DE1141925B

DE1141925B - Fluessigkeitszerstaeuber fuer elektrostatische Auftragseinrichtungen

Info

Publication number: DE1141925B
Application number: DEG24494A
Authority: DE
Inventors: Rodger J Emmert
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1955-11-03
Filing date: 1956-11-03
Publication date: 1962-12-27
Also published as: US2923272A; DE1139779B; GB804806A; GB804805A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

G 24494 Ib/75 a

ANMELDETAG: 3. NOVEMBER 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 27. DEZEMBER 1962

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitszerstäuber für elektrostatische Auftragseinrichtungen, bestehend aus einem Außenteil mit einer zylindrischen Bohrung, in die ein außen zylindrisches Innenteil eingepaßt ist, wobei die benachbarten Endflächen des Innen- und des Außenteils kegelig gestaltet sind und einen durch relative axiale Verstellung des Innen- und des Außenteiles gegeneinander veränderbaren Ringspalt bilden.

Bei einem bekannten Flüssigkeitszerstäuber dieser Bauart ist das Außenteil mit in Sprührichtung divergierenden Flächen versehen, während das Innenteil zylindrisch ausgebildet ist. Der ringförmige Austrittsquerschnitt wird, wenn das Innenteil nach oben geschoben wird, kleiner, wobei die vorspringende Kante des Außenteils vergrößert wird. An einer derartigen vorspringenden Kante kann sich Farbe ansetzen und damit ein Verstopfen des Ringspaltes ergeben. Ziel der Erfindung ist es, solches Verstopfen zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die benachbarten Endflächen des Außenteiles und des Innenteiles gegenüber der gemeinsamen Achse nach vorn konvergieren bzw. divergieren.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird also die engste und an sich gegen ein Verstopfen empfindlichste Stellung des Ringspaltes gerade dann erreicht, wenn die Austrittskante des Außen- und des Innenteiles in einer Ebene liegen. Da hierbei kein vorspringender Rand vorhanden ist, tritt jedoch keine Verstopfung des Ringspaltes ein.

Eine Änderung des Querschnittes des Ringspaltes kann nach einem weiteren Merkmal dadurch erreicht werden, daß das Innenteil mit einem Gewindezapfen in ein axiales, nach hinten offenes Muttergewinde des Außenteiles eingeschraubt ist.

Die Verstellung des Innenteiles gegenüber dem Außenteil und ein Drehantrieb des Innenteiles ist ermöglicht, wenn das Innenteil mit dem Gewindezapfen durch eine drehbare Hülse verbunden und in dem Außenteil eine achsparallele, nach außen führende Antriebswelle mit einem Ritzel gelagert ist, das in einen an dem Innenteil vorgesehenen Innenzahnkranz eingreift.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Flüssigkeitszerstäuber und

Fig. 2 einen Zerstäuber in abgewandelter Form.

Der Zerstäuber 10 (Fig. 1) besteht aus einem ungefähr kugelförmigen äußeren Körper 11 und einem kolbenartigen inneren Teil 12, das in eine tiefe zylin-Flüssigkeitszefstäuber für elektrostatische Auftragseinrichtungen

Anmelder:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 3. November 1955 (Nr. 544 763)

Rodger J. Emmert, Birmingham, Mich. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

drische Bohrung 14 im Kugelkörper 11 paßt. Das vordere Teil der Wand dieser Bohrung bildet mit der Außenfläche des Kugelkörpers eine zusammenhängende Lippe 16. Die Lippe 16 ist kreisrund und endet in einer messerscharfen Ausströmkante 18. Das innere Teil 12 trägt einen zentralen Gewindezapfen 22, der in einem Muttergewinde 24 des Kugelkörpers 11 sitzt. Der vordere Teil des kolbenartigen Innenteiles 12 ist vorn wieder als kreisrunde Lippe 26 gestaltet, die ebenfalls in einer messerscharfen Ausströmkante 28 endet.

Die Ausströmkante 28 des inneren Teiles hat einen geringen Abstand von der Lippe 16 des Außenteiles. Hierdurch ergibt sich eine ringförmige Ausflußmündung 30 für einen ringförmigen Durchlaß 32, dessen runde Wände sehr genau konzentrisch zueinander gehalten sind, um einen gleichförmigen Farbfluß zu erreichen. An seinem hinteren Ende steht der

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Durchlaß 32 mit einem Ringraum 34 in Verbindung, der von zwei ringförmigen Nuten in den benachbarten runden Seitenwänden des Außenteiles 11 und des Innenteiles 12 gebildet wird und der einen Speisekanal für den Ausströmdurchlaß 32 bildet. Farbe oder anderes flüssiges Material wird unter Druck mit gleichförmiger Geschwindigkeit dem Ringraum 34 aus einer (nicht dargestellten) Speiseleitung zugeführt, die mit einem Kanal 38, der zu dem Ringraum 34 führt, in Verbindung steht. Hinter dem Ringraum befindet sich in einer Nut des Innenteiles 11 eine Dichtung 40, um das Durchsickern von Flüssigkeit in das Innere des Zerstäubers zu verhindern.

Der Zapfen 22 des Innenteiles 12 trägt an seiner Endfläche einen Querschlitz 42, in den man von hinten her ein geeignetes Schraubwerkzeug einsetzen kann, um von außen her das Innenteil 12 des Zerstäubers relativ zum Außenteil 11 axial zu verstellen. Die äußere und die innere Lippe 16 und 26 sind gegeneinander um ein paar Grad konisch geformt, um bei der axialen Verstellung des Innenteiles gegenüber dem Außenteil eine Veränderung der Spaltbreite der Ausströmöffnungen zu ermöglichen. Dadurch, daß den runden Flächen des Außen- und des Innenteiles, die den nach hinten divergierenden Farbkanal 32 bilden, entgegengesetzte Neigung gegeben ist, kann die Breite der Ausflußöffnung durch die axiale Verstellung des Innenteiles in der einen oder anderen Richtung vergrößert oder verkleinert werden. Diese Konstruktion hilft also bei der Gestaltung des Spritzmusters aus der Düse infolge der verschiedenen Sprühkegelwinkel, die man daraus erhalten kann.

Diese Anordnung vermindert auch die Gefahr, daß die Ausflußöffnung durch Farbe verstopft werden könnte. Wenn ihre Spaltbreite am kleinsten ist, so liegen die Lippe 16 und die Ausflußkante 28 in derselben Ebene; daher gibt es jenseits der Öffnung keinen vorstehenden Rand, an dem sich Farbe festsetzen könnte.

Um elektrische Kriechströme zu vermeiden, sind alle Ecken und Kanten des Zerstäubers mit Ausnahme ihrer zugeschärften vorderen Ausflußkanten abgerundet.

Im Betrieb wird der Zerstäuber 10 mit der einen Seite einer Hochspannungsgleichstromquelle verbunden. Deren andere Seite ist mit dem zu überziehenden Werkstück verbunden. Das Werkstück wird am Zerstäuber in einer zu seiner Achse etwa normalen Richtung vorbeigeführt, wobei der Zerstäuber auf einem isolierten Gestell montiert ist.

Es hat sich erwiesen, daß der Zerstäuber am besten arbeitet, wenn die Farbe von oben zugeführt wird und seine Achse waagerecht liegt, so daß der Druckunterschied durch Schwerewirkung in dem ringförmigen Durchlaß 32 durch den darin aus Strömungsreibung und Wirbelung entstehenden Druckunterschied aufgehoben wird.

Mit einer Potentialdifferenz von ungefähr 100 kV oder mehr zwischen dem Werkstück und dem Zerstäuber wird der dünne Flüssigkeitsfilm in der Ausflußöffnung mit Elektrizität geladen und durch kataphorische Wirkung aus dem Ausflußspalt als äußerst fein zerteilter Flüssigkeitssprühstrahl ausgestoßen. Die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen werden mit dem Potential des elektrisierten Zerstäubers aufgeladen und von dem entgegengesetzt aufgeladenen Werkstück elektrostatisch angezogen und auf ihm niedergeschlagen.

Die Zerstäubung findet an der Vorderkante des Zerstäubers statt, wo eine Corona-Entladung und eine Teilung des dünnen Films in feine aufgeladene Partikel erfolgt.

Um das Gewicht des Zerstäubers und elektrische Kriechströme daraus zu vermindern, kann das Außenteil 11 oder das Innenteil 12 oder auch beide aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff statt aus Metall hergestellt sein. Die zum Zerstäuben des Farbfilms notwendige Corona-Entladung kann man an den messerscharfen Kanten des äußeren oder des inneren Teiles, an beiden Teilen oder am freiliegenden Rande des Farbfilms erreichen.

Die scharfen kreisrunden Ausströmkanten des Außen- und des Innenteiles führen zur Ausbildung zylindrischer Coronaschleier, die den Sprühstrahl aus dem Zerstäuber zusammenhalten und ihn in unzulässigem Maße einzuengen trachten, wenn das Außen- und das Innenteil aus Metall hergestellt sind. Daher kann man eine gewisse Verbesserung in der Gleichförmigkeit und Ausdehnung des ringförmigen Sprühmusters, das mit dem Zerstäuber erzeugt wird, dadurch erhalten, daß man wenigstens das Innenteil aus elektrisch nichtleitendem Material herstellt, wodurch man die intensive Corona-Entladung beseitigt oder wenigstens vermindert, die sich sonst aus der Entladungskante eines metallischen Teiles entwickelt.

Oft ist es von Vorteil, das Innenteil 12 gegenüber dem Außenteil 11 zu drehen (Fig. 2). Der Gewindezapfen 22 des Innenteiles besteht dann aus zwei Teilen: einem Teil 22 a, das mit dem Innenteil ein Ganzes bildet und mit ihm drehbar ist, und einem feststehenden Teil 22, das mit Gewinde versehen und in das Muttergewinde 24 des Hauptkörpers 11 eingeschraubt ist. Eine Hülse 62, die aus Nylon oder einem anderen Material hergestellt ist, gestattet Drehung und axiale Verstellung des Innenteiles durch Verstellen des Zapfens 228, die die axiale Stellung des Innenteiles festlegt. Das Innenteil trägt einen Innenzahnkranz 64, mit dem ein kleineres Antriebsritzel 66 im Eingriff steht; dieses sitzt auf einer Antriebswelle 68. Diese Welle 68 tritt durch eine Bohrung im Außenkörper 11 nach außen und dient zu gelegentlichem Verdrehen des Innenteiles. Die Welle 68 kann durch einen Luft- oder Elektromotor ständig angetrieben werden, oder sie kann hin- und herbewegt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Flüssigkeitszerstäuber für elektrostatische Auftragseinrichtungen, bestehend aus einem Außenteil mit einer zylindrischen Bohrung, in die ein außen zylindrisches Innenteil eingepaßt ist, wobei die benachbarten Endflächen des Innen- und des Außenteils kegelig gestaltet sind und einen durch relative axiale Verstellung des Innen- und des Außenteils gegeneinander veränderbaren Ringspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Endflächen (16, 26) des Außenteils (11) und des Innenteils (12) gegenüber der gemeinsamen Achse nach vorn konvergieren bzw. divergieren.

2. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (12) mit einem Gewindezapfen (22, 42) in ein axiales nach hinten offenes Muttergewinde (24) des Außenteiles (11) eingeschraubt ist.

3. Zerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (12) mit dem Gewindezapfen (42) durch eine drehbare Hülse (62) verbunden und in dem Außenteil (11) eine ächsparallel nach außen führende Antriebswelle (68) mit einem Ritzel (66) gelagert ist, das in einen

an dem Innenteil (12) vorgesehenen Innenzahnkranz (64) eingreift.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung ρ 2095 IVc/75c (bekanntgemacht am 12.4.1951).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen