DE102004033168A1

DE102004033168A1 - Elektrostatisches Lackiergerät und Lackierverfahren zur Spritzlackierung mittels elektrostatisch aufgeladenem Flüssiglack unter Nutzung einer Betriebsluftionisierung

Info

Publication number: DE102004033168A1
Application number: DE102004033168A
Authority: DE
Inventors: Ralph Hruschka
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Die vorliegene Erfindung bezieht sich auf ein Lackiergerät zur Spritzlackierung mittels elektrostatisch aufgeladenen Flüssiglacks, welches eine Ionisierung der Betriebsluft nutzt. Das elektrostatische Lackiergerät weist ein Gehäuse, eine zumindest teilweise im Gehäuse angeordnete Betriebsluftführvorrichtung, eine in dem Gehäuse angeordnete Lackzuführeinrichtung, eine an einem Ende des Gehäuses angeordnete und mit der Lackzuführeinrichtung verbundene Lackabgabevorrichtung und an eine Hochspannungsquelle anschließbare Korona-Elektroden auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Korona-Elektroden innerhalb der Betriebsluftführvorrichtung angeordnet sind. Das Lackiergerät ist insbesondere zum Einsatz bei der Lackierung von Fahrzeuginnenräumen sowie zur Lackierung schmaler Bauteile ohne hohe Lackmaterialverluste geeignet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lackiergerät bzw. ein Lackierverfahren zur Spritzlackierung mittels elektrostatisch aufgeladenem Flüssiglack, welches eine Betriebsluftionisierung nutzt. Das erfindungsgemäße Lackiergerät ist insbesondere zum Einsatz bei der Lackierung von Fahrzeuginnenräumen sowie zur Lackierung bzw. Beschichtung schmaler Bauteile ohne hohe Lackmaterialverluste geeignet.
Lackiergeräte für Spritzlackierprozesse mittels elektrostatisch aufgeladenem Lack sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt.

Derzeit werden folgende Lackiergeräte für Spritzla ckierprozesse eingesetzt:
Hochdruckpistolen, Niederdruckpistolen (auch HVLP-Pistolen genannt), Airless- und Airmixzerstäuber, Hochrotationsglocken, Rotationsscheiben, Ultraschallzerstäuber.

Diese Lackiergeräte erzeugen einen Spritznebel aus Lacktröpfchen, der sich mehr oder weniger zielgerichtet auf einem Werkstück niederschlägt und die Lackierung ergibt. Systembedingt gelangen große Anteile des Spritznebels am Werkstück vorbei, was zu Lackverlusten führt. Die Lackverluste können bis zu 90 % betragen (insbesondere bei kleinen Bauteilen), daher sind Techniken und Methoden zur Reduzierung der Lacknebelverluste sehr wichtig.

Eine häufig angewendete Technik zur Reduzierung des Lacknebelverlustes ist der Einsatz der Elektrostatik. Hierbei wird das Lackmaterial mit Hochspannung aufgeladen, trägt diese Ladungen auf der Oberfläche der Lacktröpfchen mit sich und kann z.B. auf geerdeten elektrisch leitfähigen Werkstücken mit hohem Wirkungsgrad abgeschieden werden (bis zu 90 % des Lackes können mit einer elektrostatischen Hochrotationsglocke auf flachen Blechen abgeschieden werden). Auch für die elektrostatische Beschichtung von elektrisch nicht leitfähigen Werkstücken gibt es mittlerweile bewährte Methoden. Alle bezeichneten Lackiergeräte lassen sich mit entsprechendem Aufwand (z.B. Verwendung von Isoliermaterial als Baustoff, Einhalten und Sicherstellen von Sicherheitsabständen) für die Verwendung der Elektrostatik ausrüsten. Letztendlich entscheidet eine Kosten-Nutzen-Rechnung, wann elektrostatisch ausgerüstete Lackiergeräte zum Einsatz kommen, da diese im Vergleich zu konventionellen Zerstäubern ohne Elektrostatik erheblich teurer sind.

Die Elektrostatik verlangt eine Aufladung des Lackes unter Verwendung eines oder mehrerer Hochspannungserzeuger. Die Hochspannung kann auf zwei Arten einen Spritznebel aufladen:
Durch Kontaktaufladung (der Lack berührt direkt hochspannungsführende Bauteile) oder durch Ionisationsaufladung (der Lack wird durch die Kollision mit geladenen Luftionen aufgeladen).

Die Kontaktaufladung wird immer dann eingesetzt, wenn keine Gefahr besteht, dass die Hochspannung auf die Lackversorgung bzw. die entsprechenden Einrichtungen durchschlägt. Das bedeutet, dass entweder Lacke mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit eingesetzt werden (z.B. Lösemittellacke) oder dass eine Potentialtrennung zwischen geladenem Lack und Lackversorgung erfolgt. Für die Potentialtrennung gibt es bereits unterschiedliche Systeme für vielseitige Anwendungsfälle, die kommerziell erhältlich sind.

Die Ionisationsaufladung bzw. Außenaufladung wird eingesetzt, wenn elektrisch leitfähige Lackmaterialien verarbeitet werden, aber ein Durchschlagen der Hochspannung auf die Lackversorgung zu vermeiden ist (z.B. bei Wasserlacken), und auf eine Potentialtrennung verzichtet wird bzw. werden kann. Die Ionisationsaufladung von Nasslacken erfolgt üblicherweise durch Korona-Aufladeelektroden bzw. Korona-Außenelektroden, die ringförmig um den Lacknebel angeordnet sind. Dabei sind ein oder mehrere Aufladeelektroden mit dem Hochspannungserzeuger verbunden, die Hochspannung sorgt im Bereich der Elektrodenspitzen für eine Ionisation der Umgebungsluft. Da die Elektrodenspitzen außerhalb des Lacknebels angeordnet sind (ca. 20 cm radial vom Lackiergerät entfernt), die Bauteile des Lackiergeräts und das Werkstück mit der Erdung kontaktiert sind, wird ein Ionenstrom aus Luftpartikeln zwischen Außenelektroden und geerdeten Bauteilen erzeugt, der mit Lackpartikeln zusammenprallt und dadurch elektrostatische Ladung auf die Lackpartikel im Sprühstrahl überträgt.

Die elektrostatische Kontaktaufladung erfordert bei elektrisch leitfähigen Lacksystemen und Spüllösungen eine Potentialtrennung in Form von Zusatzgeräten. Diese Zusatzgeräte sind meist sehr kostenintensiv, erfordern einen erhöhten Wartungs- und Steuerungsaufwand, können für Störungen z.B. durch Verschmutzung oder Verschleppung Auslöser sein und müssen aus sicherheitstechnischen Gründen ständig überwacht werden.

Daher wird bei der Lackierung mit Wasserlacken häufig die Ionisationsaufladung eingesetzt. Bei dieser Art der elektrostatischen Aufladung des Lackes liegen ca. sechs bis acht Elektrodenspitzen ringförmig angeordnet außerhalb des Sprühstrahls. Dadurch wird eine Isolierstrecke zwischen Hochspannung und geerdetem Lackiergerät bzw. Werkstück erforderlich. Üblich sind z.B. ca. 20 cm Isolierstrecke bei 80 KV Hochspannung. Elektrostatische Lackiergeräte mit Ionisationsaufladung sind daher groß (bis zu 50 cm Durchmesser), schwer (ca. 1,5 bis 2 kg schwerer als mit Kontaktaufladung) und unhandlich. Aufgrund der Größe ist es z.B. nicht möglich, in einem Fahrzeuginneren mit einer Ionisationsaufladung zu lackieren. Das höhere Gewicht und die ungünstige Schwerpunktsverteilung (kopflastig) erfordern eine stabile Konstruktion des Bewegungsautomaten und der Verbindungselemente und teilweise einen erheblichen Mehraufwand bei der Programmierung der Bewegungsbahn des Lackiergerätes. Desweiteren kann durch die außenliegenden und auf Hochspannung liegenden Außenelektroden nicht näher an ein Werkstück herangefahren werden, als es die Si cherheitsvorschriften zulassen (z.B. aufgrund der Gefahr der Funkenbildung). Dadurch muss häufig ein größerer Lacknebelverlust in Kauf genommen werden, da ein größerer Sprühabstand auch für einen breiteren Sprühstrahl und somit für ein Vorbeispritzen gerade an engen Bauteilbereichen verantwortlich ist. Durch die durch außenliegende Korona-Elektroden verursachte, nicht unerhebliche Gerätegröße ist die Manövrierfähigkeit mit dem Lackiergerät auch insoweit deutlich eingeschränkt, dass eine Lackierung von schwer zugänglichen Bauteilen oder Bereichen in Fahrzeuginnenräumen (beispielsweise von Hinterschneidungen) nicht oder nur unzureichend möglich ist. Außenliegende Korona-Elektroden können in einem Lackierprozess durch Lacknebel verschmutzen, was zu Betriebsstörungen, erhöhtem Wartungs- und Kontrollaufwand führt.

Bei den beschriebenen Lackiergeräten wird der Sprühstrahl über die Lenk-, bzw. Hornluft und die Zerstäuberluft in seiner Breite beeinflusst. Ein aufgrund des vergleichsweise großen Abstands zum Werkstück notwendiger enger Sprühstrahl macht häufig sehr hohe Lenkluftmengen (bis zu 600 l/min.) erforderlich. Diese Lenkluftmengen bilden jedoch zwischen Werkstück und Sprühstrahl ein Luftpolster, das zu einer Verringerung des Auftragswirkungsgrades bei engem Sprühstrahl verantwortlich ist.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Lackiergerät zur Spritzlackierung mittels elektrostatisch aufgeladenem Lack zur Verfügung zu stellen, welches kleiner und leichter als die üblichen Lackiergeräte ist, welches ohne Potentialtrennvorrichtungen arbeiten kann und welches es erlaubt, ohne Hochspannungsüberschläge nahe an Werkstückoberflächen zu kommen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch das Lackiergerät gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein entsprechendes Lackierverfahren gemäß Patentanspruch 25 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lackiergerätes sowie des entsprechenden Lackierverfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Ein erfindungsgemäßes elektrostatisches Lackiergerät weist ein Gehäuse, eine zumindest teilweise am oder im Gehäuse angeordnete Betriebsluftführvorrichtung (zur Zufuhr und Leitung von vom Lackiergerät verwendeter Betriebsluft), eine in dem Gehäuse angeordnete Lackzuführeinrichtung, eine an einem Ende des Gehäuses angeordnete, mit der Lackzuführeinrichtung verbundene Lackabgabevorrichtung mit einer Lackaustrittsöffnung (zur Abgabe eines Lacksprühstrahls) und mindestens eine an eine Hochspannungsquelle anschließbare Korona-Elektrode auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Korona-Elektrode innerhalb der Betriebsluftführvorrichtung angeordnet ist.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Lackiergerätes sind die Korona-Elektroden in Bezug auf die Strömungsrichtung der Betriebsluft und/oder die Richtung der Lackabgabe derart vor der Austrittsöffnung der Lackabgabevorrichtung angeordnet, dass die Elektroden von der Austrittsöffnung elektrisch isoliert sind. In einer weiteren Variante sind die Elektroden in einem solchen Abstand zur Lackabgabevorrichtung in Richtung der Lackabgabe und/oder der Betriebsluftströmung vor der Lackabgabevorrichtung angeordnet, dass durch diesen Abstand für die für den Betrieb verwendete Hochspannung Hochspannungsüberschläge zwischen den Elektroden und der Lackabgabevorrichtung verhinderbar sind. Der Abstand beträgt hierbei mehr als 5 cm, ist vorteilhafterweise größer als 10 cm, ist vorteilhafterweise größer als 15 cm oder ist vorteilhafterweise größer als 20 cm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante beinhaltet die Betriebsluftführvorrichtung eine in dem Gehäuse angeordnete und/oder in dessen Gehäusehülle integrierte Luftleiteinheit in der die Elektroden dann angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist diese Luftleiteinheit als doppelwandige Hülle des Gehäuses ausgeführt; die Elektroden sind dann innerhalb der Gehäusehülle zwischen den beiden Wänden der Hülle angeordnet. Die Wände sind hierbei bevorzugt aus Isolatormaterial, beispielsweise aus Keramik, gefertigt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Betriebsluftführvorrichtung eine separate, nicht im Gehäuse angeordnete und nicht in dessen Gehäusehülle integrierte Durchflusseinheit auf, durch die Betriebsluft durchleitbar ist, und in die die Elektroden dann angeordnet sind. Die Durchflusseinheit kann hierbei vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass mit ihr bzw. in ihr die vom Lackiergerät verwendete Betriebsluft auch erzeugbar ist. Die Elektroden können auch innerhalb von Betriebsluft-Versorgungsleitungen des Lackiergerätes angeordnet sein.

In einer weiteren Ausgestaltungsvariante weist das Lackiergerät eine mit der Betriebsluftführvorrichtung verbundene Betriebsluftabgabevorrichtung, dieses kann insbesondere eine Düse sein, auf. Vorteilhafterweise weist die Betriebsluftführvorrichtung darüberhinaus Rohre aus Isoliermaterial auf, innerhalb derer ionisierte Betriebsluft so führbar ist, dass Ionisationsverluste vermeidbar sind und/oder dass Hochspannungsüberschlage zwischen der mindestens einen Elektrode und/oder Lackabgabevorrichtung und/oder ihrer Lackaustrittsöffnung vermeidbar sind. Vorteilhafterweise ist die Betriebsluftführvorrichtung dann so ausgestaltet, dass von den Elektroden ionisierte Betriebsluft in den Rohren bis unmittelbar an die Betriebsluftabgabevorrichtung führbar ist.

In einer weiteren Bauvariante weist die Betriebsluftführvorrichtung einen Durchflussbereich auf, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser eines in Betriebsluftströmungsrichtung vor und/oder nach dem Durchflussbereich angeordneten Durchströmungsbereich der Betriebsluftführvorrichtung, wobei die Elektroden im Durchflussbereich angeordnet sind. Hierbei ist im Durchflussbereich vorteilhafterweise eine geerdete Gegenelektrode, insbesondere in Form eines Drahtgitters angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Elektroden und der Gegenelektrode mindestens 5 cm, vorteilhafterweise mindestens 10 cm, vorteilhafterweise mindestens 15 cm oder vorteilhafterweise mindestens 20 cm beträgt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind mindestens drei Elektroden und/oder deren Spitzen im wesentlichen auf einem Kreis um eine Symmetrieachse des Gehäuses (beispielsweise die Rotationsachse einer Hochrotationsglocke) angeordnet, wobei die Anordnung insbesondere innerhalb einer doppelwandigen Hülle des Gehäuses geschehen kann.

In einer weiteren Bauform ist die Betriebsluftabgabe vorrichtung so in das Gehäuse integriert oder an dieses angeordnet, dass mit Hilfe der durch sie abgebbaren Betriebsluft die räumliche Ausformung und Ausrichtung des Lacksprühstrahls beeinflussbar ist und die Elektroden sind so angeordnet, dass eine von der Betriebsluft in unmittelbarer Nähe des Gehäuses durch Ansaugung, Mitbewegung, Mitreißen oder durch pneumatische Prozesse erzeugbare, im Bereich der Gehäusehülle entlangströmende Nebenluftströmung durch die Elektroden zumindest teilweise ionisierbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Elektroden in Richtung der Lackabgabe und/oder der Betriebsluftströmung vor der Betriebsluftabgabevorrichtung und/oder einer Luftaustrittsöffnung dieser Betriebsluftabgabevorrichtung angeordnet. Der Abstand zwischen den Elektroden und der Betriebsluftabgabevorrichtung bzw. deren Luftaustrittsöffnungen beträgt hierbei vorteilhafterweise > 5 cm, vorteilhafterweise > 10 cm, vorteilhafterweise > 15 cm oder vorteilhafterweise > 20 cm.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Elektroden bis unmittelbar an ihre Spitze vollständig von einer Isolatorschicht umgeben.

In weiteren Ausführungsformen beinhaltet das Lackiergerät darüberhinaus mindestens einen an die Elektroden angeschlossenen Hochspannungserzeuger und/oder eine Hochrotationsglocke als Lackabgabevorrichtung und/oder Düsen als Lackaustrittsöffnungen und/oder Leitungen als Lackzuführeinrichtung.

In einer weiteren Variante ist das Lackiergerät, sein Gehäuse, seine Antriebswelle und/oder die Glocke eines Hochrotationszerstäuber-Lackiergerätes aus Isola tormaterial gefertigt. Ist das Gehäuse aus Isolatormaterial gefertigt, so sind die elektrisch leitenden Teile des Lackiergerätes vorteilhafterweise geerdet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist das Lackiergerät und/oder die Lackabgabevorrichtung eine Hochdruckpistole, eine Niederdruckpistole, einen Airless- oder Airmixzerstäuber, eine Hochrotationsglocke, eine Rotationsscheibe und/oder einen Ultraschallzerstäuber auf.

Lackiergeräte für Spritzlackierprozesse werden überwiegend (nur bei Airless- und Ultraschallzerstäubung ist eine Betriebsluft nicht zwingend erforderlich) mit Betriebsluft versorgt. Die Betriebsluft hat die Aufgabe, den flüssigen Lack in eine Sprühwolke zu zerstäuben (Zerstäuberluft bei HVLP und Hochdruckzerstäubern), eine Turbine anzutreiben, die den Lack durch Rotation zerstäubt (Motor- bzw. Antriebsluft bei Hochrotationsglocken und Scheibenzerstäubern) oder den entstandenen Sprühstrahl zu beeinflussen (Lenkluft und Hornluft).

Die vom Lackiergerät benötigte Betriebsluft ist bei nahezu allen Lackiergeräten bereits vorhanden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die elektrostatische Aufladung des Lackes durch eine gezielte Ionisation (z.B. durch Korona Hochspannungselektroden) der vom Lackiergerät benötigten Betriebsluft erreicht. Erfindungsgemäß wird beim vorliegenden Verfahren der Betriebsluft eines Lackiergerätes eine zusätzliche Funktion bzw. Eigenschaft durch eine Ionisierung mit Korona-Elektroden verliehen. Eine elektrostatische Aufladung des Lacknebels wird durch die Kollision der ionisierten Betriebsluft mit dem Lacknebel ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt dabei ohne wesentliche Veränderung der Bauteiledimensionen und -gewichte aus, die Ionisierung der Betriebsluft kann in einem externen Zusatzgerät oder auch in dem Lackiergerät integriert erfolgen.

Durch eine geeignete Anordnung von auf Hochspannung liegenden Korona-Elektroden wird die vom erfindungsgemäßen Lackiergerät benötigte Betriebsluft stark ionisiert. Die für die Ionisierung (elektrostatische Aufladung) notwendigen Korona-Elektroden können sowohl in dem Lackiergerät in dessen Gerätegehäuse integriert, als auch in einem Zusatzgerät eingebaut werden durch das die Betriebsluft des Lackiergerätes geleitet wird, ohne dass die Dimensionen des Lackiergeräts und sein Gewicht wesentliche verändert werden. Das wird erreicht, indem ein Hochspannungserzeuger mit Nadelspitzen (Korona-Elektroden) verbunden wird, an denen die Luftströmung der Betriebsluft in direktem Kontakt vorbeigeleitet wird.

Die Stärke der Ionisierung wird dabei von der Verweilzeit der Luft im Bereich der Ionisierung (insbesondere vom Durchgangsquerschnitt des Luftdurchlasses), der Höhe der eingesetzten Spannung und der Feldliniendichte des elektrischen Feldes (Nähe zur nächsten Erdung, Spitzenradius, Anzahl und Ausrichtung der Elektroden im Luftstrom) beeinflusst. Besonders vorteilhaft wirken sich lange Verweilzeiten, hohe Spannungen und hohe Feldliniendichten auf die Stärke der Ionisierung aus. Die gerätetechnische Auslegung und Umsetzung dieser Zusammenhänge bietet umfangreiche Variationsmöglichkeiten (z.B. Bypass-Lösungen zur Anreicherung der Ionendichte, optimale Positionierung und Auslegung der Erdungskontakte, optimale Luftströmungsrichtung und -geschwindigkeit zwischen Erdung und Korona-Elektroden).

Auch die Zeit, die zwischen erfolgter Luftionisierung und Einwirkung auf den Sprühstrahl vergeht, hat einen großen Einfluss auf die Wirkung der ionisierten Luft. Je kürzer die Zeit ist, die bis zum Besprühen des Sprühstrahls mit der ionisierten Luft vergeht, desto stärker wird die Lackabscheidung beeinflusst. Geringe Distanz und hohe Geschwindigkeit zwischen Ionisierung und Sprühstrahl wirken sich vorteilhaft auf den Auftragswirkungsgrad einer Lackierung aus. An jeder Position, die von der Betriebsluft erreicht wird (z.B. in der Versorgungsleitung oder der Gerätehülle des Lackiergerätes) bis zu Austrittsöffnungen von Lenk- bzw. Hornluft können Elektroden angebracht werden, die in Kontakt mit einer Hochspannungsquelle für eine Ionisierung der Luft sorgen.

Es bestehen umfangreiche Möglichkeiten die ionisierte Betriebsluft eines Lackiergerätes direkt auf den Lacknebel zu richten. Dabei ist darauf zu achten, dass die ionisierte Betriebsluft nach der Ionisierung nicht in Kontakt mit geerdeten Bauteilen (z.B. geerdete Metallbauteile, Turbine, Welle, Gehäuse) gelangt, da in diesem Fall die Ionisierung unwirksam wird. Kollidiert die ionisierte Betriebsluft mit dem Lacknebel, werden elektrostatische Ladungen an die Lacktröpfchen übertragen, was zur Verbesserung der Lackabscheidung (Erhöhung des Auftragswirkungsgrades) auf geerdete Werkstücke führt.

Die Metallteile des Lackiergerätes können mit der Erdung verbunden werden, wenn die Ionisierung der Betriebsluft elektrisch isoliert ausgeführt (z.B. doppelwandige Ausführung der Gerätehülle aus Isoliermaterial oder innen liegende Bohrungen bzw. Innenleitungen) gestaltet ist.

Dadurch ist es möglich, Wasserlack über ein geerdetes Lackiergerät zu zerstäuben und den Lacknebel über die ionisierte Betriebsluft aufzuladen, ohne störende oder zu Verschmutzung neigende Außenelektroden.

Das erfindungsgemäße Lackiergerät bzw. das erfindungsgemäße Lackierverfahren zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus:

• Lackierprozesse können optimiert werden bzw. es entsteht die Möglichkeit zur Entwicklung neuartiger Lackiergeräte und -verfahren mit hoher Lackausnutzung bei Spritzlackierprozessen.
• Spritzlackierprozesse, die bisher ohne elektrostatische Aufladung erfolgten, können durch Elektrostatik (hier erfindungsgemäß durch die Ionisierung der vom Lackiergerät verwendeten Betriebsluft) in ihrer Lackausnutzung erheblich gesteigert werden, d.h. der Wirkungsgrad der Lackabscheidung wird verbessert. Es ist somit möglich, bisher ohne Elektrostatik betriebene Lackiergeräte für diese Technik nachzurüsten und somit Lackeinsparungen zu erzeugen.
• Mit dem erfindungsgemäßen Lackiergerät bzw. dem zugehörigen Lackierverfahren können elektrisch leitfähige Flüssigmaterialien (z.B. Lacksysteme, Klebersysteme und Spüllösungen) elektrostatisch aufgeladen und mit hohem Auftragswirkungsgrad auf dem Werkstück abgeschieden werden, ohne dass Außenelektroden oder Potentialtrenngeräte und -verfahren eingesetzt werden müssen. Die erforderliche Isolierstrecke zwischen Hochspannung (Korona-Elektroden) und Erdungskontakt (Metallbauteile im Lackiergerät oder Werkstück) kann durch Verwendung von Isoliermaterialien sowohl geräteintegriert, als auch in externen Geräten sichergestellt werden.
• Es können kleine, leichte und handliche Lackiergeräte entwickelt werden, die mit elektrostatischer Aufladung Flüssigmaterial unterschiedlicher elektrischer Eigenschaften verarbeiten können (Verzicht auf die bisher üblichen Außen elektroden). Eine Beschichtung von z.B. Fahrzeuginnenbereichen mit elektrostatischen Lackiergeräten wird ermöglicht. Es ist ein sehr geringer Sprühabstand zwischen Lackiergerät und Werkstück möglich, da die Aufladungs- bzw. Korona-Elektroden nicht an der Gerätevorderseite oder -außenseite erforderlich sind und in Betriebsluftströmungsrichtung vor der Lackabgabevorrichtung bzw. Hochrotationsglocke angeordnet werden können. Konturnahes Bewegen der Lackiergeräte wird erleichtert. Es ist also möglich, mit dem elektrostatisch unterstützten Lackiergerät ohne Hochspannungsüberschläge nah an die Werkstückoberfläche zu kommen (Lackieren von Fahrzeuginnenräumen mit einer kleinen Hochrotationsglocke).
• Durch Gewichts- und Größenreduzierung am Lackiergerät wird der Aufwand für die Programmierung der Bewegungsbahn reduziert und der Verschleiß der Bewegungsautomaten verringert.
• Die Verschmutzung der Lackiergeräte mit Lacknebel wird minimiert, da keine strömungsungünstigen, außenliegenden Bauteile am Lackiergerät erforderlich sind.
• Bei einer elektrostatischen Aufladung des Lackmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Lackiergerät auch vollständig aus Isoliermaterial gefertigt werden (z.B. Antriebswelle und Glocke eines Hochrotationszerstäubers aus Keramik). Dadurch wird die Durchschlagsfestigkeit gegen Kurzschlüsse, z.B. bei Kollisionen mit dem Werkstück verbessert und eine Verarbeitung von elektrisch leitfähigen Materialien zusätzlich vereinfacht und sicherer.
• Es ist möglich, Wasserlack ohne Potenzialtrennung zu verarbeiten (hohe Effizienz ohne Außen elektroden).

Ein erfindungsgemäßes Lackiergerät kann wie in einem der nachfolgenden Beispiele beschrieben ausgeführt sein oder verwendet werden. Die den Beispielen zugehörigen Figuren weisen für sich entsprechende bzw. identische Bauteile des Lackiergerätes identische Bezugszeichen auf.

Es zeigt 1 das Schema einer Kontaktaufladung nach dem Stand der Technik unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke.
Es zeigt 2 das Schema einer Außenaufladung nach dem Stand der Technik unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke.
Es zeigt 3 das Schema einer geräteintegrierten Betriebsluftionisierung unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke.
Es zeigt 4 das Schema einer in einem externen Gerät erzeugten Betriebsluftionisierung unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke.
Es zeigt 5 einen Durchflussbereich einer Betriebsluftführvorrichtung, in dem die Ionisierung der Betriebsluft durchführbar ist.
Zur Einführung in die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung seien zunächst anhand der 1 und 2 Lackiergeräte nach dem Stand der Technik beschrieben.
1 zeigt das Schema eines Lackiergerätes zur Kontaktaufladung mittels einer elektrostatischen Hochrotationsglocke 1. Diese ist aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeiten von bis zu 60.000 Umdrehungen/min aus Metall. Die elektrostatische Hochrotationsglocke 1 ist hierbei mittels geeigneter Hochspannungsleitungen 8 mit einem Hochspannungserzeuger 5 verbunden. Das Lackiergerät weist darüberhinaus ein Gehäuse 4 auf, an dem am einen Ende (in der Figur rechts) die Glocke 1 angeordnet ist, sowie in das am selben Ende im Bereich der Glocke 1 Betriebsluftabgabevorrichtungen 3 in Form von Düsen integriert sind. Die Betriebsluftabgabevorrichtungen, gezeigt sind zwei Düsen 3a und 3b, werden durch eine teilweise im Innern des Gehäuses 4 verlaufende Betriebsluftführvorrichtung 6 mit Betriebsluft versorgt. Die Lackabgabevorrichtung bzw. die rotierende Glocke 1 wird mit Hilfe einer teilweise im Innern des Gehäuses 4 verlaufende Lackzuführeinrichtung 7 mit Lack versorgt. Von der rotierenden Glocke 1 in Richtung auf ein geerdetes Werkstück 10 ausgehend zeigt die Darstellung einen Lacksprühnebel bzw. einen Lacksprühstrahl, der durch seine beiden Randstrahlen 9 gekennzeichnet ist. Der von der rotierenden Glocke 1 über die Lackaustrittsöffnungen 1a abzugebende Lack wird der Glocke mit Hilfe der Lackzuführeinrichtung 7, beispielsweise ein geeigneter Behälter samt Zuführrohr, zugeführt. Die Ausrichtung und Form des Sprühnebels bzw. des Lacksprühstrahls 9 wird hierbei mit Hilfe der von den Düsen 3a bzw. 3b abgegebenen Betriebsluft geeignet eingestellt.
Die hierzu notwendige Betriebsluft wird den Düsen 3a bzw. 3b mit Hilfe der Betriebsluftführvorrichtung 6, im einfachsten Fall ein Kompressor samt Zuführrohr, zugeführt. Der gerichtete Lacksprühstrahl 9 trifft auf das geerdete Bauteil 10, wodurch dieses lackiert wird. Zur Vermeidung von Hochspannungsüberschlägen bzw. Kurzschlüssen bei der Verwendung elektrisch leitfähiger Lacksysteme und Spüllösungen dient hier die Lackzuführeinrichtung 7 auch als Potentialtrennvorrichtung.
Die elektrostatische Aufladung des abzugebenden Lackes 9 erfolgt im vorliegenden Fall mit Hilfe der unter Hochspannung stehenden rotierenden Glocke 1.
2 zeigt das Schema einer Außenaufladung unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke nach dem Stand der Technik. Der Aufbau bzw. die Anordnung der einzelnen Bauteile entspricht hierbei zunächst der in 1 gezeigten Vorrichtung. Es entfällt jedoch die Leitung 8 zwischen Hochspannungserzeuger 5 und rotierender Glocke 1. Die rotierende Glocke 1 ist statt dessen geerdet, ebenso wie das Gehäuse 4 des Lackiergerätes und das Werkstück 10. Darüber hinaus weist das Lackiergerät etwa sechs bis acht Korona-Elektroden 2 auf (gezeichnet sind zwei Elektroden 2a und 2b), welche an den Hochspannungserzeuger 5 angeschlossen sind und von diesem mit Hochspannung versorgt werden. Die Spitzen der Elektroden 2a und 2b sind außerhalb des Lacknebels 9 angeordnet. Das skizzierte Lackiergerät wird zur Ionisationsaufladung von u.a. Wasserlacken eingesetzt. Hierzu wird eine Hochspannung von beispielsweise 80 kV an die Elektroden 2a und 2b angelegt. Die Hochspannung sorgt im Bereich der Spitzen der Elektroden 2a und 2b für eine Ionisation der Umgebungsluft. Aufgrund von Isolierstrecken 11 (bei 80 kV beispielsweise etwa 20 cm) bzw. weil die Elektrodenspitzen in Richtung der Rotationsachse der Glocke gesehen auf Höhe der Glocke 1 seitlich von dieser in entsprechendem Abstand vom Lackiergerät außerhalb des Lacknebels angeordnet sind, wird ein Ionenstrom aus Luftpartikeln zwischen Außenelektroden 2 und geerdeten Bauteilen erzeugt, der mit Lackpartikeln zusammenprallt und dadurch eine elektrostatische Ladung auf die Lackpartikel im Sprühstrahl 9 überträgt.
Aufbauend auf dem in den 1 und 2 gezeigten Stand der Technik wird die vorliegende Erfindung nun anhand der Ausführungsbeispiele in den 3 und 4 sowie anhand der 5 dargestellt.
3 zeigt das Schema einer geräteintegrierten Betriebsluftionisierung unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke. Die in 3 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform entspricht zunächst dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik. Die Betriebsluftführvorrichtung 6 weist hier jedoch einen nicht in das Gerätegehäuse 4 integrierten Teil 6c sowie eine Luftleiteinheit 6b in Form einer doppelwandig ausgeführten Hülle des Gehäuses 4 auf. Sechs bis acht Korona-Elektroden 2 (gezeichnet sind zwei Elektroden 2a und 2b) sind innerhalb der Luftleiteinheit 6b, d.h. zwischen der Außenwand 4b und der Innenwand 4a der Gehäusehülle, angeordnet.
Die Elektroden 2 sind hierbei so innerhalb des doppelwandigen Gehäuses 4 angeordnet, dass ihre Spitzen einen ausreichenden Abstand zu den Betriebsluftabgabevorrichtungen 3 (gezeichnet sind zwei Düsen 3a und 3b) so aufweisen, dass Hochspannungsüberschläge durch die beim Gerät verwendete Hochspannung, beispielsweise 80 kV, zwischen den Elektroden und der geerdeten Glocke 1 bzw. ihrer Lackaustrittsdüsen 1a verhinderbar sind. Wie in 2 gezeigt, versorgt der Hochspannungserzeuger 5 die Korona-Elektroden 2 mit Hochspannung. Die Elektroden 2 bzw. ihre Spitzen sind also so angeordnet, dass sie von den Lackaustrittsöffnungen 1a und der Hochrotationsglocke 1 elektrisch isoliert sind. Im dargestellten Fall wird die Betriebsluft durch den nicht in dem Gehäuse 4 angeordneten Teil 6c der Betriebsluftführvorrichtung 6 zunächst in die doppelwandig ausgeführte Hülle des Gehäuses 4 eingeleitet. Im vorliegenden Fall ist die Betriebsluft die Lenkluft, d.h. diejenige Luft, die dann auch dazu verwendet wird, den Lacksprühstrahl 9 auszuformen und auf das Werkstück 10 zu richten. Nachdem die Betriebsluft in die doppelwandig ausgeführte Hülle des Gehäuses 4 (diese ist aus Isoliermaterial gefertigt bzw. die Wände 4a und 4b sind aus Isoliermaterial) eingeleitet worden ist, wird sie innerhalb der Doppelwandhülle durch die auf Hochspannung liegenden Korona-Elektroden 2 zumindest teilweise ionisiert. Die Betriebsluft wird sodann innerhalb der Doppelwandhülle des Gehäuses 4 zu den Betriebsluftabgabevorrichtungen bzw. Düsen 3a und 3b geführt, wo sie ionisiert austritt. Die ionisierte Betriebsluft bzw. Lenkluft prallt sodann auf den Lacksprühstrahl 9, wodurch der Lack zumindest teilweise elektrostatisch aufgeladen wird. Die Betriebsluft kann auch innerhalb von Isolierrohren zum Ausgang 3a bzw. 3b geführt werden, um etwaige Hochspannungsüberschläge zu vermeiden. Im Gegensatz zum in 2 dargestellten Fall sind die Elektrodenspitzen also in die Gerätehülle integriert und in Richtung der Lackabgabe bzw. in Richtung der Lenkluftströmung gesehen nicht auf derselben Höhe wie die Glocke 1 angeordnet, sondern enden in Strömungsrichtung gesehen vor der Glocke 1 in einem Abstand, welcher so ausgelegt ist, dass Hochspannungsüberschläge zwischen Glocke 1 und Elektroden 2 im vom Gerät verwendeten Spannungsbereich (etwa 30 kV bis 100 kV) vermieden werden.
Im dargestellten Fall enden die Elektroden bzw. ihre Spitzen innerhalb der Gerätehülle bereits in etwa 10 cm Entfernung von den Austrittsdüsen 3a bzw. 3b. Für die Elektroden 2 kann jede beliebige Position innerhalb der doppelwandig ausgeführten Hülle des Gehäuses 4 verwendet werden, die ausreicht, um Hochspannungsüberschläge zu vermeiden. Bei dem vorgestellten Aufladungsprinzip können je nach gewünschter Wirkung auf die Sprühstrahlform ein oder mehrere Hochspannungserzeuger 5 mit unterschiedlich hohen Spannungen parallel zum Einsatz kommen. Im vorliegenden Fall sind die Elektroden 2 in die Gerätehülle integriert, dies führt zu einer vorteilhaften kleinen Gerätegröße.
Werden alle Bauteile des Lackiergerätes aus Isoliermaterial gefertigt, kann eventuell auf eine doppelwandige Gerätehülle verzichtet werden. Dies kann dadurch geschehen, dass die Elektroden innerhalb der Außenwand 4b angeordnet sind unter gleichzeitigem Verzicht auf die Innenwand 4a.
4 zeigt das Schema einer in einem externen Gerät erzeugten Aufladung der Betriebsluft unter Verwendung einer elektrostatischen Hochrotationsglocke. Die in 4 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform entspricht zunächst der in 3 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 3 gezeigten Ausführungsform ist die Hülle des Gehäuses 4 im vorliegenden Fall jedoch nicht doppelwandig ausgeführt und die Betriebsluftführvorrichtung 6 besteht aus einem externen Gerät bzw. einer externen Durchflusseinheit 6a und zwei innerhalb des Gerätes verlaufenden Leitungen bzw. innenliegende Bohrungen 6d, die mit den Betriebsluftabgabedüsen 3a bzw. 3b verbunden sind. Das externe Gerät bzw. die Durchflusseinheit 6a weist ein oberes Segment 6aI auf, in dem eine Mehrzahl von Korona-Elektroden 2 (gezeichnet sind zwei Elektroden 2a und 2b) und eine geerdete Ge genelektrode 12 angeordnet sind. Die Durchflusseinheit 6a weist darüberhinaus ein Zwischensegment auf, welches das obere Segment mit den im Gehäuse 4 angeordneten Leitungen 6d verbindet. Im vorliegenden Fall wird die für die elektrostatische Aufladung des Lackes erforderliche ionisierte Betriebsluft (auch hier die Lenkluft) im externen Gerät 6a im obersten Segment 6aI, welches die Korona-Elektroden 2 enthält, erzeugt. Die ionisierte Betriebsluft (die Ionisation ist hier wie auch in 3 durch die Blitze in der Zeichnung gekennzeichnet) wird über das Zwischensegment der Durchflusseinheit 6a den innerhalb des Lackiergerätes verlaufenden Isolierrohren 6d zugeführt. Die ionisierte Betriebsluft wird somit über Isolierrohre 6d zum Ausgang (den Luftabgabedüsen 3a) geführt. Die Anordnung der Isolierrohre 6d bzw, der innerhalb des Lackiergerätes von der Lenkluft zu benutzende Weg ist beliebig wählbar. Gerätebauteile können auch aus Metall gefertigt sein und geerdet sein. wie im voranstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, tritt die ionisierte Lenkluft aus den Düsen 3a, 3b aus, trifft auf den Sprühnebel 9 und lädt diesen zumindest teilweise auf, wodurch sich dieser gezielt auf dem geerdeten Werkstück 10 niederschlägt.
5 zeigt eine Kartusche, wie sie als Durchflusseinheit im voranstehenden Ausführungsbeispiel verwendet werden kann bzw. eine Kartusche für die gezielte elektrostatische Aufladung der Betriebsluft. Die gezeigte Kartusche bzw. Durchflusseinheit 6a weist einen zylinderförmigen Zentralkörper 11 auf. An der Bodenfläche 13a mündet im Bereich der Zylinderachse eine Betriebsluftzuführleitung 13a in den Zentralkörper 11. An der Deckelfläche mündet eine Betriebsluftabführleitung 13b im Bereich der Zylinderachse in den Zentralkörper 11. Der Durchmesser der Zuführ- und Ab führleitung 13a und 13b ist hierbei geringer als der Durchmesser des Zentralzylinders 11 (der Durchmesser der Leitungen beträgt etwa 15 % des Zylinderdurchmessers). Im Bereich der Einströmöffnung der Zuführleitung 13a ist hier im Zentralkörper 11 eine geerdete Gegenelektrode 12 in Form eines Drahtgitters abgeordnet. Auf eine solche Gegenelektrode 12 kann jedoch auch verzichtet werden. Im Bereich der Abführleitung 13b sind im Zentralkörper 11 Korona-Elektroden 2a bis 2j angeordnet, die über einen Hochspannungserzeuger 5 mit Hochspannung versorgt werden. Der Abstand von Elektrodenspitzen 2a–2j und Gegenelektrode 12 beträgt hier 20 cm. Über die Betriebslufteinleitung 13a wird Betriebsluft mit hoher Luftgeschwindigkeit, zum Beispiel 10 m/s, in die Kartusche eingeleitet. Durch den vergrößerten Durchmesser des Zentralkörpers 11 verringert sich die Luftgeschwindigkeit auf z.B. etwa 0,3 m/s. Dies bewirkt, dass sich die zu ionisierende Betriebsluft länger im Zentralkörper 11 aufhält als in den Zuführ- bzw. Abführleitungen 13a und 13b. Durch die gezeigte Anordnung der Korona-Elektroden 2 und der Gegenelektrode 12 bildet sich im Inneren des Zylinderkörpers 11 eine Isolierstrecke von etwa 20 cm mit hoher elektrischer Feldliniendichte aus. Im Bereich dieser Isolierstrecke wird die Betriebsluft sodann durch die Korona-Elektroden 2 zumindest teilweise ionisiert bevor sie die Kartusche über die Ausgangsleitung 13b, dort wieder mit höherer Luftgeschwindigkeit von etwa 10 m/s verlässt und letztendlich zum Lacksprühnebel 9 geleitet wird. Die Materialien für die Hülle der dargestellten Kartusche bzw. den Zylinderkörper 11, den Geräteausgang 13b und die Anschlussleitung 13a sind elektrische Nichtleiter mit einer gegen Hochspannungsdurchschläge sicheren Wandstärke und Ausführung. Die Absenkung der Luftgeschwindigkeit kann innerhalb des Zylinderkörpers 11 aufgrund des größeren Durchmessers (im Vergleich zu den Leitungen 13) erfolgen.

Claims

Elektrostatisches Lackiergerät zur Spritzlackierung mittels elektrostatisch aufgeladenem Flüssiglack mit einem Gehäuse (4), einer zumindest teilweise am oder im Gehäuse (4) angeordneten Betriebsluftführvorrichtung (6) zur Zufuhr und Leitung von vom Lackiergerät verwendeter Betriebsluft, einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Lackzuführeinrichtung (7), einer an einem Ende des Gehäuses (4) angeordneten, mit der Lackzuführeinrichtung (7) verbundenen Lackabgabevorrichtung (1) mit einer Lackaustrittsöffnung (1a) zur Abgabe eines Lacksprühstrahls (9) und mindestens einer an eine Hochspannungsquelle anschließbaren Korona-Elektrode (2) dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (2) innerhalb der Betriebsluftführvorrichtung (6) angeordnet ist.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (2) in Bezug auf die Betriebsluftströmungsrichtung und/oder die Richtung der Lackabgabe derart vor der Austrittsöffnung (1a) der Lackabgabevorrichtung (1) angeordnet ist, dass die mindestens eine Elektrode (2) von der Austrittsöffnung (1a) elektrisch isoliert ist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (2) in einem solchen Abstand zur Lackabgabevorrichtung (1) in Richtung der Lackabgabe und/oder der Betriebsluftströmung vor der Lackabgabevorrichtung (1) angeordnet ist, dass durch diesen Abstand für die für den Betrieb des Gerätes verwendete Hochspannung Überschläge zwischen dieser Elektrode (2) und der Lackabgabevorrichtung (1) verhinderbar sind.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand größer als 5 cm, vorteilhafterweise größer 10 cm, vorteilhafterweise größer 15 cm, vorteilhafterweise größer 20 cm ist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluftführvorrichtung (6) eine in dem Gehäuse (4) angeordnete und/oder in dessen Hülle integrierte Luftleiteinheit (6b) aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode (2) innerhalb der Luftleiteinheit (6b) angeordnet ist.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinheit (6b) eine doppelwandig ausgeführte Hülle des Gehäuses (4) enthält oder daraus besteht, wobei die mindestens eine Elektrode (2) innerhalb der Gehäusehülle zwischen den beiden Wänden (4a, 4b) der Gehäusehülle angeordnet ist.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (4a, 4b) der Gehäusehülle Isolatormaterial, beispielsweise Keramik, enthalten oder daraus bestehen.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluftführvorrichtung (6) eine separate, nicht im Gehäuse (4) angeordnete und nicht in dessen Hülle integrierte Durchflusseinheit (6a), durch die Betriebsluft durchleitbar ist, aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode (2) innerhalb der Durchflusseinheit (6a) angeordnet ist.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusseinheit (6a) so ausgestaltet ist, dass mit ihr bzw. in ihr vom Lackiergerät verwendete Betriebsluft erzeugbar ist.
Lackiergerät nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusseinheit (6a) eine Betriebsluft-Versorgungsleitung des Lackiergeräts aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode (2) innerhalb der Versorgungsleitung angeordnet ist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit der Betriebsluftführvorrichtung (6) verbundene Betriebsluftabgabevorrichtung (3), welche vorteilhafterweise eine Düse aufweist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluftführvorrichtung (6) Rohre aus Isoliermaterial aufweist, innerhalb derer ionisierte Betriebsluft so führbar ist, dass Ionisationsverluste vermeidbar sind und/oder so führbar ist, dass Hochspannungsüberschlägen zwischen der mindestens einen Elektrode (2) und der Lackabgabevorrichtung (1) und/oder ihrer Lackaustrittsöffnung (1a) vermeidbar sind.
Lackiergerät nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluftführvorrichtung (6) so ausgestaltet ist, dass von der mindestens einen Elektrode (2) ionisierte Betriebsluft in den Rohren bis unmittelbar an die Betriebsluftabgabevorrichtung (3) führbar ist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluftführvorrichtung (6) einen Durchflussbereich (11) aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser eines in Betriebsluftströmungsrichtung vor und/oder nach dem Durchflussbereich (11) angeordneten Durchströmungsbereichs der Betriebsluftführvorrichtung (6) und dass die mindestens eine Elektrode (2) im Durchflussbereich (11) angeordnet ist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Elektroden (2) und/oder deren Spitzen im wesentlichen auf einem Kreis um eine Symmetrieachse des Gehäuses (4), insbesondere innerhalb einer doppelwandigen Hülle des Gehäuses (4) angeordnet sind.
Lackiergerät nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluftabgabevorrichtung (3) so in das Gehäuse (4) integriert oder an dieses angeordnet ist, dass mit Hilfe der durch sie abgebbaren Betriebsluft die räumliche Ausformung und Ausrichtung des Lacksprühstrahls (9) beeinflussbar ist, und dass die mindestens eine Elektrode (2) so angeordnet ist, dass eine von der Betriebsluft in unmittelbarer Nähe des Gehäuses (4) durch Ansaugung, Mitbewegung, Mitreißen oder durch pneumatische Prozesse erzeugbare, im Bereich der Gehäusehülle entlangströmende Nebenluftströmung durch diese Elektrode (2) zumindest teilweise ionisierbar ist.
Lackiergerät nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (2) in Richtung der Lackabgabe und/oder der Betriebsluftströmung vor der Betriebsluftabgabevorrichtung (3) und/oder einer Luftaustrittsöffnung der Betriebsluftabgabevorrichtung (3) angeordnet ist.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der mindestens einen Elektrode (2) und der Betriebsluftabgabevorrichtung (3) und/oder deren Luftaustrittsöffnung größer 5, vorteilhafterweise größer 10, vorteilhafterweise größer 15, vorteilhafterweise größer 20 cm beträgt.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode (2) bis unmittelbar an ihre Spitze vollständig von einer Isolatorschicht umgeben ist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lackiergerät mindestens einen an die Elektroden (2) angeschlossenen Hochspannungserzeuger (5) zur Erzeugung einer Hochspannung an den Elektroden (2) aufweist und/oder dass die Lackabgabevorrichtung (1) eine Hochrotationsglocke aufweist und/oder dass die Lackaustrittsöffnung (1a) eine Düse aufweist und/oder dass die Lackzuführeinrichtung (7) eine Leitung aufweist.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lackiergerät, sein Gehäuse (4), eine Antriebswelle des Lackiergerätes und/oder die Glocke (1) eines Hochrotationszerstäuber-Lackiergerätes aus Isolatormaterial gefertigt sind.
Lackiergerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Gehäuse (4) aus Isolatormaterial die elektrisch leitenden Teile des Lackiergerätes geerdet sind.
Lackiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lackiergerät und/oder die Lackabgabevorrichtung (1) eine Hochdruckpistole, eine Niederdruckpistole, einen Airless- oder Airmixzerstäuber, eine Hochrotationsglocke, eine Rotationsscheibe und/oder einen Ultraschallzerstäuber aufweist.
Lackierverfahren zur Spritzlackierung von Bauteilen (10) mit einem Lackiergerät und mittels elektrostatisch aufgeladenem Flüssiglack unter Zuhilfenahme von Betriebsluft des Lackiergeräts, wobei die Betriebsluft durch eine Betriebsluftführvorrichtung (6) des Lackiergeräts geführt wird, wobei von einer Lackabgabevorrichtung (1) des Lackiergeräts ein Lacksprühstrahl (9) abgegeben wird und wobei durch die Betriebsluft der Flüssiglack in eine Sprühwolke zerstäubt wird oder wobei eine Turbine in Rotation versetzt wird um den Flüssiglack zu zerstäuben oder wobei der abgegebene Lacksprühstrahl (9) durch die Betriebsluft so eingestellt, beeinflusst oder ausgeformt wird, dass er eine gewünschte räumliche Form, Ausrichtung und Geschwindigkeit annimmt dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluft vor Auftreffen auf den Flüssiglack in der Betriebsluftführvorrichtung (6) zumindest teilweise ionisiert wird.
Lackierverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lackiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24 verwendet wird.
Lackierverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ionisation in die Betriebsluftführvorrichtung (6) eine Korona-Elektrode (2) eingebracht wird und an diese eine Hochspannung angelegt wird.
Lackierverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsluft in Richtung ihrer Strömung vor einer Austrittsöffnung (1a) der Lackabgabevorrichtung (1) zumindest teilweise ionisiert wird.
Lackierverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisation in einer doppelwandig ausgeführten Hülle eines Gehäuses (4) des Lackiergerätes durchgeführt wird und/oder dass die Ionisation in einer separaten, nicht im Gehäuse (4) angeordneten und nicht in dessen Hülle integrierten Durchflusseinheit (6a) der Betriebsluftführvorrichtung durchgeführt wird.
Lackierverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierte Betriebsluft bis unmittelbar vor Auftreffen auf den Flüssiglack in Isolierrohren geführt wird.
Lackierverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisation in einem Abstand zur Lackabgabevorrichtung (1) durchgeführt wird, der so groß ist, dass eine am Lackiergerät verwendete Hochspannung diesen Abstand durch einen Hochspannungsüberschlag nicht überwinden kann.
Lackierverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) des Lackiergerätes aus Isolatormaterial gefertigt wird und dass gegebenenfalls verwendete elektrisch leitende Teile des Lackiergerätes geerdet werden.
Verwendung eines Lackiergerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 23 oder eines Lackierverfahrens nach einem der Ansprüche 24 bis 31 zur Lackierung oder Beschichtung schmaler Bauteile oder zur Lackierung von Innenräumen oder Innenberei chen von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.