DE10261978B3

DE10261978B3 - Powder spray pistol for electrostatic coating of objects produces mechanically and/or electrostatically controllable powder mist

Info

Publication number: DE10261978B3
Application number: DE10261978A
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: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2022-01-19

Abstract

A pistol (1) has a powder and gas mixture conveying channel (8), which ends at a nozzle outlet (5). The outlet creates a powder mist whose shape can be continuously varied either mechanically and/or electrostatically. An independent claim is also included for a powder coating process using the claimed equipment.

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 process, for example for the electrostatic coating of objects Powder coatings or bulk materials. The following are all with powder potential bulk materials, especially self-evident but also the paint powder used in the powder coating area designated.

Pulverlacke haben gegenüber den konventionellen Nasslacksystemen den Vorteil, dass die 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 advantage of conventional wet paint systems that none solvent included and that the overspray powder is almost completely recovered can be. Nevertheless, the powder coatings only become effective in about half of all potential applications. This is due to a significant Part of the insufficient production security, especially then, if high flexibility of spray systems required in connection 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 is carried out 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 is not during application to changeable Coating conditions (e.g. different workpiece geometries) by varying the spray cloud can be customized. The change the spray jet shape can only be done by changing the nozzles carried out become. With these powder spray systems, this means that the coating process when changing the nozzle must be interrupted. Here and in the following, every kind of opening or through which the powder, the powder spraying device and its powder tube leaves, as a nozzle designated.

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 shape of the spray cloud in the powder spray nozzle, for example, in DE 196 14 192 A1 proposed to change the spray cloud shape additionally by a control air flowing in from the outside via bores tangentially to the spray direction. The disadvantage of this solution is that the powder spray cloud is expanded in a spiral and the particle distribution within the spray cloud becomes inhomogeneous, especially with high control air and a 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 control air flowing in tangentially from the outside. The tangential control air is achieved by adjustable guide plates (such as turbine blades). In terms of design, this solution is very complex and parts have to be moved 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 stepless spray cloud control is in DE 36 11 577 A1 proposed. The infinitely variable control of the powder spray jet is generated by an inner ring air flow additionally arranged in the spray direction, surrounded by the powder air flow. The ring air flow is deflected towards the outside by a deflecting body by approximately 90 ° in the direction of the powder flow. There is a gap between the deflector and the powder outlet ring. By actuating 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. A disadvantage of this solution is that when the powder cloud is varied, parts of the gun have to be moved, which can be particularly critical given 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 aufgeweitet. 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 by a ring slot at the outlet. The powder cloud is expanded by this ring air flow. Due to several weak points (low reproducibility of the powder cloud shape, high sensitivity of the ring channel, high air volume flow) the system could not prevail.

Die DE 36 00 808 A1 offenbart eine elektrostatische Pulversprühvorrichtung mit einem triboelektrischen Pulverrohr. In diesem Pulverrohr werden die Pulverpartikel triboelektrisch aufgeladen. Mit Abstand vom Auslassende ist eine Aufladevorrichtung in Form von nach innen ragenden Nachladeelektroden innerhalb des Pulverrohres angeordnet, die an eine Hochspannungszuführung angeschlossen sind. Mittels dieser Nachladeelektroden wird die durch das triboelektrische Rohr erzeugte Aufladung der Pulverpartikel verstärkt.The DE 36 00 808 A1 discloses an electrostatic powder spray device with a triboelectric powder tube. The powder particles are charged triboelectrically in this powder tube. At a distance from the outlet end, a charging device in the form of charging electrodes protruding inwards is arranged inside the powder tube and is connected to a high-voltage supply. The charging of the powder particles generated by the triboelectric tube is increased by means of these recharging electrodes.

Die JP 55-59860 A offenbart eine Sprühpistole, bei der am Auslassende der Sprühpistole mittig eine Nadelelektrode angeordnet ist. Diese erzeugt ein elektrisches Feld, das auf die zu versprühenden Pulverpartikel wirkt.The JP 55-59860 A discloses a spray gun, at the end of the spray gun a needle electrode is arranged in the center. This generates an electrical one Field on the powder particles to be sprayed acts.

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 Pulverauftragsverfahren anzugeben.task The present invention is therefore a powder spray device to disposal in which the powder cloud is infinitely variable in shape is adjustable without the spraying process to interrupt. The object of the present invention is furthermore specify an appropriate powder application process.

Diese Aufgabe wird durch die Pulversprühvorrichtung nach Anspruch 1 sowie das Pulverauftragsverfahren nach Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.This task is done through the powder spray device according to claim 1 and the powder application method according to claim 14 solved. Advantageous developments of the method according to the invention of the device according to the invention are given in the respective dependent claims.

Erfindungsgemäß wird bei der Pulversprühvorrichtung die Pulverwolke in ihrer Form elektrostatisch und optional auch strömungsmechanisch 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 elektrostatischen und gegebenfalls strömungsmechanischen 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 spray device the powder cloud in its form electrostatically and optionally also fluid mechanics steplessly adjusted. This has the advantage that the spraying process does not have to be interrupted and between a narrow spray jet, e.g. For Depressions, cavities or small workpieces up to a wide spray cloud, e.g. For flat parts or large workpieces that Powder cloud changed in shape can be. When adjusting the spray cloud must be due to the change of electrostatic and, if necessary, fluid-mechanical manipulated variables Part in the powder sprayer, too referred to as a powder gun, mechanically moved in some way or changed become.

Bei der elektrostatischen Sprühwolkenformung wird die Pulverwolke durch außenliegende Korona-Lenkelektroden variiert. Die Aufladung des Pulvers 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 Pulveraus trittskanal 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 electrostatic spray cloud formation the powder cloud is caused by external Corona steering electrodes vary. The powder is charged thereby triboelectric. With positive tribo charging (e.g. Teflon friction tube) become the corona steering electrodes negatively charged. With negative tribo charging (e.g. nylon friction tube) the corona steering electrodes are charged positively. 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 redirected and through the Inflow body redistributed. Through the corona steering electrodes becomes the spray shaped. The electrodes can be different in number and arranged arbitrarily. As Measure of adjustability the height applies the corona steering voltage. The higher this steering tension is the stronger becomes the spray cloud constricted by the steering electrodes. The high voltage values the corona steering electrodes are in the range from 0 to approx. 100 kV. The high voltage is outside the spray booth through a high voltage device set. Electrostatic spray cloud formation using steering electrodes with tribospray systems are both for Automatic pistols, as well as for Hand guns can be used.

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 mechanical change the powder spray cloud are generated as well as inside and outside of the Spray cloud each an indoor air as well as an outdoor air generated whose strength can be adjusted. Depending on the ratio of the flow strength of Outside- and inner ring air is narrowed by this guide air, the powder cloud or expanded.

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 erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung mit Lenkelektroden; 1 the schematic view of a spray device according to the invention with steering electrodes;

2 eine Sprühvorrichtung mit strömungsmechanischer Sprühwolkenverstellung; 2 a spray device with fluidic spray cloud adjustment;

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

4 den Schnitt durch eine weitere Pulversprühvorrichtung mit strömungsmechanischer Pulverwolkenverstellung. 4 the section through a further powder spray device with fluid mechanical powder cloud adjustment.

1 zeigt eine Pulversprühpistole 1 mit Lenkelektroden 7. 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 , The powder spray gun 1 has a cylindrical jacket 2 on, in the central axis in the axial direction 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 direction of flow of the powder-gas mixture is behind the outlet 5 an inflow body or baffle plate 6 arranged, which deflects the flowing 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 the inside with polytetrafluoroethylene (Teflon), which leads to a positive tribo charge of the powder flowing through. Alternatively, the friction tube can also be coated with polyamide (nylon), which leads to a negative tribo-charging of the powder flowing through. At the powder outlet 5 the powder is now through the inflow body 6 redirected and redistributed. The outlet 5 a total of four corona electrodes are surrounding 7 arranged, which carry an electrical voltage which is opposite to the tribocharging of the powder. Through these corona steering electrodes 7 the spray jet is now electrostatically shaped. The electrodes can be from the in 1 shown example may be different in number and arrangement. The adjustability is determined, among other things, by the level of the corona steering voltage applied to the corona electrodes 7 is given. The higher this steering voltage, the more 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 particles charged by friction pass through the outlet 5 and are recharged by the air ions generated by the high-voltage corona electrodes. Due to the charge reversal, the air ion flow is reduced, the particles are now influenced by the electric field, in this case repelled, or constricted as a whole spray jet.

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 inflow body 6 is at one end of a fastening rod 11 arranged axially and centrally in the friction tube 3 runs.

2 zeigt ein Beispiel für eine Pulversprühvorrichtung, bei der die Verstellung der Sprühstrahlwolkenform strömungsmechanisch erfolgt. Eine solche strömungsmechanische Verstellung kann zusätzlich zu der in 1 dargestellten elektrostatischen Verstellung der Sprühstrahlwolkenform vorgesehen sein. 2 shows an example of a powder spray device in which the adjustment of the spray cloud shape is carried out fluid mechanically. Such a fluid mechanical adjustment can be in addition to that in 1 Electrostatic adjustment of the spray cloud shape shown can be provided.

Hier wie bei den folgenden Abbildungen werden wie auch in 1 für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet.Here, as in the following illustrations, as in 1 the same or similar reference numerals are used for the same or similar elements.

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 spray device 1 again has a powder channel 8th on, in the axial center of a fastening rod 11 for an inflow body 6 runs. The powder channel is thus ring-shaped. This ring-shaped powder channel 8th is inside and outside of another inner ring channel 10 and outer ring channel 9 surrounded, which are flowed through by an inner ring control air and an outer ring control air. 2 B shows a lateral 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 gun 1 is now over the Mittelringkanal 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 ducts 9 and 10 but can also be controlled individually. With a common air source, the result is that the outer ring air is increased by a certain amount if the inner ring air decreases by the same amount. The powder flow within the central ring channel 8th is constant, however. By choosing suitable outer ring air strength and inner ring air strength, the shape of the powder cloud that emerges from the opening 5 emerges, 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 one in the middle ring channel 8th through the opening 5 outflowing powder-air flow is then mainly guided through the outer ring air, in this case it is kept 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 aufgeweitet. 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. 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.However, if the outer ring air is reduced, the flow of the inner ring air increases. The powder jet coming out of the opening 5 emerges, is now essentially carried by the inner ring air and consequently expanded. The largest spray cloud is generated at the maximum inner ring air. As with 1 serves the further distribution of the powder gas mixture and here also the inner ring air of the inflow bodies 6th It is now advantageous that between the extreme cases described above, the size or the cross section of the spray cloud can be infinitely adjusted by varying the outer and inner ring vents.

Die oben beschriebenen beiden Fälle sind in 3 dargestellt. 3a zeigt den Fall einer starken Außenringluft 12a und einer kleinen Innenringluftströmung 12i. 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 strong outer ring air 12a and a small inner ring air flow 12i , The spray cloud 13 therefore 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 expands 13 maximum to.

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 gun 1 has several shell 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 gleichzeitiger 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 Pul verstrahl 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 verstärkt. 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 central ring channel 8th to the powder outlet 5 , The control air is in a certain ratio to the inner ring channel 10 and on the outer ring channel 9 redistributed. The continuous spray cloud formation takes place by varying the strength of the outer and inner ring air. Two settings are possible with the gun. At maximum outer ring air and at the same time minimal inner ring air, they are via the central ring channel 8th escaping particles constricted, the powder jet becomes narrow. With minimal outer ring air and maximum inner ring air at the same time, this is via the middle ring channel 8th escaping powder particles are pressed outwards by the inner ring air, the powder jet is expanded. The effect of the expansion of the powder jet through the inner ring air is through a to the center ring tube 8th attached sleeve 15 and through the baffle inner surface 6a and through the outer ring channel inclined towards the mouth 9 strengthened. The sleeve 15 also causes a certain expansion of the powder jet and prevents the powder particles from flowing back into the inner tube 10 , The effect of the constriction of the powder jet by the outer ring air is due to the outer surface of the baffle plate 6a and through the outer ring channel inclined towards the mouth 9 strengthened. In addition to the maximum settings for the ring air (large spray cloud - small spray cloud), the spray jet can be infinitely varied by varying the outer ring and inner ring air from the small spray cloud (narrow spray jet, such as for seam sealing) to the large spray cloud (wide spray jet, such as with the powder bell) can 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 arranged at the tip of the baffle plate and further the annular channels 8th . 9 . 10 or corona electrodes surrounding their outlets 18 with which the outflowing 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.wobei V_ST der Volumenstrom aus der gemeinsamen Steuerluftquelle, V_AI der Volumenstrom der Außensteuerluft und V_II der Volumenstrom der Innenringluft ist.The outer and inner ring air can be fed from a common control air source. The continuity equation applies: V ST = V AI + V II = const. where V _{ST is} the volume flow from the common control air source, V _{AI is} the volume flow of the outside control air and V _{II is} the volume flow of the inner ring air.

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.The Control of the volume flow from the control air source can e.g. on be made possible electrically or pneumatically. The outer and inner ring channel can but of course also separately supplied 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, openings of any shape, for example bores, ellipses and the like, can also be used. The number and arrangement of openings 5 . 5 ' or 5 '' can be varied.

Auch die strömungsmechanische Verstellung der Pulversprühwolke kann sowohl für Automatik- als auch für Handpistolen eingesetzt werden.Also the fluid mechanical Adjustment of the powder spray cloud can be used for both Automatic as well Hand guns are used.

Für die stufenlose Steuerung der Pulversprühwolke kann also auch eine Kombination zwischen den erfindungsgemäßen elektrostatischen und den oben dargestellten strömungsmechanischen Lösungen gewählt werden.For the stepless Control of the powder spray cloud can also be a combination between the electrostatic according to the invention and the fluid mechanics shown above solutions chosen become.

Claims

Powder spray device with a powder channel for transporting a powder-gas mixture to be sprayed, the powder channel opening into a nozzle opening for dispensing the powder-gas mixture into a powder cloud, and the powder channel having a triboelectrically active surface for triboelectrically charging the powder flowing through the powder channel having a first polarity, characterized in that a plurality of corona steering electrodes for the electrostatically stepless adjustment of the shape of the powder cloud are arranged in a ring shape surrounding the nozzle opening behind the nozzle opening, the corona steering electrodes having a voltage opposite to the polarity of the triboelectrically charged powder particles.

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

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the powder channel at least on the surface at least in some areas has a triboelectric material that contains the powder particles charges either positively or negatively.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the powder cloud is also fluid-mechanical in its shape is infinitely adjustable.

Device according to the preceding claim, characterized characterized that at least from the nozzle opening partially surround 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.

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

Device according to the preceding claim, characterized characterized in that the first and second control air flows through the control device can be controlled jointly and / or independently of one another are.

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

Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that that the second control air nozzle in the direction of flow of the powder-gas mixture aslant inclined against the axial direction of the flow Generation of a control air constricting the cross section of the flow of the powder-gas mixture.

Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that that for both control vents a common air source is provided.

Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that that for both control vents separate air sources are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that in the direction of flow 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 can be deflected radially outward.

Powder application process for coating a surface with a powder, being a powder-gas mixture generated and adjacent to the surface to be coated Powder cloud is formed, the powder being triboelectric first is charged and the powder-gas mixture is discharged through a nozzle opening becomes, characterized in that the powder cloud in its shape is continuously adjusted electrostatically by the Powder in the direction of flow behind the nozzle opening by means of a corona discharge is influenced in its flow direction, their polarity to polarity the triboelectrically charged powder particle is opposite.

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 carried out.

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

Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that that the powder cloud in addition fluid mechanically in its form is continuously adjusted.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that a first control air within the nozzle opening and surrounding the nozzle opening a second control air is generated, the first and second Control air in the direction of flow of the powder-gas mixture stream.

Method according to the preceding claim, characterized characterized that the strength of the first and / or second control air flow together or independently be controlled for change the shape of the powder cloud.

Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that to generate the first and second control air common compressed air reservoir is used.

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

Method according to one of the four preceding claims, characterized characterized in that the second control air in the flow direction and obliquely against the axial direction of the flow of the powder-gas mixture flows inclined to generate a cross-section of the flow of the powder-gas mixture narrowing control air.

Method according to one of claims 14 to 22, characterized in that that in the direction of flow behind the nozzle opening first control air, the powder-gas mixture and / or the second control air outward be radially deflected.