喷头和具有这种喷头的旋转式喷雾器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于旋转式喷雾器的喷头，该旋转式喷雾器用于将涂装材料涂覆到物体上，该喷头具有:
[0002]a)能够围绕旋转轴旋转的旋杯/钟形盘(Glockenteller)，该旋杯具有分流边缘和流出面，能够将涂装材料这样输送到该流出面，使得涂装材料从旋杯的分流边缘甩出，和
[0003]b)流动路段，通过该流动路段能够将涂装材料输送到流出面。
[0004]本发明还涉及一种用于借助喷头将涂装材料涂覆到物体上的旋转式喷雾器。
【背景技术】
[0005]配有开头所述类型的喷头的旋转式喷雾器例如应用在汽车工业中，用于为物体、如车辆车身的部件涂装或涂敷保护材料。
[0006]旋杯在此用于使涂装材料雾化，为此，旋杯在运行时以10，000至100，000U min 1的非常高的转速借助气动的或电动的驱动装置围绕其旋转轴旋转。
[0007]向旋转的旋杯输送选择的涂装材料。由于作用到涂装材料上的离心力，该涂装材料在旋杯上被作为薄膜向外推动，直到涂装材料到达设置在径向外部的旋杯分流边缘。在那里，高的离心力这样作用到涂装材料上，使涂装材料以细小的涂装材料滴点/液滴/小滴的形式切向地甩出。
[0008]在此产生具有不同尺寸的滴点，滴点的尺寸在相对较宽广的尺寸范围内延伸。较大的滴点在此与较小的滴点相比径向向外甩出地更远。因此借助开头所述类型的喷头和旋转式喷雾器产生了相对较宽的射流，该射流在理想情况下是锥形的并且具有相对较大的锥角。
[0009]在此值得期待的是，滴点的尺寸是相对统一的并且与尺寸相关的滴点谱(Troepfchenspektrum)仅在尽可能小的范围上延伸。此外，滴点应该尽可能小，因为在滴点更小时实现更均匀的涂敷效果。目标是，产生所谓的涂料雾。通常把由空气和细小分布的固态或液态微粒称为雾。为了确保将涂装材料涂布到待涂装的物体上，需要具有在20至40 μπι范围内的最小滴点尺寸的湿雾。可以在100 μπι的滴点尺寸平均值的情况下实现良好的结果，其中，偏差理想地为±50 μπι。
[0010]旋杯旋转得越慢，则平均而言从分流边缘用出的滴点就越大。相应地在旋杯的转速较高时，则在旋杯的分流边缘上产生平均而言较小的滴点。由此，旋杯通常以高转速运行，这与相应高的能量消耗相关联。同时，转速较高时的射流径向延展又比转速较小时更大，因此必须采取措施使得该射流聚焦于待涂敷的物体。
[0011]为此，已知的旋转式喷雾器例如以静电方式工作。在此，待涂布的涂装材料被带电，而待涂敷的物体被接地。在此，在旋转式喷雾器与物体之间形成使得带电的涂装材料定向地涂布到物体上的电场。然而该电场仅在能够导电的物体的情况下起作用。
[0012]对于以静电方式运行，另选地或补充地，在已知的旋转式喷雾器中设有引导空气装置。借助该空气引导装置将大多时候为环形的引导空气流这样引导到射流上，使得该射流聚束并且将不同尺寸的滴点引导到待涂敷的物体上。然而对此部分地需要强烈的引导空气流，产生这种强烈的引导空气流是相对投入较高的。
[0013]由DE 43 30 602 Al已知了一种用于借助静止的喷嘴组件以静电方式涂装的旋转式喷雾器，该喷嘴组件具有多个涂装材料喷嘴，这些涂装材料喷嘴通过不同的通道与相应的涂装材料源连通。各个喷嘴和连接在该喷嘴上的通道被用于输送仅一种特定的涂装材料。
[0014]这造成旋转式喷雾器的投入非常高的内部结构并且因此造成提高的生产成本。此外存在这样的危险，即在较长的时间段内处于单个通道中的涂装材料形成了通道壁上的沉积物。在重新使用通道时，这些沉积物可能脱落并且导致无用的涂装结果。
【发明内容】
[0015]本发明的目的是，提供一种开头所述类型的喷头和旋转式喷雾器，借助该喷头和旋转式喷雾器能够在尽可能均匀的并聚焦的射流的情况下实现高能效的运行。
[0016]该目的在开头所述类型的喷头中由此实现:
[0017]c)流动路段在输出区域中借助分别一个相对于旋杯的旋转轴偏心布置的输出口分成子路段，能够由该输出口输出涂装材料，该涂装材料从输出口到达流出面。
[0018]在通过同轴布置的通道中央输送涂装材料到转向体时，该涂装材料可以根据涂装材料的粘度具有沿径向和沿周向的过低的速度，以便在流出面上形成期待的材料膜。
[0019]本发明基于这样的认识:当涂装材料通过多个子路段经由输出区域借助关于旋转轴径向错位的输出口引导时，能够比在唯一一个中央输送通道的情况下更均匀地输出到流出面。
[0020]特别可以规定，输出口围绕旋转轴可旋转地支承。在这种情况下，涂装材料通过输出口围绕旋转轴的旋转运动经历了沿径向和沿周向的额外加速，使得该涂装材料以相应的额外速度分量撞击到转向体上并且到达流出面。该额外的动能也在沿流出面朝向分流边缘流动的情况下提供给涂装材料。由此涂装材料能够以较大的速度从分流边缘脱离，而不必提高旋转式喷雾器的运行转速。
[0021]由于流动路段分成子路段，因此在各个子路段中较小的横截面起作用。如果子路段的整个横截面小于流动路段的横截面，那么在不可压缩的涂装材料的情况下由于质量守恒，流动速度成比例地提高。由此还可以进一步提高涂装材料的绝对速度。
[0022]这样可以有效地减小所产生的滴点尺寸，而不必提高旋转式喷雾器的转速。
[0023]优选地，输出区域具有至少两个输出口，所述至少两个输出口布置在相对于旋转轴同轴的圆形结构(Kreis)上。为了防止在涂装结果中与运行转速相关联的周期性明显可见，适宜的是，子路段以及输出口均匀地分布在周边上。由此可以实现，当旋杯旋转时可以在流出面上形成沿周向连续的涂装材料膜，使得可以在单位时间从尽可能大的周边区域甩出滴点。
[0024]在一个设计方案中规定，流动路段包括同轴的中央通道，该中央通道沿涂装材料的流动方向布置在输出区域上游。
[0025]在此有利的是，至少同轴的中央通道被接纳在驱动轴中，旋杯与该驱动轴耦合。
[0026]从输出口输出的涂装材料可以通过以下方式到达流出面，即该涂装材料能够在转向体上引导。转向体优选相对于旋转轴同轴地布置并且与旋杯不能运动地连接。此外，转向体是旋转对称的且包括位于输出口对面的碰撞面和基本上平行于旋杯的流出面延伸的外表面。
[0027]为了使得转向体尽可能轻地构造，转向体优选设计为空心截锥体。
[0028]在旋杯的内部区域中在运行时产生负压，因此存在以下危险，即涂装材料被从分流边缘吸到旋杯中心处。这又影响了射流的几何形状。为了防止由此涂装结果变差，有利的是，设置穿过定义了碰撞面的转向体的、用于实现压力平衡的连续空气通过孔。
[0029]转向体被接纳在由旋杯的流出面界定的空间中，该空间同样具有截锥体的形状。在此有利的是，转向体的直径小于分流边缘直径的60%。特别有利的是，转向体直径大约为分流边缘直径的三分之一。分流边缘直径可以处于20到90mm之间的范围内，其中，在分流边缘较大的情况下相应提供更多的流出面。由此可以形成薄的涂装材料膜，这引起较小且较均匀的滴点。
[0030]为了节省能量而适宜的是，将旋转部件构造得尽可能轻。喷头可以由钟形部件一一该钟形部件包括旋杯和输出区域一一以及由锥形侧壁这样形成，从而在钟形部件与侧壁之间产生空腔。侧壁和钟形部件例如可以借助于粘接、焊接、螺纹连接、铆接或收缩配合相互不能运动地连接。
[0031]有利的是，将具有小厚度的材料用作钟形部件、侧壁和转向体的材料，从而将运动质量保持尽可能小。合适的材料根据涂装材料和通过涂装材料中颗粒的磨损而定，例如是钛、铝或合金，如 T1-6A1-4V、6A1-4V 或 6Al-25N-4Zr_2Mo。
[0032]此外可以规定，流出面在环形区域中具有沟槽、特别是径向沟槽。特别是可以规定，沟槽布置在流出面的、终止于分流边缘中的径向最外侧的环形区域中。由此产生了用于形成滴点的初始位置。
[0033]另选地或额外地