DE2713328A1

DE2713328A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen auftragen von beschichtungsmaterial auf gegenstaende

Info

Publication number: DE2713328A1
Application number: DE19772713328
Authority: DE
Inventors: Karl Buschor; Ernst Lehmann
Original assignee: Gema AG
Current assignee: Gema AG
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1977-03-25
Publication date: 1978-10-05
Also published as: CH625976A5

Description

Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Be-
schichtungsmaterial auf Gegenstände Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Beschichtungsmaterial auf Gegenstände mit einer an der Austrittsöffnung einer elektrisch isolierenden Material-Zuleitung angeordneten Düse zur Zerstäubung des zugeführten Beschichtungsmaterial und einer an Hochspannung liegenden Elektrodenanordnung zum elektrischen Aufladen des Beschichtungsmaterial und zur Aufrechterhaltung eines elektrischen Feldes für den Transport der geladenen Materialpartikeln zum zu beschicht enden Gegenstand.
Beschichtungsvorrichtungen dieser Art, die beispielsweise in Pistolenform ausgebildet sein können, sind aus der CH-P8 579 951 bekannt.
Um mittels derartiger Beschichtungsvorrichtungen eine gleichmäßige Beschichtung der Jeweiligen Gegenstände mit in Form einer Flüssigkeit oder in Pulverform vorliegendem Beschichtungsmaterial zu erhalten, ist neben einem bestimmten Mindestabstand des Gegenstandes von der Beschichtungsvorrichtung für die Führung der geladenen Materialpartikeln ein ausreichend starkes Transportfeld nötig, das das Anlegen einer relativ hohen Hoch-Spannung, von z.B. 70 kV und mehr, an die Elektrodenanordnung erfordert.
Diese hohen Spannungen können zu Schwierigkeiten bei dem für die Aufladung maßgebenden Rückfeld führen, wobei das Erreichen einer besseren Aufladung durch ein gegenüber dem Transportfeld stärkeres Rückfeld schon aus Gründen der Sicherheit für die Bedienungsperson der Beschichtungsvorrichtung problematisch ist und die im allgemeinen bestehenden diesbezüglichen Vorschriften für einzuhaltende Mindestabstände Riickfelder einer für eine optimale Aufladung des Materials erforderlichen Stärke nicht zulassen. Mittels der in der CH-PS 579 951 beschriebenen Verwendung eines die Düsenöffnung überdeckenden elektrischen Querfeldes ist es möglich, die Stärke des Querfeldes ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit bis nahe an der Durchbruchfeldstärke zu wählen, wobei der Abstand von letzterer aus Gründen der Sicherheit entsprechend der Entzündbarkeit des Beschichtungsmaterials gewählt werden kann.
Eine gewisse Problematik kann Jedoch im Zusammenhang mit der vorteilhaft arbeitenden bekannten Beschichtungsvorrichtung dadurch entstehen, daß grundsätzlich und insbesondere auch wegen bestehender Vorschriften diese Beschichtungsvorrichtungen bzw.
elektrostatischen Sprühpistolen keine für Lösungsmitteldämpfe zündfähige Funken erzeugen dürfen. Das Entstehen derartiger Funken im Bereich der Elektroden kann durch die Verwendung von Querfeldern gemäß CH-PS 579 951 verhindert werden, da auf diese Weise eine Entladungsenergie der Elektroden erreicht werden kann, die deutlich unter den vorgeschriebenen Werten liegt, aber die Gefahr des Entstehens derartiger für Lösungsmitteldämpfe zündfähiger Funken ist nicht auf den Elektrodenbereich beschränkt, sondern solche Funken können sich auch ausgehend von der Oberfläche der Beschichtungsvorrichtung, insbesondere des Pistolenkörpers bilden.
Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beschichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Jegliche Gefahr der Ausbildung zändfähiger Funken, insbesondere der Ausbildung zündfähiger Entladungen im Bereich des Gehäuses, bzw. des Pistolenkörpers ausgeschaltet ist.
Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß dem die Material-Zuleitung umgebenden Kunststoffgehäuse der Auftragsvorrichtung eine das Gehäuse umschließende, sich zumindest über den mündungsseitig gelegenen Bereich erstreckende Hüllfläche zur Unterdrückung zündfähiger Funken zugeordnet ist.
Diese Hüllfläche besteht in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einer Hülse aus Isoliermaterial, die sich ausgehend vom Mündungsbereich über wenigstens ein Drittel der Länge des Kunststoffgehäuses bzw. des Pistolenkörpers erstreckt.
Durch die Verwendung einer das aus Kunststoff bestehende Pistolengehäuse auf einem wesentlichen Teil seiner Länge umschliessenden Hülse aus Isoliermatierial wird auf überraschend einfache, die Handhabung der Pistole in keiner Weise beeinträchtigende oder den Spritzvorgang erschwerende Weise jegliches Auftreten zündfähiger Entladungen vermieden.
Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Hochspannungserzeugung, d.h. im allgemeinen eine Hochspannungskaskade, im Kunststoffgehäuse des Pistolenkörpers angeordnet, und in diesem Falle erstreckt sich die Hülse aus Isoliermaterial zumindest über einen wesentlichen Teil dieser Einrichtung zur Hochspannungserzeugung.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Hülse zumindest in Teilbereichen ihrer Länge bezüglich des Kunststoffgehäuses einen geringen Abstand aufweist.
Eine sich durch Mehrfachfunktionen auszeichnende Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der mündungsseitige Bereich der Hülse als Uberwurfmutter ausgebildet und an diese Überwurfmutter der restliche Hülsenteil angeformt ist. Eine derartige Überwurfmutter wird nämlich im allgemeinen auch ohne die die Bildung zündfähiger Funken unterbindende Hülse zum Halten einer Frontplatte benötigt, so daß durch Verlängerung dieser Überwurfmutter dieses Bauelement gleich noch die Funktion der Verhinderung von Funkenbildungen übernimmt.
Gemäß spezieller Ausgestaltungen der Erfindung kann die Oberfläche der Hülse mit aneinandergrenzenden Unebenheiten vorgebbarer Tiefe versehen sein, die rillenförmig ausgebildet oder auch beispielsweise durch Sandetrahlen oder chemisches Aufrauhen erhalten werden können. In diese Vertiefungen wird zweckmäßigerweise hochohmiges Widerstandsmaterial eingelagert.
Nach einer weiteren, sich für bestimmte Anwendungen eignenden Ausführungsform der Erfindung wird die Hüllfläche unmittelbar von der mit aneinandergrenzenden Unebenheiten vorgebbarer Tiefe versehenen Oberfläche des Kunststoffgehäuses bzw. Pistolenkörpere gebildet. Diese spezielle Behandlung der Oberfläche des Pistolengehäuses erfordert nur einen vergleichsweise geringen Aufwand und ermöglicht es durch Wahl bestimmter Formen der Unebenheiten einer Funkenbildung in einer für eine Reihe praktischer Fälle ausreichenden Weise entgegenzuwirken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnitten dargestellte Ausführungsform einer Spritzpistole nach der Erfindung von der Seite gesehen, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Spritzpistole nach der Erfindung, und die Fig. 2a vergrößerte Detail-Schnittansichten der Einzelheit A bis 2d in Fig. 2.
Die in Fig. 1 gezeigte Spritzpistole besitzt im Bereich des sich an einen Pistolenkörper 1 anschließenden Handgriffes 2 einen Anschluß für das zu verspritzende Beschichtungsmaterial sowie einen elektrischen Anschluß für eine im vorderen Bereich des Pistolenkörpers 1 angeordnete Kaskade 3 zur Hochspannungserzeugung.
An der Stirnseite des Pistolenkörpers 1 befindet sich eine Frontplatte 4 aus Kunststoff, in die koaxial mit einem nicht dargestellten Zufuhrrohr eine Zerstäubungsdüse 5 eingesetzt ist. Aus der Frontplatte 4 ragen zwei nadelförmige Elektroden 6a, 6b heraus, die einander diametral gegenüberliegend von der Düse 5 gleichen Abstand haben. Die Elektroden 6a, 6b sind über Anschlüsse 7 mit den Ausgängen der Hochspannungskaskade 3 verbunden, von der an die eine Elektrode 6a ein hohes Potential von z.B. - 72 kV und an die andere Elektrode 6b ein niedrigeres Potential von z.B. - 64 kV angelegt ist. Das durch die Potentialdifferenz der beiden Elektroden bedingte elektrische Feld erstreckt sich quer über die Offnung der Düse 5.
Eine auf ein Gewinde 8 schraubbare Uberwurfmutter 9, die bezüglich der Frontplatte 4 eine Haltefunktion besitzt, ist in Richtung des Handgriffes durch eine Hülse 10 aus Isoliermaterial verlängert. Diese Hülse 10, deren günstigste Länge beispielsweise durch Versuche ermittelt werden kann, erstreckt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über die Kaskade 3.
Bevorzugt besitzt die Hülse 10 bezüglich des Pistolenkörpers 1 einen geringen Abstand, wobei aufgrund der Verbindung dieser Hülse 10 mit der Überwurfmutter 9 ein genau definierter zylindrischer Luftspalt gegeben ist.
Praktische Versuche haben gezeigt, daß durch die eine Verlängerung der Vberwurfmutter 9 darstellende Hülse 10 Jegliche Ausbildung zündfähiger Funken verhindert wird, so daß eine entsprechend den Maßnahmen nach der Erfindung aufgebaute Spritzpistole die in einer Reihe von Ländern bestehenden, teilweise sehr strengen Prüfvorschriften ohne weiteres erfüllt.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer elektrostatischen Sprühpistole unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die die Bildung von Entladungen verhindernde Hülle unmittelbar auf der Oberfläche des Pistolenkörpers 1 ausgebildet ist. Die Uberwurfmutter 9 muß dabei nicht mittels einer Hülse verlängert sein.
Verschiedene Möglichkeiten der Realisierung der entladungshemmenden Oberfläche des Pistolenkörpers 1 aus Kunststoff sind in den Fig. 2a bis 2d dargestellt, die vergrößerte Schnittansichten der Einzelheit A der Fig. 2 zeigen.
Nach Fig. 2a ist die Oberfläche des Pistolenkörpers 1 mit gewindeähnlichen Rillen 11 versehen, und bei der Ausführungsform nach Fig. 2b wird eine ähnliche Lösung verwendet, bei der jedoch die Rillen ähnlich einem Trapezgewinde ausgebildet sind.
Die jeweilige Wahl der Rillenform hängt von den Gegebenheiten ab, die im praktischen Einsatz zu erwarten sind.
Vorteilhaft ist es, entsprechend der in Fig. 2c dargestellten Variante in den Vertiefungen 12 hochohmiges Material abzulagern, wobei beispielsweise halbleitender oder metallhaltiger Lack Verwendung finden kann.
Fig. 2d zeigt, daß die nach der Erfindung erforderlichen Unebenheiten auch durch chemisches oder mechanisches Aufrauhen der Oberfläche, z.B. durch Sandstrahlen, erhalten werden können.
Prinzipiell ist es auch möglich, die anhand der Fig. 2a bis 2d erläuterten Oberflächen-Ausgestaltungen in Verbindung mit der Hülse 10 nach Fig. 1 zu verwenden, wobei der Einsatz dieser Maßnahmen vom jeweiligen Anwendungsfall bzw. Einsatzgebiet der elektrostatischen Sprühpistole abhängig sein wird.
- Patentansprüche - Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Beschichtungsmaterial auf Gegenstände mit einer an der Austrittsöffnung einer elektrisch isolierenden Material-Zuleitung angeordneten Düse zur Zerstäubung des zugeführten Beschichtungsmaterials und einer an Hochspannung liegenden Elektrodenanordnung zum elektrischen Aufladen des Beschichtungsmaterials und zur Aufrechterhaltung eines elektrischen Feldes für den Transport der geladenen Materialpartikeln zum zu beschichtenden Gegenstand, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß dem die Material-Zuleitung umgebenden Kunststoffgehäuse (1) der Auftragsvorrichtung eine das Gehäuse umschließende, sich zumindest über den mündungsseitig gelegenen Bereich erstreckende Hüllfläche zur Unterdrückung zündfähiger Funken zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Hüllfläche von einer Hülse (10) aus Isoliermaterial gebildet ist, die sich ausgehend vom Mündungsbereich über wenigstens ein Drittel der Länge des Kunststoffgehäuses (1) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß im Kunststoffgehäuse (1) eine Einrichtung (3) zur Hochspannungserzeugung angeordnet ist, und daß sich die Hülse (10) aus Isoliermaterial zumindest über einen wesentlichen Teil dieser Einrichtung zur Hochspannungserzeugung erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Hülse (10) zumindest in Teilbereichen ihrer Länge bezüglich des Kunststoffgehäuses (1) einen geringen Abstand aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hülse (10) in ihrem mündungsseitig gelegenen Bereich eine erhöhte Wandstärke besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der mündungsseitige Bereich der Hülse (10) als Überwurfmutter (9) ausgebildet und an diese Überwurfmutter der restliche Hülsenteil angeformt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t ,daß der mündungsseitige Bereich (9) der Hülse (10) am Kunststoffgehäuse (1) anliegt, insbesondere mit dem Kunststoffgehäuse verschraubt ist, und daß der verbleibende Teile der Hülse (10) bezüglich des Kunststoffgehäuses (1) einen geringen Abstand aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Oberfläche der Hülse (10) mit aneinandergrenzenden Unebenheiten vorgebbarer Tiefe versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß in die Vertiefungen hochohmiges Widerstandsmaterial eingelagert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Hüllfläche von der mit aneinandergrenzenden Unebenheiten (11,12) vorgebbarer Tiefe versehenen Oberfläche des Kunststoffgehäuses (1) gebildet wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Vertiefungen aus gewindeähnlichen Rillen (11) bestehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Vertiefungen als trapezgewindeförmige Rillen (12) ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in den Rillen (11,12) hochohmiges Widerstandsmaterial (13) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Hüllfläche aus einer hochohmigen Schicht besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Hüllfläche aus einer halbleitenden Lackschicht besteht.