung verjüngt, c) dass der Zentrierkonus (14) an dem Glockenteller (1) vorzugsweise konzentrisch zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) verläuft.
3. Glockenteller (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Nabenteil (13) des Glockentellers (1) zur Anlage an der Stirnfläche (16) der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) außen eine Planfläche (15) aufweist, so dass die Planfläche (15) einen axialen Anschlag bildet, b) dass die Planfläche (15) vorzugsweise bezüglich der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) ringförmig umläuft, c) dass die Planfläche (15) vorzugsweise konzentrisch zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) verläuft, d) dass die Planfläche (15) vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) ausgerichtet ist, e) dass die Planfläche (15) vorzugsweise in axialer Richtung an den Zentrierkonus (14) angrenzt, f) dass sich die Planfläche (15) vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem Zentrierkonus
(14) und der Absprühkante (4) befindet.
4. Glockenteller (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nabenteil (13) des Glockentellers (1) eine Aufnahme (24) für einen Mitnehmer (23) aufweist, wobei der Mitnehmer (23) als Vorsprung in axialer Richtung von einem Spannring (19) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) vorsteht und im montierten Zustand in axialer Richtung in die Aufnahme in dem Nabenteil (13) des Glockentellers (1) hinreinragt, so dass der Glockenteller (1) bei einer Drehung während der Montage den Spannring (19) mitdreht.
5. Glockenteller (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) eine äußere Mantelfläche (8), die zu der Absprühkante (4) des Glockentellers (1) führt, wobei sich die äußere Mantelfläche (8) vorzugsweise in Absprührichtung erweitert, insbesondere konisch, b) einen Außenspülraum (9) zum Spülen der äußeren Mantelfläche (8) des Glockentellers (1) mit einem Spülmittel, wobei sich der Außenspülraum (9) an der Rückseite des Glockentellers (1) befindet und vorzugsweise ringförmig umläuft, c) mindestens einen Außenspülkanal (29, 30) zur Zuleitung des Spülmittels, wobei der Außenspülkanal (29, 30) von einer Spülmittelzuführung im Innenraum des Glockentellers (1) ausgeht und an seiner Austrittsöffnung (31) in den Außenspülraum (9) mündet, d) dass das Nabenteil (13) und der Absprühkörper (3) getrennte Bauteile sind, die miteinander verbunden sind, insbesondere durch eine Verschraubung des Nabenteils (13) mit dem Absprühkörper (3), insbesondere mit einem Innengewinde an dem Nabenteil (13) und einem Außengewinde an dem Absprühkörper (3), e) dass der Außenspülkanal (29, 30) auf einem Teil (30) seiner Länge zwischen dem Nabenteil (13) und dem Absprühkörper (3) verläuft, insbesondere vor seiner Austrittsöffnung (31) in den Außenspülraum (9), und f) dass der Außenspülkanal (29, 30) im Bereich (30) zwischen dem Nabenteil (13) und dem Absprühkörper (3) vorzugsweise ein Ringkanal ist, der ringförmig über den gesamten Umfang umläuft.
6. Glockenteller (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Außenspülkanal (29, 30) im Bereich (30) zwischen dem Nabenteil (13) und dem Absprühkörper (3) eine Umlenkung bildet mit einer Richtungsänderung der Spülmittelströmung in dem Außenspülkanal (29, 30), b) dass das Spülmittel in dem Außenspülkanal (29, 30) stromaufwärts vor der Austrittsöffnung (31) des Außenspülkanals vorzugsweise in distaler Richtung strömt, c) dass das Spülmittel aus der Austrittsöffnung (31) des Außenspülkanals vorzugsweise in proximaler Richtung in den Außenspülraum (9) abgegeben wird.
7. Glockenteller (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass der aus der Austrittsöffnung (31) des Außenspülkanals in den Außenspülraum (9) austretende Spülmittelstrom im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) ausgerichtet ist, insbesondere mit einem Toleranzbereich von ±10°, ±5° oder ±2°, oder b) dass der aus der Austrittsöffnung (31) des Außenspülkanals in den Außenspülraum (9) austretende Spülmittelstrom nach außen geneigt ist, insbesondere mit einem Austrittswinkel (a) zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) von 15°, insbesondere mit einem Toleranzbereich von ±10°, ±5° oder ±2°, oder c) dass der aus der Austrittsöffnung (31) des Außenspülkanals in den Außenspülraum (9) austretende Spülmittelstrom nach innen geneigt ist, insbesondere mit einem Austrittswinkel (a) zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) von mindestens 15°, 20° oder 25°, insbesondere mit einem Toleranzbereich von ±10°, ±5° oder ±2°.
8. Glockenteller (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Absprühkörper (3) und das Nabenteil (13) einstückig sind und gemeinsam ein einheitliches Bauteil bilden, oder b) dass der Absprühkörper (3) und das Nabenteil (13) getrennte Bauteile sind, die miteinander verbunden sind, insbesondere durch eine Verschraubung (25) des Nabenteils (13) mit dem Absprühkörper (3), insbesondere mit einem Innengewinde an dem Nabenteil (13) und einem Außengewinde an dem Absprühkörper (3).
9. Rotationszerstäuber (10) zum Absprühen von Beschichtungsmittel, insbesondere von Lack, mit a) einer drehbar gelagerten Hohlwelle (11) zum Drehen eines Glockentellers (1), insbesondere eines Glockentellers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und b) einer Befestigungseinrichtung (17-24) zur formschlüssigen Befestigung des Glockentellers (1) an der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10), dadurch gekennzeichnet, c) dass die Befestigungseinrichtung (17-24) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) mindestens ein Spannelement (18) zur Anlage an einer Spannfläche (22) des Glockentellers (1) aufweist, um den Glockenteller (1) mit einer axialen Spannkraft auf der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) festzuspannen.
10. Rotationszerstäuber (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet a) dass das mindestens eine Spannelement (18) ein Wälzkörper ist, insbesondere eine Spannkugel (18), und/oder b) dass das Spannelement (18) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) einen Bewegungsspielraum in radialer Richtung aufweist, und/oder c) dass das Spannelement (18) in einer radial innenliegenden Spannstellung den Glockenteller (1) auf der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) festspannt, und/oder d) dass das Spannelement (18) in einer radial außenliegenden Entspannstellung den Glockenteller (1) freigibt, um eine Montage oder Demontage des Glockentellers (1) zu ermöglichen.
11. Rotationszerstäuber (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, a) dass zur radial beweglichen Halterung des das Spannelements (18) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) ein Käfig (17) vorgesehen ist, b) dass der Käfig (17) mit dem Spannelement (18) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) angeordnet ist, c) dass der Käfig (17) vorzugsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch geformt ist, d) dass der Käfig (17) vorzugsweise mit einem Außengewinde in ein Innengewinde der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) eingeschraubt ist.
12. Rotationszerstäuber (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, a) dass zur Bewegung des Spannelements (18) aus der außenliegenden Entspannstellung in die innenliegende Spannstellung ein Spannring (19) vorgesehen ist, b) dass der Spannring (19) im Ringspalt zwischen dem Käfig (17) und der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) angeordnet ist,
22 c) dass der Spannring (19) durch eine Schraubverbindung (20) mit der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) verbunden ist, wobei die Schraubverbindung (20) ein Außengewinde an dem Spannring (19) und ein Innengewinde in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) aufweist, so dass eine Drehung des Spannrings (19) zu einer entsprechenden Axialverschiebung des Spannrings (19) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) führt, und d) dass der Spannring (19) an seinem proximalen Ende eine Spannfläche (21) aufweist, die zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) angewinkelt ist und sich in proximaler Richtung erweitert, so dass der Spannring (19) bei einer Bewegung in proximaler Richtung das Spannelement (18) radial nach innen in die Spannstellung drückt.
13. Rotationszerstäuber (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (18) im Beschichtungsbetrieb bei einer Drehung der Hohlwelle (11) durch die auftretenden Zentrifugalkräfte nach außen gegen die Spannfläche des Spannrings (19) gedrückt wird und dadurch die Schraubverbindung (20) zwischen dem Spannring (19) und der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) axial verspannt, so dass die Reibungskräfte in der Schraubverbindung (20) zwischen dem Spannring (19) und der Hohlwelle (11) mit der Drehzahl zunehmen.
14. Rotationszerstäuber (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Spannring (19) in axialer distaler Richtung der Mitnehmer (23) absteht, der in eine Aufnahme (24) in dem Nabenteil (13) des Glockentellers (1) eingreift, so dass der Glockenteller (1) bei einer Drehung während der Montage oder Demontage den Spannring (19) mitdreht.
15. Rotationszerstäuber (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass im montierten Zustand des Glockentellers (1) eine bestimmte axiale Spannkraft (FAXIAL) auf den Spannring (19) wirkt, b) dass die angewinkelte Spannfläche (21) des Spannrings (19) im montierten Zustand eine bestimmte flächennormale Spannkraft (FSPANN) auf das Spannelement (FSPANN) ausübt, c) dass die Spannfläche (21) des Spannrings (19) so zu der Rotationsachse (2) des Glockentellers (1) angewinkelt ist, dass ein bestimmtes Kraftübersetzungsverhältnis auftritt zwischen der axialen Spannkraft (FAXIAL) auf den Spannring (19) einerseits und der flächennormalen Spannkraft (FSPANN) auf das Spannelement (18) andererseits, d) dass das Kraftübersetzungsverhältnis höchstens 1:8 beträgt und/oder größer ist als 1:1, 1:2, 1:4 oder 1:6.
16. Rotationszerstäuber (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
23 a) dass im montierten Zustand des Glockentellers (1) eine bestimmte axiale Spannkraft (FAXIAL) auf den Spannring (19) wirkt, b) dass in der Schraubverbindung (20) zwischen dem Spannring (19) und der Hohlwelle (11) eine bestimmte Reibungskraft auftritt, die von der axialen Spannkraft auf den Spannring (19) abhängt, und c) dass das Verhältnis zwischen der Reibungskraft einerseits und der axialen Spannkraft (FAXIAL) auf den Spannring (19) andererseits mindestens 0,5:1, 1:1 oder 1:2 und/oder höchstens 1:6 ist.
17. Rotationszerstäuber (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Käfig (17) mehrere Paare von Spannelementen (18) enthält, die über den Umfang verteilt sind, und/oder b) dass die Paare der Spannelemente (18) gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, und/oder c) dass die Anzahl der Paare der Spannelemente (18) gleich drei ist, und/oder d) dass der Abstand zwischen den Spannelementen (18) innerhalb eines Paars kleiner ist als der Abstand zwischen den Spannelementen (18) benachbarter Paare, und/oder e) dass das mindestens eine Spannelement (18) aus Stahl, Keramik, Kunststoff oder Glas besteht, und/oder f) dass das mindestens eine Spannelement (18) einen Durchmesser aufweist, der im Bereich von 1 mm-5 mm liegt, und/oder g) dass die Anzahl der Spannelemente (18) drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf oder zwölf ist.
18. Rotationszerstäuber (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, a) dass das mindestens eine Spannelement (18) der Befestigungseinrichtung (17-24) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) einerseits und die Spannfläche (22) des Glockentellers (1) andererseits aus unterschiedlichen Materialien bestehen, b) dass das mindestens eine Spannelement (18) der Befestigungseinrichtung (17-24) in der Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) vorzugsweise aus Keramik besteht, c) dass die Spannfläche (22) des Glockentellers (1) aus Stahl besteht, insbesondere aus gehärtetem Stahl.
19. Rotationszerstäuber (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Spannverbindung zwischen der angewinkelten Spannfläche (21) des Spannrings (19) einerseits und dem Spannelement (18) andererseits selbsthemmend ist, und/oder
24 b) dass der Spannring (19) im Längsschnitt einen wellenförmigen Abschnitt (32) aufweist, um den Spannring (19) in axialer Richtung elastisch nachgiebig zu machen.
20. Rotationszerstäuber nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Gewindeverbindungen (20, 25) der Befestigungseinrichtungen jeweils ein Rechtsgewinde aufweisen, insbesondere die Gewindeverbindungen zwischen folgenden Bauteilen: al) Käfig (17) und Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10), a2) Nabenteil (13) und Absprühkörper (3) des Glockentellers, und/oder a3) Hohlwelle (11) des Rotationszerstäubers (10) und Spannring (19), und b) dass der Rotationszerstäuber (10) dazu ausgelegt ist, die Hohlwelle (11) im Beschichtungsbetrieb nach links zu drehen, so dass eine Verzögerung und insbesondere eine Blockade der Drehbewegung der Hohlwelle (11) zu einem Anziehen der Rechtsgewinde der Gewindeverbindungen (20, 25) führt.
25
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