DE1427673A1

DE1427673A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen Aufbringen von UEberzuegen

Info

Publication number: DE1427673A1
Application number: DE19611427673
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Watanabe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-07-20
Filing date: 1961-01-12
Publication date: 1968-12-12
Also published as: US3093309A; GB975238A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf unter Ausnutzung elektrostatischer Ladungen arbeitende Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum Herstellen.von Überzügen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Üfrerzugsmaterial mit Hilfe von Druckluft zerstäubt und das zerstäubte Überzugsmaterial auf dem zu überziehenden Gegenstand mittels elektrostatischer Kräfte niedergeschlagen wird.

Da die Teilehen des Überzugsmaterials eine gewisse Anfangsgeschwindigkeit besitzen, wenn'das Material mittels bekannter Verfahren zerstäubt wird, fliegen gewisse Mengen der Überzugsmaterialteilchen, welche die elektrostatische Kraft überwinden, aus dem elektrostatischen Feld heraus, so daß Überzugsmaterial verloren geht. Um dies zu verhindern, muß man die Spritzgeschwindigkeit herabsetzen, doch werden die Teilchen des Überzugsmaterials bei Verwendung von Spritzdüsen bekannter Konstruktion größer, wenn man den Druck der Luft vermindert, und das Volumen des ausgespritzten Überzugsmaterials wird kleiner, wenn man mit Düsen von kleinerem Durchmesser arbeitet, so daß man für die Erzeugung eines gewünschten Überzugs eine längere Zeitspanne benötigt. 809812/0416 BAD

Ein Ziel der Erfindung "besteht nunmehr darin, die Ausstoßgeschwindigkeit des Überzugsmaterials herabzusetzen, ohne das Volumen des je Zeiteinheit ausgespritzten Materials zu vermindern, ferner die Zerstäubung des Überzugsmaterials in einer solchen Weise zu bewirken, daß im wesentlichen die gesamte Menge des Überzugsmaterials auf den zu überziehenden Gegenständen niedergeschlagen wird, sowie ohne Rücksicht auf die unterschiedliche Form der zu überziehenden Fläche gleichmäßige Überzüge zu erzeugen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, zu verhindern, daß das zerstäubte Überzugsmaterial bzw. die Farbe aus dem elektrischen Feld herausfliegt, und die Verluste an Überzugsmaterial dadurch herabzusetzen, daß die Breite des Sprühstrahls und die Stellung der Spritzpistole variiert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Geschwindigkeit des Luftstroms herabzusetzen, der das ausgespritz te Überzugsmaterial enthält, ferner die Wirkung der adsorbierenden Kraft des elektrischen Feldes, zu steigern, dem das zerstäubte Überzugsmaterial ausgesetzt wird, und die Menge des Überzugsmaterials zu vermindern,. die,aus dem elektrischen Feld herausfliegt, wobei außerdem-eine-gleichmäßigere Ausbildung des Oberflächenüberzugs gewährleistet ist. .-.-., .., ..

Weiterhin sieht die Erfindung eine tragbare Vorrichtung für die elektrostatische Erzeugung von Überzügen vor, die" einen größeren Anwendungsbereich-« besitzt-.-und. sich' a-n beliebigen Punkten.,benutzen, läßt, z.B.. innerhalb-;. od,er außerhalb ,eines Gebäudes sowie an hoch oder tief liegenden Stellen. _OA^

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Ferner sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, welche· die elektrostatische Erzeugung von Überzügen ermöglicht, und zwar insbesondere unter Verwendung eines wasserlöslichen Überzugsmaterials, wobei die Zerstäubung nicht auf elektrischem Wege, sondern mittels Druckluft erfolgt.

Ein System zur elektrostatischen Erzeugung von Überzügen, bei dem mit pneumatischer Zerstäubung gearbeitet wird, liefert zwar eine sehr gute Zerstäubung, und dem Überzugsmaterial wird eine bestimmte Geschwindigkeit verliehen; bei einer gewöhnlichen Spritzpistole benötigt man zu diesem Zweck einen Spritz-

druck von etwa 3i5 kg/cm , während bei einer sogenannten Kie-

derdruck-Spritzpistole mit einem Druck von etwa 2 kg/cm gearbeitet werden kann; die Geschwindigkeit, die dem zerstäubten Überzugsmaterial durch den. Spritzdruck verliehen wird, beträgt in einer Entfernung von 30 cm von der Düsenöffnung 15 m/sec. Wenn der zu überziehende Gegenstand in einer solchen Entfernung von der Düse angeordnet ist und eine Spannung von 90 000 V angelegt wird, wird ein Anteil von etwa 40 $ des Überzugsmaterials auf dem Gegenstand niedergeschlagen, während der restliche Anteil von 60 $> nicht auf den zu überziehenden Gegenstand gelangt, sondern sich an anderen Punkten niederschlägt; außerdem können die Teilchen des Überzugsmaterials bei einer Geschwindigkeit von etwa 15 jn/see selbst dann nicht einwandfrei angezogen werden, wenn eine starke Coronaentladung von etwa 90 000 T vorhanden ist.

Wenn dae zerstäubte Überzugsmaterial vollständig unter dem Eirifliiß des elektrischen leides gehalten werden soll, muß

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man die Geschwindigkeit, mit der das Überzugematerial ausgespritzt wird, innerhalb eines Bereichs halten, innerhalb dessen die auftretenden Kräfte kleiner sind als·die elektrostatische Anzieheungskraft.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit mehreren Düsen ausgerüstet, wobei auf jede Düse, ein Teil des Spritzdrucks entfällt, um die Spritzgeechwindigkeit des Überzugematerials innerhalb dieses Bereichs zu halten, innerhalb dessen die auftretenden Kräfte kleiner sind als die elektrostatische Anziehungskraft, so daß die weiter oben erwähnten Ziele erreicht werden.

Somit wird die Spritzgeschwindigkeit auf einem solchen Wert gehalten, daß die auftretenden Kräfte kleiner sind als die elektrostatische Anziehungskraft; mit anderen Worten, diese Forderung läßt sich gemäß der Erfindung erfüllen, und es läßt sich erreichen, daß das Volumen des ausgespritzten Materials gleich der Summe der von den verschiedenen Düsen abgegebenen Materialmengen ist.

Weitere Einzelheiten und Torteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt in einer Vorderansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtungο

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Mg.1.

Fig. 5 veranschaulicht die Benutzung einer erfindungsgemäßen Spritzpistole in einer perspektivischen Darstellung.

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Pig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, die sioh von derjenigen nach Fig. 3 untersoheidet.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausbildungsform einer erfindungegemäßen Spritzpistole.

Fig. 6 ist ein teilweise als waagerechter Schnitt gezeichneter Grundriß der Spritzpistole nach Fig. 5, der die Zufuhr dea Überzugsmaterials und der Druckluft zu den Düsen erkennen läßt.

Das in Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsbeispiel umfaßt einen Spritzpistolenkopf 13» der an seinem vorderen Teil mehrere Düsen 10 trägt, welche jeweils in der Mitte außerordentlich kleine Auslässe 11 für das Überzugsmaterial aufweisen, die von Druokluftauslässen 12 umgeben sind; die Auslässe für das Überzugsmaterial sind entweder mit einem Behälter 15 (Fig. 5) für das Überzugematerial verbunden, der an dem Spritzpistolenkopf 13 befestigt ist und an eine Bohrung 14 angeschlossen ist, die sioh duroh den Pistolenkopf 13 erstreckt, oder aber mit einem von der Spritzpistole getrennten Behälter für das Über-' augsmaterial, der duroh eine geeignete Leitung mit der Spritzpistole verbunden ist? ferner wird von geeigneten Mitteln aus, die ebenfalls von dem Pistolenkopf 13 getrennt angeordnet sind, BruokXuf* über Kanäle 16 (Flg. 6) zugeführt, die sioh duroh.den Pietolenkopf 13 eretreoken. feder die Mittel zum Zuführen von . Druckluft noch der Behälter für dae Überzugsmaterial sind aus g.Vdta Zeiobnuftgea eraiohtliohi jedooh eeigt Fig. 1 einen Einlaß-' 14a und einen Binlaöatutzen 16a, die beide mit Außen-

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gewinde versehen sind und mit dem Kanal 14 zum Zuführen des Überzugsmaterials bzw. mit den Luftkanälen 16 innerhalb des Pistolenkopfes in Verbindung stehen* Der Pistolenkopf 13 besteht aus einem isolierenden Material, während die Düsen 10 aus Metall hergestellt sind.

Ein Überzugsmaterial, z.B« Farbe, lack, Wachs oder dergl., wird über den Verbindungskanal 14 innerhalb des Pistolenkopfes zugeführt und gelangt zu den Auslässen der Düsen 10, wo die Zerstäubung des Überzugsmaterials erfolgt, wenn es die Düsen zusammen mit der Druckluft verläßt, welch letztere jeweils am Umfang der Auslässe für das Überzugsmaterial austritt; an den Pistolenkopf wird mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung 18 (Pig.4) eine hohe elektrostatische Spannung angelegt, so daß der Pistolenkopf als Elektrode wirkt, deren Polarität derjenigen des zu überziehenden Gegenstandes 19 entgegengesetzt ist, so daß ein vorbestimmtes elektrisches Feld zwischen dem Pistolenkopf und dem Gegenstand entsteht.

Wenn ζ«Β« fünf Düsen 10 mit einem Durchmesser von 0,5 mm

vorhanden sind und den Düsen ein Druck von etwa 0,5 kg/cm zugeführt wird, erfolgt eine vollständige Zerstäubung des Überzugsmaterials, und die Geschwindigkeit des zerstäubten Materiale beträgt in einer Entfernung von 30 cm von den Düsen 10 0,5 nt/seo; das Volumen des ausgespritzten Überzugsmaterials ist ebenso groß, wie es der Fall sein würde, wenn das Material mit einem Druqk von etwa 2,8 kg/om aus einer einzigen Düse ausgespritzt würde.

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Somit werden die Teilchen des Überzugsmäterials in dem . Luftstrom, in dem sie mit geringer Geschwindigkeit zerstäubt werden, in dtr Schwebe gehalten, und wenn die auf diese Weise erzeugten Teilchen auf den zu überziehenden Gegenstand 19 ge-

leitet werden, kommt die hohe elektrostatische Spannung in hohem Maße zur Wirkung, und die Teilchen des Überzugsmaterials werden auf wirtschaftliche Weise auf dem Gegenstand 19 nieder-

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geschlagen·

In Fig. 5 und 6 ist eine weitere Ausbildungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine in bekannter Weise ausgeführte Spritzpistole mit einem Pistolenkopf 13 versehen ist, der mehrere Düsen 10 trägt; es ist somit eine größere Zahl von Düsen vorhanden als bei bekannten Spritzpistolen, und jede einzelne Düse dient zum Ausspritzen eines Teils der Gesamtmenge des Überzugsmaterials, wobei sich die Geschwindigkeit des ausgespritzten Materials entsprechend vermindert.

Bs sei bemerkt, daß zur Vermeidung erheblicher Spannungsstöße sowie von Funkenüberschlägen bei.der Benutzung eines elektrostatisohen Systems in Verbindung mit einer Spritzpistole der beschriebenen Art ein isolierter Drehtisch 25 (S¹Ig. 3) aus isolierendem Material vorgesehen ist, der eine Anzahl von elektrisoh leitenden Fortsätzen 24 aufweist, welche an seiner Oberseite vorgesehen sind; gemäß Fig. 3 ruht der Drehtisch gemäß der Erfindung auf einem HoohspannungsIsolator 26, und das Aufbringen des Überzugs erfolgt mit Hilfe der geerdeten Spritzpistole, wobei eine Ausgangsleitung der Mittel 18 zum Erzeugen einer Hohen Spannung mit den leitenden Fortsätzen 24 verbunden

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ist, während der zu überziehende Gegenstand 19 auf dem Drehtisch 25 "bzw., den leitenden Fortsätzen 24 ruht. An einem geeigneten Teil des Griffs der Spritzpistole ist eine Ventilbetätigungsstange 21 vorgesehen, die .nach Art eines Pistolenabzughebels ausgebildet ist«

Der -Drehtisch 25 kann im vorliegenden lalle von den Mitteln -18 zum Erzeugen einer hohen Spannung getrennt ausgebildet sein, wobei eine Ausgangsleitung der Mittel 18 mit dem Drehtisch verbunden ist; jedoch kann man auch, die zu übersiebenten Gegenstände dadurch erden_g daß man eine Isolation zwischen dem Pistolenkopf 13 und dem Pistolenkörper 1? in Form eines Isolators 20 (lig_e 4) vorsieht und den Pistolenkopf 13 mit einer Ausgangsklemme der Mittel 18 sum Erzeugen einer hohen Spannung verbindet ο

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung tragbar ausgebildet ist₅ eignet sie sich sum Überziehen von unregelmäßig geformten Gegenstanden ₉ und sie kann sowohl außerhalb als auch innerhalb von Gebäuden benutzt werden.

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Pat entansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE ^l

Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostati- ^! 'eohen Aufbringen von Überzügen, umfassend mehrere Düsen, die in der Riohtung des Auespritzens am Kopf einer Spritzpistole befestigt sind, sowie Druckluftkanäle, welche einen kleinen Durchmesser aufweisende Auslässe für das Überzugsmaterial in der Mitte jeder Düse umgeben, wobei die Auslässe für das Überzugsmaterial und die Druckluftkanäle innerhalb des Spritzpistolenkopfes verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe für das Überzugsmaterial und die Druokluftkanäle mit dem Behälter für das Überzugsmaterial bzw. mit Mitteln zum Ausstoßen des Überzugsmaterials verbunden sind, wobei der Behälter für das Überzugsmaterial und die Mittel zum Ausstoßen des Überzugsmaterials von der Spritzpistole getrennt angeordnet sind, und daß die Austrittsgeaehwindigkeit des Überzugsmaterials erheblich herabgesetzt ist, da sich das aus der Spritzpistole ausgestoßene Volumen auf mehrere Düsen verteilt.

2. Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen von Überzügen, umfassend mehrere Düsen, die in der Richtung des Ausspritzens am Kopf einer Spritzpistole befestigt sind, Druckluftkanäle, welche einen kleinen Durchmesser aufweisende Auslässe für das Überzugsmaterial in der Mitte jeder Düse umgeben, wobei sich die Auslässe für das Überzugsmaterial und die Druckluftkanäle innerhalb des Spritzpistolenkopfes erstrecken, und wobei die Auslässe für das Überzugsmate-

. rial rait einem an dem Spritzpistolenkopf befestigten Behälter • für das Überzugsmaterial verbunden sind, während die Druckluft-

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kanäle mit getrennt von der Spritzpistole angeordneten Mitteln zum Ausstoßen des Überzugsmaterials verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit des Überzugsmaterials erheblich herabgesetzt ist, da sioh das mit Hilfe öes Spritzpistolenkopfes ausgespritzte Volumen auf mehrere Düsen verteilt.

3. Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen von Überzügen, umfassend mehrere Düsen, die in der Richtung des Ausspritzens am Kopf einer Spritzpistole befestigt sind, sowie Druckluftkanäle, welche einen kleinen Durch~ messer aufweisende Auslässe für das Überzugsmaterial in der Mitte ;jeder Düse umgeben, wobei sioh sowohl die Auslässe für das Überzugsmaterial als auch die Druckluftkanäle innerhalb des Spritzpistolenkopfes erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftkanäle mit getrennt von dem Spritzpistolenkopf angeordneten Mitteln zum Zuführen von Druckluft verbunden sind, so daß eine erhebliche Verminderung der Austrittsgeschwindigkeit des Überzugsmaterials dadurch erzielt wird, daß sich das auszuspritzende Vojlumen auf mehrere Düsen verteilt, und daß eine nach Art eines Pistolenabzugs ausgebildete Ventilbetätigungsstange zum Öffnen und Schließen der Druckluftkanäle auf einem geeigneten Teil des Griffs der Spritzpistole vorgesehen ist«

4o Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen von Überzügen, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzpistolenkopf aus einem isolierenden Material besteht, während sämtliche von mehreren vorhandenen Düsen, die in der Eich« tung des Ausspritzens an dem Spritzpistolenkopf befestigt sind,

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aus Metall hergestellt sind, wobei an diese Düsen eine hohe . Auegangespannung von Mitteln zum Erzeugen einer hohen elektrostatischen Spannung angelegt wird, und daß jede Düse in der Mitte einen Auelaß von kleinem Durohmesser für das Überzugsmaterial aufweist, wobei jeder dieser Auslässe von Druokluftkanälen umgeben ist, die im Inneren des Spritzpistolenkopfes mit anderen Druokluftkanälen sowie den Auslässen in Verbindung stehen, so daß sie ein Spritzsystem bilden, durch das eine erhebliohe Verminderung der Austrittegeschwindigkeit des Überzugsmateriels dadurch erzielt wird, daß ein ausgestoßenes Volumen auf mehrere Düsen verteilt wird.

5. Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen von überzügen, umfassend einen Spritzpistolenkopf aus einem isolierenden Material und mehrere Düsen aus Metall, die in der Richtung des Ausspritzens am Kopf einer Spritzpistole befestigt sind und eine erhebliche Verminderung der Austritt sgesohwindigkeit des Überzuesmaterials bewirken, da das ausgestoßen· Volumen auf mehrere Düsen verteilt wird, dadurch gekenneeichnet, dafl der zu überziehende Gegenstand gegenüberdar Spritsfistole durch eine geerdete Fördereinrichtung unterstützt wird» an die eine hohe elektrostatische Spannung angelegt ist, wobei ein geeigneter Abstand aufrechterhalten wird, um dazwischen ein elektrisches ?eld zu erzeugen.

6. Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen von Überzügen, umfassend mehrere Düsen, die in der Richtung des Ausspritzens am Kopf einer Spritzpistole befestigt sind, wobei die Spritzpistole geerdet ist und Druckluft-

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i kanäle aufweist, welche die Auslasse für das Überzugsmaterial in der Mitte der einzelnen Düsen umgeben, und wobei Mittel zum Erzeugen einer Hohen elektrostatischen Spannung isoliert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überziehende Gegenstand auf einer Unterstützung ruht, die an ihrer Oberseite eine Anzahl von leitfähigen Fortsätzen aufweist, wobei der zu überziehende Gegenstand gegenüber den Austrittsöffnungen der Düsen angeordnet ist, wobei eine erhebliche Verminderung der Austrittsgesohwindigkeit des Überzugsmaterials dadurch erzielt wird, daß die Menge des auszustoßenden Überzugsmaterials auf mehrere Düsen verteilt wird, wobei ein geeigneter Abstand aufrechterhalten wird, um ein elektrisches Feld zwischen den Düsen und dem zu überziehenden Gegenstand zu erzeugen»

7. Vorrichtung der Spritzpistolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen von überzügen, umfassend mehrere Düsen, die in der Richtung des Ausspritzens am Kopf einer Spritzpistole befestigt sind, einen kleinen Durchmesser aufweisende Auslässe für das Überzugsmaterial in der Mitte jeder Düse sowie diese Auslässe umgebende Druckluftkanäle, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangeleitung von Mitteln zum Erzeugen einer hohen elektrostatischen Spannung an den mehrere Düsen tragenden Kopf der Spritzpistole angeschlossen ist, wobei die Austrittegeschwindigkeit des überzugsmateriale erheblich herabgesetzt ist.

6. Vorrichtung der Spritzpietolenbauart zum elektrostatischen Aufbringen τοη Überzügen, umfaß«end mehrere Düsen, die . in der Richtung des Ausspritzen· am Kopf einer Spritzpistole / befestigt sind, einen kleinen Durchmesser aufweisende Auslässe

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für das Überaugsmmterial in der Mitte der Düsen sowie Druckluftkanäle, welohe die Auslässe für das Überzugsmaterial umgeben» daduroh gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit des überzugemateriaj.·, das aus dem mehrere Düsen tragenden Kopf der Spritspistole ausgestoßen wird, erheblich herabgesetzt iat, und dafl eine Ausgangsleitung ron Mitteln zum Erzeugen einer hohen elektrischen Spannung vorgesehen ist, wobei diese Mittel mit geeigneten Abmessungen als tragbare Einrichtung ausgebildet sind, um eine Benutzung der Spritzpistole mit der Hand zu ermöglichen.

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