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DE1427649A1 - Method and device for the electrostatic spraying of paints or similar coating materials - Google Patents

Method and device for the electrostatic spraying of paints or similar coating materials

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Publication number
DE1427649A1
DE1427649A1 DE19621427649 DE1427649A DE1427649A1 DE 1427649 A1 DE1427649 A1 DE 1427649A1 DE 19621427649 DE19621427649 DE 19621427649 DE 1427649 A DE1427649 A DE 1427649A DE 1427649 A1 DE1427649 A1 DE 1427649A1
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DE
Germany
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spray
coating materials
workpiece
spray element
paints
Prior art date
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Pending
Application number
DE19621427649
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German (de)
Inventor
Rolf Grosssteinbeck
Hans Holtz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PETER STOLL LACKFABRIK
Original Assignee
PETER STOLL LACKFABRIK
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Publication date
Application filed by PETER STOLL LACKFABRIK filed Critical PETER STOLL LACKFABRIK
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    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
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    • B05B5/0403Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
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Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

PATE N TA NWt LTEPATE N TA NWt LTE PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTERPROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER

DR.-ING. WOLFRAM BUNTE 1427649DR.-ING. WOLFRAM BUNTE 1427649

8 M UN CH EN (S. HAYDNSTJJ^eSE S.VeRNRUF 53 47 128 M UN CH EN (S. HAYDNSTJJ ^ eSE S.VeRNRUF 53 47 12

München, den 5. Oktober 1962 M/6483Munich, October 5, 1962 M / 6483

Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Versprühen von Lacken oder ähnlichen ÜberzugsmaterialienMethod and device for the electrostatic spraying of paints or similar coating materials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Versprühen von Lacken oder ähnlichen Überzugsmaterialien mit einem rotierenden Sprühelemento Einem derartigen Sprühelement, das z. B. die Form einer mit der Hohlseite zum Werkstück weisenden G-locke mit horizontal gelagerter Achse habe^!kann, wird die Überzugsflüssigkeit zentral zugeführt und vom Rand durch Zentrifugalkräfte im zerstäubten Zustand abgeschleudert. Die feinen Tropfen werden dann infolge ihrer elektrischen Aufladung längs der Kraftlinien des zwischen dem Sprühelement und dem behandelnden Werkstück aufrechterhaltenen Hochspannungsfeldes auf das Werkstück gelenkt0 The invention relates to a method and apparatus for electrostatic spraying paints or similar coating materials with a rotating spraying element o According to such a sprayer, the z. B. the shape of a G-lock with the hollow side facing the workpiece with a horizontally mounted axis, the coating liquid is fed centrally and thrown off from the edge by centrifugal forces in the atomized state. The fine drops are then a result of their electrical charge of the lines of force along the maintained between the spray element and the work piece treated high voltage field to the workpiece directed 0

Arbeitet man nach diesem Verfahren mit Lacken, die als Verdünnungsmittel Wasser enthalten, so folgen die vom Rand des Sprühelementes abgeschleuderten Tropfen nur zum Teil den elektrischen Feldlinien, sofern diese nicht der mechanischenIf you work according to this process with paints that act as thinners Contain water, the drops thrown off from the edge of the spray element only partly follow the electric field lines, provided these are not mechanical

8098T3/02018098T3 / 0201

- ζ - - ζ -

-i 1427643-i 1427643

Kraftrichtung entsprechen. Es bildet sich daher um die bei stehenden Werkstücken gleichmäßig besprühte kreisförmige Laekfläche ein Gebiet mit einzelnen größeren Lacktropfen aus. Diese Tropfen wirken sich wegen ihrer Auftragsdicke auch dann störend aus, wenn die davon betroffenen Flächenteile - bei bewegtem Werkstück oder bewegtem Sprühelement nachträglich noch durch den elektrostatisch feinversprühten Lack überdeckt werden.Direction of force. It is therefore formed around the standing workpieces evenly sprayed circular laek area an area with individual larger drops of paint the end. Because of their application thickness, these drops also have a disruptive effect when the surface areas affected by them - with a moving workpiece or a moving spray element, subsequently by the electrostatically fine-sprayed one Paint are covered.

Dieser Mangel ihres Sprühverhaltens hat dem praktischen Eins.atz wasserhaltiger Lacke für das elektrostatische Sprühverfahren mit Sprühelementen der oben beschriebenen Art bisher entgegengestanden, obwohl wasserverdünnte Überzugsmaterialien aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich Feuer- und Explosionsgefährlichkeit, Ersparnis an Verdünnungsmitteln, ...-Iransportmöglichkeiten und Toxizität anderen Lacken überlegen sind.This lack of their spray behavior has the practical side Use of water-based paints for the electrostatic spray process with spray elements of the type described above so far opposed, although water-thinned coating materials due to their advantages in terms of fire and explosion hazard, Savings in thinners, ... transport options and toxicity are superior to other paints.

Außer den wasserhaltigen Lacken lassen sich bekanntlich auch Überzugsmaterialien mit gewissen organischen Lösungsmitteln; auf den handelsüblichen elektrostatischen Sprühanlagen nur schlecht verarbeiten. Die Erfindung strebt daher an, .die.se.·-;ν Anlagen durch eine einfache Zusatzeinrichtung auch für die ·■■■ Verwendung an sich schlecht versprühbarer Überzugsmaterialien geeignet zu machen. .. . ·:In addition to the water-based paints, it is known that coating materials with certain organic solvents can also be used; Difficult to process with standard electrostatic spray systems. The invention therefore seeks to .die.se. · -; ν Systems through a simple additional device also for the · ■■■ To make use of poorly sprayable coating materials suitable. ... ·:

Das Verfahren nach der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorrichtungen zum elektrostatischenThe method according to the invention is therefore characterized in that in devices for electrostatic

809813/020 1809813/020 1

BAD ORfGSNALBAD ORfGSNAL

Versprühen von Überzugsmaterialien mit einem rotierenden Sprühelement - bei Verwendung von Überzugsmaterialien, die Wasser als Verdünnungsmittel enthalten oder anderen auf derartigen Anlagen schlecht verarbeitbarer Überaugsmaterialien mittels mechanischer Abfangvorrichtungen Maßnahmen zum Abfangen der nicht den elektrischen Feldlinien folgenden Tropfen getroffen werden und daß die abgefangene Flüssigkeit in wiederverwendbarer Form gesammelt wird. Eine bevorzugte Ausführungeform zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht eine das Sprühelement mit Abstand etwa koaxial umgebende Ringfläche vor, deren dem Werkstück zugewandte Kante -■ in Sprührichtung - vor dem Sprühelement angeordnet ist und die derart geformt ist, daß die abgefangene Sprühflüssigkeit einem Abfluß zugeführt wird.Spraying of coating materials with a rotating spray element - when using coating materials that Contain water as a diluent or other superabsorbent materials that are difficult to process on such systems mechanical interception devices Measures to intercept the drops which do not follow the electric field lines and that the captured liquid is collected in a reusable form. A preferred embodiment to carry out the method according to the invention provides a spaced approximately coaxially surrounding the spray element Annular surface in front of whose edge facing the workpiece - ■ in the spraying direction - is arranged in front of the spray element and the is shaped such that the captured spray liquid is fed to a drain.

Anhand der beigefügten Figuren sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.Exemplary embodiments of the invention are to be explained with the aid of the attached figures.

In Figur 1 ist mit 1 ein bekanntes rotierbares Sprühelement ' in G-lockenform bezeichnet, dem die Sprühflüssigkeit aus dem Vorratsgefäß 2 mittels der Lackpumpe 3 von der Rückseite her zugeführt und von hier aus in nicht näher dargestellter Weise durch die Zentrifugalkräfte auf der Hohlseite des Elementes 1 vom Rand abgeschleudert wird. Von dort folgen die fein zerstäubten und elektrisch aufgeladenen Flüssigkeitsteilchen den gestrichelt angedeuteten Kraftlinien des zwischen Sprühelement 1 und Werkstück 4 erzeugten Hochspannungsfeldes.In Figure 1, 1 is a known rotatable spray element ' called in G-lockenform, which the spray liquid from the Supply vessel 2 is supplied from the rear by means of the paint pump 3 and from here in a manner not shown in detail is thrown off the edge by the centrifugal forces on the hollow side of the element 1. From there the finely atomized follow and electrically charged liquid particles the lines of force indicated by dashed lines between the spray element 1 and workpiece 4 generated high voltage field.

1 ■ ' 809813/0201 -4- 1 ■ '809813/0201 -4-

Die gröberen Tröpfchen werden dagegen überhaupt nicht oder■' nur schwach durch das elektrische Feld beeinflußt und würden' ohne die Maßnahme nach der Erfindung äußerhalb der fein besprühten Fläche auf das Werkstück fallen. Um dies zu .verhindern, ist eine das Sprühelement 1 umgebende, in der Figur im Schnitt dargestellte Ringfläche 5 vorgesehen, welche die genannten gröberen Tröpfchen abfängt. Die Ränder der Ringfläche The coarser droplets are against it at all or ■ 'only weakly influenced by the electric field and would' fall on the workpiece without the measure according to the invention äußerhalb the finely sprayed surface. In order to prevent this, an annular surface 5, shown in section in the figure and surrounding the spray element 1, is provided, which catches the coarser droplets mentioned. The edges of the ring surface

t Λ t Λ

5 können nach innen gebördelt sein, so daß die aufgefangene Flüssigkeit der Abflußleitung 6 zugeleitet wird, durch die sie wieder in das Vorratsgefäß 2 gelangt. Die Ringfläche 5 ist über Streben 7 auf der Lagerbuchse 8 für die Welle 9 des Sprühelements 1 in axialer Richtung verschiebbar und wird dort nach vorgenommener Justierung arretiert.5 can be beaded inwards so that the trapped Liquid is fed to the drain line 6 through which it reaches the storage vessel 2 again. The ring surface 5 is displaceable in the axial direction via struts 7 on the bearing bush 8 for the shaft 9 of the spray element 1 and is there locked after adjustment.

Der Durchmesser der Ringfläche ist nach dem Durchmesser des Sprühelements zu bemssen. Zwischen Sprühelement und Ringfläche soll ein ausreichender Abstand bestehen. Zweckmäßig wird man der Ringfläche aus isolationstechnischen G-ründen das elektrische Potential des Sprühelements geben. Es ist dabei zu beachten, daß dann die elektrischen Feldlinien stärker gebündelt werden. Gibt man der Ringfläche das Potential des Werkstückes-, das ist in der Regel das Erdpotential, so werden die Feldlinien bei gleichbleibender_Feldspannung auseinandergezogen. Sollte eine derartige Feldveränderung in gewissen Bearbeitungsfällen unerwünscht sein, so kann man durch ein geeignetes Zwischen— potential für die Abfangvorrichtung erreichen, daß die Feldverteilung durch die Maßnahme nach der Erfindung unverändertThe diameter of the ring surface is to be dimensioned according to the diameter of the spray element. Between the spray element and the ring surface there should be a sufficient distance. It is expedient to give the ring surface the electrical potential of the spray element for reasons of insulation. It should be noted that that then the electric field lines are more strongly bundled. If the ring surface is given the potential of the workpiece, This is usually the earth potential, so the field lines are pulled apart while the field voltage remains constant. Should Such a field change may be undesirable in certain processing cases, so one can use a suitable intermediate potential for the interceptor that the field distribution unchanged by the measure according to the invention

bleibt. · ·remain. · ·

-5- * 8 0 9 8 13/0201 BAD original-5- * 8 0 9 8 13/0201 BAD original

Bas Abfangen eines Teiles der abgeschleuderten Lacktröpfchen bedingt für die Sprüheinrichtung lediglich eine mäßig erhöhte Lackförderung zur Sprühglocke. Diese Steigerung liegt im Rahmen dessen, was sich auch bei den nur für die Verarbeitung von nichtwasserhaltigen Lacken konstruierten Einrichtung erreichen läßt. Andernfalls kann ein Ausgleich durch eine nur geringe Relativbewegung zwischen V/erkstück und Sprühglocke erzielt werden. Bei Verwendung wasserhaltiger Lacke im Sinne der Erfindung wird die Größe der Sprühfläche gegenüber der entsprechenden Fläche bei üblichen Sprühlacken etwas verringert sein. Wo diese Tatsache stört, erreicht man einen Ausgleich durch einen größeren Sprühabstand. Ferner kann durch die Gestaltung des Abfangringes die Größe der Sprühfläche beeinflußt werden, wie weiter unten ausgeführt ist.Bas Catching some of the paint droplets that are thrown off only requires a moderately increased paint delivery to the spray bell for the spray device. This increase is within limits of what can also be achieved with the device designed only for the processing of non-aqueous paints leaves. Otherwise, compensation can be achieved through only a slight relative movement between the V / piece and the spray bell be achieved. When using water-based paints within the meaning of the invention, the size of the spray area is compared to the corresponding Area can be slightly reduced with conventional spray paints. Where this is a problem, a balance can be achieved by a larger spray distance. Furthermore, the size of the spray area can be influenced by the design of the interception ring as explained below.

Sollte es in gewissen Anwendungsfällen am wer-kstücknahen Rand der Ringfläche zu störenden Tropfenkonzentrationen kommen, so sind zusätzliche Maßnahmen vorzusehen, um die aufgefangene Flüssigkeit schneller dem Abfluß zuzuführen. Zum Beispiel kann I die Zentrifugalwirkung einer nach ihrer Rückseite zu konisch erweiterten, rotierenden Ringfläche dazu dienen, die aufgefangenen Tropfen von dem werkstücknahen Rand der Ringfläche wegzuleiten.In certain applications it should be on the edge near the workpiece the ring surface come to disturbing droplet concentrations, additional measures are to be taken in order to reduce the Deliver liquid to the drain faster. For example, I can use the centrifugal force one after its back to be conical extended, rotating ring surface serve to remove the collected drops from the edge of the ring surface near the workpiece to divert.

Gemäß Figur 2 ist die Anordnung nach Figur 1 dahin abgewandelt, daß das jetzt konisch gestaltete und rückseitig geschlossene Abfangelement 10 mittels des Lagers 11 drehbar auf der Lager-According to Figure 2, the arrangement of Figure 1 is modified so that the now conical and closed at the back Intercepting element 10 rotatable by means of the bearing 11 on the bearing

. -6- ■ 809813/0201 . -6- ■ 809813/0201

buchse 8 für die Welle 9 des Sprühelements -'/ angeordnet ist. Die Welle 9 weist ein Zahnrad 12 auf, das über ein Zwischenzahnrad 13 das mit dem Abfangelement 10 verbundene innenverzahnte Hohlrad 14 antreibt. Im Abfangelement 10 sind eine Reihe von Durchbrüchen 15 vorgesehen, durch die die aufgefangene Flüssigkeit in eine ringförmige Rinne 16 geschleudert wird, die über die Streben 17 an der Büchse 8 befestigt ist. Die Abflußleitung 18 entspricht der Leitung 6 in Figur 1.socket 8 for the shaft 9 of the spray element - '/ is arranged. The shaft 9 has a gear 12, which via an intermediate gear 13 the internally toothed connected to the intercepting element 10 Ring gear 14 drives. In the interception element 10, a number of openings 15 are provided through which the captured Liquid is thrown into an annular channel 16 which is attached to the sleeve 8 via the struts 17. The discharge line 18 corresponds to the line 6 in FIG. 1.

Beim elektrostatischen Versprühen mit rotierenden Sprühelementen entsteht ein Sprühbild in Form eines Ringes. Diese Lackverteilung ergibt bei einer· Relativbewegung zwischen Werkstück und Sprühelement eine streifenförmige lackierte Fläche, deren mittlerer Teil mit weniger Lack belegt ist als die beiden äußeren Teile. TJm im Rahmen der Erfindung die bei wasserhaltigen Lacken in dieser Hinsicht engeren Grenzen nicht zu über- oder unterschreiten, kann durch das Abfangelement eine Verzerrung des zentralsymmetrischen Sprühbildes vorgenommen werden. Nach den Fig. 3 und 4 ist das fest angebrachte Abßngelement, d.h. insbesondere seine Abfangkante oval' gestaltet und mit eeiner langen Achse entweder horizontal oder senkrecht zu der durch jeweils einen Pfeil angedeuteten Verschiebungsrichtung angeordnet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die dem mittleren Teil zugeordneten Stellen der Kante des Abfangringes etwas aus der Ebene dieser Kante zurücktreten zu lassen, so daß an diesen Stellen weniger Lack abgefangen wird.Electrostatic spraying with rotating spray elements creates a spray pattern in the form of a ring. These Paint distribution results from a · relative movement between the workpiece and spray element a strip-shaped painted surface, the middle part of which is covered with less paint than the two outer parts. TJm in the context of the invention in the case of water-containing Paints in this regard not exceeding or falling below narrower limits can be a Distortion of the centrally symmetrical spray pattern made will. According to Figs. 3 and 4, the fixed Abßngelement, i.e. in particular its intercepting edge is oval 'shaped and with a long axis either horizontal or vertical arranged to the direction of displacement indicated by an arrow in each case. Another possibility is to the points of the edge of the interception ring assigned to the middle part recede somewhat from the plane of this edge so that less paint is trapped in these areas.

8098 1 3/020 Γ8098 1 3/020 Γ

_ η _ η

Ί427649Ί427649

Mit der baulich sehr einfachen Zusatzeinrichtung nach der Erfindung lassen sich mit elektrostatischen Sprühanlagen der beschriebenen Art auch solche Jberzugsmaterialien einwandfrei verarbeiten, die bisher wegen ihres schlechten Sprühverhaltens auf andere Verarbeitungstechniken angewiesen waren. Dies gilt insbesondere für Wasser enthaltende uberzugsmaterialien. Durch die Erfindung ist es daher möglich, sowohl die genannten Vorteile der Materialeigenschaften dieser Stoffe als auch die Vorteile der elektrostatischen Sprühtechnik auszunutzen.With the structurally very simple additional device according to the In accordance with the invention, such coating materials can also be used properly with electrostatic spray systems of the type described process, which until now had to rely on other processing techniques because of their poor spray behavior was. This applies in particular to coating materials containing water. With the invention it is therefore possible to have both the mentioned advantages of the material properties to use these substances as well as the advantages of electrostatic spray technology.

809813/0 20 1809813/0 20 1

Claims (1)

~ *" H27649~ * "H27649 Patentanspruch·Claim 1. Verfahren zum elektrostatischen Versprühen von lacken oder ähnlichen Überzugsmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorrichtungen zum elektrostatischen Versprühen von Überaugsmaterialien mit einem rotierenden Sprühelement - bei Verwendung von Überzugsmateriali«n, die V/asser als Verdünnungsmittel enthalten oder anderen auf derartigen Anlagen sohlecht verarbeitbare Überzugsmaterialien - mittels mechanischer Abfangvorrichtung Maßnahmen zum Abfangen der nicht den elektrischen Feldlinien folgenden Tropfen getroffen werden und daß vorzugsweise die abgefangene Flüssigkeit in wiederverwendbarer Form gesammelt wird»1. Process for electrostatic spraying of paints or similar coating materials, characterized in that devices for the electrostatic spraying of over-suction materials with a rotating Spray element - when using coating materials, which contain water as a diluent or other coating materials that are difficult to process on such systems - by means of a mechanical interception device Measures are taken to intercept the drops not following the electric field lines and that preferably the intercepted liquid in a reusable form Form is collected » 2,)Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Sprüheleaent von einer Ringfläche umgeben ist, deren dem Werkstück zugewandt« Kante - in Sprühriohtung - vor der Eben· dee Sprühelemente liegt und die derart geformt ist, daß die abgefangen· Sprühflüssigkeit einem Abfluß zugeführt wird.2 ,) Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the rotating spray element is surrounded by an annular surface, the edge of which, facing the workpiece, lies in front of the plane of the spray elements and which is shaped such that the intercepted · Spray liquid is fed to a drain. 3* Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläch· in axialer Richtung verschiebbar angeordnet, ist, vorzugsweise auf der Lagerbuche· für die Well· des Sprühelements· 3 * Device according to claim 2, characterized in that the ring surface is arranged to be displaceable in the axial direction, preferably on the bearing bush for the corrugation of the spray element 80^8 1 3/020 1 BADORJGiNAL 80 ^ 8 1 3/020 1 BADORJGi NAL 4. Vorrichtung nach Anspruoh 2» gekennzeichnet durah. swei konzentrische Rlngflachen, von dentn die innere drehbar let und die äußer« featateht.4. Device according to Anspruoh 2 »marked durah. swei concentric circular surfaces, from which the inner one can be rotated let and the outer «featateht. 5» Vorrichtung nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß eine betriebemäßig feststehende Ringfläche oval gestaltet und mit ihrer langen Achse senkrecht oder horizontal zur relativen Verechiebungeriohtung «wischen Werkstück und Sprüaeleeent orientiert ist.5 »Device according to claim 2» characterized in that an operationally fixed ring surface oval shaped and with its long axis perpendicular or horizontal to relative displacement direction between workpiece and Sprüaeleeent is oriented. 6· Vorrichtung nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkante einer betriebsmäßig feststehenden Ringfläohe an zwei gegenüberliegenden Stellen, deren Verbindungslinie der relativen Verschiebungerichtung zwischen Werkstück und Sprühelesent parallel ist, aus der Ebene der Abfangkante zurücktritt.6. Device according to. Claim 2, characterized in that the intercepting edge of an operationally fixed ring surface at two opposite points, the line connecting the relative direction of displacement between Workpiece and spray element is parallel, withdraws from the plane of the intercepting edge. 80 9 8 13/020180 9 8 13/0201
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