DE2030388A1

DE2030388A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen Be schichten von Gegenstanden mit zerstaubten Feststoffpartikeln

Info

Publication number: DE2030388A1
Application number: DE19702030388
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Gema AG, Apparatebau St Gallen
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1971-01-07
Also published as: DK142744C; NL161377C; DK142744B; DE2065699C3; DE2030388B2; GB1261307A; FR2051266A5; DE2065699B2; FI53407B; JPS5018495B1; NO132135C; ES381156A1; SU589898A3; SE369480B; NL161377B; AT302511B; CS153087B2; NL7009210A; FI53407C; DE2065699A1

Description

Dipl. Ing. Helmut Zoepke Dipl. Ing. CarlO.Zoepke

Patentanwalt· München 5, ErhaidtltraBtii

19. Juni 1970

Gema AG Apparatebau, St. Gallen

Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit zerstäubten Feststoffpartikeln

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit zerstäubten Feststoff partikeln, bestehend aus einem Rohr aus elektrisch isolierendem Material, dessen eines Ende einen Zerstäuber für ™ das Beschichtungsmaterial trägt und dessen anderes Ende mit einer Fördereinrichtung zur Zuführung eines Treibgas-Beschichtungsmaterial-Stromes verbunden ist, und aus einem Hochspannungsgenerator mit angeschlossenen Elektroden zum elektrischen Aufladen des Beschichtungsmaterials und Aufrechterhalten eines Hochspannungsfeldes zwischen der Vorrichtung und dem zu beschichtenden Gegenstand.

Zum Zerstäuben von flüssigem oder pulverförmigem Beschichtungsmaterial und elektrischen Aufladen der Partikel sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, welche sich gemäss

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dem. jeweils zugrundeliegenden Verfahren in einige wenige Gruppen einteilen lassen. Bei einer Gruppe wird das Beschi.cntungsiraterial zuerst verstäubt, und die zerstäubten Partikel werden dann elektrisch aufgeladen. Zum Aufladen werden an Hochspannung liegende Elektroden benutzt, welche in Form von Spitzen, Nadeln, Drähten, Ringen usw. ausgebildet im Sprühstrahl oder au.sserhalb, des Sprühstrahles angeordnet und, vorzugsweise bei Handgeräten, auf der Zerstäubungsvorrichtung befestigt sind.

Bei einer andern Gruppe wird cas BeschichtungsmaterLaI in Form eines Filmes an Hochspannung liegenden, in Form von feststehenden oder rotierenden Kanten oder Spitzen ausgebildeten Elektroden zugeführt und von diesen elektrisch zu aufgeladenen Tröpfchen zerstäubt. Die Geräte dieser beiden Gruppen sind im allgemeinen leistungsstark, d.h. es wird verhältnismässig viel Material je Zeiteinheit zerstäubt und auf dem zu beschichtenden Gegenstand abgelagert, sie haben jedoch wegen der freiliegenden und an den Hochspannungsgenerator angeschlossenen Elektroden den Nachteil, dass unter Umständen zu Explosionen führende Funkenüberschläge auftreten können und eine Berührung der Elektroden vermieden werden muss.

Zur Beseitigung dieser Nachteile sind etliche Massnahmen bekannt. Schaltungstechnisch und fabrikationsmässig am einfachsten ist ein in die Zuführungsleitung zu den Elektroden eingeschalteter Strombegrenzungswiderstand. Dieser wird aber unwirksam, wenn die Kapazität der Elektroden und des vor dem Widerstand liegenden Hcohspannungskabels hoch ist, da dann trotzdem unerwünscht starke Funkenentladungen auftreten können. Sei Geräten mit Sprühkanten, die an sich eine verhältnismässig hohe Kapazität haben, wird deshalb ein sehr hochohmiger Widerstand direkt an die Sprühelektrode angeschlossen, so dass die Kapazität des Hochspannungskabels bei einer eventuell auftretenden Funkenentladung unmassgeblich ist. Eine Einrichtung, bei welcher, wie bereits vorgeschlagen, 2.B. ein Röhren-Hochspannungsgenerator zusammen mit der Zerstäubervorrichtung in einem Handgerät vereinigt sind, kann ebenfalls energiearme Funkenentladungen liefern, wenn die Elektrodenanordnung für niedrige Kapazität konstruiert und der Hoch-

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spannungsgenerator entsprechend ausgebildet ist, da zur Versorgung der Elektrodenanordnung ein Hochspannungskäbel nicht mehr erforderlich ist. Ferner sind besondere .Schaltungen- entwickelt worden, welche beim Einsetzen einer Funkenentladung den Hochspannungsgenerator und auch die Zuführung von Beschichtungsir.atarial zum Zerstäuber abschalten»

Alle diese Hassnahmen verhindern nicht die Funkenüberschläge, sondern bewirken nui, dass vorkommende Funkenentladungen geringere Energie haben. ^!

Bei einer dritten Gerätegruppe wird das Beschichtungnmater'ial erst elektrisch aufgeladen und dann zerstäubt. Dieses Verfahren ist insbesondere bei Pulverzerstäubern von Interesse. Das pulverförmige Beschichtungsir.^terial wir^ durch ein Rohr aus elektrisch isolierender, i.'aterial geblasen und |

hierbei durch Reibung elektrisch aufgeladen und dann z.B. an einem Prallkörper zerstäubt. Zur besseren Aufladung des Pulvers wird iir. Rohr eine an Hochspannung liegende Elektrode vorgeselien.

Tür* Flüssigkeiten sind auch Zerstäuber Lekannt, bei •welchen innerhalb eines aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Rohres'mit einer Düse an der Austrittccffruu.j.. eine drahtförmige an Hochspannung liegende Elektrode axial angeordnet ist, deren Spitze *in Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterial vor- der Austrittsöffnung liegt. Bei diesen und ähnlich ausgebildeten Geräten ist die mit dem Hochspannungsgenerator verbundene Elektrode innerhalb eines Rohres aus '-f elektrisch isolierendem Material angeordnet, so dass ein Berühren derselben von aussen nicht möglich ist. Ist der Abstand der Elektrode von der Austrittsöffnung ausreichend gross, so sind auch Funkenentladungen praktisch ausgeschlossen. Diese Geräte sind demnach sicher und können auch zur Zerstäubung leicht entzündbarer Stoffe verwendet werden, sie haben aber den Nachteil, dass ihre Leistung unbefriedigend ist.

Zweck der Erfindung ist eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten, welche berührungssicher ist und zum Zerstäuben auch leicht brennbarer Beschichtungsmaterialien verwendet werden kann, wobei jede Funkenentladung vermieden

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ist, deren Leistung jedoch gegenüber den bekannten Ger'äten dieser Art wesentlich höher ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass,auf der Innenwand des Isolationsrohres mehrere Elektroden angeordnet sind, welche zur Erzeugung von Koronaentladungen innerhalb des Isolationsrohres an entsprechend verschiedenen hohen Potentialen liegen.

Dadurch wird eine wesentlich bessere Aufladung des Beschichtungsmaterials erreicht, Berührungssicherheit der Elektroden gewährleistet und zugleich das Auftreten schädlicher Funkenüberschläge verhindert. Die Elektroden selbst können an sich beliebige Gestalt haben, werden aber vorzugsweise als von der Innenwand des Isolationsrohres abstehende Spitzen, insbesondere aus Wolfram, ausgebildet.

Die Aufladeelektroden können irgendwo im Isolationsrohr angeordnet werden, in einem Extremfall tief drinnen, im anderen Extemfalle na"he an der Austrittsöffnung. Vorzugsweise bei weit innen liegenden Elektroden v/erden die Elektrodenspitzen in Strömungsrichtung des Treibgas-Beschichtungsmaterial-Gemisches hintereinander, z.B. mindestens auf einer Schraubenlinie angeordnet und jede an eine Stufe einer Spannungsteiler- oder Spannungsvervielfacher-Schaltanordnung so angeschlossen, dass die aufeinanderfolpenden Elektroden ein gegenüber einem Bezugspotential, z.B. Erdpotential, zunehmendes Potential aufweisen und zwischen zwei benachbarten Elektroden jeweils ein Bruchteil der gesamten zur Verfugung stehenden Hochspannung liegt. Bei dieser Elektrodenanordnung ergeben sich besondere Vorteile in der Anordnung und Ausbildung der Stufen-Schaltelemente der Spannungsteiler- und Spannungsvervielfacher-Schaltanordnung. Diese Schaltelemente können am Isolationsrohr angeordnet werden, wobei die Widerstände der Spannungsteiler-Schaltanordnung ringförmig ausgebildet und auf das Isolationsrohr aufgeschoben sein können. Als Spannungsteiler kann aber auch ein rohrförmiger Widerstand verwendet werden, von welchem einzelne Stellen mit den Elektroden verbunden sind. Wir eine SpannungsVervielfacherkaskade aus Kondensatoren und Dioden benutzt, so werden zweckmässig auch

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diese Schaltelemente auf dem Isolationsrohr angeordnet.

In manchen schwierigen Fällen kann das zwischen den tief im Isolationsrohr liegenden Elektroden und dem geerdeten, . zu beschichtenden Gegenstand aufrechterhaltene Hochspannungsfeld, das Transportfeld, für eine einwandfreie Beschichtung zu schwach sein. Um ein stärkeres Transportfeld zu erhalten, kann der am Isolationsrohr angeordnete Zerstäuber eine zusätzliche Elektrode tragen, welche mit einer Stufe der Spannungsteiler- oder Spannungsvervielfacher-Schaltanordnung verbunden ist. Diese, vorzugsweise in Nähe der Austrittsöffnung angeordnete Zusatzelektrode kann zur Gänze in Isolationsmaterial eingebettet oder bis auf eineft kleinen Bereich ihrer Oberfläche mit Isolationsmaterial umhüllt sein.

Besonders leistungsstarke Beschiehtungsvorrichtungen I werden erfindungsgemäss erhalten, indem die Elektroden nahe der Austrittsöffnung in einem Abstand von derselben angeordnet werden, der nicht grosser als der Oeffnungsdurchmesser ist. Die Elektroden werden hierbei vorzugsweise elektrisch in zwei Gruppen zusammengefasst, von welchen die erste Elektrodengruppe an den Ausgang des Hochspannungsgenerators angeschlossen und die zweite Elektrodengruppe an ein niedrigeres Potential gelegt wird. Diese zweite Elektrodengruppe kann über einen Widerstand mit der Erde verbunden sein, oder jede der beiden Elektrodengruppen kann an eine Stufe einer Spannungsteileroder Spannungsvervielfacher-Schaltanordnung angeschlossen sein. Vorzugsweise werden die Elektroden in einer zur Rohrachse (|

senkrechten Ebene angeordnet und elektrisch untereinander derart verbunden, dass die in der Reihenfolge geradezahligen die eine Elektrodengruppe und die ungeradezahligen die andere Elektrodengruppe bilden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die zwischen den Elektroden stattfindenden Koronaentladungen den gesamten Rohrquerschnitt ausfüllen und das Beschichtungsmaterial beim Pas.sieren dieses Bereiches besonders gut elektrisch aufgeladen wird. Wird zur Versorgung der Elektroden riii.t Hochspannung eine Spannungsvervielfacherkaskade benutzt, bei welcher die in zwei Säulen hintereinandergeschalteten Kondensatoren durch Dioden in bekannter Weise untereinander

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verbunden sind, so wird jede der beiden Elektrodengruppen an eine Säule Kondensatoren angeschlossen, wobei jede Säule Kondensatoren erfindungcgemäss einen Dämpfungswideriitand enthält, der,- vorzugsweise zwischen jeweils dem letzten und dem vorletzren Kondensator der Säule geschaltet, mit dorn.züge-" hörigen Kondensator ein RC-Glied bildet, durch welche:;-die Lei einsetzender Funkenentladung auftretenden Schwingungen stark gedämpft werden, so dass keine gefährlichen Ueberschldge auftreten.

Soll die Vorrichtung als Plandspritzpistole verwendet werden, so kann ein an das Isolationsrohr angesetztes Gehäuse. zur Aufnahme des Spannungswandlers oder Oszillators eines Hochspannungsgenera tors als Pistolengriff ausgebildet v/erden, wobei der Pistolengriff einen Schalter zum Ein- und Ausschalten trägt. Diese Handspritzpistole ist dann lediglich durch ein iliederspannungskabel mit der Stromversorgungsquelle verbunden. Sollen nur kleinere Haterialmengen zerstäubt werden, .so kann am Isolationsrohr eine Fördereinrichtung ηit einem Materialvorratsbehälter befestigt werden. Von der Handspritzpistole führt dann lediglich das genannte Niederspannungskabel und eine Treibgasleitung zu den entsprechenden Aggregaten, die derart leicht gebaut werden können, dass sie vom Bedienenden getragen werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Handspritzpistole in Ansicht, bei welcher der Zerstäuber aus einem in axialer Richtung verschiebbaren Prallkörper besteht,

Fig. 2- einen Schnitt durch die Pistole der Fig. 1, Fig. 3 schematisch die Schaltungsanordnung einer

Vervielfacherkaskade mit transistorisiertem Spannungswandler,

Fig. 4 die entsprechenden Anschlusspunkte von Elektroden an einem Spannungsteiler,

Fig. 5 schematisch eine Handspritzpistole mit angebautem Vorratsbehälter für das Beschichtungsmaterial,

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Fig. 6 im Schnitt eine andere Ausführungsform dor

erfindungsgemässen Vorrichtung als Handspritzpistole,

Fig. 7 einen Querschnitt durch den vorderen Teil der pistolenföriiiigen Vorrichtung der Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den mittleren Teil der Vorrichtung in Fig. 6,

Fig, 9 schenatisch die Schaltungsanordnung einei

Vervielfacherkaskade mit an ihr angeschlossenen Elektroden, und

Fig. 10 schematiseh eine andere Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung der Elektroden.

In ein Rohr 7 (Fig, 1 und Fig. 2) aus elektrisch

isolierender. Material, vorzugsweise Kunststoff, sind zwei Reihen spitzenförmiger Elektroden 1-....6 und la....6a so eingesetzt, dass ihre Spitzen aMdial zur Rohrachse weisen und ■ etwas über die Innenwand vorstehen. Die Elektroden jeder Reihe sind auf einer sich um den Rohrmantel windenden Schraubenlinie angeordnet. Jede Elektrode ist an einer Stufe einer Spannungsvervielfachcrkaskade aus Dioden. 8 und Kondensatoren 9 angeschlossen. Die Dioden und Kondencatoren der Kaskade sind aussen am Isolationsrohr angeordnet. Die Vervielfacherkaskade mit den Elektroden ist schewatisch in Fig. 3 gezeigt. Die erste Elektrode 1 der einen Reihe ist über eine Verbindungsleitung 10 mit einem Uebertrager 11 verbunden, welcher in Ringform f

ausgebildet und am einen Ende des Isolationsrohres koaxial angeordnet ist. An dieses Rohrende kann ein Schlauch 3 3 zur Zuführung eines Treibgas-Beschichtungsmaterial-Stromes auge- ■ schlossen werden. Das Isolationsrohr 7 mit den Dioden 8 und den Kondensatoren 9 ist zu einem pistolenförmigen Körper 20 mit elektrisch isolierendem Kunststoff vergossen, so dass kein spannungsführender Teil von aussen berührt werden kann. An Pistolenkörper 20 ist ein aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. Aluminium, bestehendes und in Form eines Pistolengriffes 17 ausgebildeten Gehäuses befestigt. "Wie" Fig. 3 zeigt, ist an den Uebertrager 11 ein transistorisierter

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Spannungswandler bekannter Bauart angeschlossen. Die Schaltungselemente dieses Spannungswandlers, d.h. die Transistoren 12, 13, die Festwiderstände 1»4 und 15 und der Regelwiderstand 16 sind im Pistolengriff 17 angeordnet, welcher zudem einen über einen "Abzughebel" 18 betätigbaren Schalter 19 zum Ein- und Ausschalten des Spannungswandlers enthält. .Dem Spannungsx^andler ist über ein Uiederspannungskabel 34 und dem Schalter 19 Gleichspannung aus einer z.B. 12 Volt-Batterie zugeführt.

An das vordere Ende des Pistolenkörpers 20 ist ein Zerstäuber 35 angesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Zerstäuber 35 aus einem Rohr 36 aus elektrisch isolierendem Material und einem vor dessen Austrittsöffnung 21 angeordneten und auf einer Stange 24 befestigten Prallkörper 23. Die Stange 24 und der Prallkörper 23 bestehen aus elektrisch isolierendem Material, wie Kunststoff, und können als ein Teil hergestellt wein. Die Stange 24 ist auf Führungen 25 und 26 abgestützt. An der einen Führung 26 ist eine Saite 27 befestigt, die mit einer Schubstange 28 verbunden ist. Die Saite 27 und Schubstange 28 können in entsprechenden Kanälen bzw. Bohrungen im Pistolenkörper 20 untergebracht sein. Durch Verschieben der Schubstange 28 kann der Prallkörper 23 in bezug auf die Austrittsöffnung 21 des Zerstäuberrohres 36 in axialer Richtung verschoben werden, wodurch der Oeffnungswinkel des Sprühkegels vergrössert bzw. verkleinert wird. Im Bereich der Austrittsöffnung 21 ist im Zerstäuberrohr 36 eine ringförmige Feldelektrode 22 z.B. aus einem dünnen Draht so eingebettet, dass sie allseitig von Isolationsmaterial umgeben ist. Die Feldelektrode 22 ist durch einen Leiter 37 mit der letzten Stufe der Vervielfacherkaskade verbunden. Statt dieser ringförmigen Feldelektrode können beispielsweise auch Spitzenelektroden verwendet werden» oder es kann an der Stirnseite des Prallkörpers eine beispielsweise in Form einer Spitze ausgebildete Feldelektrode vorgesehen· sein, welche über einen in der Stange 24 liegenden Leitet« und eine der Führungen 24 oder 26 mit dem Leiter 37 verbunden ist. Teils der Feldelektrode, vorzugsweise punkt- oder linienförmige

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Bereiche derselben können auch nach aussen hin frei liegen.

Durch diese Feldelektrode wird ein zusätzliches elektrostatisches Hochspannungsfeld zwischen Zerstäuber 35 und zu beschichtendem Gegenstand aufrechterhalten, wodurch die Leistungsfähigkeit der Spritzpistole erhöht wird. Anstelle dieses PrallkörperZerstäubers können auch Zerstäuberdüsen aus Kunststoff mit verschiedenen geformter Austrittsöffnung verwendet · werden, Zweckmässig ist, einen Satz solcher verschiedener Zerstäuber vorzusehen und diese Zerstäuber auswechselbar zu gestalten, so dass die Spritzpistole dem jeweils benutzten Beschichtungsmaterial optimal angepasst werden kann. Für leicht brennbares Material werden dann Zerstäuber verwendet, die überhaupt keine Feldelektrode tragen, für weniger leicht brenn- λ bares Material Zerstäuber, deren Feldelektrode zur Gänze in Isolationsmaterial eingebettet ist und für schwer brennbares Material Zerstäuber mit z. Teil frei liegender Feldelektrode.

Anstelle einer Spannungsvervielfacherkaskade kann auch, wie in Fig. H schematisch gezeigt, ein aus einer Kette von Widerständen 29 bestehender Spannungsteiler verwendet werden, welcher an einem Ende geerdet und am anderen Ende an einen Pol eines ausserhalb der Pistole angeordneten Hochspannungsgenerators 38 angeschlossen ist. Die Widerstände 29 des Spannungsteilers sind wiederum am Mantel des Isolationsrohres 7 angeordnet und vergossen.

Die Spannungsteiler-Widerständekönnen auch als i

Ringe ausgebildet sein, welche auf das Isolationsrohr aufgeschoben wei'Jen.

Statt der einzelnen Widerstandsringe kann auch ein rohrförmiger hochohmiger Widerstand benutzt werden, in welchen die Elektrodenspitzen 1....6a eingesetzt sind.

Eine besonders bewegliche Handspritzpistole zeigt schematisch Fig. 5, Auf der Pistole der Fig. 1 ist zusätzlich ein Vorratsbehälter 30 für das Beschichtungsmaterial befestigt, .dessen unterer Teil trichterförmig ausgebildet ist und in eine regelbare pneumatische Fördereinrichtung 32 mit Diffusor 31 bekannter Bauart mündet. Die Fördereinrichtung 32 ist über einen Schlauch 39 mit einer kleinen Pressluftflasche verbunden, und

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der. im Pistolervjriff befindliche Spannungswandler ist 'durch das Niederspannungskabel 34 an eine Batterie angeschlossen. Die Pressluftflasche und die Batterie können vom Benutzer der Handspritzpistole selbst getragen werden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist in einer rohrförmigen Hülse 20¹, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, koaxial ein aus elektrisch isolierendem Material bestehendes Rohr 7 angeordnet, welches am rückwärtigen Ende einen schräg abwärts und nach hinten gerichteten Rohransatz 48 zur Zuführung von Beschichtungsmaterial mittels eines Treibgasstromes aufweist. Das rückwärtige Ende des Isolationsrohres 7 ist durch eine Führung 26 mit axialer Bohrung abgeschlossen, in der eine Schubstange 24 verschiebbar gelagert ist. Die Führung 26 ist in einem auf die rohrförmige Hülse 20* aufgeschraubten Verschlussdeckel 46 gehalten. In der Hülse 20' ist zwischen dem Ende des Isolationsrohres 7 und dem Verschlussdeckel 46 Platz zum Einsetzen eines in Ringform ausgebildeten Uebertragers 11 sines Hochspannungsgenerators 38 (Fig. 9). Die Sekundärwicklung des Uebertragers 11 ist an eine Spannungs· Vervielfacherkaskade angeschlossen, deren auf übliche V/eise durch Dioden 8 verbundene Kondensatoren 9 in zwei Säulen hintereinander geschaltet sind. In jeder Säule Kondensatoren ist zwischen den vorletzten Kondensator 9a und den letzten Kondensator 9b ein Dämpfungswiderstand 53 bzw. 53a geschaltet. Die Dämpfungswiderstände 53, 53a bilden mit den zugehörigen letzten Kondensatoren 9a RC-Kombinationen, welche die eventuellen Schwingungen bei Funkenüberschlägen dämpfen. Wie in Fig. 6 und Fig. 8 ersichtlich ist, sind die beiden Säulen Kondensatoren 9-mit. ihren Dämpfungswiderständen 53, 53a auf dem Isolationsrohr 7 angeordnet. Der freie Raum zwischen Isolationsrohr 7 und Hülse 20' enthält auch die Dioden 8 der SpannungsVervielfacherkaskade.

Das vordere, sich zum Isolationsrohr 7 hin verjüngende Ende der Hülse 7 trägt ein Aussengewinde zum Auf*· , schrauben einer Ueberwurfmutter 41. Mittels der Ueberwurfmutter 41 ist an der Hülse 20^f und am Isplationsrohr» 7 ein rohrförmiger Zerstäuber- oder Sprühkopf 35 befestigt. Der

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Zerstäuber- oder Sprühkopf 35 besteht aus übereinandergeschoberten, elektrisch isolierenden Rohrstücken aus Kunststoff, von welchen dan innere Rohrstück 7a den gleichen Innendurchmesser hat, wie das Isolationsrohr 7 und eine, in Forra einer Spinne.ausgebildete Führung 25 für die Schubstange 24 trägt. Das vordere eingezogene Ende 3Ca des üusseren Rohrstückes 36 bildet die sich nach aussen erweiternde Austrittsöffnung 21 des im Isolationsrohr 7 und im inneren Rohrstück 7a verlaufenden Pulverkanals 7b und eine innenliegende Schulter, an die sich das vordere Ende des inneren Rohrstückes 7a abstützt.

In das innere Rohrstück 7a sind vier spitzenförmige Elektroden 6,6*, 6a,6'a eingesetzt, die radial nach innen weisend in den Pulverkanal 7b hineinragen. Die vier spitzenförmigen Elektroden θ.,6¹ _f6a,*6^fa sind gegeneinander um je 90 * versetzt in einer zur Rohrarhse senkrechten Ebene angeordnet, wobei diese Ebene der Elektroden von der Ebene der Austrittsöffnung 21 einen Abstand hat, der kleine¹* als deren grösster Durchmesser ist. Die Anordnung der spitzenförmigen Elektroden 6,6',6a,Ca ist in Fig. 7 ersichtlich.

Wie Fig. 9 zeigt, sind jeweils die beiden einader gegenüberliegenden Elektroden 6,6' und 6a,6'a miteinander elektrisch verbunden und durch je eine Leitung 42 und 42a an einen der beiden, an den Enden der zwei Kondensatorsäulen liegenden Ausgänge 55 bezw. 55a der Spannungsvervielfächerkaskade angeschlossen. Auf diese-Weise wird erreicht, dass im Betrieb der Vorrichtung jede Elektrode auf einem vom "

Potential der beiden benachbarten Elektroden verschiedenen Potential lie'gt und bei einem ausreichend hohen Potentialunterschied zwischen den Elektroden Koronaentladungen auftreten, die den Pulverkanalquerschnitt völlig ausfüllen. Um das Einsetzen von Koronaentladungen zu erleichtern, werden die spitzenförmigen Elektroden S,6',6a, 6'a vorzugsweise aus ,Wolfram hergestellt. '

Bei dem in Fig, 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind als Anschlussleitungen 42, 42a im Zwischenraum zwischen ' dem inneren Rohrstück 7a und dem Susseren Rohrstück 36 liegende Wolframdrähte vorgesehen, deren vorderen spitze Enden

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als Elektroden 6,G',6a,6'a durch die Wandung des-inneren Rohrstückes 7a hindurchgeführt sind und deren rückwärtigen Enden über einen Hochspannungnkontakte tragenden Stellring 4 5 mit den, in Tig. 6 der besseren Ucbersicht wegen nicht eingezeichneten Anschlüssen der Kondensatorsäulen, wie vorstehend dargelegt, verbunden sind. Zur Isolation und festen unverrückbaren Halterung der Wolfram-Leitungsdrähte 42, 42a auf dem inneren Rohrstück 7a dient eine rohrförmige Zwischenlage 4 3 aus elektrisch isolierendem Material und eventuell ein zweiter Stellring 4 4 am vorderen Ende derselben.

Die in den beiden Führungen 25 und 26 (Fig.G Verschiebbar gelagerte Schubstange 24 trägt den der Austrittsöffnung 21 vorgelagerten Prallkörper 23, durch den das Beschichtungsr.aterial, z. B. ein Kunststoff pulver, in Form eines Sprühkegels zerstäubt wird, wobei der Oeffnungswinkel des Sprühkegels durch Verschieben der Schubstange 24 verändert werden kann. Die Schubstange 24 besteht beispielsweise aus Silberstahl, um ein blockierungsfreies Gleiten in der verhältnismässig langen rückwärtigen Führung 26 zu gewährleisten, und ihr vorderer Teil trägt einen bis zum Prallkörper 2 3 reichenden elektrisch isolierenden Kunststoffüberzug 24a.

Soll die vorstellend beschriebene Vorrichtung als Handspritzpistole verwendet werden, so kann an die rohrförir.ige Hülse 20', ν;ie Fig. 6 zeigt, ein Pistolengriff 17 angeschraubt werden. Der Pistolengriff 17 enthält ein mit dem Rohransatz 48 des Isolationsrohres 7 in Verbindung stehendes Zuführungsrohr 49, dessen Ende zur Befestigung eines Schlauches 3 2 für die Zufuhr von Treibgas-Beschichtungsmaterial-Gemisch aus dem Boden des Pistolengriffs herausragt. Ferner enthält der Pistolengriff 17 einen über einen Abzugshebel von Hand betätinbaren Schalter 19 zum Ein- und Ausschalten der Hochspannung und der Beschichtungsmaterial-Zufuhr» einen Stecker 51, über den niederspannung für den Betrieb des Hochspannungsgenerators 38 zugeführt wird und z.B. von der Fördereinrichtung abgehende Steuerleitunge-n an den Schalter 19 angeschlossen werden. Schliesslich kann der Pistolengriff auch noch Schaltelemente, wie Transistoren und Widerstände des

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Hochspannungsgenerators 38 enthalten. ,

Die vom Stecker 51 und von eventuell vorhandenen Sehaltelementen zum Schalter 19 und zum Uebertrager 11 führenden Leitungen 56 sind in einer an der Griffplatte 47 befestigten Isolierhülse 50 und in einer in der Griffplatte vorhandenen Bohrung 52 verlegt, so dass die Montage und Verdrahtung der Vorrichtung leicht und schnell durchzuführen ist.

Bei einem AusfOhrungsinodell betrug der grösste

Durchmesser der Austrittsöffnung 21 ca, 14 nun und die spitzenförruigen Elektroden 6,6' ,6a,6 'a waren von der Ebene der Austrittsöffnungen rund 12 mm weit entfernt. Die Spannungsvervielfacherkaskade war so ausgelegt, dass der eine Ausgang 55a eine Spannung von 50 kV und der andere Ausgang 55 eine Spannung von 45 kV führte. Mit diesen Betriebsspannungen wurden durch die kräftigen Koronaentladungen zwischen den Elektroden untereinander die Partikel des Beschichtungsmaterials derart gut elektrisch aufgeladen, und die aufgeladenen Partikel im Transportfeld zwischen den Elektroden und den geerdeten zu beschichtenden Gegenstand so gut geführt, ■ dass bei einwandfreier Beschichtung und hohem Abscheidegrad eine überraschend hohe Förderleistung eingestellt werden konnte.

Fig. 10 zeigt schenatisch ein anderes Ausführungsbeispiel für die Hochspannungsversorgung der spitzenförmigen Elektroden 6,6',6a,6'a. An den Ausgang 55a eines Hochspannungsgenerators 38 sind über eine Leitung 42 a die einen einander | gegenüberliegenden Elektroden 6a,6'a angeschloFsen. Die beiden anderen einander gegenüberliegenden Elektroden 6,6' sind über eine Leitung 42 an einen hochohmigen Ableitungswiderstand 54 angeschlossen, dessen anderer Anschluss an Erde liegt. Beim Betrieb dieser Schaltanordnung stellt sich an den Elektroden e.ine Differenzspannung ein, die eine erhöhte Koronaentladung an den Elektrospitzen bewirkt.

Der nach der Montage zwischen der rohrförmigen Hülse 20' und dem Isolationsrohr 7 noch vorhandene freie Raum wird zweckmässig mit einem elektrisch isolierenden Giessharz ausgegossen.

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Für eine Pistole können mehrere, in der Leinte, d-?r Form und Grosse der Austrittsöffnung sowie in der Anzahl und Anordnung der Elektroden unterschiedliche Zerstäuber--,oder Sprühköpfe 3 5 vorgesehen werden, so dass der Besohichtungsvorgang jeweils optimal an die durch die Art des geschieh tun;· :;■ materials und die Form des zu beschichtenden Gegenstandes bestimmte Erfordernissen angepasst werden kann.

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Claims

Patentansprüche

/1. JVorrichtung ;:uir, elektrostatischen Beschichten von Gegenstünden mit zerstäubton Feststoffpartikeln, bestehend aus einen Rohr au:? elektrisch -isolierendem Material, dessen eines Ende einen Zerstäuber für das Peschichtungsmaterial tract und f'cssen anderes Ende mit einer Fördereinrichtung zur Zuführung eines Treibgaö-ßescliichtungsmaterial-Sf rones verbunden ist, und aus einem Hochspannungsgenerator mit .angeschlossenen Elektroden zum elektrischen Aufladen des Beschichtung Gr..ater ials und Aufrechterhalten eines Hoch-Spannungsfelde:; ".wischen der· Vorrichtung und dem zu be- ■

schichtenden Cc/anstand, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenwand des Isolationsrohres (7,7a) mehrere Elektroden (1 . . . C, la...Ga; 6,6',6a,G^!a) angeordnet sind, welche zur Erzeugung von Koronaentladun~en innerhalb des Isolationsrohres (7,7a) an entsprechend verschieden hohen Potentialen liegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der ■ Elektroden (1....6, la....Ga) an einer Stufe, einer Spannungsteiler- oder Spannungsvervielfacher-Schaltanordnung (38,29; 38, 8,9) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der

am Isolationsrohr (7) angeordnete Zerstäuber (15) eine zu- g

sätzliche Elektrode (22) trägt, Vielehe mit einer Stufe der Spannungsteiler- oder Spannungsver^ielfacher-Schaltanordnung verbunden ist,
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzelektrode (22) zur Gänze in Isolationsmaterial eingebettet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzele.Jctrode (22) bis auf einen kleinen Bereich ihrer Oberfläche mit Isolationsmaterial· umhüllt ist.

.6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an das Isolationsrohr (7) wahlweise Zerstäuber oder Zusatzelektro-ie und solche mit Zusatzelektrode

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ansetzbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dor;:; die Llektroden (G , 6',Ga, 6*a) am vorderen, den Zerstäuber tragenden bzw. bildenden Ende de:; 1 ε-olationsrohres (7a) angeordnet Kind und von der Rohraustrittsöffnung (21) einen Abstand liaben, der jeweils nicht grosser als der Qeffnungsdurchincsser ist.

8. Vorrichtung nacli Anspruch 7, dadui-ch gekennzeichnet, dass die Llektroden (6,6',6a,6'a) elektrisch in zwei Gruppen zusammengefasst sind, von welchen die erste Elektrodengruppe (6a, 6'a) an den Ausgang 55a) eines liochspannungs^eneratoi'S "(38) angeschlossen ist und die zweite Elektrodengruppe (6,6') an einem niedrigeren Potential liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrodcngruppe (G,B') über einen Widerstand (54) mit Lrde verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Elektrodengruppen (Ga,6'a bzw. G₅G¹) an einer Stufe einer Spannungsteiler- oder Gpannungsvervielfacher-Schaltanordnung angeschlossen i:;t.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, uit einer aus in zwei Gäulen hintereinandergeschalteten Kondensatoren (9) und aus Gleichrichtern (8) bestellenden Spanriungsvervielracher-Schaltanordnuiig, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden L'lektrodengruppen (Ga, 6'a; 6,6^!) an eine Säule Kondensatoren (S) angeschlossen ist und jede Säule Kondensatoren einen Dämpfungsv.'iderstand 53a, 53) enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

dass die Elektroden (1...6,la...6a; 6,6',Ga,6'a) von der Innenv;and u'is Isolationsrohres (7,7a) abstehenden Spitzen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die spitzeiiiöraigen Elektroden aus V/olirarn bestehen.

IU. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenelektroden (1...
6) auf.mindestens einer Schraubenlinie auf dem Isolationnrohr (7) angeordnet sind.

-IG-

009882/15 37

BAD ORfGlNAL

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7, 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die spitzenförmigen Elektroden (G,6^!, 6a, 6'a) in einer zur Achse des Isolationsrohres (7,7a) senkrechten Ebene angeordnet und elektrisch untereinander' derart verbunden sind, dass die in der Reihenfolge geradzahligen eine Elektrodengruppe und die ungeradzahligen die andere Elektrodengruppe bilden.

16...Vorrichtuag nach'Anspruch 2 oder 9 oder 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen-Sehaltelenente (29,8,9) der Spannungsteiler- oder Spannungsvervielfacherschaltung und Dämpfungswiderstände (5 3,53a) am Isolationsrohr (7) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstande (29) der Spannungsteiler- " schaltung ringförmig ausgebildet und auf das Isolationsrohr (7) aufgeschoben sind. ■

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler ein rohrförmiger ■Widerstand ist, von welchem einzelne Stellen mit den Elektroden verbunden sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem einen Spannungs- . wandler (12..,16) enthaltenden Hochspannungsgenerator (38), dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler (12...16) in einem Gehäuse am Isolationsrohr (7) untergebracht ist.

20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 19, zur Verwendung g als ,llandspritzpistole, dadurch gekennzeichnet, dass das an das Isolationsrohr (7) angesetzte Gehäuse zur Aufnahme des Spannungswandlers als Pistolengriff (17) ausgebildet ist, wobei der Pistolengriff einen Schalter (18,19) zum Ein- und Ausschalten des durch ein Niederspannungskabel (34) mit der Stromversorgungsquelle verbundenen Spannungswandlers (12...16) trägt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Isolationsrohr (7) eine über eine Schlauchleitung (39) mit der Treibgasversoxgung verbundene Fördereinrichtung (31,32) mit Materialvorratbehälter (30) befestigt ist.

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00 9 8 82/1537

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