DE2941884A1

DE2941884A1 - Duese fuer eine spritzpistole zur luftfreien aufbringung von elektrostatischen ueberzuegen auf an sich beliebige gegenstaende

Info

Publication number: DE2941884A1
Application number: DE19792941884
Authority: DE
Inventors: Nakaichi Hori
Original assignee: Asahi Okuma Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Okuma Industrial Co Ltd
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1979-10-12
Publication date: 1980-04-24
Also published as: JPS5756379B2; JPS5554053A; DE2941884C2; US4238077A

Description

PFENNING · MAAS · MEINIG · SPOTT

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Patentanwälte KurfOrstendamm 170. D 1000 Berlin 15

T54-31

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Pf/schu

PATENTANWÄLTE BERLIN · MÜNCHEN

J Pfenning. Dipl -Ine Bertin Dr I Maas. Dipl -Chem München K. H Meinig. Dipl -Phyt Berlin Dr. G Spott. Dipl -Chem München

Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt

BÜRO BERLIN: I Kurfürstendamm 170

10 1000 Berlin 15

Telefon: 030/8812008/8812009

Telegramme: Seilwehrpatent

Telex: 5215880

Benin Date

12. Oktober 1979

Asahi-Okuma Industrial Co., Ltd.

5050, Shindenbora, Asahimae-cho, Owariasahi-shi, Aichi-ken,

JAPAN

Düse für eine Spritzpistole zur luftfreien Aufbringung von elektrostatischen überzügen auf an sich beliebige Gegenstände

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für eine Spritzpistole zur luftfreien Aufbringung von elektrostatischen überzügen auf an sich beliebige Gegenstände

Bei derartigen bekannten Spritzpistolen wird eine flache Sprühdüse verwendet zur Erzeugung eines spindelförmigen Sprühmusters. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist, daß bei Erhöhung des Ausgabedruckes die Sprühgeschwindigkeit des Überzugsmaterials wächst, und die Partikel des überzugsmateria aus dem elektrischen Feld austreten, so daß die Haftwirkung des Überzugsmaterials herabgesetzt wird.

Wenn andererseits der Ausgabedruck verringert wird, entstehen schwanz- oder zapfenartige Abweichungen am Längsende des Sprühmusters, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Uberzugsmaterials und zu einer rauhen Uberzugsflache mit groben niedergeschlagenen Partikeln des Überzugsmaterials führt. Dies hat seine Ursache darin, daß der Sprühstrahl des Uberzugsmaterials sektorförmig ausgebildet ist, und die beispielsweise als Sprühdorn ausgebildete das elektrische Feld und die Aufladung der Partikeln des Uberzugsmaterials bewirkende Elektrode nur an einer

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einzelnen Punkt benachbart zur Austrittsöffnung des Uberzugsmaterials angeordnet ist. Da, wie vorher gesagt, die flache Sprühdüse schwanz- oder zapfenartige Abweichungen des Sprühstrahles erze it, und da die Elektrode lediglich an einem einze." η Punkt benachbart zur Austrittsöffnung der Düse t eordnet ist, wird das elektrische Feld aus der Achte der Austrittsöffnung abgelenkt, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Uberzugsmaterials führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese den bekannten Ausführungsformen anhaftenden Nachteile auszuschließen und eine Sprühdüse zu schaffen, die einen gleichmäßigen Sprühstrahl des Uberzugsmaterials in einem runden Sprühmuster erzeugt ohne schwanz- oder zapfenförmige Abweichungen, bei der die Partikel des ausgesprühten Uberzugsmaterials gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen werden, so daß eine zuverlässige und gleichmäßige Haftung des Uberzugsmaterials auf der zu überziehenden Oberfläche gewährleistet ist, und bei der der Austrittsbereich des Uberzugsmaterials erweitert ist,

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Die Aufgabe wird bei einer Düse nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Die Unteransprüche enthalten weitere der Fortbildung der Erfindung nach dem Hauptanspruch dienende Merkmale.

Die erfindungsgemäße Sprühdüse besteht im wesentlichen aus einer kreisförmigen Austrittsöffnühg und einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen ringförmigen Düsenhalter, der als die Austrittsöffnung umgreifende Elektrode dient.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und es bedeutet:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des

Systems der luftfreien elektrostatischen Aufbringung von Uberzugsmaterial;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Sprühdüse;

Fig. 3 Querschnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2;

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Fig. 4 vergrößerte Aufsicht auf den Düseneinsatz;

Fig. 5A ·

und 5B vergrößerte perspektivische Darstellungen des vorderen Endes des Düsenhalter>

Die Fig. 1 zeigt eine Sprühpistole 1, die mit einer Leitung 2 zur Förderung des Uberzugsmaterials und mit einem Kabel 3 verbunden ist. Die Leitung 2 führt über eine luftfreie Pumpe P zu einem Behälter 4 des Uberzugsmaterials, während das Ende des Kabels 3 mit einem Hochspannungsgenerator 5 verbunden ist. Der zu besprühende Gegenstand 6 ist elektrisch geerdet und befindet sich vor der Sprühpistole 1.

Die Sprühpistole 1 ist an ihrem vorderen Ende mit einer Düse 7 gemäß Fig. 2 ausgestattet. Die Düse 7 besitzt ein zylindrisches Außengehäuse 8 aus Kunststoff, das mit der Sprühpistole 1 mittels einer nicht dargestellten überwurfmutter verbunden ist, die einen Flansch 9 des Gehäuses 7 übergreift. Das vordere Ende des Gehäuses 8 ist mit einer kegelförmigen Erweiterung 11 versehen.

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Ein zylindrischer Düsenkopfhalter 12 aus rostfreiem Stahl ist in dem Gehäuse 8 durch Druck gehalten. Der Düsenkopfhalter 12 dient als negative Elektrode bei der elektrostatischen Auftragung des Uberzugsmaterials. Das vordere Ende des Düsenkopfhalters 12 bildet eine konische Randausnehmung 13 zur Erleichterung der elektrischen Entladung, und das rückwärtige Ende des Düsenkopfhalters ist mit einem Innengewinde 12a versehen.

Der Düsenkopf 14 besteht aus verschleißfestem Karbidmaterial, beispielsweiseWolframkarbid, und ist in dem vorderen Teil des Düsenkopfhalters 12 gehalten. Der Düsenkopf 14 besitzt eine Austrittsbohrung 15 und eine innere, von der Bohrung 15 ausgehende konisch sich erweiternde Bohrung 16.

Ein Düsenstock 17 aus rostfreiem Stahl, beispielsweise einem Chrom-Nickel-Stahl, besitzt einen abgestuften äußeren Umfang mit einem am rückwärtigen Ende angeordneten Außengewinde 17a, das einen Kerndurchmesser besitzt, der größer ist als der nicht mit Gewinde versehene vordere Teil. Das Außengewinde 17a wird mit dem Innengewinde 12a des Düsenkopfhalters verschraubt, um den Düsenstock 17 fest mit dem Düsen-

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kopfhalter 12 zu verbinden. Anschließend an das Außengewinde 17a des Düsenstockes 17 sind zwischen dem inneren Umfang des Düsenkopfhalters 12 und dem äußeren Umfang des Düsenstockes 17 zwei freie Ringräume 18a und 18b angeordnet.

Wie Fig. 3 zeigt, besitzt der Düsenstock 17 im Bereich seines Außengewindes 17a zwei gegenüberliegende radial nach innen versetzte mondförmige Kanäle 19, die mit einem Kanal der Spritzpistole 1 kommunizieren zur Förderung des Uberzugsmaterials. Der Düsenstock 17 besitzt eine mittige der Aufnahme eines Schraubenziehers dienende Schlitzung 20.

Ein Düseneinsatz aus Wolframkarbid ist mit seinem rückwärtigen Ende in dem Düsenstock 17 befestigt. Das vordere Ende des Düseneinsatzes 21 besitzt eine kegelförmige Fläche 22, die in die konische Bohrung 16 des Düsenkopfes 14 eingreift. Die Kegelfläche 22 besitzt gemäß Fig. 4 ein Paar von Schlitzen 23, die einander gegenüberliegend exzentrisch angeordnet sind, um das Uberzugsmaterial in einer Wirbelkammer 24 in Drehung zu versetzen, die durch die konische Bohrung 16 des Düsenkopfes 14 gebildet ist.

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Beim Betrieb wird das der Spritzpistole 1 unter Druck zugeförderte Uberzugsmaterial durch die Austrittsbohrung 15 nach Passieren der Kanäle 19, der Ringräume 18a und 18b der Schlitze 23 und der Wirbelkammer 24 ausgegeben. Der Gegenstand 6 wird in einem runden Sprühmuster mit dem Uberzugsmaterial bedeckt, da das Uberzugsmaterial in der Wirbelkammer 24 in Drehung versetzt wird, wie vorher beschrieben wurde, und da der Querschnitt der Austrittsbohrung 15 kreisförmig ist. Daher wird mit relativ geringem Druck eine gleichmäßige Verteilung des Uberzugsmaterials erreicht, ohne daß bei dem Sprühmuster schwanz- oder zapfenartige Abweichungen entstehen können.

Da das vordere Ende des als negative Elektrode dienenden Düsenkopfhalters 12 ringförmig ist, bildet sie einen kontinuierlichen Sprührinn um die Austrittsbohrung 15, so daß das zwischen dem Düsenkopfhalter 12 und dem zu besprühenden Gegenstand 6 gebildete elektrische Feld mit gleichmäßiger Intensität vergrößert ist gegenüber dem durch die übliche Elektrode gebildeten Feld. Das elektrische Feld liegt symmetrisch zur Achse der Austrittsöffnung 15, während bei der

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üblichen Elektrode das elektrische Feld von der Achse der Austrittsöffnung abweicht und zur Elektrode hin abgelenkt wird.

Aufgrund der Gleichmäßigkeit der Intensität und der Symmetrie des elektrischen Feldes werden die Partikel des ausgesprühten Überzugsmaterials gleichmäßig aufgeladen und erhalten eine erhöhte Adhäsionswirkung. Aufgrund der Ausdehnung des elektrischen Feldes wird der Umhüllungseffekt erheblich vergrößert und der geometrische Haftbereich des Uberzugsmaterials verbreitert.

Eine abgewandelte Ausführungsform des Düsenkopfhalters 12A besitzt in seinem vorderen Randende eine Mehrzahl von Schlitzen 13A, wie in Fig. 5A gezeigt ist, zur Bildung einer diskontinuierlichen Elektrode. Eine weitere Abwandlung gemäß Fig. 5B des Düsenkopfhalters 12B zeigt eine Mehrzahl von Elektrodenstiften 13B, die ringförmig unter Abstandsbildung angeordnet sind und parallel zur Längsachse des Düsenkopfhalters 12B gerichtet sind.

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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die beispielsweise Ausführungsform, sondern kann Modifizierungen und Abänderungen erfahren, so weit diese in dem der Erfindung zuzumessenden Schutzumfang liegen.

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Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

·( 1.) Düse für eine Spritzpistole zur luftfreien Aufbringung von elektrostatischen überzügen auf an sich beliebige Gegenstände, dadurch gekenn zeichnet , daß sie einen mit einer mittigen zylindrischen Austrittsbohrung (15) versehenen Düsenkopf (14) und einen den Düsenkopf (14) tragenden, eine ringförmige Elektrode bildenden hohlen, die Austrittsbohrung (15) konzentrisch umgreifenden Düsenkopfhalter (12) besitzt.
2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopfhalter (12) an seinem gegenüber dem Düsenkopf (14) vorstehenden Ende eine von seinem Umfang ausgehende, konisch sich verringernde, einen ringförmigen Sprührand bildende Ausnehmung (13) besitzt.
3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprührand einen in sich geschlossenen Rand bildet.

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4. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprührand des Düsenkopfhalters (12A) mit einer Mehrzahl von gleichmäßig auf seinem Umfang verteilten Einschnitten (13A) versehen ist, die einander gleiche, getrennte Sprühzonen bilden.
5. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopfhalter (12B) mit seiner vorderen Stirnfläche mit der vorderen Stirnfläche des Düsenkopfes (14) fluchtet und an seinem äußeren Rand eine Mehrzahl von vorspringenden, gleichzeitig auf dem Umfang verteilten, parallel zur Achse des Düsenkopfhalters (12B) gerichteten, nadelartigen Sprühstiften (13B) trägt.
6. Düse nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopfhalter (12, 12A, 12B) koaxial in einem mit der Spritzpistole (1) verbindbaren Gehäuse (7) fest aufgenommen ist, und an seinem dem Düsenkopf (14) abgewandten Ende ein Innengewinde (12a) trägt, daß der fest in dem Düsenkopfhalter (12,12A,12B) aufgenommene Düsenkopf (14) eine an

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seine Austrittsbohrung (15) anschließende, In das Innere des Düsenkopfhalters (12,12A,12B) gerichtete, kegelförmig sich erweiternde Bohrung (16) besitzt, daß ein einen zylindrischen Düseneinsatz (21) tragender zylindrischer Düsenstock (17) vorgesehen ist, der an seinem dem Düsenstück (17) abgewandten Ende ein in das Innengewinde (12a) des Düsenkopfhalters (12) einschraubbares Innengewinde (17a) trägt und mit seinem anschließenden Teil in seinem Durchmesser so verringert ist, daß zwischen ihm und dem Düsenkopfhalter (12,12A,12B) aneinander anschließende koaxiale Ringräume (18a,18b) gebildet sind, daß der Düseneinsatz (21) einen gegenüber dem geringeren Durchmesser des Düsenstockes (17) zurückspringenden Durchmesser besitzt und an seinem freien Ende eine in die konische Bohrung (16) des Düsenkopfes (14) eingreifende, der Konizität der Bohrung (16) entsprechende Kegelfläche (22) besitzt, die zwei parallele, beiderseitig zur Mittelachse des Düseneinsatzes (21) versetzte, axial gerichtete Längsschlitze (23) aufweist, die den Ringraum (18b) mit einer vor der zylindrischen Bohrung (25) des Düsenkopfes (14) liegenden, durch die konische Bohrung (16) gebildeten Wirbelkammer (24) verbinden, und daß der Düsenstück (17)

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zwei achsparallele, beiderseitig seiner Achse versetzte, diametral gegenüberliegende, in den Ringraum (18a) mündende, an die zur Quelle (5) des Uberzugsmaterials dienende Leitung (3) des Düsenkopfes (1) anschließbare Kanäle (21) aufweist
7. Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenfläche des Düsenkopfhalters (12) eine ringförmige, an den Ringraum'(18a) anschließende und an der hinteren Stirnfläche des Düsenkopfes (14) endende Ausnehmung angeordnet ist.
8. Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) das vordere Ende des Düsenkopfhalters (12) übergreift und in seinem übergreifenden Bereich eine kegelförmig nach außen sich erweiternde Bohrung (11) besitzt.

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