DE1272783B - Vorrichtung zum elektrostatischen UEberziehen eines Gegenstandes - Google Patents

Vorrichtung zum elektrostatischen UEberziehen eines Gegenstandes

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DE1272783B
DE1272783B DER18202A DER0018202A DE1272783B DE 1272783 B DE1272783 B DE 1272783B DE R18202 A DER18202 A DE R18202A DE R0018202 A DER0018202 A DE R0018202A DE 1272783 B DE1272783 B DE 1272783B
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DE
Germany
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nozzle
film
high pressure
opening
electrostatic coating
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Pending
Application number
DER18202A
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English (en)
Inventor
James William Juvinall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ransburg Corp
Original Assignee
Ransburg Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/042Outlets having two planes of symmetry perpendicular to each other, one of them defining the plane of the jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/035Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by gasless spraying, e.g. electrostatically assisted airless spraying

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum elektrostatischen Überziehen eines Gegenstandes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen ohne die Verwendung von Zerstäubungsdruckgas, bei welcher das Material unter Druck aus einer Düse mit länglicher Düsenöffnung austritt und diese Düse an Hochspannung liegt.
  • Es sind in der Technik Spritzverfahren für Farben, Lacke oder ähnliche Mittel bekannt, bei denen die zu zerstäubende Flüssigkeit einer Zerstäubungsdüse mit einem hohen Druck zugeführt wird. Bei einem abgewandelten bekannten Verfahren werden kleine Anteile des Spritzgutes stoßweise in schneller Folge unter Druck gesetzt, wobei der Schließdruck eines abgefederten Düsenverschlusses entsprechend den Druckstößen jeweils überschritten wird. Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt die Zerstäubung ausschließlich durch den hohen Druck, dem die Flüssigkeit in der Spritzvorrichtung ausgesetzt ist.
  • Des weiteren ist ein Verfahren zum Lackieren von Drähten bekannt, bei dem das Versprühen des Lakkes in einem elektrostatischen Feld erfolgt.
  • Schließlich sind auch Verfahren zum Überziehen von Gegenständen unter Verwendung eines elektrostatischen Feldes bekannt, bei dem das überzugsmaterial ohne Verwendung von Druckluft zur Zerstäubung der messerartigen Kante eines eventuell rotierenden Zerstäuberkopfes in der Form eines Filmes zugeführt und von dieser Kante zerstäubt wird. Es ist auch bekannt, das überzugsmaterial einer an Hochspannung liegenden länglichen Düsenöffnung zuzuführen.
  • Das letztgenannte Verfahren hat für gewisse Farben aber Schwierigkeiten, insbesondere metallische Pigmentfarben, Wasser-in-Öl-Emulsionen, da diese nicht mehr ausreichend fein zerstäubt werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem überzugsmaterial unter Verwendung von ohne Preßluft arbeitenden Hochdruckdüsen zu schaffen, durch die es möglich ist, den Wirkungsgrad der bekannten Vorrichtungen dieser Art erheblich zu verbessern.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Hochdrückdüse vorgesehen, deren Düsenöffnung in bezug auf die Düsenvorderfläche zurückversetzt ist.
  • Durch die beanspruchte Anwendung des Hochdruckflachstahls wird neben einer ausgezeichneten mechanischen Zerstäubung die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die zerstäubte Flüssigkeit optimal aufgenommen wird, d. h., daß eine maximale Zerstäubung erfolgt, wobei die mechanischen Kräfte überwiegen und ein optimaler Transport auf den Gegenstand erfolgt, wobei hier die elektrostatischen Kräfte überwiegen. Durch die Rückversetzung der Düsenöffnung wird eine nachteilige Beeinflussung der Zerstäubung, durch die an Hochspannung liegenden Teile verhindert.
  • In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht. Die Figur ist eine vergrößerte Darstellung einer Hochdruckdüse und des von ihr erzeugten Filmes. Aus der Figur ergibt sich, daß die verwendete Hochdruckdüse einen fächerförmigen Flüssigkeitsfilm im wesentlichen in einer einzigen Ebene erzeugt. Die Flüssigkeit in der Leitung 31 tritt durch eine sehr kleine Öffnung 32 aus, die im Querschnitt länglich ist. Die Öffnung sollte an der Auslaßstelle eine Höchstabmessung nicht größer als 0,38 mm, vorzugsweise nicht größer als 0,25 mm, haben. Eine sehr gute Düse hat 0,30 mm im größeren Durchmesser und 0,13 mm im kleineren Durchmesser.
  • Die Austrittsöffnung 32 der Hochdruckdüse ist gegenüber der Stirnwand des Düsenkörpers 30 etwas zurückversetzt und befindet sich im Ausführungsbeispiel am Boden einer halbzylindrischen Ausnehmung 33, deren Achse parallel zum größeren Durchmesser der Düsenöffnung 32 liegt. Der aus der Düsenöffnung32 unter hohem Druck austretende fächerartige Film, hat im wesentlichen den in F i g. 2 dargestellten Charakter. Der Film hat fast gerade Seiten 34 und 35, die einen Winkel von 80° einschließen.
  • In dem sich ausbreitenden Film soll ein ausreichender Druck und eine ausreichende Flüssigkeitsgeschwindigkeit aufrechterhalten werden, um die Kanten möglichst genau gerade zu halten, um die gewünschte feine Zerstäubung zu erreichen. Zur Erreichung befriedigender Ergebnisse soll der zwischen den Seiten des Films eingeschlossene Winkel vorzugsweise 50 bis 60° betragen. Wenn Flüssigkeit mit hohem Druck durch die sehr feine längliche Öffnung der Düse ausgestoßen wird, hat sie die Neigung zur Bildung von Ausläufern an jeder der Kanten. Diese Ausläufer sind an sich unerwünscht, da sie nicht nur das Niederschlagsbild ändern, sondern auch Zonen mit verhältnismäßig großen Flüssigkeitsteilchen bilden, die sich der Einwirkung des elektrischen Feldes entziehen und damit auf die Qualität des überzuges ungünstig einwirken können. Um solche Ausläufer aus der schmalen Öffnung zu vermeiden, ist es notwendig, Mindestdrücke über 21 kg/cm2 anzuwenden. Im praktischen Gebrauch wird ein Druck von 56 kg/cm2 angewendet. Auch haben sich sehr gute Niederschlagsbilder und eine Zerstäubung synthetischer Lacke aus der beschriebenen Hochdruckdüse mit Drücken in der Nähe von 110 kg/cm2 erreichen lassen.
  • In dem fächerartigen Film ergeben hohe Drücke an und in der Nähe der Kante, an der sich der Film in Einzelteilchen auflöst, bogenförmige Wellen 36a bis 36i und eine sich in radialer Richtung ausdehnende Streifenbildung von größerer oder geringerer Dichte, die in der Zeichnung mit 37ä -bis - 37g bezeichnet ist. Die bogenförmigen Wellen erscheinen bei einem etwas geringerem Druck als radiale Streifen. Es ist erforderlich, die Flüssigkeit im Verhältnis zur umgebenden Luft schnell genug auszubreiten, so daß die bogenförmigen Wellen eine sehr kurze Wellenlänge erhalten, und zwar zweckmäßig weniger als 1,2 mm, um eine Zerstäubung von ausreichender Feinheit zu erreichen. In der Praxis wurde gefunden, daß der Abstand der Filmkante, an der sich der Film in zerstäubte Teilchen auflöst, von der Mündung der Düse 32 in keinem Fall mehr als 25 mm, vorzugsweise nicht mehr als 19 mm betragen soll. Sehr vorteilhafte Arbeitsbedingungen wurden erreicht, wenn dieserAbstand in der Größenordnung von 6 mm liegt.
  • Die Düse ist aus hoch widerstandsfähigem Material herzustellen; Wolframcarbid oder ein Edelstein, z. B. ein Diamant, auch ein rostfreier Stahl sind geeignet.
  • Die Zerstäubung ist im wesentlichen insgesamt eine Funktion der mechanischen Wirkungen, die mit Bezug auf die umgebende Luft auftreten, wobei die ; turbulente bzw. nicht lineare Strömung durch die Düsenöffnung hindurch eine Rolle spielt, so daß das das Niederschlagen des Zerstäubten bewirkende elektrostatische Feld praktisch nur einen kleinen Zerstäubungseffekt ausübt.
  • Um größte Wirksamkeit zu erzielen, ist- -es notwendig, die Düse in einem genügend weiten Abstand von dem zu überziehenden Gegenstand anzuordnen, um eine ausreichende Ausbreitung der zerstäubten Teilchen zu gewährleisten und ferner eine teilweise Verteilung der sehr hohen anfänglichen kinetischen Energie der Teilchen zu gewährleisten.
  • Diese hohe kinetische Anfangsenergie wird als Kontrollfaktor beim elektrostatischen Spritzen benutzt, um z. B. am Boden einer Ausnehmung in dem zu überziehenden Gegenstand oder auch an einer Kante, an der Flansche von der Oberfläche vorstehen, eine ausreichende Filmdicke zu erreichen. Da die zerstäubten Teilchen die gleiche Aufladung haben, stoßen sie sich beim Transport gegenseitig ab, so daß an den Rändern des flachen fächerartigen Films die Dichte der Teilchen geringer ist. Dies ist für das Aufbringen von nebeneinander anzubringenden Streifen aus überzugsmaterial auf dem Gegenstand vorteilhaft, da die Ränder benachbarter Streifen sich etwas überlappen und dadurch ein Überzug praktisch gleicher Dicke erzeugt wird.
  • Die Flachstrahlen sind bei dem Ausführungsbeispiel direkt auf die Oberfläche der zu überziehenden Gegenstände gerichtet, der Flachstrahl kann jedoch auch in einem Winkel zu der Bewegungsrichtung der Gegenstände gerichtet sein.
  • Um einen genügenden elektrischen Effekt zu haben und insbesondere auch diejenigen Teilchen zu befördern, die vor Erreichen des Gegenstandes ausfallen könnten, ist es notwendig, eine Gesamtpotentialdifferenz des Feldes von wenigstens 40 000 Volt aufrechtzuerhalten. Der durchschnittliche Potentialgradient je Zentimeter sollte ebenfalls hoch gehalten werden. Mit Bezug auf die vorgenannten Abstände von Hochdruckdüse zum Gegenstand ist es vorzuziehen, ein Feld zu benutzen, bei dem die Gesamtpotentialdifferenz wenigstens 100 000 Volt und vorzugsweise 150 000 Volt oder mehr beträgt, so daß die durchschnittlichen Potentialgradienten je Zentimeter wenigstens 2000 und vorzugsweise 4000 Volt betragen.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Vorrichtung zum elektrostatischen Überziehen eines Gegenstandes ohne die Verwendung von Zerstäubungsdruckgas, bei welcher das Material unter Druck aus einer Düse mit länglicher Düsenöffnung austritt und diese Düse an Hochspannung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochdruckdüse vorgesehen ist, deren Düsenöffnung in bezug auf die Düsenvorderfläche zurückversetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 607 001, 630 568; deutsche Patentanmeldung p 17324 D VI b/75 c (bekanntgemacht am 2. 5. 1951); USA: Patentschrift Nr. 2 658 009.
DER18202A 1955-02-04 1956-01-27 Vorrichtung zum elektrostatischen UEberziehen eines Gegenstandes Pending DE1272783B (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US1272783XA 1955-02-04 1955-02-04

Publications (1)

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DE1272783B true DE1272783B (de) 1968-07-11

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DER18202A Pending DE1272783B (de) 1955-02-04 1956-01-27 Vorrichtung zum elektrostatischen UEberziehen eines Gegenstandes

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE607001C (de) * 1932-04-07 1935-10-05 Robert Bosch Akt Ges Verfahren und Vorrichtung zur Zerstaeubung von Farben, Lacken o. dgl.
DE630568C (de) * 1934-11-26 1936-05-30 Robert Bosch Akt Ges Spritzverfahren fuer Farben, Lacke oder aehnliche Mittel fuer Oberflaechenbehandlung
US2658009A (en) * 1948-05-13 1953-11-03 Ransburg Electro Coating Corp Electrostatic coating method and apparatus

Patent Citations (3)

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