DE1577927A1 - Spritzgeraet zum Zerstaeuben aufteilbarer Stoffe wie Farbe mittels eines Gasstroms - Google Patents

Description

"Spritzgerät zum Zerstäuben aufteilbarer Stoffe wie Farbe mittels eines (Jasstroms"

Französische Priorität vom 23. Juni 1964 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 4706 (Isere)

Die Erfindung betrifft ein Spritzgerät zum Zerstäuben flüssiger oder fester aufteilbarer Stoffe mittels eines Gasstroms. Solche Spritzgeräte werden zum Farbspritzen, Niederschlagen von Stoffen und ähnliche Verfahren benutzt.

Das mit der Erfindung weiterentwickelte Spritzgerät ist gewöhnlich an eine elektrische HoehspannungBquelle angesehlossen, um die zerstäubten Teilchen vor-ihrer Abgabe als Sprühstrahl auf ein entsprechendes elektrisches Potential zu bringen und die so aufgeladenen zerstäubten Teilchen zu veranlassen, den Kraftlinien eines elektrostatischen Feldes zu folgen, das zwischen dem Zerstäuberkopf und einem Gegenstand aufgebaut wird,

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der mit den zerstäubten Teilchen belegt oder behandelt werden soll· Auf diese V/eise setzen sich die zerstäubten Teile auf den Oberflächen des betreffenden Gegenstandes mit nur geringfügigen Verlusten auf ihn umgebende Körper ab und bleiben danach an den bedeckten Oberflächen .durch elektrostatische Anziehung haften· Solche elektrostatischen Zerstäubungsverfahren sind bereits weitgehend in Gebrauch.

Bei den meisten Spritsgeräten, gleichgültig ob si· in dieser Weise elektrostatisch wirken oder nicht, ist gewöhnliqh ein Strom eines Gases, üblicherweise Luft erforderlich, um die ΐeilchen des zu zersprühenden Stoffes in Suspension zu bringen und dadurch den tatsächlichen Sprüh- oder Zerstäubungsstrahl au bilden. Sin solcher Gasstrom muse notwendigerweise einen Anfangsdruck besitzen und verleiht demzufolge dem vom Gerät aasgehenden Sprühstom eine beträchtliche Anfangsgeschwindigkeit.

Betrachtet man Spritzgeräte der zuvor erwähnten elektrostatischen Bauweise, so ist diese Anfangsgeschwindigkeit des Sprühstrahls manchmal von Nutzen, in anderen Fällen schädlich. Die Anfangsgeschwindigkeit kann von Vorteil sein, wenn es gewünscht ist, einen kraftvollen Sprühstrahl zu erzeugen, der wesentliche Richtkraft besitzt, beispielsweise um die Ober«- flachen.von Gegenständen zu belegen, die verhältnismässig tiefe schmale Vertiefungen besitzen, in welche die zerstäubten Teilchen in grosser Anzahl nur unter der Wirkung des elektrostati-

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sehen Feldes nicht eindringen würden, da die Feldlinien zu den Äquipotentialflächen des Gegenstandes im wesentlichen senkrecht stehen.

Gewöhnlich jedoch ist die Anfangsgeschwindigkeit des Sprühstrahls von Hachteil,. da er die zerstäubten Teilchen daran hindert, ausschließlich den elektrostatischen Kräften zu folgen und dadurch tatsächlich auf die Oberflächen des betreffenden Gegenstandes befordert zu werden· Bei e;Lnem wirkungsvollen elektrostatischen überziehverfahren würde theoretisch die Wolke geladener Stoffteilchen durch die Feldkräfte gezwungen werden, sich gleiehmäeaig über die Flächen des betreffenden Gegenstandes, auch die dem Zerstäuber abgewandten Oberflächen abzusetzen· Dies ist eines der hervorragenden Vorteile des elektrostatischen Überzugsverfahrens· Die Anfangsgeschwindigkeit des Sprühstrahls jedoch neigt dazu, die Teilchen in gerade Bahnen ohne Rücksicht auf die Ausbildung der Feldlinien zu treiben, und setzt somit die günstigen 3i,genschaften herab, die sich durch das elektro«· etatische Feld ergeben· Dieser Mangel ist besondere bemerkenswert, wenn die zu überziehenden Gegenstände weite Öffnungen, und in verschiedenen Sichtungen ausgerichtete Flächen aufweisen.

Es würde daher äusserst wünschenswert sein, wenn elektro«· statische Spritzgeräte mit Mitteln zur wahlweisen Steuerung der Eigenschaften des durch sie erzeugten Sprühstrahls ausgestattet werden könnten, und zwar zwischen einer ersten Bedingung, in der

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der -Sprühstrahl in der Form eines kraftvollen Strahls schmal.τ Querschnittabme a sunken und hoher Anfangsgeschwindigkeit vorliegt, und einer anderen Bedingung, in der der Sprühstrahl eine "weiche" Wolke eines breiten Querschnitts mit geringer Geschwindigkeit bildet, die im wesentlichen ausschliesslich den elektrostati« sehen Kräften folgt.

In der älteren Anmeldung S 89 564 VIb/75c wurde bereits ein elektrostatisches Spritzgerät vorgeschlagen, bei dem Massnahmen dafür getroffen sind, um die Geometrie der Sprühstrahlabgabe öffnung zu ändern. Wenn auch die Arbeitsweise dieses früher vorgeschlagenen Spritzgeräts zufriedenstellend ist, erfordert doch seine Konstruktion schwierige mechanische Massnahmeh, die eine genaue maschinelle Bearbeitung der verhältnismässig beweglichen I¹SiIe erforderlich machen. Dies beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit und Betriebsdauer eines solchen Spritzgeräte·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spritzgerät der eingange genannten Art zu schaffen, mit dem sich die Mgoö^ schäften der von ihm auegehenden Stoffwolke oder StoffStrahls, insbesondere hinsichtlich Breite und Geschwindigkeit steuern lassen, und solche Sprühstrahlsteuerungen vorzusehen, die pneumatisch wirken, um nicht zusätzliche verwickelte Hechaniseien vorsehen zu müssen.

Dies gelingt erfindun^Si-emäss. durch Mittel sur Erzeugung eines zusätzlichen GasStroms, der den die betreffenden Stoffe

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zerstäubenden Gasstrom unter Regelung der Stoffzerstäubung in Form eines rotierenden Gaswlrbels umgibt. Man sieht hierfür gewöhnlich vor, eine an die Stoff .zufuhr angeschlossene mittlere Stoffabgabeöffnung, eine letztere koaxial umgebende, an eine unter Druck stehende Gasleitung angeschlossene konvergierende und dadurch das Gas in eine den abgehenden Stoffstrom schneidende Bahn lenkende ringförmige Gasaustrittsöffnung und eine ■letztere koaxial umgebende, den Gaswirbelstrom abgebende zweite ringförmige Gasausströmöffnung.

Me Erfindung basiert auf der Feststellung, dass dann, wenn ein Sprühstrahl flüssiger oder fester Teilchen der Wirkung eines Y/irbels ausgesetzt ist, nämlich einen wirbelnden Strom von Luft oder anderen Gasen, der den Sprühstrahl hauptsächlich koaxial umgibt, der Sprühstrahl veranlasst wird, sich in Uuer«· richtung su verbreitern, so dass seine Querabmessungen vergrössert v/erden, während seine lineare Geschwindigkeit entsprechend vermindert wirß» Offensichtlich ist dies zumindest teilweise auf die durch den Wirbel erzeugte Saugwirkung surückzu-» _/führsiij. die die aera täubten Teilchen radial auewärta zieht»

Ir, der Zeichnung ist ein Spritzgerät der erflndungsgeiaäBS vorgeschlagenen Art in mehreren beispielsweise gewählten Ausführung si or zne η achematiach veranschaulicht. Pig« 1 zeigt in -. Seitenansichtund im länge schnitt eine elektrostatische Spritspistole,, die mit einer Spruhstrahlsteuerung genäse der Erfindung ■ausgestattet ist, Pigs 2 zeigt im Längsschnitt in vergrössertem

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Masstab den Zerstäuberkopf der Spritzpistole der Pig. 1. Pig. ist ein Querschnitt längs Linie III-III der Pig. 2. Pig. 4 zeig"!; in weiterer Vergrösaerung S'Chaubildlich einen Bestandteil des Zerstäuberkopfee der Pig. 2 und 3. Pig. 5 veranschaulicht das allgemeine Aussehen eines Sprühstrahls, wie er durch die Spritzpistole genäss der Erfindung in zwei verschiedenen Arbeitsweisen erzeugt wird. Pig. 6 und 7 lassen in ähnlichen Ansichten wie Pig. 2 und 3 den Zerstäuberkopf in einer anderen Ausführungsform erkennen·

Die in Pig. 1 wiedergegebene elektrostatische Spritzpistole besitzt einen Handgriff 2 und einon Pistolenlauf 4, der aua elektrisch isolierendem Material hergestellt ist, a.B· einea Acetalharz wie Delryn oder einem Harz wie Araldit· Am äusseren Ende des Pistolenlaufs 4 ist ein Zerstäuberkopf 6 vorgesehen, der in grösserem Masstab in seinen Einzelheiten in Pig· 2 bis 4 dargestellt ist'»

Bin· axiale Leitung 8 für Farbe (oder andere zu zerstäuben* de Stoffe) ist durch den Pistolenlauf 4 gebildet und an ihre© rückwärtigen Ende mittels einee Anschlussrohres 10 und eines Farbflussregelvsntils 12 an eine Parbsufuhrieitung 14 -ange-schlossen, die ihrerseits an eine nicht dargestellte Parbq.uello an·*----- schaltbar ist. Ein Abzughabel 16, der am Piatolengriff 2 bei 20 angelenkt ist, ist mit eine© das Parbflussregelventil 12 betäti«· genden Slied 18 verbuaden_B so dass ein Herabdrücken des Absug*·

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htbels 16 gegen die Kraft einer nicht dargestellten Jeder ds» Ventil 1£ öffaefi läset und den Farbfluoa von der Zuführleitung 14 srur ?&rbl©itung θ freigibt, 3>ea Parbfluseregelventil 12 let eine Bina tsllainriohtung in Form eine» Brehknopfs 22 zugeordnet, durch dessen Drehen die in der Offenlage des Ventils .12 angebotene Durchflussmenge durch übliche j nicht zeichnerisch wieder-' gegebene Nadelorgane geändert werden kann·

Der Pistolenlauf 4 besitzt ferner zwei längsgeH nhtete Luftleitungen 24 und 26, die durch den. Pistolenlauf 4 seibot gebildet sind· Die Luftleitung 24 liegt näher en der Längsachse dee Fletoltalaufβ als die Luftleitung 26. Die innere Luftlei«· tuRg 24 ist aa Direst rückwärtigen Ende über ein Ansehlu&erohr mit desa Auslass «inee ersten Iftiftventils 30 verbuRden, dessen Einlaea an eine Luftzufuhrleitung 32 angeschlossen ist, die an eine entsprechende Druakluftq.uelle anachaltbar ist« Dg» Luftventil 30 beeitstt ein Betätigungag.lied 34_t das zu dem Abzughebel 16 geführt und an diesen angelenkt ist, so dass ein Drüoken des Abzughsbele 16 gleichzeitig mit öffnen öes Parfeflusereigel*' ' ventile i2 auch zu» öffneja. dea ersten Luftventils 30 führt,

Me gtew«Hi oder Wirbelluftleitung 26 ist an ihrdia rückwärtigen Ende über ein Anschlußsrohr 36 mit den Ausgang eines zweiten Luftventile 38 verbunden, dessen Eingang über eine Zweigleitung 40 an dem Ausgang dea ersten Luftventila 30 liegt,·- Das sTrVeite Luftventil 38 besitzt eine Betätigungsstange, die ;·

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sich durch eine rückwärtige Wand des Pistolengriffs erstreckt und an seinem äusseren freien Ende einen Druckknopf 42 aufweist, der mit dem Daumen des Betätigers niederzudrücken ist, während letzterer seinen Zeigefinger an den Abzughebel 16 legt. Diese Anordnung ist bei der hier dargestellten Ausführungsform so getroffen, dass das zweite oder Wirbelluftventil 38 gewöhnlich geöffnet und nur bei Niederdrücken des' Druckknopfs 42 geschlossen iat.

Durch einen weiteren in dem Pistolen^auf 4 gebildeten Längskanal erstreckt sich ein Hoehspannungskabel 44» das an sei-· nem rückwärtigen iinde von der Pistole ausgeht und an eine ent— sprechende Hochspannungsquelle mit niedriger Gleichstromenergie anschaltbar ist,, wie diese von einem nicht dargestellten elektrostatischen Generator lieferbar ist. Im Pistolengriff ist ein Schalter 46 mit einem durch, einen Teil des Ab;.ugshebels 16 betätigbaren Schaltknopf angeordnet und über Anschlussle.iter 48 angeschlossen, welche die Hochspannung dem Kabel 44 zuführen, so dass die Betätigung des Schalters 46 durch Niederdrücken des Abaugshebels 16 eine Spannung vom Hochspannungsgenerator an das Kabel 44 anlegen lässt. .

In Pig. 2 ist im. Querschnitt der am vorderen Ende der Spritzpistole angeordnete Zerstäu'berkopf 6 in beispielsweise gewählter Ausführungsform veranschaulicht. Die axiale Farbleitung mündet hierbei in einen vorderen Nasenkeil des Zerstäuberkopfes. Vorzugsweise ist die Ausströmöffnung 50 für die Farbe ringförmig,

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und zu diesem Zwecke Ist in den Bndteil der Fnrbleitung 8 ein Einsatz 52 unter Pressitz eingeführt. Der in Fig. 4 ■schaubildlich in grö3serem Masstab wiedergegebene Einsatz 52 besitzt einen Hauptteil, der aus drei Längsrippen 54 gebildet ist, die umfänglich im Winkel von 21° zueinander angeordnet sind und teilzylindriüche Aussenwandflachen besitzen, die sich dicht an die zylindrische Wandung der Bohrung 8 anlehnen; diese Rippen 54 begrenzen zwischen sich bogenförmige Kanäle für den Färb— durchfluss· Ausgehend von dem äusseren Ende dieses Einsatzkörpere 52 ist ein zylindrischer Schaft 56 vorgesehen, dessen Aussenflache mit der Innenfläche der Bohrung 8 die ringförmige Ausströmöffnung 50 für die Abgabe der Farbe vom Zerstäuberkopf der Pistole begrenzt.

Die innere Luftleitung 24 mündet an ihrem vorderen Ende in eine rlrl^öriaige Druckkammer 58 rechteckigen querschnitts. Die äusaere umfängliche Y/andung und die vordere Stirnwand der Kammer 5Θ lot durch Flächen einer inneren Kappe 60 geeigneter Poragebuag gebildet, die um die mittlere Hase des dort kon« aentrisch angeordneten Kopf abschnitte angeordnet ist. Die ina*r« umfängliche Wandung der Druckkammer 58 besitzt vier umfänglich in Abstand angeordnete, tangential gedichtete öffnungen 62, die aia besten in Fig. jj zu sehen sind und die mit ihren inneren Enden mit. einer inneren Wirbelkammer 64 verbunden sind, die teilweise durch die Kappe ·60 begrenst ist. Die innere Wirbelkammer besitis-t'hauptsächlich rechteckigen querschnitt und ist an ihrem

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vorderen Ende mit einer rin£förmi_oen,. n^ch vorne sich .verjüngenden Luftausströmöffnung 66 verbunden, die zwischen, im Abstand befindlichen Ko axial flächen" der vorragenden mittleren !fase des Zerstäuberkopfes und de» inneren Kappe 60 gebildet ist.

Bein Betrieb der zuvor beschriebenen Spritzpistole öffnet ein Drücken des Abzugshebels 16 das Farbflussregelventil 12, so dass ein Farbflüssigkeitsstrom von der Leitung .14 durch die Leitung 8 geliefert und als ein ringförmiger Film oder Haut durch die ringförmige Abgabeöffnung 50 abgegeben wird» Gleichseitig lässt das Drücken des Absughebels 16 das erste Luftventil öffnen,, so dass Druckluft von der Leitung 32 über die Leitung 24 und die Druckkamiser 58 der Abgabeöffnung 50 zugeführt wird· Von der Druckkammer 58 wird durch die tangentialen öffnungen 62 naeh innen der inneren Wirbelkammer 64 Druckluft zugeführt, wo sie eine rasche Wirbelbewegung auf Grund der tangentialen Anordnung der öffnungen 62 annimmt· Dieser Wirbelluftstrom geht von der Kammer 64 durch die verjüngte riögföroige Luftausatrömöffnung 66 nach aueaen, so dass sie den die mittlere ringförmige Abgabeöffnung 50 verlassenden ringförmigen Fltissigkeitsfila umgibt und schliesalich achneidet. Dies bewirkt eine äusserst wirksame Zerstäubung der Flüssigkeit.

Wenn die Farbe oder sonstige Flüssigkeit von der ringförmigen Abgabeöffnung 50 abgegeben wird, wird sie von dem Kabel 44 auf eine elektrische Hochspannung aufgeladen. Zu diesem Zweck ist in einen dem Einsatz 52 benachbarten Endabschnitt der Leitung

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8 ein Metallrohr 68 eingesetzt, das über einen elektrisch leitenden Streifen 70 mit einer leitenden Feder 72 verbunden ist, die gegen das vordere Ende des Hochspannungskabels 44 stösst· Vorzugsweise weist das Hoehs.pannurigsfcabel 44 einen nicht dargestellten Schutzwiderstandsteil in seinem an die Feder 72 angrenaenden Endbereich.auf. Die Gieichstromhochspannung, an - die das Kabel 44 geschaltet ist, wird somit dem Metallrohr 68 und damit"!dem letzteres verlassenden FlÜBsigkeitsfilm zugeführt, so dass die Flüssigkeitsteilchen auf ein entsprechendes hohes Potential aufgeladenwerden, wenn sie die öffnung 50 verlassen und durch den von der umeebenden ringförmigen öffnung 66 aus- > j> gehenden Luftwirbel zerstäubt werden·

Die geladenen Flüealgkaitateilchen folgen somit nicht eng genug den Kraftlinien des elektrischen'Feines, was auf ihre übermassige Aufangegeschwindigkeit zurüokaufuhren ist, eo dass Gefahr besteht, dass sie«irgendwelche Flächen nicht erreichen, die nicht unmittelbar von den Sprühstrahl getroffen werden· Dieser Range 1 frerttfeit bei den "bisher übliohen dermrtigen ai.% .^: Druokluft arbeitenden Spritzpifftolen·

Im praktischen Betrieb derartiger Einrichtungen'wurde nun gefunden, dass mm, während es unter gevfissen Umetänden wünBchensvrert iet, einen Sprühstrahl mit einer verhältnismässi« hohen AnfangsgecjChv/indigkeit und einem kleinen öffnungswinkel des Sprühkegels vorzusehen, um so eine vresentliche Hichtkraft zu haben, in vielen anderen Fällen die besseren S.pritztiberzugser-

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gebnisse erzielt werden, wenn der vom Zerstäuberkopf ausgehende zerstäubte Sprühstrahl in Form einer Wolke mit verhältnismäseig weitem Winkel und niedriger Geschwindigkeit vorliegt. Bei einer eolchen mit niedriger Geschwindigkeit ziehenden Sprühwolke sind die Farbteilchen freier der Wirkung der. elektrostatischen Feldkräfte unterworfen, die sie veranlassen, längs der Feldlinien zu wandern, die zu den Oberflächen eines zu überziehenden degenetandee führen, auch wenn solche Oberflächen nicht unmittelbar der Z-e*8täuberdüae gegenüberliegen. Ein wirkungsvolleres W Zerstäuben wird dann insbesondere in dem Falle von Gegenständen möglich sein, die grosse 3palte'und Öffnungen besitzen, wie dies bei Pahrradrahmen, Stühlen, fenstergitter oder sonstiges Lattenwerk u.dgl. der Fall ist.

TTm die Breite des Sprühstrahls 3U steigern und dessen Geschwindigkeit au mindern, ist erfindungagemäss Vorsorge ge-"' troffen, einen äueseren, den Sprühstrahl umgebenden Luftwirbel zu schaffen. Zu diesem Zweck mündet die äussere Luftleitung 26 [ an ihrem vorderen Ende inline äussere ringförmige Druokk&mner ?4_f die Jyjilwelse »wischen einer äusseren zylindrischen Fläche der inneren Kappe. 60 und einer inneren zylindrischen Fläche einer äuseeren Kappe 76 begrenzt ist, die konzentrisch um die Kappe 60 angeordnet ist· Vier durch die innere umfängliche Wandung der Aussenkappe 76 gebildete Auslässe 78 münden tangential in eine äuesere ringförmige Wirbelkammer 80, die durch die innere Kappe 60'begrenzt ist. -^ie äussere 'Wirbelkai-mer 80 ist an ihrem vorderen Ende mit einer sich verjüngenden ringförmigen ausströmöffnung

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82 verbunden, die zwischen der Aussenkappe 76 und Innenkappe 60 -gebildet ist und eine ringförmige Austrittsöffnun^; besitzt, die konzentrisch um die innere ringförmige luft ausströmöffnung 66 radial auswärts derselben in einem beträchtlichen Abstand von ihr nach hintenliegt, wie dies aus Pig. 2 zu ersehen ist. Eine Überwurfmutter 85, die mit einem inneren Plansch'einen äusseren Plansch der Au-sßenkappe 76 hintergreift, "iat- auf einen Gewindeteil des Zerstäuberkopfes 6 aufgeschraubt, um die Teile zusammenzuhalten.

Wenn der Bedienungsmann einen Sprühstrahl mit niedriger Geschwindigkeit und verhältnisniässig grossem Querschnitt erzeugen möchte, so sieht er davon ab, den.-Druckknopf 4-2 niederzu* . drücken» wodurch das zweite Luftventil 38 Offengelassen wird· Dadurch wird der äusseren Druckkammer 74- Luft zugeführt und in der Susseren Wirbelkammer 80 auf Grund der tangentialen Lage der Auslässe 78 ein Y/irbel erzeugt» Der sich einstallende' äussere Luftwirbel wird vorzugsweise in der Form eines konvergierenden Kegels gehalten, der in einem stärkeren Masse ale der innere Luftwirbel konvergiert, -fie aus der gegAtseitigen Winkel*· lage zwischen dem öffnungswinkel, der inneren Luftausströmöffnung 66 und der äusseren Luftaustrittsöffnüng 82 ersichtlich ist.

Die Bildung dieses äusseren Luftwirbel.s hat die. unmittelbare schlagartige Wirkung einer Änderung der -Eigene) chaf. ten des vom Sprühkopf 6 ausgehenden Sprühstrahls» Wie in Fig. 5 ange~ · deutet ißt, wird der bei Abwesenheit des äusseren Wirbels er-

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zeugte, verhältnismässig schmale, mit hoher Geschwindigkeit austretende Sprühstrahl 84 bei Einsatz des äusseren Luftwirbels in eine Sprühwolke 86 von wesentlich grösaerer Breite oder grösaarem öffnungswinkel und entsprechend verminderter Geschwindigkeit umgewandelt. Die geladenen Spfühteilchen sind dann eher in der lage, den elektrostatischen Kräften zu ent-

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sprechen, denen sie ausgesetzt sind, als in dem Falle, da sie vorherrschend ihrer ursprünglichen Geschwindigkeit, unterworfen sind. Wird dagegen ein mit hoher Geschwindigkeit austretender, harter oder kraftvoller Sprühetrahl gewünscht, so wird der Druckknopf 42 niedergedrückt, um das zweite Luftventil 38 zu echliessen«

Zwar «iod die genauen Gründe, die für diese Wirkung antwortlich find, nicht völlig aufgeklärt; man glaubt jedoch, daßβ der Wechsel in die Form der Sprühwolke zumindest teilweise d«xa Unterdrück buzubeinreiben ist, der auf Grund der »rfindungsgemäsaen Maeenahmen um den Sprühstrahl herum durch den äusseren Luftwirbel geschaffen wird· Dieser Unterdruck neigt offenbar dazu, die Sprühteilchen radial nach aussen zu ziehen, wobei diese radiale Ausbreitung der Sprühwolke ausreichend iat, um zu einer wesentlichen Minderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Sprühteilchen zu führen.

Unter anderen, zum gleichen Ergebnis führenden Bedingungen wurde festgestellt, dass das Ausmacs an Zerstäubung des Sprüh— strahle durch die Wirkung des äusseren luftwirbels unmittelbar

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von der vom äusseren Luf.twirbel abgegebenen Luftmen^e abhängt und diese Wirkung theoretisch so gross wie gewünscht gemacht werden kann. Der aussere Luftwirbel wird nämlich, wenn er stark genug ist, den Sprühstrahl veranlassen, die Kichtung umzukehren, d.h. um einen Winkel umzulenken, dor grosser als 180 ist_t und sich somit rückwärts zu dem Bedienungsinann ausbreiten. Um diese unerwünschte Situation zu vermeiden, vird die Kraft des äusseren Luftwirbels vorzugsweise in zweckmassig ständiger Weise so eingeregelt, um den Sprühwinkel des Sprühstrahls bei Umkehr des äuseeren Luftwirbels auf .einen 90 oder, 100° nicht überschreitenden Winkel zu beschränken. Wenn dieser Winkelber.eich überschritten wird, neigt der resultierende Strahl dazu, unstabil zu werden*,, wenn der äus3ere Luftwirbel verwendet wird, so dass kleine Schwankungen la zugeführten Luftdruck oder andere Faktoren dann Ursaohe zeitweise nachteiliger Rückschläge des Sprühstrahlβ in der bereits angezeigten Weise sein können·

Gewünschtenfalls können jedoch für den Bedienungsmann Mittel zugänglich geafacht werden, zua genaueoJiinsteilen dee Aue»

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maeaes der abgegebenen Menge des äusaeren Luftwirbels; eine solche Einstellung kann sweckmässig durch Drehen des Betäti·· guru? s knopf es 42 erfolgen, um den effektiven Durchflussquerschnitt des zweiten Luftventils 38, 2.B. durch entsprechende'Einstellung einer nicht gezeigten Ventilnadel· zu ändern.

Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, dass die Wirkung und Arbeitsweise des äusseren Luftv/irbels, der von der äusaeren

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ringförmigen Luftausotrömöffnung 82 abgeht, völli« verschieden ist von der Wirkung des üblichen inneren Luftwirbels, der durch die innere iuftausßtrömöffnung 66 nach außsen tritt« Die Funktion dieses inneren LuftwirbelR besteht darin_t die betreffende Flüssigkeit zu zerstäuben, während die Aufgabe des äusseren Luft— wirbeis bei seiner Verwendung darin besteht, den Sprühstrahl zu veranlassen_t sich grosser auszubreiten und seine Geschwindigkeit herabzusetzen«

In Fig. 6 und 7 ißt eine weitere beispieleweise gewählte Ausführungsform dee mit der SrfindunÄ vorgeschlagenen Spritzgeräte dargestellt, bei der kein innerer Luftwirbel verwendet wird, wobei die Zorstäuberfunktion durch einen mehr axial fliessenden als wirbelriden inneren Luftstrom erfüllt wird. In diesen Figuren 6 und 7 sind Teilen der in den vorhergehenden Figuren entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen und v/erden nachstehend im einzelnen nicht nochmals beschrieben, ^urch die axiale Färb zuführleitung 8 erstreckt sich eine längs«- ! bewegliche Stromregelstange 88, die an ihrem vorderen Ende einen konischen Ventilkopf besitzt, der mit einem Sitz in der Bohrung 92 zusammenwirkt, um der Farbe oder sonstigen Sprühflüssigkeit eine regelbare Austrittsöffnung zu bieten. Diese Regelstange 88 ist so angeordnet, um.durch Fingerdruck auf einen dem Abzughebel 16 (Fig. 1) entsprechenden Hebel in Längsrichtung bewegt werden zu können. : ·

Die Farbabgabeöffnung oder -bohrung 92 ist in dem äusseren Endbereich eines rohrförmigen Einsatzes oder Düsenkörper 94 ge-

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bildet, der in eine Erweiterung der Farbzufuhrleitung 8 eingesetzt ist und einen Querflansch besitzt, eier im Abstand axial hinter dem Ende dieser Leitung sitzt und mit seiner umfänglichen Fläche auf der Innenfläche der inneren Kappe 60 sitzt. Der Einsatz 94besteht aus elektrisch leitendem Material und

. weist einen Seitenarm 96 auf, der mit dem HochspannungsIeicer über eine Feder in elektrischem Kontakt steht. In dem Querflansch des Einsatzes 94 sind mehrere umfänglich in Abstandangeordnete öffnungen 98 ausgebildet, die sich in einer Längsrichtung erstrecken, d.h. parallel zu der Mittelachse des Zerstäuberkopf ea. Die öffnungen 98 münden an ihren rückwärtigen Baden iÄ eine Druckkammer 100, die an der rückwärtigen Fläche dieses Flansches angrenzt und in die die innere Luftleitung 24 einmtindet. Die öffnungen 93 führen an ihren vorderen Enden in eine Ausötrömkammer 102, die sielt nach vorne verjüngt und dort mit der ringförmigen Luftaustrittsöffnung 104 in Verbindung steht, die zwischen der Innenfläche der Kappe 60 und der Auiseaflache des vorderen Endbereichs des Einsatzes 94 ausgebildet.

Im Betrieb dieser Ausführungsform lässt ein Niederdrücken dee Abzughebels 16 (Fig. 1),gleichzeitig mit dem Zurückziehen der Stange 88 unter Abgabe der Sprühflüssigkeit durch die axiale öffnung 92 auch das erste Luftventil 30 öffnen, um über die Leitung 24 Druckluft in die Druckkammer 100 und durch die axialen Öffjjunisen 98 in die Ausatrömkainmer 102 zu leiten, wobei die Luft als eine axial .'fliessende ringförmige Schicht austritt,

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um den. durch, die axiale Öffnung'92 austretenden Farbarfoom elektrisch aufzuladen»

Wenn der Bedienungemann bei Drücken des Abzughebels 16 mit seinem Daumen gleichzeitig den Druckknopf 92 niederdrückt, um ds.s .zweite-luftventil j>8 zu schliessen, tritt der sich ergebende Strom zerstäubter Farbe in Form eines unter einem v^rhältnismässig schmalen Kegelwinkel austretenden kraftvollen Strahl-mit hoher Geschwindigkeit eus. V/enn andererseits der Druckknopf 42 nicht niedergedrückt wird,,strömt Druckluft durch das Ventil 38 und die Leitung 26'zu der Druckkammer -74 und anschliessend durch die tangentialen Öffnungen 78 in die Wirbelkammer 80, um eine Wirbelluftschicht durch die äussere ringförmige Luftaußströmöffnung 82"wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform abzugeben. Die Wirkung, dieses LuftwirbelG wiederum veranlasst den Sprühstrahl, in einer breiteren Wolke mit einer verminderten Geschwindigkeit auszutreten, um so besser den elektrostatischen Kräften zwischen dem Zerstäuberkopf und den Flächen dea zu besprühenden Gegenstandes zu entsprechen·

Selbstverständlich kann bei einer der soeben beschriebenen entsprechenden Ausführungsform, die einen nicht vertikalen inneren Luftstrom zur Zerstäubung der Sprühflüssigkeit verwendet, die Flüssigkeitsabgabeanordnung gewünschtenfalls so.wie in den Fig. 2 bis 4 ausgebildet sein, wobei die Stromrßgelstange 88 fortgelassen und ein Einsatz 52 verwendet is/t, um dem abgegebenen Flüssigkeitsstrom eine Ringform zu verleihen.

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Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, bleibt die den Flüssigkeitsstrom ausbreitende 'Wirkung de a ausseren Luftwirbels wirkungsvoll, wie auch die Form des inneren Lüftstrome sein mag, welcher der Zerstäubung der Farbe oder sonstigen Sprühflüssigkeit dient.. Während i& den Fig. 2 bis 4 der innere Luftstrom als ein Wirbel gezeigt ist, der sich in.gleicher Richtung wie der äuösere, nämlich den .Flüssigkeitsstrom ausbreitende Luftwirbel umläuft und in den Fig. 6 bis 7 der innere Luftstrom axial strömt, werden gleiche Wirkungen erzielt, wenn der innere, die Zerstäubung bewirkende Luft-

strom in Form eines Wirbels abgegeben wird, der gegenüber dem äusseren Luftwirbel in umgekehrter Richtung dreht· Um gewünschtenfalle eine solche Anordnung zu treffen, wäre es lediglich notwendig, die Reihe der inneren tangentlalen Öffnungen 62 der Pig. 3 in einer Richtung winklig aneuordnen, die von derjenigen der äuseeren tangentialen Ausläse© 78 umgedreht ist.

Wie bereite angedeutet, ist das maximale Maas, mit den ■loh der 3prti£uitr*hl ausbreite» Ifteot bew. um da· deia äueieren Luftwirbel ·icher eint Strömung orteilt wird, praktisch durch das Vorhandensein einer unstabilen Bedingung begrenzt, di« den Sprühstrahl gleichzeitig veranlassen kann, in seiner Strömungerichtung umzukehren zu neigen» Während dies gewöhnlich keine Störung verursacht, so dass diese obere Grenze des Ausbreitwinkels für die meisten praktischen Zwecke ausreichend ver— grössert v/erden kann, liess sich feststellen, dass die Stabil!- tat des Sprühstrahlε in Anwesenheit des äusseren Luftwirbels

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durch Y/irbelstroinablenkorgane wie eine axial gerichtete ringförmige lippe oder Plansch 106 verbessert werden kann, wie diese in Figo 6 angedeutet und um die Austrittsöffnung dee äusseren Luftwirbels angeordnet ist. Statt einer solchen durchgehenden ringförmigen axialen Lippe oder Plansch haben sich auch radiale oder.schraubenförmige Flüeel zur Verbesserung der Stabilität des Luftv/irbel- und Sprühstrahls wirkungsvoll erwiesen.

Bei einer praktischen Ausführungsforra des erfindungsgensäasen Spritzgeräts in der in Pig. 1 bis 4 gezeigten Bauweise besitzt die ringförmige Farbabgabeöffnung 50 eine Breite von· 0,5 nun und einen mittleren Durchmesser von 3,5 mm. Die innere' Luftauairömöffmmg 66 und die öussere Luftaustrittsöffnung 82 besitzen eine Breite von jeweils etwa 0,5 mm. Der Druck der Druckluftquelle und die Druckabfälle längs der Strompfade des Luftflussea sind derart eingerichtet, dass der Luftdruck jevreils in den Kammer 58 uad 78 et\va 500 g/cm beträgt. Die inneren tangentialen öffnungen 62 waren in der Anaahl von 4 mit

■ ■ ■ -. ρ einem gesamten Durchflussquerschnitt von 3 mm vorhanden· äueser-en tangentialen Auslässe 78 sind ebenfalls in der Anzahl

von vier mit einem gesamten Durchflusscjjierschnitt von 3 mm vorhanden. Bei Abwesenheit des äusseren Luftwirbels, %enn nämlich der Druckknopf 42 niedergedrückt ist, v/urde der Sprühstralil 84 (Pig. 5) 30 cm hinter dem vorderen Ende dea Zerstäuberkopfes 6 mit einer Breite von 5 bis 10 cm gemessen, was einem öffnungswinkel von 10 bis 20° entspricht j sein** durchschnittliche Ge-

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schwindigkeit betrug etwa 10 m/sec. Wenn dagegen der äussere Luftwirbel im Betrieb vorhanden ist, wird der Sprühstrahl 86 (Fig. 5) als eine Wolke mit 40 cm Breite bei einem öffnungswinkel von etwa 70° gebildet und strömt nur mit einer Geschwindigkeit von 2 m/sec,wie in der gleichen Entfernung vom Zerstäuberkopf gemessen wurde. . ■

Das hier vorgeschlagene Spritzgerät ist auch im Zusammenhang mit der Abgabe fester Pulverteilchen geprüft und-als äusserst wirkungsvoll bestätigt worden und lässt sich daher mit Vorteil auch beim elektrostatischen überziehen mit Kunststoffpulvern u.dgl. anwenden* Der Aufbau des Zerstäuberkopfes kann in diesen Fällen im wesentlichen der gleiche wie der beschriebene sein, ausgenommen dass alle Strömung8querschnitte wesentlich vergrössert und scharfe Winkel und Hindernisse vermieden und die gewöhnlich üblichen Vorkehrungen getroffen werden, um ein Verstopfen des Gerätes an irgendeiner Stelle durch das Pulver zu vermeiden. Für die elektrische Aufladung der Teilchen können gewünschtenfallt Mittel vorgesehen sein, die die Form von lonlaierelektrodea aufweisen, die so angeordnet sind, um die Luftmolekül· au ionisieren, anstatt oder zusätzlich die zu zerstäubenden Teilchen zu ionisieren·'

Das in der vorhergehenden Beschreibung verwendete Wort "Sprühstrahl" deckt auch eine Suspension seiner Teilehen in Luftoder anderen Gasen, ungeachtet dessen, ob die Teilchen in fester

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oder flüssiger Phase vorliegen»

Wenn auch die höchste Nützlichkeit des Spritzgeräte gemäss der Erfindung aus den angezeigten Gründen unter Ausnutzung des elektrostatischen Feldes liegt, kann das hier vorgeschlagene Spritzgerät auch "bei Abwesenheit einer an den Sprühstoff angelegten elektrischen Ladung betrieben werden und hat sich auch in solchen Fällen als recht vorteilhaft erwiesen· Selbstverständlich kann, das Spritzgerät n^ch der Erfindung nicht nur als Handspritzpistole ausgebildet sein, gondern auch für stationäre Anlagen verwendet werden. ·

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BAD ORfQiNAL

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   T. Spritzgerät zum Zerstäuben aufteilbarer Stoffe wie Farbe mittels eines Gaastroms, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen Gasstroms, der den die betreffenden Stoffe zerstäubenden Gasstrom unter Regelung der StoffzerstäubunÄ in Form eines rotierenden Gaswirbels umgibt.

   2. Spritzgerät ns.ch Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kittel,

   welche die betreffenden Stoffe vor deröli Abgabe vom Gerät

   elektrisch aufladen.

   <"~*\ '■' -3.!Spritzgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an die Stoffzufuhr (.8, 14) angeschlossene mittlere Stoffabgabe öffnung (50), eine letztere koaxial umgebende, an eine unter Druck stehende Gasleitung (24·) angeschlossene konvergierende und dadurch das Gas in eine den abgehenden Stoffstrom achneidende Bahn lenkende ringförmige Gasaustrittsöffnun€ (66) und durch eine letztere koaxial umgebende, den GaBViirbeIstroin abgebende zweite ringförmige Grasausetrömöffnung (82).

   4·» Spritzgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des zusätzlichen, in einer Wirbelbewegung abgehenden Gäestrons eine nit der zv/eiten ringförmigen Gasausströmb'ff-■-. .niing-.. .(.82) verbundene ringförmige Wirbelkammer (74·) vorgesehen

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   ist, die eine oder mehrere umfänglich verteilte, tangential gerichtete Auslässe (78) aufweist, deren eines Ende in die Y/irbelkammer übergeht und deren anderes Ende in eine an die Gaszufuhr aneehliessbare Druckkammer (80) mündet.

   5. Spritzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4_t dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gasstrom in Form eines Wirbele abgebbar ist. ■. . . "

   P 6, Spritzgerät nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gaswirbel in gleichen oder entgegengesetzten Richtungen umlaufen.

   7"· Spritzgerät nach Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abgabe, des ersten Gaaetroms. in Wirbelform eine mit der ersten ringförmigen Gaeauetrittβöffnung (66) verbundene ringförmige Wirbelkammer (64) vorgesehen ist, die eine oder mehrere umfänglich verteilte, tangential gerichtete Öffnungen (62) aufweist, deren eines Ende in diese. WirbeJUcan» msr übergeht urA Aeren anderes Ende in eine an-die Gaßzuxuitr anschliUBabaro IDiaickkamnifir (68) mündet.

   8. Spritzgerät, nt.ch einem der Ansprüche 1 bia 7,. gekemiseiehnot durch eino Steuerung (38_t 42) zur wahlweisen Abgabe und Sperrung dec ere ton Wirbeletroma»

   ORIGINAL

   9· Spritzgerät nach Anspruch. Q in Form einer Handspritzpistole, gekennzeichnet durch eine erste von Hand betätigbare Steuerung, z.B. in Form eines Abzughebels (16),dessen Betätigung gleichzeitig den Stoffstrom und den ersten Gasstrom auslöst, und eine zweite von Hand betätigbare Steuerung, s.B. in Form eines Druckknopfes (42), dessen wahlweise Betätigung die Mittel zur Abgabe des ersten Wirbelstroins in und auaser Betrieb setzt·

   10, Spritzgerät nach Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerung (16) bei Betätigung gleichzeitig auf einen Schalter (46) wirkt, der zur Aufladung des Stoff- und/oder Gasstroms ein elektrisches Potential an das Gerät legt.

   11. Spritzgerät nach einem der Ansprüche θ bis 10, gekennzeichnet durch eine an die Druckgasquelle anschaltbare gemeinsame Gas.zufuhrleitung (32), ein mit seinem Eingang an letztere angeschlossenes und mit seinem Ausgang an die zum Zerstäuber (6) führende Gasleitung (24) angeschaltetes, durch die erstere Steuerung (16) betätigbaree Gasventil (30.) und ein aweites, mit seinem Eingang an den Ausgang des ersten Gas·· ventils und mit seinem Ausgang an die das Gas für den zu erzeugenden Gaswirbel führende Gasleitung (26) angeschlossenes Gasventil (38)e

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   12. Spritzgerät nach Ansprüchen 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die nittJere Stoffabgabeöffnung (50) ringförmig ausgebildet ist,

   13. Spritzgerät nach Ansprüchen 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stoffbahn vor der Stoffabgabeöffnung (50), in Richtung des Stofflusses gesehen, ein elektrisch leitendes Element (68) angeordnet und an eine Grleichetromhochspannungsquelle anachalfbar ist.

   H* Spritzgerät nach ein©» der Ansprüche 3» 4 oder 12, zeiohnat durch den Wirbelstrom ablenkende Organe, z,B# eine ringförmige Lippe (1O6)_S die die zweite (Jaeausströmöffming (104·) umfänglich umgeben (Jig. 6).

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