DE102008056411A1

DE102008056411A1 - Beschichtungsanlagenbauteil, insbesondere Glockenteller, und entsprechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102008056411A1
Application number: DE102008056411A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Fritz; Steffen Wesselky; Timo Beyl
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-20
Also published as: PL2349582T3; CN102281954A; EP2349582A2; US10471445B2; WO2010051958A3; ES2545978T5; US20110265717A1; PT2349582E; CN102281954B; HUE027200T2; JP2015107489A; EP2349582B1; JP6267661B2; PL2349582T5; ES2545978T3; EP2349582B2; WO2010051958A2; JP2012508098A

Abstract

Erfindung betrifft ein Bschichtungsanlagenbauteil (1), insbesondere Glockenteller (1) für einen Rotationszerstäuber (2), mit einem formgebenden Grundkörper (4; 7) und einem Funktionselement (5, 6; 8) zur mechanischen Versteifung und/oder zur chemischen und/oder elektrischen Funktionalisierung des Beschichtungsanlagenbauteils (1), wobei das Funktionselement (5, 6; 8) aus einem Material mit einer größeren Massendichte besteht als der Grundkörper (4; 7). Es wird vorgeschlagen, dass das Funktionselement (5, 6; 8) eine Beschichtung (5, 6; 8) ist, die mindestens teilweise auf den Grundkörper (4; 7) aufgebracht ist. Weiterhin umfasst die Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsanlagenbauteil, insbesondere einen Glockenteller für einen Rotationszerstäuber, und ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Applikationsgeräte meist Rotationszerstäuber eingesetzt, die einen schnell rotierenden Glockenteller aufweisen, der den zu applizierenden Lack aufgrund der auf den Lack wirkenden Zentrifugalkräfte absprüht und zerstäubt.
Zum einen wird bei der Konstruktion derartiger Glockenteller ein möglichst geringes Gewicht angestrebt, um die mechanischen Belastungen zu reduzieren, die der Glockenteller aufgrund der hohen Drehzahl auf die Lagereinheit bzw. die zum Antrieb dienende Druckluftturbine ausübt. Darüber hinaus ist ein möglichst geringes Gewicht des Glockentellers auch vorteilhaft, um die beim Abbremsen und Beschleunigen des Glockentellers auftretenden Kräfte zu minimieren und dadurch die Gefahr eines unfallträchtigen Glockentellerabwurfes zu reduzieren.
Zum anderen muss bei der Konstruktion des Glockentellers eine ausreichende Drehzahlfestigkeit erreicht werden, so dass die verwendeten Materialien eine ausreichende Festigkeit aufweisen müssen. Die herkömmlichen Glockenteller bestehen deshalb meist aus Titan oder Aluminium, um eine ausreichende Festigkeit bei möglichst geringem Gewicht zu erreichen.
Weiterhin sind sogenannte Verbundglockenteller aus EP 1 317 962 B1 und DE 20 2007 015 115 U1 bekannt. Derartige Verbundglockenteller weisen eine Materialkombination aus einem leichten Material mit relativ geringer Festigkeit und einem schweren Material mit einer hohen Festigkeit auf, um einen Glockenteller mit möglichst geringem Gewicht und möglichst großer Festigkeit zu erreichen. Die Verbundglockenteller bestehen deshalb aus mehreren Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien, wobei die verschiedenen Bauteile bei der Montage miteinander verbunden werden. Auch derartige Verbundglockenteller bilden jedoch noch keinen befriedigenden Kompromiss zwischen den Konstruktionszielen eines möglichst geringen Gewichts einerseits und einer möglichst großen Festigkeit andererseits.
Der Vollständigkeit halber ist noch hinzuweisen auf herkömmliche Glockenteller, die eine reibungsmindernde Beschichtung oder eine verschleißmindernde Beschichtung aufweisen, wobei die Beschichtung jedoch keinen Einfluss auf das Gewicht und die mechanische Festigkeit des Glockentellers hat. Derartige Glockenteller mit einer verschleißmindernden bzw. reibungsmindernden Beschichtung sind beispielsweise bekannt aus DE 101 12 854 A1 und DE 10 2006 022 057 B3 .
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Glockenteller zu schaffen, der bei möglichst geringem Gewicht eine möglichst große mechanische Festigkeit aufweist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Herstellungsverfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Beschichtungsanlagenbauteil und durch ein entsprechendes Herstellungsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, dass das Beschichtungsanlagenbauteil (z. B. ein Glockenteller) einen formgebenden Grundkörper und ein Funktionselement aufweist, wobei das Funktionselement zur mechanischen Versteifung und/oder zur chemischen und/oder elektrischen und/oder zur tribologischen Funktionalisierung des Beschichtungsanlagenbauteils dient und aus einem Material mit einer größeren Massendichte besteht als der formgebende Grundkörper. Erfindungsgemäß ist nun als Besonderheit vorgesehen, dass das Funktionselement nicht als separates eigenständiges Bauteil des Glockentellers ausgebildet ist, sondern aus einer Beschichtung besteht, die mindestens teilweise auf den Grundkörper aufgebracht und mit dem Grundkörper verbunden ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das schichtförmige Funktionselement auf dem Grundkörper ein Versteifungselement, das aus einem Material besteht, das gegenüber dem Material des Grundkörpers eine größere Massendichte und eine größere Festigkeit aufweist. Die Beschichtung auf dem Grundkörper hat hierbei also die Funktion, den Grundkörper und damit auch das fertige Beschichtungsanlagenbauteil mechanisch zu versteifen, was insbesondere bei einem Glockenteller vorteilhaft ist, um die Drehzahlfestigkeit des Glockentellers zu erhöhen. Hierbei besteht ein grundsätzlicher Unterschied gegenüber den eingangs erwähnten herkömmlichen Glockentellern mit einer reibungsmindernden bzw. verschleißmindernden Beschichtung, da diese herkömmlichen Beschichtungen die Steifigkeit des Glockentellers und damit die Drehzahlfestigkeit des Glockentellers nicht verbessern, sondern lediglich die Standzeit gegenüber abrasiven mechanischen Be lastungen erhöhen. Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsanlagenbauteil (z. B. Glockenteller) erhöht die mechanisch versteifende Beschichtung also die Steifigkeit des Beschichtungsanlagenbauteils wesentlich, so dass die Steifigkeit des Beschichtungsanlagenbauteils mit der mechanisch versteifenden Beschichtung den vorgegebenen Anforderungen genügt, wohingegen der Grundkörper allein ohne die versteifende Beschichtung den vorgegebenen Anforderungen nicht genügt.
Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass das Funktionselement nicht zur mechanischen Versteifung des Beschichtungsanlagenbauteils dient, sondern zur elektrischen Funktionalisierung des Beschichtungsanlagenbauteils. Beispielsweise kann die Beschichtung aus einem Material bestehen, das eine andere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das Material des Grundkörpers.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass das schichtförmige Funktionselement das Beschichtungsanlagenbauteil chemisch funktionalisiert. Hierzu kann die Beschichtung aus einem Material bestehen, das andere chemische Eigenschaften aufweist als das Material des formgebenden Grundkörpers.
Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Varianten der mechanischen Versteifung, der elektrischen Funktionalisierung, der tribologischen und der chemischen Funktionalisierung miteinander zu kombinieren.
Bei der Beschichtung des Grundkörpers kann es sich beispielsweise um eine Metallbeschichtung, eine Keramikbeschichtung, eine Diamantkeramikbeschichtung, eine kohlenstoffhaltige Beschichtung und/oder eine nanokristalline Beschichtung handeln, wie beispielsweise die nanokristalline Metallbeschich tung, die von der Firma DuPont unter der Marke MetaFuse^TM angeboten wird. Weiterhin kann die Beschichtung aus organischen, anorganischen oder metallischen Substanzen oder einer Mischung daraus bestehen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Beschichtung eine Schichtdicke auf, die im Bereich von wenigen Nanometern bis mehreren Millimetern liegen kann. Die Schichtdicke ist also vorzugsweise größer als 1 nm, 5 nm, 10 nm, 100 nm oder sogar größer als 1 mm. Weiterhin ist die Schichtdicke vorzugsweise kleiner als 5 mm, 2 mm, 1 mm, 500 nm, 200 nm oder sogar kleiner als 100 nm. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Schichtdicke der funktionalisierenden Beschichtung nicht auf die vorstehend genannten Wertebereiche beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Schichtdicken realisierbar.
Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die funktionalisierende Beschichtung mehrere übereinanderliegende Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften enthält. Beispielsweise kann die funktionalisierende Beschichtung eine verschleißmindernde Schicht, eine steifigkeitserhöhende Schicht, eine Antihaftschicht und/oder eine chemisch widerstandsfähige Schicht enthalten. Falls die funktionalisierende Beschichtung eine Antihaftschicht enthält, so ist es bevorzugt, wenn die Antihaftschicht einen Reibwert von weniger als 0,3, 0,2, 0,1 oder sogar weniger als 0,05 aufweist. Vorzugsweise liegt der Reibwert der Antihaftschicht im Bereich von 0,02–0,3, wobei sich die Reibwerte auf eine Messung beziehen, bei der im trockenen Zustand gegenüber Stahl gemessen wird.
Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Beschichtung einen Materialgradienten quer zum Schicht verlauf aufweist, so dass sich eine Materialeigenschaft in der Beschichtung entlang dem Materialgradienten verändert, d. h. quer zum Schichtverlauf. In einer Variante der Erfindung tritt der Materialgradient hierbei innerhalb mindestens einer der Schichten auf, so dass sich die Materialeigenschaften innerhalb der betreffenden Schicht ändern. In einer anderen Variante der Erfindung tritt der Materialgradient dagegen innerhalb der Beschichtung über mehrere Schichten hinweg auf, so dass sich die Materialeigenschaften in der Beschichtung über mehrere Schichten hinweg ändern. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass die Beschichtung und/oder die einzelnen Schichten der Beschichtung von innen nach außen zunehmend härter werden.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die funktionalisierende Beschichtung mindestens teilweise auf den Grundkörper aufgebracht ist. Zum einen besteht also im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die gesamte Oberfläche des Grundkörpers mit der funktionalisierenden Beschichtung versehen ist. Zum anderen besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die funktionalisierende Beschichtung nur auf einen Teil der Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht ist.
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass der Grundkörper einen Hohlraum aufweist, um beispielsweise das Gewicht des Grundkörpers zu reduzieren, wobei die funktionalisierende Beschichtung auf die Innenwand des Hohlraums des Grundkörpers aufgebracht sein kann.
Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Beschichtung mit einem Dotierungsmittel dotiert ist, um ein Originalteil von einem Plagiat unterscheiden zu können. Dies ist u. a. sinnvoll, da ein Glockenteller sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen muss. Die Dotierung von Schich ten mit einem Dotierungsmittel ist aus der Halbleitertechnik bekannt und muss deshalb nicht näher beschrieben werden. Bei der Dotierung der Beschichtung besteht die Möglichkeit, dass alle Originalteile in gleicher Weise dotiert sind, so dass anhand der Dotierung eine Erkennung von Plagiaten möglich ist, ohne die einzelnen Originalteile voneinander unterscheiden zu können. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass im Rahmen der Dotierung eine individuelle Codierung der einzelnen Originalteile erfolgt, um später anhand der Codierung die einzelnen Originalteile individuell identifizieren zu können. Die Codierung der einzelnen Beschichtungsanlagenbauteile kann beispielsweise erfolgen, indem die Dotierungsstärke, der Dotierungsort und/oder das Dotierungsmittel variiert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist bereits ersichtlich, dass es sich bei dem Beschichtungsanlagenbauteil vorzugsweise um ein im Betrieb rotierendes Applikationselement handelt, das ein Beschichtungsmittel auf ein zu beschichtendes Bauteil appliziert. Beispiele für derartige Applikationselemente sind Glockenteller und Sprühscheiben für Rotationszerstäuber.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Beschichtungsanlagenbauteils ist jedoch nicht auf Applikationselemente beschränkt, sondern umfasst jegliche Bauteile von Beschichtungsanlagen, wie beispielsweise Farbwechsler, Zerstäuberteile, Dosierpumpen und Roboterteile, um nur einige Beispiele zu nennen.
Der Grundkörper und die zur Versteifung vorgesehene Beschichtung sind hierbei vorzugsweise so konzipiert, dass der Grundkörper ohne die Beschichtung keine ausreichende Drehzahlfestigkeit aufweist, sondern nur im fertigen Zustand mit der Beschichtung.
Ferner ist zu erwähnen, dass der Grundkörper vorzugsweise aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff besteht, um ein möglichst geringes Gewicht des Grundkörpers zu erreichen. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Materials für den Grundkörper nicht auf Kunststoffe beschränkt, sondern auch mit anderen möglichst leichten Materialien realisierbar.
Die Erfindung ermöglicht die Realisierung eines relativ leichten Beschichtungsanlagenbauteils, das zusammen mit dem Grundkörper und dem Funktionselement eine durchschnittliche Massendichte aufweist, die im Bereich zwischen 1 g/cm³ und 5 g/cm³ liegen kann.
Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Beschichtungsanlagenbauteil ein bestimmtes Festigkeitsverhältnis zwischen der mechanischen Festigkeit des Materials des Funktionselements einerseits und der Festigkeit des Materials des Grundkörpers andererseits auf, wobei das Material des Funktionselements in der Regel eine wesentliche größere Festigkeit aufweist als das Material des Grundkörpers. Vorzugsweise beträgt das Festigkeitsverhältnis betreffend die Zugfestigkeit mindestens 1:4.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße Beschichtungsanlagenbauteil (z. B. Glockenteller) ein bestimmtes Massendichteverhältnis zwischen der Massendichte des Materials des Funktionselements und der Massendichte des Materials des Grundkörpers auf, wobei das Material des Funktionselements in der Regel eine wesentlich größere Massendichte aufweist als das Material des Grundkörpers. Vorzugsweise liegt das Massendichteverhältnis im Bereich von 1:20–1:2.
Ferner weist das erfindungsgemäße Beschichtungsanlagenbauteil ein bestimmtes Dickenverhältnis zwischen der Materialstärke des Grundkörpers und der Schichtdicke der Beschichtung auf, wobei das Dickenverhältnis vorzugsweise im Bereich von 100.000:1 bis 1:1. Beispielsweise kann das Dickenverhältnis im Bereich 1:20 bis 1:2 liegen.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf einen einzelnen Glockenteller beschränkt ist, sondern auch einen Rotationszerstäuber mit einem erfindungsgemäßen Glockenteller umfasst.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch eine Lackiervorrichtung, wie beispielsweise einen mehrachsigen Lackierroboter, der als Applikationsgerät einen Rotationszerstäuber mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Glockenteller aufweist.
Schließlich umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Herstellungsverfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lackieranlagenbauteils, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens die funktionalisierende Beschichtung auf den Grundkörper aufgebracht wird.
Hierzu können verschiedene Verfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise Lackieren, Tauchen, Plasma-Beschichten, chemische Gasphasenabscheidung (CVD: Chemical Vapor Deposition), physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD: Physical Vapor Deposition), plasma-unterstützte chemische Dampfphasenabscheidung (PACVD: Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition), stromlose Metallabscheidung oder Galvanisieren, wobei auch beliebige Kombinationen der vorstehend erwähnten Beschichtungsverfahren möglich sind.
Darüber hinaus ist noch zu erwähnen, dass der Grundkörper beispielsweise durch ein Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt werden kann, wie es beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 10 2008 047 118.6 beschrieben ist.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Grundkörper durch ein Spritzgussverfahren oder durch ein spanendes Bearbeitungsverfahren hergestellt wird.
Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung auch den Einsatz nicht-lichtbeständiger Polymere (z. B. UV-vernetzender Polymere), wie sie z. B. bei stereolithografischen Verfahren eingesetzt werden, da diese durch die Beschichtung komplett vor UV-Licht geschützt werden.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass der Grundkörper aus einem Werkstoffmix besteht. Beispielsweise können Metallteile in dem Grundkörper enthalten sein, wobei die Metallteile beispielsweise eingeschraubt, eingegossen oder eingespritzt werden können. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, dass die Verbindung zur Turbine aus einem metallischen Teil besteht.
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:
1 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Glockentellers im montierten Zustand an einem Rotationszerstäuber,
2 eine Querschnittsansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Glockentellers mit einem gewichtsmin dernden Hohlraum und einer mechanisch versteifenden Beschichtung,
3 eine Querschnittsansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Glockentellers in einem anderen Ausführungsbeispiel,
4 eine Querschnittsansicht eines Oberflächenbereichs eines erfindungsgemäßen Beschichtungsanlagenbauteils mit einem Grundkörper und einer einlagigen Beschichtung,
5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 4 mit einer vierlagigen Beschichtung,
6 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 4 mit einer zweilagigen Beschichtung, sowie
7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels von 2.
Die Querschnittsansicht in 1 zeigt einen herkömmlichen Glockenteller 1 im montierten Zustand an einem nur ausschnittsweise dargestellten Rotationszerstäuber 2. Der Glockenteller 1 besteht herkömmlicherweise aus Titan oder Aluminium, um bei möglichst geringem Gewicht eine möglichst große Festigkeit und eine entsprechend hohe Drehzahlfestigkeit zu erreichen. Zur Gewichtsminimierung weist der Glockenteller 1 weiterhin einen Hohlraum 3 auf, der jedoch in 1 nicht dargestellt ist.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Glockentellers 1, der teilweise mit dem vorstehend beschriebenen und in 1 dargestellten Glockenteller 1 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederho lungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses erfindungsgemäßen Glockentellers 1 besteht zunächst darin, dass der Glockenteller 1 einen formgebenden Grundkörper 4 aufweist der aus Kunststoff besteht und deshalb relativ leicht ist. Andererseits weist der Grundkörper 4 eine wesentlich geringere mechanische Festigkeit auf als der aus Aluminium oder Titan bestehende herkömmliche Glockenteller 1 gemäß 1.
Zur Erreichung der erforderlichen mechanischen Festigkeit ist der Grundkörper 4 deshalb außen mit einer mechanisch versteifenden Beschichtung 5 versehen. Darüber hinaus ist zur mechanischen Versteifung des Glockentellers 1 auch die Innenwand des Hohlraums 3 mit einer mechanisch versteifenden Beschichtung 6 versehen.
Die Beschichtungen 5, 6 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus einer nanokristallinen Metallschicht mit einer Schichtdicke von 500 μm.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Glockenteller 1 keinen Hohlraum 3 aufweist, sondern nur an der Außenseite mit der Beschichtung 5 versehen ist.
Die Querschnittsansicht in 4 zeigt in schematisierter Form einen Grundkörper 7 eines Beschichtungsanlagenbauteils mit einer auf den Grundkörper 7 aufgebrachten einlagigen Beschichtung 8 zur Funktionalisierung des Beschichtungsanlagenbauteils. Bei der Beschichtung 8 handelt es sich auch in diesem Ausführungsbeispiel um eine nanokristalline Metallschicht.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 5 stimmt teilweise mit dem vorstehend beschriebenen und in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Beschichtung 8 nicht einlagig ist, sondern vier übereinander liegende Schichten 8.1–8.4 aufweist. Die Schichten 8.1–8.4 weisen hierbei verschiedene Materialeigenschaften auf, so dass sich innerhalb der Beschichtung 8 ein Materialgradient von innen nach außen ausbildet. Beispielsweise kann die Festigkeit, die Härte und/oder die elektrische Leitfähigkeit in der Beschichtung 8 von innen nach außen zunehmen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 6 stimmt wiederum weitgehend mit den vorstehend beschriebenen und in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Beschichtung 8 zweilagig ist und zwei Schichten 8.1, 8.2 aufweist, die übereinander liegen. Bei der außen liegen den Schicht 8.1 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine Antihaftschicht, die wahlweise elektrisch leitfähig oder elektrisch nicht leitfähig ist. Die darunter liegende Schicht 8.2 ist dagegen eine nanokristalline Metallschicht oder eine andere elektrisch leitfähige Schicht.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 7 stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Innenwand des Hohlraums 3 nicht beschichtet ist.
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.

1: Glockenteller
2: Rotationszerstäuber
3: Hohlraum
4: Grundkörper
5: Beschichtung
6: Beschichtung
7: Grundkörper
8: Beschichtung
8.1–8.4: Schichten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1317962 B1 [0005]
- DE 202007015115 U1 [0005]
- DE 10112854 A1 [0006]
- DE 102006022057 B3 [0006]
- DE 102008047118 [0033]

Claims

Beschichtungsanlagenbauteil (1), insbesondere Glockenteller (1) für einen Rotationszerstäuber (2), mit a) einem formgebenden Grundkörper (4; 7) und b) einem Funktionselement (5, 6; 8) zur mechanischen Versteifung und/oder zur chemischen und/oder elektrischen und/oder tribologischen Funktionalisierung des Beschichtungsanlagenbauteils (1), wobei das Funktionselement (5, 6; 8) aus einem Material mit einer größeren Massendichte besteht als der Grundkörper (4; 7), dadurch gekennzeichnet, dass c) das Funktionselement (5, 6; 8) eine Beschichtung (5, 6; 8) ist, die mindestens teilweise auf den Grundkörper (4; 7) aufgebracht ist.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (5, 6; 8) ein Versteifungselement ist, das aus einem Material besteht, das gegenüber dem Material des Grundkörpers (4; 7) eine größere Massendichte und eine größere Festigkeit aufweist.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Material der Beschichtung (5, 6; 8) andere elektrische Eigenschaften aufweist als das Material des Grundkörpers (4; 7), insbesondere eine andere elektrische Leitfähigkeit, und/oder b) dass das Material der Beschichtung (5, 6; 8) andere chemische Eigenschaften aufweist als das Material des Grundkörpers (4; 7), und/oder c) dass das Material der Beschichtung (5, 6; 8) andere tribologische Eigenschaften aufweist als das Material des Grundkörpers (4; 7).
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5, 6; 8) a) eine Metallbeschichtung, b) eine Keramikbeschichtung, c) eine Diamantkeramikbeschichtung, d) eine kohlenstoffhaltige Beschichtung (5, 6; 8) und/oder e) eine nanokristalline Beschichtung (5, 6; 8) ist und/oder f) aus organischen, anorganischen oder metallischen Substanzen oder einer Mischung daraus besteht,
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5, 6; 8) eine Schichtdicke aufweist, a) die größer ist als 1 nm, 5 nm, 10 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 500 nm, 1 mm, 2 mm oder 5 mm, und/oder b) die kleiner ist als 5 mm, 2 mm, 1 mm, 500 nm, 200 nm oder 100 nm.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Beschichtung (5, 6; 8) mehrere übereinander liegende Schichten (8.1–8.4) mit unterschiedlichen Eigenschaften enthält, und/oder b) dass die Beschichtung (5, 6; 8) einen Materialgradienten aufweist, so dass sich eine Materialeigenschaft entlang dem Materialgradienten verändert, und/oder c) dass der Materialgradient innerhalb mindestens einer der Schichten (8.1–8.4) auftritt, so dass sich die Materialeigenschaften innerhalb der Schicht ändern, oder d) dass der Materialgradient innerhalb der Beschichtung (5, 6; 8) über mehrere Schichten (8.1–8.4) hinweg auftritt, so dass sich die Materialeigenschaften in der Beschichtung (5, 6; 8) über mehrere Schichten (8.1–8.4) hinweg ändern, und/oder e) dass die Beschichtung (5, 6; 8) und/oder die einzelnen Schichten (8.1–8.4) der Beschichtung (5, 6; 8) von innen nach außen aus zunehmend härter werden.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5, 6; 8) folgende Schichten (8.1–8.4) aufweist: a) eine verschleißmindernde Schicht, und/oder b) eine steifigkeitserhöhende Schicht, und/oder c) eine Antihaftschicht oder eine Gleitschicht, insbesondere eine Antihaftschicht oder eine reibungsmindernde Schicht mit einem Reibwert von weniger als 0,3, 0,2, 0,1 oder 0,05, und/oder d) eine chemisch widerstandsfähige Schicht, und/oder e) eine adhäsionsmindernde Schicht.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5, 6; 8) mindestens teilweise auf eine Innenwand eines Hohlraums (3) in dem Beschichtungsanlagenbauteil (1) aufgebracht ist.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5, 6; 8) mit einem Dotierungsmittel dotiert ist.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Beschichtungsanlagenbauteil (1) ein im Betrieb rotierendes Applikationselement ist, das ein Beschichtungsmittel auf ein zu beschichtendes Bauteil appliziert, insbesondere ein Glockenteller (1) oder eine Sprühscheibe für einen Rotationszerstäuber (2), und/oder b) dass der Grundkörper (4; 7) ohne die Beschichtung (5, 6; 8) keine ausreichende Drehzahlfestigkeit aufweist, sondern nur im fertigen Zustand mit der Beschichtung (5, 6; 8).
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsanlagenbauteil (1) zusammen mit dem Grundkörper (4; 7) und dem Funktionselement (5, 6; 8) eine durchschnittliche Massendichte aufweist, die a) größer als 0,5 g/cm³ oder 1 g/cm³ und/oder b) kleiner als 10 g/cm³ 7 g/cm³ oder 5 g/cm³ ist.
Beschichtungsanlagenbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) ein bestimmtes Festigkeitsverhältnis zwischen der Festigkeit des Materials des Funktionselements (5, 6; 8) und der Festigkeit des Materials des Grundkörpers (4; 7), wobei das Festigkeitsverhältnis größer als 1, 2 oder 3 und/oder kleiner als 20, 10, 5, oder 4 ist, und/oder b) ein bestimmtes Massendichteverhältnis zwischen der Massendichte des Materials des Funktionselements (5, 6; 8) und der Massendichte des Materials des Grundkörpers (4; 7), wobei das Massendichteverhältnis größer als 1, 2 oder 4 und/oder kleiner als 50, 40, 20, 15 oder 10 ist, und/oder c) ein bestimmtes Dickenverhältnis zwischen der Materialstärke des Grundkörpers (4; 7) und der Schichtdicke der Beschichtung (5, 6; 8), wobei das Dickenverhältnis größer als 1, 10, 100, 1.000, 10.000 oder 100.000 und/oder kleiner als 100.000, 10.000, 1.000 oder 100 ist.
Rotationszerstäuber (2) mit einem Glockenteller (1) oder einer Sprühscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Lackiervorrichtung, insbesondere mehrachsiger Lackierroboter, mit einem Rotationszerstäuber (2) nach Anspruch 13.
Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsanlagenbauteils (1), insbesondere eines Glockentellers (1) oder einer Sprühscheibe für einen Rotationszerstäuber (2), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellung eines formgebenden Grundkörpers (4; 7), b) Bereitstellung eines Funktionselements (5, 6; 8) zur mechanischen Versteifung und/oder zur chemischen oder elektrischen Funktionalisierung des Beschichtungsanlagenbauteils (1), wobei das Funktionselement (5, 6; 8) aus einem schwereren Material besteht als der Grundkörper (4; 7), dadurch gekennzeichnet, dass c) das Funktionselement (5, 6; 8) eine Beschichtung (5, 6; 8) ist, die mindestens teilweise auf den Grundkörper (4; 7) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5, 6; 8) durch eines der folgenden Verfahren auf den Grundkörper (4; 7) aufgebracht wird: a) Lackieren b) Tauchen c) Plasma-Beschichten d) Chemische Gasphasenabscheidung e) Physikalische Dampfphasenabscheidung f) Plasma-unterstützte chemische Dampfphasenabscheidung g) Stromlose Metallabscheidung h) Galvanisieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Grundkörper (4; 7) mittels eines generativen Herstellungsverfahrens, insbesondere eines Rapid-Prototyping-Verfahrens, hergestellt wird, oder b) dass der Grundkörper (4; 7) mittels kunststoffformgebender Verfahren hergestellt wird, insbesondere mittels Spritzguss oder spanender Verfahren.