Einrichtung zum Vernebeln flüssiger Farbe

Abstract

 Zur Beseitigung der bestehenden Probleme, beim Farbwechsel die neue Farbe von der alten unverunreinigt zu vernebeln und beim Zerstäuben von Metalliclacken die Bildung von Fehlstellen im niedergeschlagenen Lack zu vermeiden, wird ausgehend von einer Einrichtung mit einer Zerstäuberglocke (12), in deren zentralem Durchbruch (34) ein den aus einer Düse (48) axial austretenden Farbstrom umlenkendes Teil (58) angeordnet ist, vorgeschlagen, daß das Umlenkteil (58) im Zentrum ein Kanülenlabyrinth (74) aufweist, das einen Teil des Farbstromes auf die Vorderseite des Umlenkteils (58) leitet, wo er dieses überströmt und am Rand auf die Innenseite der Glocke (12) überwechselt, damit auf der Vorderseite des Umlenkteils (58) abgesetzte Nebeltröpfchen oder Metallpartikel von dem dort fließenden Teilstrom der Farbe auf- und mitgenommen werden, so daß sie nicht haften bleiben bzw. agglomerieren können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vernebeln flüssiger Farbe, insbesondere einen Lackzerstäuber, mit einer um eine Zentralachse rotierbaren Zerstäuberglocke, die auf ihrer axial vorderen Stirnseite eine ringförmige, koaxiale Überströmungsfläche und an ihrem Grund einen zentralaxialen Durchbruch aufweist sowie über dem Grund mit einem rotationssymmetrischen Umlenkteil versehen ist, das mit der Rückseite seines Zentrums dem Durchbruch gegenübersteht und mit seinem radial äußeren Rand der Uberströmungsfläche benachbart ist, wobei der Zwischenraum zwischen dem Umlenkteil und dem Grund mit dem freiliegenden Glockenraum oberhalb der Uberströmungsfläche flüssigkeitsleitend verbunden ist; und mit einer am freien Ende eines koaxialen Farbzuführrohres sitzenden Düse, die in den Zwischenraum ragt und gegenüber dem Zentrum des Umlehkteils ausmündet.

[0002] Bei einer vorbekannten Einrichtung dieser Art ist deren Zerstäuberglocke mit einem im wesentlichen kreisscheibenförmigen Umlenkteil versehen, das auf seiner Vorderseite eine konkave, schwach konische Stirnfläche und auf seiner Rückseite eine kegelige Nabe aufweist, die der Düsenöffnung mit Abstand gegenüberliegt. Der Rand des Umlenkteiles ragt frei über ein mit ihm verbundenes ringförmiges Befestigungsteil hinaus vor den radial inneren Rand der überströmungsfläche, von der er einen gewissen Abstand hält, der aber geringer ist als die axiale Ausdehnung der konkaven Überströmungsfläche, so daß das ganze Umlenkteil innerhalb der Glocke liegt. Das vom radial inneren Umfang der Glocke eingespannte elastische Befestigungsteil weist mehrere, gleichmäßig auf seinen Umfang verteilte radiale Kanälchen auf, die der Rückseite des Randes des Umlenkteiles benachbart sind und tangential auf den inneren Rand der Überströmungsfläche ausmünden. Die Farbe strömt daher axial aus der Düse in den vom Befestigungsteil umschlossenen Zwischenraum zwischen Umlenkteil und Glockengrund, wo der Farbstrom von der Nabe des Umlenkteiles radial umgelenkt wird, worauf die Zentrifugalwirkung des mit der Glocke rotierenden Umlenkteiles auf den umgelenkten Farbstrom einsetzt und dafür sorgt, daß die Farbe auf der Rückseite des Umlenkteiles zu deren Rand fließt, wo sie durch die Kanälchen auf die Überströmungsfläche der Glocke gelangt.

[0003] An dem Umlenkteil der bekannten Einrichtung ist nachteilig, daß(auch bei einem elektrostatischen Betrieb der Einrichtung - dann entladene) Partikel der zu Nebel zerstäubten Farbe durch Sog auf die Vorderseite des Umlenkteiles gelangen, wo sie nicht abgeschleudert werden, falls die Farbe wie bei Lacken ein leicht flüchtiges Lösungsmittel enthält, das nach dem Vernebeln der Farbe verdunstet oder verdampft und die Farbe auf der Vorderseite des Umlenkteiles haften läßt. Auch bei wässrigen Farben setzen sich Nebeltröpfchen auf der Vorderseite des Umlenkteiles ab, welche wegen des Antrocknens infolge Wasserverdunstung nicht abgeschleudertwerden. Diese auf der Vorderseite des Umlenkteiles sitzen gebliebenden Farbpartikel müssen vor einem Farbwechsel entfernt werden, wozu bei der bekannten Einrichtung ein Kapillarrohr einer Spüleinrichtung dient, aus dem ein organisches bzw. wässriges Lösungsmittel auf die Vorderseite des Umlenkteiles gespritzt wird, bevor die Einrichtung mit der neuen Farbe beschickt wird. Das erfordert außer dem empfindlichen Kapillarrohr einen besonderen Zeitaufwand beim Farbwechsel.

[0004] Beim Zerstäuben von Metalliclacken, die außer Farbpigmenten und Lösungsmittel Metallpartikel und Bindemittel enthalten, bilden sich auf der Vorderseite des Umlenkteiles der bekannten Einrichtung aus Metallpartikeln Agglomerate, die infolge der besonders hohen Flüchtigkeit des Lösungsmittels und der Wirksamkeit des Bindemittels anhaften. Diese Agglomerate werden hin und wieder da und dort abgelöst und gegegen die Überströgsfläche zentrifugal abgeschleudert, wo sie in den Farbstrom und schließlich auf den mit Farbe zu besprühenden Gegenstand gelangen, wo sie störende Fehlerstellen im Lack bilden.

[0005] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den zum Farbwechsel erforderlichen Aufwand vermindert und die Bildung von schädlichen Agglomeraten aus Metallpartikeln verhindert.

[0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Umlenkteil in seinem Zentrum ein Kanülenlabyrinth mit radialer Komponente aufweist, welches einen der Düsenöffnung gegenüberliegenden, koaxialen Einlaß und einen koaxialen Auslaß auf die Vorderseite des Umlenkteiles aufweist; und daß die Vorderseite des Umlenkteiles eine ringförmige, koaxiale Uberströmungsfläche zum Überströmen durch einen Teilstrom der Farbe bildet, der am Rand dieser Fläche in den auf der stirnseitigen Uberströmungsfläche der Glocke fließenden Hauptstrom der Farbe einmündet. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß auf die Vorderseite des Umlenkteiles abgesetzte Nebeltröpfchen von dem dort fließenden Teilstrom der Farbe aufgenommen und dadurch aufgelöst werden, so daß sie nicht zurückbleiben, und daß auf der Uberströmungsfläche des Umlenkteiles abgesetzten Metallpartikeln gleiches widerfährt, so daß sie nicht agglomerieren können. Beim Farbwechsel nachgeschicktes Lösungsmittel beseitigt den nach Spritzende haften gebliebenen Farbnaßfilm durch Wegspülen.

[0007] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung liegen der radial äußere Rand der Überströmungsfläche des Umlenkteiles und der radial innere Rand der Überströmungsfläche der Glocke bündig. Der Teilstrom der Farbe kann daher glatt in den Hauptstrom einfließen.

[0008] Die bevorzugte Ausführungsform ist eine Einrichtung, deren Zerstäuberglocke wie bei der bekannten Einrichtung mit einem einstückig an den radial äußeren Rand des Umlenkteiles angeformten Befestigungsteil zum Befestigen des Umlenkteiles am radial inneren Umfang der Glocke versehen ist, wobei am Übergang vom Umlenk- zum Befestigungsteil im wesentlichen radiale, vom Zwischenraum ausgehende Kanälchen ausgebildet sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist darüber hinaus vorgesehen, daß am Übergang vom Umlenk- zum Befestigungsteil ein ringförmiger Hohlraum ausgebildet ist, in den die Kanälchen münden und der über einen Ringspalt zwischen Glocke und Umlenkteil an der Begegnungsstelle der benachbarten Ränder der Uberströmungsflächen der Glocke und des Umlenkteiles in den freiliegenden Glockenraum mündet. Dadurch ist eine über den Umfang der Glocke gleichmäßigere Beschickung der stirnseitigen Uberströmungsfläche der Glocke gewährleistet, so daß ein entsprechend verbesserter Farbauftrag entsteht.

[0009] Bei der bevorzugten Ausführungsform ist als Hohlraum eine von der Glocke geschlossene Ringnut im Befestigungsteil vorgesehen, die einfach herstellbar und zwecks Reinigung leicht zugänglich ist.
Die bevorzugte Ausführungsform ist eine Einrichtung, deren Umlenkteil wie bei der bekannten Einrichtung im wesentlichen eine Kreisscheibe mit zentraler Nabe ist, die gegen die Düse vorspringt. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält die Nabe das Kanülenlabyrinth, das dort an geeigneter Stelle untergebracht ist und genügend Platz findet.

[0010] Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das Umlenkteil auf seiner Vorderseite eine abgestufte, im wesentlichen zylindrische Vertiefung mit Innenschulter auf, auf der ein Einsatzring ruht, dessen zentrale, vorn ausgerundete Bohrung den Auslaß des Kanülenlabyrinths bildet und der vorn bündig mit der Überströmungsfläche des Umlenkteiles abschließt. Der Einsatzring kann in seiner Form sehr genau ausgearbeitet und dann in das Umlenkteil eingefügt werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Einlaß des Kanülenlabyrinths in der Nabe als koaxiale Bohrung ausgebildet, die über mehrere,gleichmäßig verteilte Stichkanülen mit dem Ringraum am Grund der Vertiefung hinter dem Einsatzring verbunden ist. Diese Labyrinthgestaltung ist einfach herstellbar und sichert eine axial langsame Teilströmung auf die Überströmungsfläche des Umlenkteiles.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Kanülenlabyrinth einschließlich Ein- und Auslaß so bemessen, daß der Teilstrom der Farbe auf weniger als die Hälfte des Gesamtstromes durch die Düse einstellbar ist.

[0011] Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine verkleinerte Seitenansicht der Ausführungsform; und

Fig. 2 einen abgebrochen dargestellten zentralaxialen Längsschnitt durch die Ausführungsform.

[0012] Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, die mittels einer Stange 10 an einem Gerüst befestigbar ist, besteht hauptsächlich aus einer rotierenden Zerstäuberglocke 12, aus einerdie Glocke mit ihrem vorderen Ende drehfest tragenden Hohlwelle 14, aus einem pneumatisch betriebenen Motor 16 zum Antrieb der Welle, aus einer Blasvorrichtung 18, aus einer Farbzuführvorrichtung 20 und aus einem pneumatischen Zylinder-KolbenAggregat 22 zum Betätigen eines Ventils 24 der Farbzuführvorrichtung.

[0013] Die einstückige,beispielsweise als Drehteil aus Aluminium gefertigte Zerstäuberglocke 12 besteht ihrerseits aus einem ihren Grund 28 bildenden, kreisscheibenförmigen Boden 26 mit einer ein Innengewinde aufweisenden Bohrung 30 als zentralem Durchbruch, aus einem an den Rand des Bodens 26 nach vorn angeformten Ring 32 mit kreiszylindrischem Durchbruch 34, der an dem in einer radialen Ebene liegenden Grund 28 endet und an seinem axial vorderen Rand eine nach vorn divergierende,kegelmantelförmige Schräge 36 aufweist, aus einer an den Ring 32 angeformten, axial nach vorn vorspringenden, ringförmigen Lippe 38, deren Kante viele kleine, gleichmäßig auf den Umfang verteilte, innenliegende Nuten 40 aufweist,und ais einer an der Schräge 36 beginnenden, an den Nuten 40 endenden, also stirnseitigen, ringförmigen Uberströmungsfläche 42, deren Profil ungefähr je zur Hälfte aus einer an der Schräge 36 beginnenden Geraden und aus einem an den Nuten 40 endenden Kreisbogen zusammengesetzt ist. Der gerade Profilabschnitt ergibt eine äußerst schwach axial nach hinten konvergierende innere Ringfläche und der kreisbogenförmige Profilabschnitt ergibt eine tangential angesetzte, axial nach vorn abnehmend divergierende Ringfläche, die sich zur Überströmungsfläche 42 ergänzen.

[0014] Die Zerstäuberglocke 12 ist mit ihrer Gewinde-Bohrung 30 auf das mit einem Außengewinde versehene vordere Ende der Hohlwelle 14 geschraubt und zur drehfesten Verbindung mit ihrem Boden 26 gegen einen Anschlagring 44 festgezogen, der auf einem gewindefreien Abschnitt der Hohlwelle 14 axial festsitzt. Innerhalb der Hohlwelle 14 verläuft berührungsfrei ein koaxiales Farbzuführrohr 46 der Farbzuführvorrichtung 20, zu der auch eine Düse 48 gehört, die in das am Grund 28 der Glocke 12 endende Farbzuführrohr 46 unter Abdichtung teilweise eingeschraubt ist und innerhalb des Rohrendes einen konischen Ventilsitz 50 des Ventils 24 der Vorrichtung 20 bildet, dessen Ventilkörper die kegelstumpfförmige Spitze 52 einer Ventilbetätigungsnadel 54 ist, die mit allseitigem radialem Spiel in dem Farbzuführrohr 46 liegt und mit diesem einen ringförmigen Farbzuführkanal 56 bildet.

[0015] Die Zerstäuberglocke 12 ist mit einem Umlenkteil 58 versehen, das den aus der Düse 48 axial austretenden Farbstrom in alle radialen Richtungen umlenkt und in einen auf seiner Rückseite fließenden Hauptstrom sowie einen auf seiner Vorderseite fliessenden Teilstrom aufteilt, der ungefähr ein Viertel des Gesamtstroms betragen soll. Dieses Umlenkteil 58 weist im wesentlichen eine flache Kreisscheibe 60 mit zentraler Nabe 62 auf. Die Kreisscheibe 60 besitzt an ihrem äußeren Rand eine axial nach vorn divergierende, kegelmantelförmige Umfangsfläche 64, deren öffnungswinkel mit dem öffnungswinkel der Schräge 36 genau übereinstimmt, so daß diese mit der Umfangsfläche 64 einen konstant breiten Ringspalt 66 bildet. Die Vorderseite der Kreisscheibe 60 stellt eine axial nach hinten äußerst schwach konvergierende Überströmungsfläche 68 des Umlenkteiles 58 dar, welche am Ringspalt 66 in dessen Mündungsebene stufen- und knicklos in die Uberströmungsfläche 42 der Glocke 12 übergeht.

[0016] Die den Hauptstrom der Farbe aufnehmende Rückseite des Umlenkteiles 58 ist von der außerhalb der Kreisscheibe 60,in der sie im wesentlichen zylindrisch ist, kegelförmigen Nabe 62 und von einer außerhalb der Nabe hauptsächlich in einer radialen Ebene liegenden Fläche 70 der Kreisscheibe 60 gebildet. Die axial nach hinten weisende Spitze der Nabe 62 liegt mit Abstand vor der Mündung der Düse 48, in deren freien Querschnitt sie hineinragt. Eine an ihrer Spitze beginnende axiale-Bohrung 72 der Nabe 62 ist Einlaß eines Kanülenlabyrinths 74 des Umlenkteiles 58, das auf seiner Vorderseite eine koaxiale Vertiefung 76 mit Innenschulter 78 aufweist, auf der ein der Vertiefung 76 angepaßter Einsatzring 80 mit einer an ihrer Vorderkante aufgerundeten Bohrung 82 liegt, die den axialen Auslaß des Kanülenlabyrinths 74 bildet. Der Einsatzring 80, dessen Vorderseite am Rand glatt in die Überströmungsfläche 68 des Umlenkteiles 58 übergeht, bildet mit dem Grund der Vertiefung 76 einen Ringraum 84 des Kanülenlabyrinths 74, zu dem noch axial nach vorn divergierende,gerade Stichkanülen 86 gehören, die einerseits in die Nabenbohrung 72 und andererseits in den Ringraum 84 münden.

[0017] An den Rand des Umlenkteiles 58 ist ein Befestigungsteil 88 einstückig angeformt, das einen vom Durchbruch 34 und vom Grund 28 der Zerstäuberglocke 12 radial bzw. axial einseitig umfaßten, elastischen Haltering 90 mit trapezförmigem Querschnitt aufweist, welcherden Zwischenraum 92 zwischen der Kreisscheibe 60 des Umlenkteiles 58 und dem Grund 28 der Glocke 12 umfängt. Im Anschluß an den in den freiliegenden Glockenraum 94 mündenden Ringspalt 66 ist durch eine Ringnut 96 im Befestigungsteil 88 ein vom Ring 32 der Glocke 12 verschlossener Hohlraum gebildet, der mit dem Zwischenraum 92 über viele, gleichmäßig auf den Umfang der Kreisscheibe 60 verteilte,radiale Kanälchen 98 in Verbindung steht, welche am übergang vom Befestigungsteil 88 zum Umlenkteil 58 an dessen rückwärtiger Fläche 70 angeordnet sind.

[0018] Der pneumatische Motor 16 zum Antrieb der Hohlwelle 14 weist ein Turbinen-Laufrad 100 mit Laufschaufeln 102 auf, die von Druckluft beaufschlagt werden, die aus radialen Düsen 104 austritt.

[0019] Die Blasvorrichtung 18 weist eine Leitung 106 zum Zuführen von Druckluft auf, welche in einer Ringkammer 108 endet, die an ihrer Stirnseite mit mehreren, gleichmäßig auf den Umfang des Anschlagringes 44 verteilten, achsparallelen Düsen 110 versehen ist, die dem Ring 32 der Zerstäuberglocke 12 gegenüber ins Freie münden. Die dort austretende Druckluft verformt als Lenkluft in Verbindung mit einer elektrostatischen Vorrichtung den beim Zerstäuben der Farbe entstehenden Radialstrahl zu einem Rund- oder Ringstrahl mit axialer Hauptkomponente.

[0020] Die Farbzuführvorrichtung 20 ist durch Beschränkung auf eine Farbe stark vereinfacht dargestellt. Die Einrichtung könnte ein Mehrfarbenzerstäuber sein. In diesem Fall wird eine Saugvorrichtung benötigt, die beim Farbwechsel den am Ventil 24 endenden Farbzuführkanal 56 leersaugt, bevor die nächste Farbe versprüht wird.
Das Aggregat 22 ist doppeltwirkend. Seine Kolbenstange ist fest mit der Ventilbetätigungsnadel 54 verbunden.

[0021] Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus deren Aufbau und den Funktionen ihrer Einzelteile.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Vernebeln flüssiger Farbe, insbesondere Lackzerstäuber, mit einer um eine Zentralachse rotierbaren Zerstäuberglocke, die auf ihrer axial vorderen Stirnseite eine ringförmige, koaxiale Uberströmungsfläche und an ihrem Grund einen zentralaxialen Durchbruch aufweist sowie über dem Grund mit einem rotationssymmetrischen Umlenkteil versehen ist, das mit der Rückseite seines Zentrums dem Durchbruch gegenübersteht und mit seinem radial äußeren Rand der Überstrtömungsfläche benachbart ist, wobei der Zwischenraum zwischen dem Umlenkteil und dem Grund mit dem freiliegenden Glockenraum oberhalb der Uberströmungsfläche flüssigkeitsleitend verbunden ist; und mit einer am freien Ende eines koaxialen Farbzuführrohres sitzenden Düse, die in den Zwischenraum ragt und gegenüber dem Zentrum des Umlenkteiles ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkteil (58) in seinem Zentrum (62) ein Kanülenlabyrinth (74) mit radialer Komponente aufweist, welches einen der Düsenöffnung gegenüberliegenden, koaxialen Einlaß (72) und einen koaxialen Auslaß (80) auf die Vorderseite des Umlenkteiles aufweist; und daß die Vorderseite des Umlenkteiles (58) eine ringförmige, koaxiale Uberströmungsfläche (68) zum Überströmen durch einen Teilstrom der Farbe bildet, der am Rand dieser Fläche (68) in den auf der stirnseitigen überströmungsfläche (42) der Glocke (12) fließenden Hauptstrom der Farbe einmündet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Rand der Überströmungsfläche (68) des Umlenkteiles (58) und der radial innere Rand der Uberströmungsfläche (42) der Glocke (12) bündig liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, deren Zerstäuberglocke mit einem einstückig an den radial äußeren Rand des Umlenkteiles angeformten Befestigungsteil zum Befestigen des Umlenkteiles am radial inneren Umfang der Glocke versehen ist, wobei am Übergang vom Umlenk- zum Befestigungsteil im wesentlichen radiale, vom Zwischenraum ausgehende Kanälchen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß am übergang vom Umlenk- zum Befestigungsteil (58 bzw. 88) ein ringförmiger Hohlraum (96) ausgebildet ist, in den die Kanälchen (98) münden und der über einen Ringspalt (66) zwischen Glocke (12) und Umlenkteil (58) an der Begegnungsstelle der benachbarten Ränder der Überströmungsflächen (42, 68) der Glocke und des Umlenkteiles in den freiliegenden Glockenraum (94) mündet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlraum eine von der Glocke (12) geschlossene Ringnut (96) im Befestigungsteil (88) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, deren Umlenkteil im wesentlichen eine Kreisscheibe mit zentraler Nabe ist, die gegen die Düse vorspringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (62) das Kanülenlabyrinth (74) enthält.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkteil (58) auf seiner Vorderseite eine abgestufte, im wesentlichen zylindrische Vertiefung (76) mit Innenschulter (78) aufweist, auf der ein Einsatzring (80) ruht, dessen zentrale, vorn ausgerundete Bohrung (82) den Auslaß des Kanülenlabyrinths (74) bildet und der vorn bündig mit der Uberströmungsfläche (68) des Umlenkteiles abschließt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß des Kanülenlabyrinths (74) in der Nabe (62) als koaxiale Bohrung (72) ausgebildet ist, die über mehrere, gleichmäßig verteilte Stichkanülen (86) mit dem Ringraum (84) am Grund der Vertiefung (76) hinter dem Einsatzring (80) verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanülenlabyrinth (74) einschließlich Ein- und Auslaß (72 bzw. 82) so bemessen ist, daß der Teilstrom der Farbe auf ein Fünftel bis ein Drittel des Gesamtstromes durch die Düse (48) einstellbar ist.

Zeichnung