Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber, insbesondere einen Rotationszerstäuber, zur Applikation eines aus mehreren Komponenten bestehenden Beschichtungsmittels .

In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeug- karosseriebauteilen werden als Applikationsgerät üblicherweise Rotationszerstäuber eingesetzt, die teilweise auch Mehrkomponentenlacke applizieren können, die aus mehreren Be- Schichtungsmittelkomponenten bestehen, wie beispielsweise einem Stammlack und einem Härter. Wichtig ist hierbei, dass die verschiedenen Komponenten des Mehrkomponentenlacks in dem Zerstäuber möglichst gut miteinander vermischt werden. Hierzu weisen die herkömmlichen Rotationszerstäuber statische Wen- delmischer auf, die auch als Kenics ^® -Mischer bezeichnet werden. Diese Wendelmischer haben zahlreiche spiralförmige

Mischelemente, die den Beschichtungsmittelstrom radial nach außen richten und dann wieder zur Mitte zurück führen. Üblicherweise werden hierbei zwei getrennte Wendelmischer einge- setzt, wobei der erste Wendelmischer in dem Farbrohr des Rotationszerstäubers angeordnet ist, während sich der zweite Wendelmischer außerhalb des Farbrohrs im Anschlussblock des Rotationszerstäubers befindet. Nachteilig an dieser herkömmlichen Bauweise ist die Tatsache, dass eine relativ große Baulänge des Mischers erforderlich ist, so dass bei einem Farbwechsel bzw. bei Spülvorgängen große Verluste an Lack bzw. Spülmittel auftreten. Weiterhin offenbart DE 82 31 663 Ul ein Farbführungsrohr in einem Zerstäuber, wobei in dem Farbführungsrohr ein statischer Mischer angeordnet ist. Auch dieser bekannte Mischer erfordert jedoch eine relativ große Baulänge.

Ferner ist zum Stand der Technik hinzuweisen auf DE 30 40 136 AI und US 4 614 440.

Schließlich offenbart US 2004/0114461 AI einen sogenannten Gittermischer, wobei es sich um einen statischen Mischer handelt, der zum Mischen von hochviskosen Flüssigkeiten verwendet wird, beispielsweise in Spritzgussmaschinen. Bisher wurden derartige Gittermischer jedoch nicht in Zerstäubern ein ^¬ gesetzt, zumal man davon ausging, dass solche Gittermischer nur zum Mischen von hochviskosen Flüssigkeiten geeignet sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend verbesserten Zerstäuber mit einem baulich integrierten Mischer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Zerstäuber gemäß dem Hauptanspruch gelöst .

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, einen anderen Mischertyp zu verwenden, nämlich einen sogenannten Gittermischer, der zahlreiche Mischelemente aufweist, die gitterförmig ineinander verschränkt angeordnet sind. Derartige Gittermischer sind beispielsweise aus US 2004/0114461 AI bekannt, so dass der Inhalt dieser Druckschrift der vorlie- genden Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise eines Gittermischers in vollem Umfang zuzurechnen ist . Eine Gemeinsamkeit des erfindungsgemäßen neuen Mischers mit dem herkömmlichen Wendelmischer besteht darin, dass es sich in beiden Fällen um statische Mischer handelt. Dies bedeutet, dass der Mischer selbst keine beweglichen Teile aufweist, da die Mischung durch die Strömungsbewegung der miteinander zu mischenden Beschichtungsmittelkomponenten bewirkt wird.

Der erfindungsgemäße neue Gittermischer unterscheidet sich dagegen von dem herkömmlichen Wendelmischer durch die Anord- nung und Gestaltung der einzelnen Mischelemente. So weist der herkömmlicherweise verwendete Wendelmischer spiralförmige Mischelemente auf, die den Beschichtungsmittelstrom spiralförmig umleiten, wobei die in Strömungsrichtung benachbarten Mischelemente jeweils entgegengesetzte Umlenkrichtungen auf- weisen, wodurch die Mischung bewirkt wird. Der erfindungsgemäß verwendete Gittermischer weist dagegen vorzugsweise langgestreckte, gerade, scharfkantige und stabförmige Mischelemente auf, die aus Kunststoff bestehen und jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Diese Misch- elemente bewirken also jeweils Turbulenzen, die zu einer effektiven Durchmischung der miteinander zu mischenden Beschichtungsmittelkomponenten führen .

Die einzelnen Mischelemente sind hierbei gitterförmig inein- ander verschränkt angeordnet. In dem bevorzugte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gittermischers sind jeweils mehrere stabförmige Mischelemente gemeinsam in einer Ebene angeordnet und bilden somit ein Gitter, wobei mehrere derartige Gitter aus mehreren Mischelementen ineinander ver- schränkt angeordnet sind.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die einzelnen Mischelemente vorzugsweise einen bestimmten Anstellwinkel relativ zur Strömungsrichtung aufweisen. Dies bedeutet, dass die einzelnen Mischelemente nicht parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet sind, da dies nur zu einer geringen Mischwirkung führen würde. Vorzugsweise ist der Anstellwinkel der Mischelemente gegenüber der Strömungsrichtung größer als 20°, 30° oder 40° und/oder kleiner als 70°, 60° oder 50°. In dem bevorzugten

Ausführungsbeispiel ist der Anstellwinkel bei allen Mischelementen im Wesentlichen gleich. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Mischelemente unterschiedliche Anstellwinkel aufweisen.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Mischer mehrere Abschnitte auf, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind und nacheinander durchströmt werden. Die verschiedenen Abschnitte können sich beispielsweise durch die Ausrichtung der Mischelemente unterscheiden. So kann beispielsweise der Anstellwinkel der Mischelemente relativ zur Strömungsrichtung zwischen den Abschnitten schwanken. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Mischer insgesamt mehr als 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder sogar mehr als 11 verschiedene Abschnitte auf. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die unmittelbar benachbarten Abschnitte des Mischers jeweils unterschiedlich ausgestaltet sind, beispielsweise hinsichtlich des Anstellwinkels oder der Ausrichtung und Gestaltung der Mischelemente, wobei der jeweils ü- bernächste Abschnitt des Mischers wieder den gleichen Aufbau aufweist .

Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Mischer vorzugsweise in Strömungsrichtung langgestreckt ist und einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist, wobei der Mischer vorzugsweise vollständig innerhalb des Zerstäubers angeordnet ist . Wichtig ist ferner, dass der Mischer vorzugsweise eine Baulänge in Strömungsrichtung aufweist, die kleiner ist als 10cm, 8cm oder sogar 6cm. Dies ermöglicht es vorteilhaft, dass der Mischer vollständig in dem Farbrohr des Zerstäubers angeordnet ist. Die Baulänge des Mischers ist also vorzugsweise kleiner als die Baulänge des Farbrohrs des Zerstäubers.

Der erfindungsgemäße Zerstäuber weist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel - wie auch die herkömmlichen Zerstäuber - ein steuerbares Hauptnadelventil auf, das den Beschichtungs- mittelstrom wahlweise freigibt oder sperrt. Bei geschlossenem Hauptnadelventil appliziert der Zerstäuber also kein Beschichtungsmittel, so dass die Ventilstellung des Hauptnadelventils bestimmt, ob der Zerstäuber das Beschichtungsmittel appliziert oder nicht. Der Mischer ist hierbei stromaufwärts vor dem Hauptnadelventil angeordnet, so dass an dem Hauptnadelventil das fertig gemischte Beschichtungsmittel ansteht. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Mischer möglichst weit stromaufwärts zu dem Hauptnadelventil hin verlagert wird, um den Abstand zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende des Mischers und dem Hauptnadelventil zu minimieren. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch der Lack- bzw. Lösemittelverbrauch bei einem Farbwechsel bzw. beim Spülen reduziert wird. Die Leitungslänge zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende des Mi- schers und dem Hauptnadelventil ist deshalb vorzugsweise kürzer als 10cm, 6cm, 5cm, 4cm, 3cm, 2cm oder sogar kürzer als lern.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass der erfindungsgemä- ße Zerstäuber - wie auch die herkömmlichen Zerstäuber - ein hohles Farbrohr aufweist, um das zu applizierende Beschichtungsmittel zuzuführen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Gittermischers bieten hierbei die Möglichkeit, dass der Mischer vollständig in dem Farbrohr angeordnet ist, so dass un- ter Umständen auf einen zusätzlichen Mischer in dem Anschlussblock des Zerstäubers verzichtet werden kann, was bei dem eingangs beschriebenen herkömmlichen Zerstäuber erforderlich war. Hierbei ist zu erwähnen, dass das Farbrohr auch die Ummantelung des üblicherweise zylindrischen Mischers bilden kann, so dass auf ein zusätzliches Mischrohr zur Ummantelung des Mischers verzichtet werden kann. Ferner ist zu erwähnen, dass der Durchmesser des Mischers in einem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem Durchmesser des Farbrohrs ent- spricht, so dass der Mischer den Querschnitt des Farbrohrs vollständig ausfüllt. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass in dem Farbrohr des Zerstäubers mehrere Mischer nebeneinander angeordnet sind, was noch detailliert beschrieben wird.

Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn der Zerstäuber zur Applizierung von verschiedenen Lacksystemen geeignet ist, wobei jedes der beiden Lacksysteme mehrere Komponenten aufweist, insbesondere einen Stammlack und einen Härter. Jedem der beiden Lacksysteme kann dann jeweils ein Mischer zugeordnet sein, um die Komponenten des Lacksystems miteinander zu mischen .

Hierbei besteht - wie bereits vorstehend kurz erwähnt - die Möglichkeit, dass die Mischer für die verschiedenen Lacksysteme gemeinsam in dem Farbrohr angeordnet sind, wobei sich die Mischer für die verschiedenen Lacksysteme bezüglich der Strömungsrichtung vorzugsweise nebeneinander befinden. Jeder Mischer für die verschiedenen Lacksysteme füllt hierbei dann nur einen Teil des Querschnitts des Farbrohrs auf. Darüber hinaus sind die verschiedenen Mischer dann vorzugsweise durch jeweils ein Mischrohr ummantelt, um die verschiedenen Mischer voneinander zu trennen. Ferner ist zu erwähnen, dass die Mischer für die verschiedenen Farbsysteme unterschiedliche Mischeigenschaften aufweisen können, die an die Eigenschaften des jeweiligen Farbsystems angepasst sind, um ein möglichst optimales Mischergebnis zu erzielen.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Mischer für die verschiedenen Lacksysteme nicht gemeinsam in dem Farbrohr angeordnet sind. So kann der Mischer für das eine Lacksystem in dem Farbrohr angeordnet sein, während sich der Mischer für das andere Farbsystem außerhalb des Farbrohrs befindet, beispielsweise in einem Ventil- oder Anschlussblock des Zerstäubers stromaufwärts vor dem Farbrohr. Allgemein ist zu erwähnen, dass der erfindungsgemäße Zerstäuber mehrere Mischer aufweisen kann, was auch ganz allgemein zur Optimierung des Mischergebnisses sinnvoll sein kann.

Schließlich umfasst die Erfindung auch die neuartige Verwen- dung eines Gittermischers mit mehreren gitterförmig ineinander verschränkten Mischelementen zur Mischung von mehreren Komponenten eines Beschichtungsmittels in einem Zerstäuber, insbesondere in einem Rotationszerstäuber. 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: Figur 1: eine schematisierte Querschnittszeichnung eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers mit einem integrierten Gittermischer, Figur 2: eine Perspektivansicht des Gittermischers aus dem Rotationszerstäuber gemäß Figur 1,

Figur 3: ein vereinfachtes Diagramm zur Verdeutlichung des

Aufbaus eines Rotationszerstäubers zur Applikation von zwei verschiedenen Lacksystemen, wobei in das Farbrohr des Rotationszerstäubers zwei Mischer integriert sind, eine Abwandlung von Figur 3, wobei der eine Mischer in dem Farbrohr angeordnet ist, während sich der andere Mischer in dem Ventilblock befindet.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber 1, der beispielsweise zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosse- riebauteilen eingesetzt werden kann, wobei der Rotationszerstäuber 1 weitgehend herkömmlich aufgebaut ist, so dass auf eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise des Rotationszerstäubers 1 verzichtet werden kann. Für die Beschreibung der Erfindung ist lediglich wichtig, dass der Rotationszerstäuber 1 ein Farbrohr 2 aufweist, das an einem Anschlussblock 3 befestigt ist, wobei das Farbrohr 2 koaxial zur Drehachse einer Glockentellerwelle 4 ausgerichtet ist, um das zu applizierende Beschichtungsmittel zuzuführen.

Die Erfindung sieht nun vor, dass in dem Farbrohr 2 ein Git- termischer 5 angeordnet ist, um die verschiedenen Komponenten (z.B. Stammlack und Härter) des Beschichtungsmittels mitein- ander zu vermischen.

Der Gittermischer 5 weist zahlreiche langgestreckte, stabför- mige, scharfkantige Mischelemente 6 auf, die gitterförmig ineinander verschränkt angeordnet sind, wobei die Mischelemente 6 in dem Farbrohr 2 Turbulenzen erzeugen, was zu einer guten Durchmischung führt.

Der Gittermischer besteht hierbei aus insgesamt zwölf Ab- schnitten 7, 8, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, und nacheinander durchströmt werden. Die verschiedenen Abschnitte 7, 8 des Gittermischers 5 unterscheiden sich hierbei durch die Ausrichtung der einzelnen Mischelemente 6, wie aus der Perspektivdarstellung in Figur 2 ersicht- lieh ist.

Figur 3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Verdeutlichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers 9, der zur Applikation von zwei verschiedenen Lacksystemen ge- eignet ist, wobei das erste Lacksystem aus einem ersten

Stammlack SL1 und einem ersten Härter Hl besteht, während das zweite Lacksystem aus einem zweiten Stammlack SL2 und einem zweiten Härter H2 besteht. Zur Applikation der verschiedenen Lacksysteme weist der Rotationszerstäuber zwei Hauptnadelventile 10, 11 sowie jeweils einen Gittermischer 12, 13 auf, wobei die beiden Gittermischer 12, 13 gemeinsam nebeneinander in einem Farbrohr 14 des Rotationszerstäubers 9 angeordnet sind. Der Gittermischer 12 mischt hierbei den ersten Stammlack SL1 mit dem ersten Härter Hl, während der andere Gittermischer 13 den zweiten Stammlack SL2 mit dem zweiten Härter H2 mischt.

Die beiden Gittermischer 12, 13 entsprechen hierbei in Aufbau und Funktion dem Gittermischer 5 gemäß den Figuren 1 und 2.

Darüber hinaus weist der Rotationszerstäuber 9 auch in diesem Ausführungsbeispiel einen Anschlussblock 15 mit integrierten Ventilen auf. Aus der Zeichnung ist weiterhin ersichtlich, dass die beiden Gittermischer 12, 13 in einem sehr kurzen Abstand K5cm stromaufwärts vor den zugehörigen Hauptnadelventilen 10, 11 angeordnet sind. Dies ist vorteilhaft, weil der zu spülende Leitungsabschnitt zwischen den Gittermischern 12, 13 und den zugehörigen Hauptnadelventilen 10, 11 dadurch ein geringes Volumen aufweist, so dass auch die Spülmittelverluste bzw. die Lackverluste entsprechend klein sind.

Figur 4 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3, 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 in der Anordnung der beiden Gittermischer 12, 13. So befindet sich der Gittermischer 12 in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls innerhalb des Farbrohrs 14, wohingegen der andere Gittermi- scher 13 in den Anschlussblock 15 integriert ist.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die eben- falls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung auch Schutz beansprucht für den Gegenstand der Unteransprüche unabhängig von den Merkmalen der vorangehenden Ansprüche . Bezugs zeichenliste :

1 Rotations Zerstäuber

2 Farbrohr

3 Anschlussblock

4 Glockentellerwelle

5 Gittermischer

6 Mischelemente

7 Abschnitt des Gittermischers

8 Abschnitt des Gittermischers

9 Rotations Zerstäuber

10 Hauptnadelventil

11 Hauptnadelventil

12 Gittermischer

13 Gittermischer

14 Farbrohr

15 Anschlussblock

Hl Erster Härter

H2 Zweiter Härter

1 Leitungslänge zwischen Gittermischer und Hauptnadelventil

SL1 Erster Stammlack

SL2 Zweiter Stammlack