DE1142303B - Rotationszerstaeuber zum elektrostatischen Auftragen von Farbe oder dergleichen Fluessigkeiten - Google Patents

Description

EHe Erfindung betrifft Rotationszerstäuber zum elektrostatischen Auftragen von Farbe oder dergleichen Flüssigkeiten mit einer durch die Drehlagerung axial hindurchgeführten feststehenden und im Bereich einer Rotationsfläche für das Auftragsgut in einer ringförmigen Verteilfläche endenden Zuleitung.

Derartige Vorrichtungen dienen dazu, flüssiges Uberzugsmaterial aus einem feststehenden Behälter einer rotierenden Zerstäubungsvorrichtung, wie z. B. einer flachen Scheibe oder einem glockenförmig geschweiften Teil, zur Zerstäubung und elektrostatischen Niederschlagung zuzuführen.

Es ist bekannt, daß gewisse flüssige Überzugsstoffe, besonders einige Pigmentfarbstoffe, äußerst stark schmirgelnde Eigenschaften besitzen und daß die meisten flüssigen Überzugsstoffe bei Luftberührung einen gummiartigen Rückstand hinterlassen. Ferner enthalten flüssige Überzugsstoffe gewöhnlich Lösungsmittel, die die in handelsüblichen Vorrichtungen zur Abdichtung von Flüssigkeiten verwendeten Stoffe stark angreifen. Diese Eigenschaften verkürzen die brauchbare Lebensdauer bisher üblicher Dichtungsvorrichtungen sehr stark. Wenn der flüssige Überzugsstoff einmal durch eine Dichtung sickert, machen seine Schmirgel- und gummiartigen Eigenschaften das Lager und sonstige bewegliche Teile der umlaufenden Zerstäubungsvorrichtung sehr schnell unbrauchbar. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, die bisher üblichen Abdichtungen für die Zuführung flüssiger Überzugsstoffe zu einer solchen Vorrichtung zu vermeiden und Maßnahmen zu treffen, damit der flüssige Überzugsstoff mit dem Lager nicht in Berührung kommt.

Das Problem, einen flüssigen Uberzugsstoff einer rotierenden Zerstäubungsvorrichtung zuzuführen, wird auch dadurch weiterhin erschwert, daß hierfür eine ganz gleichmäßige, wirbelfreie Strömung erforderlich ist. Ein Spritzen oder irgendwelche andere Arten von Wirbelung bei der Zuführung der Flüssigkeit von dem feststehenden zu dem rotierenden Teil führt leicht zur Bildung von Klumpen, die bei handelsüblichen Spritzlacken zu groß sind, um aus der umlaufenden Zerstäubungsvorrichtung auszuströmen uüd auf den zu überziehenden Gegenständen niedergeschlagen werden zu können. Solche Klumpen können weiterhin das Aussehen des überzogenen' Gegenstandes so schädigen, daß dieser völlig aufgearbeitet werden muß, was natürlich teurer ist und vermieden werden sollte.

Man hat sich bisher so geholfen, daß man bei Flüssigkeitszerstäubern der eingangs erwähnten Art die Rotationsfläche am unteren Ende einer senk-

zum elektrostatischen Auftragen

von Farbe oder dergleichen Flüssigkeiten

Anmelder:

Harper J. Ransburg Company,
Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. M. Eule

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. J. Berg,

Patentanwälte, München 13, Kurfürstenplatz 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Mai 1954 (Nr. 431 768)

William Le Roy Smart, Indianapolis, Ind.,
und Robert Charles Juvinall, Ann Arbor, Mich.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

rechten Welle anordnete, durch welche das zu versprühende Material zugeführt wurde. Das stellt natürlich eine wesentliche Beschränkung der Verwendungsmöglichkeit dar. Außerdem wird hierbei das Problem nur auf die Einbringung der Flüssigkeit aus einem feststehenden Behälter in die rotierende Hohlwelle verlagert, aber nicht gelöst.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, in der waagerechten Hohlwelle ein feststehendes Rohr anzuordnen und dieses einfach im Zentralbereich des dort kegelförmig ausgebildeten Rotationskörpers enden zu lassen. Das führt jedoch in kurzer Zeit zu einem Hineinwandern der Flüssigkeit in die Hohlwelle, was hier aber vermieden werden muß.

Die hier vorliegenden Schwierigkeiten werden entsprechend der Erfindung in ebenso einfacher wie zweckmäßiger Weise dadurch beseitigt, daß das Ende des die Flüssigkeitszuleitung bildenden axialen Rohres aus einer konzentrischen Stulpe besteht, deren Rand mit der Rotationsfläche einen Dichtungsspalt bildet.

Die Ausbildung ist zweckmäßig so getroffen, daß die Stulpe an ihrer Rückseite einen Abtropfrand mit einer messerartigen Kante besitzt.

Vorteilhaft erstreckt sich von der Flüssigkeitsleitfläche des rotierenden Zerstäubers ein Damm in den

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Raum zwischen Abtropfrand und Zuführüngsrohr. Der Abstand zwischen der Rotationsfläche des Zerstäubers und der Flüssigkeitsablaufkante der ZufüH-rungsvorrichtung beträgt zweckmäßig weniger als 1,27 mm.

Eine günstige Ausbildung erhält man, wenn man die Fläche der Stulpe im Bereich von deren Rand mit der Rotationsfläche des Zerstäubers einen Winkel von etwa 40° einschließen läßt.

Stulpe, die in eine ringförmige Flüssigkeitsaustrittskante 16 a ausläuft (Fig. 2). Über diese fließt das Überzugsmaterial auf die Oberfläche der Scheibe 11, wo es durch die Zentrifugalkraft in einen nach aus-5 wärts verlaufenden dünnen Film verteilt wird, um dann von der ringförmigen Kante der Scheibe abgesprüht zu werden. Es hat jedoch ein gewisser Teil der Flüssigkeit die Neigung, an der unteren Fläche der Stulpe des Zuführungsrohres 16 oder auch an der Die Erfindung ist auch für einen glockenförmigen io Oberfläche der Scheibe entlang in Richtung auf die Zerstäuber geeignet, wenn sich dessen Innenflächen- Achse der Zerstäubungsvorrichtung nach innen zu teil im Bereich des Dichtungsspaltes unter einem kriechen. Man kann diese unerwünschte Erscheinung Winkel von etwa 15° zur Rotationsachse kegelig er- dadurch verhindern, daß man den Spalt zwischen der weiten und der Rand der Stulpe mit dem erwähnten Flüssigkeitsaustrittskante 16 a und der Oberfläche der Innenflächenteil einen Dichtungsspalt bildet, wobei 15 Scheibe 11 weniger als 1,27 mm weit und vorzugsdieser Rand von zwei sich schneidenden Flächen der weise nicht weiter als 0,38 mm und außerdem die Stulpe gebildet wird, von denen die eine aus einer Kante 16 a verhältnismäßig scharf oder messerartig ebenen und normal zur Achse der Vorrichtung macht. Weiterhin liegt die Kante 16 a wenigstens so liegenden Fläche besteht. nahe der Oberfläche der Scheibe wie irgendein anderes

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele 20 Teil des Rohres 16. Dies ist mit einer Räche 16 b erder Erfindung dargestellt. Es zeigt zielt, die sich von der Kante 16a parallel zu der Ober-

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer fläche der Scheibe 11 nach innen erstreckt, ersten Zerstäubervorrichtung, Zur Vermeidung einer weiteren Bewegung flüssigen

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Teilansicht des in Uberzugsmaterials über die Kante 16 a und Fläche Fig. 1 gezeigten Zuführungsrohres, 25 16 b hinweg nach innen entlang der unteren Fläche

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer der Stulpe ist an der Unterseite der Stulpe des Zuzweiten Zerstäubungsvorrichtung, führungsrohres 16 ein nach unten hängender Ab-

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Teilansicht des in tropfrand 16 c vorgesehen. Der Abtropfrand 16 c be-Fig. 3 gezeigten feststehenden Zuführungsrohres. sitzt eine Unterkante von messerartiger Schärfe. Die

In Fig. 1 und 2 ist eine mit einer ringförmigen 30 Unterkante des Abtropfrandes reicht nicht weiter Kante versehene Zerstäubungsvorrichtung 10 gezeigt, nach unten als bis zu der Ebene der Flüssigkeitsablaufkante 16a und befindet sich vorzugsweise etwas oberhalb dieser Ebene. Um auch eine Bewegung der Flüssigkeit entlang der Oberfläche der Scheibe in 35 Richtung auf ihre Achse zu verhindern, kann an der Scheibe 11 ein senkrechter Damm lla vorgesehen sein, der sich von der horizontalen Oberfläche der Scheibe unterhalb der Stulpe nach oben erstreckt.

Bei gewissen Spritzlaekierungen ist es erwünscht, Durchgang besitzt. Ein feststehendes Rohr 16 ist 40 die Scheibe so kippen zu können, daß sich die Achse mittels einer Schraube 18 konzentrisch in der Boh- des Zerstäubers 10 nicht mehr senkrecht, sondern rung des Rohrträgers 15 befestigt und durch einen z. B. in einem Winkel bis zu 45° zur Senkrechten Ring 19 aus nachgiebigem Material abgedichtet. befindet. Das gezeigte Zuführungsrohr 16 genügt auch Wegen der Notwendigkeit geringer Spalttoleranzen in solchen Lagen, obwohl die Flüssigkeit dann nur zwischen der oberen Stulpe des Rohres 16 und der 45 von dem unteren Segment der Rohrkante 16 a auf die Oberfläche der Scheibe 11 muß das Rohr absolut fest Scheibe übertragen wird. Um einen guten Flüssiggelagert sein. Deswegen ist die Schraube 18 so ange- keitsstrom über die Stulpe zu sichern, ist deren Oberordnet, daß sie gegen die Mitte des unteren Kragens fläche in einem Winkel von etwa 40° zu der Fläche des Rohres 16 drückt, wobei ein wesentlicher Teil des der Scheibe geneigt. Eine solche Anordnung erlaubt Kragens sowohl oberhalb als auch unterhalb der 50 ein Kippen der Achse des Zerstäubers 10 aus der Schraube eng gegen den Rohrträger 15 anliegt. Vertikalen.

Eine Abschlußplatte 20 mit einem axialen, mit dem Das feststehende Zuführungsrohr 16 hat noch einen

Zuführungsrohr 16 in Verbindung stehenden Kanal weiteren Vorteil. Wenn die Zerstäubungsvorrichtung ist an dem unteren Ende des Rohrträgers 15 befestigt. angehalten wird, so ist es wünschenswert, daß der Flüssiges zu zerstäubendes Überzugsmaterial wird 55 Film aus flüssigem Überzugsmaterial zur Säuberung aus einem Behälter 22 in geregelter Menge durch ein von der entsprechenden Oberfläche entfernt werde, Zuführungsrohr 21 nach oben in das Zuführungsrohr um ein Antrocknen zu verhindern. Man tut dies ge-16 geleitet. Die Zerstäubungsvorrichtung 10 ist durch wohnlich durch Abwischen der Scheibenoberfläche Verbindung mit einer Hochspannungsquelle 24 oder mit Lösungsmitteln. Infolge des Abtropfrandes 16 a, anderen an sich bekannten Mitteln auf einem hohen 60 der Stulpe und des Dammes lla kann ein Überschuß Potential gehalten, um zwischen dem zu zerstäuben- an Lösungsmittel und Farbe auch bei dieser Reini-

die aus einer Zerstäuberscheibe mit einer Nabe am oberen Ende einer umlaufenden Hohlwelle 12 besteht. Scheibe und Welle werden von einem Motor in einem Gehäuse 13 in Umdrehung gesetzt.

Unterhalb des unteren Endes der sich axial durch das Gehäuse 13 erstreckenden Welle 12 ist am Gehäuse 13 ein feststehender Rohrträger 15 befestigt, der einen mit der Welle 12 und Scheibe 11 koaxialen

ten Überzugsmaterial und den Werkstücken eine Spannungsdifferenz zu erzeugen. Dies wird gewöhnlich dadurch bewirkt, daß man die Werkstücke erdet und den Zerstäuber auf einem hohen Potential hält. 65

Um flüssiges Überzugsmaterial gleichförmig und ohne Wirbelung der Scheibe 11 zuzuführen, besitzt die feststehende Zuführungsvorrichtung 16 eine obere

gung keinesfalls in die Lagerung oder andere innere bewegliche Teile der Zerstäubungsvorrichtung 10 dringen.

Zum Einbau des Zuführungsrohres 16 mit richtigem Abstand zwischen der Oberfläche der Scheibe 11 und der Fläche 16 b ist der oberste innere Teil des Rohres 16 mit Gewinde 16 a* versehen. Ein Einbau-

werkzeug kann in das Gewinde 16 d eingeschraubt werden, um das Rohr 16 zur Einfügung nach unten durch die Welle 12 nach Einlegen des Ringes 19 festhalten zu können. Das Rohr 16 kann dann mittels geeigneter Lehren in die richtige Lage gebracht wer- S den und in dieser vorübergehend durch das Werkzeug gehalten werden, bis die Schraube 18 eingeschraubt ist und das feststehende Rohr dadurch fest und sicher eingespannt ist.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Zerstäubungsvorrichtung 30 mit einer geschweiften Zerstäuberglocke 31, die an einem Ende einer im wesentlichen waagerechten, drehbaren Hohlwelle 32 unter Einlage eines Ringes 33 mit einer Schraube 34 befestigt ist. Die Glocke 31 hat eine innere Flüssigkeitsleitfläche mit einem ganz innen gelegenen kegeligen Halsteil 31a, der sich von der Stoßstelle zwischen der Glocke 31 und Welle 32 nach außen in Richtung der ringförmigen Kante der Glocke in einem Winkel von etwa 15° zur Achse der Glocke und Welle erstreckt. Die Glocke und Welle werden durch einen innerhalb des Zerstäubergehäuses

35 eingebauten Motor in Umdrehung versetzt.

Die Welle 32 erstreckt sich in axialer Richtung durch das Gehäuse 35 hindurch. An ihrem entgegengesetzten Ende ist ein feststehender Rohrträger 36 an dem Gehäuse 35 befestigt, dessen axiale Bohrung mit der Welle fluchtet. Ein hohlzylindrischer Rohranschlag 37 ist innerhalb der Bohrung des Rohrträgers 36 durch eine Schraube 37 a befestigt. Ein feststehendes Zuführungsrohr 38 ist konzentrisch in der Bohrung des feststehenden Rohrträgers 36 befestigt, wobei sein eines Ende in Anlage gegen den Rohranschlag 37 mittels einer Schraube 39 festgeschraubt ist und durch einen Ring 40 aus nachgiebigem Material abgedichtet ist. Eine Abschlußplatte 41 mit einer axialen, mit der Bohrung des Rohrträgers

36 in Verbindung stehenden Bohrung ist an der offenen Stirnfläche des feststehenden Rohrträgers befestigt. Das zu zerstäubende Uberzugsmaterial wird aus dem Behälter 44 in geregelter Menge durch ein Zuführungsrohr 45, die Bohrung in der Abschlußplatte 41 und den Rohranschlag 37 hindurch in das Innere des Zuführungsrohres 38 geleitet. Die Zerstäubungsvorrichtung 10 wird durch eine Hochspannungsquelle46 auf einem hohen elektrischen Potential gehalten.

Fig. 4 zeigt die Einzelheiten des feststehenden Zuführungsrohres 38 mit seinem Flüssigkeitsaustrittsteil im Querschnitt. Um Überzugsmaterial der Innenfläche 31a der Glocke 31 zuzuführen, endet das feststehende Zuführungsrohr 38 in einer normal zur Achse des Zuführungsrohres liegenden und eine scheibenartige Fläche 38 a aufweisenden Stulpe. Die Fläche 38 a mündet in eine ringförmige, messerartige Flüssigkeitsablaufkante 38 b, die dicht neben der Innenfläche 31a der Glocke liegt. An der der Fläche 38 a entgegengesetzten Fläche der Stulpe befindet sich ein zylindrischer, mit einer Messerschneide versehener Vorsprung oder Abtropfrand 38 c, der sich nach rückwärts in Richtung auf die Welle 32 zu erstreckt. Das feststehende Zuführungsrohr innerhalb des Zerstäubers 30 liegt konzentrisch zur Innenfläche 31a der Glocke.

Um das flüssige Überzugsmaterial sicher daran zu hindern, zu der Lagerung des Zerstäubers 30 zu gelangen, ist eine zylindrische Hülse oder ein Damm 47 in den Hals der Glocke 31 eingepreßt. Der Flüssigkeitsdamm 47 ist konzentrisch mit der Glocke 31, der Welle 32 und dem Zuführungsrohr 38. Er erstreckt sich nach vorn in die durch die Fläche 31a der Glocke gebildete zentrale Durchgangsöffnung, so daß sein vorderstes Ende unterhalb der Messerschneide des Abtropfrandes 38 c liegt. Eine entlang der Fläche 31a nach der Welle 32 hin »kriechende« Flüssigkeit wird so durch den Damm 47 zurückgehalten.

Ähnlich wie das Rohr 16 besitzt auch das Zuführungsrohr 38 ein Gewinde 38 d zur Erleichterung des Ein- oder Ausbaues.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Rotationszerstäuber zum elektrostatischen Auftragen von Farbe oder dergleichen Flüssigkeiten mit einer durch die Drehlagerung axial hindurchgeführten feststehenden und im Bereich einer Rotationsfläche für das Auftragsgut in einer ringförmigen Verteilfläche endenden Zuleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des die Flüssigkeitszuleitung bildenden axialen Rohres (16, 38) aus einer konzentrischen Stulpe besteht, deren Rand mit der Rotationsfläche (11, 31a) einen Dichtungsspalt bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stulpe an ihrer Rückseite einen Abtropfrand (16 c, 38 c) mit einer messerartigen Kante besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Flüssigkeitsleitfläche (11, 31a) des rotierenden Zerstäuberteils ein Damm (11a, 47) in den Raum zwischen Abtropfrand (16 c, 38 c) und Zuführungsrohr (16, 38) erstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Stulpe im Bereich ihres Randes mit der Rotationsfläche (11) des Zerstäubers einen Winkel von etwa 40° einschließt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem glockenförmigen Zerstäuber (31), dadurch gekennzeichnet, daß sich dessen Innenflächenteil (31a) im Bereich des Dichtungsspaltes unter einem Winkel von etwa 15° zur Rotationsachse kegelig erweitert und daß der Rand der Stulpe aus einer ebenen und zur Achse normal liegenden Fläche (38 a) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung M2224IVc/75c
(bekanntgemacht am 8.3.1951);

schweizerische Patentschrift Nr. 131 307;
französische Patentschrift Nr. 982 327;
USA.-Patentschrift Nr. 2495 328;
»Industrie-Lackier-Betrieb«, 1952, S. 232 und 233.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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