DD266513A5 - Elektrostatische farbspritzpistole - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte elektrostatische Farbspritzpistole, die das Farbmaterial mittels einer durch Druckluft angetriebenen Drehglocke zerstaeubt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Drehglocke unter der Reaktion der ausstroemenden Luftstrahlen in Drehbewegung gesetzt wird, die aus Duesen, die in der Nabe oder im Mantel der Glocke schraeg zur Drehachse der Glocke angeordnet und auf die zerstaeubende Kante der Glocke gerichtet sind, ausstroemt. Die in die Glocke ueber deren Achse eingeleitete Druckluft dient gleichzeitig zum Schmieren des Lagers der Glocke durch Ausbildung eines Luftpolsters. Durch die Erfindung wird der Wirkungsgrad der Zerstaeubung verbessert und gleichzeitig bei einer Aenderung der Drehzahl, die beispielsweise durch Aenderung des Luftdruckes moeglich ist, eine Modifizierung des Durchmessers des ringfoermigen Spritzbildes verhindert. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Farbspritzpistole mit einem Zerstäubungsorgan in Form einer sich drehenden Glocke, die durch Druckluft angetrieben wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß Rotationszerstäuber zu den wirksamsten elektrostatischen Spritzvorrichtungen gehören, wobei das Farbmaterial überwiegend mit Hilfe elektrischer Kräfte aufgetragen wird. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit des Farbmaterialnebels gering, wodurch dieser von dem zu lackierenden Gegenstand leicht angezogen wird. Aus diesem Grunde sind die Verluste an Farbe sehr gering und der Wirkungsgrad der Farbgebung sehr hoch.

Demgegenüber muß die zum Spritzen bzw. Zerstäuben dienende Drehglocke mechanisch angetrieben werden. Zu diesem Zwecke sind bereits unterschiedlichste Ausführungsformen vorgeschlagen worden, die beispielsweise den Einsatz von Elektromotoren, Luftmotoren oder einen Antrieb mit Hilfe von Turbinenschaufeln vorsehen.

Da an die Glocke gleichzeitig eine Hochspannung von 60 bis 100 kV angelegt ist, ist es äußerst wichtig, daß die Drehglocke gegen die geerdeten Metallteile, wie beispielsweise den Antriebsmotor, hinreichend gut isoliert ist. Bei bereits bekannten Lösungen erfolgt daher der Antrieb der Glocke vom Elektromotor über eine lange isolierende Welle.

Wird für den Antrieb der Drehglocke Druckluft eingesetzt, können die mit der Isolierung zusammenhängenden Probleme leichter gelöst werden, da das energietragende Medium selbst einen hohen Isolationswert besitzt.

Für den Antrieb der Glocke mit Druckluft werden im wesentlichen zwei Systeme angewendet. Bei dem einen bewegen sich die aus dem zylindrischen Rotor des Motors hervorstehenden und gegen die Radiale angestellten Schaufeln in einem Exzentergehäuse. Bei dem anderen System wird der aus einer oder mehreren Düsen ausströmende Luftstrahl auf einen Schaufelkranz gerichtet, wobei das zum Drehen erforderliche Moment aufgrund der kinetischen Energie des Luftstrahls bzw. unter den an den Schaufeln entstehenden Druckunterschieden erzeugt wird.

Ein Antrieb dieser Art ist in der HU-PS 154524 beschrieben, bei dem das Schaufelrad durch eine auf einem Teilkreis in der Drehglocke angeordnete Bohrungsreihe angeblasen wird.

Mit Druckluft betätigte Rotationssystemen, insbesondere das letzterwähnte, sind gegenüber entgegengesetzte Kräfte äußerst empfindlich. Wenn z. B. das zum Drehen erforderliche Moment aus irgendeinem Grunde zunimmt, fällt die Drehzahl stark ab. Ein solcher Fall kann aus zahlreichen Gründen auftreten, am häufigsten dann, wenn sich die Menge des in die Glocke eingeführten zu verstäubenden Farbmaterials ändert.

Das Lackmaterial fließt an der inneren Fläche des Glockenmantels entlang, wobei die entstandene Coriolis-Kraft die Glocke bremst. Mit zunehmender Farbmenge nimmt auch die Coriolis-Kraft zu, wodurch das die Glocke abbremsende Moment größer wird und die Drehzahl abnimmt.

Solange die Glocken mit einer relativ niedrigenOrehzahl von 600-3 000 U/min—gedreht wurden, besaßen diese Veränderungen eine untergeordnete Bedeutung. Bei neueren Lösungen haben die Glocken eine hohe Drehzahl von 10000-40000U/min. In diesen Antriebssystemen besitzt auch die Zentrifugalkraft bei der Zerstäubung des Farbmaterials eine wichtige Rolle. In diesem Fall ist eine bedeutende Änderung der Drehzahl unerwünscht, da diese eine wesentliche Änderung des ringförmigen Spritzbildes hervorruft. Bei sich mit höhet Drehzah drehenden Glocken ist auch die Coriolis-Kraft des auf dem inneren Mantel der Glocke abströmenden Farbmaterials größer. Die Drehzahl nimmt im starken Maß ab, wodurch neben der Änderung der Größe des Spritzringes auch die Wirksamkeit der Zerstäubung schlechter wird. Das zur Drehung erforderliche Moment kann auch aus anderen Gründen zunehmen, so z. B. wenn das System durch Farbmaterial verschmutzt wird und so die Reibung zunimmt.

Um die erwähnten Mängel zu vermeiden, wurden elektronische Regeleinheiten entwickelt, mit denen die Drehzahl der Glocke gemessen wird und in Abhängigkeit der Drehzahl die Menge bzw. der Druck der Antriebsluft erhöht werden, wodurch die Drehzahl der Glocke auf einem annähernd konstanten Wert gehalten wird. Die Systeme sind aber empfindlich und aufwendig.

Ihre Bedienung und Wartung erfordern hohe Fachkenntnisse.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, durch Änderungen der Drehzahlen mit einfachen Mitteln einen hohen Wirkungsgrad bei der Farbzerstäubung zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatische Lackspritzpistole zu entwickeln, bei der sich die Drehzahl der Drehglocke durch Änderung des Druckes oder der Menge der zugeführten Luft innerhalb weiter Grenzen ohne wesentliche Änderung des Spritzbildes verringern kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die ins Freie mündenden Enden der Luftzuführkanäle an der Nabe oder im Mantel der Drehglocke schräg zur Drehachse der Drehglocke ausgerichtet und die Mündungen der Luftkanäle auf die Zerstäuberkante der Drehglocke gerichtet sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Luftkanal durch die Drehachse und den Lagerspalt der Drehglocke hindurchgeführt, um gleichzeitig das Lager der Drehglocke durch Ausbildung eines Luftpolsters zu schmieren. Die Zerstäuberwirkung der erfindungsgemäßen Spritzpistole und der Durchmesser des ringförmigen Spritzbildes werden von drei Faktoren beeinflußt, und zwar von der elektrostatischen Kraft, der Zentrifugalkraft und der mechanischen Lenkwirkung der auf die Glockenkante gerichteten Luftstrahlen. Wenn nun die Menge des durch die Glocke strömenden Farbmaterials erhöht wird, nimmt die Drehzahl mitzunehmender Coriolis-Kraft ab. Die relative Geschwindigkeit der aus den Düsen ausströmenden Luft nimmt hierbei jedoch zu, da zur Überwindung des größeren Widerstandmoments eine höhere Reaktion erforderlich ist. Da nun die Luft mit höherer Geschwindigkeit auf die Zerstäuberkante strömt, egalisiert sie die infolge der Abnahme der Zentrifugalkraft entstehende Beeinträchtigung der Zerstäubungswirkung.

Wenn sich hingegen die Drehzahl der Glocke durch die Zufuhr einer größeren Luftmenge erhöht, wird mit zunehmender Zentrifugalkraft auch der Durchmesser des ringförmigen Spritzbildes größer. Die höhere Geschwindigkeit der aus den Kanälen — die auf die Zerstäubungskante der Glocke gerichtet sind — ausströmende Luft lenkt jedoch das Spritzbild parallel zur Achse, wodurch die vorerwähnte Wirkung kompensiert wird und das Spritzbild wieder den ursprünglichen Durchmesser aufweist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die elektrostatische Spritzpistole in schematischer Darstellung,

Fig. 2: einen Schnitt durch die Drehglocke und durch den vorderen Teil der Spritzpistole.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist in einem Metallhandgriff 1 ein Luftventil 2 angeordnet, das über eine Stange 3 mittels eines Betätigungshebels 4 geöffnet wird. Die Druckluft gelangt über einen Stutzen 5 in einen im Handgriff ausgebildeten Kanal б und strömt — das Ventil 2 verlassend — über einen im Isolierkörper 8 befindlichen Kanal 7 zu einer Zerstäuberglocke 10. Das auszuspritzende Farbmaterial 11 gelangt über einen Schlauch 12 zu einem Zuführstutzen 13 und von hier über einen kurzen Schlauch 14 und einen Kanal 15 zu dem im Isolierkörper 8 vorhandenen Farbmaterialventil 16, von wo aus es über einen Kanal 17 ebenfalls zur Glocke 10 geleitet wird. Durch Zwischenschaltung einer Isolierstange 18 öffnet der Betätigungshebel 4 ebenfalls das Farbventil 16 über einen Federteller 19 gegen die Kraft der Feder 20. Die zur elektrischen Aufladung des Farbmaterials erforderliche Hochspannung wird von einem Hochspannungsgenerator 21 über ein Hochspannungskabel 22 an eine in dem Lackzuführkanal 17 eingebaute Metallelektrode 23 angelegt. Der im Isolierkörper 8 vorhandene Kanal 9 leitet die Druckluft in eine Bohrung 25 eines Achszapfens 24, auf dem die Glocke 10 gelagert ist. Aus der Bohrung 25 gelangt die Druckkraft über radiale Bohrungen 26 in den Lagerspalt 27 zwischen den Achszapfen 24 und der Nabe der Glocke 10. Die aus Kunststoff gefertigte Glocke 10 ist auf dem sich ausbildenden Luftpolster drehbar gelagert. Aus dem Lagerspalt 27 gelangt nun die Druckluft über die in der Glocke 10 ausgebildeten Kanäle 28, in die innere und äußere Düsenbohrung 37 bzw. 30, die im Glockenboden bzw. im Glockenmantel ausgebildet und schräg zur Drehachse der Glocke 10 angestellt sind. Die Sperrstöpsel 29 bzw. Sperrkörper sind nur aus fertigungstechnischen Gründen vorgesehen. Die aus den Bohrungen 30,37 schräg ausströmenden Luftstrahlen erzeugen einerseits das zur Drehung der Glocke 10 erforderliche Moment und begünstigen andererseits die Zerstäubung des auf der Innenfläche 34 des Mantels entlangfließenden Farbmaterials, da sie entlang der Innenfläche 34 und der Außenfläche des Glockenmantels auf die kreisförmige Spritzkante 36 geblasen werden. Das Farbmaterial wird über den Kanal 17 und den Austrittsstutzen 32 der Verteilerringkammer 33 zugeführt, die an der Rückseite der Drehglocke ausgebildet ist, und fließt durch die Öffnungen 35 im Glockenboden entlang der Innenseite 34 des Mantels zur zerstäubenden Spritzkante 36.

Claims (2)

1. Elektrostatische Farbspritzpistole mit einer durch Druckluft angetriebenen Drehglocke, Farbzuführungskanälen, mechanischen Sperrorganen und einer das Farbmaterial elektrostatisch aufladenden, im Zuführkanal angeordneten Hochspannungselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Freie mündenden Enden der Luftzufuhrkanäle (9,25,26,28,30) im Boden und/oder im Mantel (34) der Drehglocke (10) schräg zur Drehachse (24) der Drehglocke (10) angeordnet und die Mündungen (31; 37) der Luftkanäle auf die Zerstäuberkante der Drehglocke (10) gerichtet sind.

2. Farbspritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal zum Schmieren des Lagers der Drehglocke (10) durch Ausbildung eines Luftpolsters (27) durch die Drehachse (24) der Drehglocke und über den Lagerspalt geführt ist.