DE1131125B - Electrostatic spray device for applying paint or the like. - Google Patents
Electrostatic spray device for applying paint or the like.Info
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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.The invention relates to an electrostatic spray device for applying paint or the like. with a spray gun, which the coating material through a cross to the spray jet between a Electrostatic generated by pointed rods consisting of a discharge electrode and a current collecting electrode Field splashes through.
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.Spray devices of this type are already known. In such facilities, however, between the discharge electrodes and the gun, which has the same potential as the collecting electrode Form a loss field, which weakens the main field and prevents a uniform field intensity, whereby an imperfect coating of the workpiece is achieved.
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.In other known devices in which the paint is sprayed through an electrostatic field this field is parallel to the beam direction, with the collecting electrode in the vicinity of the Nozzle is arranged. With these devices, however, the above-mentioned problem cannot arise In this case, the beam is charged unevenly.
Ziel der Erfindung ist es, eine elektrostatische Spritzvorrichtung zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile vermieden und eine gleichmäßige Aufladung des Strahles erreicht wird.The aim of the invention is to provide an electrostatic spray device in which the described Disadvantages are avoided and a uniform charging of the beam is achieved.
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.According to the invention, this object is achieved in that the discharge and current collecting electrodes nearest parts of the spray gun, such as the end cap and preferably also the nozzle and the nozzle needle, made of electrically non-conductive material in a manner known per se.
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.It is already known in the production of woven fibers with the help of an electrostatic field, the exit opening for those directly in the area the electrostatic field reaching liquid from a non-conductive material. Here the electrostatic field should separate the solid and liquid components of the solution from each other. A nozzle made of electrically conductive material would, as the field in this case be up to extends the nozzle orifice, cause a deposit of solid particles already in the nozzle, so that the use of non-conductive material for the nozzle is essential for the effectiveness of the process is.
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.In the case of an electrostatic spray device, however, there is no fear that the nozzle will become clogged as the field spreads to the nozzle mouth, so that the electrostatic spray device in the device described above for the production of woven fibers
for applying paint or the like.
Anmelder:Applicant:
General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)General Motors Corporation,
Detroit, me. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. W. Müller-BoreRepresentative: Dr. W. Muller-Bore
und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Gralfs, patent attorneys,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8Braunschweig, Am Bürgerpark 8
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. November 1955 (Nr. 549 983)Claimed priority:
V. St. v. America November 30, 1955 (No. 549 983)
Frank A. Croskey, New Baltimore, Mich.,
und Charles Derwood, Wyandotte, Mich. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt wordenFrank A. Croskey, New Baltimore, Mich.,
and Charles Derwood, Wyandotte, Mich. (V. St. A.) have been named as inventors
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.The applied principles for electrostatic spray devices do not apply. However, let it It is precisely by applying these principles in the field of spray painting that advantages can be achieved that solve a long-standing problem that was not easily predictable.
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.Due to the design according to the invention, an intense electrostatic field is achieved, its losses be kept to a minimum. The evenness of the field is combined with the Isolierstoffendkappe by changing the distance between the tip electrodes and the collecting electrode in this way obtained that according to a further feature in the substantially transverse to the beam direction Rods that z. B. can be arranged in a fan shape, the outer rods a greater distance from the collector electrode to have. At the same time, using the insulating material mentioned, the discharge electrode rods be moved closer to the beginning of the beam, whereby the mutual electrode spacing can be reduced because of the smaller beam cross-section there, which may result in a reduction in size of the electric field and a reduction in the discharge voltage allowed.
Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben und durch die Zeichnung veranschaulicht; es istThe invention is described below in an exemplary embodiment and by means of the drawing illustrates; it is
209 608/50209 608/50
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine erfindungsgemäße elektrostatische Spritzvorrichtung, Fig. 1 is a partially sectioned plan view of an electrostatic spray device according to the invention,
Fig. 2 eine Endansicht der Vorrichtung in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1,Figure 2 is an end view of the device in the direction of arrows 2-2 of Figure 1;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vergrößerung eines Teils der Fig. 2,Fig. 3 is a partially sectioned enlargement of part of Fig. 2,
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht in Richtung der Pfeile 4-4 von Fig. 1,Fig. 4 is a partially sectioned side view in the direction of the arrows 4-4 of Fig. 1,
Fig. 5 ein vergrößerter Schnitt durch ein Detail von Fig. 1,FIG. 5 is an enlarged section through a detail of FIG. 1,
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht in Riehtung der Pfeile 6-6 von Fig. 1.Fig. 6 is a partially sectioned view in the direction the arrows 6-6 of 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.The device shown in Fig. 1, 2 and 4 consists of a holder 10 for a pneumatic Spray gun 12, a current collecting electrode 14 and a discharge electrode head 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.The bracket 10 is a one-piece light metal casting from a platform 20, a support bracket 22 and a bracket 24. The angle 22 contains a bore 26 which has a shaft 30 made of insulating material for Carrying the bracket 10 receives. A screw 28 is used to hold the bracket 10 in any position to clamp on the shaft 30. The bracket 24 consists of two arms 32 and 34 that are round in one The middle piece 36 converge (FIGS. 2, 3 and 6); this carries the discharge electrode 16. The current collecting electrode 14 is detachably installed with the inclusion of an intermediate piece 38, which with screws 70 is attached to the platform 20. The spray gun 12 is attached to a pin 40 which is in the Platform 20 is stuck (Fig. 1 and 2). The pin 40 is seated in a bore in the neck part 48 of the pistol 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.As FIG. 4 makes clear, the spray gun 12 has a paint inlet 44, an inlet 45 for the atomizing air and an inlet 46 for the high pressure operating air; it protrudes into the space that the curved arms 32 and 34 and is limited by the platform 20.
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.The spray gun 12 protrudes beyond the center piece 36 and the platform 20 (FIG. 1); she has a End cap 54 (Fig. 5) through which air is supplied and a nozzle 56 through which the spray coating material exit. The end cap 54 has a pair of ears 58 in which there are radial bores 59 that to restrict the spray from the gun nozzle 56 to a narrow band. The gun is provided with a needle valve 130 which regulates the outlet port 131 of the nozzle.
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.The current collecting electrode 14 consists of an electrically conductive material; it includes a plate 60 with a curved front end 62 and curved sides 64, 66 that form a flat pan. The bottom of the The pan is cut out and bent into a flange 68 which rests against the intermediate piece 38. In the flange 68 has a slot for a clamping screw 72 with which the collecting electrode 14 is attached Intermediate piece 38 and thus fastened to the holder 10. The side 66 of the pan is inclined to page 64 and thus forms a drop collecting trough Eür any coating material, e.g. B. Color or other liquids that can fall on the electrode 14.
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.The discharge electrode 16 includes a number of metallic rods 80 arranged in a fan shape are. The ends of the rods 80 are sharply pointed and lie in a perpendicular plane that is normal is to the axis of the spray gun 12 and is a little further forward than the front end of the collecting electrode 14. The rods 80 are connected to one another by a rod 82, and this is connected to an electrical coupling socket 84 connected. The rods 80, the rod 82 and the end of the coupling sleeve 84 are as one piece cast and embedded in a head 86 made of a paint and solvent resistant Material is made.
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. The head 86 is cemented to a support 88 (Fig. 1 and 6), which is made of polyamide and in the Middle piece 36 is mounted. A connector 90 for a coaxial cable 91 is attached to the middle piece 36, which is connected to a supply device for electrical high voltage. The coaxial cable 91 has a center conductor 93 which passes through a hole in the support 88 and a banana plug 94 wears. The plug 94 enters the socket 84 to supply high voltage to the discharge electrode 16.
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.The support 88 has a groove 98 (Fig. 6) and terminates flush with the end of an L-shaped washer 100. Around the disk 100 is a spring clip 102 which engages in the groove 98 to the Support 88 can be detachably attached.
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. a5 The fan of the rods 80 of the discharge electrode 16 is designed in such a way that the inner rods 80 come closer to the surface of the collecting electrode 14 than the outer rods 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.By the fact that -man the tips of the rods 80 on an arc or otherwise the outermost rods from the collecting electrode 14 further apart than the inner rods, the current flow from each rod to the collecting electrode is made equal, and each rod receives its proportional share of the total current in order to pass through the entire loading zone produce a substantially uniform charge concentration.
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.The holder 10, gun 12 and collecting electrode 14 (FIG. 7) are electrically connected to one another and connected to an output terminal of the supply device. The high voltage side of the feeder is connected to the discharge electrode 16 by the coaxial cable 91.
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.The atomized spray material is used in operation the tips of the discharge bars 80 and the surface of the collecting electrode 14 by a Corona discharge zone through, for example by a voltage of about 40 kV between the two electrodes is made; there it is charged, and the oppositely charged ones are earthed Workpieces that are conveyed past the spray gun 12 on a grounded conveyor device, attract the particles so that they are deposited on them.
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.To prevent the dense corona discharge Skipping sparks from the rods 80 to the front end of the grounded spray gun 12 are the end cap 54 and nozzle 56 of the gun 12 made of electrically non-conductive material, e.g. B. polyamide produced. The valve needle 130 can optionally also consist of polyamide.
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.The end cap 54 and nozzle 56 made of polyamide, in cooperation with the fan-shaped Arrangement of the rods 80 provides a uniform shape of the current distribution from each rod to the collecting electrode 14 and ensure high loading efficiency and the most efficient use of the Paint or other coating material.
Claims (2)
Deutsche Patentschriften Nr. 899 017, 951499;
österreichische Patentschrift Nr. 14 566;
USA.-Patentschrift Nr. 1 958 406.Considered publications:
German Patent Nos. 899 017, 951499;
Austrian Patent No. 14 566;
U.S. Patent No. 1,958,406.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
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