DE4117309A1 - Spruehspannungssteuerung mit halleffektschaltern und einem magneten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein elektrostatische Aufspritzanlagen und insbesondere ein Aufspritzgerät oder eine Spritzpistole zur Verwendung in derartigen Anlagen zum Atomisieren und Aufladen des Beschichtungsstoffes, wobei die den Beschichtungsstoff aufladende Spannung von der Bedienungsperson selektiv variierbar ist.

Wie den US-Patenten 36 10 528, 37 31 145, 42 19 865, 43 77 838 und 44 91 276 entnehmbar ist, sind die Vorteile und Vorzüge einer Verwendung der elektrostatischen Spritzbeschichtung seit langem erkannt worden. Der angegebene Stand der Technik offenbart einen evolutionären Vorgang bei der Konstruktion von Aufspritzgeräten, der sich von Sprühpistolen, welche zur Erzeugung des geladenen atomisierten Beschichtungsstoffes von äußeren Stromquellen abhängig waren, bis zu Spritzpistolen mit unabhängigen Einrichtungen zum Erzeugen einer Spannung zum Aufladen des von der Pistole verteilten Beschichtungsstoffes erstreckt. Insbesondere offenbaren die beiden Patente 42 19 865 und 42 90 091 (die an Malcolm erteilt wurden und Eigentum des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Erfindung sind) eine Sprühpistole von der Art, die mit einer völlig unabhängigen Stromversorgung zum Aufladen des abgegebenen Beschichtungsstoffes versehen ist. Eine Sprühpistole dieser Art ergibt den Vorteil, daß eine Verbindung mit einer äußeren Stromquelle nicht benötigt wird, wodurch der Bedarf an Stromleitungen entfällt, die sich von der Pistole zu einer äußeren Stromquelle erstrecken und dabei das Gewicht der Pistole vergrößert und deren Beweglichkeit verringert.

Eine weitere sich im Stand der Technik aufzeigende Verbesserung ist in den US-Patenten 42 66 262, 46 74 003 und 47 45 520 offenbart. Diese Patente richten sich allgemein auf den Gedanken einer Steuerung oder Erfassung des Stromes, der zum Aufladen des Beschichtungsstoffes vorgesehen ist. Das US- Patent 47 45 520 sieht ein Erfassen des Ausgangsstromes vor, wobei der erfaßte Strom die Betriebsspannungsversorgung steuert. Auf ähnliche Weise sieht das US-Patent 42 66 262 eine Steuerung durch ein Erfassungssignal vor, welches an eine Gegenschaltung übertragen wird, die eine Schaltung steuert, welche in Abhängigkeit von der Größe des erfaßten Signals nur einen Teil der Wechselstromzyklen mit dem Eingang verbindet. Das US-Patent 46 74 003 umfaßt einen Mikrocomputer zum Erkennen des zwischen der aufladenden Elektrode und dem Werkstück fließenden Stromes, wodurch die optimale Sprühwirkung oder eine konstante hohe Spannung aufrechterhalten werden.

Trotz der Verbesserungen und Vorteile, die von den vorstehend angegebenen Patenten und Verfeinerungen der elektrostatischen Aufspritztechnik geboten werden, bestehen einige unbehandelte Probleme. Einige dieser Probleme werden in einer Parallelanmeldung behandelt (US-Aktenzeichen 4 46 810), die Eigentum des Rechtsnachfolgers der vorliegenden Anmeldung und mit dem Titel "Solvent Resistant Electrostatic Spray Gun" versehen ist.

Die vorliegende Anmeldung ist gerichtet auf ein weiteres der Probleme, welches im Stand der Technik ungelöst geblieben ist. Es können, im einzelnen, von verschiedenen Lacken oder Beschichtungsstoffen verschiedene Ladungsspannungen benötigt werden, so daß eine angemessene und optimale Oberflächenbeschaffenheit erzielt werden kann. Auch können der Abstand zwischen der Spritzpistole und dem Werkstück und die Form des Werkstückes variieren. Aus diesem Grunde wäre es von Vorteil, wenn die Bedienungsperson der Spritzpistole auf bequeme Weise und rasch die Sprühspannung ändern könnte, ohne sich elektromechanischer Schalter oder mechanischer Drahtverbindungen am Körper der Spritzpistole zu bedienen und ohne sich an eine entfernte Justierstelle zum Einstellen der der Pistole zugeführten Spannung zu begeben, um die Sprühspannung einzustellen, mit der der Beschichtungsstoff aufgeladen wird.

Die erfindungsgemäße Aufspritzpistole berücksichtigt und löst größtenteils die vorstehend erwähnten Probleme. Es wird, im einzelnen, eine Spritzpistole vorgesehen, welche ein Steuern der Sprühspannung durch die Verwendung eines von der Schaltung der Pistole umfaßten Magnetowiderstandselementes oder Halleffektelementes ermöglicht. Das Magnetowiderstandselement oder Halleffektelement, welches die Form eines integrierten Schaltkreises aufweisen kann, wird zum Erfassen des Vorliegens eines magnetischen Flußes verwendet.

Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Spritzpistole, daß die Bedienungsperson die elektrostatische Leerlaufspannung rasch und bequem ändern kann, um eine optimale Übertragung von atomisiertem Beschichtungsstoff auf ein Werkstück und die beste Gesamterscheinung oder Oberflächenbeschaffenheit eines beschichteten Werkstückes bei verschiedenen zur Verfügung stehenden Beschichtungsstoffen zu erzielen.

Es ist eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrostatische Spritzpistole mit einer unabhängigen elektrischen Stromquelle vorzusehen, wobei die Bedienungsperson der Spritzpistole die Sprühspannung in bequemer, sicherer und rascher Weise nach Wahl ändern kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Aufspritzgerät vorzusehen, bei dem die Sprühspannung von der Bedienungsperson geändert werden kann, ohne daß auf elektromechanische Schalter oder andere mechanische Drahtverbindungen zurückgegriffen wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrostatische Spritzpistole vorzusehen, welche eine änderbare Sprühspannung zu liefern vermag, wobei die Lösungsmittelbeständigkeit der Spritzpistole und der darin enthaltenen Stromlieferpatrone erhalten bleiben.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrostatische Spritzpistole vorzusehen, bei der die Sprühspannung nach Wahl änderbar ist, wobei die Pistole von annehmbarem Preis, kostengünstig und haltbar ist.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrostatische Spritzpistole vorzusehen, bei der die Bedienungsperson die Sprühspannungswähleinrichtung bedienen kann, während sie weiterhin die Spritzpistole sicher und fest im Griff und in der Betriebsspritzstellung hält.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß die von der elektrostatischen Spritzpistole erzeugte Sprühspannung in bequemer Weise von einer Bedienungsperson selektiv auf irgend eine gewünschte Spannung innerhalb hoher und niedriger Bereichsgrenzen eingestellt werden kann. Die Grenzen können im voraus bei der Herstellung oder vom Anwender entsprechend besonderen Anwendungserfordernissen eingestellt werden. In zusätzlicher Weise wird die Möglichkeit einer Einstellung der Sprühspannung mit einer minimalen Anzahl an Bauteilen und durch Verwendung von Bauteilen vorgesehen, die ein Minimum an mechanischer Beweglichkeit erfordern, wodurch die Beständigkeit der Spritzpistole gegenüber Lösungsmitteln und Beschichtungsstoffen erhalten bleibt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung, der beigefügten Zeichnungen und der Ansprüche verständlich.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Aufspritzgerätes.

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht zur Darstellung der Innenbauteile der erfindungsgemäßen Spritzpistole, wobei die Spritzpistole mit Phantomlinien gezeichnet ist.

Fig. 3 ist eine Rückansicht der erfindungsgemäßen Spritzpistole.

Fig. 4 ist ein Teilquerschnitt der erfindungsgemäßen Spritzpistole entlang den Linien 4-4 in der Fig. 3.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Gesamtschaltung der erfindungsgemäßen Spritzpistole.

Fig. 6 ist eine schematische Teildarstellung einer abgeänderten Schaltung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 zeigt graphisch die Beziehung von Ausgangsspannung und Ausgangsstrom bei einer Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen, daß die Pistole 10 oder das Aufspritzgerät der vorliegenden Erfindung einen Lauf 12 und einen Griff 14 aufweist. Der Lauf endet in einer Düse 13. Die Pistole 10 ist allgemein hohl, mit Kammern 15 sowohl im Griff als auch im Lauf zum Aufnehmen von elektrischen Bauteilen und Leitungen. Am Griff 14 ist eine Luftschlauchkupplung 16 zum Anschließen eines (nicht dargestellten) Luftschlauches vorgesehen. Ein Lackzuführanschluß 17 ist ebenfalls vorgesehen. Ein Steuerungsabzug 20 betätigt einen (nicht dargestellten) inneren Ventilmechanismus zum Einstellen des Luftdurchsatzes. Ein Schalter 21 ist zum Ein- oder Ausschalten der Aufladespannung durch Steuerung der Luftströmung vorgesehen.

Mehrere allgemein rohrförmige Leitungen, die sich durch den Pistolenkörper erstrecken, sind nicht dargestellt, jedoch zum Zuführen von Luft und Beschichtungsstoff zur Düse 13 vorgesehen, an der ein Sprühkappenaufbau 22 befestigt ist. Luft wird auch einer Energieumwandlungsturbine 58 zum Drehen der Turbine 58 zugeführt, um einen zu verwendenden Wechselstrom zu erzeugen, wie nachstehend erläutert wird.

Fig. 3 zeigt eine Rückansicht der Pistole 10 und insbesondere einen geflanschten oder lappigen Magnetarm 26, der über einer rückwärtigen Stirnplatte 28 der Pistole angeordnet ist. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ist der lappige Magnetarm 26 an einem Zapfen 27 befestigt, der innerhalb der Pistole 10 drehbar aufgenommen ist. Auf dem sich nach außen erstreckenden Ende 32 des Zapfens 27 ist ein gerändelter Knopf 30 vorgesehen. Der Zapfen und der Knopf sind zum Steuern der Luftströmung zur Düse 13 der Pistole 10 vorgesehen und für die vorliegende Erfindung nur deshalb von Relevanz, weil sie eine geeignete Stelle zum Anbringen des Magnetarmes 26 vorsehen.

Kurz unterhalb des Knopfes 30 befestigt ein Ring oder Befestigungsring (E-Ring) 34 den Magnetarm 26 an den Zapfen 27. Der Arm 26 weist einen Magnetentragflansch 36 und einen Arretierflansch 38 auf. Ein Daumenhebel 40 ist ebenfalls vorgesehen, so daß die Bedienungsperson den Magnetarm bequem in ausgewählte Stellungen bringen kann. Wie in der Fig. 4 dargestellt, nimmt eine in der Nähe des Endes des Magnetarmes 26 befestigte Magnetaufnahmekappe 42 einen Magneten 44 auf, der entweder darin eingeschraubt oder im Preßsitz eingepaßt ist.

Während zum Positionieren des Magneten 44 relativ zur Pistole 10 ein drehbarer bzw. schwenkbarer Arm 28 beschrieben worden ist, können in ersichtlicher Weise andere geeignete Einrichtungen zum Bewegen und Positionieren des Magneten 44 relativ zur Pistole 10 verwendet werden. Zum Beispiel ist ein (nicht dargestellter) Gleitschaltermechanismus verwendbar und es sind andere äquivalente Anordnungen vom Umfang der vorliegenden Erfindung mit umfaßt, vorausgesetzt, daß der Magnet 44 in ausgewählte Stellungen relativ zur Pistole 10 bewegt werden kann.

Eine unabhängige elektrische Stromversorgung 48 und ihre Unterbringung innerhalb der erfindungsgemäßen Spritzpistole 10 sind in der Fig. 2 gezeigt. Die Fig. 5 zeigt spezifische elektronische Schaltabschnitte der Bauteile der Stromversorgung 48. Die Stromversorgung 48 ist eingepackt in eine Patrone und setzt sich zusammen aus einem Abschnitt 52 zur Umwandlung kinetischer Energie, einem Abschnitt 60 zum Gleichrichten und Regeln, einem Oszillatorabschnitt 62 und einem Abschnitt 64 zur Spannungstransformation und -vervielfachung.

Der Abschnitt 52 zur Umwandlung kinetischer Energie umfaßt eine luftangetriebene Turbine 58 zum Erzeugen von Wechselstrom. Der Wechselstrom wird umgewandelt in einen Gleichstrom im Abschnitt 60 zum Gleichrichten und Regeln, der an einer Klemme 86 eine konstante Spannung erzeugt. Diese konstante Spannung wird dem Oszillatorabschnitt 62 zugeführt, der eine im wesentlichen konstante niedrige Wechselspannung erzeugt. Der Abschnitt 64 zur Spannungstransformation und -vervielfachung richtet diese konstante niedrige Wechselspannung gleich und erhöht sie auf die Sprüh- Gleichspannung, die an einer Elektrode 66 zum Aufladen des die Pistolendüse 13 verlassenden atomisierten Beschichtungsstoffes benötigt wird. Wie in der Fig. 5 dargestellt, bestehen die Schaltbauteile der Stromversorgung 48 einschließlich des Abschnittes 52 zur Umwandlung kinetischer Energie, des Abschnittes 60 zum Gleichrichten und Regeln, des Oszillatorabschnittes 62 und des Abschnittes 64 zur Spannungstransformation und -vervielfachung allgemein aus üblichen, im Handel erhältlichen Schaltelementen.

Im Abschnitt 60 zum Gleichrichten und Regeln ist ein linearer Regler 82 eingebaut. Ein Eingang 83 liefert eine ungeregelte Gleichspannung von einem Gleichrichter 84 an den Regler 82. Ein Steuerungseingang 85 ist zum selektiven Steuern der Spannung vom Regler 82 vorgesehen. Ein Widerstand R12 ist zum Vorgeben der Vorspannung für den Regler 82, und Widerstände R10 und R14 sind aus Sicherheitsgründen zum Begrenzen der maximalen Leerlaufspannung vorgesehen. Zusammen bilden der lineare Regler 82, die Widerstände R10, R12, R14 und der Steuerungseingang 85 ein geschlossenes Steuer- oder Regelsystem zum Vorsehen einer im wesentlichen konstanten, vorgewählten und geregelten Spannung aus dem Regler 82, die über den Ausgang 86 an den Oszillatorabschnitt 62 geliefert wird. Eine Ausführungsform eines handelsüblich erhältlichen Reglers, welcher die Funktion des linearen Regler 82 ausüben kann, ist der Typ LT1085, der von der Firma Linear Technology of California hergestellt wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen auch, daß die elektrischen Schaltkreise der Stromversorgung 48 ein Magnetowiderstandselement 80 in den Abschnitten 60 zum Gleichrichten und Regeln umfassen. Die Fig. 2 bis 4 zeigen wo das Element 80 in bezug auf die Pistole 10 und die Stromversorgung 48 angeordnet werden kann.

Es ist, im einzelnen, ein Magnetowiderstandsschalt- oder Magnetowiderstandssensorelement 80 dargestellt, und es ist ersichtlich, daß irgendwelche äquivalenten Magnetowiderstandselemente oder integrierte Magnetowiderstandsschaltkreise verwendet werden können. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß das Sensorelement irgend ein Halleffektelement oder integrierter Halleffektschaltkreis sein kann. Ein für diesen Zweck geeignetes Magnetowiderstandselement ist von der Art der SS-Serie von Positionssensoren, die von der Firma Honeywell of Minnesota hergestellt werden.

Das dargestellte Magnetowiderstandselement 80 besteht aus einem integrierten Schaltkreis, welcher die Gegenwart eines Dauermagneten erfassen kann, z. B. des Magneten 44, der wie in der Fig. 4 dargestellt, über den Magnetarm 26 in der Nähe der Pistole 10 befestigt ist. Der Magnet 44 erzeugt eine Flußdichte (gemessen in Gauß), wodurch, wenn dieser in die Nähe des Magnetowiderstandselementes gebracht oder mit diesem ausgerichtet ist, das Magnetowiderstandselement seinen Ausgang von einem ausgeschalteten Zustand zu einem eingeschalteten Zustand ändert. Der Erfassungsabstand A (Fig. 5) zwischen dem Magnetowiderstandselement 80 und dem Magneten 44 richtet sich nach der Größe und Stärke des Magneten 44, der je nach Erfordernis gewählt werden kann.

Alle die Stromversorgung 48 bildenden elektrischen Bauteile werden allgemein dicht zusammengepackt und können in geeigneter Weise eingekapselt werden, um eine gegen Lösungsmittel beständige eingekapselte Stromversorgung 48 zu bilden, die innerhalb des hohlen Körpers der Pistole 10 aufgenommen ist. Infolge der Patronenform der Stromversorgung 48 ist die Pistole 10 für Außenarbeit geeignet, weil eine Stromversorgung 48 leicht gegen eine andere auswechselbar ist. Es ist zu bemerken, daß zur Erleichterung der Wartung die Turbine 58 mittels eines Schnappringes 24 lösbar und einfach an der Stromversorgung 48 befestigt sein kann, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.

Die normale oder übliche Ausgangsspannung der Pistole 10 wird von den Widerständen R12, R14 und R10 und dem linearen Regler 82 bestimmt (siehe Fig. 5). Diese Bauteile und diese Anordnung stellen die mit der Stromversorgung 48 erzielbare größtmögliche Spannung ein. Die geregelte Ausgangsspannung kann durch die gewählten Widerstandswerte eingestellt oder bestimmt werden. Die normale oder gebräuchliche Ausgangsspannung einer Pistole 10 wird üblicherweise im Werk eingestellt. Falls und wenn ein Magnet 44 von einer Bedienungsperson in die Nähe des Magnetowiderstandselementes 80 gebracht oder damit ausgerichtet wird, werden Widerstände R24, R26 und R28 in den Stromkreis eingeschaltet, wodurch der Verlustwiderstand gegenüber dem linearen Regler 82 geändert und somit die Ausgangsspannung geändert wird.

In der Praxis kann bei einer 85-kV-Gleichstromversorung 48 der in der Fig. 5 dargestellte variable Widerstand R24 im Werk auf einen festen Wert eingestellt oder vom Anwender variiert werden. Als Beispiel stellen der Widerstand R12 (Wert von 243 Ohm), der Widerstand R14 (eingestellter Wert von ungefähr 250 Ohm), der Widerstand R10 (Wert von 2370 Ohm), der Widerstand R26 (Wert von 243 Kiloohm), der Widerstand R28 (Wert von 2,80 Kiloohm) die höchste Sprühspannung ein, wenn das Magnetowiderstandselement 80 durch Positionieren des Magneten 44 nahe zum Magnetowiderstandselement 80 eingeschaltet wird und der variable Widerstand R24 (Wert von 0 Ohm bis 50 Kiloohm) auf 50 Kiloohm eingestellt wird. Für eine 85-kV-Spritzpistole ergibt diese Einstellung einen Ausgangsspannungswert von ungefähr 80 kV.

Die minimale Sprühspannung wird von den Widerständen R28, R12, R14 und R10 eingestellt, wenn das Magnetowiderstandselement 80 eingeschaltet und der variable 50-Kiloohm-Widerstand R24 auf 0 Ohm eingestellt wird. Bei dieser Einstellung beträgt die Ausgangsspannung bei einer 85-kV- Pistole typischerweise 45 kV. Wenn der Magnet 44 vom Magnetowiderstandselement 80 hinweg bewegt wird, wie dies in der Fig. 3 mit Phantomlinien dargestellt ist, wird der Widerstand R24 weggeschaltet, und die Spannung nimmt den vom Werk eingestellten Wert von 85 kV ein.

Die Fig. 3 und 6 zeigen, daß mehrfache Magnetowiderstandselemente 80 und 80a in die Schaltkreise der Stromversorgung 48 eingebaut werden können. Der Magnet 44 kann mit dem einen oder dem anderen der beiden Elemente 80, 80a oder mit keinem der Elemente 80, 80a ausgerichtet werden; auf diese Weise lassen sich drei verschiedene Sprühspannungen erhalten. Die Ausführungsform mit zwei oder mehreren Magnetowiderstandselementen 80, 80a könnte mit einer 85-kV- Stromversorgung 48 mit variablen Widerständen verwendet oder vom Anwender geändert werden. Es ist zu bemerken, daß die in der Fig. 6 dargestellten Verlustwiderstände R20 und R22 gleich sein können, d. h., der Widerstand R22 besteht aus den gleichen Widerstandselementen (R24, R26 und R28) wie der Widerstand R20.

Zum Gebrauch werden eine Lackversorgung und eine Luftversorgung an den Lackzuführanschluß 17 bzw. an die Luftschlauchkupplung 16 angeschlossen. Bei Betätigung des Steuerungsabzugs 20 dient die freiwerdende Luft zum Atomisieren des Lackes und Antreiben der Turbine 58 zum Erzeugen eines Wechselstromes, der über die elektrischen Schaltkreise der Stromversorgung 48 dem Abschnitt 64 zur Spannungstransformation und -vervielfachung und letztlich der Aufladeelektrode 66 zugeführt wird, wodurch der aus der Düse 13 der Pistole 10 ausgetragene Sprühnebel aus atomisiertem Lack aufgeladen wird.

Durch Verstellen des Magnetarmes 26 mit der Hand zwischen den in der Fig. 3 dargestellten Stellungen kann die Bedienungsperson das Magnetowiderstandselement 80 zwischen einem ausgeschalteten Zustand und einem eingeschalteten Zustand schalten. Durch Verbinden eines variablen Widerstandes R24 (Fig. 5) mit dem Ausgang des Magnetowiderstandselementes 80 lassen sich gewählte verschiedene Widerstandslasten einschalten und ausschalten. Dieser variable Widerstand stellt im Abschnitt 60 zur Spannungstransformation und -vervielfachung und im Oszillatorabschnitt 62 den Spannungspegel des linearen Reglers 82 ein. Dieser Spannungspegel steht in direkter und proportionaler Beziehung zu der vom Abschnitt 64 zur Spannungstransformation und -vervielfachung an der Elektrode 66 erzeugten Sprühspannung.

Die graphische Darstellung der Fig. 7 zeigt die Beziehung von Ausgangsspannung zu Ausgangsstrom für eine 85-kV- Stromversorgung 48. Drei Beziehungen sind dargestellt, jedoch können die Schaltkreise nur zwei von einer Bedienungsperson wählbare Stellungen (eine Leerlaufstellung und eine weitere auswählbare Stellung) oder so viele Stellungen wie benötigt aufweisen.

Zusätzlich zu den dargestellten Änderungsmöglichkeiten der Schaltkreise (Fig. 5-6) der erfindungsgemäßen elektrostatischen Pistole 10 sind auch andere Abänderungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. Zum Beispiel kann die äußere Gesamtform der Pistole 10 anders sein. Der Magnet 44 kann sich innerhalb der Pistole 10 befinden. Ein zusätzlicher mechanischer Aktivator wie ein Luftsolenoid kann vorgesehen sein, um die vorliegende Erfindung zur Verwendung mit automatischen Aufspritzanlagen anzupassen oder um den Magneten 44 relativ zum Magnetowiderstandselement 80 zu bewegen oder positionieren. Der Gedanken, die Eingangsspannungen vor deren Vervielfachung auf geeignete Ausgangsspannungen zum elektrostatischen Aufladen von Beschichtungsstoffen zu variieren, könnte zusammen mit Technologie des Standes der Technik wie die im US-Patent 37 31 145 dargestellte und allgemein als Niederspannungs-Kabel- Elektrostatik-Technologie bekannte verwendet werden. Obwohl spezifische Aufladespannungsgrößen und Schaltkreise dargestellt und besprochen worden sind, lassen sich die hier beschriebenen Schaltkreise durch Ändern der Anzahl an Magnetowiderstandselementen oder der Anzahl und Werte der Schaltkreisbauteile zur Erzeugung von anderen Aufladespannungen anpassen.

Das hier beschriebene erfindungsgemäße elektrostatische Aufspritzgerät ergibt bedeutende kommerzielle Vorteile. Insbesondere erlaubt es die Spritzpistole einer Bedienungsperson, die Leerlaufsprühspannung ohne Ändern der Eingangsspannung an einer entfernten Stelle bequem und rasch zu ändern. Die erfindungsgemäße Sprühpistole ist beständig gegenüber Lösungsmitteln und Lacken, weil keine exponierten elektromechanischen Schalter zur Erzielung einer Änderung der Spannung verwendet werden und die Pistole somit für die Anwendung in gefährlichen Umgebungen sicher ist. Die erfindungsgemäße Sprühpistole ist haltbar und kostengünstig, weil die Stromversorgungen auswechselbar sind. Die Pistole kann mit Magneten verschiedener Stärke verwendet werden, und die Pistole benötigt nur die geringste Anzahl an zusätzlichen Bauteilen, d. h., einen Verlustwiderstand und ein einziges Halleffektelement pro gewünschter Ausgangspannung. In zusätzlicher Weise kann die Erfindung zusammen mit bestehender Technologie verwendet werden, ungeachtet dessen, ob es sich um eine in sich geschlossene elektrostatische Spritzpistole, wie hier beschrieben, oder um eine Niederspannungs-Kabel-Pistole handelt.

Die erfindungsgemäße Spritzpistole kann andere spezifische Formen annehmen, ohne von ihrem Wesen oder wesentlichen Eigenschaften abzuweichen, und es ist die hier beschriebene Ausführungsform als erläuternd und nicht einschränkend zu erachten. Zur Angabe des Umfangs der Erfindung wird auf die beigefügten Ansprüche mehr eher auf die vorstehende Beschreibung hingewiesen.

Claims (16)

1. Elektrostatisches Aufspritzgerät (10) zum Beschichten von Werkstücken mit aufgeladenem atomisierten Stoff, mit

• a) Einrichtungen zum Atomisieren und Versprühen von Beschichtungsstoffen,
• b) Elektrodeneinrichtungen (66) zum Erteilen einer elektrischen Ladung an den atomisierten Beschichtungsstoff vor dessen Aufbringung auf das Werkstück,
• c) einer im Aufspritzgerät (10) enthaltene Stromversorgungseinrichtung (48) zum Liefern einer Betriebsspannung an die Einrichtungen zum Erteilen einer elektrischen Ladung an den Beschichtungsstoff, wobei die Stromversorgungseinrichtung (48) einen von einer Turbine (58) angetriebenen Wechselstromgenerator zum Umwandeln von kinetischer Energie in eine Spannung und Vervielfachereinrichtungen zum Erhöhen der Spannung auf einen hohen Wert zum Aufladen des Beschichtungsstoffes umfaßt, und
• d) Einrichtungen des Aufspritzgerätes (10) zum wahlweisen Ändern der Größe der zum Aufladen des Beschichtungsstoffes erzeugten Spannung.

2. Elektrostatisches Aufspritzgerät (10) nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtungen zum wahlweisen Ändern der Größe der zum Aufladen des Beschichtungsstoffes erzeugten Spannung zusätzlich versehen sind mit

• a) Magnetowiderstandsschaltkreisen und
• b) einem Magneten (44) in wählbarer und variabler Nähe zu den Magnetowiderstandsschaltkreisen, wobei die Nähe des Magneten (44) zu den Magnetowiderstandsschaltkreisen den Zustand der Schaltkreise bestimmt.

3. Elektrostatisches Aufspritzgerät (10) nach Anspruch 2, bei dem die Magnetowiderstandsschaltkreise ein Halleffektelement umfassen.

4. Elektrostatisches Aufspritzgerät (10) nach Anspruch 2, bei dem die Magnetowiderstandsschaltkreise mit der Stromversorgungseinrichtung (48) vereinigt sind.

5. Elektrostatisches Aufspritzgerät (10) nach Anspruch 2, bei dem der Magnet (44) bewegbar am Aufspritzgerät (10) befestigt und an wählbare Stellen relativ zum Aufspritzgerät (10) und der darin enthaltenen Stromversorgungseinrichtung (48) bewegbar ist.

6. Aufladespannungseinstelleinrichtung zur Verwendung beim elektrostatischen Aufspritzen von Beschichtungsstoffen, bei dem der Beschichtungsstoff elektrisch aufgeladen wird, wobei die Einstelleinrichtung mit einem Aufspritzgerät (10) zum Auftragen der Beschichtungsstoffe integriert ist, mit

• a) einem Magnetowiderstandsschaltkreis und
• b) einem Magneten (44) in wählbarer und variabler Nähe zum Magnetowiderstandsschaltkreis, wobei die Nähe des Magneten (44) zum Schaltkreis den elektrischen Zustand des Schaltkreises bestimmt.

7. Aufladespannungseinstelleinrichtung nach Anspruch 6, bei der der Magnetowiderstandsschaltkreis ein Halleffektelement umfaßt.

8. Aufladespannungseinstelleinrichtung nach Anspruch 6, bei der der Magnet (44) bewegbar am Aufspritzgerät (10) befestigt und an wählbare Stellen relativ zum Aufspritzgerät (10) bewegbar ist.

9. Aufladespannungseinstelleinrichtung nach Anspruch 6, bei der der Magnet (44) an einem Arm (26) befestigt ist, der ein erstes Ende und ein äußeres Ende aufweist, wobei das erste Ende am Aufspritzgerät (10) schwenkbar befestigt und der Magnet (44) in der Nähe des äußeren Endes befestigt ist, und wobei das äußere Ende und der Magnet (44) in wählbare Stellungen relativ zum Aufspritzgerät (10) schwenkbar sind.

10. Elektrostatische Spritzpistole (10) zum Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungsstoff, der von der Pistole (10) atomisiert und aufgeladen worden ist, mit

• a) Einrichtungen zum Atomisieren und Versprühen eines Beschichtungsstoffes,
• b) Einrichtungen zum Erteilen einer elektrischen Ladung an den atomisierten Beschichtungsstoff,
• c) Schaltkreiseinrichtungen zum Umwandeln einer der Pistole (10) gelieferten niedrigen Spannung in eine hohe Spannung zum Aufladen der Beschichtungsstoffe, und
• d) Einrichtungen zum wahlweisen Steuern der Größe der niedrigen Spannung.

11. Elektrostatische Spritzpistole (10) nach Anspruch 10, bei der die Einrichtungen zum wahlweisen Steuern der Größe der niedrigen Spannung zusätzlich versehen sind mit

• a) mindestens einem Magnetowiderstandsschaltkreis und
• b) mindestens einem Magneten (44) in wählbarer und variabler Nähe zum Magnetowiderstandsschaltkreis, wodurch die Nähe des Magneten (44) zum Magnetowiderstandsschaltkreis den elektrischen Zustand des Schaltkreises bestimmt.

12. Elektrostatische Spritzpistole (10) nach Anspruch 11, bei der der Magnetowiderstandsschaltkreis mit den Einrichtungen zum Erteilen einer elektrischen Ladung an die atomisierten Beschichtungsstoffe vereinigt ist.

13. Elektrostatische Spritzpistole (10) nach Anspruch 11, bei der der Magnet (44) bewegbar an der Spritzpistole (10) befestigt und an wählbare Stellungen relativ zur Pistole (10) und zu den Einrichtungen zum Liefern der elektrischen Spannung an die atomisierten Beschichtungsstoffe bewegbar ist.

14. Spritzpistole (10) zum Verbinden mit einer entfernten Quelle eines Beschichtungsstoffes und Druckluft zum Atomisieren und Versprühen des Beschichtungsstoffes, wobei die Pistole (10) zusätzlich eine darin enthaltene Stromversorgungseinrichtung (48) aufweist und die Stromversorgungseinrichtung (48) zum elektrischen Aufladen des Beschichtungsstoffes, nachdem dieser atomisiert worden ist, vorgesehen ist, mit

• a) einer Energieumwandlungseinrichtung einschließlich einer drehbaren Turbine (58), in der die kinetische Energie der sich durch die Pistole (10) unter Druck bewegenden Luft in einen Wechselstrom umwandelbar ist,
• b) einer mit der Energieumwandlungseinrichtung verbundene Gleichricht- und Regeleinrichtung (60), in der der elektrische Strom in einen Gleichstrom niedriger Spannung umwandelbar ist,
• c) einem mit der Gleichricht- und Regeleinrichtung (60) verbundenen Oszillatoreinrichtungsabschnitt (62) zum Verstärken und Aufrechterhalten des in der Gleichricht- und Regeleinrichtung (60) erzeugten Stromes,
• d) einer mit der Oszillatoreinrichtung (62) verbundene Vervielfachereinrichtung (64) zum Erhöhen des Gleichstromes niedriger Spannung auf eine zum Aufladen des Beschichtungsstoffes geeignete Größe, und
• e) von der Gleichricht- und Regeleinrichtung (60) umfaßten und damit integrierten Magnetowiderstandsschaltkreisen.

15. Spritzpistole (10) nach Anspruch 14, bei der die Magnetowiderstandsschaltkreise ein Halleffektelement umfassen.

16. Spritzpistole (10) nach Anspruch 15, bei der die Pistole (10) einen an ihrer Außenseite befestigten Magneten (44) aufweist, wobei der Magnet (44) an der Außenseite der Pistole (10) in variabler Nähe zu den darin enthaltenen Magnetowiderstandsschaltkreisen bewegbar befestigt ist.