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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Materialteilchen, insbesondere Pulver, beispielsweise Farbteilchen, mit einem Zuführkanal für die Materialteilchen, welcher in einem die Materialteilchen abgebenden Austrittsdiffusor mündet, und mit einer spitzen Entladungselektrode (2) und einer mit dieser zum Aufladen der Materialteilchen zusammenwirkenden, entgegengesetzt zur Entladungselektrode gepolten Gegenelektrode (4), welche in bezug auf die Zuführrichtung der Materialteilchen stromauf der mit ihrer Spitze zur Gegenelektrode hin gerichteten Entladungselektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungselektrode (2) und die Gegenelektrode (4, 26) im Inneren des Zuführkanals (12) vor dem Austrittsdiffusor (21) in einem vom Zuführkanal (12) gebildeten, mit Isoliermaterial begrenzten Entladungsraum (25) wirksam sind.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum (25) durch eine Erweiterung des Zuführkanals gebildet ist, die sich stromab der Gegenelektrode (4, 26) an diese anschliesst.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zuführkanal stromab der Erweiterung verengt, und dass in der Verengung die Entladungselektrode (2) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Entladungselektrode (2) in Strömungsrichtung über den Diffusor (21) hinaus fortsetzt und dort in einer Spitze (3) endet.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum (25) durch mehrere Erweiterungen des Zuführkanals (12) gebildet ist. (Fig. 2)
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Materialteilchen, wie Pulver, Fasern oder Farbteilchen, mit einem Zuführkanal für die Materialteilchen, welcher in einen die Materialteilchen abgebenden Austrittsdiffusor mündet, und mit einer spitzen Entladungselektrode und einer mit dieser zum Aufladen der Materialteilchen zusammenwirkenden, entgegengesetzt zur Entladungselektrode gepolten Gegenelektrode, welche in bezug auf die Zuführrichtung der Materialteilchen mit ihrer Spitze zur Gegenelektrode hingerichteten Entladungselektrode angeordnet ist.
Zum elektrostatischen Auftragen von Pulver, Fasern und Farbteilchen geeignete Vorrichtungen sind bereits bekannt.
Diese elektrostatischen Auftragsvorrichtungen können je nach dem physikalischen System der Aufladung in drei Hauptgruppen eingeteilt werden.
Die zu der ersten Gruppe gehörenden Vorrichtungen haben eine an eine ausserordentlich hohe Spannung (50-150 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 bewirkt die frei herausstehende Metallelektrode eine gesteigerte Fun
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der im Bereich des Diffusors (21) liegenden Entladungselektrode (2), welche an eine Hochspannungsgleichstromquelle (9) angeschlossen ist, und der am Eintrittsende des Zuführkanals (12) liegenden, geerdeten Gegenelektrode (4) Zwischenelektroden (23) aus elektrisch leitendem Material angeordnet sind, die weder miteinander noch mit der Entladungselektrode noch mit der Gegenelektrode elektrisch verbunden sind und die an ihren der Entladungselektrode (2) zugewendeten Enden stumpf und an ihren der Gegenelektrode (4) zugewendeten Enden spitz ausgebildet sind. (Fig. 2)
7.
Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Entladungsraum (25) stromab der Erweiterung düsenartig verengt, derart, dass der lichte Querschnitt der Verengung kleiner ist als derjenige des übrigen Zuführkanals (12). (Fig. 8)
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (4) als ein den Zuführkanal (12) am Eintritt des Entladungsraumes (25) durchquerendes Metallnetz ausgeführt ist. (Fig. 4)
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (4) als eine den Zuführkanal (12) umgebende Ringelektrode ausgebildet ist. (Fig. 5-9)
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Gegenelektrode (4) bildende Ringelektrode als den Zuführkanal (12) verengende Eintrittsdüse ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (4) als zylindrisches, an den Massepol eines geerdeten Metallgriffes (18) angeschlossenes, die zugeführten Metallteilchen führendes Rohr ausgebildet ist.
ken- und Feuergefahr. Nachteilig ist ausserdem, dass der infolge der Luftionisation gebildete lonenwind 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 moderner und fortschrittlicher anzusehen, da keine Aussenelektrode gebraucht wird und die Betriebsspannung verhältnismässig gering ist (20 bis 30 kV). Die Anwendung wird jedoch recht eingeschränkt, weil bei nur schwierig aufzuladenden, einen grösseren spezifischen Widerstand aufweisenden Stoffen, in erster Linie pulverförmigen Materialien, der Wirkungsgrad 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 1 953 989), bei welcher zur Aufladung der Farbteilchen diese wenigstens teilweise im Gegenstrom zum lonenwind geführt werden, welcher von
einer spitzen Entladungselektrode aussen vor der Mündung des 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 hingerichtete Koronaentladung eine hohe Konzentration von atmosphärischen Ionen bildet, die den Strom von atomisierten Farbpartikeln in einer der Partikelbewegung entgegengesetzten Richtung durchsetzen, wird eine hohe Ladung auf die Farbpartikel übertragen. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch hauptsächlich für flüssige Farben vorgesehen.
Hingegen ist auch bei dieser Vorrichtung der Wirkungsgrad für Materialien mit grösserem spezifischen Widerstand, wie insbesondere pulverförmigen Materialien, noch gering.
Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Materialteilchen, wie Pulver, Fasern und/oder Farbteilchen zu schaffen, bei welcher eine noch intensivere und gleichmässigere Aufladung der aufzutragenden 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 begrenzten Entladungsraum wirksam sind.
Durch die Erfindung werden gegenüber dem Stand der Technik qualitativ bessere Überzüge geliefert und es kann gleichzeitig mit geringeren Spannungen gearbeitet werden.
Wenn ein Entladungsraum im Inneren des Zuführkanals vorgesehen ist, in welchem die aulzutragenden 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, sodass die Aufladung sehr intensiv und gleichmässig ist. Nach dem Passieren der stromab liegenden spitzen Entladungselektrode werden dann die Materialteilchen in Richtung des lonenstromes im Kraftfeld zwischen der Spritzpistole und dem zu überziehenden, an ein entgegengesetztes Potential angeschlossenen Gegenstand geführt.
Es ist zwar an Farbspritzpistolen an sich bekannt (CH-PS
521 173), ein in Strömungsrichtung im Abstand voneinander angeordnetes Elektrodenpaar im Inneren des Spritzkopfes vor dessen Austrittsöffnung anzuordnen. Jedoch befinden sich hierbei 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 lackieren den Werkstück als Gegenelektrode zusammenwirken. Ent sprechend auch sind die Elektroden zu dem Werkstück hin ausgerichtet, sodass kein Führen des Farbstromes im Gegen strom zum lonenwind vorliegt.
Die gleichmässig und sehr intensiv aufgeladenen, aufzutra genden 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 Kraft feldes auf dem zu überziehenden Gegenstand ab.
Ausserdem besteht ein zusätzlicher Vorteil darin, dass die
Anordnung der Elektroden im Inneren des Zuführkanals zu sätzlich eine grössere Sicherheit bietet, weil dadurch neben der ohnehin möglichen geringen Entladungsspannung beide Elektroden nicht ausserhalb der Vorrichtung freiliegen. so dass auch keine Berührungs-. Funken- und Feuergefahr besteht, und ausserdem der infolge der Luftionisation gebildete lonenwind im Inneren der Vorrichtung geschützt erzeugt wird. Schliesslich kann mit einer wesentlich geringeren Spannung (40-60 kV) ein einwandfreier Obertlächenüberzug auch für Pulvermaterialien und Faserstoffe erreicht werden.
Die Aufladung der Materialteilchen wird noch intensiver und gleichmässiger, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung der Entladungsraum eine sich stromab in bezug auf die Gegenelektrode an diese anschliessende Erweiterung bildet. 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 Ausführungsform der Erfindung noch dadurch begünstigt werden, dass sich der Entladungsraum stromab der Erweiterung verengt und in der Verengung die Entladungselektrode mit ihrer Spitze 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, sodass die aufgeladenen Materialteilchen hier weiter beschleunigt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das innere Kraftfeld auch aus mehreren, sich aneinander anschliessenden Entladungsräumen aufgebaut werden. In diesem Fall kann die Länge des Kraftfeldes vergrössert werden, wodurch eine noch intensivere Aufladung erreicht wird.
Die Gegenelektrode kann als Metallnetz, insbesondere aber als 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 aufzutragenden Materialteilchen geeigneten Bohrungen versehen sein.
Zusammenfassend besteht der Vorteil der erfindungsgemässen Lösung insbesondere darin, dass Pulver, Fasern sowie Farbteilchen mit einer wesentlich geringeren Energie aufgetragen werden können, als dies bei den bisher bekannten Vorrichtungen der Fall war.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die aus der Zeichnung ersichtlich sind, erläutert. In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Spritzpistole mit einer Auftragsvorrichtung 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 weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig.
6 mit sich an den verengten Querschnitt der Ringelektrode anschliessender Erweiterung im Entladungsraum, der sich an der Austrittsseite dann wieder verengt,
Fig. 8 eine prinzipielle Anordnung einer weiteren Ausführungsform 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 1 mit ihrer Spitze 2 in einem von Isoliermaterial, d. h. den Strom nichtleitendem Material, begrenzten, rohrförmigen Entladungsraum 12 angeordnet, welcher durch den durch die Spritzpistole führenden Zuführkanal für die aufzutragenden Materialteilchen gebildet ist. In Zuführrichtung der Materialteilchen stromauf von der Spitze 2 der Entladungselektrode 1 ist in der Axialmitte des Entladungsraumes 12 eine Gegenelektrode 4 in Form einer vollzylindrischen, an beiden Enden abgerundeten Mittelelektrode angeordnet. Die Entladungselektrode 1 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 1 sitzt in einem mit der sich erweiternden Mündung des Zuführkanales einen Austrittsdiffusor bildenden zentralen Leitkörper 8 und setzt sich durch diesen hindurch über den Austrittsdiffusor hinaus nach vorne fort, wo sie in einer weiteren Spitze 3 endet. Die zum überziehenden Gegenstand 5 zeigende Spitze 3 der Entladungselektrode 1 bildet mit dem zu überziehenden Gegenstand 5 ein Kraftfeld 7, während die in dem Entladungsraum 12 befindliche, nach hinten wei sende Spitze 2 mit der hinten in dem rohrförmigen Entla dungsraum 12 angeordneten, abgerundeten Gegenelektrode
4 ein Kraftfeld 6 bildet.
Die aufzutragenden Materialteilchen gelangen durch einen biegsamen Kunststoffschlauch 15, der an dem Metallgehäuse 18 der Auftragvorrichtung befestigt ist, in feindispersem Zustand in den rohrförmigen Entladungsraum
12, bewegen sich in diesem in der durch den Pfeil gekenn zeichneten Richtung weiter und durchlaufen das von der Spitze
2 der Entladungselektrode 1 und der abgerundeten, geerdeten
Gegenelektrode 4 gebildete Kraftfeld, in welchem sich die Teilchen, während sie sich in entgegengesetzter Richtung zu den aus der Spitze 2 austretenden Ionen bewegen, aufladen.
Für die wirksame Funktion des innerhalb der Auftragsvor richtung befindlichen Kraftfeldes 6 ist die asymmetrische Elek trodenausbildung von grosser Bedeutung. Asymmetrisch des halb, weil der Spitze 2 der Entladungselektrode 1 die abgerun dete Oberfläche der geerdeten Gegenelektrode 4 gegenüber steht. Nur durch die asymmetrische Ausbildung des Kraftfel des 6 ist gewährleistet, dass die elektrischen Ladungen, Ionen, ausschliesslich aus dem Bereich der Koronaentladungen der Spitze 2 austreten und auf diese Weise nur gleichsinnig geladene Ionen strömen bzw. die Materialteilchen aufladen.
In dem Kraftfeld 6 wird das aufzutragende Material infolge der ihm entgegengerichteten lonenströmung 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 14 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 und Entladungsraum 12 bildenden, aus Isoliermaterial gefertigten Rohr und dem äusseren Mantel 13 der Auftragvorrichtung ausgebildeten Raum oder Kanal 22 in den Diffusor 21 des Sprühkopfes. Die Luft tritt in den Kanal 22 durch den hohl ausgebildeten Metallgriff 18 der Vorrichtung ein, welchem sie mittels eines am Boden des Griffes 18 angeschlossenen Luftführungsschlauches 19 zugeführt wird.
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 der Zeichnung 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 12 mit im Längsschnitt tropfenförmigen Metallelektroden 23, deren Spitzen dem Zuführstrom der Materialteilchen entgegengesetzt sind, mehrere asymmetrische Felder ausgebildet. Die Metallelektroden 23 haben untereinander keine Verbindung und sind so ausgebildet, dass ihre in die Richtung des Diffusors 21 weisende Stirnseite abgerundet ist, während 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 aufzuladenden Materialteilchen, die in den Inneren Kraftfeldern in einer der
Bewegungsrichtung der Ionen entgegengesetzten Richtung strömen, intensiv mit gleichsinniger Ladung aufgeladen.
Die zwischen der Entladungselektrode 1 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 1 mit in
Richtung der geerdeten abgerundeten Gegenelektrode im
Sinne des elektrischen Gleichgewichts stufenweise absinken dem Potential aufgeladen, wobei die infolge der Ionisation von vorn erhaltenen Ladungen den sich nach hinten entfernenden
Ladungen gerade das Gleichgewicht halten. Durch diese kon struktive Ausbildung kann die Intensität der Aufladung des aufzutragenden Materials in hohem Masse 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 Entladungsräume 25 begünstigt, weil dadurch die in die Entladungsräume 25 eintretenden Materialteilchen unter Verwirbelung abgebremst und so intensiver dem Kraftfeld 6 ausgesetzt werden. Hierzu 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 aus Fig. 2 der in Fig. 1. In Abwandlung der Ausführungsform in Fig. 1 ist bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführungsform nur die hintere Spitze 2 für die Entladungselektrode 1 vorgesehen und zwischen der zentralen Gegenelektrode 4 und der Entladungselektrode 2 ist ein sich strömungsgünstig kontinuierlich im Anschluss an die Gegenelektrode 4 erweiternder und zur Spitze 2 der Entladungselektrode verengender Entladungsraum 25 ausgebildet. Das vordere Ende der Entladungselektrode 1 endet in dem aus Isoliermaterial gefertigten Leitkörper 8 und ist dadurch elektrisch abgeschirmt.
Hierdurch 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 komplizierter geometrischer Form.
Bei starkem äusseren 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 Oberflächenteilen niederschlagen, während die weiter hinten liegenden Flächen des Gegenstandes 5 kaum einen Überzug erhalten würden. Diese Ausführungsform 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 den isolierten Zuführkanal 12 durchkreuzendes Metallnetz 4 ausgebildet. In Strömungsrichtung der Materialteilchen schliesst sich an die netzförmige Gegenelektrode 4 als 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 Gegenelektrode 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 umgrenzt. 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 den 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 Zuführkanals 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, sodass nun die Spitze 2 der Entladungselektrode 1 eine strömungstechnisch günstig abgerundete Austrittsdüse entsteht. Die mit den Ladungen aus der Entladungselektrode 1 aufgeladenen Teilchen erfahren auf diese Weise eine hohe Beschleunigung nach der Aufladung.
Eine herstellungstechnisch 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 geerdeten Metallgriff 18 der Vorrichtung angeschlossen. Die feindispergierten Materialteilchen strömen durch das Rohr hindurch. An den Austrittsquerschnitt der rohrförmigen Gegenelektrode 26 schliesst sich vorzugsweise wieder ein sich erweiternder und an der Spitze 2 der Entladungselektrode 1 verengender Entladungsraum 25 an.
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PATENT CLAIMS
1. Device for the electrostatic application of material particles, in particular powder, for example paint particles, with a feed channel for the material particles, which opens into an outlet diffuser that emits the material particles, and with a pointed discharge electrode (2) and one that interacts with it to charge the material particles counter electrode (4) which is polarized to the discharge electrode and which is arranged upstream of the discharge electrode with its tip toward the counter electrode with respect to the feed direction of the material particles, characterized in that the discharge electrode (2) and the counter electrode (4, 26) are located in the interior of the feed channel (12) in front of the outlet diffuser (21) are effective in a discharge space (25) formed by the feed channel (12) and delimited by insulating material.
2. Device according to claim 1, characterized in that the discharge space (25) is formed by an expansion of the feed channel, which adjoins the counter electrode (4, 26) downstream thereof.
3. Device according to claim 2, characterized in that the feed channel narrows downstream of the extension, and that the discharge electrode (2) is arranged in the narrowing.
4. Device according to claim 1, characterized in that the discharge electrode (2) continues in the flow direction beyond the diffuser (21) and ends there in a tip (3).
5. The device according to claim 1, characterized in that the discharge space (25) is formed by a plurality of extensions of the feed channel (12). (Fig. 2)
The invention relates to a device for the electrostatic application of material particles, such as powder, fibers or paint particles, with a feed channel for the material particles, which opens into an outlet diffuser that emits the material particles, and with a pointed discharge electrode and one that interacts with it to charge the material particles to the discharge electrode polarized counter electrode, which is arranged with respect to the feed direction of the material particles with its tip towards the counter electrode discharge electrode.
Devices suitable for the electrostatic application of powder, fibers and paint particles are already known.
These electrostatic application devices can be divided into three main groups depending on the physical system of charging.
The devices belonging to the first group have a charging electrode connected to an extremely high voltage (50-150 kV). The radius of curvature of this electrode is chosen to be very small (needle tip, cutting edge) so that the surrounding air particles are ionized by the ionizing effect of the electrode (corona discharge) and the fine particles of the material to be sprayed or scattered absorb the ionized air particles and thereby themselves a charge receive.
Due to the electrode connected to a high-voltage source and the force field formed around the object to be coated (with paint, powder material or fibrous materials), the flow of the charged particles is directed in the direction of the grounded object to be coated and connected to an opposite pole.
The disadvantage of this solution is the relatively high electrical voltage, which requires complicated and expensive voltage sources to be generated. In addition, the freely protruding metal electrode causes increased fun
6. Device according to claim 5, characterized in that between the discharge electrode (2) located in the region of the diffuser (21), which is connected to a high-voltage direct current source (9), and the grounded counterelectrode (at the inlet end of the feed channel (12)) 4) Intermediate electrodes (23) made of electrically conductive material are arranged, which are neither electrically connected to each other, nor to the discharge electrode nor to the counter electrode, and which are blunt at their ends facing the discharge electrode (2) and pointed at their ends facing the counter electrode (4) are trained. (Fig. 2)
7.
Device according to claim 3, characterized in that the discharge space (25) narrows like a nozzle downstream of the extension, such that the clear cross section of the narrowing is smaller than that of the rest of the feed channel (12). (Fig. 8)
8. The device according to claim 1, characterized in that the counter electrode (4) is designed as a metal network crossing the feed channel (12) at the entrance of the discharge space (25). (Fig. 4)
9. The device according to claim 1, characterized in that the counter electrode (4) is designed as a ring electrode surrounding the feed channel (12). (Fig. 5-9)
10. The device according to claim 9, characterized in that the ring electrode forming the counterelectrode (4) is designed as the inlet nozzle constricting the feed channel (12).
11. The device according to claim 1, characterized in that the counterelectrode (4) is designed as a cylindrical tube connected to the ground pole of a grounded metal handle (18) and guiding the supplied metal particles.
danger of fire and fire. A further disadvantage is that the ion wind formed as a result of the air ionization is harmful to health and can charge the objects in the vicinity, which causes unpleasant electric shocks or the risk of sparks and fire when touched. The uneven charge distribution of the sprayed or scattered particles is another disadvantage.
The devices belonging to the second group have, in addition to the high-voltage electrode for charging, an earthed auxiliary electrode. As it flows through the system, the substance to be sprayed comes into contact with the high-voltage electrode and picks up the charge from the intensive field generated by the auxiliary electrode. This process is to be regarded as more modern and more advanced, since no external electrode is used and the operating voltage is relatively low (20 to 30 kV). However, the application is quite limited because the efficiency is rather low for substances which are difficult to charge and have a higher specific resistance, primarily powdery materials.
The solutions to be assigned to the third group also do not have a high-voltage electrode. The substance to be sprayed or sprinkled receives its charge from frictional electricity; a high electrical potential produced by a special voltage source is therefore not necessary. However, it is disadvantageous that this method is only effective in the case of powdery substances and, owing to the lack of a high-voltage electrode and the force field generated with it, the efficiency generally does not reach the efficiency of the electrode systems.
A spraying device with the features mentioned at the outset is also known (DE-OS 1 953 989), in which, for charging the paint particles, these are at least partially guided in countercurrent to the ion wind which is from
a pointed discharge electrode is produced on the outside in front of the mouth of the outlet diffuser, the discharge electrode being arranged at the level of the longitudinal axis of the color jet and directed towards the mouth of the spray head. The blunt counter electrode is itself formed by the nozzle ring surrounding the outlet mouth. Both electrode arrangements are surrounded by an insulated tube. Since the corona discharge directed to the outlet opening forms a high concentration of atmospheric ions which impose the flow of atomized color particles in a direction opposite to the particle movement, a high charge is transferred to the color particles. However, this known device is mainly intended for liquid paints.
In contrast, the efficiency for materials with greater specific resistance, such as in particular powdery materials, is still low in this device.
In contrast, the invention solves the problem of creating a device for the electrostatic application of material particles, such as powder, fibers and / or paint particles, in which an even more intense and uniform charging of the material particles to be applied is achieved with a low discharge voltage.
This is achieved according to the invention with a device of the type mentioned at the outset in that the discharge electrode and the counterelectrode are effective in the interior of the feed channel in front of the outlet diffuser in a discharge space formed by the feed channel and delimited with insulating material.
The invention provides better quality coatings compared to the prior art and, at the same time, lower voltages can be used.
If a discharge space is provided in the interior of the feed channel, in which the material particles to be discharged are charged in countercurrent to the direction of flow of the ions, the material particles to be charged are held together in the area of the electrodes in the feed channel and guided in a certain way, so that the charging is very intensive and uniform . After passing through the downstream pointed discharge electrode, the material particles are then guided in the direction of the ion current in the force field between the spray gun and the object to be coated, which is connected to an opposite potential.
It is known per se on paint spray guns (CH-PS
521 173), to arrange a pair of electrodes arranged at a distance from one another in the flow direction inside the spray head in front of its outlet opening. However, the electrodes are located in the widening part of the outlet diffuser itself. In addition, they are not polarized in opposite directions, so that they are not a pair of discharge electrode and
Form counter electrode. Rather, it is in the known
Case around two discharge electrodes that interact with the workpiece to be painted as a counter electrode. Accordingly, the electrodes are oriented towards the workpiece so that there is no guiding of the color flow in countercurrent to the ion wind.
The evenly and very intensely charged particles to be deposited are stored after charging either directly by their own charge or by means of the external force field that occurs due to the additional charge in the external force field between the charging electrode and the object to be coated, due to the action of the external force field covering object.
In addition, there is an additional advantage that the
Arrangement of the electrodes in the interior of the feed channel additionally offers greater security because, in addition to the low discharge voltage that is possible anyway, both electrodes are not exposed outside the device. so no touch either. There is a risk of sparks and fire, and in addition the ion wind formed as a result of the air ionization is generated in a protected manner inside the device. Finally, with a much lower voltage (40-60 kV), a perfect surface coating can also be achieved for powder materials and fibrous materials.
The charging of the material particles becomes even more intensive and uniform if, in accordance with one embodiment of the invention, the discharge space forms an extension downstream of the counterelectrode with respect to the counterelectrode. This slows down the material particles entering the electrical field in the discharge space at high speed, which benefits the intensity of the charge. According to a further embodiment of the invention, this can be further favored in that the discharge space narrows downstream of the extension and the tip of the discharge electrode is arranged in the narrowing. As a result, the material particles experience a strong acceleration after leaving the electrical field.
It is also advantageous to allow the discharge electrode to continue in the flow direction beyond the outlet diffuser, where it ends in a tip. In this way, an additional strong force field can be formed between the outer tip of the discharge electrode and the object to be coated, so that the charged material particles are further accelerated here.
In a further embodiment of the invention, the internal force field can also be built up from a plurality of discharge spaces which adjoin one another. In this case, the length of the force field can be increased, whereby an even more intensive charging is achieved.
The counterelectrode can be designed as a metal network, but in particular as a ring electrode or also as a central electrode lying approximately in the middle of the feed channel, which is then preferably designed to be streamlined, advantageously with a streamlined profile.
The free cross section of the feed channel is narrowed like a nozzle by the center electrode. This can also be achieved by appropriately designing a ring electrode protruding into the feed channel with a rounded outline.
Due to the constriction, the supplied material particles get a high speed and are then braked by the subsequent expansion in the discharge space and charged accordingly in the discharge space.
In the simplest solution, which leads to corresponding manufacturing advantages, the counterelectrode can be designed as a cylindrical tube connected to the ground pole of the grounded metal socket of the device at the inlet end of the feed channel and provided with bores suitable for feeding the material particles to be applied.
In summary, the advantage of the solution according to the invention is in particular that powder, fibers and paint particles can be applied with a significantly lower energy than was the case with the previously known devices.
In the following, the invention is explained on the basis of exemplary embodiments which can be seen from the drawing. The drawing shows schematically:
Fig. 1 is a spray gun with an applicator in longitudinal section.
2 shows the basic arrangement of a further exemplary embodiment of the device with several asymmetrical force fields,
3 shows the basic arrangement of a third exemplary embodiment of the device in longitudinal section with only one internal force field,
4 shows in longitudinal section the basic arrangement of a further embodiment of the device in which the counter electrode is designed as a network,
5 shows a longitudinal section of an embodiment of the device in which the counter electrode is designed as a ring electrode,
6 shows in longitudinal section a further embodiment of the device with an annular counterelectrode in the form of a nozzle with a narrowed cross-section on the inlet side of the discharge space,
7 shows a further embodiment of the device according to FIG.
6 with an enlargement in the discharge space which adjoins the narrowed cross section of the ring electrode and then narrows again on the outlet side,
8 shows a basic arrangement of a further embodiment of the application device shown in FIG. 7 in longitudinal section, the widened discharge space for the electrical force field narrowing at the tip of the discharge electrode over the cross section of the feed channel in the manner of a nozzle, and
9 shows a further embodiment of the device in longitudinal section with a counterelectrode which is designed as a tube which is used to transport the material particles and is connected to the grounded housing of the device.
In the embodiment shown in FIG. 1, a needle-shaped discharge electrode 1 is with its tip 2 in one of insulating material, ie. H. the current non-conductive material, limited tubular discharge space 12 is arranged, which is formed by the feed channel leading through the spray gun for the material particles to be applied. In the feed direction of the material particles upstream from the tip 2 of the discharge electrode 1, a counter electrode 4 in the form of a fully cylindrical center electrode rounded at both ends is arranged in the axial center of the discharge space 12. The discharge electrode 1 is connected via a current-limiting resistor 11 and a high-voltage cable 10 to the one pole of a high-voltage direct current source 9. The other pole of the direct current source 9 is connected to the object 5 to be coated by grounding.
The counter electrode 4 is also grounded. The discharge electrode 1 is seated in a central guide body 8 which forms an outlet diffuser with the widening mouth of the feed channel and continues through this through the outlet diffuser to the front, where it ends in a further tip 3. The pointing to the coating object 5 tip 3 of the discharge electrode 1 forms with the object 5 to be coated a force field 7, while the located in the discharge space 12, rearward sending tip 2 with the rear in the tubular discharge space 12 arranged, rounded counterelectrode
4 forms a force field 6.
The material particles to be applied pass through a flexible plastic hose 15, which is fastened to the metal housing 18 of the application device, into the tubular discharge space in a finely dispersed state
12, continue to move in the direction indicated by the arrow and pass through from the top
2 of the discharge electrode 1 and the rounded, grounded
The counterelectrode 4 is a force field in which the particles become charged as they move in the opposite direction to the ions emerging from the tip 2.
For the effective function of the force field 6 located within the order device, the asymmetrical electrode formation is of great importance. Asymmetrical of the half, because the tip 2 of the discharge electrode 1 faces the rounded-off surface of the grounded counter electrode 4. Only through the asymmetrical design of the force field of 6 is it ensured that the electrical charges, ions, emerge exclusively from the area of the corona discharges of the tip 2 and in this way only flow ions charged in the same direction or charge the material particles.
In the force field 6, the material to be applied is charged evenly and very intensely due to the ion flow directed against it and then passes as charged material particles along the discharge electrode 1 past the guide body 8 past the diffuser 21 and into between the front tip 3 and the diffuser external force field 7 to be coated.
Since in the force field 7 the material particles to be applied flow in the same direction as the ions, they receive an additional charge and are partly deposited on the object 5 to be coated due to the effect of the external force field 7.
When they emerge from the diffuser 21, the material particles are also deflected by an air stream which is fed through the nozzle 14 arranged at the outlet of the diffuser on its outer circumference and introduces the material particles to be applied into the external force field 7 in a favorable, fine distribution. The air for the air flow reaches the diffuser 21 of the spray head through a space or channel 22 formed between the feed channel and discharge space 12 and made of insulating material and the outer jacket 13 of the application device. The air enters the channel 22 through the hollow metal handle 18 of the device, to which it is supplied by means of an air guide hose 19 connected to the bottom of the handle 18.
The air flow can be interrupted by means of the valve 17 to be actuated with a button in the interior of the metal handle 18. The air flowing in through the air hose 19 controls in a manner known per se with the aid of further sensor and switching devices (not shown in the drawing) the power source 9 and the transport and metering of the material to be applied through the hose 15. The metal handle 18 of the application device is off For safety reasons, preferably grounded.
In the embodiment shown in FIG. 2, a plurality of asymmetrical fields are formed in the tubular discharge space 12, which is delimited by insulating material and has metal electrodes 23 which are drop-shaped in longitudinal section and whose tips are opposite to the supply flow of the material particles. The metal electrodes 23 have no connection to one another and are designed in such a way that their end face pointing in the direction of the diffuser 21 is rounded, while its end pointing in the direction of the counter electrode 4 is pointed.
In each of the asymmetrical force fields 6 shown in FIG. 2, charges of the same direction flow, ions charged in the same direction, the charge of which is identical to that of the ions of the external force field. In this way, the material particles to be charged that are in the inner force fields in one of the
The direction of movement of the ions flows in the opposite direction, intensely charged with the same charge.
The metal electrodes 23 arranged one behind the other without a conductive electrical connection between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4, which is designed as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, are also connected by the discharge electrode 1 connected to the same current source 9
Direction of the grounded rounded counter electrode in the
In terms of the electrical equilibrium, the potential gradually drops charged, the charges obtained as a result of the ionization from the front and those moving away towards the rear
Loads keep their balance. This con structive training can increase the intensity of the charging of the material to be applied to a large extent.
The intensity of the charge is further promoted by the discharge spaces 25 which widen and re-contract in the area between successive electrodes 1, 23, 4, because the material particles entering the discharge spaces 25 are thereby decelerated with swirling and are thus more intensively exposed to the force field 6. At the same time, the formation of the metal electrodes 23, which form flow constrictions with their blunt front end together with the surrounding pipe cross section, also contributes to this.
Otherwise, the embodiment from FIG. 2 corresponds to that in FIG. 1. In a modification of the embodiment in FIG. 1, only the rear tip 2 is provided for the discharge electrode 1 in the embodiment shown in FIG. 3 and between the central counter electrode 4 and the Discharge electrode 2 is designed as a discharge space 25 which expands continuously in a flow-favorable manner following the counter electrode 4 and narrows towards the tip 2 of the discharge electrode. The front end of the discharge electrode 1 ends in the conductive body 8 made of insulating material and is thereby electrically shielded.
As a result, the external force field 7 which is formed in the direction of the object 5 to be coated is also considerably weaker and ionization of the surrounding air practically does not occur. The material particles to be applied are therefore charged exclusively in the internal force field 6 and are only deposited on the grounded object 5 to be coated by the action of their own charge. This embodiment of the device according to the invention is of particular practical importance for objects with a particularly complicated geometric shape.
In the case of a strong external force field 7, the scattered or atomized material particles corresponding to the strength of the external force field 7 would deposit in larger quantities on the surface parts closer to the field 7 on the surfaces of the object 5 facing the application device, while the surfaces of the object 5 lying further back would hardly get a coating. This embodiment of the device according to the invention is therefore of importance if a uniform coating is required even in the case of structured, complex objects 5.
In the embodiment according to FIG. 4, the counter electrode 4 is designed as a metal network 4 crossing the insulated feed channel 12. In the direction of flow of the material particles, the mesh-shaped counterelectrode 4 is connected again as a discharge space 25, which at the tip 2 of the discharge electrode 1 narrows again to the original cross section of the feed channel 12. In the embodiment according to FIG. 5, the counterelectrode 4 is designed as a hollow cylindrical ring which is embedded in the feed channel 12 made of insulating material and which runs through in the exemplary embodiment without widening the cross section.
However, in the embodiment according to FIG. 5, an expansion such as the expanded discharge space 25 according to FIG. 4 can preferably be connected to the annular counterelectrode.
As can be seen from FIG. 6, the ring-shaped counterelectrode 4 can also be designed in such a way that it delimits the input cross section into the discharge space. The higher flow velocity in the area of the ring-shaped counter electrode 4 with a narrower cross section reduces the possibility that the charges or ions emerging from the tip 2 of the discharge electrode 1 reach the counter electrode 4 without charging the material particles and exiting without any effect.
As can be seen from FIG. 7, the counter electrode 4 is designed as an inlet nozzle constricting the feed channel 12 at the inlet cross section into the discharge space 25. The discharge space 25 widens continuously in the flow direction following the counter electrode 4 and then narrows again to the cross section of the feed channel 12 at the tip 2 of the discharge electrode 1. The expansion of the discharge space 25 reduces the flow velocity of the incoming material particles to be charged, and the probability that the particles completely trap the ions emerging from the tip 2 of the discharge electrode 1 is greater.
In the embodiment shown in FIG. 8, in a modification to that according to FIG. 7, the outlet cross section of the discharge space 25 is narrowed beyond the cross section of the feed channel 12, so that the tip 2 of the discharge electrode 1 now has an outlet nozzle which is rounded in terms of flow. In this way, the particles charged with the charges from the discharge electrode 1 experience a high acceleration after charging.
A form of the device according to the invention that is simple to manufacture is apparent from FIG. 9. In this exemplary embodiment, the counter electrode 26 opposite the tip 2 of the discharge electrode 1 is designed as a tube which forms the entry section of the feed channel 12 into the spray gun. The tube forming the counter electrode 26 is connected to the grounded metal handle 18 of the device. The finely dispersed material particles flow through the tube. The outlet cross section of the tubular counterelectrode 26 is preferably followed by a widening and narrowing at the tip 2 of the discharge electrode 1 again.