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Die Erfindung betrifft einen Glockenteller
für einen
Rotationszerstäuber
zur Beschichtung von Werkstücken,
insbesondere zur Pulverbeschichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, sowie einen dazu passenden Rotationszerstäuber gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
9.
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Aus
EP 1 238 710 A1 ist ein Pulverzerstäuber für die Serienbeschichtung
von Werkstücken
bekannt, bei dem die Zerstäubung
des als Beschichtungsmittel eingesetzten Pulvers durch einen Glokkenteller
erfolgt, der auf einer in dem Pulverzerstäuber drehbar gelagerten Glockentellerwelle
montiert ist und mit einer großen
Drehzahl rotiert. In dem Glockenteller befindet sich ein Spaltkanal,
der sich in axialer Richtung zu dem freien Ende des Glokkentellers
hin konisch erweitert, wobei in dem Spaltkanal während des Beschichtungsbetriebs
ein Pulver-Luft-Gemisch aufgrund der Rotationskräfte zum äußeren Rand des Glockentellers
strömt,
wo es beim Austritt ins Freie zerstäubt wird. Die Zuführung des als
Beschichtungsmittel eingesetzten Pulvers erfolgt hierbei durch einen
in der Glockentellerwelle zentral angeordneten Beschichtungsmittelkanal,
wobei der zentrale Beschichtungsmittelkanal mantelförmig von einem
koaxialen Spülmittelkanal
umgeben ist, der in Bearbeitungspausen eine Spülung des in dem Glokkenteller
befindlichen Spaltkanals mit Spülluft ermöglicht.
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Nachteilig an diesem bekannten Pulverszerstäuber ist
die Tatsache, dass eine Spülung
des Glockentellers nur in Bearbeitungspausen möglich ist, wenn kein Pulver-Luftgemisch
in den Spaltkanal gefördert
wird.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde, den vorstehend beschriebenen bekannten Pulverzerstäuber dahingehend
zu verbes sern, dass auch während
des Beschichtungsbetriebs eine Spülung des Glockentellers möglich ist.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von
dem vorstehend beschriebenen bekannten Glockenteller gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 und – hinsichtlich
eines entsprechenden Rotationszerstäubers – durch die Merkmale des Anspruchs
9 gelöst.
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Die Erfindung umfasst die allgemeine
technische Lehre, in dem Glockenteller zusätzlich zu dem Beschichtungsmittelkanal
einen separaten Spülmittelkanal
vorzusehen, damit das Spülmittel
unabhängig
von dem Beschichtungsmittel gefördert
werden kann, so dass auch während
des Beschichtungsbetriebs eine Spülung des Glockentellers ermöglicht ist, um
diesen von anhaftenden Beschichtungsmittelresten zu reinigen.
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Entsprechend weist der erfindungsgemäße Rotationszerstäuber einen
Beschichtungsmittelkanal und einen separaten Spülmittelkanal auf, wobei die Austrittsöffnung des
Spülmittelkanals
von der Austrittsöffnung
des Beschichtungsmittelkanals getrennt ist, um das Spülmittel
getrennt von dem Beschichtungsmittelkanal zu dem Glockenteller leiten
zu können.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung bei
dem eingangs beschriebenen Pulverzerstäuber beschränkt, bei dem als Beschichtungsmittel
ein Pulver zum Einsatz kommt. Es ist vielmehr theoretisch auch denkbar,
dass die Erfindung bei einem Rotationszerstäuber und einem entsprechend
angepassten Glockenteller für
flüssige
Beschichtungsmittel zum Einsatz kommt.
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Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Trennung
des Beschichtungsmittelkanals von dem Spülmittelkanal bei Glockentellern,
die eine Hochspannungselektrode aufweisen, da eine derartige Hochspannungselektrode
während
des Beschichtungsbetriebs durch abgesprühtes Beschichtungsmittel abgedeckt
werden kann, wodurch sich die Wirkung der Hochspannungselektrode
mit zunehmender Dauer des Beschichtungsbetriebs verschlechtert. Der
in dem Glockenteller angeordnete Spülmittelkanal weist deshalb
vorzugsweise eine Austrittsöffnung auf,
die auf die Hochspannungselektrode gerichtet ist, um während des
Beschichtungsbetriebs eine Verunreinigung der Hochspannungselektrode
durch abgesprühtes
Beschichtungsmittel zu verhindern. Diese Spülung der Hochspannungselektrode
während des
Beschichtungsbetriebs verhindert vorteilhaft eine Ablagerung von
Beschichtungsmittel an der Hochspannungselektrode, so dass auch
bei einem lang andauernden Beschichtungsbetrieb keine Unterbrechungen
erforderlich sind, um die Hochspannungselektrode zu reinigen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Hochspannungselektrode eine Elektrodennadel
auf, wobei der Spülmittelstrom
im wesentlichen mantelförmig
und koaxial zu der Elektrodennadel verläuft. Die Elektrodennadel ist
dadurch während
des Beschichtungsbetriebs stets von einer schützenden Spülmittelschicht umgeben, wodurch Ablagerungen
von Beschichtungsmittel an der Elektrodennadel verhindert werden.
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Vorzugsweise verläuft der Beschichtungsmittelkanal
wie bei dem eingangs beschriebenen bekannten Pulverzerstäuber zwischen
einem Innenteil und einem Außenteil
des Glockentellers, wobei das Innenteil durch mindestens einen hohlen
Verbindungsbolzen mit dem Außenteil
verbunden ist, während
der Spülmittelkanal
durch den hohlen Verbindungsbolzen hindurch verläuft. Der Verbindungsbolzen
dient hierbei also zum einen zur mechanischen Fixierung des Innenteils
des Glockentellers an dem Außenteil
des Glockentellers und bildet darüber hinaus einen Teil des Spülmittelkanals.
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Die Fixierung des Verbindungsteils
in dem Innenteil des Glockentellers erfolgt hierbei vorzugsweise
durch eine Befestigungsschraube, wobei sich der Kopf dieser Befestigungsschraube
vor zugsweise an dem Innenteil des Glockentellers abstützt, während das
Gewinde der Befestigungsschraube in ein Innengewinde eingreift,
das an der Innenwand des hohlen Verbindungsbolzens angebracht ist.
Vorzugsweise weist die Befestigungsschraube hierbei eine axial durchgehende
Bohrung zur Durchleitung des Spülmittels
auf, so dass der hohle Verbindungsbolzen durch die Befestigungsschraube
nicht verschlossen wird.
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Vorzugsweise läuft der in dem Glockenteller angeordnete
Spülmittelkanal
bei einer Drehung des Glockentellers mit dem Glockenteller um, wobei
in dem Glockenteller zur Ereichung eines ausreichend großen Spülmittelstroms
vorzugsweise mehrere Spülmittelkanäle angeordnet
sind, die beispielsweise über
dem Umfang des Glockentellers verteilt in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet
sein können.
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Die Zuführung des Spülmittels
zu dem Glockenteller erfolgt vorzugsweise durch den Rotationszerstäuber, der
hierzu einen separaten Spülmittelkanal
aufweist, der von dem Beschichtungsmittelkanal des Rotationszerstäubers getrennt
ist. Wichtig ist hierbei auch, dass die Austrittsöffnung des
Spülmittelkanals
des Rotationszerstäubers
von der Austrittsöffnung
des Beschichtungsmittelkanals des Rotationszerstäubers getrennt ist, damit der
Rotationszerstäuber
dem Glockenteller das Spülmittel
getrennt von dem Beschichtungsmittel auch während des Beschichtungsbetriebs
zuführen
kann.
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Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die
Zuführung
des Spülmittels
nicht durch den Rotationszerstäuber
erfolgt, sondern durch den erfindungsgemäßen Glockenteller selbst. In
einer Variante der Erfindung weist der Glockenteller deshalb eine Turbine
auf, die mit dem Glockenteller umläuft, wobei die Turbine Umgebungsluft
ansaugt und in den in dem Glockenteller angeordneten Spülmittelkanal
fördert.
Diese Variante des erfindungsgemäßen Glockentellers
ermöglicht
auch mit einem herkömmlichen Rotati onszerstäuber ohne
einen getrennten Spülmittelkanal
eine Spülung
des Glockentellers während des
Beschichtungsbetriebs.
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Bei der zuvor beschriebenen Variante
der Erfindung mit der Zuführung
des Spülmittels
durch den Rotationszerstäuber
weist der in dem Glockenteller angeordnete Spülmittelkanal vorzugsweise eine
Eintrittsöffnung
auf, deren Querschnittsfläche
rechtwinklig zu der Drehachse des Glockentellers verläuft. Entsprechend
weist der in dem Rotationszerstäuber
angeordnete Spülmittelkanal
dann ebenfalls eine Austrittsöffnung
auf, deren Querschnittsfläche
rechtwinklig zu der Drehachse der Glockentellerwelle verläuft. Im
Betrieb liegt die Eintrittsöffnung
des in dem Glockenteller angeordneten Spülmittelkanals dann mit einem
geringen Spalt vor der Austrittsöffnung
des in dem Rotationszerstäuber
angeordneten Spülmittelkanals,
wodurch eine dynamische Abdichtung bewirkt wird.
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Der in dem Rotationszerstäuber angeordnete
Spülmittelkanal
mündet
in dem Rotationszerstäuber
vorzugsweise in einen Ringkanal, der zu der Glockentellerwelle koaxial
angeordnet ist und eine bezüglich
der Glockentellerwelle ringförmig
umlaufende Austrittsöffnung
aufweist. Auf diese Weise ist unabhängig von der Drehstellung des
Glockentellers stets eine Zuführung
von Spülmittel
von dem Rotationszerstäuber
zu dem Glockenteller gewährleistet.
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In dem erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber ist
der Spülmittelkanal
vorzugsweise feststehend angeordnet, jedoch ist es theoretisch auch möglich, dass
der Spülmittelkanal
in dem Rotationszerstäuber
mit der Glockentellerwelle umläuft.
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Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich
des zu verwendenden Spülmittels
nicht auf Umgebungsluft oder Druckluft beschränkt ist. Es ist vielmehr auch
möglich,
andere Spülmittel
einzusetzen, die für
den Fachmann hinlänglich
bekannt sind.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden
nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers mit
einem erfindungsgemäßen Glockenteller,
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2 ein
alternatives Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Glockentellers
mit einer Turbine zur Förderung
von Spülmittel
sowie
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3 die
Turbine des Glockentellers aus 2 in
einer perspektivischen Darstellung.
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Die Querschnittsansicht in 1 zeigt einen Rotationszerstäuber 1 zur
Pulverbeschichtung von Werkstücken
sowie einen entsprechend angepassten erfindungsgemäßen Glockenteller 2.
Der Rotationszerstäuber 1 eignet
sich in Verbindung mit dem Glockenteller 2 insbesondere
zur Pulverbeschichtung von Kraftfahrzeug-Karosserieteilen in der Serienfertigung,
jedoch ist auch die Beschichtung anderer Werkstücke möglich.
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Der Glockenteller 2 besteht
im Wesentlichen aus einem Außenteil 3 und
einem Innenteil 4, wobei zwischen dem Außenteil 3 und
dem Innenteil ein spaltförmiger
Beschichtungsmittelkanal 5 verläuft, der sich im Inneren des
Glockentellers 2 über
den gesamten Umfang des Glockentellers 2 erstreckt und sich
in axialer Richtung zu dem freien Ende des Glockentellers 2 hin
konisch erweitert. Die von dem Außenteil 3 und dem
Innenteil 4 gebildeten Begrenzungsflächen des Beschichtungskanals 5 verlaufen hierbei
nicht exakt parallel, sondern nähern
sich zu der Mündungsöffnung des
Beschichtungskanals 5 hin an, so dass der Querschnitt des
Be schichtungsmittelkanals 5 zu dessen Mündungsöffnung hin abnimmt, was zu
einer Beschleunigung des Beschichtungsmittelstroms in dem Beschichtungsmittelkanal 5 führt.
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In das Innenteil 4 des Glockentellers 2 ist
mittig ein Mittelteil 6 eingesetzt, dass an der in der
Zeichnung rechts liegenden Seite ansatzlos in das Innenteil übergeht
und eine Spitze aufweist, die sich zu der dem Rotationszerstäuber 1 zugewandten
Seite des Glockentellers 2 hin kegelförmig verjüngt.
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In dem Mittelteil 6 befindet
sich auf der in der Zeichnung links liegenden Seite des Glockentellers 2 eine
topfförmige
zylindrische Vertiefung, in die ein Einsatzkörper 7 eingesetzt
ist, wobei der Einsatzkörper 7 eine
axial durchgehende Bohrung aufweist, durch die eine mittig angeordnete
Elektrodennadel 8 einer Hochspannungselektrode 9 axial
nach außen hindurch
ragt. Die Hochspannungselektrode 9 steht während des
Beschichtungsbetriebs unter Hochspannung und dient zur elektrischen
Aufladung des von dem Glockenteller 2 abgegebenen Pulver-Luftgemischs
und zur Ionisierung des Luftraums zwischen dem Rotationszerstäuber 1 und
dem zu beschichtenden Werkstück.
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Die mechanische Verbindung des Innenteils 3 mit
dem Außenteil 4 erfolgt
durch mehrere axial verlaufende hohle Verbindungsbolzen 10,
die über den
Umfang des Glockentellers 2 verteilt in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet
sind.
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Die Fixierung des Verbindungsbolzens 10 in dem
Innenteil erfolgt hierbei durch eine Befestigungsschraube 11,
deren Kopf sich in dem Innenteil 4 abstützt, wobei die Befestigungsschraube 11 ein Außengewinde
aufweist, das im montierten Zustand in ein Innengewinde in dem hohlen
Verbindungsbolzen 10 eingreift.
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Zur Fixierung des Verbindungsbolzens 10 in dem
Außenteil 3 weist
der Verbindungsbolzen 10 dagegen auf der dem Rotationszerstäuber
1 zugewandten
Seite einen gegenüber
dem Schaftbereich des Verbindungsbolzens 10 verdickten
Kopf auf, der sich beim Anziehen der Befestigungsschraube 11 an
dem Außenteil 3 abstützt.
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Um während des Beschichtungsbetriebs eine
Ablagerung von Beschichtungsmittel an der Elektrodennadel 8 zu
verhindern, ermöglicht
der erfindungsgemäße Glockenteller 2 eine
Spülung
der Elektrodennadel 8 mit Spülluft, wobei der Spülluftstrom
die Elektrodennadel 8 axial und mantelförmig umströmt, wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist. Die Zuführung
der Spülluft
erfolg hierbei in dem Glockenteller 2 durch einen Spülluftkanal,
wobei der Spülluftkanal
von der Elektrodennadel 8 ausgehend zunächst durch eine in dem Einsatzkörper 7 angeordnete,
radial verlaufende Stichbohrung 12 gebildet wird, die in
dem Mittelteil 6 in eine entsprechende Anschlußbohrung 13 übergeht.
Weiterhin wird der Spülmittelkanal
in dem Glockenteller 2 dann durch eine Bohrung gebildet,
die axial durch die Befestigungsschraube 11 hindurch geht
und das Innere des hohlen Verbindungsbolzens 10 mit der
Anschlussbohrung 13 verbindet, so dass auch das Innere
des Verbindungsbolzens 10 einen Teil des Spülmittelkanals bildet.
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Die Zuführung des Spülmittels
zu dem Spülmittelkanal
des Glokkentellers 2 erfolgt hierbei durch den Rotationszerstäuber 1,
der hierzu ebenfalls einen Spülmittelkanal
aufweist, der in einem Gehäuse 14 des
Rotationszerstäubers 1 verläuft, wobei
der Spülmittelkanal
des Rotationszerstäubers 1 durch mehrere
Leitungen 15–18 gebildet
wird, die schließlich
in einen Ringkanal 19 münden,
der eine ringförmig
umlaufende Austrittsöffnung
aufweist, wobei die Austrittsöffnung
des Ringkanals 19 an der freien Stirnseite des Rotationszerstäubers 1 liegt
und bei montiertem Glockenteller 2 mit einem geringen Spalt vor
der Mündungsöffnung des
hohlen Verbindungsbolzens 10 liegt, so dass unabhängig von
der Drehstellung des Glockentellers 2 stets Spülluft aus
dem Ringkanal 19 in den Spülkanal des Glockentellers 2 übertreten
kann.
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Weiterhin weist der Rotationszerstäuber 1 eine
drehbar gelagerte Glockentellerwelle 20 auf, die an ihrem
freien Ende ein Innengewinde trägt.
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Das Außenteil 3 des Glockentellers 2 weist ein
entsprechend angepasstes Außengewinde
auf, so dass der Glockenteller 2 im montierten Zustand auf
die Glockentellerwelle 20 aufgeschraubt ist.
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Darüber hinaus weist der Rotationszerstäuber 1 einen
Beschichtungsmittelkanal 21 auf, der durch das Innere eines
mittig angeordneten Pulverrohrs 22 gebildet wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber 1 ist
der Beschichtungsmittelkanal 21 also von dem Spülmittelkanal 15–19 getrennt,
wobei auch die Austrittsöffnungen
des Beschichtungsmittelkanals 21 und des Spülmittelkanals 15–19 voneinander getrennt
sind, um eine unabhängige
Zuführung
von Spülmittel
und Beschichtungsmittel zu ermöglichen.
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Darüber hinaus ist auch der Beschichtungsmittelkanal 5 in
dem Glockenteller 2 von dem Spülmittelkanal 12, 13 in
dem Glockenteller 2 getrennt, so dass die Spülung der
Elektrodennadel 8 während
des eigentlichen Beschichtungsbetriebs erfolgen kann.
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Das in 2 dargestellte
alternative Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Glockentellers 2' stimmt weitgehend
mit dem vorstehend beschriebenen und in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Glockentellers 2 überein,
so dass im Folgenden weitgehend auf die vorstehende Beschreibung
zu 1 verwiesen wird
und für übereinstimmende
beziehungsweise einander entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen
verwendet werden, die lediglich zur Unterscheidung durch ein Apostroph
gekennzeichnet sind.
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Eine Besonderheit des Glockentellers 2' besteht darin,
dass die Zuführung
der Spülluft
zu dem Glockenteller 2' nicht
durch den in 1 ebenfalls dargestellten
Rotationszerstäuber 1 erfolgt,
sondern durch eine Turbine 23', die detailliert in 3 dargestellt ist und sich
mit dem Glockenteller 2' dreht.
Während
des Beschichtungsbetriebs bei sich drehendem Glockenteller 2' saugt die Turbine 23' Umgebungsluft an
und fördert
diese in das Innere des Verbindungsbolzens 10' und damit in
den Spülmittelkanal
des Glockentellers 2'.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen. möglich, die
ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in
den Schutzbereich fallen.