DE2807629A1

DE2807629A1 - Elektrostatische zerstaeubungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2807629A1
Application number: DE19782807629
Authority: DE
Inventors: Jack R Haller
Original assignee: JACK R HALLER Ltd
Current assignee: JACK R HALLER Ltd
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1978-08-31
Also published as: CA1110057A; FR2381570A1; GB1580764A; US4120015A; JPS53114848A

Description

Patentanwalt DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF*

MÜNCHEN 81 ■ WISSMANNSTRASSE 14 · TELEFON 93 27 74 · TELEGRAMMADRESSE: LANGHOFFPATENT MÜNCHEN

München, den 22. 2. 1978 Unser Zeichen : 27-1739

Patentanmeldung
der

Jack R. Haller Ltd., Inc., 44 King Avenue,Columbus, Ohio 43201 Elektrostatische Zerstäubungsvorrichtung

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* Ständiger allgemeiner Vertreter nach § 46 PatAnwO, zugelassen bei den Landgerichten München I und II.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Zerstäuben von trockenem Beschichtungsmaterial, mit einem Gehäuse, mit einem darin untergebrachten Generator zum Erzeugen eines elektrostatischen Potentials, mit einer Betätigungsvorrichtung, und mit einer leitenden Oberfläche, die durch das elektrostatische Potential aufgeladen wird.

Derartige Zerstäubungsvorrichtungen sind bekannt. Dabei wird eine verhältnismäßig hohe Potentialdifferenz zwischen einer Elektrode und einem zu beschichtenden Gegenstand hergestellt. Die Teilchen des Beschichtungsmaterials werden sodann elektrisch geladen und gelangen entlang der Feldlinien auf den zu beschichtenden Gegenstand. Üblicherweise ist dieser mit einem elektrisch leitenden Klebstoff überzogen, falls er beflockt werden soll. Die Flocken oder Faserteilchen kleben dann an dem Gegenstand und verlieren ihre Ladung.

Derartige Vorrichtungen erfordern eine verhältnismäßig große und kostspielige Stromversorgung. Sie lassen sich daher nicht für Heimwerkerzwecke, für Ausbesserungen oder dergleichen verwenden .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die verhältnismäßig einfach, leicht und preiswert ist und die keine zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen erfordert und die am HaushaltsStromnetz oder von Batterien betrieben werden kann.

Die Lösung ist im wesentlichen gegeben durch einen von dem Gehäuse trennbaren Behälter zum Aufnehmen des Beschichtungsmaterials und zum übertragen elektrostatischer Ladungen von der leitenden Oberfläche auf das Beschichtungsmaterial, wobei der Behälter eine erste Stirnwand aufweist, die elektrisch leitend ist und mit dem Beschichtungsmaterial in dem Behälter in Berührung kommen kann.

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sowie eine zweite, für das Beschichtungsmaterial durchlässige Stirnwand, die mit der leitenden Stirnwand durch eine Wand verbunden ist, und daß der Behälter so an dem Gehäuse gehalten ist, daß die leitende Stirnwand mit der leitenden Oberfläche in Berührung kommt.

Vorzugsweise liegt die leitende Stirnwand der leitenden Oberfläche gegenüber. Beide Teile können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kugelförmig gestaltet sein.

Vorzugsweise besteht die durchlässige Stirnwand aus einem Siebgewebe, etwa aus Kunststoff, dessen öffnungen so groß sind, daß das Beschichtungsmaterial durch elektrostatische Anziehungskräfte nach außen gelangen kann.

Um eine gleichmäßige Verteilung und richtige Funktion der Vorrichtung unabhängig von deren räumlicher Lage zu gewährleisten, kann der Behälter eine Anzahl Trennwände aufweisen, die sich zwischen den beiden Stirnwänden erstrecken und den Behälter in eine Anzahl voneinander getrennter Kammern unterteilen.

Eine insbesondere für die Verwendung von Wegwerfbehältern geeignete Konstruktion ist darin zu sehen, daß das Gehäuse einen Sockel aufweist, in den der Behälter mit Reibungssitz hineinpaßt.

Zur Erleichterung der Handhabung kann das Gehäuse einen pistolenartigen Handgriff umfassen.

Bei Verwendung eines zylindrischen Sockels ist die leitende Oberfläche vorzugsweise in demselben untergebracht.

Eine besonders kompakte und einfache Zerstäubungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Generator als Bandgenerator ausgebildet ist und ein endloses Band umfaßt, das um eine erste Walze und um eine zweite Walze läuft und in triboelektrischer Berührung mit denselben ist, daß das Band sich in Längsrichtung durch das

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Gehäuse erstreckt, daß die erste Walze mit einem Motor gekuppelt ist, der von einem Auslöser betätigbar ist, daß eine geerdete Sprühbürste im Bereich der ersten Walze in der Nähe des Bandes angeordnet ist, und daß eine Bürstenanordnung im Bereich der zweiten Walze in der Nähe des Bandes angeordnet ist und mit der leitenden Oberfläche verbunden ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 im Betrieb;

Fig. 3 den schematischen Aufbau und die elektrische Schaltung der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2;

Fig. 4a einen Axialschnitt durch den Behälter zur Aufnahme des Beschxchtungspulvers;

Fig. 4b eine Schnittansicht durch den Behälter längs der Linie 4b-4b von Fig. 4a.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung zum elektrostatischen Zerstäuben von trockenem Beschichtungsmaterial ist als handbetätigte Zerstäuberpistole 10 ausgebildet, welche ein Gehäuse 12 umfaßt mit einem griffseitigen Stirnbereich 14, einem Zwischenbereich 16 und einem Zerstäubungsbereich 18. Letzterer umfaßt einen zylindrischen Sockel 20, in den ein Behälter 22 für das Beschichtungsmaterial 24, etwa Pulver, Faserflocken und dergleichen, mit Paßsitz eingesetzt werden kann. Das Gehäuse 12 besteht aus Kunststoff.

Die Zerstäuberpistole 10 umfaßt ferner eine erste Walze 28, eine zweite Walze 30 und ein um diese Walzen geführtes Band 32. Die Bandtrums 33 und 34 erstrecken sich durch den Zwischenbereich 16, der zylindrisch gestaltet ist. Die beiden Walzen 28 und 30 sind in dem griffseitigen Stirnbereich 14 bzw. dem Zerstäubungsbereich 1Ö

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untergebracht. Die zweite Walze 30 sitzt auf einer Welle 35, die in Ausnehmungen 36 in der Wand des Gehäuses 12 gelagert ist. Diese Walze ist frei drehbar.

Die erste Walze 28 sitzt auf einer Welle 40 eines kleinen Wechselstrommotors 42 für 110 V Betriebsspannung, der über einen Schalter 44 und eine Netzanschlußleitung 46 an eine übliche Steckdose angeschlossen werden kann. Der Schalter 44 wird von einem Auslöser 48 betätigt, der in einem Pistolen-Handgriff 50 des Gehäuses 12 sitzt.

Die Netzanschlußleitung 46 ist dreiadrig und enthält einen Schutzleiter 52- (Fig. 3).

Gegenüber der ersten Walze 48 liegen die Enden einer Sprühbürste 54, die dafür sorgen, daß Ladungen, die sich auf dem Band 32 befinden, bei Bewegung desselben nach Erde abgeleitet werden.

Die Zerstäuberpistole umfaßt ferner eine Kugel 62, die in dem Zerstäubungsbereich 18 gehalten wird und die mit einer leitenden Oberfläche 64 versehen ist. Mit der leitenden Oberfläche ist eine Bürstenanordnung 60 verbunden, die dem Band 32 im Bereich der zweiten Walze 30 dicht gegenüberliegt. Diese Bürstenanordnung nimmt Ladungen von dem Band 32 auf und überträgt sie auf die leitende Oberfläche 64.

Die erste Walze 28 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform aus Teflon hergestellt, die zweite Walze 30 aus Nylon und das Band

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32 aus künstlichem Gummi, etwa Neopren.. Die Walzen 28 und 30 sollten aus Materialien bestehen, die möglichst weit entfernt in der triboelektrischen Spannungsreihe. Die auf der Oberfläche 64 gespeicherte Ladung wird durch Reibung zwischen den Walzen 28, 30 und dem Band 32 erzeugt. Das Band 32 dient dazu, die durch Reibung erzeugten negativen Ladungen von der zweiten Walze 30 über die Sprühbürsten 54 nach Erde abzuleiten. Der Mangel an negativen Ladungen auf der zweiten Walze 30 und der Oberfläche 64, die über

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die Bürstenanordnung damit elektrisch verbunden ist, ergibt eine positive Ladung auf der Oberfläche 64.

Die Kugel 62 ist zweiteilig und als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet. Die Oberfläche ist metallisiert, und die Bürstenanordnung 60 ist mit der metallisierten Oberfläche verbunden.

Um die elektrische Ladung auf der Oberfläche 64 auf die Teilchen 24 zu übertragen, umfaßt der Behälter 22 eine kugelförmig gekrümmte Stirnwand 68, die an die Krümmung der Kugel 62 angepaßt ist₇ so daß eine innige Berührung zwischen beiden mindestens an mehreren Stellen besteht. Die Ladung wird entweder durch oder längs der Oberfläche der Stirnwand 68 in das Innere derselben übertragen, wo die Teilchen des Beschxchtungsmaterials an dieser anliegen. Die Stirnwand 68 besteht aus einer dünnen Metallplatte, kann jedoch aus nicht leitendem Material bestehen, das mit einem leitenden überzug versehen ist.

Der Behälter 22 umfaßt ferner eine zylindrische Wand 7O₇ die dichtsitzend in den zylindrischen Sockel 20 hineinpaßt. Die zylindrische Wand 70 ist aus Kunststoff oder irgend einem anderen geeigneten Material hergestellt. Als gut geeignet hat sich hierfür Karton bewährt, wie er für Postversandbuchsen verwendet wird. Aus diesem Material lassen sich Behälter 22 verhältnismäßig preisgünstig herstellen. Sie können daher als Wegwervbehälter ausgebildet sein.

An der Austrittsseite des Beschxchtungsmaterials enthält der Behälter 22 eine durchlässige Stirnwand 72, durch die die geladenen Teilchen des Beschxchtungsmaterials 24 aus dem Behälter 22 auf einen zu beschichtenden Gegenstand 73 gelangen können (Fig. 2). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die durchlässige Stirnwand 72 aus einem .Kunststoffgewebe hergestellt, welches durch einen Ring 76 fest auf der zylindrischen Wand 70 gehalten ist.

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Wie am besten aus den Figuren 1 und 4 zu entnehmen ist, ist das Innere 80 des Behälters 22 in eine Anzahl in Längsrichtung des Behälters sich erstreckender Kammern 82 unterteilt, die sich über die gesamte Länge zwischen den Stirnwänden 68 und 72 erstrecken. Die Kammern sind durch eine Anzahl Trennwände 84 gebildet, welche axial und radial sich erstreckende Bereiche 90 und in Umfangsrichtung sich erstreckende koaxiale Bereiche 92 aufweisen. Die Kammern 82 dienen dazu, das Beschichtungsmaterial 24 in dem Behälter 22 zu unterteilen, so daß die Zerstäuberpistole in beliebigen Lagen gehalten werden kann, ohne daß die gleichmäßige Zerstäubung des Beschxchtungsmaterials gestört wird. Jede einzelne Kammer wirkt also als getrennter Behälter für das Beschichtungsmaterial, wodurch die Verteilung desselben wesentlich verbessert wird. Die Gestalt der Kammern geht aus den Figuren 4a und 4b hervor. Es können natürlich auch andere als die dargestellten Formen für die Kammern verwendet werden, etwa hexagonale QuerSchnittsformen.

Anstelle des Wechselstrommotors 42 kann auch ein batteriebetriebener Motor verwendet werden. In diesem Fall können die erforderlichen Batterien in dem Gehäuse 12 untergebracht sein, so daß die Zerstäuberpistole netzunabhängig betrieben werden kann.

Die Zerstäuberpistole enthält einen kleinen Van de Graaff-Generator zum Erzeugen der elektrostatischen Ladungen für das Zerstäuben des Beschxchtungsmaterials.

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Claims

Patentansprüche :

Vorrichtung zum elektrostatischen Zerstäuben von trockenem Beschichtungsmaterial, mit einem Gehäuse, mit einem darin untergebrachten Generator zum Erzeugen eines elektrostatischen Potentials, mit einer Betätigungsvorrichtung, und mit einer leitenden Oberfläche, die durch das elektrostatische Potential aufgeladen wird, g e k e η η zeichnet durch einen von dem Gehäuse trennbaren Behälter (22) zum Aufnehmen des Beschichtungsmaterials (24) und zum übertragen elektrostatischer Ladungen von der leitenden Oberfläche auf das Beschichtungsmaterial, ferner dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter eine erste Stirnwand aufweist, die elektrisch leitend ist und mit dem Beschichtungsmaterial in dem Behälter in Berührung kommen kann, sowie eine zweite, für das Beschichtungsmaterial durchlässige Stirnwand (72) , die mit der leitenden Stirnwand (68) durch eine Wand (70) verbunden ist, und daß der Behälter (22) abnehmbar so an dem Gehäuse (12) gehalten ist, daß die leitende Stirnwand (68) mit der leitenden Oberfläche (64) in Berührung kommt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Stirnwand (68) der leitenden Oberfläche (64) gegenüberliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die leitende Stirnwand (68) und die leitende Oberfläche (64) kugelförmig gestaltet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die durchlässige Stirnwand (72) aus einem Siebgewebe besteht, dessen öffnungen so groß sind, daß das Beschichtungsmaterial durch elektrostatische Anziehungskräfte nach außen gelangen kann.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (22) eine Anzahl Trennwände (84) enthält, die sich zwischen den beiden Stirnwänden (68, 72) erstrecken und den Behälter in eine Anzahl voneinander getrennter Kammern (82) unterteilen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß das Gehäuse einen Sockel (20) aufweist, in den der Behälter (22) mit Reibungssitz hineinpaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (12) einen pistolenartigen Handgriff (50) umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 od=r 7, dadurch gekennzeichnet , daß die leitende Oberfläche (64) in dem zylindrischen Sockel (20) sitzt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Generator als Bandgenerator ausgebildet ist und ein endloses Band (32) umfaßt, das um eine erste Walze (28) und um eine zweite Walze (3Q) läuft und in triboelektrischer Berührung mit denselben ist, dass das Band sich in Längsrichtung durch das Gehäuse (12) erstreckt, daß die erste Walze (28) mit einem Motor gekuppelt ist, der von einem Auslöser betätigbar ist, daß eine geerdete Sprühbürste (54) im Bereich der ersten Walze in der Nähe des Bandes angeordnet ist, und daß eine Bürstenanordnung (60) im Bereich der zweiten Walze in der Nähe des Bandes angeordnet und mit der leitenden Oberfläche ■64) verbunden ist.

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