AT350688B - Vorrichtung zum elektrostatischen auftragen bzw. aufspruehen von materialteilchen - Google Patents

Vorrichtung zum elektrostatischen auftragen bzw. aufspruehen von materialteilchen

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AT350688B
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Gyoergy Dipl Ing Benedek
Peter Dipl Ing Hornung
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Hajtomuevek Es Festoberendeze
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/03Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying
    • B05B5/032Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying for spraying particulate materials

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description


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   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen bzw. Aufsprühen von
Materialteilchen, wie Pulvermaterialien, Faserstoffen, und/oder Farben, mit einem Zuführkanal für die
Materialteilchen, welcher in einen von den Materialteilchen durchsetzten Austrittsdiffusor od. dgl. mündet, und mit einer spitzen Entladungselektrode und einer mit dieser zum Aufladen der Materialteilchen zusammenwirkenden, entgegengesetzt wie die Entladungselektrode gepolten stumpfen Gegenelektrode, welche in Zuführrichtung der Materialteilchen stromauf von der Entladungselektrode angeordnet ist. 



   Zum elektrostatischen Auftragen von Pulvermaterial, Faserstoffen und Farben geeignete Vorrichtun- gen sind bereits bekannt. Diese elektrostatischen Auftragsvorrichtungen können je nach dem physikali- schen System der Aufladung in drei Hauptgruppen eingeteilt werden. 



   Die zu der ersten Gruppe gehörenden Vorrichtungen haben eine an eine ausserordentlich hohe
Spannung (50 bis 150 kV) angeschlossene Aufladeelektrode. Der Krümmungsradius dieser Elektrode wird sehr klein gewählt (Nadelspitze, Schneide), so dass die Luftteilchen der Umgebung durch die ionisierende Wirkung der Elektrode (Koronaentladung) ionisiert werden und die feinen Teilchen des aufzusprühenden bzw. aufzustreuenden Materials die ionisierten Luftteilchen aufnehmen und dadurch selbst eine Ladung erhalten. Durch die an eine Hochspannungsquelle angeschlossene Elektrode und das um den mit Farbe, Pulvermaterial oder Faserstoffen zu überziehenden Gegenstand herum ausgebildete Kraftfeld wird die Strömung der geladenen Teilchen in Richtung des zu überziehenden, an einen Gegenpol angeschlossenen, geerdeten Gegenstandes gelenkt. 



   Nachteilig bei dieser Lösung ist die verhältnismässig hohe elektrische Spannung, zu deren Erzeugung komplizierte und teure Spannungsquellen benötigt werden. Ausserdem bedeutet die frei herausstehende Metallelektrode eine gesteigerte Funken- und Feuergefahr. Nachteilig ist ausserdem, dass der infolge der Luftionisation gebildete Ionenwind gesundheitsschädlich ist und die in der Umgebung befindlichen Gegenstände aufladen kann, was bei Berührung unangenehme elektrische Schläge bzw. Funken- und Feuergefahr verursacht. Die ungleichmässige Ladungsverteilung der versprühten bzw. verstreuten Teilchen ist ein weiterer Nachteil. 



   Die in die zweite Gruppe gehörenden Vorrichtungen haben neben der Hochspannungselektrode für die Aufladung noch eine geerdete Hilfselektrode. Der zu versprühende Stoff gelangt, während er die Anlage durchströmt, mit der Hochspannungselektrode in Kontakt und nimmt die Ladung aus dem von der Hilfselektrode erzeugten intensiven Feld auf. Dieses Verfahren ist als modern und fortschrittlich anzusehen, da keine Aussenelektrode gebraucht wird und die Betriebsspannung verhältnismässig gering ist (20 bis 30 kV). Die Möglichkeit einer Anwendung ist jedoch beschränkt, weil der Wirkungsgrad bei schwierig aufzuladenden, einen grösseren spezifischen Widerstand aufweisenden Stoffen, in erster Linie pulverförmigen Materialien, ziemlich gering ist. 



   Auch die der dritten Gruppe zuzuordnenden Lösungen weisen keine Hochspannungselektrode auf. Der aufzusprühende bzw. aufzustreuende Stoff erhält seine Ladung durch Reibungselektrizität ; ein durch eine besondere Spannungsquelle hergestelltes hohes elektrisches Potential ist also nicht erforderlich. Nachteilig ist jedoch, dass dieses Verfahren nur bei pulverförmigen Substanzen wirksam ist und wegen des Fehlens einer Hochspannungselektrode und des mit dieser erzeugten Kraftfeldes der Wirkungsgrad im allgemeinen den Wirkungsgrad der Elektrodensysteme nicht erreicht. 



   Es ist auch eine Spritzvorrichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen bekannt (DE-OS 1953989), bei welcher zur Aufladung der Farbteilchen diese wenigstens teilweise im Gegenstrom zum Ionenwind geführt werden, welcher von einer spitzen Entladungselektrode aussen vor der Mündung eines Austrittsdiffusors erzeugt wird, wobei die Entladungselektrode in Höhe der Längsachse des Farbstrahles angeordnet ist und zur Mündung des Spritzkopfes hin gerichtet ist. Die stumpfe Gegenelektrode ist von dem die Austrittsmündung umgebenden Düsenring selbst gebildet. Beide Elektrodenanordnungen sind von einem isolierten Rohr umgeben.

   Da die zur Austrittsöffnung hin gerichtete Koronaentladung eine hohe Konzentration von atmosphärischen Ionen bildet, die den Strom von atomisierten Farbpartikeln in einer der Partikelbewegung entgegengesetzten Richtung durchsetzen, wird auf die Farbpartikel eine hohe Ladung übertragen. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch hauptsächlich für flüssige Farben vorgesehen. 



  Hingegen ist auch bei dieser Vorrichtung der Wirkungsgrad für Materialien mit grösserem spezifischem Widerstand, wie insbesondere pulverförmigen Materialien, noch gering. 



   Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen bzw. Aufsprühen von Materialteilchen, wie Pulvermaterialien, Faserstoffen und/oder Farben zu 

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 schaffen, bei welcher eine noch intensivere und gleichmässigere Aufladung der Materialteilchen bei geringer Entladungsspannung erreicht wird. 



   Dies wird erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, dass die Entladungselektrode und die Gegenelektrode im Inneren des Zuführkanals vor dem Austrittsdiffusor in einem vom Zuführkanal gebildeten, mit Isoliermaterial umgrenzten Entladungsraum angeordnet sind. 



   Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung können gegenüber dem Stand der Technik qualitativ bessere Überzüge hergestellt werden und es kann gleichzeitig mit geringeren Spannungen gearbeitet werden. In dem erfindungsgemäss vorgesehenen Entladungsraum im Inneren des Zuführkanals, in welchem die aufzutragenden Materialteilchen im Gegenstrom zu der Strömungsrichtung der Ionen aufgeladen werden, werden die aufzuladenden Materialteilchen im Bereich der Elektroden im Zuführkanal zusammengehalten und in bestimmter Weise geführt, so dass die Aufladung sehr intensiv und gleichmässig ist. Nach dem Passieren der stromabliegenden spitzen Entladungselektrode werden dann die Materialteilchen in Richtung des
Ionenstromes im Kraftfeld zwischen der Spritzpistole und dem zu überziehenden, an ein entgegengesetztes
Potential angeschlossenen Gegenstand geführt. 



   Es ist zwar bei Farbspritzpistolen an sich bekannt (CH-PS Nr. 521173), ein in Strömungsrichtung im
Abstand voneinander angeordnetes Elektrodenpaar im Inneren des Spritzkopfes vor dessen Austritts- öffnung anzuordnen. Jedoch befinden sich hiebei die Elektroden im sich erweiternden Teil des
Austrittsdiffusors selbst. Ausserdem sind sie nicht entgegengesetzt gepolt, so dass sie nicht ein Paar aus
Entladeelektrode und Gegenelektrode bilden. Vielmehr handelt es sich im bekannten Fall um zwei
Entladungselektroden, die mit dem zu lackierenden Werkstück als Gegenelektrode zusammenwirken. 



   Entsprechend auch sind die Elektroden zu dem Werkstück hin ausgerichtet, so dass kein Führen des
Farbstromes im Gegenstrom zum lonenwind vorliegt. 



   Die erfindungsgemäss gleichmässig und sehr intensiv aufgeladenen aufzutragenden Teilchen lagern sich nach der Aufladung entweder unmittelbar durch ihre eigene Ladung oder mittels der durch zusätzliche
Aufladung in dem zwischen Ladeelektrode und zu überziehenden Gegenstand auftretenden äusseren
Kraftfeld noch gesteigerten Energie durch Wirkung des äusseren Kraftfeldes auf dem zu überziehenden
Gegenstand ab. 



   Ausserdem ermöglicht die Erfindung einen zusätzlichen Vorteil, indem die Anordnung der Elektroden im Inneren des Zuführkanals eine grössere Sicherheit bietet, weil dadurch neben der ohnehin möglichen geringen Entladungsspannung beide Elektroden nicht zum Äusseren der Vorrichtung hin freiliegen, so dass auch keine Berührungs-, Funken- und Feuergefahr besteht und ausserdem der infolge der Luftionisation gebildete Ionenwind im Inneren der Vorrichtung geschützt erzeugt wird. Durch die erfindungsgemässe Anordnung kann mit einer wesentlich geringeren Spannung (40 bis 60 kV) ein einwandfreier Oberflächen- überzug auch für Pulvermaterialien und Faserstoffe erreicht werden. 



   Die durch die Erfindung erzielte Aufladung der Materialteilchen wird noch intensiver und gleichmässiger, wenn nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung der Entladungsraum eine sich stromab der Gegenelektrode an diese anschliessende Erweiterung aufweist. Dadurch werden die mit hoher Geschwindigkeit in das elektrische Feld im Entladungsraum eintretenden Materialteilchen abgebremst, was der Intensität der Aufladung zugute kommt. Dies kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch begünstigt werden, dass sich der Entladungsraum stromab der Erweiterung verengt und die Entladungselektrode mit ihrer Spitze in der Verengung angeordnet ist. Dadurch erfahren die Materialteilchen nach dem Verlassen des elektrischen Feldes eine starke Beschleunigung. 



   Ferner ist es vorteilhaft, die Entladungselektrode in   Strömungsrichtung   über den Austrittsdiffusor hinaus sich fortsetzen zu lassen, wobei sie dort in einer Spitze endet. Auf diese Weise kann ein zusätzliches starkes Kraftfeld zwischen der aussenliegenden Spitze der Entladungselektrode und dem zu überziehenden Gegenstand gebildet werden, so dass die aufgeladenen Materialteilchen hier weiter beschleunigt werden. 



   In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das innere Kraftfeld auch aus mehreren aneinander anschliessenden Entladungsräumen aufgebaut werden. In diesem Fall wird die Länge des Kraftfeldes vergrössert, wodurch eine noch intensivere Aufladung erreicht wird. 



   Die Gegenelektrode kann bei der erfindungsgemässen Lösung als Metallnetz, insbesondere aber als 

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Ringelektrode oder auch als etwa in der Mitte des Zuführkanals liegende Mittelelektrode ausgebildet sein, die dann vorzugsweise strömungsgünstig gestaltet ist, mit Vorteil Stromlinienprofil hat. 



   Durch die Mittelelektrode wird der freie Querschnitt des Zuführkanals düsenartig verengt. Dies kann auch durch entsprechende Gestaltung einer mit abgerundetem Umriss in den Zuführkanal hineinragenden
Ringelektrode erreicht werden. Durch die Verengung erhalten die zugeführten Materialteilchen eine hohe
Geschwindigkeit und werden dann durch die sich anschliessende Erweiterung im Entladungsraum stark abgebremst und entsprechend stark im Entladungsraum aufgeladen. 



   In der einfachsten Lösung, welche zu entsprechenden Herstellungsvorteilen führt, kann die
Gegenelektrode als zylindrisches, mit dem Massepol der geerdeten Metallfassung der Vorrichtung verbundenes Rohr am Eintrittsende des Zuführkanals ausgebildet und mit zum Zuführen der aufzu- tragenden Materialteilchen geeigneten Bohrungen versehen sein. 



   Zusammenfassend besteht der Vorteil der erfindungsgemässen Lösung insbesondere darin, dass
Pulvermaterialien, Faserstoffe sowie Farben mit einer wesentlich geringeren Energie aufgetragen werden können, als dies bei den bisher bekannten Vorrichtungen der Fall war. 



   Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen, die aus den Zeichnungen ersichtlich sind, erläutert. In den Zeichnungen zeigt jeweils schematisch : Fig. 1 eine Spritzpistole mit einer mit einer erfindungsgemässen Aufladevorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 die prinzipielle Anordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung mit mehreren asymmetrischen Kraftfeldern, Fig. 3 die prinzipielle Anordnung eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung im Längsschnitt mit nur einem inneren Kraftfeld, Fig. 4 im Längsschnitt die prinzipielle Anordnung einer weiteren Ausführungsform der
Vorrichtung, bei welcher die Gegenelektrode als Netz ausgebildet ist, Fig. 5 im Längsschnitt eine
Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher die Gegenelektrode als Ringelektrode ausgebildet ist, Fig.

   6 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit ringförmiger Gegenelektrode in Form einer Düse mit verengtem Querschnitt an der Eintrittsseite des Entladungsraumes, Fig. 7 eine Weiterbildung der Vorrichtung nach Fig. 6 mit sich an den verengten Querschnitt der Ringelektrode an- schliessender Erweiterung im Entladungsraum, der sich an der Austrittsseite dann wieder verengt, Fig. 8 eine prinzipielle Anordnung einer Weiterentwicklung der in Fig. 7 gezeigten Auftragsvorrichtung im Längsschnitt, wobei sich der verbreiterte Entladungsraum für das elektrische Kraftfeld in Höhe der Spitze der Entladungselektrode über den Querschnitt des Zuführkanals in Art einer Düse verengt und Fig.

   9 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt mit einer Gegenelektrode, die als zum Transport der Materialteilchen dienendes, an das geerdete Gehäuse der Vorrichtung angeschlossenes Rohr ausgebildet ist. 



   Bei dem aus   Fig. 1   ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist eine nadelförmige Entladungselektrode-lmit ihrer Spitze --2-- in einem von Isoliermaterial begrenzten, rohrförmigen Entladungsraum --25-angeordnet, welcher durch den durch die Spritzpistole führenden   Zuführkanal --12-- für   die aufzustreuenden Materialteilchen gebildet ist. In   Zuführrichtung   der Materialteilchen stromauf von der Spitze -   -2-- der Entladungselektrode --1-- ist   in der   Axialmitte   des Entladungsraumes --25-- eine Gegen-   elektrode-4-- in   Form einer vollzylindrischen, an beiden Enden abgerundeten Mittelelektrode angeordnet. 



  Die Entladungselektrode-l-ist über einen strombegrenzenden Widerstand --11-- und ein Hochspannungskabel --10-- an den einen Pol einer   Hochspannungsgleichstromquelle-9-- angeschlossen.   Der andere Pol der Gleichstromquelle --9-- ist durch Erdung mit dem zu überziehenden Gegenstand --5-verbunden. Die Gegenelektrode --4-- ist ebenfalls geerdet. Die Entladungselektrode-l-sitzt in einem mit der sich erweiternden Mündung des Zuführkanals einen Austrittsdiffusor bildenden zentralen Leit-   körper --8-- und   setzt sich durch diesen hindurch über den Austrittsdiffusor hinaus nach vorne fort, wo sie in einer weiteren Spitze --3-- endet.

   Die zum zu überziehenden Gegenstand --5-- zeigende Spitze - 3-der Entladungselektrode-l-bildet mit dem zu überziehenden Gegenstand --5-- ein Kraftfeld   - -7--,   während die in dem Entladungsraum --25-- befindliche, nach hinten weisende Spitze --2-- mit der hinten in dem rohrförmigen Entladungsraum --25-- angeordneten, abgerundeten Gegenelektrode --4-- ein Kraftfeld --6-- bildet.

   Die aufzusprühenden bzw. aufzustreuenden Materialteilchen gelangen durch einen biegsamen   Kunststoffschlauch --15--,   der an dem   Metallgehäuse --18-- der   Auftragvorrichtung befestigt ist, in feindispersem Zustand in den rohrförmigen Entladungsraum --25--, bewegen sich in diesem in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung weiter und durchlaufen das von der Spitze --2-- der Entladungselektrode-l-und der abgerundeten, geerdeten Gegenelektrode --4-- gebildete Kraftfeld, in 

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 welchem sich die Teilchen, während sie sich in entgegensetzter Richtung zu den aus der Spitze --2-- austretenden Ionen bewegen, aufladen. 



   Für die wirksame Funktion des innerhalb der Auftragvorrichtung befindlichen Kraftfeldes --6-- ist die erfindungsgemässe asymmetrische Elektrodenausbildung von grosser Bedeutung. Asymmetrisch deshalb, weil der   Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-- die   abgerundete Oberfläche der geerdeten   Gegenelektrode --4-- gegenübersteht.   Nur durch die asymmetrische Ausbildung des Kraftfeldes --6-- ist gewährleistet, dass die elektrischen Ladungen, Ionen, ausschliesslich aus dem Bereich der Koronaent- ladungen der Spitze --2-- austreten und auf diese Weise nur gleichsinnig geladene Ionen strömen bzw. die
Materialteilchen aufladen. 



  Das aufzutragende Material wird in dem Kraftfeld --6-- infolge der ihm entgegengerichteten
Ionenströmung gleichmässig und sehr intensiv aufgeladen und gelangt dann als mit Ladung versehene
Materialteilchen an der Entladungselektrode --1-- entlangströmend an dem   Leitkörper --8-- vorbei durch   den   Diffusor --21-- hindurch   in das zwischen der vorderen   Spitze --3-- und   dem zu überziehenden   Gegenstand-5-- befindliche äussere Kraftfeld-7--.   Da in dem Kraftfeld --7-- die aufzutragenden Materialteilchen in der gleichen Richtung strömen, wie die Ionen, erhalten sie noch eine zusätzliche
Ladung und lagern sich teils vermöge ihrer eigenen Ladung, teils durch die Wirkung des äusseren
Kraftfeldes --7-- auf dem zu überziehenden Gegenstand --5-- ab. 



   Bei ihrem Austritt aus dem Diffusor --21-- erhalten die Materialteilchen noch eine Umlenkung durch einen Luftstrom, welcher durch die am Austritt des Diffusors an dessen Aussenumfang angeordnete Düse - hindurch zugeführt wird und die aufzutragenden Materialteilchen in günstig feiner Verteilung in das äussere   Kraftfeld --7-- einbringt.   Die Luft für den Luftstrom gelangt durch einen zwischen dem den   Zuführkanal --12-- und Entladungsraum --25-- bildenden,   aus Isoliermaterial gefertigten Rohr und dem äusseren Mantel --13-- der Auftragvorrichtung ausgebildeten Raum oder Kanal --22-- in den Diffusor - des Sprühkopfes.

   Die Luft tritt in den   Kanal --22-- durch   den hohl ausgebildeten Metallgriff - der Vorrichtung ein, welchem sie mittels eines am Boden des Griffes --18-- angeschlossenen Luft-   zuführungsschlauches-19-zugeführt   wird und gelangt durch weitere Düsen auch in den Entladungs- raum --25--. Der Luftstrom kann mittels des mit einer Taste zu betätigenden   Ventils --17-- im   Inneren des Metallgriffes --18-- unterbrochen werden. Die durch den   Luftschlauch --19-- einströmende   Luft steuert in an sich bekannter Weise mit Hilfe weiterer, in den Zeichnungen nicht dargestellter   Fühler- und  
Schaltvorrichtungen die Stromquelle --9-- und den Transport und die Dosierung des aufzutragenden
Materials durch den Schlauch --15--.

   Der Metallgriff --18-- der Auftragvorrichtung ist aus Gründen des
Arbeitsschutzes vorzugsweise geerdet. 



   Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind in dem von Isoliermaterial umgrenzten rohrförmigen Entladungsraum --25-- mit im Längsschnitt tropfenförmigen Metallelektroden --23--, deren
Spitzen dem Zuführstrom der Materialteilchen entgegengesetzt sind, mehrere asymmetrische Kraftfelder - ausgebildet. Die Metallelektroden --23-- als Zwischenelektroden haben untereinander keine
Verbindung und sind so ausgebildet, dass ihre in die Richtung des Diffusors --21-- weisende Stirnseite abgerundet ist, wogegen ihr in Richtung der Gegenelektrode --4-- weisendes Ende spitz ist. 



   In jedem der in Fig. 2 dargestellten asymmetrischen   Kraftfelder --6-- strömen   gleichsinnige Ladungen, gleichsinnig geladene Ionen, deren Ladung mit der der Ionen des äusseren Kraftfeldes identisch ist. Auf diese Weise werden die aufzuladenen Materialteilchen, die in den inneren Kraftfeldern in einer der
Bewegungsrichtung der Ionen entgegengesetzten Richtung strömen, intensiv mit gleichsinniger Ladung aufgeladen.

   Die zwischen der Entladungselektrode-l-und der Gegenelektrode --4--, die wie im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgebildet ist, hintereinander ohne leitende elektrische Verbindung angeordneten Metallelektroden --23-- werden von der an die gleiche Stromquelle --9-- angeschlossenen
Entladungselektrode-l-mit in Richtung der geerdeten abgerundeten Gegenelektrode --4-- im Sinn des elektrischen Gleichgewichtes stufenweise mit absinkendem Potential aufgeladen, wobei die infolge der Ionisation von vorn erhaltenen Ladungen den sich nach hinten entfernenden Ladungen gerade das
Gleichgewicht halten. Durch diese konstruktive Ausbildung kann die Intensität der Aufladung des aufzutragenden Materials in hohem Mass gesteigert werden. 



   Die Intensität der Aufladung wird weiter durch die sich jeweils im Bereich zwischen aufeinanderfolgenden   Elektroden --1, 23, 4-- kontinuierlich   erweiternden und wieder verengenden Entladungsräumen -   begünstigt,   weil dadurch die in die   Entladungsräume-25-- eintretenden Materialteilchen   unter 

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Verwirbelung abgebremst und so intensiver dem Kraftfeld --6-- ausgesetzt werden. Hiezu trägt gleichzeitig auch die Ausbildung der Metallelektroden --23-- bei, die mit ihrem stumpfen vorderen Ende zusammen mit dem umgebenden Rohrquerschnitt Strömungsverengungen bilden. 



   Im übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 2 der in Fig. 1. In Abwandlung der Ausfüh-   rungsform in Fig. l   ist bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführungsform die Entladungselektrode-l-nur hinten mit einer Spitze --2-- versehen und zwischen der zentralen Gegenelektrode --4-- und der
Entladungselektrode-l-ist ein sich strömungsgünstig kontinuierlich im Anschluss an die Gegenelektrode - erweiternder und zur Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-- sich verengender Entladungsraum - ausgebildet. Das vordere Ende der Entladungselektrode-l-endet in dem aus Isoliermaterial gefertigten   Leitkörper --8-- und   ist dadurch elektrisch abgeschirmt.

   Hiedurch ist auch das sich in
Richtung des zu überziehenden   Gegenstandes --5-- ausbildende äussere Kraftfeld --7-- wesentlich   schwächer und eine Ionisation der umgebenden Luft tritt praktisch nicht auf. Die aufzutragenden
Materialteilchen werden daher ausschliesslich in dem inneren Kraftfeld --6-- aufgeladen und lagern sich nur durch die Wirkung ihrer eigenen Ladung auf dem zu   überziehenden   geerdeten Gegenstand --5-- ab.
Diese Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung hat besondere praktische Bedeutung bei
Gegenständen mit besonders sperriger geometrischer Form.

   Bei starkem äusserem   Kraftfeld --7-- würden   sich an den der Auftragvorrichtung zugewendeten Oberflächen des Gegenstandes --5-- die zerstreuten oder zerstäubten Materialteilchen entsprechend der Stärke des äusseren Kraftfeldes --7-- in grösseren
Mengen auf den dem   Feld --7-- näher   liegenden   Oberflächenteilchen   niederschlagen, während die weiter hinten liegenden Flächen des Gegenstandes --5-- kaum einen Überzug erhalten würden. Diese Ausfüh- rungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung hat somit dann Bedeutung, wenn auch bei gegliederten kompliziert gebauten   Gegenständen --5-- ein gleichmässiger   Überzug gefordert wird. 



   Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist die Gegenelektrode --4-- als ein den isolierten Zuführkanal -   12-durchkreuzendes Metallnetz-4-ausgebildet.   In Strömungsrichtung der Materialteilchen schliesst an die netzförmige Gegenelektrode --4-- als eigentlicher Entladungsraum --25-- wieder eine Erweiterung an, die sich in Höhe der Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-- wieder auf den ursprünglichen Querschnitt des   Zuführkanals --12-- verengt.   Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist die Gegen-   elektrode-4-als hohlzylindrischer   Ring ausgebildet, welcher in den im Ausführungsbeispiel ohne Querschnittserweiterung durchlaufenden   Zuführkanal --12-- aus   Isoliermaterial eingelassen ist.

   Jedoch kann sich auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 an die ringförmige Gegenelektrode vorzugsweise eine Erweiterung wie der erweiterte   Entladungsraum --25-- nach Fig. 4 anschliessen.   



   Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann die ringförmige Gegenelektrode --4-- auch so ausgebildet werden, dass sie den Eingangsquerschnitt in den Entladungsraum verengt. Durch die bei engerem Querschnitt höhere Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der ringförmigen Gegenelektrode --4-- verringert sich die Möglichkeit, dass die aus der Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-- austretenden Ladungen oder Ionen die   Gegenelektrode. --4-- ohne   Aufladung der Materialteilchen erreichen und ohne Wirkung austreten. 



   Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist die   Gegenelektrode --4-- als Zuführkanal --12-- am Eintrittsquerschnitt   in den Entladungsraum --25-- verengende Eintrittsdüse gestaltet. Der Entladungsraum --25-- erweitert sich in Strömungsrichtung im Anschluss an die Gegenelektrode --4-- kontinuierlich und verengt sich dann wieder auf den Querschnitt des   Zuführkanal --12-- in   Höhe der Spitze --2-- der Entladungselektrode   - -1--. Durch   die Erweiterung des Entladungsraumes --25-- verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit der eintretenden aufzuladenden Materialteilchen, und die Wahrscheinlichkeit, dass die Teilchen die aus der Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-- austretenden Ionen vollständig einfangen, ist grösser. 



   Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist in Abwandlung zu der nach Fig. 7 der Austrittsquerschnitt des Entladungsraumes --25-- über den Querschnitt des   Zuführkanals --12-- hinaus   verengt, so dass rings der Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-- eine strömungstechnisch günstig abgerundete Austrittsdüse entsteht. Die mit den Ladungen aus der Entladungselektrode-l-aufgeladenen Teilchen erfahren auf diese Weise eine hohe Beschleunigung nach der Aufladung. 



   Eine herstelltechnisch einfach auszuführende Form der erfindungsgemässen Vorrichtung ist aus Fig. 9 ersichtlich. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die der   Spitze --2-- der Entladungselektrode --1--   gegenüberliegende Gegenelektrode --26-- als Rohr ausgeführt, welches den Eintrittsabschnitt des   Zuführkanals --12-- in   die Spritzpistole bildet. Das die Gegenelektrode --26-- bildende Rohr ist an den 

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 geerdeten Metallgriff-18-- der Vorrichtung angeschlossen. Die feindispergierten Materialteilchen strömen durch das Rohr hindurch. An den Austrittsquerschnitt der rohrförmigen   Gegenelektrode --26-- schliesst   vorzugsweise wieder ein sich erweiternder und sich an der Spitze --2-- der Entladungselektrode --1-verengender Entladungsraum --25-- an. 



     PATENTANSPRÜCHE   : 
1. Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen bzw. Aufsprühen von Materialteilchen, wie Pulvermaterialien, Faserstoffen und/oder Farben, mit einem Zuführkanal für die Materialteilchen, welcher in einen von den Materialteilchen durchsetzten Austrittsdiffusor mündet, und mit einer spitzen Entladungselektrode und einer mit dieser zum Aufladen der Materialteilchen zusammenwirkenden, entgegengesetzt wie die Entladungselektrode gepolten stumpfen Gegenelektrode, die in Zuführrichtung der Materialteilchen stromauf von der mit ihrer Spitze der Gegenelektrode entgegengerichteten Entladungs- 
 EMI6.1 
 von Zuführkanal (12) gebildeten, mit Isoliermaterial umgrenzten Entladungsraum (25) angeordnet sind.

Claims (1)

  1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum (25) eine sich stromab der Gegenelektrode (4,26) an diese anschliessende Erweiterung aufweist. EMI6.2 dass sich die Entladungselektrode (1) in Strömungsrichtung über den Diffusor (21) hinaus fortsetzt und dort in einer Spitze (3) endet.
    EMI6.3 dem Diffusor (21) nächstliegenden Entladungselektrode (1), welche an die Hochspannungsgleichstromquelle (9) angeschlossen ist, und der dem Eintrittsende des Zuführkanals (12) nächstliegenden, geerdeten Gegenelektrode (4) miteinander und der Entladungselektrode und Gegenelektrode elektrisch nicht verbundene Zwischenelektroden (23) aus elektrisch leitendem Material angeordnet sind, die an ihren der Entladungselektrode (1) zugewendeten Enden stumpf und an ihren der Gegenelektrode (4) zugewendeten Enden spitz ausgebildet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich der Entladungsraum (25) stromab der Erweiterung über den Querschnitt des Zuführkanals (12) hinaus düsenartig verengt. EMI6.4 dass die Gegenelektrode (4) als den Zuführkanal (12) am Eintritt des Entladungsraumes (25) kreuzendes Metallnetz ausgeführt ist (Fig. 4). EMI6.5 dass die Gegenelektrode (4) als eine den Zuführkanal (12) umlaufende Ringelektrode ausgebildet ist (Fig. 5).
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die die Gegenelektrode (4) bildende Ringelektrode als den Zuführkanal (12) verengende Eintrittsdüse ausgebildet ist (Fig. 6). <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 dass die Gegenelektrode (4) als zylindrisches, an den Massepol des geerdeten Metallgriffes (18) der Vorrichtung angeschlossenes, die zugeführten Metallteilchen führendes Rohr ausgebildet ist (Fig. 9).
AT135577A 1977-03-01 1977-03-01 Vorrichtung zum elektrostatischen auftragen bzw. aufspruehen von materialteilchen AT350688B (de)

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