DE1677171C3

DE1677171C3 - Elektrostatische, vorzugsweise von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Aufstäuben von Überzügen auf Werkstücke

Info

Publication number: DE1677171C3
Application number: DE1677171A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. B44c 3-04 Antrag
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1959-06-18
Filing date: 1960-06-18
Publication date: 1974-07-25
Also published as: US3009441A; GB960102A; BE592009A; DE1677171B2; CH370679A; DE1677171A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische, vorzugsweise von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Aufstäuben von Überzügen auf Werkstücke mit einem an eine in Abhängigkeit seines Abstandes vom Werkstück veränderliche Hochspannung angeschlossenen Zerstäuberkopf mit ringförmiger Zerstäuberelektrode, innerhalb der eine ein kleineres Potential als die Zerstäuberelektrode aufweisende Zusatzelektrode angeordnet ist und außerhalb der eine Abschirmung mit einer in die Zerstäubungsrichtung weisenden Kante vorgesehen ist.

Es ist eine elektrostatische Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Überzugsmaterial bekannt (schweizerische Patentschrift 321 226), bei welcher eine aus Metall bestehende und an eine Hochspannung angelegte Zerstäuberelektrode von einem sich nach vorn konisch erweiternden Abschirmschild aus Isolierstoff umgeben ist, der zum Schutz der Bedienungsperson und zur Verhinderung einer zu großen Annäherung der Elektrode an den zu überziehenden Gegenstand und weiterhin als strahlformendes Element zur Erzeugung einer größeren Gleichmäßigkeit der Ablagerung der zerstäubten Teilchen dient. Der Schild ist in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Zerstäuberelektrode angeordnet und steht außerdem um einen großen Abstand von der vorderen Kante der Zerstäuberelektrode vor. Dadurch soll erreicht werden, daß keine Überschläge zwischen Zerstäuberclektrode und geerdeten Gegenständen stattfinden. Dies wird jedoch bei der bekannten Ausführungsform dann nicht erreicht, wenn die zu überziehenden Gegenstände während ihres Transports durch die Überzugszone in Schwingung geraten sind und dadurch vorstehende Teile der Gegenstände in den Raum innerhalb dci Schildes hineingelangen. Zudem ist die bekannte Vorrichtung unhandlich, hohle Gegenstände können schlecht überzogen werden, da wegen der Größe des Schildes in das Innere des Gegenstandes schlecht hinein zu gelangen ist und der Schild wird wegen seiner großen Oberfläche im Betrieb elektrostatisch aufgeladen, was einerseits für die Bedienungsperson gefährlich ist und andererseits die Qualität des erhaltenen Überzugs beeinträchtigt.

ίο Ferner wird bei einem älteren nicht veröffentlichten Vorschlag (deutsche Offcnlegungsschrift I 402 625) zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen mit einer Flüssigkeit eine Zwischenelektrode verwendet. Durch eine innerhalb des ringförmigen Zerstäubungsmusters angeordnete Elektrode wird eine das Zerstäubte nach innen hin anziehende Zone geschaffen und zu diesem Zweck wird diese Elektrode auf einem elektrischen Potential zwischen dem Potential der aufgeladenen Zcrstäuberelektrode und dem Potential der zu überziehenden Gegenstände gehalten. Dieser ältere nicht vorveröffentlichtc Vorschlag betrifft das Problem, bei Anwendung elektrostatischer Zerstäjbungseinrichtungen die Bildung eines ringförmigen Zerstäubungsmu-

sters zu vermeiden, er betrifft jedoch nicht das vorangehend erläuterte Sicherheitsproblcm.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art das bei ringförmiger Zerstäuberclektrode auftre-

tende ringförmige Niederschlagsmuster in einen auf die Fläche des zu überziehenden Gegenstandes gleichmäßig verteilten Niederschlag umzuwandeln und dies durch eine verhältnismäßig kleine leicht zu handhabende Vorrichtung zu erreichen.

Demgemäß ist eine elektrostatische, vorzugsweise von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Aufstäuben von Überzügen auf Werkstücke mit einem an eine in Abhängigkeit seines Abstandes vom Werkstück veränderliche Hochspannung angeschlossenen Zerstäuberkopf mit ringförmiger Zerstäuberelektrode, innerhalb der eine ein kleineres Potential als die Zerstäuberelektrode aufweisende Zusatzelektrode angeordnet ist und außerhalb der eine Abschirmung mit einer in die Zerstäubungsrichtung weisenden Kante vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zerstäuberelektrode konzentrisch umgebende Abschirmung, die aus Isoliermaterial besteht, in unmittelbarer Nähe der Zerstäuberclektrode angeordnet und direkt von der Zerstäuberelektrode getragen ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Verwendung der Zerstäuberclektrode mit dem Hochspannungskreis an ihrer Außenfläche durch einen Berührungskontakt hergestellt ist, erstreckt sich die Abschirmung über den Bereich dieses Berührungskontaktes.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer rotierenden Zerstäuberelektrode umgibt die Abschirmung auch die freie Rückseite der Zerstäuberelektrodc.

Durch die Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß gegenüber den bekannten Ausführungen ein einwandfreier sicherer Gebrauch einer insbesondere von Hand zu tragenden Zerstäubereinrichtung mit einer erheblich kürzeren Abschirmung möglich ist, die weit handlicher als die bekannten ist. Außerdem kann die Zerstäuberpistole dem zu überziehenden Gegenstand erheblich weiter genähert wer-

den, ohne daß die Gefahr eines intensiven FunkeniibeiSchlages und damit die Gefahr einer Explosion gegeben wäre. Außerdem hat sich die Zeit zum Überziehen von Gegenständen verkürzt, weil durch die Ausbildung des Sprühmusters praktisch das gesamte zerstäubte Material auf dem zu überziehenden Gegenstand niedergeschlagen wird.

Line Ausführungsform einer Zerstäuberpistole mit einer solchen Abschirmung ist in den F i g. 1 und 2 beispielsweise dargestellt.

Eitle von Hand zu haltende Zerstäubervorrichtung ist in Fig. I schematisch dargestellt. Ein länglicher Körper 75 aus Isoliermaterial ist mit einem Metallhandgriff 76 und einer Abzugscinrichtung 77 zum Betätigen eines Ventils versehen, das den Strom eines flüssigen Überzugsmaterials regelt. Ein ringförmiger Zerstüuberkopf 78 oder Zcrstäubereleklrode ist an dem vorderen Ende des Körpers 75 drehbar angeordnet. Diese ringförmige Zerstäuberclektrode 78 besteht vorzugsweise aus Isoliermaterial, welches mit einer Schicht eines Materials mit sehr kleiner Leitfähigkeit bzw. mit verhältnismäßig hohem elektrischen Widerstand überzogen ist. Die rotierende Zerstäuberelcktrode 78 wird durch einen Stromkreis auf eine hohe Spannung, beispielsweise 80 bis 90 kV aufgeladen, der eine hohe wirksame Impedanz hat, die im vorliegenden Fall durch Widerstände 79 und 80 jeweils in der Größenordnung von 500 Megohm geschaffen ist. Die Widerstände 79 und 80 werden mit Hochspannung von einer Stromquelle 81 gespeist, die eine Ausgangsspannung in der Größenordnung von beispielsweise 100 kV erzeugen kann. Innerhalb der sich drehenden Zerstäubelelektrode 78 befindet sich eine innere Zusatzelektrode 82 aus Isoliermaterial, die mil einem Film von hohem elektrischen Widerstand, der jedoch etwas leitend ist, überzogen ist. Während des Arbeitens wird dieser Film als Folge der von der ringförmigen Zerstäuberelektrode 78 zu der inneren Zusatzclektrode 82 und dann durch einen spannungsabfallerzeugenden Widerstand 83 fließenden Kriechstromes auf einer Spannung gehalten, die zwischen der der Zerstäuberclektrode 78 und Erde liegt. Der Widerstand 83 hat beispielsweise einen Wert in der Größenordnung von 10 000 Megohm.

Eine Verbindung zur Erde von dem Widerstand 83 wird durch einen Elektromotor 84 geschlossen, der die drehbaren Teile an dem vorderen Ende der Zerstäubereinrichtung dreht, und der Motor 84 ist durch den geerdeten Metallhandgriff 76 geerdet. Der sich drehenden ringförmigen Zersläuberelektrode 78 ist eine sehr leichte Abschirmung zugeordnet, die mit 85 bezeichnet ist, und diese Abschirmung 85 und ihre Beziehung zu den anderen Teilen wird nachstehend im einzelnen beschrieben.

Insbesondere aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die rotierende Zerstäuberelektrode 78 an ihrer Innenfläche zu einer verhältnismäßig scharfen äußeren Kanu. 78 a zugespitzt ist. Flüssiges Uberzugsmaterial, welches durch ein Speiserohr 86 zugeführt wird, fließt in einem dünnen Film auf die Innenfläche des rotierenden Teiles zu der Kante 78«, wo es elektrostatisch zerstäubt wird. Das Hochspannungs-Zerstäuber- und -Aufladefcld an der Kante 78 ο wird teilweise durch die Spannungsdifferenz zwischen dieser Kante 78 « und dem zu überziehenden geerdeten Gegenstand und teilweise durch den Spannungsabfall zwischen dieser Kante 78« und der Kante 82 λ der inneren Zusatzelektrode 82 erzeugt. Spannung wird an den hochohmigen (jedoch etwas leitenden) Überzug an der Außenfläche des Zerstäubers 78 durch einen kleinen Berührungskontakt 87 angelegt der mit dem leitenden Film während des Drehens der Zerstäuberelcktrode 78 einen elektrischen Kontakt herstellt.

Die Abschirmung 85 gemäß der Erfindung umgibt die Zerstiiuberkante 78« bzw. die Zsrstäuberelektrode 78 und erstreckt sich von ihr über eine kleine

ίο Entfernung nach vorn, die größer als der Funkenabstand für die Kante 78 α bei einem potentialherabsetzenden Stromkreis ist, ersteckt sich jedoch weit weniger nach vorn als es dem Funkenabstand für eine Elektrode in einem elektrischen Stromkreis entspräche, der keine potentialherabsetzenden Eigenschaften hat. Die Verbindung mit dem das Potential reduzierenden Stromkreis ermöglicht eine viel kürzere Abschirmung als es sonst möglich sein würde, und schafft dadurch eine Zerstäuberpistole, die viel

ao handlicher ist.

Die dargestellte Abschirmung 85, die von der ringförmigen Zerstäuberelektrode 78 getragen werden kann und sich mit ihm dreht, ist aus einem Hochspannung gut isolierenden Material hergestellt und

as vorzugsweise biegsam und besteht beispielsweise aus Polyäthylen. Der vordere Teil 85 α der Abschirmung 85 kann der Kante 78 a verhältnismäßig naheliegen und braucht nur um ein Geringes von dieser Kante 78 « nach vorn vorzustehen. Das Vorhandensein der inneren Zusatzelektrode 82 ermöglicht, daß die Abschirmung 85 der Kante 78« der Zerstäuberelektrode 78 "sehr nahe gebracht werden kann, ohne die Oualität der elektrostatischen Zerstäubung nachteilig zu beeinflussen. Es wurde gefunden, daß bei dieser

Art einer von Hand gehaltenen Zerstäubereinrichtung gemäß der Darstellung die Abschirmung 85 in einem Abstand von etwa 1,2 cm von der Kante 78 a der Zerstäuberelektrode 78 angeordnet sein kann. Die dargestellte Abschirmung 85 übt weiter eine sehr

erwünschte zusammendrückende Wirkung auf den äußeren Durchmesser des Zerstäubungsmusters aus und reduziert den dünnen Rand von etwas trockeneren Sprühteilchen, der anderenfalls den erwünschten Teil des Sprühmusters umgeben würde, ohne die Qualität der Zerstäubung nachteilig zu beeinflussen. Weiterhin wurde gefunden, daß durch die Anordnung der Abschirmung 85 mit einem hinteren sich einwärts erstreckenden Teil, der mit 85 b bezeichnet ist, Kricchströme von dem Berührungskontakt 87 weitestgehend reduziert werden, und dieser Teil sowohl als auch die Kante 78 a der Zerstäuberelektrode 78 werden gegen zufällige unerwünschte Berührung abgeschirmt. Bei einer von Hand gehaltenen Zerstäubereinrichtung der beschriebenen Art mit hoher Impedanz wurde gefunden, daß das Vorhandensein der Abschirmung 85 rings um den Berührungskontakt 87 eine bis etwa 5 kV höhere Zerstäuberspannung an der Kante 78 α der Zerstäuberelektrode 78 ergibt. Die Abschirmung 85, insbesondere in Verbindung mit einer Zerstäuber- und Aufladeeinrichtung der hier dargestellten und beschriebenen Art gewährleistet einen guten mechanischen Schutz, ferner eine erwünschte Verkleinerung des äußeren Durchmessers des Zerstäubungsmusters, ohne die Qualität der elektrostatischen Zerstäubung zu vermindern; ferner schützt sie den Berührungskontakt in solcher Weise, daß die Übertragung der Spannung zur Kante der Zerstäuberelektrode verbessert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatische, vorzugsweise von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Aufstäuben von Überzügen auf Werkstücke mit einem an eine in Abhängigkeit seines Abstandes zum Werkstück veränderliche Hochspannung angeschlossenen Zerstäuberkopf mit ringförmiger Zerstäuberelektrode, innerhalb der eine ein kleineres Potential als die Zerstäuberelektrode aufweisende Zusatzelektrode angeordnet ist und außerhalb der eine Abschirmung mit einer in die Zerstäubungsrichtung weisenden Kante vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zerstäuberelektrode (78) konzentrisch umgebende Abschirmung (85), die aus Isoliermaterial besteht, in unmittelbarer Nähe der Zerstäuberelektrode (78) angeordnet und direkt von der Zerstäuberelcktrode (78) getragen ist.

2. Elektrostatische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verbindung der Zcrstäuberelektrode mit der Hochspannung an ihrer Außenfläche durch einen Berührungskontakt hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (85) sich über den Bereich des Berührungskontaktes (87) erstreckt.

3. Elektrostatische Vorrichtung nach Anspruch 1, mit rotierender Zerstäuberelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (85) auch die freie Rückseite der Zerstäuberelektrode (78) umgibt.