DE3201576A1 - Spruehzerstaeubereinheit mit doppelter umlaufbahnfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Maschinen zum Auftragen eines Oberzugs, und insbesondere Auftrag- oder Beschichtungsmaschinen, die kontinuierlich arbeiten, wobei ein Sprühzerstäuber für diese Maschinen Düsen aufweist, die um Zweit- oder Unterbahnen in Drehung versetzt werden, während sie auf einer Primärbahn umlaufen.

Kontinuierlich arbeitende Auftragmaschinen sind seit einigen Jahren bekannt. Sei weisen normalerweise einen Kasten oder Schrank auf, durch den das zu behandelnde Teil mittels eines Förderers hindurchgeführt wird. Die Sprühzerstäuber werden im Schrank gehalten, um den Auftrag, beispielsweise eine Beschichtung aus Farbe, Lack, Asphaltfirnis, Vinylen oder dergleichen auf das Teil zu geben, so daß diese mit einem gleichförmigen und vollständigen Überzug versehen wird. Durch den Schrank und den beigeordneten geschlossenen Räumen wird ein Übersprühen begrenzt und eingeschränkt, so daß davon nichts auf die Apparaturen gelangen kann, wobei gleichzeitig Sorge getragen ist, daß die zuviel und vorbei gespritzte Flüssigkeit zur späteren Verwendung wieder aufgefangen wird.

Bei den bekannten kontinuierlichen Auftragmaschinen ist die Sprühdüse entweder im Schrank fest eingesetzt oder an einer hin- und herbeweglichen Einrichtung montiert, um daran auf einer Bahn oder Schiene eine lineare Bewegung durchzuführen. In beiden Fällen ist dabei der Sprühstrom, der aus der Düse tritt, besonders dazu geeignet,

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auf ebenen Flächen einen Überzug zu schaffen. Man ist in diesem Zusammenhang auf größere Schwierigkeiten gestossen, wenn derartige Anlagen zum Beschichten von Baustahlteilen verwendet wurden, bei denen Querträger, Haken, Zwischenplatten und dergleichen dreidimensional beschaffen sind. Bei relativ feststehendem Sprühwinkel ist es mit diesen bekannten Auftragmaschinen schwierig, diese dreidimensionalen Teile vollständig und als Ganzes zu beschichten. Es ist oft nötig, nach dem BeschichtungsVorgang diese Teile im nachhinein noch von Hand nachzuarbeiten, um sicherzustellen, daß alle Flächen des Teils mit einem Oberzug versehen sind.

Größtenteils aufgrund des festen Sprühwinkels in den bekannten kontinuierlichen Auftragmaschinen waren oft mehrere Durchgänge notwendig, um die gewünschte Beschichtung zu erzielen, wobei jedoch die Durchgänge innerhalb der Auftragmaschine auch zu einer übermäßigen Beschichtung an bestimmten Teilflächen des Teils führen. Somit gehen die hauptsächlichen Schwierigkeiten bei den bekannten Maschinen auf die Unbeweglichkeit der Sprühdüse zurück. Auch wenn in einigen bekannten Sprühzerstäubern eine lineare Bewegung der Düse vorgesehen ist, wobei der Sprühwinkel an den Bahnbegrenzungsstellen für den Rücklauf geändert wird, so bl&.'.bt der Sprühstrom jedoch weiterhin einseitig gerichtet ui.d speziell auf die Beschichtung ebener Flächen abgestellt.

Es ist demgegenüber Zielsetzung der Erfindung, eine Sprühzerstäubereinheit mit doppelter Umlaufbahnführung zu schaffen, die ein erweitertes Sprühfeld besitzt, um sowohl dreidimensionale als auch ebene Gegenstände zu bearbeiten. Dabei weist diese Einheit einen beständig sich verändernden Sprühwinkel auf, und es wird gleichzeitig ein Übersprühen oder übermäßiges Beschichten des Werkstücks verhindert.

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Nach der Erfindung läßt sich die Doppelbahnsprüheinheit
verwenden, um in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig zwei Seiten eines Teils zu beschichten. Erfihdungsgemäß
ist ein Sprühstrom vorgesehen, durch den ein gleichförmiger Oberzug an komplizierten Flächen geschaffen wird und mit dem auch eine große Anzahl der herkömmlichen im Handel erhältlichen Sprühzerstäuber und Sprühdüsen zum Einsatz gebracht werden können.

Darüber hinaus ist diese Einheit von großer Beständigkeit und Lebensdauer sowie im Betrieb zuverlässig, wobei sie
zum Einsatz in bekannte kontinuierliche Auftragmaschinen leicht mit bekannten Bauteilen zusammengebaut werden kann.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe umfaßt die Doppelbahn-Sprühzerstäubereinheit für kontinuierliche Auftragmaschinen eine erste drehbare Welle, zwei Koaxialstangen, die
normalerweise von der ersten drehbaren Welle ausgehen und mit dieser drehbar sind, eine zweite drehbare Welle, die mit einem Ende jeder Stange verbunden ist und zwei davon ausgehende Koaxialarme aufweist, auf deren einem Ende eine Auftragsprühdüse befestigt ist, und Drehantriebsmittel,
die mit jeder zweiten drehbaren Welle verbunden sind, um zwischen diesen die relative Drehbewegung durchzuführen.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß eines ersten Ausführungsbeispiels eic,¹ Erfindung,

Fig. 2 einen Aufriß, der einen Teilquerschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels darstellt, und

Fig. 3 eine Draufsicht des Geräts der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt, daß das hier mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Doppelbahn-Sprüheinheit nach der Erfindung einen Bund oder passendes Lager 12 aufweist, der bzw. das an der Schrankwand 14 einer kontinuierlichen Auftragmaschine befestigt ist. Durch den Bund 12 läuft eine Welle 16, die von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben wird, der vorzugsweise ein sowohl hinsichtlich Geschwindigkeit als auch Drehrichtung regelbarer Gleichstrom-Umkehrmotor sein sollte. Die Welle 16 weist zweckmäßig eine sie .durchlaufende Mittenbohrung auf, um eine Leitung für aufzusprühenden Auftragsstoff zu ergeben.

Am oberen Ende der Welle 16 ist ein Querträger 18 befestigt, aus dem zwei Koaxialstangen 20 herausgeführt werden. Dem Fachmann ist leicht einsichtig, daß die Anzahl derartiger Stangen beliebig gewählt werden kann; diese Stangen sind jedoch zweckmäßig in gleichförmigem Abstand um die Welle 16 angeordnet und senkrecht stehend zur Achse mit der Welle verbunden. An den Enden jeder Stange 20 sind die Drehkopfeinheiten 22 befestigt, die jeweils über einen Strömungsmittelschlauch 24 mit dem Innenleitungsrohr der Welle 16 in Verbindung stehen. Derartige Anschlüsse lassen sich vom Fachmann beispielsweise mittels einer drehbaren Verschraubung oder Kopplung leicht herstellen.

Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß hier auf dem Ende einer der Stangen 20 nur eine vollständige Einheit wiedergegeben ist; selbstverständlich sollte das andere Stangenende 20 gleichermaßen beschaffen sein. Darstellungsgemäß wird die Welle 26 vom Drehkopf 2 2 aufgenommen. Ein Ende der Welle trägt den Querträger 28, der zwei von diesem austretende

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Koaxialarme oder -stangen 30 besitzt, die zur Achse der Welle 26 senkrecht angeordnet liegen. Selbstverständlich ließen sich die beiden Stangen 30 auch als Einzelstange ausbilden, die durch den Querträger 2 8 hindurchgeführt wird. Der Wellenstumpf 26 ist mit einer Flüssigkeitskupplung 32 versehen, die über den Schlauch 34 mit den Düsenköpfen 36 in Verbindung steht, welche von jedem Stangenende 30 getragen werden.

Da das Leitungsrohr der Welle 16 mit einer Druckquelle des Auftragsmittels in Verbindung steht, läßt sich diese Verbindung von der Quelle über die Welle 16, den Schlauch 24, die Welle 26 und dann über die Schläuche 34 zu den Düsen 36 herstellen.

Nach der Darstellung ist ein primär angetriebenes Kettenrad 38 drehbar mit der Welle 26 verbunden. Ein Antriebsrad 40 liegt fest am Bund 12, wobei die Räder 38, 40 über eine Rollenkette oder dergleichen miteinander verbunden sind. Ein sekundäres Antriebsrad 44 ist über eine Kette 46 mit dem Kettenrad 48 verbunden, das von der Welle der anderen Sprüheinheit getragen wird.

Bei Betrieb wird der Gleichstrommotor zum Drehantrieb der Welle 16 eingesetzt, wodurch die Sprüheinheiten 22-36 ä'.jf einer primären Bahn im Umlauf gebracht werden. Durch die Drehung der Welle 16 wird das feste Hauptantriebsrad 40 veranlasst, über die Räder 38, 44, 48 die Wellen .26 in Drehung zu versetzen. Durch diese Drehung durchlaufen die Sprühdüsenköpfe 36 Unter umlauf bahnen, wobei der geoiroxrisehe Ort der Mittelpunkte dieser Unterumlaufbahnen auf der Primärbahn liegt. Diese der Planetenbewegung ähnliche Umlaufbewegung führt zu einer Nutation der Bahnen der Sprühdüsen 36, so daß sich der Einfallswinkel gegenüber dem zu beschichtenden Teil stetig verändert, wodurch ge-

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währleistet wird, daß sämtliche Flächen von sogar komplizierten Teilen ihren Überzug erhalten. Die Übersetzungsverhältnisse unter den verschiedenen Kettenrädern sorgen für die Steuerung der relativen Drehgeschwindigkeiten zwischen der Primärbahn und den Unterbahnen. Die Richtung und Geschwindigkeit des die Welle 16 steuernden Gleichstrommotors liefert natürlich die anfänglichen Eingangsparameter für die Umlaufbahnen. Bei wirksamer Verbindung der Kettenräder mit einem einzelnen Gleichstrommotor als Antriebsquelle sind die relativen Drehgeschwindigkeiten der Bahnen für ein gegebenes Kettenradverhältnis festgelegt .

Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel trägt das Bezugszeichen 50. In diesem ist eine Platte 52 zum Befestigen an einen Sprühschrank auf herkömmliche Art und Weise zweckmäßig ausgebildet. Auch die Gleichstrommotoren 54, 56 sind auf herkömmliche Art mit den zugeordneten Zahnradkästen 6 0 versehen. Die Motoren sind Umkehrmotoren mit veränderlicher Drehzahl. Die Querträger 62 nehmen die Motor- und Zahnradkästen auf und sind selbst mittels Bolzen 64 und Schlitzen 66 an der Platte 52 befestigt, damit die gewünschte Einstellung erzielt werden kann.

5 Der Zahnradkasten 5 8 treibt ein Zahnrad 6 8 an, das über eine Kette 70 ein Zahnrad 72 antreibt, das auf der Welle 74 drehbar gelagert ist. Eine Drehverschraubung 76 ist am Ende der Welle 7 4 angeschlossen, um von einer Druckquelle Beschichtungsstoff auf nachstehend noch zu beschreibende Art an die Sprühdüsen zu leiten. Hierbei ist die Welle 74 mit einer Mittenbohrung versehen, die dem Beschichtungsstoff als Leitung dient.

Ein Zahnrad 7 8 ist auf ähnliche Weise an den Zahnradkasten 60 angeschlossen. Hierbei liegt ein Zahnrad 82 an einer

äußeren Drehwelle 84, die über die Kette 80 mittels der zwischengeschalteten Zahnräder 78, 82 angetrieben wird. Die mittlere und äußere Welle 74 bzw. 84 ergeben für die Einheit 50 eine konzentrische Drehwelle. Es sind selbstverständlich die zweckmäßigen Lager, Befestigungen und Dichtungen 86, 88, 90, 92 auf herkömmliche Art vorgesehen, um einen sicheren Drehablauf der konzentrischen Wellen zu gewährleisten.

Ein Bund 9 4 liegt nach der Zeichnung an der Mittelwelle und ist mit dieser drehbar. Ein Deckel oder Stöpsel 96 ist am Ende der Welle 74 aufgesetzt, um die Leitung abzudichten und dafür Sorge zu tragen, daß das Beschichtungsmittel an die Düsen geleitet wird, was nachstehend noch erläutert wird. Von den Bunden 94 verlaufen die Koaxialarme oder -stangen 98, die zweckmäßig so angeschlossen sind, daß sie zur Achse der konzentrischen Welle senkrecht stehen.

Die rotierenden Richthalterungen 100 sind an jedem Ende der Stangen 9 8 befestigt. Jede Halterung 100 weist eine in den dargestellten Lagern drehbar geführte Welle auf. Hierbei verbindet eine Verschraubung 104 den Boden jeder Welle 102 und stellt über den Schlauch 106, der mit dem Deckel 96 verbunden ist, die Verbindung mit dem Beschichtungsmittel her. Auch diese Wellen 102 weisen axial in ihnen verlaufende Bohrungen oder Leitungen auf. Ein Zahnrad 108 liegt an einer der Wellen 102 (Fig. 2) und wird über eine Rollenkette 110 von einem mit der äußeren Welle 84 verbundenen Zahnrad 112 angetrieben.

Ähnlich liegt ein Zahnrad 114 an der Welle 102 amäußersten rechten Ende der Stange 98 (Fig. 2). Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit wurde hier die Düseneinheit nicht vollständig dargestellt, da sie der am äußersten linken Ende der Stange 98 angeordneten Einheit entspricht.

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Jedenfalls ist das Zahnrad HU über eine Kette 116 mit dem Zahnrad 118 verbunden. Dieses Zahnrad 118 liegt ähnlich wie das Zahnrad 112 drehbar gelagert an der äußeren Welle 84.
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Den Figuren 2 und 3 ist zu entnehmen, daß ein dem Deckel 96 ähnlicher Aufsatz 120 an den Enden der Wellen 102 angebracht ist. Die axial ausgerichteten Stangen oder Arme 122 sind an der Halterung 100 befestigt und mit dieser drehbar. Am Ende jedes Arms 122 befindet sich eine Sprühdüse 124. Diese Düsen stehen über die Schläuche 126, welche ihrerseits mit dem Aufsatz oder Deckel 120 verbunden sind, mit der Beschichtungsmittelquelle in Verbindung. Es ist leicht zu erkennen, daß das Beschichtungsmittel von der Druckquelle durch die Verschraubung 76, die Mittelwelle 74, den Deckel 96, die Schläuche 106, die Verschraubung 104, die Welle 102, den Deckel 120 und hiernach durch die Schläuche 126 hindurch zu den Düsen 124 gelangt.

Die Betriebsweise des Ausführungsbeispiels nach den Figuren 2 und 3 ist mit dem der Fig. 1 ähnlich. Jedoch wird in diesem Ausführungsbeispiel die Drehgeschwindigkeit -jr.-i -richtung der Primärumlaufbahn durch den über den Motor und Zahnradkasten 58 erfolgenden Antrieb der Mittelwelle bestimmt.. Die Drehgeschwindigkeit und -richtung der Düsen selbst wird in ihren Unterumlaufbahnen durch die Zwischenverbindung der äußeren Welle und ihrem Anschluß mit ~.^f--\: Motor und dem Zahnradkas ten 56, 60 bestimmt. Dements;;:'.·- chend lassen sich verschiedene Kombinationen der Sprühanordnungsweisen erzielen.

Durch den Aufbau nach der Beschreibung wurde also eine Anordnung geschaffen, die die eingangs erwähnte Aufgabe löst. Grundlegender Gedanke der Erfindung stellt demnach eine Anordnung mit plattenartigen Umlaufbahnen dar, bei der die

Düsen ihrerseits in einer Unterbahn umlaufen, während sie um eine Primärbahn geführt werden. Durch eine derartige Drehbewegung kommt ein Sprühstrom oder -auftrag zustande, durch den auch die verwickeisten geometrischen Flächen wirksam beschichtet werden können. Von Vorteil ist dabei, daß die Erfindung in einer großen Anzahl von Auftragoder Beschichtungssystemen angewandt werden kann. Die Besonderheiten in dor Anordnung und Ausbildung der Düsen und weiterer Bestandteile der Erfindung, die vorstehend angeführt wurden, können vom Fachmann entsprechend der Beschaffenheit des Auftragmittels, der Art des zu behandelnden Teils und dem Verlaufsmuster der Luftbewegung im Beschichtungsschrank bestimmt werden. Auch können bestimmte Strukturveränderungen vorgenommen werden, so beispielsweise die Verwendung eines Luftmotors anstelle des Gleichstrommotors, der hier erwähnt wurde.

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Claims (18)

Untere Zeichen Pr/Ka/4835-5 Nordson Corporation 555 Jackson Street Amherst, Ohio 44001, USA Sprühzerstäubereinheit mit doppelter Umlaufbahnführung Patentansprüche: 10

1. Auf doppelter Umlaufbahn geführte Sprühzerstäubereinheit, gekennzeichnet durch ein erstes Teil (16; 74), das um eine erste Achse drehbar ist, ein zweites Teil (26; 84), das an einem Ende des ersten Teils liegt und um eine zweite Achte drehbar ist, so daß die zweite Achse eine erste Umlaufbahn um die erste Achse beschreibt, und durch eine Auftrag-Sprühdüseneinrichtung (22-36; 100-126), die vom zweiten Teil getragen wird und mit diesem verbunden ist, wobei die Drehbewegung des zweiten Teils die Düseneinrichtung eine zweite Umlaufbahn um die zweite Achse beschreiben läßt.

2. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil eine erste Welle aufweist, die eine erste aus ihr austretende Stange (20; 98) besitzt, welche zur ersten Achse senkrecht steht.

TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO POSTSCHECKKONTO 1-85644 IrWENTK)N BERLIN BERLINER BANKAa P MEISSNER BLN-W mvend BERUN 030/8916037 BERLIN 31 404737-103 030/891 30 2β 3865716000

3. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil eine zweite Welle, die am Ende der ersten Stange um die zweite Achse drehbar ist, und einen ersten Arm (30; 122) aufweist, der mit der zweiten Welle verbunden ist und von dieser heraustretend senkrecht zur zweiten Achse steht, wobei die Düseneinheit an einem Ende des ersten Armes angeschlossen ist.

4. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil einen zweiten Arm besitzt, der zum ersten Arm koaxial liegt und von der zweiten Welle herausführt, wobei die Düseneinheit am Ende des zweiten Arms angeschlossen ist.

5. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil darüber hinaus eine zweite Stange besitzt, die zur ersten koaxial verläuft und aus der ersten Welle herausführt, wobei die zweite Stange eine dritte Welle besitzt, die an deren einem Ende um eine dritte Achse drehbar ist, und wobei ein dritter und vierter Koaxialarm vorgesehen ist, die zur dritten Welle senkrecht stehen und an ihren Enden zusätzlich mit Düseneinheiten verbunden sind.

6. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Antriebsmittel (38-H8; 60-78), die zur Durchführung der Drehbewegung der Wellen zwischen die erste und die zweite Welle geschaltet sind.

7. Sprühdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, cif6 die Antriebsmittel einen Motor, der an der Welle liegt und diese in Drehbewegung versetzt, ein Antriebs zahnrad (HO; 72), das fest auf der ersten Welle sitzt, ein Antriebszahnrad (38, 112), das auf der zweiten Welle sitzt und eine Kette aufweist, die den Antrieb und die ange-

- 3 triebenen Zahnräder miteinander verbindet.

8. Sprühdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle sich aus einer inneren (74) und einer äußeren (84) konzentrischen Welle zusammensetzt, wobei jede ein mit ihr verbundenes Zahnrad aufweist, das durch einen zwischengeschalteten Motor angetrieben wird.

9. Sprühdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Welle ein weiteres Zahnrad aufweist, das an

dieser Welle liegt und mit einem an der zweiten Welle befestigten Zahnrad in angetriebener Verbindung steht.

10. Sprühdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und die zweite Welle mit Leitungen versehen

sind, durch die das Beschichtungsmittel von einer Druckquelle an die Düseneinheit geführt wird.

11. Auf doppelter Umlaufbahn geführte Sprühzerstäubereinheit für kontinuierliche Auftragmaschinen, gekennzeichnet durch eine erste drehbare Welle, zwei Koaxialstangen, die senkrecht von der ersten drehbaren Welle ausgehen und
sich mit dieser drehen, eine zweite drehbare Welle, die
an einem Ende jeder Stange liegt, wobei jede zweite drehbare Welle zwei von dieser ausgehende Koaxialarme besitzt, an deren äußeren Ende eine Auftragsprühdüse befestigt !si, und durch Drehantriebsmittel, die an die erste und zweite drehbare Welle angeschlossen sind, um zwischen diesen eine relative Drehbewegung zu bewirken.

12. Sprüh Zerstäubereinheit nach Anspruch 11, dadurch geken;_: zeichnet, daß jede erste und zweite drehbare Welle Leitungen aufweist, durch die hindurch Beschichtungsmittel an
die Sprühdüsen geführt wird.

13. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel ein stationäres Antriebszahnrad, das auf der ersten drehbaren Welle koaxial gehalten wird, primär und sekundär angetriebene Zahnräder, die an eine der zweiten drehbaren Wellen angeschlossen sind und sich mit dieser drehen, wobei das Antriebs zahnrad und das primär angetriebene Zahnrad miteinander ver-. bunden sind, und ein Antriebs zahnrad aufweisen, das an der anderen der zweiten drehbaren Wellen angeschlossen ist und mit dem Sekundärzahnrad zusammengeschaltet ist.

IH. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehbare Welle eine innere und eine äußere konzentrische Welle besitzt und daß die Antriebsmittel einen ersten und eine zweiten Motor umfassen, die an die innere bzw. äußere Welle angeschlossen sind.

15. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Welle mit jeder der zweiten drehbaren Wellen gekoppelt ist.

16. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Welle mit den beiden Koaxialstangen gekoppelt ist.

17. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Motoren Umkehr-Gleichstrommotoren mit regelbarer Drehzahl vorgesehen sind.

18. Sprühzerstäubereinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren unabhängig voneinander betreibbar sind.