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Die Erfindung betrifft das elektrostatische
Sprühbeschichten und insbesondere ein elektrostatisches
Sprühbeschichtungsgerät unter Verwendung der
Rotationszerstäubung.
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Elektrostatische Sprühbeschichtungsgeräte, die
Rotationszerstäuber enthalten, sind seit vielen Jahren
verfügbar. Normalerweise wird eine unter Hochspannung
gehaltene, leitfähige Glocke oder Scheibe mit sehr hoher
Drehzahl gedreht, was bewirkt, daß das dem Mittelteil
der Glocke oder Scheibe zugeführte flüssige
Beschichtungsmaterial durch die Zentrifugalkraft über die
Glokken- oder Scheibenoberfläche nach außen wandert und
schließlich die Glocke oder Scheibe an ihrer äußeren
Kante, wo es zerstäubt wird, verläßt. Da die
Zerstäubungskante der Glocke oder Scheibe scharf ist, bewirkt
die auf die leitfähige Glocke oder Scheibe angelegte
Hochspannung die Ionisierung der Luft in dem Bereich der
zerstäubenden Flüssigkeitsbeschichtungspartikel in einer
auf dem Gebiet der elektrostatischen Sprühbeschichtung
gut bekannten Art und Weise.
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Mit den Jahren wurden die mit der Nutzung der unter
Hochspannung gehaltenen, leitfähigen Glocken und
Scheiben verbundenen Gefahren, die in der Form eines
elektrischen Schlages des Personals und der Entzündung beim
Einsatz von brennbaren Beschichtungen auftreten können,
gut bekannt. Kurz gesagt, bestehen die Gefahren aufgrund
der Tatsache, daß die erhebliche elektrische Energie in
kapazitiver Form durch eine unter Hochspannung gehaltene
leitfähige Glocke oder Scheibe gespeichert wird, die
sich schnell entladen kann, wenn sie versehentlich
geerdet oder in die Nähe eines geerdeten Gegenstandes
gebracht wird. Um diese Gefahren zu minimieren, wurden
verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Zum Beispiel wurde
vorgeschlagen, die Zerstäuberglocke oder -scheibe aus
Isoliermaterial herzustellen mit Ausnahme eines
leitfähigen Mantels oder einer Schicht, die auf der Oberfläche
des Zerstäuberteiles vorgesehen ist, um die Hochspannung
zur Zerstäubungskante zum Zweck des Hervorrufens der
Ionisierung daran, zu leiten. Ein anderer Vorschlag
beinhaltet das Herstellen der Zerstäuberglocke oder
- scheibe aus widerstandsbehaftetem Material. Diese und
andere Vorschläge sind in folgenden US-Patenten
enthalten: Gauthier 2,926,106, Gauthier 2,989,241, Schotland
2,955,565, Juvinall 3,009,441, Sedlacsik 3,010,428,
Gauthier 3,021,077, Juvinall und andere 3,048,489, Point
3,063,642, Point und andere 3,072,341, Gauthier
3,083,121, Gauthier 3,128,045, Point 3,178,114, Felici
und andere 3,279,429, Scharfenberger und andere
3,826,425, Point 3,075,706 und Robisch und andere in der
PCT Internationale Veröffentlichung-Nr. WO 85/01455.
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Die vorhergehenden Vorschläge waren aus verschiedenen
Gründen nicht völlig zufriedenstellend, einer davon ist,
daß der resultierende Auftragungswirkungsgrad des
Sprühgerätes nicht ausreichend war, um solche geforderten
hohen Beschichtungsauftragungswirkungsgrade im Bereich
von 90 % und darüber zu erfüllen. Mit
Beschichtungsauftragungswirkungsgrad ist der Prozentsatz oder der Anteil
des von dem Sprühgerät abgegebenen
Beschichtungsmaterials gemeint, der die gewünschten Gegenstände wirklich
abdeckt.
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Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0 243 043
beschreibt ein elektrostatisches Sprühbeschichtungsgerät
mit einem Rotationszerstäuberkopf. Der Zerstäuberkopf
hat auf einer ersten Oberfläche eine runde, ringförmige
Ladeelektrode, über die flüssige Beschichtung nach außen
fließt, die mit einem runden, elektrischen
stromleitenden Element auf einer zweiten Oberfläche verbunden ist,
die von der ersten durch die Zerstäubungskante des
Kopfes getrennt ist. Die ringförmige Ladeelektrode ist mit
dem elektrischen stromleitenden Element durch eine Reihe
von Stiften, die sich durch die Wände des
Zerstäuberkopfes erstrecken, verbunden. Die elektrische Energie wird
durch eine Reihe von auf dem Umfang im Abstand
angeordneten elektrischen Leitern übertragen, die so auf dem
vorderen Teil des Gerätekörpers angeordnet sind, daß
ihre freien Enden in geringem Abstand nahe dem
elektrischen stromleitenden Element positioniert sind. Die
Menge des leitfähigen Materials in dem
Rotationszerstäuberkopf ist relativ klein gehalten, während der
Auftragungswirkungsgrad infolge der Anordnung der vielen
Elektroden hoch ist.
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Das erfindungsgemäße elektrostatische
Sprühbeschichtungsgerät mit Rotationszerstäuber umfaßt einen
Stützkörper aus Isoliermaterial, einen
Rotationszerstäuber aus Isoliermaterial in der Form einer Glocke, die
eine innere Fläche besitzt, über die flüssige
Beschichtung nach außen zu einer Zerstäubungskante
derselben fließen kann, wenn die Glocke um ihre Rotationsachse
gedreht wird, ein Mittel, das zum Aufladen der
flüssigen Beschichtung bestimmt ist, wenn sie nach außen über
die innere Fläche fließt, und das sich durch die
Zerstäuberglocke zwischen den inneren und äußeren Flächen
erstreckt, wobei das Auflademittel einen äußeren Teil
und einen inneren Teil, der von dem flüssigen
Beschichtungsmaterial
berührt wird, und eine runde ringförmige
Ladeelektrode umfaßt, die an der inneren Fläche der
Glocke angeordnet ist, mindestens einen an dem
Stützkörper angeordneten elektrischen Leiter, wobei der oder
jeder Leiter ein in unmittelbarer Nähe zum äußeren Teil
des Auflademittels gelegenes freies Ende besitzt, um
elektrostatische Energie auf das Auflademittel zu
übertragen, wenn der Leiter von einer Hochspannungsquelle
unter Spannung gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Auflademittel außerdem eine Vielzahl von Klemmen
umfaßt, die sich durch die Zerstäuberglocke erstrecken
und mit dem Ring an der inneren Fläche elektrisch
verbunden sind, wobei jede der Klemmen Enden unmittelbar an
der den äußeren Teil des Auflademittel bildenden äußeren
Fläche besitzt.
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Die stationäre Elektrode oder Elektroden erleichtern
die Übertragung von elektrostatischer Energie auf das
Auflademittel, wenn der stationäre Leiter von einer
Hochspannungsquelle unter Spannung gesetzt wird und
ermöglicht die Kontaktaufladung der der inneren Fläche
zugeführten flüssigen Beschichtung, wenn die
Beschichtung unter der Zentrifugalkraft nach außen über die
innere Fläche in Kontakt mit dem inneren Teil des
Auflademittel zu der Zerstäubungskante fließt.
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Durch Minimieren der Menge des mit dem
Rotationszerstäuber verbundenen leitfähigen Materials wird die in
kapazitiver Form durch den Zerstäuber gespeicherte
elektrische Energie innerhalb sicherer Grenzen gehalten,
während ein hoher Auftragungswirkungsgrad zur Verfügung
gestellt wird. Die Sicherheit des Sprühgerätes kann
dadurch weiter erhöht werden, daß das sich durch den
Zerstäuber erstreckende Auflademittel einschließlich seines
inneren Teiles, seines zugehörigen äußeren Teiles und
des dazwischen liegenden Verbindungsteiles aus
halbleitendem Material gefertigt wird.
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Der innere Teil des Auflademittels hat die Form
einer runden ringförmigen Aufladeelektrode, die an der
inneren Fläche des Zerstäubers, die Rotationsachse
umgebend, angeordnet ist. Durch den Zerstäuber erstreckt
sich eine Vielzahl von Klemmen, die den Ring mit der
äußeren Fläche verbinden, wobei die äußeren Enden der
Klemmen den äußeren Teil des Auflademittels bilden.
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Zum Zweck der noch weiteren Verbesserung der
Sicherheit des Sprühgerätes werden sowohl die die elektrische
Energie auf das Auflademittel an dem Zerstäuber
übertragenden freien Enden der Klemmen als auch die äußere
Fläche der Glocke vorzugsweise vor Zerstörung und
versehentliche Berührung geschützt, indem sie im wesentlichen
innerhalb einer Aussparung, in der sich die
Zerstäuberglocke dreht, angeordnet werden.
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Um das Befestigen des Sprühgerätes an einem Ständer
oder dergleichen zu ermöglichen, ist eine der
gewünschten Bauart entsprechende Montagebefestigung vorgesehen,
von der verschiedene, parallel im Abstand angeordnete
Stützen in eine vordere Richtung vorstehen, die an ihrem
vorderen Ende den Stützkörper des Sprühgrätes
befestigen, der die verschiedenen Ventile und die
Antriebsvorrichtung für das Rotationszerstäuberteil umgibt. In
einer bevorzugten Form ist eine der Stützen hohl, um einen
elektrostatischen, energieleitenden Leiter zum
Übertragen von elektrostatischer Energie mit Hochspannung
zwischen einer entfernten Hochspannungsquelle und der
stationären Elektrode, die in unmittelbarer Nähe zum mit
der Aufladeelektrode verbundenen Leiterelement an dem
Rotationszerstäuber gelegen ist, aufzunehmen. Die hohle
Stütze kann außerdem einen rohrförmigen Widerstand
aufweisen,
der in Reihe mit dem stationären Leiter liegt.
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Die Erfindung wird im folgenden mittels eines
Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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die Fig. 1 - 11 das in der EP-A-0 243 043 offenbarte
Sprühgerät nach dem Stand der Technik darstellen.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
von der Flüssigkeitssprühbeschichtungseinrichtung mit
Rotationszerstäuber.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht des vorderen
Abschnittes der in Fig. 1 dargestellten
Flüssigkeitssprühbeschichtungseinrichtung mit Rotationszerstäuber im
Schnitt.
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Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3
aus Fig. 2.
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Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4
aus Fig. 3, die die Strömungsdurchlässe und Armaturen
für Lösungsmittel zum Säubern des Äußeren der
Zerstäuberglocke zeigt.
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Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5
aus Fig. 3, die einen Teil des Weges für die Luft zur
Ausbildung der Sprühwolkenstruktur.
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Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-
6 aus Fig. 1.
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Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7
aus Fig. 1, die die allgemeine Beziehung der Armaturen
für das flüssige Beschichtungsmaterial und das
Lösungsmittel zum Säubern des Inneren und Äußeren der
Rotationszerstäuberglocke zeigt.
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Fig. 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 8-
8 aus Fig. 3, die die Strömungsdurchlässe und Armaturen
für das Lösungsmittel zum Reinigen des Inneren der
Rotationszerstäuberglocke zeigt.
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Fig. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9
aus Fig. 1, die den hinteren Körperabschnitt der
Sprüheinrichtung, Stützstäbe und verschiedene Luft- und
Lösungsmittelschläuche zeigt.
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Fig. 10 ist eine Vorderansicht einer alternativen
Ausgestaltung des Sprühbeschichtungsgerätes mit
Rotationszerstäuber entsprechend EP-A-0 243 043.
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Fig. 11 ist eine Teilschnittansicht entlang der
Linie 11-11 aus Fig. 10.
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Fig. 12 ist eine Schnittansicht in der Größe ähnlich
der der Fig. 11 eines erfindungsgemäßen
Rotationszerstäubers.
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Fig. 13 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 12, die
eine weitere alternative Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Auflademittels darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 hat eine
Flüssigkeitssprühbeschichtungseinrichtung mit
Rotationszerstäuber einen Stützkörper 10 mit einem Front- oder
vorderen Abschnitt 12 und einem hinteren Abschnitt 14,
zwischen denen ein Zwischenabschnitt 16 angeordnet ist. Die
Körperabschnitte 12, 14 und 16 sind im allgemeinen
zylindrisch in der Form. Der Durchmesser des vorderen und
hinteren Körperabschnittes 12 und 14 ist im wesentlichen
gleich. Der Durchmesser des Körperzwischenabschnittes 16
ist wesentlich kleiner als der der Körperabschnitte 12
und 14 und grenzt zwischen ihnen einen ringfömigen
Hohlraum 18 ab, in dem verschiedene Ventile zum Steuern des
Stromes des flüssigen Beschichtungsmaterials und des
Lösungsmittels zum Reinigen des Inneren und Äußeren der
Rotationszerstäuberglocke, wie nachfolgend beschrieben
wird, angeordnet und befestigt sein können.
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Eine Rotationszerstäuberglocke 20 erstreckt sich von
der Frontfläche 22 des vorderen Körperabschnittes 12 aus
nach vorne. Ein ringförmiger Flansch 24 ist an der
Frontfläche 22 des vorderen Abschnitts 12 des Körpers 10
in geeigneter Art und Weise, wie zum Beispiel durch
Schrauben, Gewindeverbindung oder dergleichen, lösbar
befestigt. Der Flansch 24 umfaßt einen runden, in seiner
rückwärtigen Fläche ausgebildeten Luftdurchgang oder
eine Öffnung 26, von der sich eine Vielzahl von
kreisförmig angeordneten Luftkanälen 28 nach vorne erstreckt,
um eine kreisförmige Anordnung von Luftstrahlen zur
Formgebung der an der vorderen Kante oder dem Rand 42
der Zerstäuberglocke 20 ausgebildeten
Sprühwolkenstruktur 29 zu bilden.
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Wie beschrieben, erstreckt sich die
Rotationszertäuberglocke 20 von dem vorderen Abschnitt 12 des Körpers
10 nach vorne. Zum Drehen um ihre Achse ist die Glocke
20 antreibbar an einer Welle 23 befestigt. Die
Glockenantriebswelle 23 erstreckt sich durch eine Bohrung 12b
in den vorderen Körperabschnitt 12 und ein
konventionelles, im Handel erhältliches Luft- oder Kugellager 25,
das in einem entsprechend gestalteten Lagerhohlraum oder
einer Bohrung 27 in dem mittleren Körperabschnitt 16
angeordnet ist. Die Welle 23 wird an ihrer Rückseite
(wie in Fig. 2 links dargestellt) durch einen
Drehantrieb 31 angetrieben, wie zum Beispiel eine ebenfalls
konventionelle, im Handel erhältliche Druckluftturbine,
die hinter dem Lager 25 in einem Turbinenhohlraum oder
einer Bohrung 31a im hinteren Körperabschnitt 14
angeordnet ist. Ein an der hinteren Fläche des
flanschbildendes Abschnittes des vorderen Teiles 12 des Körpers 10
angeordnetes Steuerventil für die flüssige Beschichtung
steuert den Fluß des flüssigen Beschichtungsmaterials zu
einer Beschichtungsdüse 30 über einen in dem vorderen
Abschnitt 12 des Körpers 10 ausgebildeten Kanal 32. Die
flüssige Beschichtung tritt aus der Düse 30 unter
geringern Druck aus und erreicht einen ringförmigen, in dem
hinteren Abschnitt der Glocke 20 ausgebildeten Hohlraum
34. Aufgrund der Drehung der Glocke 20 durch die
Antriebswelle 23 strömt das flüssige Beschichtungsmaterial
unter der Zentrifugalkraft in dem ringförmigen Hohlraum
34 durch eine Reihe von Beschichtungskanälen 36 in der
zentrischen Glockenwand 20c radial nach außen und vorne
zu einem vorderen Glockenhohlraum 38. Einmal in dem
vorderen Glockenhohlraum 38, bewegt sich die flüssige
Beschichtung entlang einer ersten, durch die innere
Glokkenwand 40 gebildete Fläche radial und vorwärts zu der
vorderen Zerstäubungskante 42 der Glocke 20, wo sie
unter zentrifugaler Kraft zerstäubt wird, um die
Sprühwolkenstruktur 29 zu bilden. Eine flache runde, ringförmige
Ladeelektrode 46, die in der inneren Wand 40 eingebettet
und mit einer konventionellen elektrostatischen
Hochspannungsversorgung (nicht dargestellt) in einer später
zu beschreibenden Art und Weise verbunden ist, lädt das
flüssige Beschichtungsmaterial durch Kontakt beim
Passieren darüber bei seiner Bewegung von den Kanälen 36 in
der Wand 20c zur vorderen Zerstäubungkante 42 der
Glokke, wo die Flüssigkeit zum Bilden der Sprühstruktur 29
zentrifugal zerstäubt wird, auf.
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Die Art der Befestigung des Stützkörpers 10 ist im
einzelnen in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 243
043 in den Fig. 1 bis 11, die identisch mit den
beigefügten Fig. 1 bis 11 sind, beschrieben.
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Das Montagesystem umf aßt Montagestützen 62, 64 und
66, wobei eine der Stützen 62 an ihrem hinteren oder
linken Ende einen Abschnitt 62c mit reduziertem
Durchmesser besitzt, der durch eine entsprechende Bohrung in
der Platte 52, sich nach hinten von der Fläche 55
derselben erstreckend, führt. Eine Mutter 62d ist mit dem
Stützenendabschnitt 62c verschraubt, um die Stütze 62 an
der Platte 52 zu befestigen. An ihrem vorderen Ende
führt die Montagestütze 62 durch eine entsprechend
vorgesehene Bohrung 70 in dem hinteren Abschnitt 14 des
Körpers 10 und erstreckt sich nach vorne zu der hinteren
Wand 12a des vorderen Körperabschnitts 12. Der vorderste
Teil 62a der Stütze 62 hat einen reduzierten Durchmesser
und ist so mit Gewinde versehen, daß es mit einer
entsprechend mit Gewinde versehenen, in der hinteren Fläche
12a des vorderen Körperabschnitts 12 ausgebildeten
Bohrung 72 durch Gewinde in Eingriff kommt.
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Die Stütze 62 ist mit einer axialen Bohrung 62b
versehen, in der ein isoliertes Hochspannungskabel 74
angeordnet ist, das an seinem hinteren Ende mit einer
elektrostatischen Hochspannungsversorgung (nicht
dargestellt) verbunden ist. Das Kabel 74 ist an seinem
vorderen Ende 74a mit einem rohrförmiger Widerstand 76
verbunden. Ein elektrischer Leiter 78 erstreckt sich
zwischen dem vorderen Ende des rohrförmiger Widerstandes,
um die Elektrode 46 in einer im folgenden zu
beschreibenden Art und Weise zu speisen.
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Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, ist ein an der
vorderen Wand 57 der Platte 52 befestigtes
Entleerungsventil 80 über ein flexibles Rohr 82 mit dem
Flüssigkeitsbeschichtungsventil 33 und über ein Rohr 88 mit einem
Abproduktsammelbehälter 86 verbunden. Das
Entleerungsventil leitet das Reinigungslösungsmittel vom
Beschichtungsventil 33 während der Farbwechselvorgänge in einer
nach dem Stand der Technik bekannten Art und Weise ab.
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An der hinteren Fläche 12a des flanschbildenden
Teiles des vorderen Körperabschnittes 12 sind zusätzlich zu
dem Beschichtungssteuerventil 33 Lösungsmittelventile 90
und 92 befestigt, die den Lösungsmittelfluß in den
äußeren bzw. inneren Teil der Rotationszerstäuberglocke
steuern, wie es in den Fig. 3, 4, 7 und 8 dargestellt
ist. Die Ventile 90 und 92 sind in dem ringförmigen
Hohlraum 18 angeordnet.
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Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, enthält
die Rotationszerstäuberglocke 20 einen
kegelstumpfförmigen Rohrabschnitt 20a und ein Mittelstück 20b, die
miteinander durch eine zentrisch angeordnete Wand 20c
verbunden sind, die gemeinsam den hinteren ringförmigen
Hohlraum 34 und den vorderen Hohlraum 38 abgrenzen. Der
Querschnitt des Rohrabschnitts 20 vergrößert sich
entlang seiner Achse in Richtung der Zerstäubungskante 42.
Das Mittelstück 20b ist mit einer konischen Bohrung 20f
versehen, die mit einem ebenso konischen Abschnitt 23a
der Antriebswelle 23 paßgerecht in Eingriff ist. Das
vordere Ende 23b der Antriebswelle 23 ist zum
verschraubbaren Aufnehmen einer Befestigungsmutter 100, die
das Mittelstück 20b der Glocke 20 an der Antriebswelle
23 arretiert, mit Gewinde versehen. In der in Fig. 2
dargestellten Ausführung ist ein rundes stromleitendes
Flachringelement 102, vorzugsweise aus
Halbleitermaterial, in der äußeren Fläche 20d des kegelstumpfförmigen
Abschnittes 20a der Glocke 20 eingebettet. Das
Ringelement 102 ist mit der Flachelektrode 46, die vorzugsweise
ebenfalls aus Halbleitermateial gefertigt ist, über eine
Reihe von in entsprechend vorgesehenen Bohrungen in dem
Glockenteil 20a eingesetzten, leitfähigen Mitteln in der
Form von vorzugsweise aus Halbleitermaterial
hergestellten Kontaktstiften 104 elektrisch verbunden. Die
gegenüberliegenden Enden der Kontaktstifte 104 sind in
elektrischem Kontakt mit den gegenüberstehenden Flächen
des Ringes 102 und der Elektrode 46. Die Glocke 20,
ebenso die Mutter 100, die Welle 23, das Lager 25, der
ringförmige Flansch 24, der Körper 10, der Drehantrieb
31, die Ventile 33, 80, 90 und 92 und die zugehörigen
Flüssigkeitsrohrleitungen, die Montagestütze 50 und die
Montagestützen 62, 64 und 66, sind aus Isoliermaterial
zum Zweck der Minimierung der Speicherung von
elektrischer Energie in kapazitiver Form in der
Sprühbeschichtungseinrichtung hergestellt. Eine
bevorzugtes Isoliermaterial für die Glocke 20 ist PEEK
(Polyätherätherketon), erhältlich von I.C.I. von Amerika, und
für die übrigen Isolierelemente Polyester, erhältlich
von Erta Incorporated, Malvern, Pennsylvania.
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Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, umgibt
ein rohrförmiges Gehäuse sowohl die Stütze 50 und den
Körper 10 als auch die verschiedenen Ventile, um die
verschiedenen Bauteile der Sprüheinrichtung zu
umschließen. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus Isoliermaterial
hergestellt.
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Das Flüssigkeitsbeschichtungsventil 33, das von
jeder konventionellen Art sein kann, enthält vorzugsweise
einen Ventilkörper 120, der eine Bohrung 122 mit
abgestuftem Durchmesser besitzt. Im vorderen Ende der
Bohrung 122 ist eine Ventileinsatzbefestigung 124
angeordnet, die eine Bohrung 126 hat, innerhalb derer ein
Ventileinsatz 128 mit einem axialen Kanal 128a angeordnet
ist. Dieser Kanal ist normalerweise durch ein
Kugelventilelement 130 gesperrt, das an dem vorderen Ende einer
hin- und hergehenden Stange 132 ausgebildet ist, die
normalerweise durch einen durch eine Feder vorgespannten
druckluftbetätigten, an dem hinteren Ende 132a der Welle
132 befestigten Kolben 134, 135 in vorderer Richtung
vorgespannt ist. Eine Druckluftkammer 136 ist über einen
Kanal 138 in der Wand des hinteren Abschnitts des
Ventilkörpers 120 mit einer Druckluftquelle verbunden. Wenn
der Kammer 136 über den Kanal 138 unter der Kontrolle
von nicht dargestellten Mitteln Druckluft zugeführt
wird, wird der Kolben 134 rückwärts (nach links)
gedrängt, damit das Kugelventilelement 130 in bezug auf
den Sitz des Ventileinsatzes 128 nicht aufsitzt, um so
den Kanal 128a mit einer Kammer 142 für die flüssige
Beschichtung zu verbinden. Die Kammer 142 steht über
einen in der Wand des Ventilkörpers 120 ausgebildeten
Kanal 144, der mit einer Zuführungsleitung 145 für die
Beschichtung verbunden ist, mit einer Quelle der unter
Druck stehenden flüssigen Beschichtung (nicht
dargestellt) in Verbindung.
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Auf diese Weise strömt die unter Druck stehende
flüssige Beschichtung in der Kammer 142 durch den Kanal
128a in den Kanal 32 des vorderen Körperabschnittes 12,
wenn dem Hohlraum 136 über den Kanal 138 Druckluft
zugeführt wird, die den Kolben 134 rückwärts drängt und
das Kugelventilelement 130 nicht aufsitzen läßt. Es
tritt dann unter Druck aus der Düse 30 in den hinteren
Hohlraum 34 der Rotationsglocke 20 aus. In einer bereits
beschriebenen Art und Weise strömt das flüssige
Beschichtungsmaterial in dem hinteren Hohlraum 34 durch
die Kanäle 36 entlang der inneren Wand 40 des vorderen
Hohlraumes 38 und über die flache Ringelektrode 46, an
der das Beschichtungsmaterial elektrostatisch aufgeladen
wird. Schließlich wird die aufgeladene elektrostatische
Beschichtung an der vorderen Kante 42 der Glocke 20
zerstäubt, um die Sprühwolkenstruktur 29 zu bilden.
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Der Lufthohlraum 136 und der Beschichtungshohlraum
142 werden durch entsprechende Dichtungen 150, die die
axiale Hin- und Herbewegung der Stange 132 erlauben,
getrennt. Der Hohlraum 142 des Ventils 33 schließt über
den in der Wand des Ventilkörpers 120 ausgebildeten
Kanal 152 an das Rohr 82 an, das schließlich über das
Entleerungsventil 80 und das Rohr 88 zu einem
Abproduktsammelbehälter 86 geführt wird. Das Entleerungsventil
ist im wesentlichen mit dem Ventil 33 identisch, außer
daß es zusätzlich zu einem einzelnen Einlaß nur einen
Auslaß für den Strom des flüssigen
Beschichtungsmaterials
hat. Das Entleerungsventil 80 wird wie das Ventil 33
mit Druckluft betrieben und hat zu diesem Zweck eine
gesteuerte Druckluftquelle (nicht dargestellt), die über
einen Luftschlauch 80a mit ihm verbunden ist.
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Das Formen der Sprühwolkenstruktur 29, die an der
vorderen Kante 42 der Rotationszerstäuberglocke 20
ausströmt, wird, wie zuvor festgestellt, durch einen
kreisförmigen Luftkanal 26 bestimmt, der in dem ringförmigen
Flansch 24 ausgebildet ist und eine Vielzahl von
kreisförmig angeordneten, sich axial erstreckenden Kanälen 28
speist, die nach vorne ragende Schlitzdüsen bilden. Um
dem in dem ringförmigen Flansch 24 ausgebildeten
kreisförmigen Luftkanal 26 Druckluft zur Verfügung zu
stellen, ist der vordere Körperabschnitt 12 mit einem Kanal
160 versehen, der an seinem vorderen Ende mit dem
kreisförmigen Luftkanal 26 verbunden ist und an seinem
hinteren Ende über einen Schlauch 162 an eine entsprechende
Druckluftquelle (nicht dargestellt) anschließt.
Steuermittel, ebenfalls nicht dargestellt, steuern den
Luftstrom in dem Schlauch 162 in konventioneller Weise. Wenn
der Schlauch 162 mit Druckluft versorgt wird, wird die
Luft unter Druck von den kreisförmig angeordneten
Kanälen 28 in Vorwärtsrichtung abgegeben und bildet, wie
erwünscht, die elektrostatisch aufgeladene
Sprühwolkenstruktur 29.
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Die Art und Weise, in der die Farbe des
aufzutragenden flüssigen Beschichtungsmaterials gewechselt wird,
ist ausführlich in der europäischen Patentanmeldung Nr.
0 243 043 beschrieben.
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Die elektrostatische Hochspannungsenergie ist von
der Elektrode 78 am Ausgang des rohrf örmigen
Widerstandes 76 an den Halbleiterring 102 (und schließlich über
die Halbleiterstifte 104 an der Halbleiterelektrode 46)
über einen Strompfad gekoppelt, der einen in dem
vorderen
Ende der in dem vorderen Körperabschnitt 12
ausgebildeten Bohrung 72 gelegenen, elektrisch leitfähigen
Federkontakt 200, einen in einer in dem vorderen
Körperabschnitt ausgebildeten Bohrung genau eingepaßten
elektrischen Leiter 202, einen in einem ringförmigen Flansch
24 eingebetteten Elektrodenring 204 und mehrere
parallele, zwischen dem Ringleiter 204 und dem Halbleiterring
102 angeschlossene Strompfade einschließt. Die
Strompfade zwischen den Ringen 204 und 102 enthalten einen
Widerstand 210, der zwischen einem elektrischen Leiter 212
(der zwischen dem Widerstand 210 und dem Ring 204
angeschlossen ist) und einem Leiter 214, der sich vom
vorderen Ende des Widerstandes 210 zum und nahe an den Ring
102 erstreckt, angeordnet ist. Ein Isolierüberzug 216,
der an seinem inneren oder hinteren Ende in einer
Bohrung in den ringförmigen Flansch 24 geschraubt ist,
umgibt den Widerstand 210, den Leiter 212 und den Leiter
214, wobei der Leiter 214 von dem vorderen Ende des
Überzugs vorsteht. Um den Umfang des ringförmigen
Flansches 24 herum sind Isolierüberzüge 218 und 220, die mit
dem Überzug 216 identisch sind, im Abstand von 120º auf
jeder Seite des Überzugs 216 angeordnet. Die Überzüge
218 und 220 enthalten Widerstände 218a (Fig. 3) und
220a, die mit dem Widerstand 210 identisch sind. Der
Widerstand 218a ist zwischen einem äußeren elektrischen
Leiter 218b, der sich von dem vorderen Ende seines
zugehörigen Überzugs zum und in unmittelbare Nähe an den
Ring 102 erstreckt, und einem elektrischen Leiter 218c,
der mit dem leitfähigen Ring 104 verbunden ist,
angeschlossen, um die elektrostatische Spannung auf den
Widerstand 218a zu übertragen. Die nach vorne ragenden
Enden der elektrischen Leiter 214, 218b und 220b sind in
sehr geringem Abstand von der äußeren Fläche des
Halbleiterringes 102 angeordnet, so daß, wenn Hochspannung
über das Isolierkabel 74, den rohrförmigen Widerstand
76, den Leiter 78, die Feder 200, den Leiter 202, den
Ringleiter 204 und die Leiter/Widerstandspaare 210/212,
218a/218c und 220a/220c an sie übertragen wird, die
elektrostatische Energie über den Zwischenraum auf den
Halbleiterring 102 und schließlich über die Stifte 104
auf die Ringelektrode 46 zur Kontaktaufladung des
flüssigen Beschichtungsmaterials, das entlang der inneren
Wand 40 über die Oberfläche der Halbleiterelektrode 46
radial nach außen und vorne fließt, übertragen wird.
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Es wurde gefunden, daß der Auftragungswirkungsgrad
durch die Anwendung von drei peripher verteilten Leitern
212, 218c und 220c im Vergleich zu dem Wirkungsgrad, der
erreicht wird, wenn nur ein einziger Leiter verwendet
wird, erhöht ist. Dadurch liefern Mehrfachleiter
verbesserte Ergebnisse und werden klar bevorzugt, wenn ein
höher Auftragungswirkungsgrad erwünscht ist.
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Der rohrförmige Widerstand 76 kann einen Widerstand
haben, der abhängig von dem Arbeitsbereich des
elektrostatischen Netzanschlusses, der das Kabel 74 speist,
variiert. Wenn der Netzanschluß in einem Bereich von 50
KV -125 KV betrieben wird, hat der rohrförmige
Widerstand vorzugsweise einen Widerstand von 76 Megohm. Die
Widerstände 210, 218a und 220a können ebenfalls
unterschiedliche Widerstände haben, obwohl jeder Widerstand
vorzugsweise einen Widerstand von ungefähr 12 Megohm
hat.
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Das Isolierkabel 74 kann eine Reihe von Formen
annehmen, obwohl das bevorzugte Kabel eines ist, in dem
die leitfähige Ader 74b aus Silziumkarbidfaser nach dem
US-Patent 4,576,827, das auf den Bevollmächtigten der
vorliegenden Anmeldung übertragen wurde, hergestellt
ist. Der Halbleiterring 102, die Stifte 104 und die
Elektrode 46 sind vorzugsweise ebenfalls aus
Polyphenylensulfid
(PPS), erhältlich von Phillips 66,
hergestellt, obwohl andere Halbleitermaterialien verwendet
werden können. Außerdem, obwohl nicht bevorzugt, kann
der Ring 102, die Stifte 104 und /oder die Elektrode 46
aus leitfähigem Material hergestellt sein. Wenn sie aus
leitfähigem Material hergestellt sind, ist jedoch die
Möglichkeit für die Rotationszerstäuberglocke 20,
elektrische Energie kapazitiv zu speichern, größer gegenüber
der, die besteht, wenn der Ring 102, die Stifte 104 und
die Elektrode 46 aus Halbleitermaterial hergestellt
sind. Wenn es erwünscht ist, können die leitfähigen
Elemente 78, 200, 202, 204, 212, 214, 218b und 218c und
220b und 220c anstatt aus leitfähigem Material aus
Halbleitermaterial hergestellt sein. Zusätzlich, und zum
Zweck der Minimierung der kapazitiv gespeicherten
elektrischen Energie in dem erfindungsgemäßen Sprühgerät,
sind alle Teile des Sprühgerätes vorzugsweise aus
Isoliermaterial hergestellt, ausgenommen solche, die aus
Halbleiter- und/oder elektrisch leitendem Material zum
Zweck des Weiterleitens der elektrostatischen Energie
bei Hochspannung von einer Außenquelle (nicht
dargestellt) auf die Beschichtungsaufladeelektrode 46 in der
Rotationszerstäuberglocke 20 hergestellt sind.
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Die Form der Rotationszerstäuberglocke 20 wurde als
kegelstumpfförmig beschrieben. Es ist verständlich, daß
andere Formen verwendet werden können.
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Die Ventile 33, 80, 90 und 92 sind gewöhnlich nach
der Lehre des US-Patents 3,870,233, das auf den Anmelder
übertragen wurde, gebaut.
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Eine alternative Ausführungsform ist in den Fig. 10
und 11 gezeigt. Mit Ausnahme der noch zu beschreibenden
Unterschiede, ist die alternative Ausführungsform im
wesentlichen die gleiche wie in der oben erörterten
ersten Ausführungsform, gleiche Teile wurden mit gleichen
Bezugszeichen angegeben.
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Die dargestellte alternative Ausführungsform des
Sprühbeschichtungsgerätes mit Rotationszerstäuber nach
dem Stand der Technik umfaßt einen Stützkörper 10 mit
einem Front- oder vorderen Abschnitt 12. Wie bei der
ersten Ausführungsform ist ein ringförmiger Hohlraum 18
rückwärtig von dem vorderen Abschnitt 12 gelegen.
Innerhalb des Hohlraumes 18 sind mehrere Ventile zum Steuern
des Stromes des flüssigen Beschichtungsmaterials und des
Lösungsmittels zum Reinigen des Inneren und Äußeren der
Rotationszerstäuberglocke 20 angeordnet, wie es noch
später im einzelnen beschrieben werden wird.
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Die Zerstäuberglocke 20 erstreckt sich von der
Frontfläche 22 des vorderen Körperabsschnittes 12 nach
vorn. An der Frontfläche 22 des vorderen Abschnittes 12
des Körpers 10 ist eine Abdeckung 400 in geeigneter
Weise, wie zum Beispiel durch Schrauben, Gewindeverbindung
oder ähnliches, lösbar befestigt, die normalerweise eine
konvexe äußere Fläche 402 und eine mittig angeordnete,
konisch nach innen zulaufende Aussparung 404, in der
mindestens ein Teil der Zerstäuberglocke 20 liegen kann,
besitzt. Die Abdeckung 400 enthält eine Grundplatte 406,
die einen darin ausgebildeten, normalerweise runden
Luftkanal oder -öffnung 26 besitzt. Zwischen der
Abdekkung 400 und der Frontfläche 22 des vorderen Abschnittes
12 des Körpers 10 ist eine Dichtung 408 mit entsprechend
dimensionierten und angeordneten Öffnungen eingesetzt,
um eine entsprechende Abdichtung für die Luft- und
Lösungsmittelkanäle, die später beschrieben werden,
vorzusehen, die mit dem vorderen Abschnitt 12 und der
Abdeckung 400 in Verbindung stehen. Ähnlich dem
ringförmigen Flansch 24 in der ersten Ausgestaltung enthält die
Abdeckung 400 eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten
Luftauslässen 28, um eine kreisförmige Anordnung der
Luftstrahlen zu bilden, die die
Rotationszerstäuberglokke 20 umgeben, um die an der vorderen Kante oder dem
Rand 42 der Zerstäuberglocke 20 gebildete
Sprühwolkenstruktur 29 zu formen und sie auf das zu beschichtende
Werkstück in der zuvor beschriebenen Art und Weise zu
schleudern
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Wie bereits erwähnt wurde, erstreckt sich die
Rotationszerstäuberglocke 20 von dem vorderen Abschnitt 12
des Körpers 10 nach vorn. Zum Drehen ist die Glocke 20
antreibbar an einer Welle 23 eines Drehantriebes (nicht
dargestellt) befestigt. Die Glockenantriebswelle 23
erstreckt sich durch eine Bohrung 12b in den vorderen
Körperabschnitt 12. Wie in der ersten Ausführungsform ist
ein Steuerventil 33 für die flüssige Beschichtung an der
hinteren Fläche des vorderen Abschnitts 12 angeordnet
und steuert den Strom des flüssigen
Beschichtungsmaterials zu der Beschichtungsdüse 30. Die flüssige
Beschichtung tritt aus der Düse 30 unter geringem Druck aus,
tritt in die Glocke 20 ein und strömt durch sie
hindurch, wie es bereits unter Bezugnahme auf die erste
Ausführungsform beschrieben wurde.
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Zusätzlich zu dem Beschichtungssteuerventil 33 ist
an der hinteren Fläche des vorderen Körperabschnittes 12
innerhalb des Hohlraumes 18 anstelle der
Lösungsmittelventile 90 und 92 in der ersten Ausführungsform ein
einziges Lösungsmittelventil 412 angeordnet. Das Ventil 412
steuert den Lösungsmittelfluß in der in der europäischen
Patentanmeldung Nr. 0 243 043 im einzelnen beschriebenen
Art und Weise sowohl in das Innere als auch das Äußere
der Rotationszerstäuberglocke 20.
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Der Durchmesser der kegelstumpfförmigen
Rotationszerstäuberglocke 20 nimmt entlang der Achse der Glocke
in Richtung der Zerstäubungskante 42 zu. In die äußere
Fläche 20d der kegelstumpfförmigen Glocke 20 ist ein
rundes, stromleitendes, flaches Ringelement 102
eingebettet, vorzugsweise aus Halbleitermaterial. Das
Ringelement 102 ist im wesentlichen in der Ausparung 404
eingelassen, in der die Glocke 20 angeordnet ist,
wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß Personen oder
Gegenstände das Element 102 berühren können, was eine
Schlaggefahr hervorruft, vermindert wird. Wie in der ersten
Ausführungsform ist das Ringelement 102 elektrisch mit
der flachen, an der inneren Fläche der Glocke 20
gelegenen Aufladeelektrode in der zuvor beschriebenen Art
verbunden. Ein Gehäuse 416 wird verwendet, um alle die
Bedienungselemente und sowohl die verschiedenen Rohre für
das Beschichtungsmateriallösungsmittel und die
Abprodukte als auch die elektrischen Hochspannungskabel zu
umgeben, die, statt durch die Seitenwände, wie in Fig. 1
dargestellt ist, vorzugsweise nach hinten durch
geeignete Öffnungen (nicht dargestellt) in der hinteren
Montagestütze geführt sind. Das ordnet die Rohre und Kabel so
weit entfernt wie möglich von der Sprühwolkenstruktur 29
an, die von der Kante der Zerstäuberglocke 20 abgegeben
wird, um das Verhindern der Ansammlung von
Beschichtungsmaterial darauf zu unterstützen. Es sorgt auch für
ein glattes, alternativ für ein ordentliches Aussehen.
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Im folgenden wird der Weg zur Übertragung der
elektrostatischen Energie von dem rohrförmigen Widerstand 76
auf die in der äußeren Wand 20d der Zerstäuberglocke 20
eingebettete Aufladeelektrode 102 entsprechend dieser
alternativen Ausführungsform ausführlicher beschrieben.
Ein ringförmiger Leiter 430, der die Abdeckung 400 im
wesentlichen umschließt, ist in einer ringförmigen,
abgestuften, in die Grund- oder Rückplatte 434 der
Abdekkung 400 eingeschnittenen Nut 432 angeordnet. Der Leiter
430 wird in der Nut 432 durch einen Isolierring 436
festgehalten, der in der größeren Stufe der Nut 432
unter
Anwendung eines entsprechenden adhäsiven
Dichtungsmittels, wie zum Beispiel eines Epoxidharzes, vergossen
ist. Der Leiter 430 ist durch Löten, Hartlöten oder
andere entsprechende Mittel mit einer leitfähigen Platte
438 verbunden, die vorzugsweise aus Messing oder aus
anderem elektrisch leitfähigem korrosionsbeständigen
Material besteht. Die Platte 438 ist in einer Aussparung
440 einer elektrischen Isolierbuchse 442 eingebettet,
die sich bei Umdrehung teilweise in das vordere Ende 62a
der Stütze 62, die den rohrförmigen Widerstand 76
umgibt, einbettet. Das gegenüberliegende Ende der Buchse
442 sitzt in einer Vertiefung in dem Ring 436. Die
Buchse 442 enthält eine axiale Bohrung 444, die ein
zylindrisches, hervorstehendes Teil 446 der Stütze 62
aufnimmt. Das Stützenende 62a und der Vorsprung 446
enthalten eine Bohrung 448, die mit dem rohrförmigen
Widerstand 76 in Verbindung ist. In der Bohrung 448 ist ein
hohler zylindrischer Körperabschnitt 450 der elektrisch
leitfähigen Federkontaktanordnung 452 aufgenommen. Der
Körperabschnitt 448 enthält eine Feder 454, die durch
einen Kolben 456 einseitig druckbeaufschlagt wird, wobei
der Kolben einen Kopf 458 hat, der die Platte 438
berührt, wenn die Grundplatte des Köperabschnitts 450 den
rohrförmigen Widerstand 76 berührt, wodurch für einen
guten elektrischen Kontakt zwischen dem rohrförmigen
Widerstand 76 und der Platte 438, die beim Drehen mit
dem ringförmigen Leiter 430 verbunden ist, gesorgt wird.
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Die elektrostatische Energie wird vom Leiter 430 auf
die Aufladeelektrode 102 mittels dreier
Aufladewiderstände 210 mit identischen Sollwiderständen übertragen,
die zwischen der Aufladeelektrode 102 und dem Leiter 430
in Parallelschaltung elektrisch verbunden sind. Die
Aufladewiderstände 210 sind körperlich in der Abdeckung 400
peripher in etwa gleichen Abstandsverhältnissen
zueinander
angeordnet. Die Widerstände 210 sind paßgerecht in
Bohrungen 460 eingepaßt, die mit dem Leiter 430 in
Verbindung stehen und die in der Aussparung 404 der
Abdekkung 400, in der die Zerstäuberglocke gelegen ist,
angeordnet sind. Die Bohrungen 460 kreuzen jeweils die
Aussparung 404 an einer Stelle gegenüber dem Ringelement
102 der Zerstäuberglocke 20, so daß die freien Enden 462
der Aufladewiderstände als Elektroden wirksam sind, die
in dichtem Abstand zu dem Halbleiterringelement 102
enden. Durch das Einbetten der Aufladewiderstände 210
innerhalb der Abdeckung 400 wird ein wesentlicher Schutz
vor ihrer Zerstörung oder Verschiebung aufgrund von
Störeinflüssen erreicht. Außerdem ist es weniger
wahrscheinlich, daß die Elektrodenleitungskabel 462 durch
Personen oder Gegenstände berührt werden, wenn sie
innerhalb der Aussparung 404 angeordnet sind, wodurch das
Risiko eines elektrischen Schlages oder mechanischer
Beschädigung reduziert wird. Die gegenüberliegenden
Leitungen 464 der Aufladewiderstände 210 führen durch
Abschnitte der Bohrungen 460 mit reduzierten Durchmessern,
die die Nut 432 an dem Punkt schneiden, an dem die
Leitungen 464 mit dem Leiter 430 durch Löten oder andere
entsprechende Mittel verbunden sind.
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Auf diese Weise wird elektrostatische
Hochspannungsenergie mittels eines Hochspannungskabels 74 wie zuvor
beschrieben auf den rohrförmigen Widerstand 76
übertragen. Sie wird dann mittels des Federkontakts 452 und der
Platte 438 auf den Leiter 430 übertragen. Von dem Leiter
430 wird die elektrostatische Energie mittels der drei
Aufladewiderstände 210, die zwischen dem Leiter 430 und
dem Zwischenraum zwischen den Elektroden oder freien
Enden 462 dieser Widerstände und dem Ringelement 102 auf
der Außenseite der Zerstäuberglocke 20 parallel
verbunden sind, auf die Aufladeelektrode 102 der
Zerstäuberglocke
20 übertragen. Die elektrostatische
Energie wird dann über den Zwischenraum zwischen jeder
Elektrode 462 und dem Halbleiterringelement 102 übertragen.
Von dem Ringelement 102 wird die elektrostatische
Energie entsprechend der Art und Weise der ersten
Ausführungsform verwendet, um eine Ladung an das
Beschichtungsmaterial abzugeben.
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Die Widerstände des rohrförmigen Widerstandes 76 und
der Aufladewiderstände 210 werden wie zuvor beschrieben
ausgewählt. Wie bei den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen und zum Zweck der Minimierung der in dem
Sprühgerät kapazitiv gespeicherten elektrischen Energie, sind
alle Elemente des Sprühgerätes vorzugsweise aus
Isoliermaterial hergestellt, ausgenommen solche, die aus
Halbleitermaterial und/oder elektrisch leitfähigem Material
zum Zweck der Weiterleitung elektrostatischer Energie
bei Hochspannung von einer entfernten Quelle (nicht
dargestellt) zu der Beschichtungsauf ladeelektrode 102 in
der Rotationszerstäuberglocke 20 gefertigt sind.
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Die alternative Ausführungsform des Sprühsystems mit
Rotationszerstäuber nach dem Stand der Technik umfaßt
einige Merkmale, die helfen, die Sprühwolkenstruktur 29
nach vorne auf die zu überziehenden Werkstücke zu
schleudern und die Ansammlung von Beschichtungsmaterial
auf dem Sprüher selbst zu verhindern, wodurch der
Auftragungswirkungsgrad erhöht und das Verschmutzen des
Sprühers verringert wird. Ein solches Merkmal, nämlich
das Vorsehen einer Vielzahl von Luftkanälen 28 zum
Bilden einer Anordnung von nach vorne gerichteten, die
Zerstäubertasse 20 umgebenden Luftstrahlen zum Formgeben
und Abschleudern der Sprühwolkenstruktur 29 auf das zu
überziehende Werkstück, wurde bereits beschrieben.
Außerdem enthält der Sprüher nach dieser Ausführungsform
auch vorzugsweise mindestens eines der zusätzlichen
Merkmale, die im folgenden beschrieben werden.
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Die Zerstäuberglocke 20 wird von einem
elektrostatischen Abstoßungsmittel umgeben, das vorzugsweise die
Form eines im wesentlichen stetig leitfähigen, oder noch
mehr bevorzugt, eines Halbleiterringes 470 annimmt. Der
Ring 470 ist in einer Nut 472 eingebettet, die in die
äußere Fläche 402 der Abdeckung 400 eingeschnitten ist,
so daß er im wesentlichen mit ihr fluchtet und nicht
wesentlich mit seiner Kontur stört, aus Gründen, die
sich später zeigen werden. Der Ring 470 ist mittels
eines leitfähigen Stiftes 474 direkt mit dem Leiter 430
verbunden, so daß der Ring 470 mit einer
Hochspannungsladung der gleichen Polarität wie die durch die
Beschichtungstropfen übertragene Ladung gespeist wird. Das
hilft, die Migration der Sprühwolkenstruktur von der
Sprüheinrichtung weg und zum zu überziehenden Werkstück
hin zu pumpen.
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Wie dargestellt, ist die Abdeckung 400 mit einer
gewölbten, aerodynamisch geformten äußeren Fläche 402
versehen. Der vordere Abschnitt der Abdeckung 400 bildet
eine kreisförmige Haube, die eine geformte äußere Fläche
403 und eine zentrale Aussparung 404 besitzt, in der die
kegelstumpfförmige Zerstäuberglocke 20 eingelassen ist.
Zum Zweck des Vermeidens von Luftrückstromwirbeln wird
der Grad, bis zu dem die Glocke 20 in der Aussparung 400
eingelassen ist, nicht als kritisch betrachtet. Das
heißt, die Aussparung kann eliminiert werden, so daß die
äußere Fläche 402 im wesentlichen hinter der Glocke 20
liegt. Um jedoch den leitfähigen Ring 102 und die
Elektroden 462 in der vorbeschriebenen Art schützen zu
können, ist die Glocke 20 vorzugsweise in der Abdeckung 400
ungefähr von der halben bis zu zwei Dritteln ihrer
gesamten Länge eingelassen. Die Aussparung 404 verjüngt
sich nach innen in einem etwas größeren Maß als die Wand
der Glocke 20, so daß der Zwischenraum zwischen der
Glocke 20 und der Aussparung 404 an ihrer Grundfläche
etwas enger als an ihrem Ausgang ist. Die Übergangskante
zwischen der konischen Aussparung 404 und der gewölbten
äußeren Fläche 402 ist nicht scharf, sondern eher mit
einem großzügigen Radius versehen, wie es in den
Zeichnungen dargestellt ist. Dieses Merkmal wird weiter
sichtbar im Lichte der Theorie der Funktionsweise, die,
wie angenommen wird, wie folgt ist.
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Wenn die Zerstäuberglocke 20 mit einer
Winkelgeschwindigkeit rotiert, die ausreichend ist, um das
Beschichtungsmaterial zu zerstäuben, normalerweise in dem
Bereich von 10.000 bis 40.000 U/min, dreht sich ihre
Zerstäubungskante 42, die einen größeren Durchmesser als
ihre Grundfläche 480 hat, mit einer größeren
Umfangsgeschwindigkeit als ihre Grundfläche. Solange die Luft,
die die Glocke 20 umgibt, dazu tendiert, sich aufgrund
des Luftwiderstandes mit der Fläche der Glocke 20 zu
bewegen, wird es entlang der Außenwand 20d der Glocke 20
ein Druckgefälle geben, das dazu neigt, einen Luftstrom
entlang der Außenwand 20d in einer im wesentlichen zur
Wand 20d parallelen Richtung und von der Grundfläche 480
zur Kante 42 gerichtet, zu verursachen. Wenn der zuvor
beschriebene Luftstrom dazu neigen würde, den Bereich
nahe der Grundfläche der Glocke teilweise zu evakuieren,
wird angenommen, daß ein Ausgleichsluftstrom entlang der
äußeren Fläche 20d nach innen in Richtung der
Grundfläche 480 der Glocke 20 entlang der Wand der Aussparung
404 stattfinden würde. Die Form der Abdeckung 400,
insbesondere die Form ihrer äußeren Fläche 402, ist so
ausgewählt, daß unter den Bedingungen der normalen
Betriebsweise der Strom der Ausgleichsluft über ihre
Oberfläche in einem im wesentlichen laminaren
Strömungszustand ist. Es wird angenommen, daß das hilft, die
Erzeugung
von turbulenten Strömungen in der Umgebung der
Glocke 20 zu vermeiden, was ansonsten dazu führen würde,
daß Beschichtungsmaterial zurück zum Sprühgerät gezogen
wird anstatt zu ermöglichen, daß es, wie erwünscht, zum
Werkstück gelenkt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Fig. 12
und 13 dargestellt. Mit Ausnahme der beschriebenen
Unterschiede, sind diese Ausführungsformen im wesentlichen
die gleichen wie die oben erörterten und gleiche Teile
sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das
Auflademittel, das zuvor mit Ringen 46 und 102, die den
inneren bzw. äußeren Teil hiervon bilden, und mit
Stiften 104, die die Verbindung dazwischen bilden,
beschrieben wurde, ist in den Fig. 12 und 13 anders ausgebildet.
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Betrachtet man die Fig. 12, wird der äußere
Abschnitt des Auflademittels 501 der Glocke 20 anstelle
der Ausbildung als kreisförmiges flaches Ringelement 102
(Fig. 1) durch die äußeren Enden 502 unmittelbar an der
äußeren Fläche 20d der Glocke 20 einer Vielzahl
einzelner Klemmen 504, die peripher im Abstand um die Achse
der Zerstäuberglocke 20, vorzugsweise in gleichwinkligen
Abständen, angeordnet sind, gebildet. Die Klemmen 504
und ihre Enden 502, sind vorzugsweise acht oder mehr an
der Zahl, und vorzugsweise 16. Als solche funktionieren
die Enden 502 der Klemmen 504 auf die gleiche Weise wie
das kreisförmige Ringelement 102 der Fig. 1 - 11. Der
innere Abschnitt des Aufladeinittels 501 hat die Form
eines Ringes 546, der in der gleichen Weise wie der Ring
46 in den Fig. 1 - 11 gestaltet und angeordnet ist.
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Betrachtet man die Fig. 13, ist das Auflademittel
anstelle der Ausbildung als kreisförmiger Ring 46, wie
in den obigen Ausführungsformen, in Form einer Vielzahl
von einzelnen, peripher im Abstand angeordneten
Aufladeelektroden 604, die sich zwischen den inneren und
äußeren Flächen des Zerstäubers 20 erstrecken und
vorzugsweise in gleichen Winkelabständen um die Rotationsachse
des Zerstäubers verteilt sind, ausgebildet. Der innere
Teil des Auflademittels 601 wird durch die inneren Enden
646 der Elektroden 604 gebildet, die unmittelbar an der
inneren Fläche des Zerstäubers 20 liegen. Der äußere
Abschnitt des Auflademittels wird durch die äußeren
Enden 602 der Elektroden 604 gebildet, die unmittelbar an
der äußeren Fläche des Zerstäubers 20 liegen. In
geeigneter Weise werden mindestens acht Elektroden 604
vorgesehen, vorzugsweise ungefähr sechzehn. Die inneren
Enden 646 der Elektroden funktionieren in der gleichen
Weise und nahezu gleich wirksam in der Aufladung der
Flüssigkeit wie der Ladeelektrodenring 46 in den anderen
Ausführungsformen, enthalten jedoch weniger Restladung
bei verbesserter Sicherheit.