DE102023117801A1 - Bell cup unit and method for manufacturing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Glockentellereinheit (100) für eine Hochrotationszerstäubereinheit zur Erzeugung von Sprühstrahlen zum Auftragen von Lacken auf Oberflächen von Bauteilen, wie Fahrzeugkarosseriebauteilen, und eine Hochrotationszerstäubereinheit mit einer Glockentellereinheit (100). Die Glockentellereinheit 100 umfasst eine Schaleneinheit (1), welche im Wesentlichen aus einem ersten Werkstoff (2) ausgebildet ist, und eine Aufnahmeeinheit (3) zur Aufnahme der Glockentellereinheit (100) an wenigstens einer Antriebseinheit, wobei die Aufnahmeeinheit (3) im Wesentlichen aus einem zweiten Werkstoff (4) ausgebildet ist. Die Schaleneinheit (1) und die Aufnahmeeinheit (3) sind stoffschlüssig und fest miteinander verbunden. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Glockentellereinheit (100) bei dem ein erster Körper (A) durch additive Fertigung aufgebaut wird, welcher im Wesentlichen durch einen ersten Werkstoff (2) gebildet wird, und wobei ein stoffschlüssig mit dem ersten Körper (A) verbundener zweiter Körper (B) durch additive Fertigung aufbaut wird, wobei der zweite Körper (B) im Wesentlichen aus einem zweiten Werkstoff (4) gebildet wird. The invention relates to a bell plate unit (100) for a high-speed rotary atomizer unit for generating spray jets for applying paints to surfaces of components, such as vehicle body components, and to a high-speed rotary atomizer unit with a bell plate unit (100). The bell plate unit 100 comprises a shell unit (1), which is essentially made of a first material (2), and a receiving unit (3) for receiving the bell plate unit (100) on at least one drive unit, wherein the receiving unit (3) is essentially made of a second material (4). The shell unit (1) and the receiving unit (3) are firmly connected to one another in a material-locking manner. The invention further relates to a method for producing a bell cup unit (100), in which a first body (A) is constructed by additive manufacturing, which is essentially formed by a first material (2), and wherein a second body (B) which is integrally connected to the first body (A) is constructed by additive manufacturing, wherein the second body (B) is essentially formed from a second material (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glockentellereinheit für eine Hochrotationszerstäubereinheit zur Erzeugung von Sprühstrahlen, beispielsweise zum Auftragen von Lacken auf Oberflächen von Bauteilen, wie Fahrzeugkarosseriebauteilen, Fahrzeuganbauteile im Innenbereich, insbesondere Interieur, und im Außenbereich, insbesondere Exterieur, sowie Bauteile aus dem Bereich der Industrie, mit einer Schaleneinheit, insbesondere mit einer Lacklauffläche, und einer Aufnahmeeinheit. Weiter betrifft die Erfindung eine Hochrotationszerstäubereinheit mit einer Glockentellereinheit und ein Verfahren zur Herstellung einer Glockentellereinheit.The present invention relates to a bell cup unit for a high-speed rotary atomizer unit for generating spray jets, for example for applying paints to surfaces of components, such as vehicle body components, vehicle attachments in the interior, in particular interior, and in the exterior, in particular exterior, as well as components from the industrial sector, with a shell unit, in particular with a paint running surface, and a receiving unit. The invention further relates to a high-speed rotary atomizer unit with a bell cup unit and a method for producing a bell cup unit.
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 in Lamellen überführt, die dann zu Tropfen zerstäuben.In modern painting systems for painting motor vehicle body components, rotary atomizers are usually used as application devices. These have a rapidly rotating bell plate that transfers the paint to be applied into lamellae due to the centrifugal forces acting on the paint, which then atomize into droplets.
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 von bis zu 100000 1/min z. B. auf die Lagereinheit ausübt. Darüber hinaus ist ein möglichst geringes Gewicht des Glockentellers auch vorteilhaft, um die Zeit für das Abbremsen und Beschleunigen des Glockentellers zu verkürzen und dadurch die Prozesssicherheit und die Effizienz zu steigern.On the one hand, when designing such bell cups, the aim is to achieve the lowest possible weight in order to reduce the mechanical loads that the bell cup exerts on the bearing unit, for example, due to the high speed of up to 100,000 rpm. In addition, the lowest possible weight of the bell cup is also advantageous in order to shorten the time for braking and accelerating the bell cup and thus increase process reliability and efficiency.
Zum anderen muss bei der Konstruktion des Glockentellers eine ausreichende Stabilität, sowie insbesondere eine Drehzahlfestigkeit, erreicht werden, so dass die verwendeten Materialien eine ausreichende Verschleißfestigkeit und Härte aufweisen müssen. Die herkömmlichen Glockenteller bestehen deshalb meist aus Titan oder Aluminium, um eine ausreichende Festigkeit bei möglichst geringem Gewicht zu erreichen.On the other hand, the design of the bell cup must be sufficiently stable, and in particular speed-resistant, so that the materials used must have sufficient wear resistance and hardness. Conventional bell cups are therefore usually made of titanium or aluminum in order to achieve sufficient strength with the lowest possible weight.
In diesem Zusammenhang sind auch Verbundglockenteller bekannt geworden, welche eine Materialkombination aus einem leichten Material mit relativ geringer Festigkeit und einem schweren Material mit einer hohen Festigkeit aufweisen, 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.In this context, composite bell cups have also become known, which have a material combination of a light material with relatively low strength and a heavy material with high strength in order to achieve a bell cup with the lowest possible weight and the greatest possible strength. The composite bell cups therefore consist of several components made of different materials, with the various components being connected to one another during assembly.
Auch derartige Verbundglockenteller bilden jedoch noch keinen befriedigenden Kompromiss zwischen den Konstruktionszielen eines möglichst geringen Gewichts einerseits und einer möglichst großen Festigkeit andererseits.However, even such composite bell cups do not represent a satisfactory compromise between the design goals of the lowest possible weight on the one hand and the highest possible strength on the other.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Glockenteller und ein Herstellungsverfahren für einen Glockenteller zu schaffen, der bei möglichst geringem Gewicht eine möglichst große mechanische Festigkeit aufweist. Zweckmäßig sollen darüber hinaus auch physikalische Anforderungen wie Reinigbarkeit, Benetzungsfähigkeit, Härte und elektrische Leitfähigkeit verbunden werden sowie eine Reproduzierbarkeit in Hinsicht auf die Wuchtgüte und den Rundlauf des Gesamtsystems verbessert werden.The invention is therefore based on the object of creating a bell plate and a manufacturing method for a bell plate that has the greatest possible mechanical strength with the lowest possible weight. In addition, physical requirements such as cleanability, wettability, hardness and electrical conductivity should also be combined and reproducibility with regard to the balance quality and concentricity of the overall system should be improved.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Glockentellereinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und eine Hochrotationszerstäubereinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 12 und durch ein Verfahren zur Herstellung einer Glockentellereinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 13. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Eigenschaften und Vorteile sind Gegenstand der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.The object is achieved by a bell cup unit with the features of
Die erfindungsgemäße Glockentellereinheit für eine Hochrotationszerstäubereinheit zur Erzeugung von Sprühstrahlen, insbesondere zum Auftragen von Lacken auf Oberflächen von Bauteilen, wie Fahrzeugkarosseriebauteilen, umfasst eine Schaleneinheit, insbesondere mit einer Lacklauffläche, zur Erzeugung von Sprühstrahlen, welche im Wesentlichen aus einem ersten Werkstoff ausgebildet ist und wenigstens eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Glockentellereinheit an wenigstens einer Antriebseinheit, wobei die Aufnahmeeinheit im Wesentlichen aus einem zweiten Werkstoff ausgebildet ist. Die Schaleneinheit und die Aufnahmeeinheit sind stoffschlüssig und fest miteinander verbunden.The bell plate unit according to the invention for a high-speed rotary atomizer unit for generating spray jets, in particular for applying paints to surfaces of components, such as vehicle body components, comprises a shell unit, in particular with a paint running surface, for generating spray jets, which is essentially made of a first material and at least one receiving unit for receiving the bell plate unit on at least one drive unit, wherein the receiving unit is essentially made of a second material. The shell unit and the receiving unit are firmly connected to one another in a material-locking manner.
Insbesondere ist die stoffschlüssige Verbindung über einen maximalen Durchmesser, beziehungsweise eine maximal mögliche Querschnittsfläche der Schaleneinheit und/oder der Aufnahmeeinheit, zwischen der Aufnahmeeinheit und der Schaleneinheit, ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Aufnahmeeinheit und die Schaleneinheit an einem Übergang, beziehungsweise innerhalb eines Übergangsbereichs, zwischen der Aufnahmeeinheit und der Schaleneinheit wenigstens teilweise deckungsgleiche und vorzugsweise deckungsgleiche Querschnitte auf. Alternativ oder zusätzlich können die Aufnahmeeinheit und die Schaleneinheit auch wenigstens teilweise eine kraftschlüssige und/ oder formschlüssige Verbindung aufweisen.In particular, the material-locking connection is formed over a maximum diameter or a maximum possible cross-sectional area of the shell unit and/or the receiving unit, between the receiving unit and the shell unit. Preferably, the receiving unit and the shell unit have at least partially congruent and preferably congruent cross-sections at a transition or within a transition area between the receiving unit and the shell unit. Alternatively or additionally, the receiving unit and the shell unit can also at least partially have a force-locking and/or form-locking connection.
Die Erfindung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der Erfindung ist, dass durch die stoffschlüssige und feste Verbindung Aufnahmeeinheit und der Schaleneinheit eine mechanische hochfeste und belastbare Glockentellereinheit zur Verfügung gestellt wird. Vorteilhaft erfolgt dadurch eine Kraftübertragung über oder durch den maximal zur Verfügung stehenden Durchmesser, beziehungsweise eine maximal mögliche zur Verfügung stehende Querschnittsfläche. Die vorhandenen Spannungen am Übergang zwischen der Glockeneinheit und der Aufnahmeeinheit sind dadurch minimal. Als Folge können erforderliche Durchmesser und Querschnittsflächen an einem Übergang verkleinert werden, sodass das Gewicht insgesamt weiter reduziert werden kann. Dadurch ist auch weniger Leistung zum Antrieb notwendig. Gleichzeitig können die Werkstoffe der Schaleneinheit und der Aufnahmeeinheit für die jeweilige Aufgabe bzw. die Gegebenheiten optimal gewählt werden. Weiter vorteilhaft kann eine Belastung der Lagerung reduziert werden.The invention has many advantages. A significant advantage of the invention is that the material A mechanical, high-strength and resilient bell plate unit is provided for a coherent and firm connection between the receiving unit and the shell unit. This advantageously results in power being transmitted over or through the maximum available diameter or the maximum possible available cross-sectional area. The existing stresses at the transition between the bell unit and the receiving unit are therefore minimal. As a result, the required diameters and cross-sectional areas at a transition can be reduced, so that the overall weight can be further reduced. This also means that less power is required for the drive. At the same time, the materials of the shell unit and the receiving unit can be optimally selected for the respective task or the circumstances. Another advantage is that the load on the bearing can be reduced.
Durch die stoffschlüssige Verbindung kann weiter auch eine mögliche relative Verdrehung oder sonstige relative Lageänderung zwischen der Aufnahmeeinheit und der Schaleneinheit im Betrieb verhindert werden, welche beispielsweise bedingt durch Fügetoleranzen bei mehrteiligen Rotationszerstäubern auftreten könnte. Vorteilhaft können aus einer solchen relativen Lageänderung resultierende Effekte, wie eine Veränderung einer Wuchtung, nicht auftreten.The material-locking connection can also prevent any relative twisting or other relative positional changes between the receiving unit and the shell unit during operation, which could occur, for example, due to joining tolerances in multi-part rotary atomizers. Advantageously, effects resulting from such a relative positional change, such as a change in balancing, cannot occur.
Vorzugsweise weist die Glockentellereinheit einen rotationssymmetrischen Aufbau auf und ist um eine Rotationsachse rotierbar. Die Glockentellereinheit kann vorzugsweise um die Rotationsachse mit einer hohen Drehzahl von wenigstens 2000 1/min oder 5000 1/min oder 10000 1/min oder 30000 1/min oder 50000 1/min oder 70000 1/min oder 100000 1/min oder noch höheren Drehzahlen rotieren. Vorzugsweise liegen die Betriebsdrehzahlen vornehmlich zwischen 15000 1/min und 80000 1/min. Vorteilhaft weisen die Aufnahmeeinheit und die Schaleneinheit zusammen wenigstens eine Zuführöffnung entlang der Rotationsachse auf, durch welche ein viskoses Fluid wie ein Lack zur Schaleneinheit zuführbar ist. Die Zuführöffnung kann einen konischen, zylindrischen oder auch sprunghaften Verlauf einer Querschnittsfläche aufweisen. Insbesondere umfasst die Schaleneinheit wenigstens eine Lacklauffläche, vorzugsweise ausgebildet als ein sich aufweitender Abschnitt, auf welchen ein viskoses Fluid, wie eine Lack oder eine flüssige Farbe, auftragbar ist. Vorzugsweise kann der sich aufweitende Abschnitt z. B. einen konischen Verlauf oder auch einen Verlauf aufweisen, welcher wenigstens abschnittsweise vorzugsweise einer oder mehrerer Funktionen, insbesondere einer nichtlinearen Funktion, wie einer Exponentialfunktion entspricht. Zweckmäßig bewegt sich auf die rotierende Schaleneinheit aufgetragenes viskoses Fluid durch Trägheit nach außen und löst sich als Sprühstrahl von einer Abrisskante an einem äußeren radialen Ende der Schaleneinheit ab. Vorzugsweise ist die Aufnahmeeinheit an einem zu der Abrisskante gegenüberliegenden Ende der Glockentellereinheit entlang der Rotationsachse angeordnet.The bell cup unit preferably has a rotationally symmetrical structure and can rotate about a rotation axis. The bell cup unit can preferably rotate about the rotation axis at a high speed of at least 2000 rpm or 5000 rpm or 10000 rpm or 30000 rpm or 50000 rpm or 70000 rpm or 100000 rpm or even higher speeds. The operating speeds are preferably mainly between 15000 rpm and 80000 rpm. The receiving unit and the shell unit advantageously have at least one feed opening along the rotation axis through which a viscous fluid such as a paint can be fed to the shell unit. The feed opening can have a conical, cylindrical or even discontinuous cross-sectional area. In particular, the shell unit comprises at least one paint running surface, preferably designed as a widening section to which a viscous fluid, such as a varnish or a liquid paint, can be applied. The widening section can preferably have, for example, a conical shape or a shape which, at least in sections, preferably corresponds to one or more functions, in particular a non-linear function, such as an exponential function. Viscous fluid applied to the rotating shell unit expediently moves outwards due to inertia and detaches itself as a spray jet from a tear-off edge at an outer radial end of the shell unit. The receiving unit is preferably arranged at an end of the bell cup unit opposite the tear-off edge along the axis of rotation.
Vorteilhaft ist wenigstens die Schaleneinheit und/oder die Aufnahmeeinheit, insbesondere jeweils, durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. Vorzugsweise ist die Glockentellereinheit durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. Vorteilhaft ermöglicht ein additives Fertigungsverfahren die Herstellung von stoffschlüssigen und festen Verbindungen, insbesondere zwischen der Schaleneinheit und der Aufnahmeeinheit.Advantageously, at least the shell unit and/or the receiving unit, in particular each, is manufactured by an additive manufacturing process. Preferably, the bell cup unit is manufactured by an additive manufacturing process. Advantageously, an additive manufacturing process enables the production of material-locking and solid connections, in particular between the shell unit and the receiving unit.
Bevorzugt ist der erste Werkstoff, d. h. der Werkstoff der Schaleneinheit, nicht magnetisch. Insbesondere ist der zweite Werkstoff, d. h. der Werkstoff der Aufnahmeeinheit, magnetisch. Vorteilhaft kann dadurch eine magnetische Haltekraft durch die Aufnahmeeinheit realisiert werden, während jedoch ein Transport eines viskosen Fluids an der Schaleneinheit ohne Wechselwirkung durch magnetische Kräfte zwischen dem ersten Metall der Schaleneinheit und dem viskosen Fluid, wie beispielsweise einem lack mit Metallpartikeln, realisierbar ist. Weiter vorteilhaft kann eine magnetische Haltekraft durch die gesamte Aufnahmeeinheit erzeugt werden. Dadurch sind besonders hohe Haltekräfte möglich. Weiter kann die magnetische Haltekraft homogen über eine gesamte Länge bzw. Oberfläche der Aufnahmeeinheit aufgebracht oder übertragen werden.Preferably, the first material, i.e. the material of the shell unit, is not magnetic. In particular, the second material, i.e. the material of the receiving unit, is magnetic. This advantageously enables a magnetic holding force to be realized by the receiving unit, while a viscous fluid can be transported on the shell unit without interaction by magnetic forces between the first metal of the shell unit and the viscous fluid, such as a paint with metal particles. It is also advantageous for a magnetic holding force to be generated by the entire receiving unit. This enables particularly high holding forces. Furthermore, the magnetic holding force can be applied or transmitted homogeneously over the entire length or surface of the receiving unit.
Besonders bevorzugt ist der erste Werkstoff als Titan oder Aluminium oder als austenitischer und insbesondere nicht magnetischer Stahl, wie ein Edelstahl oder eine andere Stahllegierung, ausgebildet ist. Vorteilhaft weisen diese hochfesten Werkstoffe eine ausreichende Festigkeit für die hohen Drehzahlen auf, sodass dünne Materialquerschnitte realisierbar sind. Vorteilhaft können auftretende Trägheitskräfte dadurch minimiert werden. Weiter weisen diese hochfesten Werkstoffe eine geringe Dichte und eine hohe Korrosionsbeständigkeit und chemische Stabilität gegenüber der sich im Lack oder Lösemittel befindlichen Stoffe auf. Vorteilhaft sind die Metalle auch nicht magnetisch. Insbesondere können Titan und austenitische Stähle auch durch additive Fertigungsverfahren verarbeitet werden. Darüber hinaus kann der erste Werkstoff auch als ein anderes Metall ausgebildet sein. Insbesondere ist der zweite Werkstoff als ferromagnetischer Stahl mit einem ferritischem oder martensitischem Gefüge ausgebildet. Vorzugsweise kann der zweite Werkstoff auch beispielsweise als ein Baustahl ausgebildet sein. Alternativ sind auch andere magnetische Werkstoffe als erster und zweiter Werkstoff möglich, wie ein Verbundwerkstoff mit metallischer Matrix oder dergleichen.The first material is particularly preferably titanium or aluminum or austenitic and in particular non-magnetic steel, such as stainless steel or another steel alloy. These high-strength materials advantageously have sufficient strength for the high speeds, so that thin material cross-sections can be realized. Inertial forces that occur can advantageously be minimized as a result. Furthermore, these high-strength materials have a low density and high corrosion resistance and chemical stability with respect to the substances in the paint or solvent. The metals are also advantageously non-magnetic. In particular, titanium and austenitic steels can also be processed using additive manufacturing processes. In addition, the first material can also be formed as a different metal. In particular, the second material is formed as ferromagnetic steel with a ferritic or martensitic structure. Preferably, the second material can also be formed as a structural steel, for example. Alternatively, other magnetic materials are also possible as the first and second materials. like a composite material with a metallic matrix or the like.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Übergang, und insbesondere ein Werkstoffübergang, zwischen der Aufnahmeeinheit und der Schaleneinheit vorhanden. Insbesondere erstreckt sich der Übergang zwischen der Schaleneinheit und der Aufnahmeeinheit über einen Übergangsbereich, welcher sich über Teilbereiche der Schaleneinheit und/oder der Aufnahmeeinheit entlang der Rotationsachse erstreckt. Vorzugsweise ist eine Ausdehnung des Übergangsbereichs klein im Verhältnis zu einer Höhe der Glockentellereinheit. Der Übergangsbereich erstreckt sich vorzugsweise über einen Bereich zwischen 0,1 % bis 5 % der Höhe der Glockentellereinheit, und bevorzugt über einen Bereich zwischen 0,5 % und 3,5 % der Höhe der Glockentellereinheit, und besonders bevorzugt über einen Bereich zwischen 1 % und 2 % der Höhe der Glockentellereinheit. Darüber hinaus kann der Übergangsbereich sich auch über einen Bereich erstrecken, der bis zu 10 % oder bis zu 20 % der Höhe der Glockentellereinheit oder sogar einem noch größeren Anteil der Höhe der Glockentellereinheit entspricht.Preferably, there is at least one transition, and in particular a material transition, between the receiving unit and the shell unit. In particular, the transition between the shell unit and the receiving unit extends over a transition region which extends over partial regions of the shell unit and/or the receiving unit along the axis of rotation. Preferably, an extension of the transition region is small in relation to a height of the bell plate unit. The transition region preferably extends over a region between 0.1% and 5% of the height of the bell plate unit, and preferably over a region between 0.5% and 3.5% of the height of the bell plate unit, and particularly preferably over a region between 1% and 2% of the height of the bell plate unit. In addition, the transition region can also extend over a region which corresponds to up to 10% or up to 20% of the height of the bell plate unit or even an even larger proportion of the height of the bell plate unit.
Insbesondere liegt in dem, insbesondere lokal begrenzten, Übergangsbereich zwischen der Schaleneinheit und der Aufnahmeeinheit der erste Werkstoff ausschließlich innerhalb der Schaleneinheit und die zweite Werkstoff ausschließlich innerhalb der Aufnahmeeinheit vor. Vorteilhaft liegt durch diesen sprunghaften Werkstoffübergang im Wesentlichen nur jeweils ein Werkstoff in der Schaleneinheit und der Aufnahmeeinheit vor. Vorteilhaft sind die Werkstoffeigenschaften in der Schaleneinheit und der Aufnahmeeinheit genau definiert. Hierdurch wird eine Wechselwirkung der verschiedenen Atome bzw. Moleküle, insbesondere beeinflusst durch einen strukturellen Aufbau, wie eine Gitterstruktur oder dergleichen, der Werkstoffe untereinander auf ein Minimum reduziert.In particular, in the transition area, particularly locally limited, between the shell unit and the receiving unit, the first material is present exclusively within the shell unit and the second material is present exclusively within the receiving unit. Advantageously, due to this abrupt material transition, there is essentially only one material in the shell unit and the receiving unit. Advantageously, the material properties in the shell unit and the receiving unit are precisely defined. This reduces interaction between the various atoms or molecules, particularly influenced by a structural design, such as a lattice structure or the like, of the materials to a minimum.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung liegt in dem Übergangsbereich ein kontinuierlicher Werkstoffübergang zwischen dem ersten Werkstoff und dem zweiten Werkstoff vor, d. h. der zweite Werkstoffs liegt anteilig in der Schaleneinheit vor und/oder der erste Werkstoff liegt anteilig in der Aufnahmeeinheit innerhalb des Übergangsbereichs vor. Vorzugsweise folgt dabei eine Verteilung der Anteile der beiden Werkstoffe einer vorgegebenen Verteilung, insbesondere entlang einer Rotationsachse. Vorzugsweise ändert sich der Anteil des ersten Werkstoffs in der Aufnahmeeinheit und/oder der Schaleneinheit und/oder der Anteil der zweiten Werkstoffs in der Aufnahmeeinheit und/oder der Schaleneinheit jeweils entlang des Übergangsbereichs wenigstes abschnittsweise linear, quadratisch, exponentiell oder logarithmisch. Weiter kann sich eine Verteilung der Anteile innerhalb des Übergangsbereichs abschnittsweise aus verschiedenen Verteilungen der Anteile zusammensetzen. Der Anteil kann hierbei als ein Massenanteil oder ein Volumenanteil oder auch ein Molekülanteil ausgebildet sein. Vorteilhaft ermöglicht ein fließender Werkstoffübergang, dass sich die Werkstoffeigenschaften im Übergangsbereich kontinuierlich, insbesondere nach gewünschten Vorgaben, ändern. Alternativ sind auch andere Verteilungen, z. B. in Umfangsrichtung oder in radialer Richtung möglich. Insbesondere ist ein Übergangsbereich entlang der Rotationsachse so klein, dass eine Beeinflussung des viskosen Fluids durch einen anteilig in der Glockeneinheit vorhandenen zweiten, insbesondere magnetischen Werkstoff, klein und insbesondere vernachlässigbar ist.In another advantageous development, there is a continuous material transition between the first material and the second material in the transition region, i.e. the second material is partially present in the shell unit and/or the first material is partially present in the receiving unit within the transition region. Preferably, the distribution of the proportions of the two materials follows a predetermined distribution, in particular along a rotation axis. Preferably, the proportion of the first material in the receiving unit and/or the shell unit and/or the proportion of the second material in the receiving unit and/or the shell unit changes at least partially linearly, quadratically, exponentially or logarithmically along the transition region. Furthermore, a distribution of the proportions within the transition region can be made up of different distributions of the proportions in sections. The proportion can be designed as a mass proportion or a volume proportion or even a molecular proportion. Advantageously, a smooth material transition enables the material properties in the transition region to change continuously, in particular according to desired specifications. Alternatively, other distributions are also possible, e.g. B. in the circumferential direction or in the radial direction. In particular, a transition area along the axis of rotation is so small that any influence on the viscous fluid by a second, in particular magnetic material present in the bell unit is small and in particular negligible.
Zusätzlich oder alternativ kann in dem Übergangsbereich auch wenigstens ein weiterer Werkstoff, vorzugsweise ein Übergangswerkstoff, vorhanden sein. Es können auch mehrere verschiedene Übergangswerkstoffe vorhanden sein. Vorteilhaft kann der Übergangswerkstoff eine separate Übergangseinheit im Übergangsbereich bilden oder alternativ kann der Übergangswerkstoff auch anteilig als zusätzlicher Werkstoff in einem fließenden Werkstoffübergang vorliegen. Vorteilhaft kann der Übergangswerkstoff eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstoff positiv beeinflussen, z. B. als Haftungsvermittler oder auch als Dämpfung und zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstoff. Weitere hier nicht aufgeführte Effekte und Vorteile sind möglich.Additionally or alternatively, at least one other material, preferably a transition material, can also be present in the transition area. Several different transition materials can also be present. The transition material can advantageously form a separate transition unit in the transition area or, alternatively, the transition material can also be present as an additional material in a flowing material transition. The transition material can advantageously have a positive influence on a connection between the first and the second material, e.g. as an adhesion promoter or as a damper and between the first and the second material. Other effects and advantages not listed here are possible.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Abrisskanteneinheit umfasst und/oder vorhanden, welche eine Abrisskante bildet. Zweckmäßig ist die Abrisskanteneinheit fest und stoffschlüssig mit der Schaleneinheit verbunden. Vorteilhaft wird durch die Abrisskanteneinheit eine definierte Geometrie eines Bereichs um die Abrisskante zur Verfügung gestellt, welcher besonders vorteilhaft zu einer definierten Bildung eines Sprühstrahls beiträgt. Vorzugsweise kann die Abrisskanteneinheit hierzu eine Rändelung entlang eines Umfangs oder dergleichen umfassen, welche die Bildung von Sprühstrahlen positiv beeinflusst. Zweckmäßig kann die Geometrie der Abrisskanteneinheit durch eine spangebende Bearbeitung genau definiert werden. Insbesondere ist die Abrisskanteneinheit an einem radialen Ende der Schaleneinheit angeordnet. Alternativ kann die Abrisskanteneinheit auch kraftschlüssig und/oder formschlüssig an der Schaleneinheit aufgenommen sein. In einer alternativen Ausführungsform ist die Abrisskanteneinheit integral mit der Schaleneinheit aus dem ersten Werkstoff ausgebildet.Preferably, at least one tear-off edge unit is included and/or present, which forms a tear-off edge. The tear-off edge unit is expediently firmly and materially connected to the shell unit. Advantageously, the tear-off edge unit provides a defined geometry of an area around the tear-off edge, which particularly advantageously contributes to a defined formation of a spray jet. For this purpose, the tear-off edge unit can preferably comprise knurling along a circumference or the like, which positively influences the formation of spray jets. The geometry of the tear-off edge unit can expediently be precisely defined by machining. In particular, the tear-off edge unit is arranged at a radial end of the shell unit. Alternatively, the tear-off edge unit can also be received on the shell unit in a force-fitting and/or form-fitting manner. In an alternative embodiment, the tear-off edge unit is formed integrally with the shell unit from the first material.
Vorteilhaft ist die Abrisskanteneinheit im Wesentlichen aus einem separaten, und insbesondere von dem ersten Werkstoff verschiedenen, Werkstoff ausgebildet. Vorzugsweise ist die Abrisskanteneinheit wenigstens teilweise oder im Wesentlichen aus Keramik oder aus Titan oder aus Stahl ausgebildet. Vorteilhaft weist Keramik eine hohe Härte und eine hohe Festigkeit auf, sodass sich der Werkstoff besonders für die Erzeugung der Sprühstrahlen eignet. Weiter ist vorteilhaft auch ein hoher Widerstand gegen Verschließ und insbesondere Abrasion vorhanden. Andere Werkstoffe, wie insbesondere Metalle oder Metalllegierungen, sind möglich auch als separater Werkstoff möglich. Vorzugsweise kann auch hier analog zum zuvor beschriebenen Übergangsbereich ein weiterer Übergangsbereich an einem Übergang zwischen der Schaleneinheit und der Abrisskanteneinheit vorliegen, welcher sprunghaft oder kontinuierlich ausgebildet ist und/oder wenigstens einen Übergangswerkstoff umfasst. Alle zuvor genannten Ausführungen sind auch auf die diesen weiteren Übergangsbereich übertragbar.Advantageously, the tear-off edge unit essentially consists of a separate, and in particular other material different from the first material. Preferably, the tear-off edge unit is made at least partially or essentially from ceramic or titanium or steel. Ceramic advantageously has a high level of hardness and strength, making the material particularly suitable for generating the spray jets. Furthermore, it is also advantageous to have a high resistance to wear and tear and in particular abrasion. Other materials, such as metals or metal alloys in particular, are also possible as a separate material. Preferably, here too, analogous to the previously described transition region, there can be a further transition region at a transition between the shell unit and the tear-off edge unit, which is formed abruptly or continuously and/or comprises at least one transition material. All of the above-mentioned embodiments can also be applied to this further transition region.
Insbesondere ist die Glockentellereinheit einteilig ausgebildet. Vorzugsweise ist die Glockentellereinheit einteilig durch ein Fertigungsverfahren gefertigt. Vorteilhaft sind wenigstens die Schaleneinheit und die Aufnahmeeinheit und insbesondere die Abrisskanteneinheit und/oder eine Übergangseinheit untereinander nicht zerstörungsfrei trennbar, insbesondere untrennbar, und vorzugsweise ohne sichtbare Fügestellen miteinander verbunden. Vorteilhaft tritt dadurch keine konstruktive Kerbwirkung bei einer Kraftübertragung auf. Vorteilhaft wird ein Risiko eines Versagens einer Werstoffverbindung an den empfindlichen Fügestellen dadurch reduziert oder beziehungsweise minimiert. Weiter können die erforderlichen konstruktiven Bauteilquerschnitte und damit ein Gewicht der Glockentellereinheit minimiert werden, sodass eine Glockentellereinheit mit im Verhältnis zum Stand der Technik erheblich geringerem Gewicht erhältlich ist.In particular, the bell plate unit is designed as a single piece. Preferably, the bell plate unit is manufactured as a single piece using a manufacturing process. Advantageously, at least the shell unit and the receiving unit and in particular the tear-off edge unit and/or a transition unit cannot be separated from one another without causing damage, in particular are inseparable, and are preferably connected to one another without visible joints. Advantageously, this means that no structural notch effect occurs during force transmission. Advantageously, this reduces or minimizes the risk of a material connection failing at the sensitive joints. Furthermore, the required structural component cross-sections and thus the weight of the bell plate unit can be minimized, so that a bell plate unit with a significantly lower weight compared to the prior art is available.
Bevorzugt liegt jeweils eine homogene Werkstoff beziehungsweise Gefügestruktur innerhalb der Glockentellereinheit, und insbesondere wenigstens innerhalb der Schaleneinheit und/oder der Aufnahmeeinheit vor. Vorteilhaft sind keine ungewollten und fertigungsbedingten Einschlüsse wie Lunker oder Graphitnester oder dergleichen vorhanden, welche ein Werkstoffgefüge lokal beeinflussen und insbesondere schwächen. Vorteilhaft ist solch eine homogene Gefügestruktur durch additive Fertigungsverfahren erhältlich.Preferably, there is a homogeneous material or microstructure within the bell cup unit, and in particular at least within the shell unit and/or the receiving unit. Advantageously, there are no unwanted and production-related inclusions such as cavities or graphite nests or the like, which locally influence and in particular weaken a material structure. Such a homogeneous microstructure can advantageously be obtained through additive manufacturing processes.
Vorzugsweise umfasst die Schaleneinheit wenigstens ein Verteilscheibenelement. Vorteilhaft ist das Verteilscheibenelement als Bestandteil der Schaleneinheit fest und stoffschlüssig, angebunden und auch aus dem ersten Werkstoff ausgebildet. Durch die einteilige Ausbildung sind keine, insbesondere den konstruktiven Aufbau schwächenden, Fügestellen vorhanden. Vorteilhaft fördert das Verteilscheibenelement eine gleichmäßige Verteilung des viskosen Fluids und dessen Transport in radialer Richtung an der Lacklauffläche der Schaleneinheit.The shell unit preferably comprises at least one distribution disk element. The distribution disk element is advantageously firmly and firmly connected as part of the shell unit and is also made of the first material. Due to the one-piece design, there are no joints, which in particular weaken the structural design. The distribution disk element advantageously promotes a uniform distribution of the viscous fluid and its transport in the radial direction on the paint running surface of the shell unit.
Besonders bevorzugt umfasst die Schaleneinheit und/oder die Aufnahmeeinheit wenigstens eine Spülöffnung und/oder eine Mehrzahl an Spülöffnungen. Vorzugsweise sind die Spülöffnungen als Spülleitungen ausgebildet, welche wenigstens bereits bei einer Fertigung durch ein additives Verfahren mit geformt werden können. Alternativ oder zusätzlich können Spülöffnungen oder Spülleitungen auch durch spangebende Bearbeitung geformt oder nachgearbeitet werden. Vorteilhaft ermöglichen die Spülöffnungen eine Reinigung beziehungsweise Reinigung der Außenkontur der Glockentellereinheit, und insbesondere der Schaleneinheit, aus dem Inneren des Glockentellers.Particularly preferably, the shell unit and/or the receiving unit comprises at least one flushing opening and/or a plurality of flushing openings. Preferably, the flushing openings are designed as flushing lines, which can be formed at least during production using an additive process. Alternatively or additionally, flushing openings or flushing lines can also be formed or reworked using machining. Advantageously, the flushing openings enable cleaning or cleaning of the outer contour of the bell plate unit, and in particular of the shell unit, from the inside of the bell plate.
Zweckmäßig umfasst die Aufnahmeeinheit wenigstens eine, insbesondere annähernd, zylindrische oder konische oder kegelförmige oder auch prismatische Maschinenaufnahme. Insbesondere weist die Maschinenaufnahme, vorzugsweise genormte, Abmessungen auf. Vorteilhaft kann die konische oder kegelförmige Maschinenaufnahme in ein komplementäres Formprofil eingeführt und kraftschlüssig gegen das Formprofil, insbesondere elastisch, verspannt werden.The receiving unit expediently comprises at least one, in particular approximately, cylindrical or conical or cone-shaped or even prismatic machine holder. In particular, the machine holder has, preferably standardized, dimensions. Advantageously, the conical or cone-shaped machine holder can be introduced into a complementary shaped profile and clamped against the shaped profile in a force-fitting manner, in particular elastically.
Insbesondere weist die Glockentellereinheit wenigstens einen und vorzugsweise eine Mehrzahl an internen und geschlossenen beziehungsweise abgeschlossene Hohlräumen auf. Insbesondere umfasst die Schaleneinheit und/oder die Aufnahmeeinheit wenigstens einen Hohlraum. Vorteilhaft können solche Hohlräume zu einer weiteren deutlichen Gewichtsersparnis führen. Vorzugsweise kann in dem Hohlraum eine Gitter- oder Wabenstruktur vorgesehen sein, um eine Festigkeit und/oder ein Gewicht weiter zu optimieren. Gleichzeitig kann ein Teil des einsparbaren Werkstoffs an anderen Stellen für eine Festigkeit oder einen Verschleiß kritischen Stellen eingesetzt werden. Insgesamt ist ein geringeres Gesamtgewicht erzielbar.In particular, the bell cup unit has at least one and preferably a plurality of internal and closed or sealed cavities. In particular, the shell unit and/or the receiving unit comprises at least one cavity. Such cavities can advantageously lead to a further significant weight saving. Preferably, a lattice or honeycomb structure can be provided in the cavity in order to further optimize strength and/or weight. At the same time, part of the material that can be saved can be used in other places for strength or wear-critical areas. Overall, a lower total weight can be achieved.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Glockentellereinheit und dessen Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der gesamten Anmeldung.Further advantageous developments of the bell cup unit and its properties and advantages arise from the entire application.
Die erfindungsgemäße Hochrotationszerstäubereinheit umfasst wenigstens eine zuvor beschriebene Glockentellereinheit und eine Antriebsmaschine, an welcher die Glockentellereinheit, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig, aufnehmbar ist oder aufgenommen ist. Durch das geringere Gewicht der erfindungsgemäßen Glockentellereinheit verringert sich auch eine Belastung einer Lagerung der Antriebsmaschine. Weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus der gesamten Anmeldung.The high-speed rotary atomizer unit according to the invention comprises at least one bell plate unit as described above and a drive machine on which the bell plate unit can be or is received, in particular in a force-fitting and/or form-fitting manner. The lower weight of the bell plate unit according to the invention also reduces Load on a drive machine bearing. Further advantages and properties emerge from the entire application.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Glockentellereinheit umfasst wenigstens die nachstehenden Verfahrensschritte, in beliebiger Reihenfolge:
- - Aufbau, insbesondere schichtweiser Aufbau, eines ersten Körpers durch additive Fertigung, welcher im Wesentlichen durch einen ersten, insbesondere magnetischen oder nicht magnetischen, Werkstoff gebildet wird; und
- - Aufbau, insbesondere schichtweiser Aufbau, eines stoffschlüssig mit dem ersten Körper verbundenen zweiten Körpers durch additive Fertigung, wobei der zweite Körper im Wesentlichen aus einem zweiten, insbesondere magnetischen, Werkstoff gebildet wird.
- - construction, in particular layer-by-layer construction, of a first body by additive manufacturing, which is essentially formed by a first, in particular magnetic or non-magnetic, material; and
- - Construction, in particular layer-by-layer construction, of a second body which is materially connected to the first body by additive manufacturing, wherein the second body is essentially formed from a second, in particular magnetic, material.
Auch das Verfahren hat viele Vorteile. Durch einen schichtweisen Aufbau der Körper können vorteilhaft an in einem Übergang beziehungsweise einem Übergangsbereichs zwischen den Körpern beliebigen Anteile der einzelnen Werkstoffe und deren Verteilung vorgesehen werden. Weiter vorteilhaft ist ein homogenes Materialgefüge mit einer hohen Festigkeit innerhalb der Körper erzielbar. Stoffschlüssige Verbindungen zweier Körper untereinander sind über den gesamten Querschnitt oder einen maximalen Durchmesser mit homogener und insbesondere hoher Qualität herstellbar.The process also has many advantages. By building up the bodies in layers, any proportion of the individual materials and their distribution can be advantageously provided in a transition or transition area between the bodies. Another advantage is that a homogeneous material structure with a high level of strength can be achieved within the bodies. Material-locking connections between two bodies can be produced over the entire cross-section or a maximum diameter with homogeneous and, in particular, high quality.
Ein weiterer erheblicher Vorteil des Verfahrens ist, dass durch additive Fertigungsverfahren nahezu beliebige Geometrien fertigbar sind. Interne und geschlossene Hohlräume können direkt bei der Fertigung berücksichtigt werden.Another significant advantage of the process is that additive manufacturing processes can produce almost any geometry. Internal and closed cavities can be taken into account directly during production.
Weiter kann eine relative Lageänderung der stoffschlüssig miteinander verbundenen Körper zueinander kann nicht auftreten.Furthermore, a relative change in position of the materially bonded bodies to each other cannot occur.
Bevorzugt umfasst das Verfahren den Aufbau wenigstens eines stoffschlüssig und fest mit wenigstens dem ersten Körper und/oder dem zweiten Körper verbundenen dritten Körpers, insbesondere einer Abrisskanteneinheit, durch additive Fertigung. Vorzugsweise ist der dritte Körper im Wesentlichen aus einem separaten Werkstoff, insbesondere einer Keramik, ausgebildet. Darüber hinaus sind auch andere Werkstoffe sind möglich. Alternativ kann der, insbesondere vorhandene, dritte Körper vorzugsweise als Basis für den Aufbau des ersten Körpers bereitgestellt werden. In diesem Fall kann der dritte Körper auch durch ein anderes Fertigungsverfahren hergestellt sein. Der dritte Körper dient dann als Grundlage für den Aufbau des ersten Körpers durch additive Fertigung.The method preferably comprises the construction of at least one third body, in particular a tear-off edge unit, which is firmly and cohesively connected to at least the first body and/or the second body, by additive manufacturing. The third body is preferably made essentially of a separate material, in particular a ceramic. Other materials are also possible. Alternatively, the third body, in particular the one present, can preferably be provided as a basis for the construction of the first body. In this case, the third body can also be manufactured by a different manufacturing process. The third body then serves as the basis for the construction of the first body by additive manufacturing.
Bevorzugt umfasst das additive Fertigungsverfahren wenigstens ein Laserauftragsschweißverfahren. Vorzugsweise liegen wenigstens der erste und/oder der zweite Werkstoff pulverförmig, d. h. als Pulver vor, welches durch einen Laser, insbesondere in einem lokal begrenzten Bereich, erwärmt und insbesondere aufgeschmolzen wird, sodass eine stoffschlüssige Verbindung mit einem bereits vorhandenen Stück eines Körpers und/oder einem benachbarten Körper entsteht. Vorteilhaft sind Übergangsbereiche, beispielsweise zwischen zwei Körpern, mit kontinuierlicher Änderung der Werkstoffanteile wirtschaftlich und effizient fertigbar. Besonders vorteilhaft kann in einem Übergangsbereich auch problemlos ein weiterer Werkstoff, wie ein Übergangswerkstoff, vorgesehen werden.The additive manufacturing process preferably comprises at least one laser deposition welding process. Preferably, at least the first and/or the second material are in powder form, i.e. as a powder which is heated and in particular melted by a laser, in particular in a locally limited area, so that a material bond is created with an already existing piece of a body and/or an adjacent body. Transition areas, for example between two bodies, can advantageously be manufactured economically and efficiently with continuous changes in the material proportions. Particularly advantageously, a further material, such as a transition material, can also be provided in a transition area without any problems.
Insbesondere ist der erste Körper als eine Schaleneinheit ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite Körper als eine Aufnahmeeinheit ausgebildet. Vorteilhaft ist der dritte Körper als Abrisskanteneinheit ausgebildet.In particular, the first body is designed as a shell unit. Preferably, the second body is designed as a receiving unit. Advantageously, the third body is designed as a tear-off edge unit.
Vorzugsweise wird die Glockentellereinheit spangebend nachbearbeitet und/oder es wird zweckmäßig eine Oberflächenbeschichtung aufgetragen, insbesondere um eine geforderte Oberflächengüte für die Erzeugung eines Sprühstrahls bereitzustellen oder auch eine geforderte Wuchtung und/oder Rundheit für die erforderlichen besonders hohen Drehzahlen zu ermöglichen. Vorteilhaft kann eine spangebenede und/oder spanende Fertigung insbesondere durch Drehen oder Fräsen oder Bohren oder dergleichen erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine keramische Beschichtung eine Verschließfestigkeit zusätzlich erhöhen.Preferably, the bell cup unit is machined and/or a surface coating is applied, in particular to provide a required surface quality for the generation of a spray jet or to enable a required balancing and/or roundness for the particularly high speeds required. Machining and/or cutting production can advantageously be carried out in particular by turning or milling or drilling or the like. Alternatively or additionally, a ceramic coating can additionally increase wear resistance.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie dessen Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der gesamten Anmeldung. Further advantageous developments of the method as well as its properties and advantages arise from the entire application.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachfolgend beschrieben. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Teile und für Teile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Glockentellereinheit nach einem ersten Ausführungsbeispiel; -
2 eine schematische perspektivische Ansicht der Glockentellereinheit nach dem ersten Ausführungsbeispiel; -
3 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Glockentellereinheit nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; -
4 eine schematische perspektivische Ansicht der Glockentellereinheit nach dem zweiten Ausführungsbeispiel; -
5 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Glockentellereinheit nach einem dritten Ausführungsbeispiel; -
6 eine schematische perspektivische Ansicht der Glockentellereinheit nach dem dritten Ausführungsbeispiel; und -
7 eine Detailansicht zur Visualisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Glockentellereinheit.
-
1 a schematic sectional view of a bell cup unit according to the invention according to a first embodiment; -
2 a schematic perspective view of the bell cup unit according to the first embodiment; -
3 a schematic sectional view of a bell cup unit according to the invention according to a second embodiment; -
4 a schematic perspective view of the bell cup unit according to the second embodiment; -
5 a schematic sectional view of a bell cup unit according to the invention according to a third embodiment; -
6 a schematic perspective view of the bell cup unit according to the third embodiment; and -
7 a detailed view for visualizing the method according to the invention for producing the bell cup unit.
Es ist nicht notwendig, dass eine erfindungsgemäße Glockentellereinheit alle nachfolgend beschriebenen Merkmale aufweist. Es ist auch möglich, dass eine erfindungsgemäße Glockentellereinheit nur einzelne Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweist.It is not necessary for a bell plate unit according to the invention to have all of the features described below. It is also possible for a bell plate unit according to the invention to have only individual features of the exemplary embodiment described below.
Weiter umfasst die Glockentellereinheit 100 hier eine Abrisskanteneinheit 6. Die Abrisskanteneinheit 6 ist hier im Wesentlichen aus einem weiteren separaten Werkstoff 7 ausgebildet, welcher hier als Keramik 7 ausgebildet ist. Die Abrisskanteneinheit 6 umfasst hier eine Abrisskante 13. Im Betrieb wird durch eine Zuführöffnung 17 ein viskoses Fluid, wie ein Lack, eingeführt, welches entlang der Lacklauffläche 18 der rotierenden Schaleneinheit 1 in radialer Richtung 5a nach außen zur Abrisskante 13 transportiert wird, an welcher das viskose Fluid in Form von Tröpfchen- oder Lamellenzerstäubung von der Abrisskante in radialer Richtung im Betrieb ablöst. Dieser Sprühneben wird durch Form- und/oder Lenklüfte zu einem Sprühstrahl oder mehreren Sprühstrahlen geformt, welcher beispielswiese zur Lackierung von Fahrzeugkarosseriebauteilen nutzbar sind.The
Der zweite Werkstoff 3 der Aufnahmeeinheit 4 ist hier als ferromagnetischer Stahl ausgebildet. Durch den ferromagnetischen Stahl wird eine Haltekraft zur Aufnahme der Glockentellereinheit 100 an einer Antriebsmaschine direkt und ohne zusätzliche Bauteile wie einen Magnetring aufgebracht. Der erste Werkstoff 2 der Schaleneinheit 1 ist nicht magnetisch, um eine Wechselwirkung und einen resultierenden Einfluss zwischen dem viskosen Fluid, wie einem mit Metallpartikeln beladenen Lack, und der Schaleneinheit 1, auszuschließen. Der erste Werkstoff 2 ist hier als Titan ausgebildet, welches eine hohe Festigkeit aufweist.The
Vorteilhaft ist die Glockentellereinheit 100 hier einteilig ausgebildet, d. h. die Schaleneinheit 1 und die Aufnahmeeinheit 3 und die Abrisskanteneinheit 6 sind nicht zerstörungsfrei trennbar. Es sind keine Fügestellen mit konstruktiven Elementen wie Fügekerben vorhanden, welche einen Kraftfluss schwächen. Durch kann das Gewicht der Glockentellereinheit 100 noch weiter reduziert werden.The
Die erfindungsgemäße Glockentellereinheit 100 ist hier durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. Dabei wir hier zunächst die Schaleneinheit 1 als ein erster Körper A durch additive Fertigung aufgebaut. Anschließend wird die Aufnahmeeinheit 3 als zweiter Körper B direkt und stoffschlüssig verbunden und an der Schaleneinheit 1 aufgebaut.The
Die Abrisskanteneinheit 6 als ein dritter Körper C, der hier ebenfalls durch additive Fertigung aufgebaut ist, stoffschlüssig und fest mit der Schaleneinheit 1 als erstem Körper A direkt verbunden.The tear-
Ein Übergang 8a zwischen der Schaleneinheit 1, d. h. Körper A, und der Aufnahmeeinheit 3, d. h. Körper B, ist hier als Übergangsbereich 8 ausgebildet, siehe im Detail
Weiter umfasst die Glockentellereinheit 100 hier mehrere interne Hohlräume 16, welche ein Gewicht der Glockentellereinheit 100 reduzieren und durch das additive Fertigungsverfahren besonders effizient fertigbar sind. Die Hohlräume 16 sind hier symmetrisch um die Rotationsachse 5 verteilt und erstrecken sich durch die Aufnahmeeinheit 3 und die Schaleneinheit 1.Furthermore, the
Der Übergangsbereich 8 erstreckt sich hier entlang der Rotationsachse 5. Es sind verschiedene Verteilungen der Werkstoffe 2, 4 im Übergangsbereich 8 möglich. Verlauf a zeigt einen sprunghaften Werkstoffübergang, Verlauf b einen kontinuierlichen Werkstoffübergang mit jeweils einer abschnittsweise linearen Verteilung der Massenanteile und einer abschnittsweise exponentiellen Verteilung der Massenanteile des ersten und des zweiten Werkstoffs 2, 4 und in Verlauf c ist zusätzlich ein Übergangswerkstoff 14 innerhalb des Übergangsbereichs 8 vorhanden. Der Übergangswerkstoff 14 bildet hier eine separate Übergangseinheit.The
Analog gelten die zuvor beschriebenen Eigenschaften für den weiteren Übergang 19a und einen hier ausgebildeten Übergangsbereich 19 zwischen der Schaleneinheit 1 und der Abrisskanteneinheit 6.Analogously, the properties described above apply to the
Vorteilhaft wird die Glockentellereinheit 100 nach der Herstellung durch das additive Fertigungsverfahren spangebend nachbearbeitet und dadurch beispielsweise auch gewuchtet. Anschließend werden bestimmte Bereiche, wie der Lacklauffläche 18 der Schaleneinheit 1 beschichtet, um eine erforderliche Verschleißfestigkeit und Oberflächengüte für Erzeugung der Sprühstrahlen zur Verfügung zu stellen.Advantageously, the
Bezugszeichen:Reference symbol:
- 11
- Schaleneinheitshell unit
- 22
- erster Werkstoff, insbesondere nicht magnetischfirst material, especially non-magnetic
- 33
- Aufnahmeeinheitrecording unit
- 44
- zweiter Werkstoff, insbesondere magnetischsecond material, especially magnetic
- 55
- Rotationsachse,axis of rotation,
- 5a5a
- radiale Richtungradial direction
- 66
- Abrisskanteneinheittear-off edge unit
- 77
- separater Werkstoff der Abrisskanteneinheit, Keramikseparate material of the tear-off edge unit, ceramic
- 88
- Übergangsbereichtransition area
- 8a8a
- Übergangtransition
- 99
- Verteilscheibenelementdistribution disc element
- 1010
- Spülöffnung, Spülleitungflush opening, flush line
- 1111
- Pulverpowder
- 1212
- LaserLaser
- 1313
- Abrisskantetear-off edge
- 1414
- Übergangswerkstofftransition material
- 1515
- Maschinenaufnahmemachine recording
- 1616
- Hohlraumcavity
- 1717
- Zuführöffnungfeed opening
- 1818
- Lacklauffläche der Schaleneinheitpaint running surface of the shell unit
- 1919
- weiterer Übergangsbereichfurther transition area
- 19a19a
- weiter Übergangfurther transition
- 100100
- Glockentellereinheitbell plate unit
- AA
- erster Körperfirst body
- BB
- zweiter Körpersecond body
- CC
- weiterer, dritter Körperanother, third body
Claims (16)
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