DE1427677B2

DE1427677B2 - Vorrichtung zum elektrostatischen Farbspritzen

Info

Publication number: DE1427677B2
Application number: DE1427677A
Authority: DE
Inventors: Neil Rudolf Goring On Thames Oxfordshire Wallis (Grossbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-11-15
Filing date: 1963-09-27
Publication date: 1975-02-27
Also published as: US3342418A; SE314015B; NL125216C; DE1427677A1; DE1427677C3; ES293557A1; NL300523A; FI42807B; BE639903A; CH439026A; GB1024892A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Farbspritzen unter Verwendung von Druckluft, mit einem rotierenden Zerstäuber und einer Vielzahl von den Zerstäuberkopf koaxial umgebenden und zu dessen Drehachse konvergierenden Druckluft-Einzeldüsen.

Aus der deutschen Patentanmeldung M 15 973 IVa/75c ist eine Vorrichtung zum elektrostatischen Farbspritzen bekannt, bei welcher der rotierende Zerstäuberkopf von Druckluftdüsen umgeben ist, die ringförmig um die Drehachse des Zerstäuberkopfes angeordnet sind. Die Achsen aller Druckluftdüsen verlaufen dabei parallel zur Drehachse des Zerstäuberkopfs. Das von dieser Vorrichtung auf dem zu überziehenden Werkstück erzeugte Sprühbild hat die Form eines Ringes mit einer Leerstelle in der Mitte. Derartige, auch von anderen Rotationszerstäubern her bekannte Sprühbilder sind aber insbesondere dann nachteilig, wenn große Flächen gespritzt werden sollen, da bei linearer Bewegung zwischen dem Spritzapparat und dem zu überziehenden Werkstück ein großer Teil des Sprühmaterials in Parallelstreifen abgelagert wird, zwischen denen ein freier Raum mit verhältnismäßig dünnem Auftrag entsteht.

Nun war zwar aus der deutschen Patentschrift 973 478 auch eine Vorrichtung zum elektrostatischen Farbspritzen mit einem Zerstäuberkopf bekannt, bei dem die öffnungen für den zum Umlenken des abgeschleuderten Farbmaterials verwendeten Luftstrom so angebracht sind, daß die Einzelstrahlen zur Drehachse des Zerstäuberkopfes geneigt sind. Damit wird aber im wesentlichen nur eine Konzentrierung des Farbniederschlages erreicht, d. h. das Sprühbild wird kleiner, ohne jedoch seinen Ringcharakter zu verlieren.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Sprühvorrichtungen der erwähnten Art derart zu verbessern, daß ein gleichmäßiges Sprühbild in Form eines scheibenartigen Niederschlages ausreichender Größe gewährleistet ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die aufeinanderfolgenden Einzeldüsen eine bestimmte, sich wiederholende Folge unterschiedlich großer Konvergenzwinkel zur Drehachse des Zerstäuberkopfes bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der Erfindung ändert sich also der Anstellwinkel der rund um die Rotationsachse des Zerstäuberkopfes ίο angeordneten Düsen in einer bestimmten, festgelegten Reihenfolge. Es hat sich gezeigt, daß diese Unterschiedlichkeit des Anstellwinkels ein äußerst gleichmäßiges Sprühbild mit im wesentlichen gleichem Niederschlag am Sprühbildrand und im Sprühbildzentrum gewährleistet, wobei der Luftdruck innerhalb eines sehr weiten Bereiches verändert werden kann, ohne daß im Zentrum des Sprühbildes Ungleichmäßigkeiten des Farbniederschlags auftreten. Damit wird es möglich, durch Verändern des Druckes der Druckluft den Durchmesser des Sprühbildes in einem weiten Bereich zu verändern und somit dem jeweils zu sprühenden Gegenstand anzupassen.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch den Kopf einer als Spritzpistole ausgebildeten Vorrichtung,

F i g. 2, 3 und 4 Einzelteile des Kopfes nach F i g. 1 in Richtung der Pfeile gesehen.

Der Kopf der Spritzpistole besteht aus einem Schirm 27 und einer drehbaren Glocke 28. Glocke und Schirm bestehen aus isolierendem Material, es ist jedoch erwünscht, daß leitendes oder halbleitendes Material auf das isolierende Material aufgetragen oder in diesem eingeschlossen ist, um dem Schirm und dem Topf einen sehr hohen elektrischen Widerstand zu verleihen. Luft wird dem Schirm unter Druck mittels einer Luftleitung zugeführt, die auf einen Druckluftstutzen 30 aufgesteckt wird. Die Farbe wird der rotierenden Glocke unter Druck über einen Leitungsblock 40 und einer daran mit einer Mutter 44 befestigten Farbdüse 43 zugeführt. Die Glocke 28 wird mittels eines Druckluftmotors über eine Antriebswelle 35 in Umlauf versetzt. Der Druckluftmotor dient auch als elektrische Verbindung zwischen der Hochspannungsquelle und der Glocke 28. Die Hochspannungszuführung erfolgt über ein Kabel, das über einen Vorschaltwiderstand und eine Feder an den Druckluftmotor angeschlossen ist.

Der Schirm 27 am Kopf der Spritzpistole besteht aus zwei Teilen 46 und 47, die miteinander durch eine Vielzahl von Nylonschrauben 48 verbunden sind. Der hintere Teil 46 enthält eine Gewindebohrung, in welche der Luftanschlußstutzen 30 eingeschraubt ist. Das innere Ende des Luftanschlußstutzens weist zwei Löcher auf, von denen eines bei 49 sichtbar ist, welches mit einer Axialbohrung in Längsrichtung des Stutzens in Verbindung steht. Durch diese Anordnung kann dem Stutzen 30 zugeführte Luft in einen in die Vorderseite des Teiles 46 eingearbeiteten Ringkanal 50 strömen. Der hintere Teil 46 ist außerdem mit einem Längsschlitz 51 versehen, durch welchen die Antriebswelle 35 und die Düse 43 hindurchtreten können.

Der Vorderteil 47 ist im allgemeinen in Form eines niedrigen Kegelstumpfes gehalten und weist einen im wesentlichen ringförmigen Kanal 52 auf. Dieser Kanal verläuft zur Vorderseite des Kegelstumpfes, in welcher eine Vielzahl sehr feiner Löcher, wie bei 53 und 54, gebohrt sind. Die Löcher 53 und 54 befinden sich am Umfang eines Kreises dessen Mitte in der Drehachse

der Glocke 28 liegt, und ein Teil dieses aus Löchern, etwa 53, bestehenden Ringes ist in F i g. 4 angedeutet. Jedes Loch erstreckt sich durch eine wahrnehmbare Dicke des Isoliermaterials, aus dem der Vorderteil 47 hergestellt ist, und wirkt wie eine sehr kleine Luftdüse. Die Achse der Luftdüse 53 ist durch die gestrichelte Linie 55 angedeutet, während die Achse des Luftstrahles 54 durch die gestrichelte Linie 56 wiedergegeben ist. Die von den Achsen aufeinanderfolgender Strahlen mit der Drehachse der Glocke 28 gebildeten Winkel andem sich in festliegender Folge um den Kreisumfang herum, auf dem die Löcher angeordnet sind. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel ist die Reihenfolge 5, 8, 11, 8, 5, 8, 11° usw., und bei diesem Beispiel sind 88 mit einem Bohrer von ungefähr 0,34 mm Durchmesser gebohrte Löcher vorhanden.

Der Kanal 52 ist mit einer schulterartigen Einschnürung 57 versehen, auf welcher ein Ring 58 angeordnet ist, von dem ein Teil in F i g. 3 deutlicher veranschaulicht ist. Eine Anzahl Löcher 59 ist im Ring 58 ausgebohrt, und bei dem besonderen Beispiel mit 88 Luftstrahlen können 36 Löcher 59 vorhanden sein. Die Gesamtfläche der 36 Löcher 59 ist etwas größer als die

' Gesamtfläche der 88 Löcher, wie sie bei 53 und 54 angedeutet sind. Diese Anordnung ermöglicht einen dauernden Rückdruck in dem zwischen dem Ring 58 und dem Vorderende des Kanals 52 ausgebildeten Hohlraum. Der Vorderteil 47 ist ebenfalls mit einer schulterartigen Einschnürung 60 versehen, und auf dieser Schulter ist ein weiterer Ring 61 angeordnet. Ein Teil dieses Ringes ist in F i g. 4 deutlicher veranschaulicht. Wie ersichtlich, ist dieser Ring mit einer Anzahl Löchern 62 versehen, und in dem angegebenen besonderen Beispiel sind acht Löcher vorhanden. Wiederum ist die Gesamtfläche der acht Löcher 62 größer als die Gesamtfläche der 36 Löcher 59, so daß ein Rückdruck in dem Hohlraum zwischen den beiden Ringen aufrechterhalten bleibt.

Die in Ebonit ausgeführte Glocke 28 enthält einen Metallspindeleinsatz 63, in welchen das Ende der Antriebswelle 35 eingeschraubt ist Die Glocke weist eine flache Scheibe 64 auf, die mittels dreier Stege 66 mit einem äußeren, topfförmigen Teil 65 verbunden ist. Die Mündung der Glocke läuft konisch zu einer verhält-

• nismäßig scharfen Kante 67 zu, die etwa 5,6 mm vor dem Schirm 27 endet. Ferner beträgt der radiale Abstand zwischen der Kante 67 und dem Kreisumfang mit den Löchern 53 und 54 ebenfalls etwa 5,6 mm.

Im Betrieb wird die Farbspritzpistole mit dem Kopf in kleinem Abstand von dem zu bespritzenden Gegenstand gehalten, und Farbe wird der Rückseite der Scheibe 64 zugeführt. Sie wird von dieser Oberfläche durch Fliehkraft abgeschleudert und bildet auf der Innenfläche der Topfwände 65 einen Film. Durch Fliehkraft wandert die Farbe zum Konusrand 67 und wird von dessen Kante aus zerstäubt. Die zerstäubte Farbe wird dann durch das elektrostatische Feld aufgeladen und infolgedessen zu dem zu bespritzenden Gegenstand hin gezogen, da dies das nächste Ziel mit Erdpotential ist. Bleibt die Luft aus den Luftstrahldüsen im Schirm aus, würde die Bahn jedes Farbteilchens durch seine Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung bei Verlassen der Glocke, durch seine Masse, seine elektrische Ladung und durch die Ausbildung des elektrischen Feldes längs seiner Bahn bestimmt. Ist der zu bespritzende Gegenstand von flacher Form und verläuft er im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spritzpistole, ergäbe das durch den Sprühnebel erzeugte Sprühbild einen Ring mit einer mittleren Leerstelle. Bei eingeschaltetem Luftstrom dagegen wird, da die Luftstrahlen unter verschiedenen Winkeln zur Achse der Pistole zu konvergieren, eine Anzahl der normalerweise unter Bildung eines Ringmusters zum Gegenstand gelangenden Farbpartikel nach einwärts gelenkt, so daß sie die mittlere Leerstelle ausfüllen. Das Ergebnis ist, daß bei richtiger Einstellung der Luftstrahlen das bei Anwendung elektrostatischer Spritzgeräte überlicherweise entstehende Ringbild durch ein gleichmäßiges, rundes Sprühbild ersetzt werden kann. Die Luftstrahlen haben noch eine weitere Aufgabe insofern, als sie die wenigen ungeladenen Farbteilchen, die normalerweise radial vom Sprühkopf abgeschleudert würden, am Wegfliegen hindern und dieselben auf den zu spritzenden Gegenstand lenken. Ebenso hat sich die Nützlichkeit der Luftstrahlen insoweit erwiesen, als sie die erforderliche Zeit zwischen dem Spritzvorgang und dem Einbrennen durch Auftrocknen eines Teils des im Spritzgut enthaltenen Lösungsmittels während des Sprühvorgangs verringern.

Normalerweise läuft der Druckluftmotor mit 6000 bis 10 000 U/Min., und die Luft wird dem Schirm unter einem Druck von 2,8 bis 3,5 kg/cm² zugeführt. Alles in der Beschreibung der Einfachheit halber auf die Verwendung von Luft bezügliche schließt natürlich auch die Verwendung eines inerten Gases an Stelle von Luft ein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Farbspritzen unter Verwendung von Druckluft, mit einem rotierenden Zerstäuberkopf und einer Vielzahl von den Zerstäuberkopf koaxial umgebenden und zu dessen Drehachse konvergierenden Druckluft-Einzeldüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Einzeldüsen (53, 54) eine bestimmte, sich wiederholende Folge unterschiedlich großer Konvergenzwinkel zur Drehachse des Zerstäuberkopfes (28) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldüsen (53,54) Zylinderdüsen mit dem Austrittsdurchmesser wesentlich übertreffender Länge sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvergenzwinkel der Düsen (53,54) 5°, 8° bzw. 11° beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleiche Anzahl von Düsen (53,54) mit 5°, 8° und 11°-Konvergenzwinkel vorgesehen ist, wobei vorzugsweise benachbarte Düsen unterschiedliche Konvergenzwinkel aufweisen.