DE10202025B4

DE10202025B4 - Powder spray device and powder spray process

Info

Publication number: DE10202025B4
Application number: DE2002102025
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl.-Ing. Pulli; Joachim Dr.-Ing. Domnick
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2022-01-19
Also published as: DE10202025A1

Abstract

Pulversprühvorrichtung mit einem Pulverkanal zum Transport eines zu versprühenden Pulver-Gas-Gemisches, wobei der Pulverkanal in eine ringförmige Düsenöffnung zur Ausbringung des Pulver-Gas-Gemisches in eine Pulverwolke mündet, dadurch gekennzeichnet,
dass von der Düsenöffnung zumindest teilweise umgeben eine erste Steuerluftdüse zur Erzeugung eines ersten Steuerluftstroms und die Düsenöffnung zumindest teilweise umgebend eine zweite Steuerluftdüse zur Erzeugung eines zweiten Steuerluftstroms angeordnet sind, und
dass die Pulverwolke in ihrer Form durch Steuerung der Stärke des ersten und/oder zweiten Steuerluftstroms strömungsmechanisch stufenlos verstellbar ist.Powder spray device with a powder channel for transporting a powder-gas mixture to be sprayed, wherein the powder channel opens into an annular nozzle opening for discharging the powder-gas mixture into a powder cloud, characterized
that at least partially surrounded by the nozzle opening, a first control air nozzle for generating a first control air flow and the nozzle opening at least partially surrounding a second control air nozzle for generating a second control air flow are arranged, and
that the powder cloud is steplessly adjustable in its shape by controlling the strength of the first and / or second control air flow.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pulversprühvorrichtung und ein Pulversprühverfahren, beispielsweise zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen mit Pulverlacken oder schüttgutförmiger Stoffe. Im folgenden werden mit Pulver sämtliche möglichen schüttgutförmigen Stoffe, insbesondere selbstverständlich jedoch auch die im Pulverlackierbereich eingesetzten Lackpulver bezeichnet.The The present invention relates to a powder spray device and a powder spray method, for example, for the electrostatic coating of objects with Powder coatings or bulk materials. The following are all with powder potential bulk material, in particular, of course but also the paint powder used in the powder coating area designated.

Pulverlacke haben gegenüber den konventionellen Nasslacksystemen den Vorteil, dass sie keine Lösemittel enthalten und dass das Overspraypulver nahezu vollständig zurückgewonnen werden kann. Trotzdem werden die Pulverlacke erst bei ca. der Hälfte aller potentiellen Anwendungen eingesetzt. Dies liegt zu einem erheblichen Teil an der nicht ausreichenden Produktionssicherheit, insbesondere dann, wenn hohe Flexibilität der Sprühsysteme in Verbindung mit einer hohen Beschichtungsqualität gefordert werden.powder coatings have opposite the conventional wet paint systems the advantage that they no solvent contained and that the overspray powder recovered almost completely can be. Nevertheless, the powder coatings are only about half of all used in potential applications. This is a considerable Part of the insufficient production reliability, especially then, if high flexibility the spray systems required in conjunction with a high coating quality become.

Die Ausbildung der Pulversprühwolke erfolgt bei den meisten Pulverlack-Applikationssystemen durch eine feststehende Düse, z.B. eine Flachstrahl- oder eine Pralltellerdüse. Diese Sprühsysteme haben den Nachteil, dass die Pulversprühwolke während der Applikation nicht an veränderbare Beschichtungsbedingungen (z.B. unterschiedliche Werkstückgeometrien) durch Variation der Sprühwolke angepaßt werden können. Die Änderung der Sprühstrahlform kann nur durch Austausch der Düsen durchgeführt werden. Das bedeutet bei diesen Pulversprühsystemen dass der Beschichtungsvorgang beim Wechseln der Düse unterbrochen werden muss. Hier und im Folgenden wird jegliche Art von Öffnung oder durch die das Pulver die Pulversprühvorrichtung und deren Pulverrohr verläßt, als Düse bezeichnet.The Formation of the powder spray cloud occurs in most powder coating application systems by a fixed nozzle, e.g. a flat jet or a baffle plate nozzle. These spray systems have the disadvantage that the powder spray cloud during the application is not to changeable Coating conditions (e.g., different workpiece geometries) by varying the spray cloud customized can be. The change the spray jet shape can only by replacing the nozzles carried out become. In the case of these powder spray systems, this means that the coating process when changing the nozzle must be interrupted. Here and in the following will be any kind from opening or by the powder, the powder spray device and its powder tube leaves, as Designated nozzle.

Zur Veränderung der Sprühwolkenform in der Pulversprühdüse wird beispielsweise in der DE 196 14 192 A1 vorgeschlagen, die Sprühwolkenform zusätzlich durch eine tangential zur Sprührichtung von außen über Bohrungen einströmende Steuerluft zu verändern. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Pulversprühwolke spiralförmig aufgeweitet und die Partikelverteilung innerhalb der Sprühwolke inhomogen wird, besonders bei hoher Steuerluft und großer Sprühwolke.To change the spray cloud shape in the powder spray nozzle, for example, in the DE 196 14 192 A1 proposed to change the spray cloud shape additionally by a tangential to the spray direction from the outside via bores incoming control air. A disadvantage of this solution is that the powder spray cloud is widened spirally and the particle distribution within the spray cloud is inhomogeneous, especially at high control air and large spray cloud.

Alternativ wird in der DE 196 14 193 A1 vorgeschlagen, die Pulversprühwolke durch eine von außen tangential einströmende Steuerluft zu variieren. Die tangentiale Steuerluft wird durch verstellbare Leitbleche (wie Turbinenschaufeln) erzielt. Konstruktiv ist diese Lösung sehr aufwendig und es müssen in der Pistole Teile bewegt werden.Alternatively, in the DE 196 14 193 A1 proposed to vary the powder spray cloud by a tangentially flowing from the outside control air. The tangential control air is achieved by adjustable baffles (such as turbine blades). Constructively, this solution is very complex and it must be moved parts in the gun.

Eine Lösung zur Erzeugung einer stufenlosen Sprühwolkensteuerung wird in DE 36 11 577 A1 vorgeschlagen, Die stufenlose Steuerung des Pulversprühstrahls wird durch eine, in Sprührichtung zusätzlich angeordnete innere Ringluftströmung, umgeben von der Pulver-Luftströmung erzeugt, Die Ringluftströmung wird durch einen Ablenkkörper um ca. 90° nach außen in Richtung Pulverströmung abgelenkt. Zwischen Ablenkkörper und Pulveraustrittsring ist ein Spalt. Durch Betätigung eines Abzugsbügels kann diese Ringspaltbreite und die Austrittsgeschwindigkeit der Ringluft und damit die Sprühwolkenbreite stufenlos variiert werden. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass bei der Variation der Pulverwolke Teile der Pistole bewegt werden müssen, was besonders bei der hohen Verschmutzungsgefahr im Pulverbereich kritisch sein kann.A solution for generating a continuous spray cloud control is in DE 36 11 577 A1 The stepless control of the powder spray jet is generated by an inner ring air flow additionally arranged in the direction of spraying, surrounded by the powder air flow. The annular air flow is deflected by a deflecting body by approximately 90 ° outwards in the direction of powder flow. Between baffle and powder outlet ring is a gap. By operating a trigger guard this annular gap width and the exit velocity of the ring air and thus the spray cloud width can be varied continuously. The disadvantage of this solution is that parts of the gun must be moved during the variation of the powder cloud, which can be critical especially in the case of the high risk of contamination in the powder area.

In der DE 28 52 412 A1 wird vorgeschlagen die Rundstrahldüse mittels des sog. "Coanda-Effekts" variabel aufzuweiten. Dazu ist der Pulverkanal am Austritt von einem Ringschlitz umgeben. Die Pulverwolke wird durch diese Ringluftströmung auf geweitet. Aufgrund mehrerer Schwachstellen (geringe Reproduzierbarkeit der Pulverwolkenform, hohe Verstellempfindlichkeit des Ringkanals, hoher Luftvolumenstrom) konnte sich das System aber nicht durchsetzen.In the DE 28 52 412 A1 It is proposed to expand the round jet nozzle variably by means of the so-called "Coanda effect". For this purpose, the powder channel is surrounded at the outlet of a ring slot. The powder cloud is widened by this ring air flow. Due to several weak points (low reproducibility of the powder cloud shape, high adjustment sensitivity of the ring channel, high air volume flow), the system could not prevail.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pulversprühvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die Pulverwolke bezüglich ihrer Form stufenlos einstellbar ist, ohne den Sprühvorgang zu unterbrechen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, ein entsprechendes Pulversprühverfahren anzugeben.task The present invention is therefore a powder spray device to disposal to provide, at which the powder cloud steplessly with respect to their form is adjustable without the spraying process to interrupt. It is furthermore an object of the present invention to a corresponding powder spraying process specify.

Diese Aufgabe wird durch die Pulversprühvorrichtung nach Anspruch 1 sowie das Pulversprühverfahren nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.These Task is by the Pulversprühvorrichtung according to claim 1 and the powder spraying process according to claim 16 solved. Advantageous developments of the inventive method of the device according to the invention are in the respective dependent claims given.

Erfindungsgemäß wird bei der Pulversprühvorrichtung die Pulverwolke in ihrer Form strömungsmechanisch und gegebenenfalls zusätzlich elektrostatisch stufenlos verstellt. Dies hat den Vorteil, dass der Sprühvorgang nicht unterbrochen werden muß und so zwischen einem engen Sprühstrahl, z.B. für Vertiefungen, Hohlräume oder kleine Werkstücke bis zu einer breiten Sprühwolke, z.B. für flache Teile oder großflächige Werkstücke, die Pulverwolke in ihrer Form verändert werden kann. Bei der Verstellung der Sprühwolke muß aufgrund der Änderung von strömungsmechanischen und gegebenenfalls elektrostatischen Stellgrößen kein Teil in der Pulversprühvorrichtung, auch als Pulverpistole bezeichnet, in irgend einer Weise mechanisch bewegt oder verändert werden.According to the invention, the powder cloud in its shape is fluidically and optionally additionally adjusted electrostatically in the powder spray device. This has the advantage that the spraying process does not have to be interrupted and thus the shape of the powder cloud can be changed between a narrow spray jet, for example for depressions, cavities or small workpieces up to a broad spray cloud, eg for flat parts or large workpieces. In the adjustment of the spray cloud must due to the change of fluid mechanical and optionally elektrosta Actuating variables no part in the powder spray, also referred to as a powder gun, in any way mechanically moved or changed.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verstellung der Pulverwolkenform strömungsmechanisch und gegebenenfalls zusätzlich elektrostatisch.According to the invention the adjustment of the powder cloud shape fluidically and optionally additionally electrostatically.

Bei der strömungsmechanischen Veränderung der Pulversprühwolke werden sowie innerhalb als auch außerhalb der zu erzeugenden Sprühwolke jeweils eine Innenluft als auch eine Außenluft erzeugt, deren Stärke verstellt werden kann. Je nach Verhältnis der Strömungsstärke von Außen- und Innenringluft wird durch diese Leitlüfte die Pulverwolke verengt oder aufgeweitet.at the fluid mechanic change the powder spray cloud be generated within as well as outside of the Spray cloud respectively an indoor air as well as an outside air generated, their strength can be adjusted. Depending on the ratio of the flow of Outside- and inner ring air is narrowed by these Leitläüfte the powder cloud or expanded.

Bei der optionalen elektrostatischen Sprühwolkenformung wird die Pulverwolke durch beispielsweise außenliegende Korona-Lenkelektroden variiert. Die Aufladung des Pul vers erfolgt dabei triboelektrisch. Bei positiver Triboaufladung (z.B. Teflon-Reibrohr) werden die Korona-Lenkelektroden negativ aufgeladen. Bei negativer Triboaufladung (z.B. Nylon-Reibrohr) werden die Korona-Lenkelektroden positiv aufgeladen. Das Pulver-Luftgemisch strömt dazu durch das Reibrohr und das Pulver wird triboelektrisch aufgeladen. Am Pulveraustrittskanal wird das Pulver umgelenkt und durch den Anströmkörper umverteilt. Durch die Korona-Lenkelektroden wird der Sprühstrahl geformt. Die Elektroden können dabei in der Anzahl verschieden und beliebig angeordnet sein. Als Maß für die Verstellbarkeit gilt die Höhe der Korona-Lenkspannung. Je höher diese Lenkspannung ist, desto stärker wird die Sprühwolke durch die Lenkelektroden eingeschnürt. Die Hochspannungswerte der Korona-Lenkelektroden liegen im Bereich von 0 bis ca. 100 kV. Die Hochspannung wird dabei außerhalb der Sprühkabine durch ein Hochspannungsgerät eingestellt. Die elektrostatische Sprühwolkenformung mittels Lenkelektroden bei Tribosprühsysteme sind sowohl für Automatikpistolen, als auch für Handpistolen einsetzbar.at The optional electrostatic spray cloud forming becomes the powder cloud by, for example, external Corona steering electrodes varies. The charging of the powder takes place while triboelectric. With positive tribocharging (for example Teflon friction tube) become the corona steering electrodes negatively charged. For negative tribocharge (e.g., nylon friction tube) the corona steering electrodes become positive charged. The powder-air mixture flows to it through the friction tube and the powder is charged triboelectrically. At the powder outlet channel, the powder is deflected and through the Redistributed flow body. The corona steering electrodes shape the spray jet. The electrodes can be different in number and arbitrarily arranged. When Measure of adjustability the height of the Corona steering tension. The higher This steering voltage is the stronger the spray cloud is through the steering electrodes constricted. The high voltage values of the corona steering electrodes are in the range of 0 to about 100 kV. The high voltage is outside the spray booth through a high voltage device set. Electrostatic spray cloud formation by means of steering electrodes Tribosprühsysteme are both for Automatic pistols, as well as for Handguns can be used.

Im folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Pulversprühvorrichtungen gegeben. Es zeigenin the The following are some examples of powder spray devices according to the invention given. Show it

1 die schematische Ansicht einer Sprühvorrichtung mit Lenkelektroden; 1 the schematic view of a sprayer with steering electrodes;

2 eine erfindungsgemäße Sprühvorrichtung mit strömungsmechanischer Sprühwolkenverstellung; 2 a spray device according to the invention with flow-mechanical spray cloud adjustment;

3 die Funktion der Pulversprühvorrichtung nach 2; und 3 the function of the powder spray after 2 ; and

4 den Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Pulversprühvorrichtung mit strömungsmechanischer Pulverwolkenverstellung. 4 the section through a further powder spray device according to the invention with fluidic powder cloud adjustment.

1 zeigt eine Pulversprühpistole 1 mit Lenkelektroden 7. Diese Pulversprühpistole gibt kein Beispiel der vorliegenden Erfindung, dient aber der Erläuterung bestimmter Aspekte hiervon. Die Pulversprühpistole 1 weist einen zylindrischen Mantel 2 auf, in dessen Mittelachse in axialer Richtung ein Pulverrohr 3 als Reibrohr ausgebildet ist. Das Pulverrohr 3 besitzt einen Einlaß 4 zum Einbringen einer Pulver-Gas-Mischung und einen Auslaß 5. In Strömungsrichtung des Pulver-Gas-Gemisches ist hinter dem Auslaß 5 ein Anströmkörper bzw. Prallteller 6 angeordnet, der die ausströmende Pulverwolke zur Seite ablenkt. 1 shows a powder spray gun 1 with steering electrodes 7 , This powder spray gun does not give an example of the present invention, but serves to explain certain aspects thereof. The powder spray gun 1 has a cylindrical shell 2 on, in the central axis in the axial direction of a powder tube 3 is designed as a friction tube. The powder tube 3 has an inlet 4 for introducing a powder-gas mixture and an outlet 5 , In the flow direction of the powder-gas mixture is behind the outlet 5 a Anströmkörper or baffle plate 6 arranged, which deflects the outflowing powder cloud to the side.

Das Reibrohr 3 ist auf seiner Innenseite mit Polytetrafluorethylen (Teflon) beschichtet, was zu einer positiven Triboaufladung des durchströmenden Pulvers führt. Alternativ kann das Reibrohr auch mit Polyamid (Nylon) beschichtet sein, was zu einer negativen Triboaufladung des durchströmenden Pulvers führt. Am Pulverauslaß 5 wird nun das Pulver durch den Anströmkörper 6 umgelenkt und umverteilt. Den Auslaß 5 umgebend sind insgesamt vier Korona-Elektroden 7 angeordnet, die eine elektrische Spannung tragen, die der Triboaufladung des Pulvers entgegengesetzt ist. Durch diese Korona-Lenkelektroden 7 wird nun der Sprühstrahl elektrostatisch geformt. Die Elektroden können dabei von dem in 1 gezeigten Beispiel bezüglich Anzahl und Anordnung verschieden sein. Die Verstellbarkeit wird u.a. durch die Höhe der Korona-Lenkspannung, die an die Korona-Elektroden 7 angelegt ist, gegeben. Je höher diese Lenkspannung ist, desto stärker wird die Sprühwolke durch die Lenkelektroden eingeschnürt.The friction tube 3 is coated on its inside with polytetrafluoroethylene (Teflon), which leads to a positive tribocharging of the flowing powder. Alternatively, the friction tube may also be coated with polyamide (nylon), resulting in a negative tribocharging of the flowing powder. At the powder outlet 5 Now the powder is through the Anströmkörper 6 redirected and redistributed. The outlet 5 surrounding are a total of four corona electrodes 7 arranged to carry an electrical voltage that is opposite to the tribocharging of the powder. Through these corona steering electrodes 7 Now the spray is electrostatically formed. The electrodes can be of the in 1 be different in number and arrangement shown example. The adjustability is determined, among other things, by the amount of corona steering stress applied to the corona electrodes 7 created, given. The higher this steering stress, the stronger the spray cloud is constricted by the steering electrodes.

Die durch Reibung aufgeladenen Partikel passieren den Auslaß 5 und werden durch die, durch die hochspannungsgeführten Korona-Elektroden erzeugten Luftionen wieder umgeladen. Durch die Umladung reduziert sich der Luftionenstrom, die Partikel werden jetzt durch das elektrische Feld beeinflußt, in dem Fall abgestoßen, bzw. als ganzer Sprühstrahl eingeschnürt.The friction charged particles pass through the outlet 5 and are reloaded by the air ions generated by the high voltage guided corona electrodes. By transhipment reduces the flow of air ions, the particles are now affected by the electric field, repelled in the case, or constricted as a whole spray.

Die Hochspannungswerte der Korona-Lenkelektroden liegen beispielsweise im Bereich zwischen 0 und 100 kV.The High voltage values of the corona steering electrodes are, for example in the range between 0 and 100 kV.

Der Anströmkörper 6 ist an einem Ende eines Befestigungsstabes 11 angeordnet, der axial und mittig in dem Reibrohr 3 verläuft.The flow body 6 is at one end of a mounting rod 11 arranged axially and centrally in the friction tube 3 runs.

Eine derartige elektrostatische Verstellung kann zusätzlich zur strömungsmechanischen Verstellung vorgesehen werden.Such electrostatic adjustment can in addition to the fluidic Ver be provided for.

2 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Pulversprühvorrichtung, bei der die Verstellung der Sprühstrahlwolkenform strömungsmechanisch erfolgt. Hier wie bei den folgenden Abbildungen werden wie auch in 1 für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. 2 shows an example of a powder spray device according to the invention, in which the adjustment of the spray jet cloud shape is fluid-mechanical. Here as in the following pictures are as well as in 1 for identical or similar elements the same or similar reference numerals used.

Die Sprühvorrichtung 1 weist wiederum einen Pulverkanal 8 auf, in dessen axialer Mitte ein Befestigungsstab 11 für einen Anströmkörper 6 verläuft. Damit ist der Pulverkanal ringförmig. Dieser ringförmige Pulverkanal 8 ist innerhalb sowie außerhalb jeweils von einem weiteren Innenringkanal 10 und Außenringkanal 9 umgeben, die jeweils von einer Innenringsteuerluft sowie von einer Außenringsteuerluft durchströmt werden. 2b zeigt einen seitlichen Querschnitt durch die Pulversprühvorrichtung, während 2a einen Schnitt längs der Linie A-A in 2b darstellt.The spraying device 1 again has a powder channel 8th on, in the axial center of a mounting rod 11 for a flow body 6 runs. Thus, the powder channel is annular. This annular powder channel 8th is inside and outside each of a further inner ring channel 10 and outer ring channel 9 surrounded, which are respectively traversed by an inner ring control air and by an outer ring control air. 2 B shows a side cross-section through the powder spray device, while 2a a section along the line AA in 2 B represents.

Die Pulverpistole 1 wird nun über den Mittelringkanal 8 mit einem Pulverluftgemisch versorgt. Der Außen- und Innenring 9, 10 wird von einer gemeinsamen Quelle mit Luft gespeist. Alternativ können die beiden Steuerluftkanäle 9 und 10 jedoch auch einzeln angesteuert werden. Bei einer gemeinsamen Luftquelle ergibt sich damit, dass die Außenringluft um einen bestimmten Betrag erhöht wird, wenn sich die Innenringluft um den gleichen Betrag verringert. Die Pulverströmung innerhalb des Mittelringkanals 8 ist jedoch konstant. Durch die Wahl geeigneter Außenringluftstärke und Innenringluftstärke wird nun die Form der Pulverwolke, die aus der Öffnung 5 austritt, bestimmt. Ist z.B. die Außenringluft auf einen maximalen Luftstrom eingestellt, dann hat die Innenringluft den geringsten Luftstrom. Die im mittleren Ringkanal 8 durch die Öffnung 5 ausströmende Pulver-Luftströmung wird dann überwiegend durch die Außenringluft geführt, also in diesem Fall auf einem kleinen Querschnitt der Pulverwolke gehalten.The powder pistol 1 is now over the middle ring channel 8th supplied with a powder air mixture. The outer and inner ring 9 . 10 is supplied with air from a common source. Alternatively, the two control air channels 9 and 10 However, also be controlled individually. With a common air source, this results in that the outer ring air is increased by a certain amount, when the inner ring air is reduced by the same amount. The powder flow within the middle ring channel 8th is however constant. By choosing suitable outer ring air strength and inner ring air force, the shape of the powder cloud will emerge from the opening 5 exit, determined. If, for example, the outer ring air is set to a maximum air flow, then the inner ring air has the lowest air flow. The middle ring channel 8th through the opening 5 outgoing powder-air flow is then predominantly guided by the outer ring air, so kept in this case on a small cross-section of the powder cloud.

Verringert man jedoch die Außenringluft, dann erhöht sich der Strom der Innenringluft. Der Pulverstrahl, der aus der Öffnung 5 austritt, wird nun also von der Innenringluft im wesentlichen getragen und folglich auf geweitet. Bei der maximalen Innenringluft wird die größte Sprühwolke erzeugt. Wie auch bei 1 dient der weiteren Verteilung des Pulvergasgemisches und hier auch der Innenringluft der Anströmkörper 6.However, reducing the outer ring air, then increases the flow of the inner ring air. The powder jet coming out of the opening 5 is now so carried by the inner ring air substantially and thus widened. At the maximum inner ring air, the largest spray cloud is generated. As with 1 serves the further distribution of the powder gas mixture and here also the inner ring air of the Anströmkörper 6 ,

Vorteilhaft ist nun, dass zwischen den oben beschriebenen Extremfällen die Größe bzw. der Querschnitt der Sprühwolke durch Variation der Außen- und Innenringlüfte stufenlos einstellbar ist.Advantageous is now that between the extreme cases described above Size or the cross section of the spray cloud by varying the external and inner ring airs is infinitely adjustable.

Die oben beschriebenen beiden Fälle sind in 3 dargestellt. 3a zeigt den Fall einer starken Außenringluft 12a und einer kleinen Innenringluftströmung 12b. Die Sprühwolke 13 besitzt also einen geringen Querschnitt. 3b zeigt den Fall einer starken Innenringluft 12b und einer kleinen Außenringluftströmung 12a. In diesem Falle weitet sich die Sprühwolke 13 maximal auf.The two cases described above are in 3 shown. 3a shows the case of a strong outer ring air 12a and a small inner ring air flow 12b , The spray cloud 13 So has a small cross-section. 3b shows the case of strong inner ring air 12b and a small outer ring air flow 12a , In this case, the spray cloud widens 13 maximum on.

4 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Sprühpistole, die nach dem gleichen Prinzip wie die Sprühpistole in 2 funktioniert. 4 shows another example of a spray gun that works on the same principle as the spray gun in 2 works.

Diese Pulverpistole 1 weist mehrere Mantelkörper 2, 16, 17 auf, die ringförmige Kanäle 8, 9, 10 ausbilden.This powder pistol 1 has several sheath bodies 2 . 16 . 17 on, the annular channels 8th . 9 . 10 form.

Das Pulverluftgemisch strömt durch den mittleren Ringkanal 8 zum Pulveraustritt 5. Die Steuerluft wird in einem bestimmten Verhältnis auf den Innenringkanal 10 und auf den Außenringkanal 9 umverteilt. Die stufenlose Sprühwolkenformung erfolgt durch die Variation der Stärke der Außen- und Innenringluft. Zwei Randeinstellungen sind mit der Pistole möglich. Bei maximaler Außenringluft bei gleichzeitig minimalster Innenringluft werden die über den Mittelringkanal 8 ausströmenden Partikel eingeschnürt, der Pulverstrahl wird schmal. Bei minimalster Außenringluft bei gleichzeitig maximaler Innenringluft, werden die über den Mittelringkanal 8 ausströmende Pulverteilchen durch die Innenringluft nach außen gedrückt, der Pulverstrahl wird aufgeweitet. Der Effekt der Aufweitung des Pulverstrahls durch die Innenringluft wird durch eine an das Mittelringrohr 8 angebrachte Hülse 15 und durch die Pralltellerinnenfläche 6a und durch den zur Mündung hin schräg geneigten Außenringkanal 9 ver stärkt. Die Hülse 15 bewirkt zudem eine gewisse Aufweitung der Pulverstrahls und verhindert ein Rückströmen der Pulverpartikel in das Innenrohr 10. Der Effekt der Einschnürung des Pulverstrahls durch die Außenringluft wird durch die Pralltelleraußenfläche 6a und durch den zur Mündung hin schräg geneigten Außenringkanal 9 verstärkt. Neben den Maximaleinstellungen der Ringlüfte (große Sprühwolke – kleine Sprühwolke) kann der Sprühstrahl durch beliebige Variation der Außenring- und Innenringlüfte stufenlos von der kleinen Sprühwolke (enger Sprühstrahl wie z.B. bei die Nahtabdichtung) bis zur großen Sprühwolke (breiter Sprühstrahl wie z.B. bei der Pulverglocke) variiert werden.The powder air mixture flows through the middle annular channel 8th to the powder outlet 5 , The control air is in a certain ratio on the inner ring channel 10 and on the outer ring channel 9 redistributed. Continuous spray cloud formation is achieved by varying the strength of the outer and inner ring air. Two edge adjustments are possible with the gun. At maximum outer ring air with minimum inner ring air are the over the middle ring channel 8th constricted particles out, the powder jet is narrow. With minimal outer ring air and maximum inner ring air at the same time, they are transferred via the middle ring channel 8th outflowing powder particles pressed by the inner ring air to the outside, the powder jet is widened. The effect of the expansion of the jet of powder through the inner ring air is through a to the middle ring tube 8th attached sleeve 15 and through the baffle plate surface 6a and by the obliquely inclined to the mouth outer raceway 9 strengthens. The sleeve 15 also causes a certain expansion of the powder jet and prevents backflow of the powder particles in the inner tube 10 , The effect of the constriction of the powder jet through the outer ring air is through the baffle plate outer surface 6a and by the obliquely inclined to the mouth outer raceway 9 strengthened. In addition to the maximum settings of the ring air (large spray cloud - small spray cloud), the spray jet can be varied by any variation of the outer ring and Innenringlüfte stepless from the small spray cloud (narrow spray as in the seam sealing) to the large spray cloud (wide spray as in the powder bell) be varied.

Weiterhin weist die Pulverpistole 1 eine an der Spitze des Pralltellers angeordnete zentrale Koronaelektrode sowie weitere die ringförmigen Kanäle 8, 9, 10 bzw. deren Auslässe umgebende Koronaelektroden 18 auf, mit denen das ausströmende Pulver für das elektrostatische Beschichtungsverfahren aufgeladen wird.Furthermore, the powder gun 1 a central corona electrode disposed at the tip of the baffle plate, and others the annular channels 8th . 9 . 10 or their outlets surrounding corona electrodes 18 on which the outgoing powder is charged for the electrostatic coating process.

Die Außen- und Innenringluft kann von einer gemeinsamen Steuerluftquelle gespeist werden. Dabei gilt die Kontinuitätsgleichung: VST = VAI + VII = const. The outer and inner ring air can from a be fed common control air source. The continuity equation applies here: V ST = V AI + V II = const.

Wobei v_ST der Volumenstrom aus der gemeinsamen Steuerluftquelle, V_AI der Volumenstrom der Außensteuerluft und V_II der Volumenstrom der Innenringluft ist. Die Steuerung des Volumenstroms aus der Steuerluftquelle kann z.B. auf elektrischer oder pneumatischer Weise ermöglicht werden. Der Außen- und Innenringkanal können jedoch selbstverständlich auch getrennt mit Luft versorgt und/oder angesteuert werden.Where v _{ST is} the volume flow from the common control air source, V _{AI is} the volume flow of the external control air and V _{II is} the volume flow of the inner ring air. The control of the volume flow from the control air source can be made possible, for example, in an electric or pneumatic manner. However, the outer and inner ring channel can of course also be supplied separately with air and / or controlled.

Die Dimensionen der Ringkanäle kann beliebig variiert werden. Statt ringförmigen Düsenöffnungen können auch beliebig geformte Öffnungen, z.B. Bohrungen, Ellipsen und dergleichen eingesetzt werden. Die Anzahl und Anordnung der Öffnungen 5, 5' oder 5'' kann dabei variiert werden.The dimensions of the ring channels can be varied as desired. Instead of annular nozzle openings and any shaped openings, such as holes, ellipses and the like can be used. The number and arrangement of the openings 5 . 5 ' or 5 '' can be varied.

Auch diese Lösung der strömungsmechanischen Variation der Pulversprühwolke kann sowohl für Automatik- als auch für Handpistolen eingesetzt werden.Also this solution the fluid mechanic Variation of the powder spray cloud can both for Automatic as well as for Handguns are used.

Für die stufenlose Steuerung der Pulversprühwolke kann auch eine Kombination zwischen den beschriebenen elektrostatischen, mit strömungsmechanischen Lösungen gewählt werden.For the stepless Control of the powder spray cloud may also be a combination between the described electrostatic, with fluid mechanics solutions chosen become.

Claims

Powder spray device with a powder channel for transporting a powder-gas mixture to be sprayed, wherein the powder channel opens into an annular nozzle opening for discharging the powder-gas mixture into a powder cloud, characterized in that at least partially surrounded by the nozzle opening a first control air nozzle for generating a first control air flow and the nozzle opening at least partially surrounding a second control air nozzle for generating a second control air flow are arranged, and that the powder cloud is steplessly adjustable in shape by controlling the strength of the first and / or second control air flow.

Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the nozzle opening the Has a shape of an annular gap.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a control device is provided for the control the strength the first and / or second control air flow.

Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the first and two te control air flow through the control device jointly and / or independently controllable are.

Device according to one of the three preceding claims, characterized characterized in that the first and / or second control air nozzle the shape having an annular gap.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the second control air nozzle in the flow direction of the powder-gas mixture obliquely against the axial direction of the flow inclined for generating a control air constricting the cross-section of the flow of the powder-gas mixture.

Device according to one of the preceding claims, characterized marked that for both control ventilations a common air source is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized marked that for both control ventilations separate air sources are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the flow direction behind the nozzle opening deflecting is arranged.

Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the first control air, the powder-gas mixture and / or the second control air are radially deflected outwards.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the cloud in its form electrostatically stepless is adjustable.

Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the powder channel is a triboelectrically active surface for tri boelektrischen charging of the powder flowing through the powder channel and in the flow direction behind the nozzle opening the Orifice at least partially surrounding at least one corona steering electrode arranged is.

Device according to the preceding claim, characterized characterized in that surrounding the nozzle opening in a ring shape several corona steering electrodes are arranged.

Device according to one of the two preceding claims, characterized in that the corona steering electrodes one to the polarity of the tri boelektrisch charged powder particles have opposite voltage.

Device according to one of the three preceding claims, characterized characterized in that the powder channel at least on the surface at least partially has a triboelectric material, the Powder particles either positive, for example by polytetrafluoroethylene, or negative, for example by polyamide, charges.

powder spraying for applying a powder to a surface to be coated, wherein a Powder-gas mixture produced, the powder-gas mixture discharged through an annular nozzle opening and adjacent to the surface to be coated is formed into a powder cloud, characterized in that within the nozzle opening a surrounding first control air and the nozzle opening a second control air can be generated and the strength of the first and / or second control air flow are controlled to the Powder cloud in its form fluidically infinitely adjustable.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that the powder-gas mixture through a nozzle opening in the form of an annular gap is discharged.

Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that the first and second control air in the direction the flow direction of the powder-gas mixture.

Method according to one of Claims 16 to 18, characterized that strength the first and / or second control air flow together or independently be controlled to change the shape of the powder cloud.

Method according to one of Claims 16 to 19, characterized that for generating the first and the second control air a common Compressed air reservoir is used.

Method according to one of Claims 16 to 20, characterized that the first and / or second control air through a nozzle in the form be blown out of an annular gap.

Method according to one of Claims 16 to 21, characterized that the second control air in the flow direction and obliquely against the axial direction of the flow of the powder-gas mixture inclined flows for generating a cross-section of the flow of the powder-gas mixture narrowing control air.

Method according to one of Claims 16 to 22, characterized that in the flow direction behind the nozzle opening the first control air, the powder-gas mixture and / or the second control air outward be deflected radially.

Method according to one of Claims 16 to 23, characterized the powder cloud is electrostatically steplessly adjusted in its shape becomes.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that the powder is charged triboelectrically and in the flow direction behind the nozzle opening by means of Corona discharge in its flow direction being affected.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the powder by means of a corona discharge in its flow direction whose polarity is affected to the polarity Opposed to the triboelectrically charged powder particles is.

Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that the powder is triboelectrically positive or negative is charged.