DE1900821A1

DE1900821A1 - Elektrostatische Spruehpistole

Info

Publication number: DE1900821A1
Application number: DE19691900821
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. B05b Antrag
Original assignee: DeVilbiss Co
Current assignee: DeVilbiss Co
Priority date: 1968-01-11
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1970-08-27
Also published as: US3539103A; CH483886A; ES362699A1; SE356695B; NL6900505A; JPS501138B1; BR6905414D0; GB1237064A; BE726692A; DE1900821C3; FR1597330A; NO123883B; DE1900821B2

Description

4*90 Herne, SOOO München 25,

Frelligrathttraße 19 I\I.«ll--.l»UDeU» Elsenacher Straße 17

Poilfach 140 Dipl.-lng. K. M. Banr HL-Anw. letzter

Pal-Anw. H.rrmann-Tr.nt.pohl DIpK-PhVS· EcftlBTCl BOtZlOf Fernsprecher: 398011

Fernfprecher: 5 09 30 t* · I · 398012

sis« Dipl.-lng. W. Herrmann-TrentepohI ³⁹⁸⁰¹³

TelegrammanschrlU: _ . _x _ .. _x . ..... _w . _{T c} Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

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3. Januar 1969

IHE DeVIIBISS COMPANY, 300 Phillips Avenue, Toledo Onio/USA

Elektrostatische Sprühpistole

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vorrichtungen und Maschinen zum Anbringen von Überzügen an Gegenständen und betrifft eine elektrostatische Sprühpistole, die beispielsweise zum Versprühen von Lackfarben Verwendung finden soll.

In bisher bekannten Sprühpistolen, bei denen Luft als Zerstäubungsmittel verwendet wird, erstrecken sich zwei Schläuche zu der Pistole, von denen der eine das zu versprühende Medium transportiert und der andere eine Luftleitung zum Einführen

es von Sprühluft in die Sprühpistole bildet, wobei/sich in manchen Fällen um musterbildende Luft handelt. Venn derartige Sprühpistolen so ausgerüstet werden, daß sie eine elektrostatische Aufladung der zerstäubten Teilchen bewirken, muß eine dritte Leitung für die Ladespannung hinzugefügt werden. Da die Ladeepannung für Sprühpistolen mehrere tausend Volt beträgt, muß Vorsorge getroffen werden, den die Ladespannung transportierenden Draht gegen Beschädigungen zu schützen, die einen gefährlichen Schock für die Bedienungsperson zur Folge haben können,

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wenn diese einen herausragenden Drahtteil berührt, der eine hohe Ladespannung trägt. Bisher ist es notwendig, daß sieh ein drittes, schweres Kabel oder eine entsprechende leitung zu der Sprühpistole erstreckt, wodurch die Handlichkeit der Sprühpistole erheblich beeinträchtigt wird und die Schwierigkeiten im Umgang mit Sprühpistolen erheblich zunehmen.

Der Strom, der von dem die Lade spannung tragenden Draht der Sprühpistole aufgenommen wird, ist, auch wenn es sich um bisher bekannte und elektrisch verhältnismässig schwache Sprühpistolen handelt, gering und beträgt lediglich einige Milliampere, so daß der die Ladespannung führende Draht sehr klein gehalten werden kann. Die erforderliche Isolation für den Draht bestimmt daher im wesentlichen die Kabelgrösse. Es wurde nun gefunden, daß bei Ausnutzung des physikalischen Schutzes, der durch den Luftschlauch ermöglicht wird, nur ein kleiner Isolierdraht erforderlich ist, um die Ladespannung einer elektrostatischen Sprühpistole zuzuführen. Ausserdem gewährleistet der erhähte Luftdruck in dem Luftschlauch e'nen zusätzlichen Schutz gegen Funkenbildung.

Die Erfindung umfasst eine Kombination von Vorrichtung, die mit einer Hochspannungsquelle für eine elektrostatische Sprühpistole, die mit Druckluft als Zerstäubungsmittel betrieben wird, zur Einführung eines isolierten die Ladespannung innerhalb der Luftleitung zu der Sprühpistole führenden Drahtes verbunden sind, und sie umfasst ferner Vorrichtungen an der Sprühpistole für eine Verbindung der Luftleitung mit einem ventilverschliessbaren Luftkanal, während der isolierte Draht hiervon getrennt in einen Kanal innerhalb der Fistole geführt wird, der zu dem elektrostatischen Ladesystem für die Sprühpistole führt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

71g. 1 eine schematische Ansicht einer elektrostatischen Sprühpistole nach der vorliegenden Erfindung;

I¹Ig. 2 eine Seitenansicht einer Energiequelle für eine Sprühpistole, wobei die einzelnen Teile echeaatiech aage-009835/0818

deutet sind, im Schnitt entlang der Linie 2-2 von

Fig. 1;
Pig. 3 eine Teilansicht der Energiequelle im Schnitt entlang der Linie 3-3 von Pig. 2;

Pig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Pig. 3» Pig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Pig· 3» Pig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von Pig. 3; Pig. 7 eine Schnittdarstellung einer Sprühpistole nach der

vorliegenden Erfindung;
Pig. 8 eine Vorderansicht der Sprühöffnung der Sprühpistole

von Pig. 7J
Pig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 von Pig. 7.

Im Hinblick auf die Zeichnungen und insbesondere auf Pig. 1 umfasst ein System für eine elektrostatische Sprühpistole nach der vorliegenden Erfindung im wesentlichen eine Sprühpistole 1O₁ eine Energiequelle 11 und einen Paxbdruckbehälter 12.

Die Energiequelle für das elektrostatische System ist mittels eines Stromkabels 14 an eine herkömmliche nach aussen führende Leitung angeschlossen. Ein Gehäuse für die Energiequelle umfasst einen Grundbehälter 15 und einen Aufsatz 16, der auf den Behälter 15 aufgesetzt ist. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist es nicht erforderlich, daß der Aufsatz 16 hermetisch abgeschlossen ist, es kann jedoch, wie nachfolgend erläutert wird, bei bestimmten Abwandlungen nach der Erfindung notwendig sein, daß ein dichter Abschluß erzielt wird.

Innerhalb des Aufsatzes 16 ist eine Luftleit- und Steuervorrichtung 18 (vergl. auch Pig. 2, 3, 4, 5 und 6) untergebracht, die einen Block 19 umfasst, der vorzugsweise aus einem Isoliermaterial besteht und verschiedene Kammern und Kanäle aufweist, die nachfolgend beschrieben werden. Eine Wand des Blocks ist offen und mit einer Membran 20 bedeckt, die den Block 19 hermetisch abdichtet und mittels eines Deckels 21 an ihren Platz gehalten wird, der mittels einer Anzahl von Schrauben 22 an dem Block befestigt ist. Der Block 19 weist ein Lufteinlaßabteil 23 und ein Luftauslaßabteil 24 auf, die innerhalb des Blocks durch Wandungen gebildet und getrennt sind, die mittels der Membran abgedichtet sind. Die Luft tritt in das Einlaßabteil 23 von einem

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Luftzuführschlaueh 25 ein, der von einer "beliebigen sowie entsprechend geregelten Druckluftquelle und vorzugsweise von einer Vorrichtung 26 her abgeführt ist, die die Feuchtigkeit entfernt. Sie Luft gelangt von dem Lufteinlaßabteil 23 durch einen verengten Schlitz 27 (vergl. Pig. 5) zu dem Luftauslaßabteil 24, so daß, wenn die Sprühpistole in Betrieb genommen ist, der Druck in dem Auslaßabteil 24 niedriger ist als der Druck in dem Einlaßabteil 23, wobei der Druckunterschied dem Druckabfall entspricht, der verursacht wird, wenn die Luft diese Verengung ^ durchläuft. Wenn die Sprühpistole nicht in Betrieb ist, kommt es sehr schnell zu einem Druckausgleich zwischen beiden Abteilen.

Auch innerhalb der Luftleit- und Steuervorrichtung 18 befindet sich ein Membran betätigter Schalter 30 (Pig. 3 und 5). Der Schalter 30 ist ein herkömmlicher und normalerweise offener Mikroschalter, der in einer eigenen Kammer 31 innerhalb des Blocks

19 untergebracht ist. Eine S_cheibe 32 ist an dem Betätigungsknopf des Mikroschalters angebracht und gelangt mit der Membran

20 in Eingriff. Wie besonders Pig. 6 zu entnehmen ist, ist eine Seite der Membran 20 dem Druck in dem Einlaßabteil 23 über eine Verbindung durch einen Kanal 33 ausgesetzt, während die entgegengesetzte Seite der Membran über einen Kanal 34 dem Druck in dem Auslaßabteil 24 (vergl. Pig. 3 und 6) ausgesetzt ist.

Der Kanal 24 ist in der Wandung der Schalterkammer 31 ausgebildet. Wenn die Sprühpistole arbeitet und sich in dem Einlaßabteil 23 ein höherer Druck befindet als in dem Auslaßabteil 24 t wird infolgedessen auf die Oberseite der Membran 20 ein höherer Druck ausgeübt als auf die Unterseite der Membran. Dadurch wird der Schalter 30 geschlossen. Wenn es zu einem Ausgleich zwischen den Drücken auf beiden Seiten der Membran 20 gekommen ist, nimmt der Mikroschalter wieder seine normalerweise offene Stellung ein. Der Sghalter 30 steht mit der Eingangsleitung des !Transformators in Verbindung, wie nachfolgend beschrieben wird.

Wie oben bereits erwähnt wurde, gelangt die Luft in die Luftleit- und Steuervorrichtung 18 dadurch, daß sie die Luftleitung durchläuft und von dem Lufteinlaßabteil über die Verengung 27 in das Luftauslaßabteil 24 eintritt. Von diesem Abteil gelangt die Luft in einen Luftschlauch 40, der mittels einer Oberwurfmutter 41 an einen rohrförmigen Ansatz 42 des Blocks 19 der Luft-

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leit- und Steuervorrichtung 18 angeschlossen ist. Die Überwurfmutter 41 ist gegen eine Schulter 43 eines rohrförmigen Gliedes 44 gezogen, das eine Anzahl von Luftöffnungen 45 in seiner Wandung aufweist, durch die Luft von dem Luftauslaßabteil 24 in den Luftschlauch 40 und später zu der Sprühpistole gelangen kann.

Das rohrförmige Glied 44 weist einen O-Ring 46 als Dichtung auf, der in dem Block 19 die Wandung einer Bohrung 47 berührt. Ein Isolierrohr 43 ist an das untere Ende des Gliedes 44 angeschraubt und kann mit diesem zusammen bewegt werden. Die Baueinheit des rohrförmigen Gliedes 44 und des Rohrs 48 ist in der Bohrung einer Hochspannungshülse 50 untergebracht, und ein Pederkontakt 52 auf dem Rohr 48 stellt eine Verbindung mit einem Hochspannungsdraht 54 her, der den Hochspannungsladedraht der elektrostatischen Sprühpistole 10 darstellt. Der Pederkontakt 52 steht im Eingriff mit einem feststehenden Hochspannungskontakt 56, der sich durch die untere Wandung der Hülse erstreckt, um mit einer Verbindungslasche 58 verbunden zu werden, zu dem Ausgang einer Hochspannungsquelle 60 geführt ist. Es ist ersichtlich, daß sich der Hochspannungsladedraht 54 auf diese Weise durch die rohrförmigen Glieder 44 und 43 in das Innere des Luftschlauch^ 40 erstreckt und von dort zu der Sprühpistole 10 geführt ist. Der Hochspannungsladedraht 54 ist auf diese Weise gegen Abrieb, Knicken und sonstige physikalische Beschädigungen durch die Wandung des Luftschlauchs 40 geschützt.

Der Behälter 15 kann mit Öl gefüllt sein, und es ist daher vorteilhaft, eine Packung 61 um den Draht 54 zwischen dem rohrförmigen Glied 44 und dem Isolierrohr 48 einzusetzen. Diese Packung kann in üblicher Weise mittels der Gewindeverbindung verspannt werden, die die beiden rohrförmigen Glieder zusammenfügt.

Der Luftschlauch 40, in dem nun der elektrostatische Ladedraht 54 untergebracht ist, ist zu der Sprühpistole 10 geführt, wo die Luft in normale Luftkanäle innerhalb des metallischen Sprüh- pietolenkörpers abgeführt wird, der in Pig. 7 mit 10a bezeichnet ist. Am Ende der Sprühpistole ist das Schlauch- Drahtkabel mit

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einem Einsatz 65 versehen, der mit einer Schulter 66 gegen eine entsprechend ausgebildete Schulter an der Unterseite des Sprühpistolengriffs anliegt. Der Einsatz ist in einer Bohrung 67 in dem Sprühpistolengriff untergebracht und weist im Abstand voneinander angeordnete Dichtungsnuten 68 und 69 auf, in die herkömmliche O-Ringe eingelegt sind, die mit den Wänden der Bohrung bzw. Öffnung 67 in Eingriff stehen. Zwischen den auf diese Weise gebildeten Abdichtungen weist der Einsatz 65 mehrere radiale Luftlöcher 70 auf, durch die die Luft von dem Schlauch 40 her hindurchgeführt wird. Der Draht 54 erstreckt sich von dem Einsatz 65 aus weiter axial durch die Sprühpistole, und die Stelle des Drahtsaustritts ist mit einer herkömmlichen Packung abgedichtet, die mittels einer Überwurfmutter 71 unter Druck an der vorbestimmten Stelle gehalten wird. Der Einsatz 65 wird in einer beliebigen geeigneten Weise, beispielsweise durch einen Satz Schrauben 72, festgehalten.

Von den Luftlöchern 70 her gelangt die Luft durch eine Öffnung in einen Grifflcanal 74· De~ von hier aus weiterbewegte Luftstrom wird mittels eines Ventils 75 gesteuert, das durch einen herkömmlichen Pistolenhebel 76 in seine offene Stellung gebracht wird, während eine Feder 78 das Ventil wieder verschliesst. Wenn das Ventil 75 offen ist, strömt die Luft zu der Vorderseite des Sprühpistolenkörpers durch einen Kanal 79, der auch dazu benutzt wird, den elektrostatischen Ladedraht 54 aufzunehmen. An der Vorderseite des Sprühpistolenkörpers tritt die Luft in eine ringförmige Kammer 80 ein und strömt von dieser Kammer aus über einen Kanal 81 zu der Vorderseite der Pistole. Der Kanal 81 befindet sich in einem isolierten Ansatz 82. Über den Kanal 81 strömt die Luft zu der Luftkappe 83.

Die Luftkappe kann verschiedene Formen aufweisen, die jeweils von der gewünschten Strahlform abhängen. Die Luftkappe 83 kann beispielsweise, wie in Pig. 7 dargestellt ist, mit einem schraubenförmigen Kanaleinsatz 84 versehen sein, der dem Luftstrom eine Wirbelbewegung erteilt. Hit dieser Bewegung tritt die Luft aus einer ringförmigen Luftöffnung 85 aus, die sich in axialer Richtung gegenüber der Pistole erstreckt. Die Luftkappe wird mittels einer geeigneten Isolierüberwurfmutter 86 gegenüber dem Kanaleinsatz 84 und dem Pistolenansatz 82 gehalten.

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Der elektrostatische Ladedraht 54 endet in einem Federkontakt 88, nach dem er durch die ringförmige Luftkammer 80 an der Vorderseite des Sprühpistolenkörpers in einen getrennten Kanal 89 in dem isolierten Düsenansatz geführt ist. Der isolierte Düsenansatz wird selbst mittels einer auf den Sprühpistolenkörper aufgeschraubten Überwurfmutter 90 gegenüber dem metallischen Sprühpistolenkörper 10a festgehalten, wobei die Überwurfmutter 90 eine Innenschulter 91 aufweist, die an einer Schulter 92 innerhalb der Pistole anliegt, wie in Fig. 7 dargestellt ist.

Eine Flüssigkeitsspitze 99 der Sprühpistole 10 erhält Farbe von einem herkömmlichen Farbschlauch 100, der mit einem Schraubeinsatz an den metallischen Sprühpistolenkörper 10a in seiner normalen Lage angeschlossen iit und von dem die Farbe durch einen mittleren Kanal. 1 in den Düsenansatz gelangt. An der Flüssig«! keitsspitze erreicht die Farbe einen Ventilsitz 102 und gelangt hinter dem ,Ventilsitz in eine zylindrische Kammer 105» die innerhalb der Flüssigkeitsspitze 99 ausgebildet ist. Die Flüssigkeit sspitze ist selbst über einen inneren Ansatz 104 des Sprühpistolenisolierkörpers 82 geschraubt. Ein Einsatz 105 in der Flüssigkeitsspitze wirkt mit dem Inneren der Kammer 103 zusammen, um eine ringförmige Flüssigkeitsöffnung 106 zu bilden. Die Flüssigkeit, die aus der öffnung austritt, wird durch die Luft zerstäubt, die aus der ringförmigen Luftöffnung 85 austritt, so daß ein feiner Sprühnebel entsteht.

Die Flüssigkeit wird durch eine innere Elektrode 110 aufgeladen, die ihre Ladespannung von dem Draht 54 über den Federkontakt 88 erhält. Die Elektrode ist ausreichend weit von der Bückseite der Flüssigkeitsöffnung entfernt, so daß keine Möglichkeit einer Funkenbildung besteht, wenn die Flüssigkeitssäule fehlt oder wenn der Kanal zwischen der Elektrode 110 und der Flüssigkeits* öffnung 106 mit Farbe gefüllt ist.

Die Flüssigkeitsströmung von dem Farbenzuführungsschlauch 100 und dem mitläeren Kanal 101 wird durch ein langgestrecktes Nadelventil 112 gesteuert, dessen Vorderseite aus Isoliermaterial besteht und das in herkömmlicher Weise durch den Pistolenhebel

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betätigt wird. Das Nadelventil 112 liegt an dem Ventilsitz an, wenn der Pistolenhebel gegen den Druck der herkömmlichen Haltefeder 113 gezogen wird. Dadurch wird die Lage der Ventilnadel geändert. Während das Flüssigkeitsnadelventil 112 einen vorderen isolierten Teil aufweist, der an dem Ventilsitz 102 anliegt, besteht der rückwärtige Teil, der normalerweise in dem metallischen Sprüpistolenkörper 10a untergebracht ist wie bei einer normalen nicht mit elektrischer Aufladung arbeitenden Sprühpistole aus Metall.

Wenn der mit Luft betätigte Schalter 30 entfernt ist und die Ladespannung durch andere Vorrichtungsteile ein- und ausgeschaltet wird, enthält der gesamte Innenraum des Aufsatzes 16 Druckluft, so daß dieser Teil hermetisch gegen den Behälter 15 abgedichtet werden muß. .

Der Drahtleitungsverlauf des elektrischen Systems ist in den Pig. 2 und 4 zu sehen. Dort ist dargestellt, daß das Ladekabel 14 dreiadrig ist und einen neutralen Zuführungsdraht 115,einen "heissen" oder stromführenden Draht 116 und einen Erdungsdraht 117 aufweist. Einer der Kontakte eines Ein- und Ausschalters ist direkt mit dem stromführenden Draht 116 verbunden, und der andere Eontakt ist an einen Eontakt des luftbetätigten Schalters 30 angeschlossen. Der andere Eontakt des luftbetätigten Schalters 30 ist mit der Primärseite des Transformators 60, und in Parallelschaltung, mit einem Anzeigelicht 120 verbunden. Der neutrale Draht der Energiezuführung 114 ist mit dem Anzeigelicht 120 und mit der Primärseite des Transformators 60 verbunden. Eine Masse bzw. Erdung wird durch den Draht 117 erreicht, der mit jedem erforderlichen Teil der Energiequelle 11 verbunden ist wie über die Mutter 121. Der Luftschlauch 40 ist in herkömmlicher Weise geflochten, wobei ein I¹I echt strang aus Metall besteht, so daß die Sprühpistole 10 über den Luftschlauch mit der Energiequelle und letztlich mit den Draht 117 geerdet ist. Ein Mikroamperemeter 122 ist zwischen die Sekundärseite und die Hasse geschaltet, um den Gesamtstrom des Systems ablesen und überwachen zu können.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß in der vorhergehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiele auf den für die Er-

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findung sehr wesentlichen Aufbau und auf die besonderen Vorteile nicht ausdrücklich hingewiesen worden ist, da die Torteilhaften Unterschiede in der Anlage und im Aufbau des erfindungsgemHssen Sprühpistolensystems gegenüber dem Stand der Technik für den Fachmann ohnehin klar erkennbar sind. Soweit durch die vorhergehende Beschreibung Unterschiede zu bisher bekannten Systemen erläutert wurden, sind diese erfindungswesentlich·

-Patentansprüche:-

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Claims

-Patentansprüclie : -

1. Elektrostatische Sprühpistole mit einer Zuleitung für einen Farbstoff o. ä. zum tiberziehen von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Luftschlauch (40) und ein Hochspannungsladedraht (54) miteinander verbunden sind, wobei der Hochspannungsladedraht (54) innerhalb des Luftschlauch^ (40) verläuft und durch diesen schützend ummantelt wird.

2. Elektrostatische Sprühpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ladedraht (54) innerhalb eines Einsatzes (44) neben einer Quelle (11) für eine Hochspannungsladung in den Luftschlauch (40) eingesetzt ist und eine Vorrichtung (65» 68-70) vorgesehen ist, die den Ladedraht (54) innerhalb des Sprühpistolenkörpers (10a) von dem Luftschlauch (40) trennt, wobei die von dem Luftschlauch (40) zugeführte Luft in einen getrennten Kanal (74) innerhalb des Sprühpistolenkörpers (10a) abgeführt wird.

3. Elektrostatische Sprühpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein schaltbares Ventil (75) den Luftstrom in dem getrennten Kanal (74) innerhalb des Sprühpistolenkörpers (10a) steuert.

4· Elektrostatische Sprühpistole nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennz e ic h η e t , daß eine Quelle (11) für eine hohe Ladespannung an den Ladedraht (54) angeschlossen ist, wobei der Ladedraht (54) innerhalb eines Einsatzes (44) neben der Quelle (11) in den Luftschlauch (40) eingesetzt ist, und ein durch den Luftstrom betätigter Schalter (30) neben der Quelle (11) angeordnet ist, der eine Aufladung des Ladedrahte β (54) nur dann herbeiführt, wenn Luft in dem Luftschlauch (40) dem Sprühpistolenkörper (10a) zuströmt.

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