DE3711128C3 - Rotationszerstäuber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationszerstäuber für Farben, Lacke und dgl. Flüssigkeiten mit einer rotierend angetriebenen Zerstäuberglocke, die aus einem Grundkörper besteht und an ihrem einen Ende eine Stirnfläche und eine ringförmige Zerstäuberkante sowie mindestens eine Zufuhr für die zu zerstäubende Flüssigkeit und im Bereich der Beschleunigungszone und/oder im Bereich der Zerstäuberkante eine strukturierte Oberfläche aufweist.

Ein Rotationszerstäuber der genannten Art ist z. B. aus der DE-PS 28 04 633 bekannt. Die zugehörige Zerstäuberglocke umfaßt neben verschiedenen Einbauten einen einstückigen Glockenkörper, dessen Innenrand neben der Zerstäuberkante mit Erhebungen und Vertiefungen versehen ist. Die Form und Gestalt dieser Erhebungen und Vertiefungen kann verhältnismäßig stark variieren, wie anhand von mehreren Ausführungsbeispielen auch aus der DE-PS 28 04 633 hervorgeht.

Des weiteren ist aus der DE-PS 12 21 934 ein mehrteiliger Zerstäuberkopf bekannt, der in zwei, die Fliehkraft- und die elektrostatische Feldwirkung getrennt voneinander herbeiführende Stücke aufgeteilt ist. Die Lehre dieser DE-PS 12 21 934 geht also dahin, die Zerstäuberglocke so zu gestalten, daß das Absprühen von Farbe und die Erzeugung des elektrostatischen Feldes von zwei verschiedenen, räumlich getrennten Kanten aus erfolgt. Aus elektrotechnischen Gründen bestehen die beiden Kanten und die zu ihnen gehörenden Körper auch aus unterschiedlichen Werkstoffen, wobei das zur Bildung des elektrostatischen Feldes dienende Kopfstück aus einem Halbleitermaterial besteht, während das andere Kopfstück der Zerstäuberglocke aus einem isolierenden Werkstoff gefertigt ist. Das isolierende Kopfstück kann darüber hinaus innerhalb oder außerhalb des anderen Kopfstückes angeordnet sein.

Neben den schnellaufenden Zerstäuberglocken der elektrostatischen Lackauftragsvorrichtungen sind auch pistolenartige Rotationszerstäuber bekannt, wie sie z. B. in der US-PS 31 48 832 dargestellt und beschrieben sind. Die Zerstäuberglocken dieser Rotationszerstäuber weisen auf der Stirnfläche mehrere konzentrische Rillen auf, die von der zu zerstäubenden Flüssigkeit radial von innen nach außen überströmt werden. Ferner ist in Patents Abstracts of Japan, Juni 11, 1980 Vol. 4 No. 81 eine Zerstäuberglocke mit konzentrischen Rillen im Bereich der inneren Kontur beschrieben. Auch hier sollen die Rillen das Sprühbild verbessern und werden zu diesem Zweck von der zu zerstäubenden Flüssigkeit unmittelbar überströmt. Die Verwendung einer strukturierten Oberfläche auf der Zerstäuberglocke ist somit im Bereich der Zerstäuberkante als auch im Bereich der Beschleunigungszone bekannt.

Die Herstellung der rillenförmigen Erhebungen und Vertiefungen in der Zerstäuberglocke ist aufwendig und verursacht hohe Kosten. Dennoch führt dies nicht immer zu dem gewünschten Erfolg. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird nämlich trotz der rillenförmigen Erhebungen und Vertiefungen in vielen Fällen nicht auf die Umfangsgeschwindigkeit der Zerstäuberglocke beschleunigt. Vielfach tritt ein Abscheren bzw. ein Schlupf zwischen der Glockenoberfläche und der Flüssigkeit ein, wodurch die grundsätzlich vorteilhaften Effekte der rillenförmigen Erhebungen und Vertiefungen wieder verlorengehen.

Der Einfluß der Viskosität spielt beim Versprühen von Flüssigkeiten eine derart große Rolle und unterschiedliche Viskositäten können sich derart auswirken, daß ein optimales Sprühbild nur durch Verwendung unterschiedlicher Zerstäuberglocken erzielt werden kann. Während die Drehzahl und die Höhe der Stromspannung bei elektrostatischen Lackauftragsvorrichtungen zur Beeinflussung der Sprühcharakteristik verhältnismäßig leicht geändert und auf optimale Werte eingestellt werden können, ist dies bei der Auswahl einer besonders günstigen Oberflächenstruktur auf der Zerstäuberglocke jeweils im Bereich der Beschleunigungszone und im Bereich der Zerstäuberkante nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die Struktur der Oberfläche nicht mehr unmittelbar in den Grundkörper der Zerstäuberglocke eingearbeitet. Dies ist herstellungstechnisch vorteilhaft und erlaubt ferner Oberflächenstrukturen, die bisher entweder überhaupt nicht hergestellt wurden oder sich nur mit extrem hohen Kosten herstellen lassen. So wurden z. B. bisher außer den konzentrischen Rillen auch radial gerichtete, rillenförmige Erhebungen und Vertiefungen im Bereich der Zerstäuberkante vorgesehen. Diese bekannten Rillen besitzen eine in Rillenlängsrichtung konkav gestaltete Form. In Abhängigkeit von der Viskosität der zu zerstäubenden Flüssigkeit ist es für eine optimale Zerstäubung günstig, daß die Rillen in Rillenlängsrichtung konvex verlaufen. Mit einer Schraubenfeder als Einsatz lassen sich derartige Rillenformen problemlos erzielen. Ihre Rillen verlaufen in Rillenlängsrichtung konvex und besitzen daher für Flüssigkeiten bestimmter Viskosität ein günstiges Beschleunigungsverhalten und gute Zerstäubungseigenschaften.

In Nuten der Zerstäuberglocke einsetzbare Schraubenfedern sind billig und auch leicht auszuwechseln, wenn Rillen anderer Tiefe erwünscht sein sollten. Feinrillige Schraubenfedern oder aus dickem Draht gefertigte Schraubenfedern ergeben rillenförmige Erhebungen und Vertiefungen mit entsprechend unterschiedlichem Querschnitt und erhöhen dadurch die Variationsvielfalt ein und derselben Zerstäuberglocke.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zerstäuber­ glocke;

Fig. 2 eine Stirnansicht;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel und

Fig. 6 eine teilweise Stirnansicht der Zerstäuberglocke gem. Fig. 5.

Ein in den Figuren nicht näher dargestellter Rotations­ zerstäuber für Farben, Lacke und dgl. Flüssigkeiten umfaßt eine rotierend angetriebene Zerstäuberglocke 1 mit einem Grundkörper 1a und liegt vorzugsweise in hier ebenfalls nicht näher dargestellter bzw. beschriebener Form gegenüber dem zu beschichtenden Gegenstand auf Hochspannungspotential. Die Zerstäuberglocke 1 wird von einer Welle 2 angetrieben und erhält durch mindestens eine Bohrung 3 in einem die Welle 2 umfassenden und in die Zerstäuberglocke 1 greifenden Maschinenteil 4 die zu zerstäubende Flüssigkeit.

Der Grundkörper 1a weist an seinem einen Ende 5 eine Stirnfläche 6 und eine kreisförmige Zerstäuberkante 7 auf. Im Zentrum 8 der Stirnfläche 6 ist vorzugsweise ein scheibenförmiger, poröser Körper 9 angeordnet. Durch ihn gelangt die zu zerstäubende Flüssigkeit auf die Stirnfläche 6. Mit Hilfe einer Schraube 10 ist der poröse Körper 9 ebenso wie die Zerstäuberglocke 1 an der Welle 2 befestigt. Kanäle 11 in der Zerstäuberglocke 1 führen von dem freien Ende 12 der Bohrung 3 zu dem porösen Körper 9 und dienen als Transportweg für die Flüssigkeit.

Die Stirnfläche 6 der Zerstäuberglocke 1 besteht aus einem mittleren, kegelstumpfförmigen Flächen­ stück 13, an dessen äußeren Rand 14 sich eine um­ laufende Nut 15 befindet. Diese Nut 15 dient zur Aufnahme eines einsetzbaren Körpers 16, der zur Bildung der Oberfläche der Zerstäuberglocke 1 im Be­ reich der Nut 15 dient und hierzu mindestens im Be­ reich seiner außerhalb der Nut 15 liegenden Oberfläche eine ausgesuchte Oberflächenstruktur besitzt. Diese Oberflächenstruktur kann aus feinen Rillen 17 wie bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen bestehen oder auch eine andersartige Struktur aufweisen, die im Einzelfall günstig für das Zerstäubungsverhalten der Zerstäuberglocke 1 ist.

Anstelle der Nut 15 kann auch eine Vertiefung oder eine Ausnehmung an ausgewählten Stellen der Stirnfläche 6 oder im Bereich der Zerstäuberkante 7 vorgesehen sein und jeweils zur Aufnahme eines Körpers 16 mit der aus­ gesuchten Oberflächenstruktur dienen.

Die Nut 15 befindet sich bei der in Fig. 1 darge­ stellten Zerstäuberglocke in einer kegelstumpfförmigen Ringfläche 18, die am äußeren Rand 14 des zentrisch angeordneten, kegelstumpfförmigen Flächenstückes 13 winklig anschließt. Im Querschnitt ist die Nut 15 vor­ zugsweise kreissegmentförmig und kann mehr oder weniger tief sein.

Als einsetzbarer Körper 16 ist bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils eine Schraubenfeder 19 vorgesehen, die mit ihren Rillen 17 die für das Zerstäubungsverhalten wichtigen Er­ hebungen und Vertiefungen bildet. Die Rillen 17 verlaufen in Rillenlängsrichtung konvex geformt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tiefe der Nut 15 derart gewählt, daß die Schraubenfeder mit ihrem Umfang nicht über einen ringförmigen Teil 20 der Stirnfläche 6 vorsteht, der außen an die kegelstumpfförmige Ringfläche 18 an­ schließt, sich sodann rein radial erstreckt und an der Zerstäuberkante 7 endet.

Wie Fig. 1 zeigt, liegt die Schraubenfeder 19 mit ihrem Umfang innerhalb der Schnittkontur der Zer­ stäuberglocke 1, wodurch der ringförmige Teil 20 der Stirnfläche 6 in der Projektion tangential an die Schraubenfeder 19 anschließt.

Die Schraubenfeder 19 kann feinrillig sein und hierzu aus einem dünnen Federdraht bestehen oder sie ist zur Erzeugung größerer Erhebungen und Vertiefungen aus einem kräftigen Federdraht gefertigt, wenn dies aufgrund der Viskosität der zu zerstäubenden Flüssig­ keit erwünscht ist.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Zerstäuberglocke 1 unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nur durch die Lage der Nut 21 für einen einzusetzenden Körper 16, der auch hier eine Schraubenfeder 19 ist. Die Nut 21 befindet sich im Bereich einer Kante, an der die stärker geneigte, außen liegende, kegel­ stumpfförmige Ringfläche 18 und der radial gerichtete, ringförmige Teil 20 der Stirnfläche 6 aneinander stoßen. Auch hier ist wiederum der Querschnitt der Nut 21 halb­ kreisförmig oder etwas weniger als halbkreisförmig, was durch die Lage der Nut 21 zur Folge hat, daß die Schraubenfeder 19 mit ihrem Umfang 22 über die Ebene des ringförmigen Teiles 20 der Stirnfläche 6 vorsteht. Im Ergebnis hat dies zur Folge, daß die Schraubenfeder 19 mit ihrem Umfang 22 zugleich als Zerstäuberkante dient, da der Umfang 22 in axialer Richtung über die Kante 7 vorsteht, die bei der Zerstäuberglocke 1 gemäß Fig. 1 die Zerstäuberkante bildet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 befindet sich die Nut 23 für die Schraubenfeder 19 in dem radial ge­ richteten, ringförmigen Teil 20 der Stirnfläche 6. Auch hier gilt daher wieder, daß der eingesetzte Körper 16, der eine Schraubenfeder 19 ist, die Zerstäuberkante bildet. Der Umfang 22 der Schraubenfeder 19 steht nämlich auch hier über die Ebene des ringförmigen Teiles 20 der Stirnfläche 6 vor, so daß von der Schraubenfeder 19 rein radial weggeschleuderte Flüssigkeitspartikel nicht mehr mit Teilen oder Flächen der Zerstäuberglocke 1 in Berührung kommen.

Während bei den in den Fig. 1-4 dargestellten Aus­ führungsbeispielen die Windungen 24 der Schraubenfeder 19 flächig oder linienförmig aufeinander liegen, ist dies bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungs­ form nicht der Fall. Hier liegen die einzelnen Windungen 25 der Schraubenfeder 26 im Abstand voneinander, was zur Folge hat, daß die Flüssigkeit nicht nur über den Umfang der Schraubenfeder 26 strömt, sondern auch durch den freien Raum zwischen den jeweiligen Windungen 25. Dies führt zu einem andersartigen Zer­ stäubungsmuster und ist für Flüssigkeiten bestimmter Viskosität zweckmäßig.

Auch kann schließlich der Querschnitt des Feder­ drahtes, aus dem die Schraubenfedern 19 bzw. 26 gefertigt sind, unterschiedlich gewählt sein und muß nicht zwingend kreisförmig sein. Hierdurch läßt sich ebenfalls das Strömungsverhalten der kanalisierten Flüssigkeiten beeinflussen.

Claims (9)

1. Rotationszerstäuber für Farben, Lacke und dgl. Flüssigkeiten mit einer rotierend angetriebenen Zerstäuberglocke, die aus einem Grundkörper be­ steht und an ihrem einen Ende eine Stirnfläche und eine ringförmige Zerstäuberkante sowie mindestens eine Zufuhr für die zu zerstäubende Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Beschleunigungszone und/oder im Bereich der Zerstäuberkante (7) ein Einsatz in Form einer Schraubenfeder (19, 26) vorgesehen ist, die in eine an der Zerstäuberglocke (1) ausgebildete Nut (15, 21, 23) einsetzbar ist.

2. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (19, 26) auswechselbar angeordnet ist.

3. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (15, 21, 23) einen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweist.

4. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (19) feinrillig ist und hierzu aus einem dünnen Federdraht besteht.

5. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (26) im Abstand voneinander liegende Windungen (25) aufweist.

6. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (15) in einer kegelstumpfförmigen Ringfläche (18) der Stirnfläche (6) der Zerstäuberglocke (1) angeordnet ist.

7. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (21) längs einer Kante angeordnet ist, an der die kegelstumpfförmige Ringfläche (18) der Stirnfläche (6) und ein radial außerhalb davon liegender, ringförmiger Teil (20) der Stirnfläche (6) aneinander stoßen.

8. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (23) in dem außen liegenden, radial gerichteten Teil (20) der Stirnfläche (6) angeordnet ist.

9. Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (19) mit ihrem Umfang (22) in axialer Richtung über die Stirnfläche (7) der Zerstäuberglocke (1) vorsteht.