DE1652390C3 - Device for the electrostatic coating of objects with liquid or powder coating material - Google Patents
Device for the electrostatic coating of objects with liquid or powder coating materialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen mit flüssigem oder pulverförmigem Überzugsmaterial, nachfolgend vereinfacht Farbe genannt, nach dem Hauptpatent 12 40 764.The invention relates to a device for the electrostatic coating of objects with liquid or powder coating material, hereinafter referred to simply as color, according to the main patent 12 40 764.
Im Hauptpatent ist ein Verfahren zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen mit Farbe mittels eines rotierenden, als Hochspannungselektrode dienenden Spritzkopfes unter zusätzlicher Anwendung von Druckluft beschrieben, bei dem die dem mi; einer Geschwindigkeit von 400 bis vorzugsweise 20 000- U/min umlaufenden Spritzkopf zugeführte Farbe von einer Abschleuderkante, die innerhalb eines Faradayschen Käfigs liegt, rein mechanisch abgeschleudert und zersprüht wird und bei dem der auf mechanischem Wege erzeugte Farbnebel erst nach Erreichen eines gewissen Abstandes von der Abschleuderkante durch das von Entladungskanten oder -spitzen ausgehende Hochspannungsfeld aufgeladen und in an sich bekannter Weise durch die Kraft des elektrischen Feldes sowie der Druckluft zum Gegenstand umgelenkt und zu diesem befördert wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird im Hauptpatent eine Vorrichtung mit auf einer rotierenden Welle sitzender Scheibe vorgeschlagen, bei welcher auf der rückwärtigen Seite der Scheibe die zu versprühende Farbe aufgebracht wird, wobei die Scheibe von einer zum Werkstück gerichteten Druckluftdüse umgeben und mit einem Hochspannungsgenerator leitend verbunden ist und die sich dadurch auszeichnet, daß die Scheibe an ihrer Rückseite eine Stufe aufweist, an der eine Abschleuderkante ausgebildet ist und daß in geringem Abstand hinter dieser rotierenden Sprühscheibe und konzentrisch dazu eine zweite, zumindest durchmessergleiche Scheibe angeordnet ist, die mit der Hochspannungsquelle leitend verbunden ist. Dabei ist diese zweite Scheibe feststehend.In the main patent is a method for electrostatic coating of objects with paint by means of a rotating spray head serving as a high-voltage electrode with the additional use of Compressed air described in which the mi; a speed of 400 to preferably 20,000 rpm rotating spray head supplied paint from a centrifugal edge that is within a Faraday cage lies, is thrown off and sprayed purely mechanically and in which the mechanically generated paint mist only after reaching a certain distance from the throw-off edge charged by the high voltage field emanating from discharge edges or tips and in a manner known per se through the force of the electric field and the compressed air to the object diverted and conveyed to this. To carry out this process is in the main patent proposed a device with seated on a rotating shaft disc, in which on the rear side of the disc the paint to be sprayed is applied, the disc from a Surrounded the compressed air nozzle directed towards the workpiece and conductively connected to a high voltage generator is and which is characterized in that the disc has a step on its rear side at which a centrifugal edge is formed and that a short distance behind this rotating spray disc and a second disc, at least of the same diameter, is arranged concentrically with the High voltage source is conductively connected. This second disk is stationary.
Mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung kann der Farbdurchsatz pro Zeiteinheit gegenüber den üblichen, mit Elektrostatik arbeitenden Spritzpistole wesentlich gesteigert werden. Trotzdem ist auch hier in der Praxis eine obere Grenze für den Farbdurchsatz gegeben, da bei vorgegebener Drehzahl der Sprühscheibe pro cm der Sprühkantenlänge nur eine bestimmte Farbmenge versprüht werden kann und aus konstruktiven Gründen weder die Durchmesser der Scheiben noch deren Umdrehungszahlen beliebig gesteigert werden können.With this method and this device, the color throughput per unit of time can be compared to conventional spray guns that work with electrostatics can be increased significantly. Nevertheless, it is also in here In practice, there is an upper limit for the paint throughput, since the spray disk is at a given speed per cm of the spray edge length only a certain amount of paint can be sprayed and for constructive reasons Reasons, neither the diameter of the disks nor their number of revolutions can be increased at will can be.
Mit der Erfindung soll nun die Aufgabe gelöst werden, bei vorgegebenem Durchmesser der Sprühscheibe und ebenfalls vorgegebener Drehzahl den Farbdurchsatz pro Zeiteinheit noch weiter zu steigern. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zweite Scheibe eine ebenfalls rotierende Sprühscheibe ist, die an ihrer mit zu versprühender Farbe beschickten Vorderseite eine als Abschleuderkane ausgebildete Stufe aufweist.With the invention, the object is now to be achieved, with a given diameter of the spray disk and also given speed to increase the ink throughput per unit of time even further. According to the Invention, this object is achieved in that the second disk is also a rotating spray disk is that on its front loaded with paint to be sprayed is designed as a throw-off cane Has stage.
Mit der Erfindung ist es möglich, den Farbdurchsatz bei gleichem Durchmesser und gleicher Umdrehungszahl gegenüber der Vorrichtung nach dem Hauptpatent auf das Doppelte zu steigern. Es hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, daß die von den benachbarten Abschleuderkanten abgehenden Farbnebel sich gegenseitig weder mechanisch noch elektrostatisch stören. Dies steht im Gegensatz zu den üblichen elektrostatischen Spritzpistolen ohne Faradayschen Käfig, bei denen nahe benachbarte lonisationskanten zu starken Potentialbeeinflussungen und damit zu verminderter Sprühwirkung führen.With the invention it is possible to increase the color throughput with the same diameter and the same number of revolutions to double compared to the device according to the main patent. It was in the Practice has shown that the paint mist emanating from the adjacent throw-off edges is mutually exclusive do not interfere mechanically or electrostatically. This is in contrast to the usual electrostatic Spray guns without Faraday cage, in which closely adjacent ionization edges are too strong Potential influences and thus lead to a reduced spray effect.
Aus der FR-PS 13 85 673 ist eine VorrichtungFrom FR-PS 13 85 673 is a device
bekannt, bei welcher der rotierende Sprühkopf hintereinander angeordnete Sprühscheiben mit einander zugekehrten, gegenüber dem Außenumfang der Scheiben radial nach innen versetzten Sprühkanten aufweist Dabei stehen jedoch die Scheiben nicht unter Hochspannung, so daß der, wie erläutert so wesentliche Effekt des Faradayschen Käfigs, nicht ausgenutzt wird.known in which the rotating spray head one behind the other arranged spray disks facing each other, opposite the outer circumference of the disks Has spray edges offset radially inward. However, the disks are not below High voltage, so that the, as explained, so essential effect of the Faraday cage, is not exploited.
Die beiden Sprühscheiben bzw. deren Abschleuderkanten können durch eine einzige, gemeinsame Farbzuführung mit Farbe versorgt werden. Es isi aber auch mög'ich, und führt zu ganz besonderen Vorteilen, für die beiden Sprühscheiben gesonderte, getrennt dosierbare Farbzuführungen vorzusehen. Im letzteren Falle lassen sich d&nn zwei verschiedene Materialien gleichzeitig versprühen, wobei der von den zwei Scheibenrändern gebildete Ionisationsspalt eine intensive Durchmischung der beiden Farbnebel gewährleistet Diese Möglichkeit eröffnet neue Wege im Versprühen von Mehrkomponenten-Material, wobei beispielsweise der einen Sprühscheibe Lack, der anderen Härter zugeführt wird, oder von Mischfarben, etwa Metallise-Lacken, wobei dann von der einen Kante das Grundmaterial, von der anderen Kante das den Metalleffekt bewirkende Material versprüht wird. Auch kann die Ausführungsform mit getrennter Farbzuführung zur Erreichung schneller Farbwechsel herangezogen werden, wtbei dann jeder Farbe eine der Abschleuderkanten zugeordnet ist.The two spray disks or their throw-off edges can be shared by a single one Ink supply can be supplied with ink. But it is also possible, and leads to very special advantages, to provide separate, separately metered paint feeds for the two spray disks. In the latter Trap, two different materials can be sprayed at the same time, with the one from the two The ionization gap formed at the edges of the pane ensures an intensive mixing of the two paint mists This possibility opens up new ways in the spraying of multi-component material, for example one spray disc of paint, which is supplied to the other hardener, or of mixed colors, such as metallized paints, The base material is then sprayed from one edge and the material causing the metallic effect is sprayed from the other edge. Also the embodiment with separate ink supply can be used to achieve faster color changes are then assigned to each color one of the throw-off edges.
Zur Erzielung noch größerer Farbdurchsätze bzw. noch mannigfaltigerer Kombinationsmöglichkeiten ist es auch möglich, eine Mehrzahl von Sprühscheibe;v mit einander paarweise zugekehrten Abschleuderkanten hintereinander anzuordnen.In order to achieve even greater color throughputs or even more diverse combination options It is also possible to have a plurality of spray disks; v with throw-off edges facing each other in pairs to be arranged one behind the other.
Für die in den Unteransprüchen gekennzeichneten zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung wird jedoch kein selbständiger Schutz beansprucht. Auf der Zeichnung zeigt:For the expedient refinements of the invention characterized in the subclaims however no independent protection is claimed. The drawing shows:
F i g. 1: den Spritzkopf im Querschnitt;F i g. 1: the spray head in cross section;
F i g. 2: eine Abwandlungsform des Spritzkopfes von F i g. 1 im Querschnitt;F i g. 2: a modification of the spray head from FIG. 1 in cross section;
Fig.3: einen Schnitt durch den Verteilerring des Spritzkopfes von F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, und3: a section through the distributor ring of the spray head from FIG. 2 on a larger scale, and
F i g. 4: eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Spritzkopfes im Querschnitt.F i g. 4: another embodiment of the invention Spray head in cross section.
Der in Fig. 1 dargestellte Spritzkopf besteht im wesentlichen aus einer ersten Sprühscheibe 10 und einer zweiten, dazu koaxialen und durchmessergleichen Sprühscheibe H. Die beiden Sprühscheiben 10 und 11 sitzen starr auf der nicht gezeichneten Welle eines Motors, beispielsweise eines Druckluftmotors, der im vorderen Laufende einer Spritzpistole untergebracht ist. Die Scheibe 10 weist eine Randkante 12 auf unü ist an ihrer Rückseite mit einer Stufe versehen, an der eine Abschleuderkante 13 ausgebildet ist. Die Abschleuderkante 13 ist in radialer Richtung gegenüber der Randkante 12 zurückgesetzt. Die zweite Sprühscheibe 11 weist eine Randkante 14 auf und ist an ihrer Vorderseite mit einer Stufe versehen, an der eine Abschleuderkante 15 ausgebildet ist. Die Randkanten 12 und 14 sowie die Abschleuderkanten 13 und 15 weisen die gleiche radiale Entfernung von der Drehachse des Spritzkopfes auf. Zwischen den beiden Sprühscheiben 10 und 11 ist koaxial dazu ein Verteilerring 16 angeordnet, dessen Durchmesser geringer ist als derjenige der Abschleuderkanten 13,15. Der Verteilerring 16 hat einen Querschnitt im wesentlichen entsprechend einem gleichschenkligen Dreieck, dessen Spitze 16a auf die Drehachse des Spritzkopfes gerichtet ist Ein zur Drehachse des Spritzkopfes paralleles und starr mit der Pistole verbundenes Zuführrohr 17 greift in den Zwischenraum zwischen den beiden SprühscheibenThe spray head shown in Fig. 1 consists essentially of a first spray disk 10 and one second, coaxial spray disk H of the same diameter. The two spray disks 10 and 11 sit rigidly on the shaft, not shown, of a motor, for example a compressed air motor that is in the front end of a spray gun is housed. The disc 10 has a marginal edge 12 is unü provided on its rear side with a step on which a throw-off edge 13 is formed. The throwing edge 13 is set back in the radial direction with respect to the peripheral edge 12. The second spray disc 11 has a marginal edge 14 and is provided on its front side with a step on which one Throwing edge 15 is formed. The marginal edges 12 and 14 and the throw-off edges 13 and 15 have the same radial distance from the axis of rotation of the spray head. Between the two spray discs 10 and 11, a distributor ring 16 is arranged coaxially to this, the diameter of which is smaller than that of the throw-off edges 13.15. The distributor ring 16 has a substantially cross-section corresponding to an isosceles triangle, the tip 16a of which is directed towards the axis of rotation of the spray head A feed pipe 17, which is parallel to the axis of rotation of the spray head and rigidly connected to the gun, engages the space between the two spray disks
10 und 11 ein und weist mit seiner Düsenöffnung 17a auf die Spitze bzw. Innenkante 16a des Verteilerrings 16.10 and 11 and has its nozzle opening 17a the tip or inner edge 16a of the distributor ring 16.
Der Spritzkopf sitzt, wie erwähnt, auf der Drehwelle eines Motors und wird von dieser mit einer Geschwindigkeit von 4000 bis 40 000 U/min angetrieben. Ein Durckluftstrom wird, wie bekannt, gegen den Spritzkopf gerichtet, derart, daß der Spritzkopf von dem zum Werkstück führenden Druckluftstrom umgeben ist Ferner ist der Spritzkopf an einen Hochspannungsgenerator angeschlossen und wird von diesem auf einer Spannung von beispielsweise 50 bis 100 kV gehalten. Die äußeren, scharfen Kanten 12 und 14 des Spritzkopfes stellen somit Ionisationskanten dar.As mentioned, the spray head sits on the rotating shaft a motor and is driven by this at a speed of 4,000 to 40,000 rpm. A As is known, compressed air flow is directed against the spray head directed in such a way that the spray head is surrounded by the compressed air flow leading to the workpiece Furthermore, the spray head is connected to a high-voltage generator and is powered by this on a Voltage of, for example, 50 to 100 kV held. The outer, sharp edges 12 and 14 of the The spray head thus represent ionization edges.
Wird nun über das Rohr 17 Farbe zugeführt, so gelangt diese auf die Innenkante 16a des sich mitdrehenden Verteilerrings 16. Die Kante 16a teilt den zugeführten Farbstrahl in zwei gleiche Teile auf, die auf Grund der auftretenden Zentrifugalkräfte über die Schrägflanken des Verteilerringes 16 und die Rückseite der Scheibe 19 bzw. die Vorderseite der SprühscheibeIf paint is now supplied via the pipe 17, it reaches the inner edge 16a of the itself co-rotating distributor ring 16. The edge 16a divides the supplied ink jet into two equal parts, which on Because of the centrifugal forces occurring over the inclined flanks of the distributor ring 16 and the rear the disk 19 or the front of the spray disk
11 zu den Kanten 13 und 15 bewegt und von diesen Kanten mit hoher Geschwindigkeit radial nach außen abgeschleudert werden. Das von den Kanten 13 und 15 abgeschleuderte Farbgut zerplatzt infolge des Aufpralls auf die Luft und der sich daraus ergebenden starken Abbremsung sofort in reinste Teilchen, so daß innerhalb des durch die Kanten 12 und 14 begrenzten Ringspaltes ein Farbnebel entsteht, der mit geringer Geschwindigkeit radial aus dem Spalt austritt, ohne dabei die Kanten11 moved to edges 13 and 15 and radially outward from these edges at high speed be thrown off. The paint thrown off the edges 13 and 15 bursts as a result of the impact on the air and the resulting strong deceleration immediately into the purest particles, so that within of the annular gap delimited by the edges 12 and 14, a paint mist is produced which occurs at low speed emerges radially from the gap without affecting the edges
12 und 14 zu berühren. Die die Kanten 12 und 14 umströmende Druckluft erfaßt den aus dem Spalt austretenden Farbnebel, lenkt diesen in Richtung zum zu beaufschlagenden Werkstück um und bildet einen Ringmantel, welcher den zum Werkstück wandernden Farbnebel umhüllt und verhindert, daß einzelne Farbpartikeln nach außen entweichen. Das zwischen den Entladungskanten 12 und 14 einerseits und dem Werkstück andererseits infolge der angelegten Hochspannung aufgebaute elektrostatische Feld ionisiert den Farbnebel beim Überschreiten einer durch die Kanten 12 und 14 gelegten, gedachten Fläche und fördert die Farbpartikeln entlang der Feldlinien zum Werkstück. Da das Feld lediglich die bereits feinzerteilten Farbpartike'n zu transportieren hat und außerdem noch von der Druckluft bei diesem Transport unterstützt wird, sind nur relativ geringe Feldstärken erforderlich.12 and 14 to touch. The compressed air flowing around the edges 12 and 14 detects the from the gap emerging paint mist, deflects it in the direction of the workpiece to be acted upon and forms a Ring jacket, which envelops the paint mist migrating to the workpiece and prevents individual Color particles escape to the outside. That between the discharge edges 12 and 14 on the one hand and the On the other hand, the electrostatic field built up as a result of the applied high voltage ionizes the workpiece Paint mist when crossing an imaginary area laid by the edges 12 and 14 and promotes the Color particles along the field lines to the workpiece. Since the field only contains the already finely divided color particles has to be transported and is also supported by the compressed air during this transport only relatively low field strengths are required.
In Fig.2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzkopfes dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen lediglich mit Hinblick auf die Farbzuführung und die Ausbildung des Verteilerrings. Gemäß Fig.2 sind nämlich zwei Farbzuführrohre 18 und 19 vorgesehen, wobei die Düsenöffnung 18a des einen Zuführrohres auf die obere Schrägflanke, die Düsenöffnung 19a des Rohres 19 dagegen auf die untere Schrägflanke des Verteilerrings 16 gerichtet ist. Auf die äußere, zur Drehachse des Spritzkopfes parallele Fläche des Verteilerrings 16 ist außerdem ein zum Verteilerring koaxialer Leitring 20 justierbar aufgesetzt, derart, daß der Durchlaßspalt für die Farbe beliebig eingestellt werden kann.In Figure 2, a second embodiment of the spray head according to the invention is shown. This Embodiment differs from the one described above only with regard to the ink supply and the formation of the distribution ring. According to FIG. 2, there are namely two paint feed pipes 18 and 19 provided, the nozzle opening 18a of one feed pipe on the upper sloping flank, the nozzle opening 19a of the tube 19, however, is directed towards the lower inclined flank of the distributor ring 16. On the The outer surface of the distributor ring 16 parallel to the axis of rotation of the spray head is also a surface of the distributor ring coaxial guide ring 20 placed adjustable in such a way that the passage gap for the color is set as desired can be.
Eine besonders feine Zerstäubung des Farbmaterials wird dann erreicht, wenn die Abschleuderkanten 13,15 radial geriffelt sind. Auch ist es möglich, wie in F i g. 3 dargestellt, am Leitring 20 radiale Einfräsungen 21A particularly fine atomization of the paint material is achieved when the throw-off edges 13, 15 are radially corrugated. It is also possible, as shown in FIG. 3, radial millings 21 on the guide ring 20
vorzusehen, um so eine besonders gleichmäßige Verteilung der Farbe auf ihrem Weg zu den Abschleuderkanten zu erreichen. Diese Riffelungen der Abschleuderkanten und/oder des Leitrings verhindern Lufteinschlüsse im Farbmaterial und erbringen, insbesondere bei zähflüssigen Lacken, eine wesentlich verbesserte Oberflächengüte des aufgetragenen Farbfilms. to provide a particularly even distribution of the color on its way to the To reach throwing edges. Prevent this corrugation of the throw-off edges and / or the guide ring Air inclusions in the paint material and, especially in the case of viscous paints, make a significant difference improved surface quality of the applied paint film.
Der Spritzkopf nach Fig.4 weist den gleichen Grundaufbau wie derjenige nach F i g. 2 auf, jedoch sind vier Abschleuderkanten vorgesehen. Zu diesem Zweck ist auch an der Hinterseite der Sprühscheibe 11 eine Abschleuderkante 22 ausgebildet und außerdem eine weitere Sprühscheibe 23 mit Abschleuderkante 24 vorgesehen. In den Raum zwischen der Rückseite der Scheibe Ii und der Scheibe 23 ist ein weiterer Verteilerring 25 mit Leitring 26 eingesetzt. Die Farbzuführung zu den vier Abschleuderkanten 13,15,22 und 24 erfolgt über vier Austrittsdüsen 18a, 18f>, 18c und 18c/ des Farbzuführrohres 18 oder aber, wie nicht gezeichnet, über vier gesonderte, einzeln dosierbare Farbleitungen. Die Wirkungsweise des Spritzkopfes ist offensichtlich identisch derjenigen des Spritzkopfes von F i g. 2, wobei es jedoch möglich ist, den Lackdurchsatz noch weiter zu steigern bzw. bei gesonderter Farbzuführung gleichzeitig vier Färb bzw. LackkomponentenThe spray head according to FIG. 4 has the same basic structure as that according to FIG. 2 are on, however four throw-off edges provided. For this purpose there is also a on the rear side of the spray disc 11 Throwing edge 22 is formed and also a further spray disk 23 with throwing edge 24 intended. In the space between the back of the disk Ii and the disk 23 is another Distributor ring 25 with guide ring 26 used. The paint supply to the four throw-off edges 13, 15, 22 and 24 takes place via four outlet nozzles 18a, 18f>, 18c and 18c / of the paint supply pipe 18 or, as not shown, via four separate, individually meterable Color lines. The mode of operation of the spray head is obviously identical to that of the spray head from FIG F i g. 2, although it is possible to increase the paint throughput even further or with a separate paint supply four coloring or lacquer components at the same time
ίο einzeln zu versprühen. Um eine einwandfreie Durchmischung des von den vier Abschleuderkanten ausgehenden Farbnebels zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Sprühscheiben 10 und 23 mit Luftansaugbohrungen 27 zu versehen, welche die Scheiben schräg durchsetzenίο to be sprayed individually. To ensure perfect mixing To ensure the color mist emanating from the four throwing-off edges, it is advantageous to use the To provide spray disks 10 and 23 with air intake holes 27, which penetrate the disks at an angle
is und an den Hinterschneidungsflächen der Sprühkanten 13,24 münden.is and on the undercut surfaces of the spray edges 13.24 open.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DEM0074016 | 1967-05-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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