DE1131125B - Elektrostatische Spritzvorrichtung zum Aufbringen von Farbe od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Spritzvorrichtung zum Aufbringen von Farbe od. dgl. mit einer Spritzpistole, die das Überzugsmaterial durch ein quer zum Spritzstrahl zwischen einer aus spitzen Stäben bestehenden Entladeelektrode und einer Stromsammelelektrode erzeugtes elektrostatisches Feld hindurchspritzt.

Spritzvorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. Bei derartigen Einrichtungen kann sich jedoch zwischen den Entladeelektroden und der Pistole, die das gleiche Potential besitzt wie die Sammelelektrode, ein Verlustfeld ausbilden, das das Hauptfeld schwächt und eine gleichmäßige Feldintensität verhindert, wodurch ein unvollkommener Überzug des Werkstückes erreicht wird.

Bei weiteren bekannten Vorrichtungen, bei denen die Farbe durch ein elektrostatisches Feld hindurchgespritzt wird, liegt dieses Feld parallel zur Strahlrichtung, wobei die Sammelelektrode in der Nähe der Düse angeordnet ist. Bei diesen Einrichtungen kann das obenerwähnte Problem nicht auftreten, jedoch erfolgt die Aufladung des Strahles in diesem Fall ungleichmäßig.

Ziel der Erfindung ist es, eine elektrostatische Spritzvorrichtung zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile vermieden und eine gleichmäßige Aufladung des Strahles erreicht wird.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die der Entlade- und der Stromsammelelektrode nächstliegenden Teile der Spritzpistole, wie die Endkappe und vorzugsweise auch die Düse und die Düsennadel, in an sich bekannter Weise aus elektrisch nichtleitendem Material bestehen.

Es ist bei der Herstellung von Gespinstfasern mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes bereits bekannt, dieAustrittsöfinung für die unmittelbar in den Bereich des elektrostatischen Feldes gelangende Flüssigkeit aus einem nichtleitenden Material herzustellen. Hierbei soll das elektrostatische Feld die festen und flüssigen Bestandteile der Lösung voneinander trennen. Eine aus elektrisch leitendem Material hergestellte Düse würde, da sich das Feld in diesem Fall bis an die Düsenmündung erstreckt, bereits in der Düse eine Ablagerung von festen Teilchen hervorrufen, so daß die Verwendung von nichtleitendem Material für die Düse für die Wirksamkeit des Verfahrens unerläßlich ist.

Bei einer elektrostatischen Spritzvorrichtung ist jedoch nicht zu befürchten, daß bei Ausbreitung des Feldes bis zur Düsenmündung eine Verstopfung der Düse eintritt, so daß die bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Gespinstfasern an-Elektrostatische Spritzvorrichtung
zum Aufbringen von Farbe od. dgl.

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. November 1955 (Nr. 549 983)

Frank A. Croskey, New Baltimore, Mich.,
und Charles Derwood, Wyandotte, Mich. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

gewendeten Grundsätze für elektrostatische Spritzvorrichtungen keine Gültigkeit besitzen. Jedoch lassen sich gerade durch Anwendung dieser Grundsätze auf dem Gebiet des Spritzlackierens Vorteile erzielen, die ein schon lange bestehendes Problem lösen und nicht ohne weiteres vorhersehbar waren.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein intensives elektrostatisches Feld erreicht, dessen Verluste auf ein Minimum beschränkt werden. Die Gleichmäßigkeit des Feldes wird in Verbindung mit der Isolierstoffendkappe durch veränderte Abstände der Spitzenelektroden von der Sammelelektrode derart erhalten, daß nach einem weiteren Merkmal bei den im wesentlichen quer zur Strahlrichtung liegenden Stäben, die z. B. fächerförmig angeordnet sein können, die äußeren Stäbe einen größeren Abstand zur Sammelelektrode haben. Zugleich können unter Verwendung der erwähnten Isolierstoffteile die Entladeelektrodenstäbe näher an den Strahlanfang gerückt werden, wodurch der gegenseitige Elektrodenabstand wegen des dort geringeren Strahlquerschnittes verringert werden kann, was unter Umständen eine Verkleinerung des elektrischen Feldes und eine Herabsetzung der Entladespannung erlaubt.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben und durch die Zeichnung veranschaulicht; es ist

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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine erfindungsgemäße elektrostatische Spritzvorrichtung,

Fig. 2 eine Endansicht der Vorrichtung in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vergrößerung eines Teils der Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht in Richtung der Pfeile 4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 ein vergrößerter Schnitt durch ein Detail von Fig. 1,

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht in Riehtung der Pfeile 6-6 von Fig. 1.

Die in Fig. 1, 2 und 4 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Halterung 10 für eine pneumatische Spritzpistole 12, einer Stromsammeielektrode 14 und einem Entladungselektrodenkopf 16.

Die Halterung 10 ist ein einteiliges Leichtmetallgußstück aus einer Plattform 20, einem Tragwinkel 22 und einem Bügel 24. Der Winkel 22 enthält eine Bohrung 26, die einen Schaft 30 aus Isolierstoff zum Tragen der Halterung 10 aufnimmt. Eine Schraube 28 dient dazu, die Halterung 10 in einer beliebigen Stellung auf dem Schaft 30 festzuklemmen. Der Bügel 24 besteht aus zwei Armen 32 und 34, die in einem runden Mittelstück 36 zusammenlaufen (Fig. 2, 3 und 6); dieses trägt die Entladungselektrode 16. Die Stromsammelelektrode 14 ist abnehmbar unter Einschaltung eines Zwischenstücks 38 eingebaut, das mit Schrauben 70 an der Plattform 20 befestigt ist. Die Spritzpistole 12 ist an einem Zapfen 40 befestigt, der in der Plattform 20 festsitzt (Fig. 1 und 2). Der Zapfen 40 sitzt in einer Bohrung im Halsteil 48 der Pistole 12.

Die Spritzpistole 12 hat, wie Fig. 4 deutlich macht, einen Farbeinlaß 44, einen Einlaß 45 für die Zerstäubeluft und einen Einlaß 46 für die Hochdruckbetriebsluft; sie ragt in den Raum hinein, der von den gebogenen Armen 32 und 34 und von der Plattform 20 begrenzt wird.

Die Spritzpistole 12 ragt über das Mittelstück 36 und die Plattform 20 hinaus (Fig. 1); sie hat eine Endkappe 54 (Fig. 5), durch die Luft zugeführt wird, und eine Düse 56, durch die das Spritzüberzugmaterial austritt. Die Endkappe 54 hat ein Paar Ohren 58, in denen sich radiale Bohrungen 59 befinden, die den Sprühstrahl aus der Pistolendüse 56 auf ein schmales Band einschränken sollen. Die Pistole ist mit einem Nadelventil 130 versehen, das die Auslaßöffnung 131 der Düse regelt.

Die Stromsammeielektrode 14 besteht aus elektrisch leitendem Stoff; sie enthält eine Platte 60 mit einem gekrümmten Vorderende 62 und gekrümmten Seiten 64, 66, die eine flache Pfanne bilden. Der Boden der Pfanne ist ausgeschnitten und zu einem Flansch 68 gebogen, der an dem Zwischenstück 38 anliegt. In dem Flansch 68 ist ein Schlitz für eine Klemmschraube 72 vorgesehen, mit der die Sammelelektrode 14 am Zwischenstück 38 und damit an der Halterung 10 festgemacht ist. Die Seite 66 der Pfanne steht schräg zur Seite 64 und bildet so einen Tropfensammeltrog Eür irgendwelches Überzugmaterial, z. B. Farbe oder sonstige Flüssigkeiten, die auf die Elektrode 14 fallen können.

Die Entladungselektrode 16 enthält eine Anzahl metallischer Stäbe 80, die in Fächerform angeordnet sind. Die Enden der Stäbe 80 sind scharf zugespitzt und liegen in einer senkrechten Ebene, die normal zur Achse der Spritzpistole 12 steht und etwas weiter vorn liegt als das vordere Ende der Sammelelektrode 14. Die Stäbe 80 sind durch einen Stab 82 miteinander verbunden, und dieser ist an eine elektrische Kupplungsbuchse 84 angeschlossen. Die Stäbe 80, der Stab 82 und das Ende der Kupplungsbuchse 84 sind als ein Stück gegossen und in einen Kopf 86 eingebettet, der aus einem gegen Farbe und Lösungsmittel widerstandsfähigen Material hergestellt ist.

Der Kopf 86 ist an eine Stütze 88 angekittet (Fig. 1 und 6), die aus Polyamid hergestellt und in dem Mittelstück 36 gelagert ist. An dem Mittelstück 36 ist ein Anschlußstück 90 für ein Koaxialkabel 91 befestigt, das an eine Speiseeinrichtung für elektrische Hochspannung angeschlossen ist. Das Koaxialkabel 91 hat einen Mittelleiter 93, der durch eine Bohrung in der Stütze 88 hindurchgeht und einen Bananenstecker 94 trägt. Der Stecker 94 tritt in die Buchse 84 ein, um der Entladungselektrode 16 Hochspannung zuzuführen.

Die Stütze 88 hat eine Nut 98 (Fig. 6) und endet bündig mit dem Ende einer L-förmigen Unterlegscheibe 100. Rund um die Scheibe 100 liegt eine Federklemme 102, die in die Nut 98 eingreift, um die Stütze 88 abnehmbar zu befestigen.

_a5 Der Fächer der Stäbe 80 der Entladungselektrode 16 ist so ausgebildet, daß die inneren Stäbe 80 näher an die Oberfläche der Sammelelektrode 14 herantreten als die äußeren Stäbe 80.

Dadurch, daß -man die Spitzen der Stäbe 80 auf einem Bogen anordnet oder auf andere Weise die äußersten Stäbe von der Sammelelektrode 14 weiter abrückt als die inneren Stäbe, macht man den Stromfluß von jedem Stab zu der Sammelelektrode gleich, und jeder Stab erhält seinen proportionalen Anteil am Gesamtstrom, um durch die ganze Ladezone hindurch eine im wesentlichen gleichförmige Ladungskonzentration hervorzurufen.

Die Halterung 10, Pistole 12 und Sammelelektrode 14 (Fig. 7) sind elektrisch miteinander verbunden und an eine Ausgangsklemme der Speiseeinrichtung angeschlossen. Die Hochspannungsseite der Speiseeinrichtung ist durch das Koaxialkabel 91 mit der Entladungselektrode 16 verbunden.

Im Betrieb geht das zerstäubte Sprühmaterial zwisehen den Spitzen der Entladungsstäbe 80 und der Oberfläche der Sammelelektrode 14 durch eine Koronaentladungszone hindurch, die beispielsweise durch eine Spannung von etwa 40 kV zwischen den beiden Elektroden hergestellt wird; dort wird es aufgeladen, und die entgegengesetzt aufgeladenen geerdeten Werkstücke, die auf einer geerdeten Fördereinrichtung an der Spritzpistole 12 vorbeigeführt werden, ziehen die Teilchen an, so daß sie sich darauf niederschlagen.

Um zu verhindern, daß von der dichten Koronaentladung aus den Stäben 80 zum Vorderende der geerdeten Spritzpistole 12 Funken überspringen, sind die Endkappe 54 und die Düse 56 der Pistole 12 aus elektrisch nichtleitendem Stoff, z. B. Polyamid, hergestellt. Auch die Ventilnadel 130 kann gegebenenfalls aus Polyamid bestehen.

Die Endkappe 54 und Düse 56 aus Polyamid schaffen im Zusammenwirken mit der fächerförmigen Anordnung der Stäbe 80 eine gleichförmige Form der Stromverteilung von jedem Stab aus zu der Sammelelektrode 14 und gewährleisten eine hohe LadungsWirksamkeit und die wirksamste Verwendung der Farbe oder des sonstigen Überzugmaterials.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrostatische Spritzvorrichtung zum Aufbringen von Farbe od. dgl. mit einer Spritzpistole, die das Überzugsmaterial durch ein quer zum Spritzstrahl zwischen einer aus spitzen Stäben bestehenden Entladeelektrode und einer Stromsammelelektrode erzeugtes elektrostatisches Feld hindurchspritzt, dadurch gekennzeichnet, daß die der Entlade- (16) und der Stromsammeielektrode (14) nächstliegenden Teile der Spritzpistole (12), wie die Endkappe (54) und vorzugsweise auch die Düse (56) und die Düsennadel (130), in an sich bekannter Weise aus elektrisch nichtleitendem Material bestehen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Entladeelektrode (16) bildenden Stäbe (80) fächerartig angeordnet sind und die Spitzen der äußeren Stäbe größere Abstände von der Stromsammeielektrode (14) haben als die der inneren Stäbe.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 899 017, 951499;
österreichische Patentschrift Nr. 14 566;
USA.-Patentschrift Nr. 1 958 406.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 608/50 5.