CH641690A5

CH641690A5 - ELECTROSTATIC POWDER SPRAY GUN.

Info

Publication number: CH641690A5
Application number: CH355479A
Authority: CH
Inventors: Karl Rapp
Original assignee: Mueller Ernst Kg
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1984-03-15
Also published as: IT1166745B; AU4606379A; DE2816850A1; GB2018625A; FR2423266A1; IT7921851A0; GB2018625B; JPS5534189A; SE7903358L; BR7902350A; FR2423266B1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Pulver-Sprühpistole, mit einem Pistolenrohr aus Isolierstoff, einem axial im Pistolenrohr verlaufenden Pulverkanal, einer einen Teil der Kanalwandung bildenden, geerdeten Innenelektrode und einem mit Abstand vor der Pistolenrohrmündung befindlichen Prallkröper, der am freien Ende einer in den Pulverkanal hineinreichenden und dort gehalterten Stange sitzt, wobei Halterungsstange und Prallkörper an Hochspannung Hegen und die Aufladeelektrode bilden. The invention relates to an electrostatic powder spray gun, with a gun tube made of insulating material, a powder channel running axially in the gun tube, a grounded inner electrode forming part of the channel wall and a baffle located at a distance from the mouth of the gun tube, which at the free end extends into the powder channel and the rod held there, the holder rod and the impact body being connected to high voltage and forming the charging electrode.

Eine derartige Pulver-Sprühpistole ist aus der DE-OS 2 555 547 bekannt. Dabei dient die Innenelektrode dazu, das aus der Zuführleitung ankommende Pulver-Luftgemisch -das durch Reibung an der Innenwandung der Zuführleitung eine Undefinierte Ladung, möglicherweise sogar «falscher» Polarität besitzt - zu entladen und damit definierte Bedingungen zu schaffen. Ausserdem dient aber die Innenelektrode auch dazu, im Pulverkanal zwischen der eigentlichen Aufladeelektrode und der Innenelektrode ein starkes elektrostatisches Feld aufzubauen, welches das zuerst entladene Pulver-Luft-Gemisch noch innerhalb der Pistole mit der gewünschten Polarität auflädt. Such a powder spray gun is known from DE-OS 2 555 547. The inner electrode serves to discharge the powder-air mixture arriving from the feed line - which due to friction on the inner wall of the feed line has an undefined charge, possibly even "wrong" polarity - and thus create defined conditions. In addition, the inner electrode also serves to build up a strong electrostatic field in the powder channel between the actual charging electrode and the inner electrode, which charges the initially discharged powder-air mixture inside the gun with the desired polarity.

Damit soll eine sehr intensive, exakt definierte Aufladung erreicht werden. In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass dies jedoch nur für vergleichsweise kurze Zeiten der Fall ist und die Aufladewirkung bei längerem Sprühen stark nachlässt. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass dieses Nachlassen der Aufladewirkung daherrührt, dass sich das Pulver an der metallischen Innenelektrode niederschlägt und - die Innenelektrode wird während des Betriebs durch Reibungswirkung erhiezt - an der Metalloberfläche ansintert, mit der Folge, dass eine elektrische Isolierschicht auf der Innenelektrode entsteht. Dasselbe gilt auch für die in den Pulverkanal hineinreichende Halterungsstange des Prallkörpers, und zwar dann, wenn diese Halterungsstange aus Metall besteht. This is intended to achieve a very intensive, precisely defined charging. In practice, it has now been shown that this is only the case for comparatively short times and that the charging effect wears off considerably when sprayed for a long time. The present invention is based on the knowledge that this reduction in the charging effect is due to the fact that the powder precipitates on the metallic inner electrode and - the inner electrode is heated during operation by friction - sinters on the metal surface, with the result that an electrical insulating layer arises on the inner electrode. The same also applies to the support rod of the impact body which extends into the powder channel, in particular when this support rod is made of metal.

Auf der Grundlage dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Pulver-Sprühpistolen der eingangs erwähnten Art in der Weise zu verbessern, dass die Aufladewirkung noch mehr erhöht und vor allem für lange Zeiträume erhalten bleibt. Dabei soll aber sichergestellt sein, On the basis of this knowledge, the object of the invention is to improve powder spray guns of the type mentioned at the outset in such a way that the charging effect is increased even more and, above all, is retained for long periods of time. But it should be ensured

dass die Sprühpistole für die Bedienungsperson gefahrlos ist. that the spray gun is safe for the operator.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Prallkörper, Halterungsstange und Innenelektrode aus Tetrafluoräthylen mit eingelagerten Partikeln hoher Leitfähigkeit bestehen. Tetrafluoräthylen hat nämlich die Eigenschaft, dass die üblicherweise verwendeten Sprühpulver nicht anhaften und dass auch dann, wenn der aus Tetrafluoräthylen bestehende Körper und/oder das vorbeistreichende Pulver erhitzt sind, keine Ansinterung des Pulvers am Tetrafluoräthylenkörper auftritt. Durch die eingelagerten Graphitteilchen wird die erforderliche elektrische Leitfähigkeit erzeugt, wobei diese vergleichsweise gering sein kann und trotzdem die gewünschte Elektrodenwirkung erreicht wird. Nachdem nicht nur die Innenelektrode, sondern auch die in den Pulverkanal hineinragende Halterungsstange des Prallkörpers aus dem erwähnten halbleitenden Material besteht, ergibt sich einerseits ein hohes elektrostatisches Feld zwischen Innenelektrode und rückwärtigem Ende der Halterungsstange, und darüberhinaus wird das Pulver-Luft-Ge-misch noch zusätzlich beim Vorbeistreichen an der Halterungsstange durch Influenzwirkung aufgeladen, und zwar ohne dass sich an der Halterungsstange Pulver festsetzt. Versuche haben ergeben, dass eine äusserst intensive Aufladung des Pulvers erreicht wird und dass diese Aufladung über lange Betriebszeiten aufrechterhalten wird. According to the invention, this object is achieved in that the impact body, the mounting rod and the inner electrode consist of tetrafluoroethylene with embedded particles of high conductivity. Tetrafluoroethylene has the property that the spray powders usually used do not adhere and that even if the body consisting of tetrafluoroethylene and / or the powder flowing past are heated, the powder does not sinter on the tetrafluoroethylene body. The required electrical conductivity is generated by the embedded graphite particles, which can be comparatively low and still achieve the desired electrode effect. Since not only the inner electrode, but also the support rod of the impact body protruding into the powder channel, is made of the semiconducting material mentioned, on the one hand there is a high electrostatic field between the inner electrode and the rear end of the support rod, and the powder-air mixture is also mixed in addition, when swiping past the holder rod, it is charged by the influence of the influence, and without powder sticking to the holder rod. Tests have shown that an extremely intensive charge of the powder is achieved and that this charge is maintained over long operating times.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. The invention is explained below using an exemplary embodiment shown in the single figure of the drawing.

Das in der Zeichnung dargestellte Vorderteil der Pulver-Sprühpistole weist ein Pistolenrohr 10 auf, das an einem üblichen Handgriff 11 mit Abzugsbügel 12 befestigt ist. Ein axial im Rohr 10 verlaufender Pulverkanal 13 ist einerseits an eine Pulverzuführung 14 angeschlossen und mündet anderseits in ein zylindrisches Düsenstück 15, das in das Vorderende des Pistolenrohrs 10 eingesetzt ist. In Abstand vor der Mündung des Düsenstückes 15 befindet sich ein Prallkörper 16, dessen Halterungsstange 17 das Düsenstück 15 axial durchsetzt und in diesem lösbar befestigt ist. The front part of the powder spray gun shown in the drawing has a gun tube 10 which is attached to a conventional handle 11 with trigger 12. A powder channel 13 running axially in the tube 10 is connected on the one hand to a powder feed 14 and on the other hand opens into a cylindrical nozzle piece 15 which is inserted into the front end of the gun tube 10. At a distance from the mouth of the nozzle piece 15 is an impact body 16, the support rod 17 axially penetrates the nozzle piece 15 and is detachably fastened therein.

Als Befestigungselement für die Stange 17 dient dabei ein Drahtring 18 mit Mittelstrebe, wobei die Mittelstrebe, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in das geschlitzte Rückende der Stange 17 eingreift. Ferner sind zwei Zentrierstifte 19 vorgesehen. Die Zuführung der Hochspannung erfolgt über A wire ring 18 with a central strut serves as the fastening element for the rod 17, the central strut, as can be seen from the drawing, engages in the slotted rear end of the rod 17. Furthermore, two centering pins 19 are provided. The high voltage is supplied via

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

641 690 641 690

die Leitung 20, das Kontaktstück 21, die Kontaktfeder 22 und das Anschlussstück 23, das mit dem Ring 18 in Berührung steht. Schliesslich ist in das Rohr 10 eine Hülse 24 eingelassen, deren Innenwand den Pulverkanal begrenzt und die - wie später erläutert - eine Erdungselektrode darstellt, s the line 20, the contact piece 21, the contact spring 22 and the connecting piece 23 which is in contact with the ring 18. Finally, a sleeve 24 is embedded in the tube 10, the inner wall of which delimits the powder channel and which - as explained later - represents a grounding electrode, see FIG

Wesentlich sind die verwendeten Materialien. So bestehen das Rohr 10, das Düsenstück 15 und die Stifte 19 aus Isolierstoff, nämlich isolierendem Kunststoff. Das Kontaktstück 21, die Kontaktfeder 22 und der Befestigungsring 18 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material, nämlich Me- io tali. Der Prallkörper 16, seine Halterungsstange 17, das Anschlussstück 23 und die Hülse 24 schliesslich bestehen dagegen aus einem Material mit bestimmten elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Die elektrischen Eigenschaften sollen so sein, dass zwar eine Leitfähigkeit vorhanden ist, 15 diese jedoch weit unter der metallischen Leitfähigkeit liegt, während die mechanische Eigenschaft so sein muss, dass sich kein Pulver daran absetzt, insbesondere auch bei Erwärmung keine sogenannte Aufsinterung von Pulver an der Oberfläche auftritt. Ein Material, das diese elektrischen und 20 mechanischen Eigenschaften aufweist, ist Tetrafluoräthylen, in welches Graphitteilchen eingelagert sind. Prallkörper 16 und Halterungsstange 17 liegen über den Ring 18 und das Anschlussstück 23 an Hochspannung, vorzugsweise an negativer Hochspannung, während die Hülse 24 über eine nicht- 25 gezeichnete Leitung geerdet ist. The materials used are essential. The tube 10, the nozzle piece 15 and the pins 19 are made of insulating material, namely insulating plastic. The contact piece 21, the contact spring 22 and the fastening ring 18 consist of an electrically conductive material, namely meio tali. The impact body 16, its mounting rod 17, the connecting piece 23 and the sleeve 24, on the other hand, consist of a material with certain electrical and mechanical properties. The electrical properties should be such that there is a conductivity, 15 but this is far below the metallic conductivity, while the mechanical property must be such that no powder settles on it, especially when it is heated, there is no so-called sintering of powder on it Surface occurs. A material that has these electrical and mechanical properties is tetrafluoroethylene, in which graphite particles are embedded. Impact body 16 and mounting rod 17 are connected to high voltage, preferably to negative high voltage, via ring 18 and connecting piece 23, while sleeve 24 is grounded via a line (not shown).

Die Pistole arbeitet folgendermassen. Das über die Zuführung 14 zugeführte Pulver-Luft-Gemisch weist im allgemeinen eine Undefinierte Ladung auf, das heisst ist bereits an der Wandung der Zuführungsleitung aufgeladen worden, 30 wobei die Höhe der Aufladung und deren Polarität vom Material der Zuführungsleitung und von der Pulverart abhängt und in der Praxis nicht vorherbestimmbar sind. Beim Durchgang des Pulver-Luft-Gemisches durch die geerdete Hülse 24 wird nun das Pulver entladen, so dass vor der eigentlichen, 35 gewollten Aufladung definierte Verhältnisse geschaffen werden. Die Hülse 24 wirkt aber nicht nur als Entladungselektrode für das ankommende Pulver-Luft-Gemisch, sondern wirkt auch als Gegenelektrode, das heisst es baut sich zwischen der geerdeten Hülse 24 und dem Ring 18 bzw. dem 40 Rückende der Stange 17, die ja an Hochspannung liegen, ein starkes elektrostatisches Feld auf. Dieses Feld ist vergleichsweise stark, weil der Abstand zwischen dem Rückende der Stange 17 und der Hülse 14 auf jeden Fall kleiner ist als der Abstand zwischen dem Prallkörper 16 und dem - üblicher- 45 The gun works as follows. The powder-air mixture fed via the feed 14 generally has an undefined charge, that is to say has already been charged on the wall of the feed line, the amount of the charge and its polarity depending on the material of the feed line and the type of powder and cannot be predetermined in practice. When the powder-air mixture passes through the grounded sleeve 24, the powder is now discharged, so that defined conditions are created before the actual, intended charging. The sleeve 24 not only acts as a discharge electrode for the incoming powder-air mixture, but also acts as a counter electrode, which means that it builds up between the grounded sleeve 24 and the ring 18 or the 40 rear end of the rod 17, which yes High voltage, a strong electrostatic field. This field is comparatively strong because the distance between the rear end of the rod 17 and the sleeve 14 is in any case smaller than the distance between the impact body 16 and the - more usually - 45th

weise ebenfalls geerdeten - Werkstück. Dieses starke Feld aber bewirkt, dass das Pulver-Luft-Gemisch im Kanal 13 zwischen Hülse 24 und Rückende der Stange 17 bereits intensiv aufgeladen wird, und zwar in der gewünschten Polarität. Passiert dann das Pulver-Luft-Gemisch das Düsenstück 15 und streicht dabei an der unter Hochspannung stehenden Stange 17 vorbei, so erfolgt eine weitere zusätzliche Aufladung infolge Influenzwirkung. Das Pulver-Luft-Gemisch ist somit bereits bei Austritt aus dem Düsenstück 15 stark aufgeladen, mit der Folge, dass sich der Sprühstrahl aufweitet und bereits in wolkenartiger Gestalt schliesslich in das Feld zwischen Prallkörper 16 und Werkstück gelangt. also grounded - workpiece. However, this strong field causes the powder-air mixture in the channel 13 between the sleeve 24 and the rear end of the rod 17 to be charged intensely, in the desired polarity. If the powder-air mixture then passes through the nozzle piece 15 and brushes past the high-voltage rod 17, a further additional charging takes place as a result of the influence of the influence. The powder-air mixture is thus already highly charged when it emerges from the nozzle piece 15, with the result that the spray jet expands and finally reaches the field between the impact body 16 and the workpiece in a cloud-like shape.

Versuche haben ergeben, dass sich auf diese Weise eine besonders intensive und exakt definierte Aufladung der Pulverteilchen ergibt. Weiterhin hat sich gezeigt, dass das für Hülse 24, Stange 17 und Prallkörper 16 verwendete Material sicherstellt, dass sich auch bei der durch Reibung erfolgenden Erwärmung keine Pulverschicht auf diesen Teilen absetzt, dort festsintert und eine Isolierschicht bildet. Schliesslich erbringt die Verwendung des erwähnten Materials für Stange 17 und Prallkörper 16 den Vorteil der Vermeidung von bei Metallteilen möglichen Stossentladungen. Tests have shown that this results in a particularly intensive and precisely defined charging of the powder particles. Furthermore, it has been shown that the material used for sleeve 24, rod 17 and impact body 16 ensures that, even when heated by friction, no powder layer settles on these parts, sinters there and forms an insulating layer. Finally, the use of the material mentioned for rod 17 and impact body 16 has the advantage of avoiding shock discharges which are possible with metal parts.

Es kann auch das Düsenstück 15 aus dem erwähnten halbleitenden Material, also Tetrafhioräthylen mit Graphiteinlagerung bestehen, womit die Influenzaufladung des Pulvers beim Durchgang durch das Düsenstück 15 noch weiter erhöht wird. The nozzle piece 15 can also consist of the semiconducting material mentioned, ie tetrafhiorethylene with graphite incorporation, which further increases the influence of the powder on the passage through the nozzle piece 15.

Bei einigen Pulverarten kann es vorkommen, dass sich an dem aus dem Düsenstück 15 herausragenden Bereich der Stange 17 und an der Rückseite des Prallkörpers 16 Ablagerungen ergeben, also Pulverteilchen haften bleiben. Derartige Ablagerungen können dadurch vermieden werden, dass der aus dem Düsenstück herausragende Teil der Stange 17 und/oder die Rückseite des Prallkörpers 16 mit einer Isolierschicht überzogen werden. Eine noch bessere Methode besteht darin, in diesen Bereich der Stange 17 und den rückwärtigen Bereich des Prallkörpers 16 nur eine sehr geringe Anzahl von Leitfähigkeitspartikeln vorzusehen. Mit anderen Worten, bei der Herstellung der Stange 17 werden in das Isoliermaterial über die Stange verteilt unterschiedlich viele Leitfähigkeitspartikel eingebracht, nämlich in den sich nach Einbau in die Pistole innerhalb der Pistole befindlichen Bereich mehr Partikel als in den vor die Pistolenrohrmündung hinausstehenden Bereich. With some types of powder, it can happen that deposits form on the area of the rod 17 protruding from the nozzle piece 15 and on the back of the impact body 16, that is to say powder particles adhere. Such deposits can be avoided by covering the part of the rod 17 protruding from the nozzle piece and / or the rear side of the impact body 16 with an insulating layer. An even better method is to provide only a very small number of conductivity particles in this area of the rod 17 and the rear area of the impact body 16. In other words, during the production of the rod 17, different numbers of conductivity particles are introduced into the insulating material distributed over the rod, namely more particles in the area inside the gun after installation in the gun than in the area protruding in front of the gun tube mouth.

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I Blatt Zeichnungen I sheet drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1.Electrostatic powder spray gun, with a gun tube made of insulating material, a powder channel running axially in the gun tube, a grounded inner electrode forming part of the channel wall and an impact body located at a distance from the gun tube mouth, which at the free end of a tube extending into the channel and there supported rod sits, with the support rod and the impact body being at high voltage and representing the charging electrode, characterized in that the impact body

(16), support rod (17) and inner electrode (24) made of tetrafluoroethylene with embedded particles of high conductivity.

2. Spray gun according to claim 1, characterized in that the particles of high conductivity consist of graphite.

3. Spray gun according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical conductivity of the semiconducting material at least the impact body (16) and the support rod (17) are set such that the energy of arcing sparks remains below dangerous values.

4. Spray gun according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner electrode (24) is a sleeve, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the powder channel (13).

5. Spray gun according to one of claims 1 to 4, characterized in that a sleeve-like nozzle piece (15) is inserted into the gun tube mouth, which coaxially surrounds and holds the holding rod (17) extending into the powder channel (13).

6. Spray gun according to claim 5, characterized in that the nozzle piece (15) consists of the same material as the impact body (16), the mounting rod (17) and the inner electrode (24).

7. Spray gun according to claim 6, characterized in that the nozzle piece (15) and support rod (17) are connected by means of a fastening element (18) which consists of conductive or semiconducting material.

8. Spray gun according to one of claims 1 to 7, characterized in that the area of the mounting rod (17) located outside the gun tube (10) and the part of the impact body (16) facing the gun tube (10) or the nozzle piece (15) ) have a lower concentration of particles of high conductivity than the area of the holding rod located in the gun barrel (10)

(17).