Spritzpistole zum elektrostatischen Spritzmittelauftrag Die Erfindung betrifft eine Spritzpistole zum elek trostatischen Auftrag von Spritzmitteln, die eine Druck leitung für das Spritzmittel, eine hochspannungsführende Düse und ein Isolierrohr zwischen dem Schaltventil und der Düse als Leitung für das Spritzmittel aufweist. Bei den bekannten Vorrichtungen zum elektrostatischen Spritzmittelauftrag ist die Spritzleistung häufig schwan kend und ungünstig. An den beschichteten Gegenstän den ist der aufgebrachte Überzug oft nicht gleichmäs- sig bzw. unvollkommen.
Die Ursache dafür liegt zum wesentlichen Teil in Unzulänglichkeiten bei den elek trischen Anordnungen der Spritzpistole, die sich bei spielsweise durch Nebenschlussverluste in Grössenver- änderungen des elektrostatischen Feldes und Absprü hen von Spritzmittelanteilen auswirken. Man hat schon das Isolierrohr zwischen dem Schaltventil und der Düse besonders lang und deshalb gewunden vorgesehen, ohne jedoch einen nennenswerten Erfolg zu erreichen. Da bei wurde nur unnötig ein höherer Spritzdruck erfor derlich und die Pistole in ihrer Ausführung beträcht lich schwerer.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Spritz pistole, bei welcher elektrische Unregelmässigkeiten beim elektrostatischen Spritzmittelauftrag nicht auftre ten und die Pistole selbst handlich und leicht ist.
Die erfindungsgemässe Spritzpistole ist dadurch ge kennzeichnet, dass das Isolierrohr, welches das Spritz- mittel zur Düse leitet, ein Kapillarrohr ist, und dass die Düse und das Kapillarrohr zwecks Anpassung an die spezifische Leitfähigkeit des verwendeten Spritzmittels auswechselbar angeordnet sind.
Durch die elektrische Anordnung gemäss der Er findung ist eine grosse Gleichmässigkeit der elektri schen Aufladung der Spritzmittelteilchen bei ihrem Durchgang durch die Düse gewährleistet. Die in Be trieb genommene Spritzpistole zeigt nur eine geringe Neigung zur Funkenbildung und kaum Verpuffungen beim Nebel, der sich aus dem die Spritzdüse verlassen den Spritzmittel bildet. Die Sicherheitsbestimmungen lassen sich voll einhalten, da nur ein Stromfluss von 0,2 mA notwendig ist. Am geerdeten Werkstück ent steht ein gleichmässiger Spritzmittelauftrag auch an al len denjenigen Stellen, die zur Spritzpistole hin Ver tiefungen aufweisen.
Es ist ein hohes Umgriffsvermögen des Spritzmittelstrahls gewährleistet, d. h., die Farbpar- tikelchen oder dergleichen fliegen auch um das Werk stück herum auf dessen Rückseite. Der Spritzmittel- strahl ist sehr gleichmässig. Der Spritzmittelverbrauch ist äusserst gering, da keine Spritzmittelteilchen am Werkstück vorbeifliegen.
Beim elektrostatischen Spritzmittelauftrag, z. B. Farbspritzen, wird beispielsweise zwischen der Spritz düse in der Handspritzpistole und dem zu spritzenden geerdeten Werkstück ein elektrostatisches Feld von etwa 100 000 bis 150 000 Volt verwendet. Das Farb- mittel oder sonstige Spritzmittel wird vorteilhaft mittels einer Mehrkolbendruckpumpe der Spritzpistole und durch die darin befindliche Druckleitung der Spritzdüse zugeführt, dort luftfrei zerstäubt und teilweise durch den hydraulischen Druck und teilweise durch die elek trischen Kräfte im elektrostatischen Feld auf das Werk stück gefördert.
Der durch eine Mehrkolbenpumpe in der Druckleitung erzeugte Druck beträgt zweckmässi- gerweise etwa 80 bis 120 at Überdruck. Die Hoch spannung wird in einem Hochspannungsgenerator er zeugt und mittels eines durch die Spritzpistole führen den Hochspannungskabels über einen in der Spritz pistole in der Nähe der Düse angeordneten Widerstand und nachfolgenden Kontaktanschluss der Spritzdüse zu geführt.
Um die geringen elektrischen Verluste zu erreichen, kann das isolierende Kapillarrohr beispielsweise eine Länge von 300 mm und einen inneren Durchmesser von etwa 1,4 mm und weniger aufweisen. Bei einer noch tragbaren Länge des Pistolenlaufes und des iso- lierenden Kapillarrohres kann in Abhängigkeit der Leit fähigkeit des Spritzmittels für die Länge und den lich ten Querschnitt des Kapillarrohres auch ein praktischer Verlustwert von 3 bis 5 Prozent der angelegten Hoch spannung zugrunde gelegt werden.
Für den Querschnitt der Druckleitung im Kapillarrohr ist die Viskosität des Spritzmittels zu berücksichtigen. Dafür lässt der Ver lustbereich bis 10 Prozent der angelegten Hochspan nung ausreichend Spielraum.
Es ist zweckmässig, die Düse und das Kapillarrohr auswechselbar anzuordnen, damit sich der Kapillarquer- schnitt und die Wirbeleigenschaften der Wirbeldüse ein ander anpassen lassen.
Der Pistolenlauf weist an seinem vorderen Ende zweckmässigerweise einen Wulst auf, der eine elektri sche Schutzanordnung darstellt.
Vorzugsweise ist die Düse als Wirbeldüse ausge bildet. Das bietet den Vorteil, dass die Farb- oder sonstigen Spritzmittelteilchen mechanisch durchgewir- belt werden und nach Verlassen der Düse sich schnell von ihrem Lösungs- bzw. Dispersionsmittel trennen. Bei einem Farbspritzen treffen dann praktisch nur Farb- träger bzw. Farbteilchen auf das Werkstück.
Zur Sicherung gegen die an die Düse angeschlos sene Hochspannung kann die Spritzdüse und die Hoch spannungszuführung zu dieser durch eine Isolierkappe mit Durchlass für den Spritzmittelstrahl überdeckt sein.
Zwischen der Spritzdüse und der Aussenfläche des Pistolenlaufes kann ein rotationssymmetrisch ringge formter Isolierkörper angeordnet sein. Mit einer solchen Anordnung wird wirksam einem Funkenüberschlag be gegnet. Dabei kann zur Aussenwand zur Pistole hin eine lange Isolierstrecke geschaffen werden. Die Innen fläche des Isolierkörpers kann nach einer e-Funktion nach aussen kurvenmässig erweiternd gestaltet sein.
Die oben angegebenen Masse sind praktisch an wendbar, wenn das Spritzmittel eine übliche mittlere Viskosität aufweist.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Spritzpistole gemäss der Erfindung beispielsweise dar gestellt. Es zeigen Fig. 1 die Spritzpistole im Längsschnitt, Fig. 2 das vordere Ende des Pistolenlaufes in einer anderen Ausführungsform, ebenfalls im Längsschnitt.
Gemäss Fig. 1 weist die Spritzpistole einen Pistolen lauf 1, bestehend aus elektrisch isolierendem Material, einen Pistolenhandgriff 2, bestehend aus elektrisch lei tendem Material, der an die Erdleitung angeschlossen ist, und ein Passstück 25, bestehend aus elektrisch iso lierendem Material, auf. In einem Langloch des Pisto lenlaufes 1 ist der Handgriff 2 eingesetzt. Zur Abdek- kung des Langloches dient ein Passstück 25, in das eine Glimmlampe 9 als Kontrollampe für die angelegte Hochspannung eingesetzt ist.
Diese Lampe leuchtet bei eingeschalteter Hochspannung durch Induktionswir- kung auf. Mittels Schraube oder Niete 26 werden Pi stolenlauf 1 und Handgriff 2 zusammengehalten. Am Pistolenlauf 1 ist vorn in einer Vertiefung die Düse 3 angebracht, die durch ein Kontaktstück 4 über einen Widerstand 5 mit dem Hochspannungskabel 7 verbun- den ist. Der Widerstand 5 und das Ende des Hochspan nungskabels 7 sind in einer Isolierhülse 6 in darin be findlicher Vergussmasse gelagert.
Das Hochspannungs kabel 7 ist an der rückwärtigen Verlängerung 24 des Pistolenlaufes 1 über die sich nach aussen trichterför mig erweiternde Kabeleinlauföffnung 22 eines Längs kanals 28 in Pistolenlauf 1 eingeführt. Der Pistolenlauf 1 weist an seinem vorderen Ende einen Wulst 18 auf. Die Düse 3 und das Kontaktstück 4 mit der Hoch spannungszuführung sind mit einer Isolierkappe 19 ab gedeckt. Im Handgriff 2 ist in einer Druckleitung 23 ein Schaltventil 14 eingebaut. Das Schaltventil 14 wird mittels eines Handhebels 12, der um eine Lagerung 11 drehbar ist und durch eine Druckfeder 27 in Ausgangs stellung gehalten wird, über einen Stift 13 betätigt.
Hierbei wird die Ventilkugel 16 gegen eine Druckfeder 17 aus ihrer Schliessstellung gedrückt, wodurch der Weg für das Spritzmittel in der Druckleitung 23 freigegeben wird. Mit Hilfe des Handhebels 12 lässt sich der Spritz- mittelstrom zur Düse 3 ein- und abschalten. Das Spritz- mittel fliesst über die Zuführungsdruckleitung 15 in die Spritzpistole ein und gelangt über die Druckleitung 23 mit dem dazwischen liegenden Schaltventil 14 durch ein isolierendes Kapillarrohr 8 zur Düse 3.
Ein beim Boh ren der Druckleitung 23 entstandenes Bohrloch ist durch einen Gewindestift 10 besetzt.
In Fig. 2 ist am vorderen Ende des Pistolenlaufes ein Isolierkörper 20 eingeschraubt. Der Isolierkörper 20 ist an seiner Innenfläche 21 trichterförmig ausgebildet, wobei sich die Trichterform vorzugsweise nach einer e-Funktion nach aussen kurvenmässig erweitert oder den Bedürfnissen des elektrostatischen Feldes angepasst ist.
Die Spritzpistole lässt sich leicht und schnell vom Hochspannungs- und Pumpenaggregat lösen und aus wechseln. Sie ist nach Gebrauch leicht zu reinigen, zu diesem Zweck im Bedarfsfalle auch zufolge der gera den Leitungen in der Pistole bequem zu zerlegen und wieder zusammenzusetzen.
Spray gun for electrostatic spray application The invention relates to a spray gun for electrostatic application of spray, which has a pressure line for the spray, a high-voltage nozzle and an insulating tube between the switching valve and the nozzle as a line for the spray. In the known devices for electrostatic spray application, the spray performance is often swaying and unfavorable. The applied coating is often not uniform or imperfect on the coated objects.
The reason for this lies mainly in inadequacies in the electrical arrangements of the spray gun, which have an effect, for example, through shunt losses in the size of the electrostatic field and the spraying of parts of the spray. The insulating tube between the switching valve and the nozzle has already been provided to be particularly long and therefore tortuous, but without achieving any notable success. Since a higher spray pressure was unnecessarily required and the gun is considerably heavier in its design.
The aim of the invention is to create a spray gun in which electrical irregularities in the electrostatic spray application do not occur and the gun itself is handy and light.
The spray gun according to the invention is characterized in that the insulating tube which guides the spray medium to the nozzle is a capillary tube, and that the nozzle and the capillary tube are arranged to be exchangeable for the purpose of adapting to the specific conductivity of the spray medium used.
The electrical arrangement according to the invention ensures that the electrical charge on the spray agent particles is very uniform as they pass through the nozzle. The spray gun that has been put into operation shows only a slight tendency to form sparks and hardly any deflagration in the mist that forms from the spray agent leaving the spray nozzle. The safety regulations can be fully complied with, as only a current flow of 0.2 mA is necessary. On the grounded workpiece, the spray agent is evenly applied to all of the points that have depressions towards the spray gun.
A high degree of throwing power of the spray medium is guaranteed, i. In other words, the color particles or the like also fly around the workpiece on its rear side. The spray jet is very even. The spray consumption is extremely low, as no spray particles fly past the workpiece.
When applying electrostatic spray, e.g. B. paint spraying, an electrostatic field of about 100,000 to 150,000 volts is used, for example, between the spray nozzle in the hand spray gun and the grounded workpiece to be sprayed. The colorant or other spray is advantageously fed to the spray gun by means of a multi-piston pressure pump and through the pressure line in it to the spray nozzle, where it is atomized in an air-free manner and conveyed to the workpiece partly by hydraulic pressure and partly by the electrical forces in the electrostatic field.
The pressure generated by a multi-piston pump in the pressure line is expediently about 80 to 120 atm overpressure. The high voltage is generated in a high voltage generator and by means of a lead through the spray gun, the high voltage cable is fed to the spray nozzle via a resistor located in the spray gun near the nozzle and a subsequent contact connection.
In order to achieve the low electrical losses, the insulating capillary tube can, for example, have a length of 300 mm and an inner diameter of approximately 1.4 mm and less. If the length of the gun barrel and the insulating capillary tube is still acceptable, depending on the conductivity of the spray agent, a practical loss value of 3 to 5 percent of the applied high voltage can be used as a basis for the length and the bright cross section of the capillary tube.
The viscosity of the spray agent must be taken into account for the cross-section of the pressure line in the capillary tube. The loss range of up to 10 percent of the applied high voltage leaves sufficient leeway for this.
It is useful to arrange the nozzle and the capillary tube interchangeably so that the capillary cross section and the vortex properties of the vortex nozzle can be adapted to one another.
The gun barrel expediently has a bead at its front end, which represents an electrical protective device.
The nozzle is preferably designed as a vortex nozzle. This offers the advantage that the paint or other spraying agent particles are swirled through mechanically and quickly separate from their solvent or dispersion agent after leaving the nozzle. When spraying paint, practically only paint carriers or paint particles hit the workpiece.
To protect against the high voltage connected to the nozzle, the spray nozzle and the high voltage feed to it can be covered by an insulating cap with a passage for the spray medium.
A rotationally symmetrical ring-shaped insulating body can be arranged between the spray nozzle and the outer surface of the gun barrel. With such an arrangement, arcing is effectively countered. A long insulating section can be created towards the outside wall towards the gun. The inner surface of the insulating body can be designed to widen outward curves according to an e-function.
The masses given above are practically applicable when the spray has a customary medium viscosity.
In the drawing, embodiments of the spray gun according to the invention are shown, for example. 1 shows the spray gun in longitudinal section, FIG. 2 shows the front end of the gun barrel in another embodiment, likewise in longitudinal section.
According to Fig. 1, the spray gun has a gun barrel 1, consisting of electrically insulating material, a gun handle 2, consisting of electrically lei tend material, which is connected to the earth line, and a fitting piece 25, consisting of electrically insulating material on. In an elongated hole of the Pisto lenlaufes 1, the handle 2 is used. A fitting piece 25, in which a glow lamp 9 is inserted as a control lamp for the applied high voltage, is used to cover the elongated hole.
This lamp lights up by induction when the high voltage is switched on. By means of a screw or rivet 26 Pi stolenlauf 1 and handle 2 are held together. The nozzle 3 is attached to the front of the gun barrel 1 in a recess and is connected to the high-voltage cable 7 by a contact piece 4 via a resistor 5. The resistor 5 and the end of the high voltage cable 7 are stored in an insulating sleeve 6 in be sensitive potting compound.
The high-voltage cable 7 is inserted into the rear extension 24 of the gun barrel 1 via the cable inlet opening 22 of a longitudinal channel 28, which extends outwardly in a funnel-shaped manner. The gun barrel 1 has a bead 18 at its front end. The nozzle 3 and the contact piece 4 with the high voltage supply are covered with an insulating cap 19 from. In the handle 2, a switching valve 14 is installed in a pressure line 23. The switching valve 14 is actuated via a pin 13 by means of a hand lever 12 which can be rotated about a bearing 11 and is held in the starting position by a compression spring 27.
Here, the valve ball 16 is pressed out of its closed position against a compression spring 17, whereby the path for the spray agent in the pressure line 23 is released. With the aid of the hand lever 12, the spray medium flow to the nozzle 3 can be switched on and off. The spray medium flows into the spray gun via the supply pressure line 15 and reaches the nozzle 3 via the pressure line 23 with the switching valve 14 in between, through an insulating capillary tube 8.
A borehole created when drilling the pressure line 23 is occupied by a threaded pin 10.
In Fig. 2, an insulating body 20 is screwed into the front end of the gun barrel. The insulating body 20 is funnel-shaped on its inner surface 21, the funnel shape preferably widening outward in the shape of a curve according to an exponential function or being adapted to the requirements of the electrostatic field.
The spray gun can be easily and quickly removed from the high-voltage and pump unit and replaced. It is easy to clean after use, and for this purpose, if necessary, also due to the straight lines in the pistol to be easily disassembled and reassembled.