DE2121986B2

DE2121986B2 - Elektrostatische Spritzpistole

Info

Publication number: DE2121986B2
Application number: DE2121986A
Authority: DE
Inventors: Philip L. Morris Plains N.J. Cowan
Original assignee: Graco Inc
Current assignee: Graco Inc
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1981-04-30
Also published as: JPS5438132B1; CA930258A; GB1355075A; US3693877A; IT944667B; DE2121986A1; SE385549B; FR2091315A5; DE2121986C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Spritzpistole, mit der eine Flüssigkeit in einen Sprühstrahl zerstäubt wird, wobei im Bereich des Sprühstrahles eine Korona-Entladungselektrode angeordnet ist.

Es ist bereits eine Einrichtung zum elektrostatischen Überziehen eines Gegenstandes mittels eines durch Zuführung von z. B. mit einem Lösungsmittel versehener Zerstäubungs-Druckluft gebildeten Spritzstrahles vorgeschlagen worden (DE-OS 19 65 509). Bei dieser vorgeschlagenen Einrichtung ist ein mindestens von einem Teil der Zerstäubungs-Druckluft mit hoher Geschwindigkeit durchströmter elektrogasdynamischer Energie- bzw. Spannungserzeuger vorgesehen. Außerdem weist die betreffende vorgeschlagene Einrichtung

ίο in Abstand von der eigentlichen Ladeelektrode eine gesonderte elektrisch isolierte Abschirmelektrode auf, deren Aufgabe darin besteht, die Arbeitsspannung der Ladeelektrode zu erhöhen. Über eine zusätzliche Koronaentladung unter Ausnutzung der betreffenden

ι ϊ Elektrode ist jedoch nichts bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine elektrostatische Spritzpistole der eingangs genannten Art auszubilden ist, damit dem Sprühstrahl eine besonders wirksame Aufladung gegeben werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Spritzpistole der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Korona-Entladungselektrode seitlich vom Sprühstrahl angeordnet ist und

2^r> daß ebenfalls seitlich vom Sprühstrahl der Korona-Entladungselektrode gegenüberliegend ein erstes Ende einer erdfreien Elektrode angeordnet ist.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit besonders geringem konstruktiven Aufwand eine

ω wirksamere Aufladung des Sprühstrahls erreicht ist als bei den bisher bekanntgewordenen bzw. vorgeschlagenen elektrostatischen Spritzpistolen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

ü Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht (teilweise geschnitten) einer ohne Preßluft arbeitenden Spritzpistole;

F i g. 2 einen vertikalen Teilschnitt des die Flüssigkeit

·»<> aussprühenden Endes der in Fig. 1 dargestellten Spritzpistole, wobei jedoch eine andere Elektroden-Konfiguration vorgesehen ist;

F i g 3 eine Ansicht entlang den Linien 3-3 auf die in F i g. 2 gezeigte Darstellung;

■i'> Fig.4 eine schematische Darstellung einer anderen Elektroden-Konfiguration, welche in Spritzpistolen der dargestellten Type verwendbar ist.

Es soll nunmehr Bezug genommen werden auf die Fig. 1. Dort ist eine elektrostatisch arbeitende Sprilzpi-

"^)ü stole dargestellt, die ohne Preßluft arbeitet. Diese Spritzpistole enthält einen elektrogasdynamischen Hochspannungsgenerator, der ein integraler Bestandteil der Spritzpistole ist. Die dargestellte Konstruktion ist teilweise durch die US-Patentschrift 30 00 576 bekannt.

>'i Bei der in der erwähnten US-Patentschrift beschriebenen Spritzpistole ist eine Düse verwendet, welche aus einer mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck fließenden Farbe oder anderen Flüssigkeit einen expandierenden kohärenten fächerförmigen Film bildet,

^W| welcher durch die Einwirkung von Luft am vorderen Ende der Düse zerstäubt wird. Das vorliegende Erfindungsprinzip läßt sich nun in gleicher Weise auch aui Spritzpistolen anwenden, die mit Luftzerstäubung arbeiten (siehe beispielsweise die DE-OS 19 65 667).

^Ι|Γ) Die in der F i g. 1 dargestellte Spritzpistole enthält einen aus Isolierstoff bestehenden rohrförmigen Teil 10, an dem ein Handgriff 12 und ein Abzug 16 befestigt sind. An dem dem Abzug gegenüberliegenden Ende des

rohrförmigen Teiles 10 sind eine Zerstäuberdüse und eine Aufladeeinheit 14 angeordnet. Innerhalb des rohrförmigen Teiles 10 befindet sich ferner ein elektrogasdynamischer Hochspannungsgenerator 18. Die für seinen Betrieb notwendige Luft vird dem Generator 18 durch den Boden des Handgriffes 12 zugeführt. Desgleichen wird die von dem Generator 18 abgegebene Luft durch den Boden des Handgriffes 12 wieder abgeführt. Details des elektrogasdynamischen Hochspannungsgenerators 18 und der von Luft unterstützten Abzugsvorrichtung sind hier nicht beschrieben, da beide nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Die Farbe wird der Zerstäuberdüse über eine Zuführungsleitung 20 zugeführt, welche mit einem Anschluß 22 an der Unterseite des rohrförmigen Teiles 10 verbunden ist und eine Einlaßleitung 24 aus elektrisch leitendem Material enthält. Die Flüssigkeitseinlaßleitung 24 steht in direkter Verbindung mit der Bohrung 26 eines im wesentlichen zylindrisch geformter· I 'ülsenteiles 28, das am vorderen Ende des rohrförmigen Teiles 10 sitzt und aus leitendem Material besteht. Das Hülsenteil 28 dient zeitweise als Flüssigkeitsreservoir. In das vordere Ende des Hülsenteiles 28 ist ein leitendes Ventilteil 30 eingeschraubt, das mit einer länglichen Bohrung 32 versehen ist. Der Durchmesser der Bohrung 32 ist genügend groß, um einer hindurchströmenden Flüssigkeit nur einen geringen Widerstand entgegenzusetzen. Vor dem Ventilteil 30 sitzt ein Düsenteil 36, welches über ein Dichtungsteil 34 in Verbindung mit dem Ventilteil 30 steht. Das Dichtungsteil 34 ist mit einer Durchtrittsöffnung 38 versehen, deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der Bohrung 32 ist. Die Durchtrittsöffnung in dem Dichtungsteil 34 und die Bohrung 32 fluchten miteinander. Die Durchtrittsöffnung in dem Dichtungsteil 34 mündet in eine Kammer 40, welche vorn durch eine speziell geformte Düse 42 abgeschlossen ist. Die Düse 42 steuert die Form der ausgesprühten Flüssigkeit. Die Form der ausgesprühten Flüssigkeil ist in", wesentlichen die eines flachen fächerförmigen Filmes oder eines kohärenten Hohlkonus o. ä. Diese Form kommt durch die Einwiikung von Luft hinter der Düse 42 zustande. Die Flüssigkeit wird dadurch in kleine Tröpfchen /.ersprüht. Der allgemeine Bereich, innerhalb dessen der ausgespritzte kohärente Flüssigkeitsfilm in diskrete Tröpfchen umgewandelt wird, wird nachfolgend als »Zerstäubungsbereich« bezeichnet.

Das Düsenteil 3fi fluchtet in Längsrichtung mit dem Dichtungsteil 34 und dem Ventilteil 301 Außerdem bildet das Düsenteil 36 mit dem Dichtungsteil 34 eine druckdichte Verbindung. Das Ventilteil 30, das Dichtungsteil 34 und das Düsenteil 36 werden durch ein becherförmiges Teil 44 zusammengehalten, welches bei 46 auf das vordere Ende des Hülsenteiles 28 geschraubt ist.

Der Fluii durch die oben erwähnte Düsenanordnung wird durch eine in dem Hülsenteil 28 verschiebbare Ventilnadel 48 gesteuert, deren vorderes Ende 50 durch eine Feder 52 gegen den Eingang 32 des Ventilteiles 30 gedrückt wird, so daß die Bohrung 32 abgedichtet ist. Die Ventilnadel 48 erstreckt sich nach hinten durch einen an der Rückseite der Bohrung 26 angeordneten Dichtungsring 54 und ist an ihrem Ende mit einer Verbindungssiange 56 aus Isoliermaterial verbunden. Die Vcrbindiingsstange 56 ist innerhalb der Bohrung 58 in dem rohrförmigen Teil 10 der Spritzpistole verschiebbar gelagert. Es is¹, ferner ein weiterer Dichtungsring 60 vorgesehen, welcher verhindert, daß ein Teil der zu versprühenden Flüssigkeit zwischen der Stange 56 und der Wand der Bohrung 58 hindurehiriu. Das hintere Ende der Stange 56 ist mit einem "■ stabförmigen Betätigungselement 64 verbunden, welches eine Komponente des Abzugs bildet. Die Verbindung zwischen dem hinteren Ende der Stange 56 und dem stabförmigen Betätigungselement 64 erfolgt durch ein isolierendes kupplungselement 62, welches

in innerhalb einer vergrößerten Bohrung 66 in dem rohrförmigen Teil 10 gelagert ist und koaxial mit der Bohrung 58 verläuft.

Bei Betätigung des Abzuges 16 werden das stabförmige Betätigungselement 64, das Kupplungsteil ment 66, die Verbindungsstange 56 und die Ventilnadel 48 entgegen der Vorspannkraft der Federn 52 und 70 zurückgezogen. Dadurch wird die Öffnung der Bohrung 32 in dem Ventilteil 30 freigegeben. Die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit fließt aus dem Reservoir 26

2(i durch die Bohrung 32 und wird in der Durchtrittsöffnung 38 in dem Dichtungsteil 34 beschleunigt, wobei sich der ürjcl· absenkt. Die Beschleunigung und Druckabsenkung erfolgt infolge des geringen Durchmessers der Durchtrittsöffnung 34. Der mit hoher

r> Geschwindigkeit strömende und unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeitsstrahl tritt dann durch die mit der zu versprühenden Flüssigkeit gefüllte Kammer 40 in das Düsenteil 36 tin und rifft dabei auf den die Düse 42 definierenden Bereich. Durch die Düsenöffnung tritt der

in Strahl dann weiterhin hindurch. Wie zuvor ausgeführt wurde, ist die Düse 42 vorzugsweise so geformt, daß die ausgespritzte Flüssigkeit die Form eines kohärenten flachen fächerförmigen Filmes oder eines Hohlkonus hat. Die ein kurzes Stück hinter der Düse auf den in der

ι·Ί erwähnten Weise geformten Flüssigkeilsfilm einwirkende Luft bewirkt, daß die Flüssigkeit in diskrete Tröpfchen umgewandelt wird.

Die Einlaßleitung 24, das Hiilsenteil 28. das Veritilteil 30, die Ventilnadel 48, das Düsenteil 36 und das becherförmige Teil 44 bestehen aus elektrisch leitendem Material und werden auf ein hohes, vorzugsweise negatives elektrisches Potential aufgeladen. Die Aufladung erfolgt über den Leiter 72, der in das aus Isolierstoff bestehende rohrförmige Teil 10 der Spritzpi-

4Ί stole eingebettet ist. Der Leiter 72 ist mit dem Hochspannungsausgang oder der Kollektor-Elektrode 74 des elektrogasdynamischen Generators 18 verbunden. Auf das vordere Ende der Spritzpistole ist wegen des hohen Potentials der Komponenten der Düsenan-

ϊο Ordnung ein becherförmiges Isolierteil 76 an der Stelle 78 auf einen Rohrforlsatz 80 aufgeschraubt, der ebenfalls aus Isoliermaterial besteht. Das becherförmige Isolierteil 76 soll die Komponenten der Düsenanordnung am vorderen Ende der Spritzpistole einhüllen. Das

'Λ Teil 76 enthält eine relativ enge Durchtrittsöffnung 82. welche koaxial mit der Düse 42 fluchtet. Die Durchtrittsöffnung 82 ist so lang, daß sie sich etwas über den Zerstäubungsbereich hinaus erstreckt. Außerdem hat die Durchtrittsöffnung 82 einen so großen

bi) Durchmesser, daß die Wände der Durchtrittsöffnung nicht im Bereich des von der Düse 12 ausgespritzten Flüssigkeitsstrahles liegen. Dadurch wird ein unerwünschtes Bedecken der Innenseite der Durchtrittsöffnung 82 mit dem flüssigen Material vermieden.

t>'> Innerhalb der in dem becherförmigen Isolierteil 76 befindlichen Durchtrittsöffnung 82 ist eine primäre Korona-Entladungselektrode 84 angeordnet, deren eines Ende 86 in elektrischem Kontakt mit dem

Düsenteil 36 steht. Das erwähnte linde 86 hat eine nadclförmige Gestall und ragt in die Durchtrittsöffnung 82 an einer Stelle hinein, die zwischen dem Flüssigkeitsaiistritt (Düse 42) und dem Zerstäubungsbereich liegt. Der hervorstehende Teil 88 der primären Korona-Entladungsclcktrode erstreckt sich jedoch nur ein kurzes Stück in die Durchtrittsöffnung 82. so daß er nicht im Bereich der ausgespritzten Flüssigkeit liegt. Da die primäre Korona-Entladungselektrode 84 über die leitenden Elemente der Düsenanordnung in elektrischem Kontakt mit dem Hochspannungsausgang, vorzugsweise dem negativen Hochspannungsausgang, des elektrogasdynamischen Generators steht, erfolgt von dem hervorstehenden Ende 88 dieser Elektrode eine negative Korona-Entladung zu der austretenden Flüssigkeit.

Innerhalb des becherförmigen Isolierteiles 76 ist feiner eine zweite elektrisch ungebundene, d. h. erdfreie Elektrode angeordnet, die mit der Bezugsziffer 90 bezeichnet ist. Die erdfreie Elektrode weist ein erstes freiliegendes Ende 92 auf, welches in die Durchtrittsöffnung 82 an einer Stelle hineinragt, die, in Strömungsrichtung gesehen, dicht hinter dem Ende 88 der ersten Korona-Entladungselektrode 84 liegt. Außerdem liegt diese Stelle dem freiliegenden Ende 88 der primären Korona-Entladungselektrode 84 etwa diametral gegenüber. Das freiliegende Ende 92 der erdfreien Elektrode kann plattenförmig geformt sein und flach an der Innenseite des Durchtrittskanals 82 anliegen: dieses Ende 92 kann aber auch eine nadelförmigc Konfiguralion haben und sich in den Durchtrittskanal 82 hincinerstrecken. Im letzteren Fall sollte das freiliegende Ende 92 der erdfreien Elektrode sich nur ein kurzes Stück in den Durchtrittskanal 82 hineinersireeken. so daß es nicht direkt von der ausgespritzten Flüssigkeit berührt wird. Die oben angegebene Anordnung des ersten freiliegenden Endes 92 bewirkt, daß mindestens ein wesentlicher Teil des Korona-Entladcstromes von dem freiliegenden Ende 88 der primären Korona-Entladungselektrode 84 quer durch die ausgespritzte Flüssigkeit zu dem freiliegenden Ende 92 der erdfreien Elektrode 90 geleitet wird. Wenn das freiliegende Ende 92 der erdfreien Elektrode 90 eine nadeiförmige Konfiguration hat. so kann ein relativ helles Glühen um das freiliegende nadclförmige Ende 92 nächst dem vorbeigespritzten flüssigen Material beobachtet werden.

Dieses Glühen beruht auf einer induzierten positiven Korona-Entladung, welche ihre Ursache in dem Vorhandensein des negativ geladenen Endes 88 der primären Korona-Entladungselcktrode 84 und dem von dieser Elektrode ausgehenden, über, beschriebenen Stromfluß hat. Obwohl die positiven Ionen, die das Ergebnis dieser induzierten sekundären Korona-Entla dung sind, theoretisch einige der negativen Ladungen neutralisieren sollten, welche über den Anschluß 88 der primären Korona-Entladungselektrode in das zu zerstäubende Material gelangen, ist insgesamt eine Erhöhung der effektiven Aufladung infolge der Wirkung des freiliegenden Anschlusses der erdfreien Elektrode 90 festzustellen- Von der Primär-Korona-Entladungselektrode geht ein Entladungsstrom aus. dessen Richtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung der bereits zerstäubten Flüssigkeit und/oder des kohärenten Filmes der ausgespritzten, noch unzersprühten Flüssigkeit verläuft.

Wie man der F i g. 1 entnehmen kann, ragt das andere Ende 94 der erdfreien Elektrode 90 am hinteren Ende des becherförmigen Isoliertciles 76 heraus und liegt dort frei. Dieses Ende hat ebenfalls eine nadeiförmige Konfiguration. Der oben beschriebene Korona-Entladesirorn fließt von dem freiliegenden Ende 88 der primären Korona-Entladungselektrode 84 durch den Slromweg der Flüssigkeit und wird von der erdfreien Elektrode 90 aufgenommen. Von dem zweiten freiliegenden Ende 94 der erdfreien Elektrode 90 geht dann eine tertiäre Korona-Entladung aus, welche praktisch einem Stromfluß nach Masse gleichkommt. Diese von dem zweiten freiliegenden Ende 94 der erdfreien Elektrode 90 ausgehende tertiäre Korona-Entladung ermöglicht es, wenn das Ende 94 geeignet angeordnet ist, ein hohes Kollektorpotential an der erdfreien Elektrode aufrechtzuerhalten, welches jedoch geringer ist als das Potential an der Primär-Korona-Entladungselektrode84.

Um sicherzustellen, daß die Kontinuität des direkten Überganges des Hauptteiles des Korona-Entladestromes von der Primär-Korona-Entladeelektrode 84 durch das ausgespritzte Material zu der erdfreien Elektrode 90 aufrecht erhalten bleibt und daß außerdem zwischen der Spritzpistole und dem Werkstück ein elektrisches Feld hoher Feldstärke erzeugt wird, das dazu dient, die ausgesprühten Tröpfchen auf das Werkstück zu lenken, sollte das freie Ende 94 der erdfreien Elektrode 90 in bezug auf Masse so angeordnet werden, daß die dazwischen liegende Potentialdifferenz wesentlich größer als die Potcntialdifferenz zwischen der Primär-Korona-Entladungselektrode 84 und der erdfreien Elektrode 90 ist. Mit anderen Worten bedeutet das, daß das /weite freiliegende Ende 94 in bezug auf die elektrische Masse so angeordnet sein sollte, daß die Impedanz dazwischen wesentlich größer als die Impedanz zwischen der Primär-Korona-Entladungselektrode 84 und der erdfreien Elektrode 90 ist. In kommerziellen Geräten, die nach diesem Erfindungsprinzip arbeiten, sollte der Abstand zwischen dem /weiten freiliegenden linde 94 der erdfreien Elektrode 90 zu dem nächstliegenden elektrischen Massepunkt.der beispielsweise von dem metallischen Handgriff 12 gebildet sein kann, wenn dieser auf Masse liegt, nicht weniger als 10% des Abstandes zwischen dem freiliegenden Ende 94 und dem zu besprühenden Werkstück sein.

In der dargestellten Ausführungsform arbeitel der elektrogasdynamische Generator 18 als Stromquelle, welche einen konstanten Strom abgibt, wobei der Strompegel von dem Druck der dem Generator 18 /ugeführten Betriebsluft abhängt. Die Betriebsspannung am vorderen Ende der Spritzpistole hängt im wesentlichen von dem Produkt des von dem elektrogasd\namisehcn Generator 18 abgegebenen Stromes und der Gesamlimpedanz der kombinierten Elektrodenanordnung gegenüber Masse ab. Die Betriebsspannung kann daher in weitem Maße in Abhängigkeit von der dem elektrogasdynamischen Generator 18 zugeführten Druckluft schwanken. Außerdem hängt die Betriebsspannung von dem Abstand des vorderen Endes der dargestellten Spritzpistole gegenüber dem auf Masse liegenden Werkstück und dem auf Masse liegenden Handgriff 12 ab. Es können auch andere Methoden zur Aufrechterhaltung einer hohen Impedanz zwischen dem freien Ende 94 der erdfreien Elektrode und Masse mit gleicher Effektivität angewendet werden. Beispielsweise ist es möglich, zwischen das Ende 94 und Masse einen Muhi-Megohm-Widerstand einzuschalten. Die zuvor beschriebene Korona-Entladungstechnik ermöglicht eine kompakte Vorrichtung und funktioniert auch dann.

wenn die Druckluftbedingungen für den elektrogasdynamischen Generator schwanken.

Um die zuvor beschriebene hohe Impedanz aller auf hohen Potentialen liegenden Komponenten gegenüber Masse aufrechtzuerhalten, ist eine Verlängerung der möglichen Leckstromwege zwischen der Ventilnadel und den leitenden Elementen des Abzuges erwünscht. Aus diesem Grunde ist das in spezieller Weise geformte Kopplungsteil 62 eingeführt worden. Das Kopplungsteil 62 ist mit einem länglichen Hülsenteil 100 versehen, in deren Innenraum mit 102 bezeichnet ist. Der Innenraum ist so dimensioniert, daß darin eine längliche Isolierhülse 104 Platz findet, deren vorderes Ende an der Stelle 106 integraler Teil des rohrförmigen Teiles ist. Man erkennt, daß der mögliche Leckstromweg vom hinteren Ende der leitenden Ventilnadel 48 zu den leitenden Teilen der Äbzugseinheit über die gesamte Länge der aus Isolierstoff bestehenden Verbindungsstange 56, die Innenseite der Hülse 100 und die gesamte Länge der Bohrung 66 von dem vorderen Ende der Hülse 100 bis zu dem nächsten leitenden Element in der Trägereinheit führt. Die vergrößerte Luftspaltlänge, die sich durch den verlängerten Leckstromweg ergibt, 'ragt zu der Aufrechterhaltung einer hohen Impedanz zwischen allen, auf einem hohen Potential liegenden Teilen der Ladeemheit und Masse bei.

Die F i g. 2 und 3 zeigen eine Alternativkonstruktion zu dem becherförmigen Isolierteil und den damit verbundenen Elektroden. Die einzelnen Elemente in den F i g. 2 und 3, welch; bestimmten Elementen der F i g. 1 Jo entsprechen, sind jeweils mit einer um 100 höheren Bezugsziffer bezeichnet. Das becherförmige Isolierteil 176, das in den Fig.2 und 3 das vordere Ende der Spritzpistole definiert, weist einen relativ schmalen Durchtrittskanal 182 auf, in den das eine Fnde 188 einer >5 nadeiförmigen Primär-Korona-Entladungselektrode 184 ragt. Das becherförmige Isolierteil 176 weist einen nach vorn vorstehenden Ansatz 200 auf, welcher den Hauptteil der erdfreien Elektrode 190 enthält. Das eine freie Ende 192 der erdfreien Elektrode 190 hat entweder Platten- oder Nadelform und ragt in den Durchtrittskanal 182 an einer Stelle hinein, welche in Spritzrichtung kurz hinter dem freiliegenden Ende 188 der primären Korona-Entladungselektrode 184 liegt. Außerdem liegt das freie Ende 192 der erdfreien Elektrode bezüglich des «5 Durchtrittskanales 182 etwa diametral gegenüber dem freien Ende 188 der primären Korona-Entladungselektrode 184. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das zweite nadeiförmige Ende 194 der erdfreien Elektrode 190 nach vorn gerichtet und erstreckt sich neben dem vorstehenden Ansatz 200 gegen das zu besprühende Werkstück hin. Bei dieser Anordnung verläuft also das die tertiäre Korona-Entladung bewirkende Ende 194 der erdfreien Elektrode 190 nächst dem expandierenden Strahl der zerstäubten Flüssigkeit und zwar vor dem Bereich, in dem die Zerstäubung erfolgt. Die von diesem Ende ausgehende Korona-Entladung, bei der die gleichen Polaritätsverhältnisse vorliegen, wie bei der von der primären Korona-Entladungselektrode 184 ausgehenden Korona-Entladung, dient dazu, die Ladung der Flüssigkeit noch zu erhöhen, welche bereits beim Hindurchtreten zwischen den Elektroden 188 und 192 in dem Durchtrittskanal 182 teilweise aufgeladen worden ist.

Fig.4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsfonn, welche von dem Erfindungsprinzip Gebrauch macht. Hier sind ähnliche Elemente, wie in der in F i g. 1 beschriebenen Ausführungsform, verwendet. Aus diesem Grunde wurden die entsprechenden Bezugsziffern um 200 erhöht. Die Primär-Korona-Entladungselektrode 284 ist hier mit dem negativen Pol einer Hochspannungsquelle verbunden, und zwar über ein eine Flüssigkeit ausstrahlendes Düsenteil 236. In unmittelbarer Nähe des freiliegenden Endes der primären Korona-Entladungselektrode 284, jedoch in Spritzrichtung dahinter, befindet sich das freie Ende 292 einer erdfreien Elektrode 290. Das freie Ende 292 der erdfreien Elektrode 290 liegi dabei in bezug auf den Flüssigkeitsstrahl dem freien Ende der primären Korona-Entladungselektrode 284 gegenüber. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch das zweite freiliegende Ende 294 der erdfreien Elektrode 290 in Spritzrichtung stromabwärts in unmittelbarer Nähe des Flüssigkeitsstrahl angeordnet. Dem freiliegenden Ende 294 der erdfreien Elektrode 290 bezüglich des Flüssigkeitsstrahles diametral gegenüberliegend ist das erste freiliegende Ende 300 einer zweiten erdfreien Elektrode 302 angeordnet. Das zweite Ende 304 der zweiten erdfreien Elektrode 302 emittiert eine Korona-Entladung. Dieses Ende 304 ist in Spritzrichtung stromabwärts angeordnet und gegen das zu besprühende Werkstück gerichtet.

Man erkennt also, daß die erfindungsgemäße Konstruktion so gewählt ist, daß der Hauptteil des Korona-Entladungsstromes in unmittelbarer Nähe des Zerstäubungsbereiches durch die ausgespritzte Flüssigkeit geleitet wird. Dadurch erfolgt eine verstärkte Aufladung der zerstäubten Flüssigkeitspartikel. Außerdem bildet sich ein elektrostatisches Feld heraus, welches die Flüssigkeitspartikel auf die zu besprühende Fläche lenkt. Für einen optimalen Betrieb müssen die in die DurchlriUskanäle 82,182 ragenden freien Enden der Elektrodenelemente genügend dicht an der die Flüssigkeit ausstoßenden Düse 42, 142 angeordnet sein, so daß infolge der kinetischen Energie des ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahles ein elektrostatisches Festsetzen von Flüssigkeitsteilchen an den Elektroden vermieden wird. Obwohl die spezielle Anordnung der Elektrodenenden zu einem großen Teil von den Eigenschaften der auszusprühenden Flüssigkeit und den Betriebsparametern des Systems abhängt, haben Experimente gezeigt, daß das freiliegende Ende der primären Korona-Entladungselektrode vorzugsweise zwischen der die Flüssigkeit ausstoßenden Düse und dem Zerstäubungsbereich angeordnet werden sollte. Dabei sollte von der Düse eine Entfernung von etwa einem Zentimeter eingehalten werden. In den meisten Fällen ergab sich ein optimales Ergebnis, wenn das freiliegende Ende der primären Korona-Entladungselektrode etwa 0,3 cm von der die Flüssigkeit ausstoßenden Düse angeordnet wurde.

Die Anwendung des Erfindungsprinzips hat gezeigt, daß die Aufladung der Flüssigkeitspartikel mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgt und daß ein entsprechendes elektrostatisches Feld aufgebaut wird, welches die Flüssigkeitspartikel auf die zu besprühende Oberfläche lenkt; im übrigen führt die Anwendung des Eafindungsprinzipes zu einer Konstruktion, welche eine selektive Anordnung der Elektroden in einem Gehäuse aus nichtleitendem Material zuläßt, wobei dieses Gehäuse eine Beeinträchtigung der Funktion der nadeiförmigen Hektrodentefle durch Abtragung oder Brach auf ein Minimum reduziert oder sogar völlig verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatische Spritzpistole, mit der eine Flüssigkeit in einen Sprühstrahl zerstäubt wird, wobei im Bereich des Sprühstrahles eine Korona-Entladungselektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Korona-Entladungselekirode (84, 184, 284) seitlich vom Sprühstrahl angeordnet ist und daß ebenfalls seitlich vom Sprühstrahl der Korona-Entladungselektrode gegenüberliegend ein erstes Ende (92, 192, 292) einer erdfreien Elektrode (90,190,290) angeordnet ist.

2. Elektrostatische Spritzpistole nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Korona-Entladungselektrode (84,184,284) und das erste Ende (92, 192, 292) der erdfreien Elektrode (90, 190, 290) nächst der Zerstäubungsstelle des Sprühstrahles angeordnet sind.

3. Elektrostatische Spritzpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erdfreie Elektrode (90, 190, 290) ein von dem Sprühstrahl abgewandtes zweites Ende (94, 194, 294) aufweist, dessen Abstand gegenüber dem nächstliegenden erdgebundenen Potentialpunkt nicht weniger als 10% seines Abstandes zu dem zu besprühenden Werkstück ist.

4. Elektrostatische Spritzpistole nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korona-Entladungselektrode (84, 184, 284) und das erste Ende (92, 192, 292) der erdfreien Elektrode (90, 190, 290) sich nur bis in die Randzone des Sprühstrahles erstrecken.

5. Elektrostatische Spritzpistole nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des zweiten Endes (94, 194, 294) der erdfreien Elektrode (90, 190, 290) gegenüber dem nächstliegenden erdgebundenen Potentialpunkt an der Spritzpistole so groß ist, daß die Potentialdifferenz zwischen dem erwähnten zweiten Ende (94,194,294) und dem nächstliegenden erdgebundenen Potentialpunkt wesentlich größer als die Potentialdifferenz zwischen der Korona-Entladungselektrode (84, 184, 284) und der erdfreien Elektrode (90,190,290) ist.

6. Elektrostatische Spritzpistole nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (194, 294) der erdfreien Elektrode (190, 290) in Spritzrichtung hinter dem der Korona-Entladungselektrode (184, 284) gegenüberliegenden ersten Ende (192, 292) der erdfreien Elektrode (190, 290) angeordnet ist.

7. Elektrostatische Spritzpistole nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (294) der erdfreien Elektrode (290) in der Nähe des Sprühstrahles angeordnet ist, und daß das eine Ende (300) einer weiteren erdfreien Elektrode (302) dem zweiten Ende (294) der erstgenannten erdfreien Elektrode (290) in bezug auf den Sprühstrahl gegenüberliegend angeordnet ist.